DE102009017875A1 - Flexspline und Wellgetriebe - Google Patents
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Abstract
In einem Flexspline (3) eines Wellgetriebes (1) ist ein ringförmiger Flansch (33) davon aus einem ersten ringförmigen Bereich (33a), der in einem rechten Winkel von einem äußeren Umfangsrand (32a) einer Membran (32) gebogen ist, und einem zweiten ringförmigen Bereich (33b), der dazu gebracht worden ist, über eine gleichförmige Breite von einem vorderen Ende des ersten ringförmigen Bereichs (33a) nach innen vorzustehen, gebildet. Es ist möglich, dass der ringförmige Flansch innerhalb des Bereichs angeordnet ist, in dem die Membran (32) bei Betrachtung in Richtung einer Achse (1a) des Getriebes ausgebildet ist. Ein Außendurchmesser kann in einem größeren Ausmaß als bei einem zylinderhutförmigen Flexspline reduziert werden; und wenn ein hohles Wellgetriebe hergestellt wird, kann ein Hohldurchmesser leichter vergrößert werden als in dem Fall, in dem ein tassenförmiges Flexspline benutzt wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Flexspline (flexibles Umfangsprofil bzw. flexible Umfangsverzahnung), das eine Komponente eines Wellgetriebes ist, und bezieht sich insbesondere auf eine Verbesserung einer Form des Flexsplines, die es ermöglicht, einen Außendurchmesser eines hohlen Wellgetriebes zu reduzieren.
- Es ist bekannt, dass Wellgetriebe typischerweise vom Tassentyp, der ein tassenförmiges Flexspline (siehe Patentdokument 1) hat; vom Zylinderhuttyp, der ein Flexspline mit einer Form hat, die an einen Zylinderhut erinnert (siehe Patentdokument 2); und vom flachen Typ, der einen zylindrisches Flexspline hat (siehe Patentdokument 3), sind. Beim Tassentyp und beim Zylinderhuttyp ist auf dem Flexspline ein Befestigungsflansch oder eine Nabe ausgebildet. Der Flansch oder die Nabe ist ein starres Element und ist wie eine Scheibe oder ein Ring geformt. Ein festseitiges Element oder ein lastseitiges Element ist fest mit dem Flansch oder der Nabe verbunden.
- Wenn ein hohles Wellgetriebe vom Tassentyp mit einem hohlen Bereich, der die Mitte durchdringt und sich durch diese erstreckt, benutzt wird, muss der Befestigungsflansch, der den unteren Flächenbereich der Tassenform des Flexspline definiert, einen darin ausgebildeten hohlen Bereich haben; dementsprechend besteht eine Beschränkung darin, dass der Hohldurchmesser nicht vergrößert werden kann. Umgekehrt wird, wenn ein hohles Wellgetriebe vom Zylinderhuttyp benutzt wird, durch den Befestigungsflansch keine Beschränkung des Hohldurchmessers auferlegt. Da sich der Befestigungsflansch jedoch nach außen erweitert, hat der Bereich des Befestigungsflansches den größten äußeren Durchmessers des Wellgetriebes und das Wellgetriebe hat unvermeidlich einen größeren Außenurchmesser als ein Getriebe vom Tassentyp.
- Patentdokument
1:
JP-A 2007-231996 - Patentdokument 2:
JP-A 2000-186718 - Patentdokument 3:
JP-A 02-275147 - Daher ist im Stand der Technik kein Flexspline bereitgestellt worden, das geeignet ist, ein hohles Wellgetriebe herzustellen und das es erlaubt, den Hohldurchmesser zu vergrößern und gleichzeitig den Außendurchmesser zu verringern.
- In Anbetracht des zuvor Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flexspline für ein Wellgetriebe bereitzustellen, bei dem der Hohldurchmesser vergrößert werden kann, ohne den Außendurchmesser zu vergrößern.
- Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wellgetriebe bereitzustellen, das dieses neue Flexspline benutzt.
