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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps und ein Verfahren zu deren Herstellung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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In dem Stand der Technik ist eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps bekannt, die mit einem Außenzahnrad versehen ist, das gebogen und verformt wird (siehe beispielsweise
Japanische ungeprüfte Patentpublikation Nr. 2018-096510 ). Das Außenzahnrad wird durch einen Wellengenerator, der innen via ein schwingungserzeugendes Körperlager angepasst ist und in dem sich der Wellengenerator dreht, gebogen und verformt. Ferner greift das Außenzahnrad in ein starres Innenzahnrad ein.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im Stand der Technik können das Außenzahnrad, das gebogen und verformt wird, und der Außenring des schwingungserzeugenden Körperlagers ein geringes Affinitätsniveau aufweisen, was zu Abriebpulver führt, das auf Reibverschleiß oder dergleichen zurückzuführen ist. Das Abriebpulver reibt das Innenzahnrad und das Außenzahnrad ab, was zu einem Problem in der Form einer Zunahme an Totgang führt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die in der Lage ist, eine Zunahme an Totgang durch Unterdrücken von Reibverschleiß zwischen einem Außenzahnrad und dem Außenring eines schwingungserzeugenden Körperlagers zu unterdrücken, und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzusehen.
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Eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Erfindung enthält einen Wellengenerator, ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, und ein schwingungserzeugendes Körperlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist.
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Das schwingungserzeugende Körperlager enthält einen Außenring und mehrere Wälzkörper.
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Der Außenring weist eine Beschichtung auf einer Außenumfangsfläche und einer Innenumfangsfläche auf.
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Die Beschichtung auf der Innenumfangsfläche des Außenrings weist Eigenschaften auf, die es ermöglichen, die Beschichtung auf einer Walzfläche infolge eines Wälzens des Wälzkörpers zu entfernen, wenn die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps betrieben wird.
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Eine andere Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Erfindung enthält einen Wellengenerator, ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, und ein schwingungserzeugendes Körperlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist.
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Das schwingungserzeugende Körperlager enthält einen Außenring und mehrere Wälzkörper.
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Der Außenring weist eine Beschichtung auf einer Außenumfangsfläche und auf einem Teil einer Innenumfangsfläche auf, der keine Walzfläche des Wälzkörpers ist, und weist die Beschichtung nicht auf der Walzfläche auf.
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Ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die einen Wellengenerator, ein Außenzahnrad, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, ein Innenzahnrad, das in das Außenzahnrad eingreift, und ein schwingungserzeugendes Körperlager, das zwischen dem Außenzahnrad und dem Wellengenerator angeordnet ist, enthält.
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Das Verfahren enthält einen Beschichtungsschritt des Beschichtens mindestens einer Außenumfangsfläche und einer Innenumfangsfläche eines Außenrings des schwingungserzeugenden Körperlagers und einen Montageschritt eines Montierens der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps durch Kombinieren mehrerer Teile, einschließlich des schwingungserzeugenden Körperlagers, nachdem der Außenring beschichtet wurde.
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In dem Beschichtungsschritt wird die Beschichtung so ausgeführt, dass die Beschichtung auf einer Walzfläche des Außenrings infolge des Wälzens eines Wälzkörpers des schwingungserzeugenden Körperlagers durch Betreiben der montierten Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps entfernt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, die in der Lage ist, eine Zunahme an Totgang durch Unterdrücken von Reibverschleiß zwischen einem Außenzahnrad und dem Außenring eines schwingungserzeugenden Körperlagers zu unterdrücken, und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzusehen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Außenring eines schwingungserzeugenden Körperlagers der Ausführungsform 1 darstellt.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, die den Außenring des schwingungserzeugenden Körperlagers darstellt, das eine unbeschichtete Walzfläche aufweist.
- 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Totgang darstellt.
- 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 1 darstellt.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 darstellt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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(Ausführungsform 1)
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1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Außenring 31a eines schwingungserzeugenden Körperlagers 31 der Ausführungsform 1 darstellt. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die den Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 darstellt, in dem eine Walzfläche H keine Beschichtung aufweist.
