DE10222694A1

DE10222694A1 - Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht

Info

Publication number: DE10222694A1
Application number: DE10222694A
Authority: DE
Inventors: Masaru Kobayashi; Yoshihiro Tanioka
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive SE; Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-02-20
Also published as: US20020184968A1; US6622593B2; JP2002340140A

Abstract

Eine Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht besitzt eine ähnliche Eingriffs-Steifigkeit, Zahnoberflächenhärte und Abriebbeständigkeit wie bei Verwendung eines Eisenmaterials. Eine becherförmige Wellengetriebevorrichtung (1) besitzt ein starres Innenzahnrad (2), das aus einer leichten Legierung, beispielsweise einer Aluminiumlegierung, gebildet ist, und eine Innenverzahnung (21) ist mit einer Höhe ausgebildet, die das 1,1 bis 1,3fache der Höhe beträgt, die für Innenzahnräder aus einem Eisenmaterial verwendet wird. Ein harter, stromlos aufgebrachter Plattierungsüberzug ist ferner auf der Verzahnungsoberfläche 21a der Innenverzahnung 21 ausgebildet. Dadurch lässt sich eine Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht erzielen, die ähnliche Eingriffs-Steifigkeit, Zahnoberflächenfestigkeit und Abriebbeständigkeit wie eine Wellengetriebevorrichtung besitzt, die ein aus einem Eisenmaterial gebildetes starres Innenzahnrad aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine leichte Getriebevorrichtung mit wellenartiger Bewegung bzw. Wellengetriebevorrichtung, die mit einem starren innenverzahnten Zahnrad bzw. Innenzahnrad ausgestattet ist, das aus einer leichten Legierung hergestellt ist.

2. Einschlägiger Stand der Technik

Eine Wellengetriebevorrichtung ist normalerweise gebildet aus einem ringförmigen, starren innenverzahnten Zahnrad bzw. Innenzahnrad, einem flexiblen, außenverzahnten Zahnrad bzw. Außenzahnrad, das ebenfalls ringförmig ausgebildet ist und im Inneren des starren Innenzahnrads angeordnet ist, sowie aus einem Wellengenerator, der in das Innere des flexiblen Außenzahnrads gepasst ist. Der Wellengenerator ist gebildet aus einem starren Wellengetriebe-Einsatz mit ovalem Umriss sowie einem Wellengetriebe-Lager, das auf eine Außenumfangsfläche des Wellengetriebe-Einsatzes gepasst ist, so dass das Außenzahnrad in eine ovale Form gebogen wird und die an beiden Enden der Hauptachse des flexiblen Außenzahnrads positionierte Außenverzahnung mit der Innenverzahnung des starren Innenzahnrads kämmt. Wenn der Wellengenerator durch einen Motor oder dergleichen gedreht wird, bewegen sich die miteinander in Eingriff befindlichen Teile der beiden Zahnräder in Umfangsrichtung. Als Ergebnis hiervon drehen sich die beiden Zahnräder relativ zueinander auf Grund einer Differenz in der Anzahl von Zähnen an jedem Zahnrad. Diese Differenz in der Anzahl von Zähnen beträgt normalerweise zwei, und das starre Innenzahnrad ist normalerweise an einem Vorrichtungsgehäuse oder dergleichen festgelegt, so dass ein Ausgangsdrehmoment mit beträchtlich reduzierter Drehzahl auf Grund der Differenz in der Anzahl von Zähnen von dem flexiblen Außenzahnrad abgenommen werden kann.

Zum Reduzieren des Gewichts einer Wellengetriebevorrichtung mit der vorstehend geschilderten Konstruktion haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Herstellung des starren Innenzahnrads sowie des Wellengenerators aus einer leichten Legierung, wie z. B. einer Aluminiumlegierung, vorgeschlagen. Ein Beispiel einer solchen Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht ist in der JP-A-10-318338 offenbart.

