DE102007035986A1

DE102007035986A1 - Verfahren zur Herstellung einer einfachen Planetengetriebevorrichtung und einfache Planetengetriebevorrichtung

Info

Publication number: DE102007035986A1
Application number: DE102007035986A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Obu Ishizuka
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2008-02-14
Also published as: TW200809118A; US20080032850A1; JP2008038944A; CN101117996A; TWI314196B; KR100872321B1; KR20080012238A; CN101117996B; JP4227157B2; CN102345708A

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung von einfachen Planetengetriebevorrichtungen wird vorgesehen, bei dem ein minimales Spiel in zufrieden stellender Weise verwirklicht wird und aufrechterhalten wird, und zwar mit einer geringeren Anzahl von Teilen, ohne irgendwelche Nachteile in Beziehung mit dem Einbauraum zu erzeugen. Ein Dummy- bzw. Ersatzträgerbolzen wird verwendet, der mit einem Drehtragabschnitt versehen ist, dessen Achse bezüglich der Achse eines Trägerbolzens exzentrisch ist (und in radialer Richtung bewegt werden kann), und der ein Planetenrad um den Drehtragabschnitt tragen kann, sodass das Planetenrad sich drehen kann. Das Planetenrad wird montiert, während die Orientierung der Exzentrizität eingestellt wird, sodass es mit einem Hohlrad in der möglichst engsten Konfiguration in Eingriff kommt. Dann wird ein Sonnenrad ausgewählt und montiert und die Positionen und die Orientierung der Exzentrizität des Ersatzträgerbolzens werden mit einer Befestigungsspannvorrichtung festgelegt. Dann wird der Ersatzträgerbolzen entfernt, und der exzentrische Trägerbolzen, der in dem tatsächlichen Leistungsgetriebe zu verwenden ist, wird in den Träger an der Position durch Presspassung eingepasst, die durch den Ersatzträgerbolzen bestimmt wurde.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von einfachen Planetengetriebevorrichtungen und auf einfache Planetengetriebevorrichtungen, die dadurch hergestellt werden.
2. Beschreibunq der verwandten Technik
Eine einfache Planetengetriebevorrichtung wird weithin in vielen Anwendungen verwendet, wobei diese mit einem Sonnenrad, Planetenrädern, wobei jedes davon drehbar durch einen Trägerbolzen getragen wird, der sich von einem Träger in axialer Richtung erstreckt und außen mit dem Sonnenrad in Eingriff steht, und einem Hohlrad versehen ist, in dem die Planetenräder innen eingreifen.
Der Eingriff der Zahnräder innerhalb einer einfachen Planetengetriebevorrichtung bringt unvermeidlicherweise ein Spiel mit sich und eine Verringerung des Spiels ist ein beträchtliches Problem geworden, insbesondere auf dem Gebiet der präzisen Steuerung von Industrierobotern usw.
Das grundlegendste Verfahren zur Verringerung des Spiels ist, zuvor eine Vielzahl von Zahnrädern vorzubereiten, deren Zahndicke untereinander geringfügig unterschiedlich ist. Zahnräder, die mit dem geringsten Spiel in Eingriff kommen, werden dann während der tatsächlichen Montage ausgewählt.
Jedoch erfordert dieses Verfahren eine große Anzahl von Lagerpositionen und verringert beträchtlich die Bearbeitbarkeit während der Montage. Der Grund dafür ist, dass im Fall einer einfachen Planetengetriebevorrichtung ein Problem vorhanden ist, welches mit Variationen der Tragpositionen der Trägerbolzen mit Bezug zum Träger assoziiert ist (d.h. Variationen der Positionen der Löcher, die im Träger ausgeformt sind, um die Trägerbolzen aufzunehmen), und zwar zusätzlich zu Variationen der Größe von jedem Zahnrad (wie beispielsweise der Sonnenräder, Planetenräder und Hohlräder). Auch in dem Fall, wo die Abmessungen eines Planetenrades ordnungsgemäß sind, sollte beispielsweise, wenn die Tragposition des Trägerbolzens bezüglich des Trägers zur Seite des Sonnenrades aus der ordnungsgemäßen Position verschoben ist, dann das zu montierende Sonnenrad eine Zahndicke haben, die kleiner als der ordnungsgemäße Wert ist. Zusätzlich dazu sollte das auszuwählende Hohlrad eine Zahndicke haben, die größer als der ordnungsgemäße Wert ist.
Eine Technologie wird die in dem offengelegten japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2001-271894 vorgeschlagen, die anstelle der Verringerung des Spiels durch ein solches Verfahren mit Versuch und Irrtum versucht, das Spiel durch ein einfacheres Verfahren zu verringern, beispielsweise durch das Vorsehen einer strukturellen Verbesserung. Insbesondere wird eine Querschnittsform des Trägerbolzens elliptisch gemacht, so dass dessen Haupt- und Nebenachsen in den tangentialen bzw. radialen Richtungen des Sonnenrades ausgerichtet werden. Dann wird ein Planetenrad mit einem Eingriffsloch mit perfekter Kreisform in Eingriff mit einem gewissen Spiel mit dem Trägerbolzen mit dem elliptischen Querschnitt gebracht. Gemäß dieser Struktur kann das Planetenrad mehr in radialer Richtung bewegt werden als in Drehrichtung des Sonnenrades und der ordnungsgemäße Eingriff des Sonnenrades, der Planetenräder und des Hohlrades kann aufrechterhalten werden, ohne eine besonders genaue Präzision der Abmessung der unterschiedlichen Teile zu erfordern. Da ein Spalt um den Trägerbolzen in dem Eingriffsloch des Planetenrades so eingestellt ist, dass er in Umfangsrichtung kleiner als in radialer Richtung ist, kann zusätzlich eine Verbesserung bezüglich des Grades an Flexibilität an den Montageteilen und bei der Verringerung des Spiels gleichzeitig erreicht werden, falls benötigt.