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Eine Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps gemäß Ausführungsform 1 ist ein Drehzahlminderer, bei dem ein Zustand, in dem ein Außenzahnrad 32 und der Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 nicht affinitiv (nicht affinitiv betrieben) sind, ein Produktzustand nach der Herstellung ist (Zustand zum Zeitpunkt des Versands). Die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps ist mit einer Wellengeneratorwelle 30, dem schwingungserzeugenden Körperlager 31, dem Außenzahnrad 32, zwei Innenzahnrädern 41G und 42G, einem Gehäuse 43, einer ersten Abdeckung 44, einer zweiten Abdeckung 45, Lagern 46 und 47, einem Hauptlager 48 und Stoppringen 51 und 52 versehen.
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Die Wellengeneratorwelle 30 ist eine hohle röhrenförmige Welle, die sich um eine Drehachse O1 dreht, und enthält einen Wellengenerator 30A mit einer nicht-kreisförmigen (beispielsweise elliptischen) Außenform in einem Querschnitt senkrecht zu der Drehachse O1 und Wellenabschnitten 30B und 30C, die an beiden axialen Seiten des Wellengenerators 30A vorgesehen sind. Die elliptische Form muss keine geometrisch exakte elliptische Form sein, und die elliptische Form enthält eine im Wesentlichen elliptische Form. Jeder der Wellenabschnitte 30B und 30C ist eine Welle mit einer kreisförmigen Außenform in einem Querschnitt senkrecht zu der Drehachse 01.
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Es ist zu beachten, dass die Axialrichtung in der folgenden Beschreibung parallel zu der Drehachse O1 ist.
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Die zwei Innenzahnräder 41G und 42G greifen in das Außenzahnrad 32 in einem Zustand ein, in dem sie in der Axialrichtung eingerichtet sind. Ein Innenzahnrad 41G ist konfiguriert, indem Zähne an einem Teil des Innenumfangs eines starren ersten Innenzahnradelements 41 vorgesehen sind. Das andere Innenzahnrad 42G ist konfiguriert, indem Zähne an einem Teil des Innenumfangs eines starren zweiten Innenzahnradelements 42 vorgesehen sind.
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Das Außenzahnrad 32 ist ein biegsames, metallisches und zylindrisches Element. Der Außenumfang des Außenzahnrads 32 ist mit Zähnen versehen.
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Das schwingungserzeugende Körperlager 31, das ein Rollenlager oder dergleichen ist, ist zwischen dem Wellengenerator 30A und dem Außenzahnrad 32 angeordnet. Der Wellengenerator 30A und das Außenzahnrad 32 sind via das schwingungserzeugende Körperlager 31 relativ drehbar.
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Das schwingungserzeugende Körperlager 31 enthält den Außenring 31a, der in das Außenzahnrad 32 angepasst ist, mehrere Wälzkörper (Walzen) 31b und einen Halter 31c, der die mehreren Wälzkörper 31b hält.
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Die mehreren Wälzkörper 31b enthalten die Wälzkörper 31b der ersten Gruppe, die radial einwärts von einem Innenzahnrad 41G angeordnet und in einer Umfangsrichtung eingerichtet sind, und die Wälzkörper 31b der zweiten Gruppe, die radial einwärts von dem anderen Innenzahnrad 42G angeordnet und in der Umfangsrichtung eingerichtet sind. Die Wälzkörper 31b wälzen sich unter Verwendung der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 30A und der Innenumfangsfläche des Außenrings 31a als Wälzflächen. Das schwingungserzeugende Körperlager 31 kann einen Innenring enthalten, der von dem Wellengenerator 30A getrennt ist.