Im Vergleich zum Normalfall, in dem ein starres Innenzahnrad aus einem Eisenmaterial hergestellt ist, besteht bei einem aus Aluminiumlegierung oder einer anderen leichten Legierung hergestellten starren Innenzahnrad das Problem einer starken Verminderung der Eingriffs-Steifigkeit (d. h. es kommt zu einer Verminderung des Ratschenbewegungs-Drehmoments), wodurch Zahnradschlupf entsteht. Zum Erzielen eines ähnlichen Ausmaßes an Steifigkeit wie bei einem aus einem Eisenmaterial hergestellten starren innenverzahnten Zahnrad müssen der Außendurchmesser und die Breite des starren Innenzahnrads erhöht werden. Solche Änderungen in den Abmessungen des starren Innenzahnrads machen Änderungen der Abmessungen des Teils einer Vorrichtung, beispielsweise eines Roboters, an dem die Wellengetriebevorrichtung angebracht wird, erforderlich. Mit anderen Worten machen solche Änderungen eine Änderung der Benutzer-Vorrichtungsspezifikation für die Wellengetriebevorrichtung notwendig. Solche Änderungen der Abmessungen sind normalerweise sehr schwer zu erzielen.

Wenn das starre Innenzahnrad aus einer leichten Legierung gebildet ist, besteht ein weiteres Problem dahingehend, dass die Oberflächenhärte und die Abriebbeständigkeit der Zahnradzähne geringer sind als bei Verwendung eines Eisenmaterials. Ferner besteht das Risiko, dass Oberflächenteile, die als Lagerflächen zur Befestigung von Bolzen zum Anbringen des starren Innenzahnrads an anderen Elementen wirken, nicht dem Druck standhalten können, der auf die Lagerflächen wirkt, und aus diesem Grund Verformungen erleiden.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend geschilderten Probleme entwickelt, und ein Ziel derselben besteht in der Schaffung einer Wellengetriebevorrichtung, bei der das Gewicht des starren Innenzahnrads ohne Änderung der Abmessungen des starren Innenzahnrads reduziert werden kann.

Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Wellengetriebevorrichtung, bei der das Gewicht des starren Innenzahnrads reduziert werden kann, ohne dass Verminderungen in der Abriebbeständigkeit oder der Befestigungs-Festigkeit des starren Innenzahnrads verursacht werden.

Zum Erreichen der vorstehenden sowie weiterer Ziele wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht geschaffen, die ein ringförmiges, starres Innenzahnrad, ein ringförmiges, flexibles Außenzahnrad sowie einen Wellengenerator aufweist, der das Außenzahnrad in Radialrichtung biegt und das flexible Außenzahnrad in partiellem Eingriff mit dem Innenzahnrad bringt, während er gleichzeitig miteinander in Eingriff befindliche Teile des Innenzahnrads und des Außenzahnrads in Umfangsrichtung bewegt, wobei das Innenzahnrad aus einem Material aus einer Gruppe bestehend aus Aluminiumlegierung, Kupferlegierung, Titanlegierung und Magnesiumlegierung gebildet ist und wobei das Innenzahnrad mit einer Innenverzahnung mit hohem Profil ausgebildet ist.

Eine Höhe der Innenverzahnung, die an dem Innenzahnrad ausgebildet ist, sollte normalerweise derart gewählt sein, dass sie das 1,1- bis 1,3fache der Höhe einer herkömmlichen Innenverzahnung aufweist, die an einem Innenzahnrad aus Eisenmaterial ausgebildet ist.

Zum Verbessern der Abriebbeständigkeit des Innenzahnrads sowie zum Unterdrücken jeglicher Verschlechterungen bei der Befestigungs-Festigkeit ist es bevorzugt, einen Plattierungsüberzug aus einem Material mit einem höheren Elastizitätsmodul als einem Material, aus dem die Innenverzahnung gebildet ist, zumindest an Verzahnungsoberflächenteilen von einer Oberfläche der Innenverzahnung auszubilden.

Bei dem Plattierungsüberzug kann es sich um einen stromlos plattierten Ni-P- Überzug handeln.

