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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Planetenuntersetzungsgetriebe und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Es wird die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-242258 beansprucht, die am 1. November 2012 eingereicht wurde, deren Inhalt hier durch Bezugnahme mit aufgenommen sei.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Ein Planetenuntersetzungsgetriebe wird in der nicht geprüften
japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2006-263878 offenbart.
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Das Planetenuntersetzungsgetriebe hat ein außenverzahntes Zahnrad, welches ein Planetenrad ist, und ein innenverzahntes Zahnrad, mit dem das außenverzahnte Zahnrad von innen in Eingriff steht. Ein Flanschkörper ist in einem in axialer Richtung seitlichen Teil des außenverzahnten Zahnrades angeordnet. Eine einzelne Flanschkörpereinheit ist so konfiguriert, dass sie ein Bolzenglied hat, welches von dem Flanschkörper vorsteht und integral mit diesem ausgeformt ist. Das Bolzenglied läuft in axialer Richtung durch das außenverzahnte Zahnrad und überträgt eine Drehkomponente des außenverzahnten Zahnrades auf den Flanschkörper. Der Flanschkörper wird von einem Gehäuse getragen und ist um eine Welle in der Mitte des innenverzahnten Zahnrades drehbar.
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Der Flanschkörper dreht sich synchron mit der Rotations- bzw. Umlaufkomponente des außenverzahnten Zahnrades, welche über das Bolzenglied auf den Flanschkörper übertragen wird, so dass dieser als Ausgangsglied des Planetenuntersetzungsgetriebes funktioniert.
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Bei dem Planetenuntersetzungsgetriebe, bei dem das Bolzenglied, welches durch das außenverzahnte Zahnrad verläuft, mit dem Flanschkörper integriert ist, der in dem in axialer Richtung seitlichen Teil des außenverzahnten Zahnrades angeordnet ist, gibt es als solches dahingehend Probleme, dass insbesondere Biegespannung sich wahrscheinlich in einem Wurzel- bzw. Übergangsteil des Stiftgliedes konzentriert, wo der Flanschkörper auf das Stiftglied trifft bzw. mit diesem verbunden ist, und dass Ermüdungsspannungen wahrscheinlich verringert werden müssen (wobei die Ermüdungsspannung als der Spannungswert definiert ist, bei dem ein Versagen auch unter einer Bruchlast bzw. Bruchspannung auftritt, wenn ein Glied bzw. Bauteil vielen Lastzyklen unterworfen wird).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die Probleme zu lösen und ein Ziel davon ist es, die Ermüdungsspannung eines Wurzel- bzw. Übergangsteils eines Bolzengliedes, wo ein Flanschkörper auf das Bolzenglied trifft, in einem Planetenuntersetzungsgetriebe zu verbessern, wo das Bolzenglied, welches durch ein außenverzahntes Zahnrad verläuft, von dem Flanschkörper vorsteht und integral damit ausgeformt ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Planetenuntersetzungsgetriebe vorgesehen, welches ein außenverzahntes Zahnrad, ein innenverzahntes Zahnrad, mit dem das außenverzahnte Zahnrad von innen in Eingriff steht, einen Flanschkörper, der in axialer Richtung im seitlichen Teil des außenverzahnten Zahnrades angeordnet ist, und ein Bolzenglied aufweist, welches von dem Flanschkörper in axialer Richtung vorsteht, so dass dieses integral damit ausgeformt ist und durch das außenverzahnte Zahnrad verläuft, wobei eine plastische Verformung auf einen Übergangsteil des Bolzengliedes aufgebracht wird.
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In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine plastische Verformung auf einen Übergangsteil des Bolzengliedes aufgebracht, wo der Flanschkörper auf das Bolzenglied trifft.
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Entsprechend kann die plastische Verformung eine starke Druckrestspannung im Übergangsteil des Bolzengliedes erzeugen, wodurch eine Biegespannung, die im Übergangsteil konzentriert ist, abgemildert wird (Auslöschung) und somit die Ermüdungsfestigkeit weiter verbessert werden kann.
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Bei dem Planetenuntersetzungsgetriebe, bei dem das Bolzenglied, welches durch das außenverzahnte Zahnrad verläuft, vom Flanschkörper vorsteht, so dass es integral damit ausgeformt ist, kann die Ermüdungsfestigkeit weiter im Übergangsteil des Bolzengliedes verbessert werden, wo der Flanschkörper auf das Bolzenglied trifft.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine gesamte Konfiguration des Planetenuntersetzungsgetriebes veranschaulicht, bei dem eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
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2 ist eine Frontansicht einer Flanschkörpereinheit gemäß 1, welche eine vergrößerte Teilansicht beinhaltet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Querschnittsansicht, welche eine gesamte Konfiguration des Planetenuntersetzungsgetriebes veranschaulicht, wobei eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, und 2 ist eine Frontansicht einer Flanschkörpereinheit gemäß 1, welche eine vergrößerte Teilansicht beinhaltet.