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In der Axialrichtung sind zwei Außenringe 31a Seite an Seite vorgesehen. Die Innenumfangsfläche eines Außenrings 31a liegt an den Wälzkörpern 31b der ersten Gruppe, die in der Umfangsrichtung eingerichtet sind, an. Die Innenumfangsfläche des anderen Außenrings 31a liegt an den Wälzkörpern 31b der zweiten Gruppe, die in der Umfangsrichtung eingerichtet sind, an.
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Jeder der Außenringe 31a enthält ein metallisches und zylindrisches Element und eine Beschichtung C, die mindestens an den Innen- und Außenumfangsflächen des zylindrischen Elements vorgesehen ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die gesamte Oberfläche des Außenrings 31a einschließlich beispielsweise der Innenumfangsfläche, der Außenumfangsfläche und die axiale Endfläche des Außenrings 31a beschichtet. Die Beschichtung C ist so gebildet, dass sie eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke in Bezug auf die Innen- und Außenumfangsflächen des Außenrings 31a aufweist.
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Die Beschichtung C weist Eigenschaften auf, die es ermöglichen, dass die Beschichtung auf der Oberfläche der Innenumfangsfläche des Außenrings 31a, der an dem Wälzkörper 31b anliegt (als die Walzfläche H bezeichnet), durch Wälzen des Wälzkörpers 31b in relativ kurzer Zeit und durch einen Affinitätsbetrieb oder dergleichen zu entfernen. 3 stellt einen Betriebszustand nach der Affinität dar, in dem das Wälzen des Wälzkörpers 31b zum Entfernen der Beschichtung C nur auf der Walzfläche H des Wälzkörpers 31b auf der Innenumfangsfläche des Außenrings 31a geführt hat.
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Als die Beschichtung C ist ein Manganphosphatfilm oder dergleichen anwendbar, der Eigenschaften aufweist, die es ermöglichen, dass die Beschichtung auf der Walzfläche H infolge eines relativ kurzen Vorgangs entfernt wird. Obwohl ein Molybdänfilm, ein Fluorharzfilm, ein Graphitfilm, ein Phosphatfilm oder dergleichen als Beschichtung C mit den oben beschriebenen Eigenschaften anwendbar ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Molybdändisulfid (MoS2) ist ein Beispiel für die spezifische Komponente des Molybdänfilms. Polytetrafluorethylen (PTFE) ist ein Beispiel für die spezifische Komponente des Fluorharzfilms. Graphit ist ein Beispiel für die spezifische Komponente des Graphitfilms. Eisenphosphat, Zinkphosphat oder Manganphosphat ist als ein Beispiel für die spezifische Komponente des Phosphatfilms anwendbar.
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Obwohl es bevorzugt ist, dass die Beschichtung eine weiche Beschichtung ist, so dass keine Beschädigung auftritt, selbst in einem Fall, in dem die Beschichtung, die einem Ablösen unterzogen wurde, zwischen der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 und der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a oder zwischen dem Außenzahnrad 32 und der Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G eingeschlossen wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
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Jeder Teil, der das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G enthält, weist eine Abmessung auf, in der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand negativ ist, in dem die Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 eine Beschichtung aufweist. Das Spiel kann 0 sein.
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Ferner weist jeder Teil, der das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G enthält, eine Abmessung auf, in der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand positiv ist, in dem die Beschichtung der Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 entfernt ist.
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Das negative Spiel bedeutet einen Zustand, in dem eine Vorspannung zwischen den Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G und der Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 aufgebracht wird. Das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G kann infolge des Affinitätsbetriebs der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps und Entfernung von Beschichtung von der Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 einen kleinen positiven Wert erhalten.
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Es ist zu beachten, dass das Spiel das Spiel in einem Fall angibt, in dem die Zähne des Außenzahnrads 32, die an der radialen Außenseite des Teils positioniert sind, das dem maximalen Durchmesser des nicht-kreisförmigen Wellengenerators 30A entspricht, in die Zähne der Innenzahnräder 41G und 42G eingreifen.