- Um die zuvor genannte Probleme zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Flexspline (
3 ) bereitgestellt, das ein Bauteil eines Wellgetriebes (1 ) ist, wobei das Flexspline (3 ) des Wellgetriebes (1 ) dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen in radialer Richtung flexiblen zylindrischen Körper (31 ), eine scheibenförmige Membran (32 ), die mit einem offenen Ende (31a ) des zylindrischen Körpers (31 ) zusammenhängt, wobei die scheibenförmige Membran (32 ) abbiegt und sich in radialer Richtung nach außen erstreckt; einen starren, ringförmigen Flansch (33 ), der mit einem äußeren Umfangsrand (32a ) der Membran (32 ) zusammenhängt; und äußere Zähne (34 ), die auf einem Bereich der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers (31 ) an einem anderen offenen Ende (31b ) davon ausgebildet sind, aufweist, wobei der ringförmige Flansch (33 ) einen ersten ringförmigen Bereich (33a ), der sich von dem äußeren Umfangsrand (32a ) der Membran (32 ) aus erstreckt und in einem Winkel, vorzugsweise einen rechten Winkel, in einer Richtung von dem zylindrischen Körper (31 ) weg abbiegt, und einen zweiten ringförmigen Bereich (33b ) hat, der ein Bereich auf einem vorderen Ende des ersten ringförmigen Bereichs (33a ) ist, der dazu gebracht worden ist, in einer gleichmäßigen Breite um einen festen Betrag nach innen vorzustehen. - Es ist wünschenswert, dass der ringförmige Flansch (
33 ) bei Betrachtung in Richtung einer Achse (1a ) des Getriebes in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Membran (32 ) ausgebildet ist. - Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Wellgetriebe (
1 ) dadurch gekennzeichnet, dass es ein starres, ringförmiges Spline (Umfangsporfil bzw. Umfangsverzahnung) (2 ), das zuvor beschriebene strukturelle Flexspline (3 ) und einen Wellgenerator (4 ) aufweist, um das Flexspline (3 ) in eine elliptische Form zu biegen und an beiden Endbereichen der Hauptachse der Ellipse Eingreifen in das ringförmige Spline zu bewirken und zu bewirken, dass sich die Eingriffsstelle in einer Umfangsrichtung bewegt, wobei beide Splines (2 ,3 ) eine Relativrotation in Übereinstimmung mit einer Differenz der Anzahl der Zähne zwischen ihnen ausführen. - Wenn das Wellgetriebe ein hohles Wellgetriebe ist, kann in einem Mittelbereich des Wellzapfens (
41 ) des Wellgenerators (4 ) ein Durchgangsloch (43 ) ausgebildet sein. - Die in Klammern eingeschlossenen Bezugszeichen werden in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die im Folgenden beschrieben wird, verwendet und sind vorgesehen, um das Verständnis zu erleichtern, sollen aber nicht als Beschränkung der vorliegenden Erfindung auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele gedeutet werden.
- Im Flexspline der vorliegenden Erfindung wird der ringförmige Flansch aus einem ersten ringförmigen Bereich, der in einem, vorzugsweise rechten, Winkel vom äußeren Umfangsrand der Membran abgebogen ist, und einem zweiten ringförmiger Bereich, der dazu gebracht worden ist, über eine gleichmäßige Breite von einer Vorderkante des ersten ringförmigen Bereichs nach innen vorzustehen, gebildet; und es ist möglich, dass der ringförmige Flansch bei Betrachtung in Richtung der Achse des Getriebes in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Membran ausgebildet ist.
- Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Außendurchmesser weitergehend reduziert werden als mit einem zylinderhutförmigen Flexspline. Darüber hinaus kann, wenn ein hohles Wellgetriebe hergestellt wird, der Außendurchmesser leichter vergrößert werden als in einem Fall, in dem ein tassenförmiges Flexspline benutzt wird.
- Dementsprechend kann in einem hohlen Wellgetriebe, in dem das Flexspline der vorliegenden Erfindung benutzt wird, ein großer Hohldurchmesser ohne eine wesentliche Vergrößerung des Außendurchmessers ausgebildet werden.