Mit der Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Innenzahnrad aus einer Aluminiumlegierung mit einem Elastizitätsmodul, der zumindest 8500 kgf/mm² beträgt, oder einer Titanlegierung gebildet sein.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht geschaffen, die ein ringförmiges, starres Innenzahnrad, ein ringförmiges, flexibles Außenzahnrad sowie einen Wellengenerator aufweist, der das Außenzahnrad in Radialrichtung biegt und das flexible Außenzahnrad in partiellen Eingriff mit dem Innenzahnrad bringt, während er gleichzeitig die miteinander in Eingriff befindlichen Teile des Innenzahnrads und des Außenzahnrads in Umfangsrichtung bewegt, wobei das Innenzahnrad aus einer Aluminiumlegierung mit einer Härte von mindestens Hv130 oder einer Titanlegierung gebildet ist und wobei ein stromlos plattierter Überzug zumindest an Verzahnungsoberflächenteilen von einer Oberfläche des Innenzahnrads gebildet ist.

Hierbei ist es bevorzugt, dass das Innenzahnrad eine Härte von mindestens Hv150 sowie eine Zugfestigkeit von 40 kgf/mm² aufweist.

Es ist bevorzugt, dass eine geringe Differenz in der Härte zwischen der Oberfläche des Hauptmaterials des Innenzahnrads und dem Plattierungsüberzug besteht. Somit ist es bevorzugt, dass die Teile der Oberfläche des Innenzahnrads, auf denen der stromlos plattierte Überzug gebildet wird, einem Oberflächenhärtungsvorgang unterzogen wird, der durch Kugelstrahlen bzw. Strahlverfestigung erzielt wird.

Der stromlos plattierte Überzug kann aus Ni-P, Ni-P-B oder Cr gebildet sein.

Die Dicke des stromlos plattierten Überzugs kann in einem Bereich von 5 bis 40 µm gewählt werden.

Die Härte des stromlos plattierten Überzugs muss der Härte des flexiblen Außenzahnrads entsprechen, mit dem das starre Innenzahnrad kämmt. Normalerweise kann die Härte des stromlos plattierten Überzugs in einem Bereich von Hv300 bis Hv1200 gewählt werden.

