DE102017128704A1

DE102017128704A1 - Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff

Info

Publication number: DE102017128704A1
Application number: DE102017128704.3A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Ishizuka
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2018-06-07
Also published as: JP6685885B2; JP2018091444A; KR20180064976A; CN108150612B; CN108150612A; KR102302651B1

Abstract

Es wird eine Technologie geschaffen, die in der Lage ist, die Koaxialität zwischen Bauteilen zu verbessern, die relativ zueinander über ein Hauptlager rotieren. Eine Getriebevorrichtung (100) mit biegendem Eingriff umfasst ein Gehäuse (10), ein innenverzahntes Zahnrad (6), das von dem Gehäuse (10) getrennt und in das Gehäuse (10) integriert ist, ein außenverzahntes Zahnrad (4), das mit dem innenverzahnten Zahnrad (6) kämmt, ein Trägerbauteil (8), das mit einer Rotationskomponente des außenverzahnten Zahnrades (4) synchronisiert ist, und ein Hauptlager (16), das zwischen dem Gehäuse (10) und dem Trägerbauteil (8) angeordnet ist. Das Gehäuse (10 umfasst eine Außenring-Wälzfläche (10a) eines Wälzkörpers des Hauptlagers (16), eine äußere Umfangsfläche entweder des Gehäuses (10) oder des innenverzahnten Zahnrades (6) und eine innere Umfangsfläche des jeweils anderen sind miteinander verstiftet und mit einer Passung ineinander eingesetzt, und wenigstens eine Oberflächenhärte des Gehäuses (10) in einem verstifteten Abschnitt (48) zwischen dem Gehäuse (10) und dem innenverzahnten Zahnrad (6) ist höher als eine Oberflächenhärte des innenverzahnten Zahnrades (6) in dem verstifteten Abschnitt (48).

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Eine bestimmte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff.
Es wird Priorität in Anspruch genommen für die japanische Patentanmeldung Nr. 2016-236575 , angemeldet am 6. Dezember 2016, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme einbezogen wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-186718 offenbart eine Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff (Wellgetriebevorrichtungseinheit), wie in gezeigt.
In , umfasst eine Wellgetriebevorrichtungseinheit 200 eine topfförmige Wellgetriebeeinheit 110 und ein Kreuzrollenlager 150, das ein Hauptlager ist. Die Wellgetriebeeinheit 110 umfasst ein ringförmiges, steifes innenverzahntes Zahnrad 120 mit innenliegenden Zähnen 123, die auf der inneren Umfangsfläche ausgebildet sind, ein topfförmiges flexibles außenverzahntes Zahnrad 130, das in dem steifen innenverzahnten Zahnrad 120 angeordnet ist, und eine Wellgeneratoreinheit 140, die in das flexible außenverzahnte Zahnrad 130 eingepasst ist. Das Kreuzrollenlager 150 verbindet das steife innenverzahnte Zahnrad 120 und das flexible außenverzahnte Zahnrad 130 in einem zueinander verdrehbaren Zustand.
Wenn die Wellgeneratoreinheit 140 rotiert, wird zwischen dem flexiblen außenverzahnten Zahnrad 130 und dem steifen innenverzahnten Zahnrad 120 eine relative Rotation erzeugt, die einem Unterschied in der Anzahl der Zähne entspricht, und diese relative Rotation ist bezüglich einer Rotation der Wellgeneratoreinheit 140 deutlich verlangsamt. Zum Beispiel rotiert in einem Fall, in dem das steife innenverzahnte Zahnrad feststeht, das flexible außenverzahnte Zahnrad 130, und eine stark verlangsamte Rotation wird auf einen Innenring 155 des Kreuzrollenlagers 150 übertragen, der mit dem flexiblen außenverzahnten Zahnrad 130 verbunden ist.
Bei der Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff gemäß dem Stand der Technik, wie sie in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-186718 offenbart ist, besteht Verbesserungspotenzial hinsichtlich der Koaxialität zwischen den Bauteilen, die über das Hauptlager relativ zueinander rotieren, und hinsichtlich der Rotationsgenauigkeit der Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff. Wenn die Rotationsgenauigkeit verbessert wird, ist es möglich, Vibrationen und Geräusch der Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff weiter zu verringern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Umstände gemacht, und eines ihrer Ziele ist es, eine Technologie zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, die Koaxialität zwischen über ein Hauptlager relativ zueinander rotierenden Bauteilen zu verbessern.