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Die Beschichtung C auf der Innenumfangsfläche des Außenrings 31a und die Beschichtung C auf der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a sind die gleiche Komponente. Die Beschichtung C auf der Innenumfangsfläche des Außenrings 31a und die Beschichtung C auf der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a können gleichzeitig aufgebracht werden.
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Die Beschichtung C auf der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a ist zwischen der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 und der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a eingefügt, vermeidet einen direkten Kontakt zwischen der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 und dem Metallteil unter der Beschichtung C des Außenrings 31a und unterdrückt das Auftreten von Reibverschleiß an dem Teil. Infolgedessen wird die Erzeugung von Abriebpulver unterdrückt, der Abrieb des Außenzahnrads 32 und der Innenzahnräder 41G und 42G wird ebenfalls unterdrückt, und eine Zunahme an Totgang wird unterdrückt.
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Die Stoppringe 51 und 52 sind auf beiden Seiten des Außenzahnrads 32 und des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 in der Axialrichtung angeordnet und regulieren axiale Bewegungen des Außenzahnrads 32 und des schwingungserzeugenden Körperlagers 31.
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Das Gehäuse 43 deckt die Außenumfangsseite des Innenzahnrads 42G ab. Ein Außenringabschnitt 43o des Hauptlagers 48 ist in dem Innenumfangsabschnitt des Gehäuses 43 gebildet und das zweite Innenzahnradelement 42 ist via das Hauptlager 48 drehbar gestützt. Das Gehäuse 43 ist via ein Verbindungselement wie einen Bolzen mit dem ersten Innenzahnradelement 41 verbunden.
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Die erste Abdeckung 44 und das erste Innenzahnradelement 41 sind miteinander verbunden. Die erste Abdeckung 44 deckt die Stelle ab, an der das Außenzahnrad 32 und das Innenzahnrad 41G von der Gegenausgangsseite in der Axialrichtung ineinander greifen.
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Die Ausgangsseite in der folgenden Beschreibung ist mit einem Gegenelement verbunden und ist eine Seite, auf der eine verlangsamte Bewegung an das Gegenelement ausgegeben wird. Die Gegenausgangsseite in der folgenden Beschreibung ist in der Axialrichtung der Ausgangsseite entgegengesetzt. Das Lager 46 ist zwischen der ersten Abdeckung 44 und dem Wellenabschnitt 30B der Wellengeneratorwelle 30 angeordnet und die Wellengeneratorwelle 30 ist durch die erste Abdeckung 44 drehbar gestützt.
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Die zweite Abdeckung 45 und das zweite Innenzahnradelement 42 sind miteinander verbunden. Die zweite Abdeckung 45 deckt die Stelle ab, an der das Außenzahnrad 32 und das Innenzahnrad 42G von der Ausgangsseite in der Axialrichtung ineinander greifen. Die zweite Abdeckung 45 und das zweite Innenzahnradelement 42 sind mit dem Gegenelement verbunden, das die verlangsamte Bewegung ausgibt. Das Lager 47 ist zwischen der zweiten Abdeckung 45 und dem Wellenabschnitt 30C der Wellengeneratorwelle 30 angeordnet und die Wellengeneratorwelle 30 ist durch die zweite Abdeckung 45 drehbar gestützt.
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<Verlangsamungsbetrieb>
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Die Bewegung des Wellengenerators 30A wird auf das Außenzahnrad 32 übertragen, wenn eine Drehbewegung von einem Motor (nicht dargestellt) oder dergleichen eingegeben wird und sich die Wellengeneratorwelle 30 dreht. In diesem Fall wird das Außenzahnrad 32 auf eine Form entlang der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 30A geregelt und zu einer elliptischen Form gebogen, die einen langen Achsenteil und einen kurzen Achsenteil aus der Axialrichtung gesehen aufweist. Ferner greift das Außenzahnrad 32 in die Innenzähne des befestigten ersten Innenzahnradelements 41 an dem langen Achsenteil ein. Dementsprechend dreht sich das Außenzahnrad 32 nicht mit der gleichen Drehzahl wie der Wellengenerator 30A und der Wellengenerator 30A dreht sich relativ innerhalb des Außenzahnrades 32. Und bei dieser Relativdrehung wird das Außenzahnrad 32 so gebogen und verformt, dass sich die lange Achsenposition und die kurze Achsenposition in der Umfangsrichtung bewegen. Die Periode dieser Verformung ist proportional zu der Drehperiode der Wellengeneratorwelle 30.