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Ein Planetenuntersetzungsgetriebe G1 ist ein Planetenuntersetzungsgetriebe, welches als exzentrisch oszillierende Bauart bezeichnet wird.
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In dem Planetenuntersetzungsgetriebe G1 ist eine Eingangswelle 18 eine hohle Welle mit einem hohlen Teil 18A, und diese ist an einer Position einer Wellenmitte O1 eines innenverzahnten Zahnrades 16 des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 angeordnet. Eine Keilwelle 18B ist am Endteil der Eingangswelle 18 ausgeformt, um Leistung von einem Antriebsquellenglied aufzunehmen, welches nicht veranschaulicht ist. Im Außenumfang der Eingangswelle 18 sind drei Exzenterkörper 21 integral mit der Eingangswelle 18 ausgeformt und sind in axialer Richtung parallel angeordnet. Jeder der Exzenterkörper 21 ist um eine Differenz von 120 Grad bei der Exzenterphase bezüglich der Wellenmitte der Eingangswelle 18 exzentrisch ausgeführt.
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Auf dem Außenumfang der Exzenterkörper 21 sind drei außenverzahnte Zahnräder 11 über Rollenlager 31 montiert. Jedes der außenverzahnte Zahnräder 11 steht von innen mit dem innenverzahnten Zahnrad 16 in Eingriff. Die außenverzahnten Zahnräder 11 sind in drei Reihen parallel angeordnet, und zwar mit der Absicht, die Übertragungskapazität zu steigern und Schwingungen und Geräusche durch die Verschiebung der Exzenterphasen zu verringern. Jede Reihe hat eine Konfiguration, die mit jeder anderen Reihe identisch ist, außer dass die Exzenterphasen jeweils voneinander abweichen.
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In dem Ausführungsbeispiel ist das innenverzahnte Zahnrad 16 so konfiguriert, dass es einen Hauptkörper 16A des innenverzahnten Zahnrades hat, der mit einem Gehäuse 36 integriert ist, und einen äußeren Stift 16B, der drehbar von dem Hauptkörper 16A des innenverzahnten Zahnrades getragen wird und innere Zähne des innenverzahnten Zahnrades 16 konfiguriert bzw. bildet. Das innenverzahnte Zahnrad 16 hat eine Anzahl von inneren Zähnen (die gleiche Anzahl wie die äußeren Stifte 16B), die geringfügig größer ist als die Anzahl der äußeren Zähne des außenverzahnten Zahnrades 11 (in diesem Fall um 1).
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Das außenverzahnte Zahnrad 11 hat einen ersten Flanschkörper 41 und einen zweiten Flanschkörper 42, die beide als in axialer Richtung seitliche Teile dazu angeordnet sind. Der erste Flanschkörper 41 und der zweite Flanschkörper 42 werden drehbar von dem Gehäuse 36 über ein erstes Kugellager 44 mit schrägem Kontakt bzw. Schrägkugellager und ein zweites Schrägkugellager 46 gelagert.
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Die Außenumfänge des ersten Flanschkörpers 41 und des zweiten Flanschkörpers 42 wirken als Innenringe des ersten Schrägkugellagers 44 bzw. des zweiten Schrägkugellagers 46 und bilden Wälzflächen 41A und 42A für Wälzelemente 44A und 46A des ersten Schrägkugellagers 44 bzw. des zweiten Schrägkugellagers 46. Zusätzlich ist in dem Außenumfang des ersten Flanschkörpers 41 eine Gleitfläche 41B einer Öldichtung 48 benachbart zur Wälzfläche 41A des Wälzelementes 44A des ersten Schrägkugellagers 44 ausgeformt.
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Die Eingangswelle 18 wird von Kugellagern 51 und 52 innerhalb des ersten Flanschkörpers 41 und des zweiten Flanschkörpers 42 in radialer Richtung gelagert.
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Eine einzelne Flanschkörpereinheit 56 ist so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von zylindrischen inneren Bolzen (Bolzengliedern) 54 hat (in diesem Ausführungsbeispiel 6 Stück), die kontinuierlich von einer Seitenfläche 41G eines Basisteils 41D im ersten Flanschkörper 41 auf der linken Seite der Zeichnung aus dem ersten Flanschkörper 41 vorstehen, so dass der zweite Flanschkörper 42 integral mit dem ersten Flanschkörper 41 ausgeformt werden kann.
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In dem Ausführungsbeispiel wird abgesehen von einer plastischen Umformung, wie beispielsweise dem Warmschmieden, welches in der verwandten Technik ausgeführt wird, um ein Basisglied für die Flanschkörpereinheit 56 herzustellen (wobei das Basismaterial für den Flanschkörper später beschrieben wird), wird eine plastische Umformung bzw. plastische Bearbeitung durch Kugelstrahlen bei einem Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 ausgeführt, wo der erste Flanschkörper 41 auf den inneren Bolzen 54 trifft (nachdem eine Aufkohlung und Wärmebehandlung am Basisglied ausgeführt wurden). Die plastische Umformung des Übergangsteils 54P1 wird später im Detail beschrieben.