Um das Ziel zu erreichen, wird gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung eine Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff geschaffen, die umfasst: ein Gehäuse, ein innenverzahntes Zahnrad, das von dem Gehäuse getrennt und in das Gehäuse integriert ist, ein außenverzahntes Zahnrad, das mit dem innenverzahnten Zahnrad kämmt, ein Trägerbauteil, das mit einer Rotationskomponente des außenverzahnten Zahnrades synchronisiert ist, und ein Hauptlager, das zwischen dem Gehäuse und dem Trägerbauteil angeordnet ist, worin das Gehäuse eine Außenring-Wälzfläche eines Wälzkörpers des Hauptlagers umfasst. Eine äußere Umfangsfläche entweder des Gehäuses oder des innenverzahnten Zahnrades und eine innere Umfangsfläche des jeweils anderen sind miteinander verstiftet und ineinander eingesetzt, und wenigstens eine Oberflächenhärte des Gehäuses in einem verstifteten Abschnitt zwischen dem Gehäuse und dem innenverzahnten Zahnrad ist höher als eine Oberflächenhärte des innenverzahnten Zahnrades in dem verstifteten Abschnitt.
Zusätzlich umfassen Gesichtspunkte der Erfindung beliebige Kombinationen der vorstehend beschriebenen Bestandteile und ein gegenseitiges Ersetzen der Bestandteile oder Ausdrücke der Erfindung zwischen Verfahren, Vorrichtungen, Systemen oder dergleichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Koaxialität der Bauteile zu verbessern, die über das Hauptlager relativ zueinander rotieren.
Figurenliste

ist eine Schnittansicht, die eine Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff entsprechend einer Ausführungsform zeigt.
ist eine vergrößerte Schnittansicht, die ein innenverzahntes Zahnrad und dessen Umgebung in auf vergrößerte Weise zeigt.
ist eine Schnittansicht, die eine Wellgetriebevorrichtungseinheit nach dem Stand der Technik zeigt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Nachstehend wurden gleiche Bezugszeichen den in jeder Zeichnung gezeigten gleichen oder einander entsprechenden Bestandteilen, Elementen und Prozessen zugeordnet, und sich überlappende Beschreibungen werden auf geeignete Weise weggelassen. Des Weiteren wurden Ausmaße von Teilen in den Zeichnungen in angemessener Weise vergrößert oder verkleinert, um das Verständnis zu erleichtern. Darüber hinaus werden in jeder Zeichnung Bereiche von Bauteilen, die für das Beschreiben einer Ausführungsform nicht wichtig sind, ausgelassen und nicht gezeigt.
ist eine Schnittansicht, die eine Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff entsprechend einer Ausführungsform zeigt. Die Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff untersetzt eine Eingangsrotation und gibt die untersetzte Rotation aus. Die Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff umfasst eine Wellgeneratoreinheit 2, ein außenverzahntes Zahnrad 4, ein innenverzahntes Zahnrad 6, ein Trägerbauteil 8, ein Gehäuse 10, ein erstes Regulierbauteil 12, ein zweites Regulierbauteil 14, ein Hauptlager 16, ein erstes Lagergehäuse 18 und ein zweites Lagergehäuse 20.
Die Wellgeneratoreinheit 2 umfasst eine Wellgeneratorwelle 22, eine Vielzahl von ersten Wälzkörpern 24a, eine Vielzahl von zweiten Wälzkörpern 24b, einen ersten Kä26a, einen zweiten Kä26b, ein erstes Außenringbauteil 28a und ein zweites Außenringbauteil 28b. Die Wellgeneratorwelle 22 ist zum Beispiel eine Eingangswelle, ist mit einer Rotationsantriebsquelle, etwa einem Motor, verbunden und dreht sich um eine Rotationsachse R. Ein Wellgenerator 22a, welcher orthogonal zu der Rotationsachse R angeordnet ist und einen annähernd elliptischen Querschnitt hat, ist einstückig mit der Wellgeneratorwelle 22 ausgebildet.
Jeder der Vielzahl von ersten Wälzkörpern 24a hat eine annähernd säulenartige Form, und die Vielzahl von ersten Wälzkörpern 24a ist in Abständen in einer Umfangsrichtung in einem Zustand angeordnet, in welcher eine Axialrichtung von jedem der Vielzahl von ersten Wälzkörpern 24a eine Richtung ist, die annähernd parallel zur Richtung der Rotationsachse R verläuft. Die ersten Wälzkörper 24a werden wälzfähig von dem ersten Kä26a gehalten und wälzen auf einer äußeren Begrenzungsfläche 22b des Wellgenerators 22a. Die zweiten Wälzkörper 24b sind ähnlich den ersten Wälzkörpern 24a konfiguriert. Die Vielzahl von zweiten Wälzkörpern 24b wird wälzfähig von einem zweiten Kä26b gehalten, der so angeordnet ist, dass er mit dem ersten Käfig in axialer Richtung eine Anordnung bildet, und wälzen auf der äußeren Begrenzungsfläche 22b des Wellgenerators 22a. Nachfolgend werden der erste Wälzkörper 24a und der zweite Wälzkörper 24b gemeinsam als „Wälzkörper 24“ bezeichnet. Zudem werden der erste Kä26a und der zweite Kä26b gemeinsam als „Käfig 26“ bezeichnet.