Zum Unterdrücken von Einbußen in der Befestigungs-Festigkeit, mit der das starre Innenzahnrad an anderen Elementen befestigt wird, ist es bevorzugt, den stromlos plattierten Überzug an ringförmigen Endflächen an beiden Seiten des Innenzahnrads auszubilden, um dadurch die Härte der Oberflächenteile zu erhöhen, die die Lagerflächen für Befestigungsschrauben bilden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht unter Darstellung einer becherförmigen Wellengetriebevorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann.
Fig. 2 zeigt eine Frontalansicht der Wellengetriebevorrichtung der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung unter Darstellung eines starren Innenzahnrads gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen zwei Wellengetriebevorrichtungen mit geringem Gewicht beschrieben, bei denen die vorliegende Erfindung Anwendung findet.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Schnittansicht bzw. eine Frontalansicht unter Darstellung einer becherförmigen Wellengetriebevorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung Anwendung finden kann. Wie in diesen Zeichnungen gezeigt ist, ist die becherförmige Wellengetriebevorrichtung 1 der Ausführungsbeispiele gebildet aus einem starren innenverzahnten Zahnrad bzw. Innenzahnrad 2, das ringförmig ist, einem becherförmigen flexiblen außenverzahnten Zahnrad bzw. Außenzahnrad 3, das im Inneren des starren Innenzahnrads 2 angeordnet ist, sowie aus einem Wellengenerator 4, der einen ovalen Umriss aufweist und in das Innere des Außenzahnrads 3 gepasst ist.
Das becherförmige Außenzahnrad 3 besitzt einen zylindrischen Rumpf- bzw. Körperteil 31, eine ringförmige Membran 32, die sich in Radialrichtung von dem Rand einer Öffnung an einem Ende des Körperteils 31 nach innen erstreckt, eine ringförmige Erhebung 33, die in integraler Weise mit dem inneren Umfangsrand der Membran 32 ausgebildet ist, sowie eine Außenverzahnung 34, die auf einem Außenumfangsteil der Öffnung an dem anderen Ende des Körperteils 31 ausgebildet ist. Die Außenverzahnung 34 ist dazu ausgebildet, mit der Innenverzahnung 21 des starren Innenzahnrads in Eingriff zu treten.
Der Wellengenerator 4 ist gebildet aus einem starren Wellengetriebe-Einsatz 41, der einen ovalen Umriss aufweist, sowie einem Wellengetriebe-Lager 42, das auf den Außenumfang des Wellengetriebe-Einsatzes 41 gepasst ist. Das Wellengetriebe-Lager 42 besitzt einen Innenring 43, der auf die Außenumfangsfläche des Wellengetriebe-Einsatzes 41 gepasst ist, einen Außenring 44, der in die Innenumfangsfläche 35 des Körperteils des Außenzahnrads 3 gepasst ist, sowie Kugeln 45, die derart eingesetzt sind, dass sie zwischen dem Innenring 43 und dem Außenring 44 frei umlaufen können.
Der Wellengenerator 4 biegt den Bereich des flexiblen Außenzahnrads 3, in dem die Außenverzahnung ausgebildet ist, in eine ovale Gestalt, so dass die Außenverzahnung 34 an Positionen an beiden Enden der Hauptachse der ovalen Gestalt mit der Innenverzahnung 21 des Innenzahnrads 2 in Eingriff tritt. Wenn der Wellengenerator 4 durch einen Motor oder dergleichen rotationsmäßig angetrieben wird, bewegen sich die in Eingriff befindlichen Teile der Zahnräder 2 und 3 in Umfangsrichtung. Auf Grund einer Differenz in der Anzahl von Zähnen zwischen diesen Zahnrädern 2 und 3 drehen sich diese Zahnräder 2 und 3 relativ zueinander. Diese Differenz in der Anzahl von Zähnen beträgt normalerweise zwei, und das starre Innenzahnrad 2 ist normalerweise an einem Vorrichtungsgehäuse oder dergleichen angebracht, so dass ein Ausgangsdrehmoment mit einer Drehzahl, die entsprechend der Anzahl von Zähnen beträchtlich reduziert ist, von dem Außenzahnrad 3 abgenommen werden kann.

Erstes Ausführungsbeispiel

Eine becherförmige Wellengetriebevorrichtung 1 mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion wurde gebildet, indem das starre Innenzahnrad 2 aus einer Aluminiumlegierung mit einem Elastizitätsmodul von mindestens 8500 kgf/mm² oder einer Titanlegierung hergestellt wurde. Die Innenverzahnung 21 an dem starren Innenzahnrad 2 wurde als Verzahnung mit hohem Profil ausgebildet. Das heißt, die Innenverzahnung wurde mit einer Höhe hergestellt, die das 1,1- bis 1,3fache der Höhe einer herkömmlichen Verzahnung beträgt, die aus einem Eisenmaterial gebildet ist und die in Fig. 3 durch die imaginäre Linie 21A dargestellte Formgebung aufweist. Ein stromlos aufgebrachter Ni-P-Überzug wurde ferner in dem in Fig. 3 durch die dicke Linie dargestellten Bereich gebildet. Das heißt es wurde ein stromlos aufgebrachter Ni-P-Überzug mit einem höheren Elastizitätsmodul als dem für das Innenzahnrad 2 verwendeten Material auf dem Verzahnungsoberflächenteil 21a der Innenverzahnung 21 sowie an der linken und rechten ringförmigen Endfläche 22 und 23 gebildet.
Mit der Wellengetriebevorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion wurde ein ähnliches Ausmaß an Steifigkeit erzielt wie in dem Fall der Herstellung des starren Innenzahnrads aus einem Eisenmaterial, ohne dass der Außendurchmesser und die Breite des starren Innenzahnrads 2 größer als in dem Fall ausgebildet wurden, in dem das starre Innenzahnrad aus einem Eisenmaterial gebildet wird. Mit anderen Worten wurde ein ähnliches Ausmaß an Ratschenbewegungs-Drehmoment erzielt, und es hat sich bestätigt, dass keine solchen Probleme wie Zahnradschlupf auftreten.
Es hat sich auch bestätigt, dass auf Grund der Tatsache, dass die Zahnoberflächen der Innenverzahnung einer stromlosen Plattierung unterzogen wurden, die Abriebbeständigkeit in einem ähnlichen Ausmaß vorlag wie in dem Fall der Herstellung des Innenzahnrads aus einem Eisenmaterial.
Dadurch, dass die linke und die rechte ringförmige Endfläche des starren Innenzahnrads 2 ebenfalls einem stromlosen Plattiervorgang unterzogen wurden, hat es sich ferner bestätigt, dass die bei Befestigung des vorliegenden starren Innenzahnrads an anderen Elementen erzielte Befestigungs-Festigkeit auf einem ähnlichen Niveau vorliegt wie in dem Fall, in dem das starre Innenzahnrad aus einem Eisenmaterial gebildet ist. Genauer gesagt werden Schraubenöffnungen 24 zum Befestigen von Schrauben ausgebildet, die das starre Innenzahnrad an anderen Elementen festlegen, so dass die ringförmigen Endflächen 22 und 23 als Lagerflächen für die Befestigungsschrauben wirken, die in den Schraubenöffnungen 24 angebracht werden. Wären diese ringförmigen Endflächen 22 und 23 nicht hart, würde der Lagerflächendruck, der bei Positionierung von Befestigungsschrauben wirksam wird, zu einer Verformung dieser Endflächen führen, wodurch die Befestigungs-Festigkeit geschwächt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Plattierung dieser Teile jedoch sicher, dass solche Probleme nicht auftreten.
Es ist darauf hinzuweisen, dass der Plattierungsüberzug an jeder Oberfläche des starren Innenzahnrads 2 ausgebildet werden kann, da dies den Herstellungsvorgang vereinfacht.