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Der innere Bolzen 54 läuft durch ein Durchgangsloch 11A, welches im außenverzahnten Zahnrad 11 ausgeformt ist. Der innere Bolzen 54 ist drehbar mit einer inneren Rolle 58 bedeckt, welche als Gleitbegünstigungsglied dient. Eine axiale Bewegung der inneren Rolle 58 wird durch die Seitenfläche 41G des Basisteils 41D des ersten Flanschkörpers 41 und eine Seitenfläche 42G eines Basisteils 42D des zweiten Flanschkörpers 42 beschränkt. Das heißt, die innere Rolle 58 bedeckt im Wesentlichen den gesamten inneren Bolzen 54 einschließlich des Übergangsteils 54P1 des inneren Bolzens 54.
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Der Spitzenteil des inneren Bolzens 54 ist in einem mit Boden versehenen Ausnehmungsteil bzw. ein Sackloch 42C eingepasst, der im zweiten Flanschkörper 42 ausgeformt ist, und der erste Flanschkörper 41 und der zweite Flanschkörper 42 sind miteinander durch den inneren Bolzen 54 und eine Schraube 60 verbunden, welche von einer Seite axial gegenüberliegend zum ersten Flanschkörper 41 eingeführt ist.
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Die innere Rolle 58, welche den inneren Bolzen 54 bedeckt, hat einen Außendurchmesser d1, der kleiner ist als ein Innendurchmesser D1 des Durchgangsloches 11A, und zwar um zweimal die Exzentrizität des Exzenterkörpers 21. Während der innere Bolzen 54 mit der inneren Rolle 58 bedeckt ist, was eine oszillierende Bewegung des außenverzahnten Zahnrades 11 gestattet, behält entsprechend der innere Bolzen 54 immer einen Kontakt mit dem Innenumfang des Durchgangsloches 11A des außenverzahnten Zahnrades 11 in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Exzentrizitätsrichtung aufrecht (über die innere Rolle 58).
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Wie in 2 veranschaulicht, ist ein bogenförmiger Ausnehmungsteil 54A absichtlich in einem Teil ausgeformt, wo der innere Bolzen 54 vom ersten Flanschkörper 41 ausgeht, d. h. der Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 ist auf einer Seite, wo der erste Flanschkörper 41 liegt.
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Der innere Bolzen 54 erhebt sich integral von dem ersten Flanschkörper 41 in einem Winkel von 90 Grad, und somit soll der Ausnehmungsteil 54A nicht die innere Rolle 58 davon abhalten, sich sanft zu drehen, wenn der Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 einen Teil hat, der teilweise bezüglich der Abmessungen vergrößert ist, und zwar aufgrund einer geringfügigen Bearbeitungstoleranz, unzureichender Bearbeitung usw.
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Im Gegensatz dazu bestehen keine Befürchtungen, dass eine Zunahme der Abmessung oder Ähnliches aufgrund einer Bearbeitungstoleranz oder einer unzureichenden Bearbeitung auftritt und somit die innere Rolle 58 von einer Drehung abgehalten wird, da der innere Bolzen 54 als ein Glied mit gleichförmigen Außendurchmesser d1, welches vom zweiten Flanschkörper 42 getrennt ist, in den Sacklochteil 42C auf der Seite eingepasst ist, wo der zweite Flanschkörper 42 liegt. Aus diesem Grund ist der bogenförmige Ausnehmungsteil 54A nicht speziell in einem Übergangsteil 54P2 des inneren Bolzens 54 auf einer Seite ausgeformt, wo der zweite Flanschkörper 42 liegt, anders als der Übergangsteil 54P1 auf einer Seite, wo der erste Flanschkörper 41 liegt.
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In dem Ausführungsbeispiel wird ein angetriebenes Glied einer (nicht veranschaulichten) angeschlossenen Maschine mit einer Seitenfläche 41H des ersten Flanschkörpers 41 über ein Kernloch verbunden, welches im ersten Flanschkörper 41 ausgeformt ist, und zwar aus dem ersten Flanschkörper 41 und dem zweiten Flanschkörper 42.
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Im Folgenden wird ein Betrieb des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 beschrieben.
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Als erstes wird kurz ein Betrieb der Leistungsübertragung beschrieben.
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Wenn Leistung von einer Leistungsquelle zur Eingangswelle 18 über die Keilwelle 18B übertragen wird, dreht sich jeder der drei Exzenterkörper 21, die mit der Eingangswelle 18 integriert sind, exzentrisch mit einer Phasendifferenz von 120 Grad. Als eine Folge wird jedes der drei außenverzahnten Zahnräder 11 mit einer Phasendifferenz von 120 Grad über das Rollenlager 31 oszillierend bewegt.