Andererseits wird in dem offengelegten japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2002-206600 eine weitere Struktur vorgeschlagen, wo ein Trägerbolzen einen Drehtragabschnitt hat, dessen Achse exzentrisch bezüglich der Ach se des Trägerbolzens selbst ist, und das Planetenrad kann drehbar um den Drehtragabschnitt getragen werden. Insbesondere wird jedes Planetenrad in einer Konfiguration montiert, wo es in der Nähe des Hohlrades ist, und zwar durch Einstellung der Orientierung der Exzentrizität des Trägerbolzens, und dann wird ein Sonnenrad mit einer großen Zahndicke bzw. Zahnhöhe ausgewählt und montiert. Gemäß einer solchen Struktur können die drei Getriebeglieder, nämlich das Hohlrad, die Planetenräder und das Sonnenrad, fast ohne Spalte bzw. Spiel montiert werden, wodurch eine einfache Planetengetriebevorrichtung mit kleinem Spiel erreicht wird.
Bei der einfachen Planetengetriebevorrichtung, die in dem offengelegten japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2001-271894 offenbart wird, erfordert die Struktur, dass das Planetenrad „mit einem gewissen Spiel" bezüglich des Trägerbolzens montiert wird. Dies bedeutet, dass die Drehachse des Planetenrades sich in diesem Spiel herumbewegen kann und nicht in einzigartiger Weise bezüglich des Trägers festgelegt sein kann.
Bei der einfachen Planetengetriebevorrichtung, die in dem offengelegten japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2002-206600 offenbart wird, erfordert die Struktur, dass der Trägerbolzen so montiert wird, dass er sich bezüglich des Trägers „drehen" darf, um die Orientierung der Exzentrizität des Trägerbolzens auszuwählen. Daher wird ein Durchmesser des Trägerbolzentragloches in dem Träger zur Aufnahme eines Trägerbolzens auf Werte eingestellt, die gestatten, dass der Trägerbolzen „mit einem gewissen Spiel" montiert wird (insbesondere wird ein Spalt zwischen dem Trägerbolzen und dem Innenumfang des Trägerbolzentragloches ungefähr auf beispielsweise 1 bis 20 μm eingestellt). Folglich wird das Planetengetriebe derart montiert, dass die Drehachse des Planetenrades sich herumbewegt, wenn die Orientierung der Exzentrizität des Trägerbolzens variiert. Zusätzlich dazu wird sein Schwenkpunkt nicht einzigartig bezüglich des Trägers bestimmt.
Diese Funktionen sind zwei Seiten der gleichen Medaille, wenn man überlegt, dass „die Bewegung der Drehachse des Planetenrades", die in den offengelegten japanischen Patenten mit den Veröffentlichungsnummern 2001-271894 und 2002-206600 beschrieben werden, nicht vermieden werden kann.
Bei präzisen einfachen Planetengetriebevorrichtungen, die in Industrierobotern in den letzten Jahren verwendet wurden, kann es jedoch Fälle geben, wo ein kleines Spiel, wie beispielsweise 3 Bogenminuten oder weniger, verwirklicht werden muss. Eine solche Anforderung kann schwierig mit solchen Strukturen zu erfüllen sein, wie diese oben erwähnt wurden, weil ein Spalt, der der Montage der Teile zuzuordnen ist, mit einem gewissen Spiel ein Drehspiel verursacht.
Bezüglich dieses Punktes wird eine zusätzliche Technologie weiter in dem offengelegten japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnr. 2002-206600 vorgeschlagen, wo die Orientierung der Exzentrizität des Trägerbolzens bezüglich des Trägers nach der Montage des Sonnenrades festgelegt wird. Da jedoch die optimale Orientierung der Exzentrizität nicht zuvor bei diesem Befestigungsprozess bekannt sein kann (wie in dem offengelegten japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnr. 2002-206600 offenbart), gibt es keine Wahl, außer die Orientierung der Exzentrizität des Trägerbolzens bezüglich des Trägers durch Schrauben oder Bolzen oder Ähnliches erst nach der Bestimmung der Orientierung der Exzentrizität festzulegen. Als eine Folge wurde die tatsächliche Auslegung von solchen Prozessen außerordentlich schwierig in Hinsicht auf die mit dem Einbauraum in Beziehung stehenden Anforderungen oder die Zuverlässigkeit bezüglich der langzeitigen Stabilität.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche herkömmlichen Problemen entwickelt, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Planetengetriebevorrichtung vorzusehen, die in zufrieden stellender Weise ein minimales Spiel mit einer kleinen Anzahl von Teilen verwirklichen kann, ohne irgendeine mit dem Einbauraum in Beziehung stehende Unzulänglichkeit zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung einer einfachen Planetengetriebevorrichtung vor, die ein Sonnenrad aufweist, weiter ein Planetenrad, welches drehbar von einem Trägerbolzen getragen wird, der in einen Träger eingesetzt ist, und welches mit dem Sonnenrad außen in Eingriff steht, und ein Hohlrad, mit dem das Planetenrad innen in Eingriff steht. Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, weist das Verfahren folgende Schritte auf: Vorbereiten des Trägerbolzens, der schließlich mit einer engen Passung in dem Träger zu montieren ist, und eines Dummy- bzw. Ersatzträgerbolzens, der mit einem Drehtragabschnitt der gleichen Form versehen ist, wie jener des Trägerbolzens zum Tragen des Planetenrades, und der so montiert werden kann, dass eine mittlere Position seines Drehtragabschnittes in einer radialen Richtung der einfachen Planetengetriebevorrichtung bewegt werden kann; Montieren des Planetenrades, wobei der Dummy- bzw. Ersatzträgerbolzen in den Träger eingeführt ist, während eine radiale Position des Drehtragabschnittes des Ersatzträgerbolzens eingestellt wird; Auswählen des Sonnenrades, welches eine Zahndicke hat, die fähig ist, das erforderliche Spiel zu erfüllen bzw. zu ergeben, und zwar aus einer Gruppe von Sonnenrädern, die zuvor vorbereitet wurde, und, wobei dieser Zustand aufrechterhalten wird, Montieren des ausgewählten Sonnenrades; Entfernen des Ersatzträgerbolzens; Montieren des Trägerbolzens mit einer engen Passung in dem Träger an einer Position, die durch den Ersatzträgerbolzen mit dem festen Planetenrad bestimmt wurde; und Lösen der Befestigung des Planetenrades.