Das erste Außenringbauteil 28a umgibt die Vielzahl an ersten Wälzkörpern 24a. Das erste Außenringbauteil 28a besitzt Flexibilität und wird vom Wellgenerator 22a durch die Vielzahl an ersten Wälzkörpern 24a elliptisch verformt. Wenn der Wellgenerator 22a (das heißt, die Wellgeneratorwelle 22) rotiert, wird das erste Außenringbauteil 28a kontinuierlich gebogen und gemäß der Form des Wellgenerators 22a verformt. Das zweite Außenringbauteil 28b ist ähnlich dem ersten Außenringbauteil 28a konfiguriert. Das zweite Außenringbauteil 28b ist separat vom ersten Außenringbauteil 28a ausgebildet. Zusätzlich kann das zweite Außenringbauteil 28b einstückig mit dem ersten Außenringbauteil 28a ausgebildet sein. Nachfolgend werden das erste Außenringbauteil 28a und das zweite Außenringbauteil 28b gemeinsam als „Außenringbauteil 28“ bezeichnet.
Das außenverzahnte Zahnrad 4 ist ein ringförmiges Element, das Flexibilität besitzt, und der Wellgenerator 22a, die Wälzkörper 24 und das Außenringbauteil 28 sind im außenverzahnten Zahnrad 4 eingepasst. Der Wellgenerator 22a, die Wälzkörper 24 und das Außenringbauteil 28 sind in dem außenverzahnten Zahnrad 4 eingepasst, und dadurch wird das außenverzahnte Zahnrad 4 elliptisch verformt. Wenn der Wellgenerator 22a rotiert, wird das außenverzahnte Zahnrad 4 kontinuierlich gebogen und gemäß der Form des Wellgenerators 22a verformt. Das außenverzahnte Zahnrad 4 umfasst einen ersten außenverzahnten Abschnitt 4a, einen zweiten außenverzahnten Abschnitt 4b und ein Trägermaterial 4c. Der erste außenverzahnte Abschnitt 4a und der zweite außenverzahnte Abschnitt 4b sind auf dem Trägermaterial 4c ausgebildet, welches ein einziges Trägermaterial ist, und haben beide die gleiche Anzahl an Zähnen.
Das innenverzahnte Zahnrad 6 ist ein ringförmiges Element, das steif ist. Ein erster innenverzahnter Abschnitt 6a des innenverzahnten Zahnrades 6 umgibt den ersten außenverzahnten Abschnitt 4a des elliptisch verformten außenverzahnten Zahnrades 4 und kämmt in einem vorbestimmten Bereich nahe einer großen Halbachse des Wellgenerators 22a mit dem ersten außenverzahnten Abschnitt 4a. Die Anzahl an Zähnen des ersten innenverzahnten Abschnitts 6a ist größer als die des ersten außenverzahnten Abschnitts 4a.
Das Trägerbauteil 8 ist ein zylindrisches Bauteil, das steif ist. In der vorliegenden Ausführung ist ein zweiter innenverzahnter Abschnitt 8a an einem inneren Umfang des Trägerbauteils 8 ausgebildet. Der zweite innenverzahnte Abschnitt 8a des Trägerbauteils 8 umgibt den zweiten außenverzahnten Abschnitt 4b des elliptisch verformten außenverzahnten Zahnrades 4 und steht in zwei Bereichen des Wellengenerators 22a in einer Längsrichtung mit dem zweiten außenverzahnten Abschnitt 4b in Eingriff. Die Anzahl an Zähnen des zweiten innenverzahnten Abschnitts 8a ist die gleiche wie die des zweiten außenverzahnten Abschnitts 4b. Entsprechend rotiert das Trägerbauteil 8 synchron mit Rotationen des zweiten außenverzahnten Abschnitts 4b und des außenverzahnten Zahnrades 4.