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Da jedes der außenverzahnten Zahnräder 11 von innen mit dem innenverzahnten Zahnrad 16 in Eingriff steht, tritt ein Phänomen auf, bei dem eine Eingriffsposition von jedem der außenverzahnten Zahnräder 11 sich sequentiell bezüglich des innenverzahnten Zahnrades 16 verschiebt, wenn jedes der außenverzahnten Zahnräder 11 oszillierend bewegt wird. Immer wenn die Eingangswelle 18 sich dreht, dreht sich daher das außenverzahnte Zahnrad 11 um die Differenz (hier 1 Zahn) der Zähnezahl bezüglich des innenverzahnten Zahnrades 16 in einem festgelegten Zustand.
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Die Drehung (Leistung) des außenverzahnten Zahnrades 11 wird auf den inneren Bolzen 54 (die innere Rolle 58) übertragen, welcher bzw. welche durch das Durchgangsloch 11A des außenverzahnten Zahnrades 11 läuft. Entsprechend werden der innere Bolzen 54 und die innere Rolle 58, welche durch das außenverzahnte Zahnrad verlaufen, um die Wellenmitte des innenverzahnten Zahnrades 16 umlaufend bewegt und eine daraus resultierende Umlaufbewegung wird auf den ersten Flanschkörper 41 und den zweiten Flanschkörper 42 übertragen, so dass diese sich drehen. Wenn der erste Flanschkörper 41 und der zweite Flanschkörper 42 sich drehen, dreht sich das angetriebene Glied der angeschlossenen Maschine, die mit dem ersten Flanschkörper 41 über ein Kernloch des ersten Flanschkörpers 41 verbunden ist.
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Hier wird insbesondere ein Betrieb der Flanschkörpereinheit 56 und ein Verfahren zum Herstellen der Flanschkörpereinheit 56 beschrieben.
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In dem Ausführungsbeispiel wird eine plastische Bearbeitung bzw. plastische Umformung durch Kugelstrahlen auf den Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 in der Flanschkörpereinheit 56 angewendet (d. h. auf einen Teil, der von dem ersten Flanschkörper 41 vorsteht).
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Insbesondere wird ein Basismaterial für den Flanschkörper (Basisglied der Flanschkörpereinheit 56), wo der innere Bolzen 54 integral von dem ersten Flanschkörper 41 vorsteht, unter Verwendung eines stahlbasierten Materials hergestellt (beispielsweise unter Verwendung von SCM420 (H)), und zwar unter Verwendung eines Warmschmiedeverfahrens. Nachdem das Warmschmieden vollendet ist, wird eine Aufkohlung/Abschreckung (Wärmebehandlung) ausgeführt. Daher wird in dem Ausführungsbeispiel die plastische Umformung durch das Kugelstrahlen auf den Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 des Basismaterials für den Flanschkörper angewendet, nachdem die Aufkohlung und die Wärmebehandlung vollendet wurden und bevor die Endbearbeitung ausgeführt wird.
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In dem Ausführungsbeispiel ist eine plastische Umformung, die auf den gesamten Flanschkörper angewendet wird, um die gesamte Form des Flanschkörpers zu formen, wenn ein Basismaterial für den Flanschkörper selbst (die gesamte Form des Flanschkörpers) durch plastisches Umformen hergestellt wird, wie beispielsweise durch Warmschmieden, nicht in dem Konzept miteingeschlossen, das „die plastische Umformung auf einen Übergangsteil eines Bolzengliedes angewendet wird”, wie in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemeint. Das heißt, gemäß dem Ausführungsbeispiel entspricht die plastische Umformung, die nur auf einen Teil des Flanschkörpers angewendet wird, welcher den Übergangsteil des Bolzengliedes einschließt, einem Konzept, das „die plastische Umformung auf den Übergangsteil des Bolzengliedes angewendet wird” gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wenn man dies von einem anderen Standpunkt sieht, kann zusätzlich in diesem Ausführungsbeispiel „die plastische Umformung”, die auf den Übergangsteil des Bolzengliedes angewendet wird, nachdem ein Schritt zum Formen der gesamten Form des Basismaterials für den Flanschkörper vollendet ist” oder „die plastische Umformung, die auf den Übergangsteil des Bolzengliedes angewendet wird, nachdem eine Wärmebehandlung am Basismaterial für den Flanschkörper ausgeführt wurde” einem Konzept entsprechen, dass „die plastische Umformung auf den Übergangsteil des Bolzengliedes angewendet wird”, wie in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemeint, da die plastische Umformung, wie beispielsweise das Warmschmieden, und dann die Wärmebehandlung ausgeführt wird, und dann die Kugelstrahlbehandlung auf den Übergangsteil des Bolzengliedes angewendet wird, um das Basismaterial für den Flanschkörper herzustellen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die plastische Umformung bzw. plastische Bearbeitung, die auf den Übergangsteil des Bolzengliedes angewendet wird, ausgeführt werden, bevor die Endbearbeitung ausgeführt wird und kann ausgeführt werden, nachdem die Endbearbeitung vollendet ist.