-
1 ist eine Längsschnittansicht eines hohlen Wellgetriebes, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird; -
2 ist (a) einen Längsschnittansicht, die das Flexspline aus1 zeigt, (b) ein Längsschnitt, der ein konventionelles zylinderhutförmiges Flexspline zeigt, und (c) ein Längsschnitt, der ein konventionelles tassenförmiges Flexspline zeigt; -
3 ist eine Frontansicht des Flexspline aus1 ; -
4 ist eine Rückansicht des Flexspline aus1 ; und -
5 ist eine Draufsicht auf das Flexspline aus1 . - Ausführungsbeispiele eines Flexspline und eines Wellgetriebes, in denen die vorliegende Erfindung benutzt wird, werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist ein Längsschnitt, der ein Beispiel eines hohlen Wellgetriebes zeigt, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird. Ein Wellgetriebe1 weist ein starres, kreisförmiges Spline2 , ein Flexspline3 und einen elliptischen, hohlen Wellgenerator4 auf. - Innere Zähne
21 sind auf einer inneren Umfangsfläche des kreisförmigen Spline2 ausgebildet. Das Flexspline3 ist in einem koaxialen Zustand innerhalb des ringförmigen Spline2 angeordnet, das Flexspline3 weist einen in radialer Richtung flexiblen zylindrischen Körper31 , eine scheibenförmige Membran32 , die mit einem offenen Ende31a des zylindrischen Körpers31 zusammenhängt, wobei die Membran abbiegt und sich in einer radialen Richtung nach außen erstreckt, einen starren, ringförmigen Flansch33 , der mit einem äußeren Umfangsrand32a der Membran32 zusammenhängt, und äußere Zähne34 auf, die auf einem Bereich der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers31 am anderen offenen Ende31b davon ausgebildet sind. Die äußeren Zähne34 sind geeignet, in die inneren Zähne21 einzugreifen. - Der Wellgenerator
4 weist einen Wellzapfen41 , der aus einem starren Element mit einer elliptischen äußeren Umfangsfläche41a gemacht ist, und ein Welllager42 auf, das in die elliptische äußere Umfangsfläche41a des Wellzapfens41 eingepasst ist. Der Wellzapfen41 hat einen hohlen Aufbau und in einem mittleren Bereich ein Durchgangsloch43 . Das Welllager42 hat äußere und innere Laufringe, die in radialer Richtung flexibel sind. -
2(a) ist eine Längsschnittansicht des Flexspline3 , während3 ,4 und5 jeweils eine Front-, Rück- bzw. Draufsicht des Flexspline3 zeigen. Wie in diesen Figuren gezeigt, ist die Form des ringförmigen Flansches33 des Flexspline3 von einem ersten ringförmigen Bereich33a , der sich von dem äußeren Umfangsrand32a der Membran32 aus erstreckt und in einem rechten Winkel in eine Richtung weg vom zylindrischen Körper31 abgebogen ist und einem zweiten ringförmigen Bereich33b , der ein Bereich an einem vorderen Rand des ersten ringförmigen Bereichs33a ist, der dazu gebracht wurde, über eine gleichmäßige Breite um einen festen Betrag nach innen vorzustehen, abgeleitet, wobei der zweite ringförmige Bereich33b im Längsschnitt eine rechteckige Form hat. Die radiale Breite des zweiten ringförmigen Bereichs33b ist im Wesentlichen die Hälfte der radialen Breite der Membran32 und Befestigungs-Gewindelöcher33c sind in gleichwinkligen Abständen entlang des Umfangs des zweiten ringförmigen Bereichs33b ausgebildet. Dementsprechend ist der ringförmige Flansch33 bei Betrachtung in Richtung einer Achse1a des Getriebes in dem Bereich angeordnet, in dem die Membran32 ausgebildet ist. - In dem hohlen Wellgetriebe
1 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist der Wellgenerator4 in den Bereich des Flexspline3 eingepasst, in dem die äußeren Zähne34 ausgebildet sind, und der Bereich, in dem die äußeren Zähne34 ausgebildet sind, biegt sich in eine elliptische Form. Als ein Ergebnis greifen die äußeren Zähne34 auf beiden Endbereichen der Hauptachse der Ellipse in die inneren Zähne21 des starren, ringförmigen Spline2 ein. Wenn der Wellgenerator4 rotiert, bewegen sich die Positionen, an denen die beiden Splines2 ,3 ineinander greifen, in Umfangsrichtung und die beiden Splines2 ,3 führen eine Relativrotation in Übereinstimmung mit der Differenz der Anzahl der Zähne zwischen ihnen aus. Die Differenz der Anzahl der Zähne ist typischerweise 2n (wobei n eine positive ganze Zahl ist) und im Allgemeinen hat das Flexspline3 zwei Zähne weniger. Das ringförmige Spline2 ist fest an einem festseitigen Element befestigt, der ringförmige Flansch des Flexspline3 ist mit einem lastseitigen Element verbunden und das lastseitige Element wird mit einer reduzierten Rotationsrate, die von dem Flexspline3 abgeleitet wird, rotierend angetrieben. - Im hohlen Wellgetriebe