Das erste Regulierbauteil 12 ist ein flaches, ringförmiges Teil und ist zwischen dem außenverzahnten Zahnrad 4, dem ersten Außenringbauteil 28a und dem ersten Kä26a, und dem ersten Lagergehäuse 18 so angeordnet, dass es einer axialen Endfläche sowohl des außenverzahnten Zahnrades 4, des ersten Außenringbauteils 28a als auch des ersten Kä26a gegenüberliegt. Das zweite Regulierbauteil 14 ist ein flaches, ringförmiges Teil und ist zwischen dem außenverzahnten Zahnrad 4, dem zweiten Außenringbauteil 28b und dem zweiten Kä26b und dem zweiten Lagergehäuse 20 so angeordnet, dass es einer axialen Endfläche sowohl des außenverzahnten Zahnrades 4, des zweiten Außenringbauteils 28b als auch des zweiten Kä26b gegenüberliegt. Das erste Regulierbauteil 12 und das zweite Regulierbauteil 14 regulieren axiale Bewegungen des außenverzahnten Zahnrades 4, des Außenringbauteils 28 und des Kä26.
Das Gehäuse 10 ist ein annähernd zylindrisches Teil und umgibt das Trägerbauteil 8. Das innenverzahnte Zahnrad 6 steht mit dem Gehäuse 10 in Verbindung, um in das Gehäuse 10 integriert zu sein, wie später beschrieben. Das Hauptlager 16 ist zwischen dem Gehäuse 10 und dem Trägerbauteil 8 angeordnet. In der vorliegenden Ausführung ist das Hauptlager 16 ein Kreuzrollenlager und umfasst eine Vielzahl an Rollen (Wälzkörper) 46, welche in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Vielzahl an Rollen 46 wälzt auf einer Wälzfläche 8b des Trägerbauteils 8 und auf einer Wälzfläche 10a des Gehäuses 10. Das heißt, eine äußere Umfangsseite des Trägerbauteils 8 wirkt als ein Innenring des Hauptlagers 16 und eine innere Umfangsseite des Gehäuses 10 wirkt als ein Außenring des Hauptlagers 16. Das Trägerbauteil 8 wird mittels des Lagers 16 im Gehäuse 10 in einem hierzu relativ rotationsfähigen Zustand gehalten.
Das erste Lagergehäuse 18 ist ein ringförmiges Bauteil und umgibt die Wellgeneratorwelle 22. Ähnlich ist das zweite Lagergehäuse 20 ein ringförmiges Teil und umgibt die Wellgeneratorwelle 22. Das erste Lagergehäuse 18 und das zweite Lagergehäuse 20 sind so angeordnet, dass sich das außenverzahnte Zahnrad 4, die Wälzkörper 24, der Kä26, das Außenringbauteil 28, das erste regulierende Teil 12 und das zweite regulierende Teil 14 in axialer Richtung zwischen ihnen befinden. Das erste Lagergehäuse 18 ist mit dem innenverzahnten Zahnrad 6 verstiftet. Das zweite Lagergehäuse 20 ist mit dem Trägerbauteil 8 verstiftet. Ein Lager 30 wird in den inneren Umfang des ersten Lagergehäuses 18 eingefügt, ein Lager 32 wird in den inneren Umfang des zweiten Lagergehäuses 20 eingefügt, und die Wellgeneratorwelle 22 ist drehbar mittels des Lagers 30 und mittels des Lagers 32 in dem ersten Lagergehäuse 18 und dem zweiten Lagergehäuse 20 gelagert.
Ein Wellendichtring 40 ist zwischen der Wellgeneratorwelle 22 und dem ersten Lagergehäuse 18 eingefügt, ein O-Ring 34 ist zwischen dem ersten Lagergehäuse 18 und dem innenverzahnten Zahnrad 6 eingefügt, ein O-Ring 36 ist zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem Gehäuse 10 eingefügt, ein Wellendichtring 42 ist zwischen dem Gehäuse 10 und dem Trägerbauteil 8 eingefügt, ein O-Ring 38 ist zwischen dem Trägerbauteil 8 und dem zweiten Lagergehäuse 20 eingefügt, und ein Wellendichtring 44 ist zwischen dem zweiten Lagergehäuse 20 und der Wellgeneratorwelle 22 eingefügt. Entsprechend ist es möglich, einen Schmierstoff in der Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff 100 daran zu hindern, auszutreten.
Es wird die Arbeitsweise der wie oben beschrieben aufgebauten Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff 100 beschrieben. Hier wird ein Fall, in dem der erste außenverzahnte Abschnitt 4a 100 Zähne aufweist, der zweite außenverzahnte Abschnitt 4b 100 Zähne aufweist, der erste innenverzahnte Abschnitt 6a 102 Zähne aufweist und der zweite innenverzahnte Abschnitt 8a 100 Zähne aufweist, als Beispiel beschrieben. Zusätzlich wird ein Fall, in dem das innenverzahnte Zahnrad 6 und das erste Lagergehäuse 18 feststehen, als Beispiel beschrieben.