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Während der Biegeverformung des Außenzahnrads 32 ändert sich die Position, in der das Außenzahnrad 32 und das Innenzahnrad 41G ineinandergreifen, in der Drehrichtung durch die Bewegung der Position der langen Achsenposition. Unter der Annahme, dass die Anzahl der Zähne des Außenzahnrads 32 100 und die Anzahl der Zähne des Innenzahnrads 41G 102 beträgt, weichen die Eingriffszähne des Außenzahnrads 32 und des Innenzahnrads 41G jedes Mal ab, wenn die Eingriffsposition umläuft. Dadurch dreht sich das Außenzahnrad 32. Bei den oben beschriebenen Anzahlen der Zähne wird die Drehbewegung der Wellengeneratorwelle 30 mit einem Untersetzungsverhältnis von 100:2 verlangsamt und auf das Außenzahnrad 32 übertragen.
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Inzwischen greift auch das Außenzahnrad 32 in das andere Innenzahnrad 42G ein, und somit ändert sich durch die Drehung der Wellengeneratorwelle 30 auch die Eingriffsposition des Außenzahnrads 32 und des Innenzahnrads 42G in der Drehrichtung. Inzwischen sind die Anzahl der Zähne des Innenzahnrads 42G und die Anzahl der Zähne des Außenzahnrads 32 gleich zueinander, so dass sich das Außenzahnrad 32 und das Innenzahnrad 42G nicht relativ zueinander drehen und die Drehbewegung des Außenzahnrads 32 im Untersetzungsverhältnis von 1:1 auf das Innenzahnrad 42G übertragen wird. Infolgedessen wird die Drehbewegung der Wellengeneratorwelle 30 mit einem Untersetzungsverhältnis von 100:2 verlangsamt und auf das zweite Innenzahnradelement 42 und die zweite Abdeckung 45 übertragen. Und diese verlangsamte Drehbewegung wird an das Gegenelement abgegeben.
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In einem Zustand nach dem Versand des Produkts und vor dem Hauptbetrieb, in dem die Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 eine Beschichtung aufweist, wird eine Vorspannung zwischen den Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G und der Zahnoberfläche des Außenzahnrads 32 aufgebracht, und somit ist es möglich, den Affinitätsbetrieb durch Eingeben eines relativ großen Drehmoments in die Wellengeneratorwelle 30 auszuführen. Wenn die Beschichtung auf der Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 infolge des Affinitätsbetriebs entfernt wird, kann ein Betrieb bei einem normalen Drehmoment ausgeführt werden, die Höhe des Spiels zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G wird positiv, und die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps mit einem kleinen Totgang wird realisiert.
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Der Totgang der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 1 beträgt 0,15 Bogenminuten bis 3 Bogenminuten und bevorzugter 0,15 Bogenminuten bis 1 Bogenminute in einem Zustand, in dem die Beschichtung auf der Walzfläche H entfernt ist. 1 [Bogenminuten] ist π/(180·60) [rad] im SI-Einheitensystem.
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4 ist ein erläuterndes Diagramm, das den Totgang darstellt. Die in 4 dargestellte Festigkeitshysteresekurve wird erhalten, wenn eine Beziehung dargestellt wird, nachdem die Antriebswelle (Hochdrehzahlwelle) des Drehzahlminderers befestigt wurde und die Last und die Verschiebung (Verdrehwinkel) der Abtriebswelle (Niedrigdrehzahlwelle) des Drehzahlminderers bis zum Entladen gemessen wurden, indem langsam eine Last auf ein Nenndrehmoment von der Seite der langsam laufenden Welle aufgebracht wird. Der Totgang ist definiert als der Verdrehwinkel an dem Punkt, an dem das Drehmoment ± 3% des Nenndrehmoments beträgt. In der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps entspricht die Antriebswelle der Wellengeneratorwelle 30 und die Abtriebswelle entspricht der zweiten Abdeckung 45 und dem zweiten Innenzahnradelement 42.