1 des vorliegenden Beispiels wird die Form des ringförmigen Flansches33 des Flexsplines3 von einem ersten ringförmigen Bereich33a , der sich vom äußeren Umfangsrand32a der Membran aus erstreckt und in Richtung der Achse1a des Getriebes abbiegt, und von einem zweiten ringförmigen Bereich33b , der ein nach innen verdickter Bereich der Vorderkante des ersten ringförmigen Bereichs33a ist, abgeleitet. - Wie in
2 gezeigt, kann ein Außendurchmesser des Flexsplines der vorliegenden Erfindung kleiner gemacht werden als der eines konventionellen zylinderhutförmigen Flexsplines3A (siehe2(b) ). Darüber hinaus wird der Hohldurchmesser nicht wie in einem konventionellen tassenförmigen Flexspline3B durch den ringförmigen Flansch beschränkt (siehe2(c) ) und der Hohldurchmesser kann genauso groß wie in einem konventionellen zylinderhutförmigen Flexspline gemacht werden. Daher kann ein Wellgetriebe mit einem großen Hohldurchmesser mit einer minimalen Vergrößerung des Außendurchmessers erhalten werden. -
- 1
- Wellgetriebe
- 2
- ringförmiges Spline
- 21
- innere Zähne
- 3
- Flexspline
- 31
- zylindrischer Körper
- 31a
- offenes Ende
- 31b
- offenes Ende
- 32
- Membran
- 32a
- äußerer Umfangsrand
- 33
- ringförmiger Flansch
- 33a
- erster ringförmiger Bereich
- 33b
- zweiter ringförmiger Bereich
- 33c
- Gewindeloch
- 4
- Wellgenerator
- 41
- Wellzapfen
- 41a
- äußere Umfangsfläche
- 42
- Welllager
- 43
- Durchgangsloch
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2007-231996 A [0003]
- - JP 2000-186718 A [0003]
- - JP 02-275147 A [0003]
Claims (4)
- Ein Flexspline (
3 ), das ein Bauteil eines Wellgetriebes (1 ) ist, wobei das Flexspline (3 ) des Wellgetriebes (1 ) dadurch gekennzeichnet ist, dass es aufweist: einen in radialer Richtung flexiblen zylindrischen Körper (31 ); eine scheibenförmige Membran (32 ), die mit einem offenen Ende (31a ) des zylindrischen Körpers (31 ) zusammenhängt, wobei die scheibenförmige Membran (32 ) abbiegt und sich in radialer Richtung nach außen erstreckt; einen starren, ringförmigen Flansch (33 ), der mit einem äußeren Umfangsrand (32a ) der Membran (32 ) zusammenhängt; und äußere Zähne (34 ), die auf einem Bereich der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers (31 ) an einem anderen offenen Ende (31b ) davon ausgebildet sind; wobei der ringförmige Flansch (33 ) einen ersten ringförmigen Bereich (33a ), der sich vom äußeren Umfangsrand (32a ) der Membran (32 ) aus erstreckt und in einem Winkel in einer Richtung von dem zylindrischen Körper (31 ) weg abbiegt, und einen zweiten ringförmigen Bereich (33b ) hat, der ein Bereich an einem vorderen Ende des ersten ringförmigen Bereichs (33a ) ist und der dazu gebracht worden ist, über eine gleichmäßige Breite einen festen Betrag nach innen vorzustehen. - Flexspline (
3 ) des Wellgetriebes (1 ) nach Anspruch 1, wobei das Flexspline (3 ) des Wellgetriebes (1 ) dadurch gekennzeichnet ist, dass der ringförmige Flansch (33 ) bei Betrachtung in einer Richtung einer Achse (1a ) des Getriebes in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Membran (32 ) ausgebildet ist. - Wellgetriebe (
1 ) dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: ein starres, ringförmiges Spline (2 ), das Flexspline (3 ) nach Anspruch 1 oder 2, und einen Wellgenerator (4 ) zum Biegen des Flexspline (3 ) in eine elliptische Form, um Eingreifen mit dem ringförmigen Spline an beiden Endbereichen der Hauptachse der Ellipse zu bewirken und zu bewirken, dass sich die Eingriffsstellen in eine Umfangsrichtung bewegen, wobei beide Splines (2 ,3 ) eine Relativrotation in Übereinstimmung mit einer Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen ihnen ausführen. - Wellgetriebe (
1 ) nach Anspruch 3, wobei das Wellgetriebe (1 ) dadurch gekennzeichnet ist, dass der Wellgenerator (4 ) einen Wellzapfen (41 ), der aus einem starren Element gemacht ist und einen elliptischen Umfang hat, und ein Welllager (42 ) aufweist, das in die elliptische äußere Umfangsfläche des Wellzapfens (41 ) gepasst ist; wobei der Wellzapfen (41 ) ein hohler Wellzapfen (41 ) ist, der in einem mittleren Bereich ein Durchgangsloch (43 ) hat.
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