Wenn die Wellgeneratorwelle 22 sich in einem Zustand dreht, in dem der erste außenverzahnte Abschnitt 4a mit dem ersten innenverzahnten Abschnitt 6a in Längsrichtung an zwei elliptischen Stellen in Eingriff steht, bewegt sich auch die Eingriffsposition zwischen dem ersten außenverzahnten Abschnitt 4a und dem ersten innenverzahnten Abschnitt 6a in Umfangsrichtung, entsprechend der Rotation der Wellgeneratorwelle 22. Die Anzahl der Zähne des ersten außenverzahnten Abschnittes 4a und des ersten innenverzahnten Abschnittes 6a sind unterschiedlich, und dadurch dreht sich zu diesem Zeitpunkt der erste außenverzahnte Abschnitt 4a relativ gegenüber dem ersten innenverzahnten Abschnitt 6a. Das innenverzahnte Zahnrad 6 und das erste Lagergehäuse 18 stehen fest, und dadurch dreht sich der erste außenverzahnte Abschnitt 4a um einen Betrag, welcher äquivalent dem Unterschied in der Anzahl der Zähne ist. Das bedeutet, dass die Rotation der Wellgeneratorwelle 22 stark herabgesetzt und an den ersten außenverzahnten Abschnitt 4a ausgegeben wird. Ein Untersetzungsverhältnis ist wie folgt: $\begin{array}{l} Untersetzungsverhältnis = (Anzahl der Zähne des ersten außenverzahnten \\ Abschnitts 4 a - Anzahl der Zähne des ersten innenverzahnten Abschnitts 6a) / Anzahl \\ der Zähne des ersten außenverzahnten Abschnitts 4 a = (100 - 102) / 100 = - 1 / 50. \end{array}$
Der zweite außenverzahnte Abschnitt 4b ist einstückig mit dem ersten außenverzahnten Abschnitt 4a ausgebildet, und somit rotieren der zweite außenverzahnte Abschnitt 4b und der erste außenverzahnte Abschnitt 4a einheitlich miteinander. Die Anzahl der Zähne des zweiten außenverzahnten Abschnitts 4b und die Anzahl der Zähne des zweiten innenverzahnten Abschnitts 8a sind gleich, und somit wird zwischen ihnen keine relative Rotation erzeugt und der zweite außenverzahnte Abschnitt 4b und der zweite innenverzahnte Abschnitt 8a rotieren einheitlich miteinander. Entsprechend wird an den zweiten innenverzahnten Abschnitt 8a die gleiche Rotation ausgegeben wie an den ersten außenverzahnten Abschnitt 4a. Als Ergebnis ist es möglich, den durch Verringern der Rotation der Wellgeneratorwelle 22 auf -1/50 erhaltenen Ausgangswert von dem zweiten innenverzahnten Abschnitt 8a abzugreifen.
Als nächstes wird eine Verbindungsstruktur zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem Gehäuse 10 sowie dem Lagergehäuse 18 detailliert beschrieben.
ist eine vergrößerte Schnittansicht, die das innenverzahnte Zahnrad 6 und seine Umgebung auf vergrößerte Weise zeigt. Das innenverzahnte Zahnrad 6 umfasst einen inneren Abschnitt 6b, auf dem der erste innenverzahnte Abschnitt 6a ausgebildet ist, und einen äußeren Abschnitt 6c, der radial außerhalb des inneren Abschnittes 6b angeordnet ist. Eine axiale Endfläche 10c des Gehäuses 10 liegt an einer axialen Endfläche 6g des äußeren Abschnitts 6c an. Eine axiale Endfläche 6h des inneren Abschnitts 6b springt gegenüber der axialen Endfläche 6g des äußeren Abschnitts 6c in Richtung auf die Seite des Trägerbauteils 8 (linke Seite in ) hin vor, und eine äußere Umfangsfläche 6d des inneren Abschnitts 6b und eine innere Umfangsfläche 10b des Gehäuses 10 sind ineinander eingepasst. Das heißt, die äußere Umfangsfläche 6d des inneren Abschnitts 6b des innenverzahnten Zahnrades 6 und die innere Umfangsfläche 10b des Gehäuses 10 sind über eine Passung miteinander verstiftet. Insbesondere sind die äußere Umfangsfläche 6d des inneren Abschnitts 6b und die innere Umfangsfläche 10b des Gehäuses 10 miteinander per Passung gepaart und verstiftet.