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In dem Ausführungsbeispiel wird eine plastische Umformung durch Kugelstrahlen auf den Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 im Basismaterial für den Flanschkörper angewendet, nachdem die Aufkohlung/Wärmebehandlung vollendet sind und bevor die Endbearbeitung ausgeführt wird.
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In dem Ausführungsbeispiel werden Partikel mit einem Durchmesser von 0,6 mm und einer Härte von 600 HV als ein Strahlmaterial für das Kugelstrahlen vorgesehen. Im Allgemeinen ist das Kugelstrahlen effektiv, wenn die Partikel auf eine Projektions- bzw. Auftrefffläche mit einem Auftreffwinkel von 90 Grad auftreffen, jedoch werden in dem Ausführungsbeispiel die Partikel mit einem Auftreffwinkel von α aufgestrahlt, wobei dieser in einem Bereich von 15 bis 30 Grad von einer Oberfläche senkrecht zur Welle des inneren Bolzens 54 gekippt ist. Der Grund dafür ist Folgender. Wenn das Kugelstrahlen auf den Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 mit einer solchen Konfiguration aufgebracht wird, wie in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel, wurde durch Tests der Erfinder bestätigt, dass das Auftreffen in einem geringfügig gekippten Auftreffwinkel mehr Restspannung zur Folge haben könnte als beim Auftreffen mit einem Auftreffwinkel von 90 Grad bezüglich der Welle des inneren Bolzens 54. Dies wird später beschrieben.
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Das Kugelstrahlen wird nur auf eine Position angewandt, wo der Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens in dem Basismaterial für den Flanschkörper angeordnet ist. Beispielsweise wird das Kugelstrahlen nicht auf die Außenumfangsfläche außerhalb des Übergangsteils 54P1 des inneren Bolzens 54 angewendet (d. h. auf eine Oberfläche, wo die innere Rolle 58 gleitet: eine Oberfläche, wo das außenverzahnte Zahnrad gleitet, wenn die innere Rolle nicht vorgesehen ist). Zusätzlich wird die plastische Umformung nicht an dem Übergangsteil 54P2 auf einer Seite ausgeführt, wo der zweite Flanschkörper 42 liegt. Der Grund dafür ist, dass der zweite Flanschkörper 42 und der innere Bolzen 54 individuell auf einer Seite geformt sind, wo der zweite Flanschkörper 42 liegt, und somit ist es nicht wahrscheinlich, dass die „Spannungskonzentration auf Grund der Tatsache auftritt, dass die beiden als ein einziger Körper geformt sind”, wie dies auf einer Seite der Fall ist, wo der erste Flanschkörper 41 liegt.
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Weiterhin wird in dem Ausführungsbeispiel das Kugelstrahlen nicht auf einen Position in radialer Richtung des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 angewendet, wo ein innerer Teil 54F des inneren Bolzens 54 in dem Basismaterial des Flanschkörpers angeordnet ist.
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In dem Ausführungsbeispiel ist in einer Außenumfangsfläche 54S des inneren Bolzens 54 der innere Teil 54F in radialer Richtung als ein Teil in einem Bereich von ±90 Grad von einem Teil definiert, der um eine minimale Distanz von der Wellenmitte O1 angeordnet ist, ist jedoch nicht auf einen Teil innerhalb des festgelegten bzw. beschriebenen Bereiches eingeschränkt und kann ein Teil sein, der in einem größeren oder kleineren Bereich als ±90 Grad liegt. Das heißt, es wird in der Außenumfangsfläche 54S des inneren Bolzens 54 bevorzugt, dass das Kugelstrahlen nicht für einen Teil in einem gewissen Bereich ausgeführt wird, der einen Teil aufweist, der um eine minimale Distanz von der Wellenmitte O1 gelegen ist.
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Die Gründe sind Folgende.
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Wenn das außenverzahnte Zahnrad 11 oszillierend bewegt wird, kommt, wie oben beschrieben, das Durchgangsloch 11A des außenverzahnten Zahnrades 11 in Kontakt mit dem inneren Bolzen 54 (insbesondere der inneren Rolle 58, welche den inneren Bolzen 54 bedeckt: das Gleiche wie hinterher) in einer Richtung entgegengesetzt zur exzentrischen Richtung des außenverzahnten Zahnrades 11. Anders gesagt, auch in dem Fall, wo das außenverzahnte Zahnrad 11 in irgendeiner Richtung exzentrisch ist, kommt das Durchgangsloch 11A des außenverzahnten Zahnrades 11 in Kontakt mit der Nachbarschaft des äußeren Teils des inneren Bolzens 54 in radialer Richtung des Planetenuntersetzungsgetriebes G1. Wenn eine Kontaktposition zwischen dem außenverzahnten Zahnrad 11 und dem inneren Bolzen 54 sich zusammen mit der Drehung des außenverzahnten Zahnrades 11 ändert, wird eine Position des inneren Bolzens 54, wo die maximale Last aufgebracht wird, von der Richtung mit maximaler Exzentrizität allgemein gesagt verschoben, und zwar auch bei normaler Drehung oder umgekehrter Drehung Weiterhin wird Drehmoment aufgrund der Drehung des außenverzahnten Zahnrades 11 zu einem äußeren Teil 54E des inneren Bolzens 54 (einem Teil außerhalb eines Teilungskreises R1 des inneren Bolzens 54) in radialer Richtung des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 übertragen und dann wird das Drehmoment zum ersten Flanschkörper 41 und zum zweiten Flanschkörper 42 übertragen. Entsprechend wird der innere Teil 54F des inneren Bolzens 54 in radialer Richtung des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 wahrscheinlich nicht kritisch vom Standpunkt der Belastung. Aus diesem Grund kann ein Ziel des Kugelstrahlens im Wesentlichen erreicht werden, auch wenn das Kugelstrahlen nur auf den in radialer Richtung des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 äußeren Teil 54E des inneren Bolzens 54 aufgebracht wird. Wenn andererseits das Kugelstrahlen nicht für den inneren Teil 54F in radialer Richtung des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 ausgeführt wird (im Gegensatz dazu, wenn das Kugelstrahlen über den gesamten Umfang des Übergangsteils 54P1 des inneren Bolzens 54 angewendet wird), kann eine viel größere Verringerung der Bearbeitungskosten und der Bearbeitungszeit erreicht werden.