Im Grunde genommen wird bei der vorliegenden Erfindung ein Trägerbolzen verwendet, der mit einem Drehtragabschnitt für das Planetenrad versehen ist und in solcher Weise montiert werden kann, dass die mittlere Position des Drehtragabschnittes in radialer Richtung der einfachen Planetengetriebevorrichtung bewegt werden kann. Jedoch werden bei der vorliegenden Erfindung diese Trägerbolzen nicht während der Montage von Anfang an verwendet. Stattdessen wird der Trägerbolzen zuerst verwendet, und das Planetenrad wird montiert (im Grunde genommen so, dass es näher an das Hohlrad gebracht wird), während die radiale Position (beispielsweise die Orientierung der Exzentrizität) des Ersatzträgerbolzens eingestellt wird. Dann wird, während dieser Zustand aufrechterhalten wird, ein Sonnenrad, welches eine Zahndicke aufweist, die das erforderliche Spiel ver wirklichen kann, aus einer Gruppe von Sonnenrädern ausgewählt, die zuvor vorbereitet und montiert worden sind. Im Allgemeinen gilt, dass, je größer die Zahndicke des ausgewählten Sonnenrades ist, desto kleiner das Spiel wird. Entsprechend wird eine Kombination des innenverzahnten Zahnrades, des Planetenrades und des Sonnenrades, die das minimale Spiel verwirklichen kann, genauso wie die optimalen Montagepositionen dieser Teile grundlegend bestimmt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die montierte Konfiguration des Planetenrades hier festgelegt, und der Dummy- bzw. Ersatzträgerbolzen wird entfernt. Dann wird der richtige Trägerbolzen (der bei der tatsächlichen Leistungsübertragung zu verwenden ist) in dem Träger mit einem engen Spiel an der radialen Position montiert, die durch den Trägerbolzen mit dem festen Planetenrad bestimmt wird. Der Ausdruck „mit einem engen Spiel montiert" bezieht sich insbesondere auf die Konfiguration, wo ein konkaves Teil (oder ein Loch) so ausgelegt ist, dass es bezüglich seiner Größe kleiner als ein konvexes Teil ist, welches darin einzupassen ist, wie beispielsweise bei einer Presspassung, einer Schrumpfpassung und einer Dehnpassung. Durch das Montieren von Teilen mit einem engen Spiel bleibt die Positionskonfiguration des Drehtragabschnittes des Trägerbolzens in radialer Richtung bezüglich des Trägers fest, auch wenn die Befestigung der Planetenräder gelöst wird. Entsprechend wird die Drehachse des Planetenrades bezüglich des Trägers unbeweglich mit einem minimalen Spiel letztendlich festgelegt.
Da der Trägerbolzen in dem Träger „mit einem engen Spiel" montiert ist, werden Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben, nicht benötigt, wenn die radiale Position des Trägerbolzens festgelegt wird, und entsprechend sind keine speziellen Räume für solche Befestigungsmittel erforderlich.
Da weiterhin die Anordnung mit einer engen Passung wahrscheinlich keine Probleme entwickeln wird, wie beispielsweise eine gelöste Schraube bei einer Befestigung mit einer Schraube, bleibt die Befestigungsfunktion stabil.
Da weiterhin keine Teilglieder außer dem Sonnenrad für die Spieleinstellung verantwortlich sind (dies bedeutet, dass eine Vielzahl von Teilgliedern mit geringfügig anderer Zahndicke nur für das Sonnenrad erforderlich ist), kann auch eine Zunahme von auf Lager gehaltenen Teilen ebenfalls verhindert werden.
Wenn man die vorliegende Erfindung als eine Vorrichtungserfindung betrachtet, sieht die vorliegende Erfindung eine einfache Planetengetriebevorrichtung vor, die ein Sonnenrad, ein Planetenrad, welches drehbar von einem Trägerbolzen getragen wird, der sich von einem Träger in axialer Richtung erstreckt, und welches außen mit dem Sonnenrad in Eingriff steht, und ein Hohlrad aufweist, mit dem das Planetenrad innen in Eingriff steht. Bei dieser einfachen Planetengetriebevorrichtung, die so wie oben konfiguriert ist, ist der Trägerbolzen mit einem Drehtragabschnitt für das Planetenrad versehen und kann derart montiert werden, dass eine mittlere Position des Drehtragabschnittes davon in radialer Richtung der einfachen Planetengetriebevorrichtung bewegt werden kann, und dass der Trägerbolzen in den Träger pressgepasst ist.