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<Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps>
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5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 1 darstellt.
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Das Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps gemäß Ausführungsform 1 enthält einen Beschichtungsschritt (Schritt S1) des Beschichtens des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31, das nicht beschichtet ist, und einen Montageschritt (Schritt S2) des Montierens der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps durch Kombinieren mehrerer Teile einschließlich des Außenrings 31a.
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Mindestens die Außenumfangsfläche und die Innenumfangsfläche des Außenrings 31a können in dem Beschichtungsschritt beschichtet werden. Alternativ kann die gesamte Oberfläche einschließlich der axialen Endfläche in dem Beschichtungsschritt beschichtet werden.
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Durch das Herstellungsverfahren wird die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps hergestellt, die in der Lage ist, eine Verlangsamungsbewegung mit einem kleinen Totgang mittels des anschließenden kurzen Affinitätsbetriebs zu realisieren und Reibverschleiß zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a zu unterdrücken. Es ist zu beachten, dass der Affinitätsbetrieb, der sich deutlich von einem normalen Betrieb unterscheidet, in einem Fall optional ist, in dem ein Kunde den Affinitätsbetrieb ausführt, nachdem die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps ausgeliefert wurde. In einem Fall, in dem ein normaler Betrieb mit der in eine Zielmaschine eingebauten Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps gestartet wird, wird die Betriebsdauer bis zum Entfernen der Beschichtung auf der Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 doppelt so groß wie der Affinitätsbetrieb.
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<Effekte der Ausführungsform>
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Wie oben beschrieben, weist in der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Ausführungsform der Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 eine Beschichtung auf der Außenumfangsfläche und der Innenumfangsfläche auf. Ferner weist diese Beschichtung Eigenschaften auf, die es ermöglichen, dass die Beschichtung auf der Walzfläche H des Außenrings 31a infolge des Wälzens jedes Wälzkörpers 31b des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 entfernt wird, wenn die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps betrieben wird. Dementsprechend wird die Affinität zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 durch die Beschichtung verbessert.
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Die Affinität steht für die Eigenschaften, dass die Betriebsfähigkeit infolge eines gegenseitigen Betriebs des Außenzahnrads 32 und des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 verbessert wird und die Eigenschaften, dass sich der Zustand des Films auf der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 oder der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a einem idealen Zustand nähert.
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Durch Verbessern der Affinität ist es möglich, die Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 und die Außenumfangsfläche des Außenrings 31a affinitiv zu machen, indem die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps für eine relativ kurze Zeit betrieben wird.
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Ferner kann Reibverschleiß zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 durch die Beschichtung auf der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a unterdrückt werden. Durch Unterdrücken des Reibverschleißes ist es möglich, das von diesem Teil erzeugte Abriebpulver zu unterdrücken, das die Zahnoberfläche des Außenzahnrades 32 und die Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G nachteilig beeinflusst, und es ist möglich, eine Zunahme an Totgang der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps zu unterdrücken, die auf das Abriebpulver zurückzuführen ist. Die beschichtungsbasierte Affinitätsverbesserung ist besonders effektiv in einem Fall, in dem Fett als Schmiermittel verwendet wird. In einem Fall, in dem Fett verwendet wird, ist es unwahrscheinlich, dass ein Eindringen von Schmiermittel zwischen der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 32 und der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 auftritt, und es ist schwierig, die Schmierfähigkeit auf jeder Oberfläche aufrechtzuerhalten. Dementsprechend wird die Schmierfähigkeit durch die beschichtungsbasierte Affinitätsverbesserung gewährleistet und ein reibungsloser Betrieb zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 wird ermöglicht.