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Nachdem die plastische Umformung durch das Kugelstrahlen ausgeführt worden ist, wird bei dem Ausführungsbeispiel die Endbearbeitung ausgeführt. Die Endbearbeitung weist das Bearbeiten der Außenumfangsfläche 54S des inneren Bolzens 54 auf, weiter eine Bearbeitung des bogenförmigen Ausnehmungsteils 54A, eine Bearbeitung der Wälzfläche 41A des ersten Schrägkugellagers 44, eine Bearbeitung der Gleitfläche 41B der Öldichtung 48 usw. Die Endbearbeitung wird ausgeführt, nachdem das Kugelstrahlen vollendet ist, wodurch Arbeit und Zeit eliminiert werden, die notwendig sind, um sorgfältig andere Teile als den Übergangsteil 54P1 der Außenumfangsfläche 54S des inneren Bolzens 54 zu maskieren bzw. abzudecken, d. h. die Wälzfläche 41A des ersten Schrägkugellagers 44, die Gleitfläche 41B der Öldichtung 48 usw., wenn das Kugelstrahlen ausgeführt wird. Jedoch muss eine Abfolge der Bearbeitung durch Kugelstrahlen (plastische Umformung) und Endbearbeitung) nicht notwendigerweise eingehalten werden, und die Abfolge kann auch umgekehrt sein. Das heißt, eine Abfolge der Bearbeitung Aufkohlung – Wärmebehandlung – Endbehandlung – Kugelstrahlen (plastische Umformung) kann verwendet werden.
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Da der bogenförmige Ausnehmungsteil 54A insbesondere im Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 ausgeformt ist, wird wahrscheinlich in dem Ausführungsbeispiel eine Biegespannung insbesondere im Ausnehmungsteil 54A vom Standpunkt einer Oberstruktur konzentriert sein, wenn Leistung auf den inneren Bolzen 54 zusammen mit der Drehung des außenverzahnten Zahnrades 11 übertragen wird. Da die Flanschkörpereinheit 56 des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 in solcher Weise hergestellt wird, kann jedoch bei dem Ausführungsbeispiel eine geeignete Restspannung im Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 auftreten, und die Ermüdungsspannung kann in effektiver Weise verbessert werden.
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Zusätzlich ist in dem Ausführungsbeispiel die innere Rolle 58 an der Seitenfläche 41G des ersten Flanschkörpers 41 gelegen, und die Endfläche der inneren Rolle 58 steht in gleitendem Kontakt mit der Seitenfläche 41G des ersten Flanschkörpers 41, jedoch kann eine „Steigerung der Abnutzungsbeständigkeit” des Gleitkontaktteils (in der Nachbarschaft des Übergangsteils 54P1) zwischen der Seitenfläche 41G des ersten Flanschkörpers 41 und der inneren Rolle 58 ebenfalls aufgrund der Härtungsbearbeitung erwartet werden, und zwar als sekundärer Effekt der plastischen Umformung des Übergangsteils 54P1 des inneren Bolzens 54.
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Da die Bearbeitung durch das Kugelstrahlen als spezielle Mittel für die plastische Umformung eingesetzt werden, die auf den Übergangsteil 54P1 des inneren Bolzens 54 angewendet wird, kann zusätzlich in dem Ausführungsbeispiel die plastische Umformung einfach mit geringen Kosten ausgeführt werden. Da der Auftreffwinkel der Partikel beim Kugelstrahlen in einem Bereich von 15 Grad bis 30 Grad von einer Oberfläche senkrecht zur Welle des inneren Bolzens 54 gekippt ist, kann zusätzlich verhindert werden, dass eine große Menge der Strahlpartikel bzw. des Strahlgutes den Basisteil 41D und die axiale Seitenfläche 41G des inneren Bolzens 54 treffen und verformen, und der Strahlvorgang kann in effizienter Weise ausgeführt werden. Wie oben erwähnt, werden die Effekte durch die Tests der Erfinder bestätigt.