Wenn ein „Trägerbolzen, der in solcher Weise montiert werden kann, dass die mittlere Position des Drehtragabschnittes für das Planetenrad in radialer Richtung der einfachen Planetengetriebevorrichtung bewegt werden kann" als der Trägerbolzen verwendet wird, wird dieser Trägerbolzen nicht in dem Träger mit einer engen Passung (in einem typischen Herstellungsverfahren) montiert werden. Der Grund dafür ist, dass, sobald eine Montage mit einer engen Passung ausgeführt wurde, die Funktion des Suchens der optimalen radialen Position nicht ausgeführt werden kann. Indem man jedoch dem Verfahren folgt, welches den Kern der vorliegenden Erfindung kennzeichnet, nämlich „einem Verfahren, wo nach dem Suchen der optimalen radialen Position des Drehtragabschnittes mit dem Ersatzträgerbolzen die optimale radiale Position festgelegt wird und durch Festlegen des Planetenrades beibehalten wird, und dann der richtige Trägerbolzen (der in dem tatsächlichen Leistungsgetriebe zu verwenden ist) mit einer engen Passung montiert wird, um den Ersatzträgerbolzen zu ersetzen", kann eine einfache Planetengetriebevorrichtung verwirklicht werden, bei der der Trägerbolzen mit einer engen Passung montiert wird, während gleichzeitig der Vorteil der freien Montage der Teile in radialer Richtung vorgesehen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine einfache Planetengetriebevorrichtung erreicht werden, die in zufrieden stellender Weise ein minimales Spiel mit einer geringeren Anzahl von auf Lager gehaltenen Teilen verwirklichen und aufrecht erhalten kann, und zwar ohne die Entwicklung von mit dem Einbauraum in Beziehung stehenden Nachteilen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht einer einfachen Planetengetriebevorrichtung, die durch ein Herstellungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, wobei Variationen des Trägerbolzens zusätzlich veranschaulicht sind;
2A, 2B und 2C sind Zeichnungen des Verfahrens, die ein Herstellungsverfahren einer einfachen Planetengetriebevorrichtung mit einem großen Spiel zeigen, und zwar unter Verwendung von Teilen einer einfachen Planetengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine perspektivartige Ansicht, die eine Konfiguration zeigt, in der Planetenräder mit Dummy- bzw. Ersatzträgerbolzen in einem Schritt eines Montageverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung montiert werden;
4A und 4B sind Seitenansichten, die ein Verfahren zur Suche der optimalen Position der Exzentrizität veranschaulichen;
5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration veranschaulicht, in der ein Ersatzträgerbolzen und ein Sonnenrad montier sind;
6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration zeigt, in der eine Befestigungsspannvorrichtung montiert ist;
7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration veranschaulicht, in der der Ersatzträgerbolzen entfernt worden ist;
8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration veranschaulicht, in der ein Exzenterträgerbolzen durch Presspassung eingepasst worden ist und wobei dann die Befestigungsspannvorrichtung entfernt worden ist;
9 ist eine Perspektivansicht, die eine Konfiguration veranschaulicht, in der der zweite Träger montiert worden ist; und
10 ist eine Ansicht, die eine Anordnung des ersten Trägers und der Trägerbolzen (Ersatzträgerbolzen) gemäß einem Beispiel eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird ein Beispiel eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 veranschaulicht eine Hauptstrukturcharakteristik für eine Reihe (eine Anordnung von Produktgruppen) von einfachen Planetengetriebevorrichtungen, die eine einfache Planetengetriebevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweisen. Diese Reihe ermöglicht es Anwendern, eine Auswahl zwischen einer Produktgruppe mit einem großen Spiel (wobei ein großes Spiel zugelassen wird) und einer Produktgruppe mit einem kleinen Spiel (wobei nur ein kleines Spiel zugelassen wird) zu treffen, während die gleiche Struktur bezüglich des Reduktionsverhältnisses, der Übertragungskapazität usw. aufrechterhalten wird. Für die Produktgruppe mit großem Spiel wird ein konzentrischer Trägerbolzen ohne Exzentrizität verwendet, und für die Produktgruppe mit kleinem Spiel wird ein exzentrischer Trägerbolzen verwendet, der die vorliegende Erfindung verkörpern kann. Zu Vereinfachungszwecken wird zuerst die allgemeine Struktur der einfachen Planetengetriebevorrichtung beschrieben.
Die einfache Planetengetriebevorrichtung 12 ist konfiguriert, um ein Sonnenrad 14 (14S: später beschrieben), drei Planetenräder 16 (wobei nur eines von ihnen in der Figur gezeigt ist), die mit dem Sonnenrad 14 außen in Eingriff stehen, und ein Hohlrad 18 aufzuweisen, mit dem die Planetenräder 16 innen in Eingriff stehen.
Das Sonnenrad 14 ist auf eine hohle Sonnenradwelle 20 pressgepasst und darauf gesichert.
Das Planetenrad 16 wird drehbar durch einen ersten Träger (Träger) 30 und durch einen zweiten Träger (Unterträger) 31 durch einen konzentrischen Trägerbolzen 32 (oder einen exzentrischen Trägerbolzen 34) und ein Nadellager 36 getragen.