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Ferner wird bei der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Ausführungsform das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand negativ, in dem sich die Beschichtung C auf der Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 befindet. Mit dieser Konfiguration kann das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G extrem reduziert werden, nachdem die Beschichtung auf der Walzfläche entfernt wurde.
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Zusätzlich kann das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G extrem reduziert werden, nachdem die Beschichtung auf der Walzfläche entfernt wurde, selbst in einem Fall, in dem das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G 0 beträgt.
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Ferner weisen das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G Abmessungen auf, bei denen das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand positiv wird, in dem die Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 keine Beschichtung aufweist. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Drehlast zu reduzieren, die zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G erzeugt wird, und das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand zu reduzieren, in dem das Außenzahnrad 32 und der Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 affinitiv sind.
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Ferner beträgt bei der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps der vorliegenden Ausführungsform der Totgang 0,15 Bogenminuten bis 3 Bogenminuten in einem Zustand, in dem die Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 keine Beschichtung aufweist. Mit der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps mit dem extrem geringen Totgang zu realisieren.
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(Ausführungsform 2)
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Die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 1 darin, dass die Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 in dem Produktzustand nach der Herstellung (Zustand zum Zeitpunkt des Versands) keine Beschichtung aufweist. Die anderen Komponenten der Ausführungsform 2 sind denen der Ausführungsform 1 ähnlich. Die ähnlichen Teile werden nicht detailliert beschrieben.
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Der Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 der Ausführungsform 2 weist die Beschichtung C auf der Außenumfangsfläche und an einem anderen Teil als der Walzfläche H (siehe 3) auf der Innenumfangsfläche auf. Der Außenring 31a der Ausführungsform 2 weist keine Beschichtung auf der Walzfläche H auf der Innenumfangsfläche auf. Die Komponente der Beschichtung ist dieselbe wie die Beschichtung der Ausführungsform 1.
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Das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G weisen eine Abmessung auf, bei der das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G in einem Zustand positiv ist, in dem die Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 keine Beschichtung aufweist. Ferner weisen auch in Ausführungsform 2 das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G Abmessungen auf, bei denen das gegenseitige Spiel in einem Zustand negativ wird, in dem die Walzfläche H des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 die Beschichtung C gleich der Dicke der Beschichtung C an dem anderen Teil der Innenumfangsfläche als der Walzfläche H aufweist. Auch in diesem Fall kann das Spiel 0 sein.
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Die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 führt einen Verlangsamungsbetrieb ähnlich der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 1 aus. Die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 ist in der Lage, den Hauptbetrieb auszuführen, ohne den Affinitätsbetrieb nach Produktversand auszuführen, und somit beginnt eine Verringerung des Betrags des Spiels zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G bei dem Produktversand und ein geringer Totgang wird realisiert.
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Der Totgang der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 beträgt 0,15 Bogenminuten bis 3 Bogenminuten und bevorzugter 0,15 Bogenminuten bis 1 Bogenminute.
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<Verfahren zur Herstellung einer Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps>
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6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 darstellt.
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Ähnlich zu dem Herstellungsverfahren der Ausführungsform 1 enthält das Verfahren zur Herstellung der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 einen Beschichtungsschritt (Schritt S11) des Beschichtens der Oberfläche des Außenrings 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31, das nicht beschichtet ist, und einen Montageschritt (Schritt S12) des Montierens der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps durch Kombinieren mehrerer Teile einschließlich des Außenrings 31a.
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Mindestens die Außenumfangsfläche und die Innenumfangsfläche des Außenrings 31a können in dem Beschichtungsschritt beschichtet werden. Alternativ kann die gesamte Oberfläche einschließlich der axialen Endfläche in dem Beschichtungsschritt beschichtet werden. Zusätzlich wird die Walzfläche H auf der Innenumfangsfläche des Außenrings 31a ebenfalls beschichtet.