In dem inneren Abschnitt 6b ist ein zurückgesetzter Abschnitt 6e geformt, der von einer axialen Endoberfläche 6h in Richtung einer Seite (rechte Seite in ) zurückgesetzt ist, die dem Trägerbauteil 8 entgegengesetzt ist. Vorzugsweise ist der zurückgesetzte Abschnitt 6e in einem zurückgesetzten Abschnitt ausgebildet, der die Form eines endlosen Rings aufweist. Zusätzlich ist der zurückgesetzte Abschnitt 6e so geformt, dass eine maximale Tiefe D des zurückgesetzten Abschnittes 6e in axialer Richtung größer ist als eine Länge H eines Verstiftungsabschnittes 48 in der axialen Richtung. Zusätzlich ist der zurückgesetzte Abschnitt 6e radial innerhalb des Verstiftungsabschnittes 48 angeordnet, und der zurückgesetzte Abschnitt 6e und der Verstiftungsabschnitt 48 überlappen einander, wenn man sie in radialer Richtung betrachtet.
Zusätzlich sind das Gehäuse 10 und das innenverzahnte Zahnrad 6 so geformt, dass wenigstens eine Oberflächenhärte des Gehäuses 10 in dem Verstiftungsabschnitt 48 höher ist als eine Oberflächenhärte des innenverzahnten Zahnrades 6 in dem Verstiftungsabschnitt 48. Zum Beispiel kann dies realisiert werden, indem man auf der dem Verstiftungsabschnitt 48 entsprechenden Oberfläche des Gehäuses 10 eine Wärmebehandlung durchführt, etwa eine Einsatzhärtungswärmebehandlung oder eine Hochfrequenzwärmebehandlung. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Gehäuse 10 die Wälzfläche 10a des Hauptlagers 16 auf, und somit wird an dem Gehäuse 10 eine Wärmebehandlung durchgeführt, um die Härte als die Wälzfläche sicherzustellen. Als ein Ergebnis ist die Oberflächenhärte des Gehäuses 10 in dem Verstiftungsabschnitt 48 ähnlich der Wälzfläche 10a sichergestellt.
„Oberflächenhärte“ bedeutet zum Beispiel eine Härte, die an einer Tiefenposition gemessen wird, die der 2,5-fachen diagonalen Länge einer Einkerbung des Härtetests nach Vickers entsprechend einem in JIS G0559 vorgeschriebenen Messverfahren entspricht, falls eine Hochfrequenzwärmebehandlung durchgeführt wird, und die „Oberflächenhärte“ bedeutet zum Beispiel eine Härte, die an einer Tiefenposition gemessen wird, die der 2,5-fachen diagonalen Länge einer Einkerbung des Härtetests nach Vickers entsprechend einem in JIS B0557 vorgeschriebenen Messverfahren entspricht, in einem Fall, in dem eine Einsatzhärtungs-Wärmebehandlung durchgeführt wird. Vorzugsweise sind das Gehäuse 10 und das innenverzahnte Zahnrad 6 so geformt, dass die Oberflächenhärte des Gehäuses 10 in dem Verstiftungsabschnitt 48 hinsichtlich des Vickers-Härtewertes 50 oder mehr ist als die Oberflächenhärte des innenverzahnten Zahnrades 6 in dem Verstiftungsabschnitt 48.
Zusätzlich ist eine innere Umfangsfläche 6f des inneren Abschnitts 6b des innenverzahnten Zahnrades 6 an eine äußere Umfangsfläche 18a des ersten Lagergehäuses 18 angepasst. Das heißt, die innere Umfangsfläche 6f des inneren Abschnitts 6b des innenverzahnten Zahnrades 6 und die äußere Umfangsfläche 18a des ersten Lagergehäuses 18 sind miteinander verstiftet. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind insbesondere die innere Umfangsfläche 6f des inneren Abschnitts 6b des innenverzahnten Zahnrades 6 und die äußere Umfangsfläche 18a des ersten Lagergehäuses 18 unter Verwendung einer Übergangspassung miteinander verstiftet. Zusätzlich besteht keine Begrenzung hinsichtlich der Passung zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem ersten Lagergehäuse 18, solange das Übermaß in einem Verstiftungsabschnitt 50 zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem ersten Lagergehäuse 18 so ausgelegt ist, dass es kleiner ist als das Übermaß in dem Verstiftungsabschnitt 48 zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem Gehäuse 10.
Gemäß der Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, sind das innenverzahnte Zahnrad 6 und das Gehäuse 10 miteinander verstiftet. Entsprechend kann eine Zentrierung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden, wenn das innenverzahnte Zahnrad 6 und das Gehäuse miteinander verbunden sind. Zusätzlich sind gemäß der Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff das innenverzahnte Zahnrad 6 und das Gehäuse 10 über eine Presspassung miteinander verstiftet. Entsprechend ist das Auftreten einer Fehlausrichtung weniger wahrscheinlich im Vergleich zu dem Fall in dem das innenverzahnte Zahnrad 6 und das Gehäuse 10 miteinander über eine Übergangspassung oder Spielpassung verbunden sind. Darüber hinaus ist bei der Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff die Oberflächenhärte des Gehäuses 10 in dem Verstiftungsbereich 48 höher als die Oberflächenhärte des innenverzahnten Zahnrades 6 in dem Verstiftungsbereich 48. Entsprechend ist es möglich, wenn man die Verstiftung mit einer Übergangspassung durchführt, das Auftreten von Festfressen zu vermeiden. Wie oben beschrieben ist es bei der Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Koaxialität zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem Gehäuse 10 zu verbessern und als Ergebnis ist es möglich die Koaxialität zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem Trägerbauteil 8, die relativ zueinander über das Hauptlager 16 rotieren, zu verbessern.