Der erste Träger 30 dient auch als Ausgangswelle. Der erste Träger 30 ist mit dem zweiten Träger (Unterträger) 31 durch eine Schraube 40 durch einen Verbindungsabschnitt 30A gekoppelt. Die ersten und zweiten Träger 30 und 31 werden drehbar durch ein Gehäuse 44 (ein erstes Gehäuse 44A) durch Lager 42A bzw. 42B getragen. Ein Schraubenloch 30A1, welches in dem Verbindungsabschnitt 30A (für eine Schraubenverbindung mit der Schraube 40) ausgebildet ist, wird nicht nur zur Verbindung der ersten und zweiten Träger 30 und 31, sondern auch zur Befestigung der Planetenräder durch eine Befestigungsspannvorrichtung verwendet, die später beschrieben wird.
Der oben erwähnte konzentrische Trägerbolzen 32 wird verwendet, wenn eine Gruppe von Produkten mit großem Spiel herzustellen ist. Der konzentrische Trägerbolzen 32 ist mit Einführungsabschnitten 32A versehen, die in die ersten und zweiten Träger 30 und 31 einzuführen sind, und mit einem Drehtragabschnitt 32B für das Planetenrad 16. Die Mitte Co der Einführungsabschnitte 32A und die Mitte C1 des Drehtragabschnittes 32B (oder ein Drehmittelpunkt des Planetenrades 16) sind konzentrisch. Weiterhin ist ein Außendurchmesser d1 des Einführungsabschnittes 32A (Trägerbolzendurchmesser) größer als ein Innendurchmesser D1 der Einführungslöcher 30B und 31B, wobei ersterer auf der Seite des ersten Trägers 30 ist, und wobei letzterer auf der Seite des zweiten Trägers 31 ist, und zwar um eine Abmessung entsprechend der engen Passung für eine Presspassung.
Im Gegensatz dazu wird der exzentrische Trägerbolzen 34 verwendet, wenn eine Gruppe von Produkten mit kleinem Spiel herzustellen ist. Der exzentrische Trägerbolzen 34 ist mit Einführungsabschnitten 34A versehen, die in die ersten und zweiten Träger 30 und 31 einzuführen sind, und mit einem Drehtragabschnitt 34B für das Planetenrad 16. Jedoch sind die Mitte Co der Einführungsabschnitte 34A und die Mitte C2 des Drehtragabschnittes 34B nicht konzentrisch, sondern gegeneinander exzentrisch um eine Distanz e. Ein Außendurchmesser des Einführungsabschnittes 34A des exzentrischen Trägerbolzens 34 ist d1, was der gleiche ist, wie der Außendurchmesser des Einführungsabschnittes 32A des konzentrischen Trägerbolzens. Daher ist der Außendurchmesser des Einführungsabschnittes 34A des exzentrischen Trägerbolzens 34 größer als der Innendurchmesser D1 der Einführungslöcher 30B und 31B, wobei ersterer auf der Seite des ersten Trägers 30 ist, und wobei letzterer auf der Seite des zweiten Trägers 31 ist, und zwar um eine Abmessung entsprechend einer engen Passung für eine Presspassung. Ein Verfahren zur Montage der Trägerbolzen 32 und 34 wird im Folgenden beschrieben.
Ein Gehäuse 44 ist aus ersten, zweiten und dritten Gehäusen hergestellt, die mit 44A bzw. 44B bzw. 44C bezeichnet sind, und zu einem einheitlicher Körper durch Schrauben 46 und 48 zusammenmontiert sind.
Das Hohlrad 18 ist mit dem Gehäuse 44 (dem ersten Gehäuse 44A) integriert und steht innen in Eingriff mit den Planetenrädern 16.
Nun wird ein Verfahren zur Herstellung der einfachen Planetengetriebevorrichtung 12 im Detail beschrieben.
Wenn eine Gruppe von Produkten mit großem Spiel herzustellen ist, werden die konzentrischen Trägerbolzen 32 verwendet.
Mit Bezug auf 2A ist zu sehen, dass, da der konzentrische Trägerbolzen 32 nicht die Position der Drehachse Co des Planetenrades 16 verändern kann, dieser direkt in das Einführungsloch 30B des ersten Trägers 30 „pressgepasst" ist. Als nächstes wird das Planetenrad 16 auf diesem konzentrischen Trägerbolzen 32 montiert, wobei das Nadellager 36 zwischen den beiden eingeführt wird (2B). Die Abmessungen des Planetenrades 16 und des Hohlrades 18 werden zuvor bestimmt, sodass sie miteinander mit einem festgelegten Spalt (entsprechend dem Spiel) in Eingriff stehen, der zwischen den beiden gebildet wird. Daher können sie ungeachtet der Variationen von Produkt zu Produkt von diesen Zahnrädern sicher ohne Fehler montiert werden.
Als nächstes wird das Sonnenrad 14 montiert, wobei dieser Zustand beibehalten wird. Die Abmessungen des Planetenrades 16 und des Sonnenrades 14 sind auch zuvor so bestimmt, dass sie mit einem zuvor festgelegten Spalt (entsprechend einem Spiel) in Eingriff stehen, welcher zwischen den beiden gebildet wird. Daher können sie ungeachtet der Variationen von Produkt zu Produkt sicher ohne Fehler montiert werden.
Als nächstes wird der zweite Träger 31 unter Verwendung der Schraube 40 montiert. Dann wird nach der zeitweiligen Entfernung des Sonnenrades 14, und nachdem es auf die Sonnenradwelle 20 gesetzt wurde, die einfache Planetengetriebevorrichtung 12, wie sie in 1 veranschaulicht ist, durch die zusätzlichen Schritte erhalten, wie beispielsweise durch das erneute Montieren bzw. Einsetzen des Sonnenrades 14, sodass es mit den Planetenrädern 16 in Eingriff kommt.