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Ferner enthält das Herstellungsverfahren der Ausführungsform 2 einen Beschichtungsentfernungsschritt (Schritt S13), der sich an den Montageschritt anschließt. In dem Beschichtungsentfernungsschritt wird die Beschichtung auf der Walzfläche H des Außenrings 31a entfernt, indem die montierte Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps für eine vorbestimmte Zeit betrieben (zum Beispiel der Affinitätsbetrieb ausgeführt) wird.
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Durch das Herstellungsverfahren ist es möglich, die Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps herzustellen, die einen geringen Totgang aufweist und in der Lage ist, Reibverschleiß zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a zu unterdrücken.
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Wie oben beschrieben, weist in der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 der Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 die Beschichtung C auf der Außenumfangsfläche und an dem anderen Teil der Innenumfangsfläche als der Walzfläche H auf und weist keine Beschichtung auf der Walzfläche H auf.
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In dieser Konfiguration wird die Beschichtung C auf die Außenumfangsfläche des Außenrings 31a aufgebracht. Dementsprechend können das Außenzahnrad 32 und die Innenzahnräder 41G und 42G auch dann gut in Eingriff gebracht werden, wenn zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G ein extrem geringes Spiel eingestellt ist. Das Spiel zwischen dem Außenzahnrad 32 und den Innenzahnrädern 41G und 42G kann klein gehalten werden. Infolgedessen ist es möglich, eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps mit einem geringen Totgang zu realisieren.
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Ferner kann Reibverschleiß zwischen dem Außenzahnrad 32 und dem Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 durch die Beschichtung C auf der Außenumfangsfläche des Außenrings 31a unterdrückt werden. Durch Unterdrücken des Reibverschleißes ist es möglich, das von diesem Teil erzeugte Abriebpulver zu unterdrücken, das die Zahnoberfläche des Außenzahnrades 32 und die Zahnoberflächen der Innenzahnräder 41G und 42G nachteilig beeinflusst, und es ist möglich, eine Zunahme in dem Totgang der Zahnradvorrichtung 1 des Biegeeingriffstyps zu unterdrücken, die auf das Abriebpulver zurückzuführen ist. Zusätzlich können ähnliche Effekte wie bei Ausführungsform 1 erhalten werden.
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Ferner weist das Herstellungsverfahren der Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps der Ausführungsform 2 den Effekt auf, dass der Hauptbetrieb mit einem geringen Totgang nach dem Produktversand mittels des Beschichtungsentfernungsschritts nach dem Montageschritt ausgeführt werden kann.
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Zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, obwohl die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps in den oben beschriebenen Ausführungsformen eine sogenannte rohrförmige Konfiguration aufweist, und die Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine sogenannte Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps vom Bechertyp oder vom Zylinderhuttyp sein. Zusätzlich wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Beschichtung auf der Walzfläche H infolge eines Betriebs entfernt, nachdem der gesamte Außenring 31a des schwingungserzeugenden Körperlagers 31 einschließlich der Walzfläche H beschichtet wurde. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Walzfläche H keine Beschichtung verliehen werden, indem der Bereich der Walzfläche H maskiert wird, wenn der Außenring 31a beschichtet wird.
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Obwohl ein Rollenlager als das schwingungserzeugende Körperlager 31 beispielhaft dargestellt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Ebenfalls anwendbar sind verschiedene Lager mit einem Wälzkörper, wie beispielsweise einem Kugellager und einem Nadellager.
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Darüber hinaus können die in den Ausführungsformen beschriebenen Details innerhalb des Erfindungsgedankens in geeigneter Weise geändert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps
- 30
- Wellengeneratorwelle
- 30A
- Wellengenerator
- 31
- Schwingungserzeugendes Körperlager
- 31a
- Außenring
- 31b
- Wälzkörper (Walze)
- 32
- Außenzahnrad
- 41G, 42G
- Innenzahnrad
- C
- Beschichtung
- H
- Walzfläche
- O1
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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