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Da das Kugelstrahlen nicht auf den in radialer Richtung des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 inneren Teil 54F des inneren Bolzens 54 angewendet wird, wo eine Ermüdungsspannung vom Standpunkt der Betriebscharakteristiken des exzentrisch oszillierenden Planetenuntersetzungsgetriebes G1 wahrscheinlich kein Problem werden wird, kann eine Verringerung der Bearbeitungskosten und der Bearbeitungszeit erreicht werde.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf das exzentrisch oszillierende Planetenuntersetzungsgetriebe G1 angewendet, wo die Exzenterkörperwelle (Eingangswelle 18) die außenverzahnten Zahnräder 11 oszillierend bewegt und in der Wellenmitte des innenverzahnten Zahnrades 16 angeordnet wird. Jedoch ist bei der vorliegenden Erfindung die Konfiguration des Planetenuntersetzungsgetriebes G1 nicht speziell auf die Konfiguration des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels eingeschränkt. Folglich kann die vorliegende Erfindung in ganz ähnlicher Weise auf ein Ausführungsbeispiel angewendet werden, bei dem das Planetenuntersetzungsgetriebe so konfiguriert ist, dass es einen Flanschkörper auf dem in axialer Richtung seitlichen Teil des außenverzahnten Zahnrades hat und ein Bolzenglied hat, welches durch das außenverzahnte Zahnrad verläuft und von dem Flanschteil in axialer Richtung vorsteht, so dass es mit diesem integriert ist, und ähnliche Effekte können für ein solches Ausführungsbeispiel erreicht werden.
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Als exzentrisch oszillierendes Planetenuntersetzungsgetriebe ist auch ein Planetenuntersetzungsgetriebe weithin bekannt, welches derart konfiguriert ist, dass eine Vielzahl von Exzenterkörperwellen zum oszillierenden Bewegen eines außenverzahnten Zahnrades an Positionen angeordnet sind, die von der Wellenmitte eines innenverzahnten Zahnrades versetzt sind, und wobei die Drehung des außenverzahnten Zahnrades auf den Flanschkörper durch die Umlaufbewegung der Exzenterkörperwelle übertragen wird. In einem solchen Planetenuntersetzungsgetriebe wird typischerweise eine Konfiguration eingesetzt, wo Flanschkörper in beiden in axialer Richtung seitlichen Teilen zum außenverzahnten Zahnrad angeordnet sind, um die Exzenterkörperwellen zu tragen bzw. zu lagern, und wobei beide Flanschkörper miteinander durch einen Trägerbolzen (Säulenglied) verbunden sind, der durch das außenverzahnte Zahnrad verläuft. Wenn der Trägerbolzen so vom Flanschkörper vorsteht, dass er damit integral ausgeführt ist, kann entsprechend die vorliegende Erfindung auf einen Übergangsteil des Trägerbolzens angewendet werden, und die gleichen Effekte im Betrieb werden erhalten wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel. In diesem Fall ist die Querschnittsform des Trägerbolzens nicht auf eine Kreisform eingeschränkt und kann verschiedene Querschnittsformen annehmen, wie beispielsweise eine im Wesentlichen dreieckige Form oder eine Trapezform. Das heißt, die Querschnittsform des Bolzengliedes gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Kreisform eingeschränkt, und verschiedene Querschnittsformen können eingesetzt werden.