Wenn man (eine Produktgruppe) der einfachen Planetengetriebevorrichtungen 12 mit einem großen Spiel herstellt, wie oben beschrieben, erfordert weder das Sonnenrad 14 noch die Planetenräder 16 oder das innenverzahnte Zahnrad 18 einen Schritt der „Auswahl". Was erforderlich ist, ist einfach, jene zu montieren, die auf Standard-Abmessungen endbearbeitet worden sind, und folglich können die Herstellungsschritte beträchtlich vereinfacht werden.
Wenn andererseits eine Gruppe von Produkten mit kleinem Spiel herzustellen ist, werden die exzentrischen Trägerbolzen 34 verwendet, bei denen die Mitte C2 des Drehtragabschnittes 34B bezüglich der Mitte Co des Einführungsabschnittes 34A exzentrisch ist. Anstatt jedoch direkt den exzentrischen Trägerbolzen 34 zu mon tieren, wird ein exzentrischer Ersatzträgerbolzen (Dummy-Trägerbolzen bzw. Ersatzträgerbolzen) 50 in dem vorhergehenden Schritt verwendet.
Der Ersatzträgerbolzen 50 hat im Grunde genommen die gleiche Form wie der exzentrische Trägerbolzen 34. Jedoch ist ein Außendurchmesser d2 eines Einführungsabschnittes 50A (siehe 4) so eingestellt worden, dass er geringfügig kleiner als der Außendurchmesser d1 des Einführungsabschnittes 34A des exzentrischen Trägerbolzens 34 ist, sodass er mit einem gewissen Spiel in das Einführungsloch 30B des ersten Trägers 30 eingeführt werden kann. Dieser Ersatzträgerbolzen 50 wird verwendet, um das Planetenrad 16 so zu montieren, dass es mit dem Hohlrad 18 in Eingriff steht. 3 veranschaulicht eine montierte Konfiguration.
In diesem Fall sind sowohl die Planetenräder 16 als auch das Hohlrad 18 jene, die auf Standardabmessungen endbearbeitet worden sind und es sind genau die gleichen wie jene, die bei der Herstellung der zuvor erwähnten Gruppe von Produkten mit großem Spiel verwendet wurden. Anders gesagt, es sind nicht jene, die speziell „ausgewählt" sind, und sowohl die Planetenräder 16 als auch das Hohlrad 18 sind auf gewisse Abmessungen mit vorher festgelegtem Spiel ausgelegt worden. Da jedoch bei dem Ersatzträgerbolzen 50 die Mitte Co des Einführungsabschnittes 50A und die Mitte C2 des Drehtragabschnittes 50B voneinander um eine Distanz e abweichen, kann die Mitte (d.h. die Drehachse) C2 des Planetenrades 16 in radialer Richtung durch Drehen des Ersatzträgerbolzens 50 um die Mitte Co des Einführungsabschnittes 50A bewegt werden, wie vergleichsweise in den 4A und 4B veranschaulicht ist. Auch wenn jene Teile, die auf die Standardabmessungen endbearbeitet worden sind, als die Planetenräder 16 und das Hohlrad 18 verwendet werden, kann daher eine Konfiguration mit nahezu keinem Spiel zwischen dem Planetenrad 16 und dem Hohlrad 18 (der Konfiguration der 4B) erreicht werden.
Das Planetenrad 16 wird somit ein einer Weise montiert, dass, während die Orientierung der Exzentrizität (radiale Position) des Drehtragabschnittes 50B des Ersatzträgerbolzens 50 eingestellt wird, das Planetenrad 16 mit dem Hohlrad 18 in einer Konfiguration in Eingriff steht, in der sie in die nächst mögliche Distanz kommen. Aus einer Vielzahl von Sonnenrädern, die zuvor vorbereitet worden sind, wird dann ein Sonnenrad 14S mit einer Zahndicke ausgewählt und montiert, die das erforderliche Spiel erreichen kann (siehe 5). Wenn man das Gesamtergebnis betrachtet, gestattet das Auswählen und Montieren eines Sonnenrades 14S mit der größtmöglichen Zahndicke eine Anordnung mit dem kleinstmöglichen Spiel für die gesamte Getriebevorrichtung. Da jedoch die Getriebevorrichtung sanfter mit einem kleinen Spiel dreht, ist es vorzuziehen, dass ein Sonnenrad 14S mit einer Zahndicke ausgewählt und montiert wird, die weder zu groß noch zu gering ist und das erforderliche Spiel bereitstellt.
Dann werden die Planetenräder 16 bezüglich des ersten Trägers 30 durch eine Befestigungsspannvorrichtung 54 festgelegt (siehe 6). Diese Befestigung wird durch Schrauben einer Schraube 56 in das Schraubenloch 30A1 des Verbindungsabschnittes 30A des ersten Trägers 30 ausgeführt, wobei die Befestigungsspannvorrichtung 54 zwischen den beiden so eingeführt wird, dass die Planetenräder 16 fest von dem ersten Träger 30 und der Befestigungsspannvorrichtung 54 eingeklemmt werden. Die Befestigungsspannvorrichtung 54 ist mit drei Durchgangslöchern 54A versehen, um die Schrauben 56 und die drei Einführungslöcher 54B aufzunehmen, um den Ersatzträgerbolzen 50 durch den exzentrischen Trägerbolzen 34 zu ersetzen, der in dem tatsächlichen Leistungsgetriebe verwendet wird (siehe 6 und 7).