Zusätzlich ist gemäß der Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff der vorliegenden Ausführungsform in dem inneren Abschnitt 6b des innenverzahnten Zahnrades 6 der zurückgesetzte Abschnitt 6e ausgeformt, der von der axialen Endfläche 6h in Richtung auf die dem Trägerbauteil 8 entgegengesetzte Richtung hin zurückgesetzt ist. Vorzugsweise ist der zurückgesetzte Abschnitt 6e so geformt, dass er die Form eines endlosen Rings aufweist. Noch bevorzugter ist der zurückgesetzte Abschnitt 6e so geformt, dass die maximale Tiefe D des zurückgesetzten Abschnitts 6e in axialer Richtung größer ist als die Länge H des Verstiftungsabschnitts 48 in axialer Richtung. Entsprechend wird, selbst wenn beim Fügen des innenverzahnten Zahnrades 6 in das Gehäuse 10 eine übermäßige Kraft auf den Verstiftungsabschnitt 48 ausgeübt wird, nur ein Teil (das heißt, ein Abschnitt in der Nähe des Verstiftungsabschnitts 48) des innenverzahnten Zahnrades 6 geformt, und somit ist es möglich, zu verhindern, dass das Gehäuse 10 oder der gesamte innere Abschnitt 6b des innenverzahnten Zahnrades 6 verformt wird. Als Ergebnis kann eine Verformung der Wälzfläche 10a des Gehäuses 10 verhindert werden.
Darüber hinaus hat bei der Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff, wenn man das außenverzahnte Zahnrad 4 zum Erreichen eines optimalen Eingriffs wählt, indem man die außenverzahnten Zahnräder 4 mit unterschiedlichen Größen kombiniert, das erste Lagergehäuse 18 weist viele Möglichkeiten zum Befestigen und Lösen auf, und somit ist vorzugsweise das Übermaß zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem ersten Lagergehäuse 18 so klein wie möglich. Währenddessen ist gemäß der Getriebevorrichtung 100 mit biegendem Eingriff der vorliegenden Ausführungsform das Übermaß in dem Verstiftungsabschnitt 50 zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem ersten Lagergehäuse 18 kleiner als das Übermaß in dem Verstiftungsabschnitt 48 zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem Gehäuse 10. Das bedeutet, dass das Übermaß in dem Verstiftungsabschnitt 50 zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 6 und dem ersten Lagergehäuse 18 relativ klein ist. Entsprechend ist es möglich, die Montageeigenschaften zu verbessern.
Vorstehend wurde hierin die Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff gemäß der Ausführungsform beschrieben. Für Fachleute ist klar, dass diese Ausführungsform lediglich ein Beispiel ist, dass verschiedene Abwandlungen an Kombinationen von Bauelementen und Verarbeitungsvorgängen durchgeführt werden können, und dass die Abwandlungen auch im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Nachstehend werden Abwandlungsbeispiele beschrieben.
Abwandlungsbeispiel 1
Bei der Ausführungsform ist der Fall beschrieben, in welchem die innere Umfangsfläche 10b des Gehäuses 10 und die äußere Umfangsfläche 6d des innenverzahnten Zahnrades 6 miteinander verstiftet sind, das heißt, der Fall, in dem der verstiftete Abschnitt 48 radial innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Wie in gezeigt, kann der verstiftete Abschnitt auch radial außerhalb des Gehäuses 10 (also eines Bauteils, das als ein Außenring des Hauptlagers 16 fungiert) angeordnet sein. Das heißt, die äußere Umfangsfläche des Gehäuses 10 und die innere Umfangsfläche des innenverzahnten Zahnrades 6 sind unter Verwendung einer Passung miteinander verstiftet.
Abwandlungsbeispiel 2
Bei der Ausführungsform ist eine Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff in flacher Bauart beschrieben, bei der zwei innenverzahnte Abschnitte (erster innenverzahnter Abschnitt 6a und zweiter innenverzahnter Zahnabschnitt 8a) vorgesehen sind und das außenverzahnte Zahnrad 4 eine röhrenförmige Gestalt aufweist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die technische Idee der vorliegenden Ausführungsform kann auch auf eine Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff in Topfbauart, eine Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff in Hutbauart oder Getriebevorrichtungen mit biegendem Eingriff anderer Bauarten angewendet werden, bei denen ein innenverzahnter Abschnitt vorhanden ist.