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Es ist zusätzlich auch ein Planetenuntersetzungsgetriebe G1 bekannt, welches im Grunde genommen die gleiche Konfiguration hat wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, und bei dem eine Vielzahl von inneren Bolzen für die Übertragung von Leistung zum außenverzahnten Zahnrad teilweise durch Trägerbolzen ersetzt werden, die nur dazu dienen, die Flanschkörper zu verbinden, die auf beiden Seitenteilen zum außenverzahnten Zahnrad angeordnet sind. Auch in einem solchen Planetenuntersetzungsgetriebe kann die vorliegende Erfindung auf einen Übergangsteil des Trägerbolzens angewendet werden, der integral von dem Flanschkörper vorsteht, der an dem in axialer Richtung seitlichen Teil des außenverzahnten Zahnrades angeordnet ist und durch das außenverzahnte Zahnrad verläuft, und die gleichen Effekte im Betrieb können erreicht werden wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Weiterhin kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Übergangsteil des Bolzengliedes nicht nur bei dem exzentrisch oszillierenden Planetenuntersetzungsgetriebe angewendet werden, wo das außenverzahnte Zahnrad oszillierend bewegt wird, sondern auch bei einem einfachen Planetenuntersetzungsgetriebe, wo das außenverzahnte Zahnrad sich einfach umlaufend um ein Sonnenrad als Planetenrad bewegt, wobei das Bolzenglied (der sogenannte Planetenträgerbolzen) durch das außenverzahnte Zahnrad verläuft und von dem Flanschkörper vorsteht, der in axialer Richtung im seitlichen Teil des außenverzahnten Zahnrades angeordnet ist, so dass dieser integral damit ausgeformt ist, und die gleichen Effekte im Betrieb werden erreicht wie beim beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Die vorliegende Erfindung muss zusätzlich nicht notwendiger Weise Flanschkörper auf beiden Seiten in axialer Richtung des außenverzahnten Zahnrades haben. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Untersetzungsgetriebe angewendet werden, welches so konfiguriert ist, dass es den Flanschkörper nur auf einer Seite in axialer Richtung des außenverzahnten Zahnrades hat, und wobei das Bolzenglied durch das außenverzahnte Zahnrad verläuft und integral von dem Flanschkörper vorsteht (und zwar in einer Cantilever- bzw. Auslegerkonfiguration). „Biegespannung” ist viel schwerwiegender, wenn ein solches Bolzenglied von dem Flanschkörper in einer Cantilever- bzw. Auslegerkonfiguration vorsteht, die integral damit ausgeformt ist, und zwar im Vergleich zu dem Fall, wenn die Flanschkörper in axialer Richtung auf beiden Seiten des außenverzahnten Zahnrades angeordnet sind, und somit können die Effekte der vorliegenden Erfindung viel besser erhalten bzw. genutzt werden. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zusätzlich die innere Rolle 58 außerhalb des inneren Bolzens 54 angeordnet, jedoch muss die innere Rolle 58 nicht vorgesehen sein.
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In dem Ausführungsbeispiel oben wird im Lichte der betrieblichen Charakteristiken, dass die Biegespannung in dem inneren Bolzen (Bolzenglied) der exzentrisch oszillierenden Bauart auftritt, die plastische Umformung nicht auf den Übergangsteil des in radialer Richtung inneren Teils des Bolzengliedes angewendet, wodurch eine Verringerung der Bearbeitungskosten und der Bearbeitungszeit erreicht werden. Auch in dem Fall, wenn die plastische Umformung nicht speziell von einem Standpunkt der Betriebscharakteristiken aus erforderlich ist, beispielsweise bei dem Trägerbolzen, der keine Leistung auf das Durchgangloch des außenverzahnten Zahnrades überträgt, oder bei dem Planetenbolzen des einfachen Planetenuntersetzungsgetriebes, muss jedoch die plastische Umformung nicht auf die in radialer Richtung innere Seite angewendet werden, wenn die plastische Umformung nicht in einfacher Weise auf die in radialer Richtung innere Seite des Planetenuntersetzungsgetriebes aufzubringen ist. Das heißt, bei der vorliegenden Erfindung muss die plastische Umformung nicht notwendigerweise immer über den gesamten Umfang des Übergangsteils des Bolzengliedes angewendet werden. Andererseits ist es nicht ausgeschlossen, dass die plastische Umformung auch auf andere Teile als auf den Übergangsteil des inneren Bolzens aufgebracht wird, einschließlich der in radialer Richtung inneren Seite davon.
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Zusätzlich wird in dem ersten Ausführungsbeispiel der Auftreffwinkel in dem oben beschriebenen Bereich gehalten, da bezüglich des Auftreffwinkels beim Kugelstrahlen der Auftreffwinkel, der in einem Bereich von 15 Grad bis 30 Grad gekippt ist, mehr Restspannung zur Folge haben kann als der Auftreffwinkel von 90 Grad bezüglich der Welle des Bolzengliedes. Jedoch wird der geeignete Bereich des Auftreffwinkels durch die Struktur der Strahlkanone der Kugelstrahlmaschine, durch die Partikelgröße, die Partikelform usw. geändert und somit ist der Auftreffwinkel nicht notwendiger Weise auf den oben beschriebenen Bereich eingeschränkt.
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Die Form und das Rohmaterial des Strahlmaterials für das Kugelstrahlen sind nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Zusätzlich zur Verwendung von solchen Partikeln wie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der Übergangsteil des Bolzenglieds durch drahtförmige Glieder als andere Art von Strahlgut getroffen bzw. bearbeitet werden.
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Zusätzlich sind die Mittel zum Anwenden der plastischen Umformung auf den Übergangsteil des Bolzengliedes nicht auf das Kugelstrahlen eingeschränkt. Folglich können Bearbeitungsverfahren ungeachtet ihrer Art eingesetzt werden, sofern das Rohmaterial einer Spannung über seiner Dehngrenze unterworfen wird und eine plastische Umformung erfährt, so dass Druckrestspannungen darin vorhanden sind, und solange das Material zu einer erwünschten Form geformt werden kann, ohne Späne bzw. Ausbrüche zu erzeugen. Beispielsweise können plastische Bearbeitungen wie beispielsweise Rändeln oder Mittel zum Pressen eines harten Werkzeuges gegen das Rohmaterial verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-242258 [0002]
- JP 2006-263878 [0003]