Nach dem Festlegen der Planetenräder 16, werden die Ersatzträgerbolzen 50 durch die Einführungslöcher 54B entfernt (siehe 7). Da die Planetenräder 16 bezüglich des ersten Trägers 30 durch die Befestigungsspannvorrichtung 54 festgelegt sind, wird bei diesem Prozess die Orientierung der Exzentrizität, die durch die Ersatzträgerbolzen 50 bestimmt wird, beibehalten.
Dann werden die exzentrischen Trägerbolzen 34 in den ersten Träger 30 derart pressgepasst, dass sie der Orientierung der Exzentrizität folgen, die durch die Ersatzträgerbolzen 50 mit den Planetenrädern 16 bestimmt wurde. Nach der Press passung wird die Befestigungsspannvorrichtung 54 entfernt, wodurch die Befestigung der Planetenräder 16 freigegeben wird (siehe 8).
Nach der Entfernung der Befestigungsspannvorrichtung 54 wird der zweite Träger 31 unter Verwendung der Schrauben 40 montiert, während die Schraubenlöcher 30A1 des Verbindungsabschnittes 30A wieder verwendet werden (siehe 9 und 1).
Bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nur das Sonnenrad 14 als eine Vielzahl von Zahnrädern mit unterschiedlichen Zahndicken vorbereitet, um das Spiel einzustellen, während das Hohlrad 18 und die zu verwendenden Planetenräder 16 als eine einzige Zahnradbauart vorbereitet werden. Entsprechend ist es möglich, sicherzustellen, dass das Spiel der einfachen Planetengetriebevorrichtung 12 in einem beabsichtigten Bereich gehalten wird, der ein besonders kleines Niveau von beispielsweise 3 Winkelminuten oder weniger aufweist.
Obwohl die Orientierung der Exzentrizität des exzentrischen Trägerbolzens 34 variiert wird, um die Position der Drehachse des Planetenrades 16 einzustellen, ist weiterhin die Orientierung der Exzentrizität des exzentrischen Trägerbolzens 34 durch seine „Presspassung" in den (ersten) Träger 30 festgelegt. Daher wird die Konfiguration der montierten einfachen Planetengetriebevorrichtung 12 beträchtlich vereinfacht und die Miniaturisierung und die Gewichtsverringerung der Getriebevorrichtung sind möglich. Weiterhin ist die Befestigung des exzentrischen Trägerbolzens 34 über lange Zeit zuverlässig, und ein minimales Spiel kann ordnungsgemäß für eine lange Zeitperiode aufrechterhalten werden.
Wenn die einfachen Planetengetriebevorrichtungen mit gleicher Kapazität und gleichem Reduktionsverhältnis, jedoch mit unterschiedlicher Anforderung bezüglich des Spiels, hergestellt werden, werden bei diesem Ausführungsbeispiel weiterhin jeweilige Herstellungsschritte so variiert, dass Teile gemeinsam verwendet werden, wobei genauso eine Vereinfachung der gesamten Herstellungsschritte erreicht werden kann. Anders gesagt, wenn die Anforderung bezüglich des Spiels nicht sehr streng ist, können die gleichen Hohlräder und Planetenräder verwendet werden, wie jene, die verwendet werden, wenn die Anforderung bezüglich des Spiels sehr streng ist, jedoch ohne irgendeinen Arbeitsvorgang auszuführen, der Versuch und Irrtum oder das Ersetzen der Trägerbolzen erfordert, wodurch Getriebevorrichtungen in beträchtlich vereinfachter Weise erzeugt werden. Es sei jedoch bemerkt, dass die Vorbereitung einer solchen Reihe von Produkten keine wichtige Anforderung ist, wenn die vorliegende Erfindung ausgeführt wird.
Obwohl die Planetenräder in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel durch eine Befestigungsspannvorrichtung festgelegt sind, ist ein Verfahren zum Befestigen der Planetenräder nicht auf Verfahren eingeschränkt, die eine solche Befestigungsspannvorrichtung verwenden. Obwohl die Schraubenlöcher zur Verbindung des ersten Trägers (Trägers) und des zweiten Trägers (Unterträgers) auch als Schraubenlöcher zur Befestigung der Planetenräder dienen, ist weiterhin diese gemeinsame Verwendung der Schraubenlöcher keine besonders wichtige Anforderung der vorliegenden Erfindung.
Weiterhin werden in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die exzentrischen Trägerbolzen verwendet, um eine Struktur zu erreichen, in der der Drehtragabschnitt für das Planetenrad in radialer Richtung der einfachen Planetengetriebevorrichtung bewegt werden kann. Jedoch ist eine solche Struktur, bei der die Position der Mitte des Drehtragabschnittes in radialer Richtung bewegt werden kann, nicht auf jene eingeschränkt, bei denen solche exzentrischen Trägerbolzen verwendet werden, wie oben erwähnt.
Wie in 10 gezeigt, kann beispielsweise ein erster Träger 70 mit drei Nuten 76 versehen sein, die jeweils durch gegenseitig parallele Stufen 72 gebildet werden und in radialer Richtung angeordnet sind. Dann können Ersatzträgerbolzen (74), wobei jeder davon gleitend mit dieser Nut 76 in Eingriff steht, und Trägerbolzen 74 (die in dem tatsächlichen Leistungsgetriebe zu verwenden sind), wobei jeder davon mit der Nut 76 in Eingriff steht, mit einer engen Passung vorbereitet werden. In diesem Fall wird jedes Planetenrad (in 10 nicht gezeigt) montiert, während man eine Gleitbewegung des Ersatzträgerbolzens (74) in der Nut 76 in radialer Richtung verwendet, und die ordnungsgemäß angeordneten Planetenräder werden unter Verwendung der Schraubenlöcher 70A1 befestigt, die in den Koppelungsabschnitten 70A ausgebildet sind. Nach der Entfernung der Ersatzträgerbolzen (74) wird dann jeder Trägerbolzen 74, der in dem tatsächlichen Leistungsgetriebe zu verwenden ist, in die Nut 76 pressgepasst (mit einer engen Passung montiert), wodurch im Grunde genommen die gleiche Funktion und der gleiche Effekt verwirklicht werden, wie in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Die vorliegende Erfindung kann bei irgendwelchen Anwendungen verwendet werden, ist jedoch insbesondere für Anwendungen geeignet, wo ein Betrieb mit kleinem Spiel erforderlich ist, wie beispielsweise bei einer Gelenkbewegung von Industrierobotern oder bei einer Bewegung einer Positionierungsvorrichtung.