Zum Beispiel können bei der in gezeigten Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff in Topfbauart eine innere Umfangsfläche 120a des steifen innenverzahnten Zahnrades 120 und eine äußere Umfangsfläche 151a eines Außenrings 151, der dem Gehäuse entspricht, unter Verwendung einer Passung miteinander verstiftet sein, und das innenverzahnte Zahnrad 120 und der Außenring 151 können so geformt sein, dass eine Oberflächenhärte des Außenrings 151(das heißt eine Oberflächenhärte der äußeren Umfangsfläche 151a) in einem Verstiftungsabschnitt 148 zwischen dem steifen innenverzahnten Zahnrad 120 und dem Außenring 151 höher ist als eine Oberflächenhärte des innenverzahnten Zahnrades 120 (das heißt eine Oberflächenhärte der inneren Umfangsfläche 120a) in dem Verstiftungsabschnitt 148. In diesem Fall ist es möglich, die Koaxialität zwischen dem steifen innenverzahnten Zahnrad 120 und dem Außenring 151 zu verbessern, und als Ergebnis ist es möglich, die Koaxialität zwischen dem steifen innenverzahnten Zahnrad 120 und dem Innenring 155 zu verbessern, die über das Kreuzrollenlager 150, welches das Hauptlager ist, relativ zueinander rotieren.
Jede Kombination der oben beschriebenen Beispiele für Ausführungsformen und Abwandlungen ist auch als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzbar. Eine neue Ausführungsform, die sich aus der Kombination ergibt, umfasst Wirkungsweisen der kombinierten Ausführungsform- und Abwandlungsbeispiele davon.
Bezugszeichenliste
4: außenverzahntes Zahnrad, 6: innenverzahntes Zahnrad, 6d: äußere Umfangsfläche, 8: Trägerbauteil, 10: Gehäuse, 10a: Wälzfläche, 10b: innere Umfangsfläche, 16: Hauptlager, 48, 100: Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff
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 2016236575 [0002]
JP 2000186718 [0003, 0006]

Claims

Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff umfassend: ein Gehäuse, ein innenverzahntes Zahnrad, das von dem Gehäuse getrennt und in das Gehäuse integriert ist, ein außenverzahntes Zahnrad, das mit dem innenverzahnten Zahnrad kämmt, ein Trägerbauteil, das mit einer Rotationskomponente des außenverzahnten Zahnrades synchronisiert ist, und ein Hauptlager, das zwischen dem Gehäuse und dem Trägerbauteil angeordnet ist, worin das Gehäuse eine Außenring-Wälzfläche eines Wälzkörpers des Hauptlagers umfasst, worin eine äußere Umfangsfläche entweder des Gehäuses oder des innenverzahnten Zahnrades und eine innere Umfangsfläche des jeweils anderen miteinander verstiftet und mit einer Passung ineinander eingesetzt sind, und worin wenigstens eine Oberflächenhärte des Gehäuses in einem verstifteten Abschnitt zwischen dem Gehäuse und dem innenverzahnten Zahnrad höher als eine Oberflächenhärte des innenverzahnten Zahnrades in dem verstifteten Abschnitt ist.
Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff nach Anspruch 1, worin eine innere Umfangsfläche des Gehäuses und eine äußere Umfangsfläche des innenverzahnten Zahnrades miteinander verstiftet sind, und worin in dem innenverzahnten Zahnrad ein zurückversetzter Abschnitt radial innerhalb des verstifteten Abschnitts zwischen dem Gehäuse und dem innenverzahnten Zahnrad vorgesehen ist.
Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff nach Anspruch 2, worin der zurückversetzte Abschnitt die Form eines endlosen Rings aufweist.
Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff nach einem der Ansprüche 2 oder 3, worin eine axiale Tiefe des zurückversetzten Abschnitts größer ist als eine axiale Länge des verstifteten Abschnitts zwischen dem Gehäuse und dem innenverzahnten Zahnrad.
Getriebevorrichtung mit biegendem Eingriff nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend: ein Lagergehäuse, das mit dem innenverzahnten Zahnrad verstiftet ist und in das ein Lager, das eine Welle eines Wellgenerators, der das außenverzahnte Zahnrad verbiegt und verformt, trägt, integriert ist, worin ein Übermaß in einem Verstiftungsabschnitt zwischen dem innenverzahnten Zahnrad und dem Lagergehäuse kleiner ist als ein Übermaß in dem Verstiftungsabschnitt zwischen dem innenverzahnten Zahnrad und dem Gehäuse.