Die Offenbarung des japanischen Patentes mit der Anmeldungsnr. 2006-210707 , welches am 2. August 2006 eingereicht wurde, einschließlich der Beschreibung, der Zeichnungen und Ansprüche, soll hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer einfachen Planetengetriebevorrichtung (12), die ein Sonnenrad (14), ein Planetenrad (16), welches drehbar von einem Trägerbolzen (34) getragen wird, der in einem Träger (30) eingesetzt ist, und welches außen mit dem Sonnenrad (14) in Eingriff steht, und ein Hohlrad (18) aufweist, mit dem das Planetenrad (16) innen in Eingriff steht, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die Folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten des Trägerbolzens (34), der schließlich mit einer engen Passung in dem Träger (30) zu montieren ist, und eines Dummy- bzw. Ersatzträgerbolzens (50), der mit einem Drehtragabschnitt (50B) mit der gleichen Form versehen ist, wie jene des Trägerbolzens (34), um das Planetenrad (16) zu tragen, und der so montiert werden kann, dass ein Mittelteil (C2) eines Drehtragabschnittes (50B) davon in radialer Richtung der einfachen Planetengetriebevorrichtung (12) bewegt werden kann; Montieren des Planetenrades (16), wobei der Ersatzträgerbolzen (50) in den Träger (30) eingesetzt ist, während eine radiale Position des Drehtragabschnittes (50B) des Ersatzträgerbolzens (50) eingestellt wird; Auswählen des Sonnenrades (14) mit einer Zahndicke, die ein erforderliches Spiel erzeugt, aus einer Gruppe von zuvor vorbereiteten Sonnenrädern, wobei dieser erwähnte Zustand aufrechterhalten wird, und Montieren eines ausgewählten Sonnenrades (14); Festlegen eines montierten Planetenrades (16) in einer montierten Position; Entfernen des Ersatzträgerbolzens (50); Montieren des Trägerbolzens (34) mit einer engen Passung in den Träger (30) an einer Position, die durch den Ersatzträgerbolzen (50) mit einem festgelegten Planetenrad (16) bestimmt wurde; und Lösen der Festlegung des Planetenrades (16).
Verfahren zur Herstellung einer einfachen Planetengetriebevorrichtung (12) nach Anspruch 1, welches dadurch gekennzeichnet wird, dass es weiter nach dem Schritt des Lösens der Befestigung des Planetenrades (16) einen Schritt des Montierens eines Unterträgers (31) aufweist, der mit dem Träger (30) dahingehend zusammenarbeitet, dass er den Trägerbolzen (34) an seinen beiden Enden an einer dem Träger (30) gegenüberliegenden Seite des Planetenrades (16) trägt.
Verfahren zur Herstellung einer einfachen Planetengetriebevorrichtung (12) nach Anspruch 2, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Unterträger (31) unter Verwendung eines Schraubenloches (30A1) montiert wird, welches verwendet wird, um das Planetenrad (16) festzulegen.
Satz von Montagekomponenten zur Herstellung einer einfachen Planetengetriebevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass er Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Sonnenrädern (14), wobei jedes Sonnenrad eine andere Zahndicke bezüglich der anderen hat, ein Planetenrad (16), welches einen äußeren Eingriff mit einem der Sonnenräder (14) ermöglicht; ein Hohlrad (18), mit dem das Planetenrad (16) innen in Eingriff steht; einen Trägerbolzen (34), der schließlich in einem Träger (30) mit einer engen Passung montiert wird, um das Planetenrad (16) zu tragen; und einen Ersatzträgerbolzen (50), der mit einem Drehtragabschnitt (50B) mit der gleichen Form wie jener des Trägerbolzens (34) versehen ist, um das Planetenrad (16) zu tragen, und der in dem Träger (30) derart montiert werden kann, dass eine Mittenposition seines Drehtragabschnittes in einer radialen Richtung der einfachen Planetengetriebevorrichtung (12) bewegt werden kann, und wobei er aus dem Träger (30) entfernt werden kann.
Einfache Planetengetriebevorrichtung (12), die Folgendes aufweist: ein Sonnenrad (14); ein Planetenrad (16), welches drehbar von einem Trägerbolzen (34) getragen wird, der sich von einem Träger (30) in axialer Richtung erstreckt und außen in Eingriff mit dem Sonnenrad (16) steht; und ein Hohlrad (18), mit welchem das Planetenrad (16) innen in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerbolzen (34) mit einem Drehtragabschnitt (34B) für das Planetenrad (16) versehen ist und derart montiert werden kann, dass eine Mittenposition (C2) seines Drehtragabschnittes (34B) in radialer Richtung der einfachen Planetengetriebevorrichtung (12) bewegt werden kann, und dass der Trägerbolzen (34) in dem Träger (30) mit einer engen Passung montiert wird.