Zweites Ausführungsbeispiel

Die Wellengetriebevorrichtung 1 mit der in Fig. 1 und 2 dargestellten Konstruktion wurde gebildet, indem das starre Innenzahnrad 2 aus einer Aluminiumlegierung mit einer Härte von mindestens Hv130 oder aus einer Titanlegierung hergestellt wurde. Von den Oberflächen des starren Innenzahnrads wurden wenigstens die Zahnoberflächen der Innenverzahnung einem stromlosen Plattierungsvorgang unterzogen. Es hat sich bestätigt, dass hierdurch eine leichte Wellengetriebevorrichtung mit ähnlichen Ausmaßen von Steifigkeit und Abriebbeständigkeit wie bei einer Wellengetriebevorrichtung mit einem aus einem Eisenmaterial gebildeten Innenzahnrad geschaffen wird.
Es ist bevorzugt, dass das starre Innenzahnrad aus einem Material mit einer Härte von mindestens Hv150 und einer Zugfestigkeit von 40 kgf/mm² gebildet wird.
Ferner ist es bevorzugt, die Differenz in der Härte an der Grenzfläche zwischen dem Hauptmaterial des starren Innenzahnrads und dem stromlos plattierten Überzug auf einem Minimum zu halten. Zur Minimierung dieses Unterschieds in der Härte ist es gemäß einem Beispiel bevorzugt, eine Strahlverfestigung an denjenigen Teilen der Oberfläche des Innenzahnrads, an denen der stromlos plattierte Überzug ausgebildet ist, unter Verwendung eines Strahlmaterials mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 mm oder weniger durchzuführen, um dadurch die Oberfläche an diesen Teilen zu härten.
Die Oberflächen des Hauptmaterials des starren Innenzahnrads sollten vorzugsweise einem Glättungsprozess, wie z. B. einer Reaktion mit zweifachem Austausch, unterzogen werden, so dass ein stromlos plattierter Überzug gebildet werden kann, der eine gleichmäßige Dicke aufweist und in vorteilhafter Weise an dem Hauptmaterial anhaftet.
Als Plattierungsmaterial für den stromlos plattierten Überzug können Nickel- Phosphor (Ni-P), Nickel-Phosphor-Bor (Ni-P-B) oder Chrom (Cr) verwendet werden.
Die Dicke für den stromlos plattierten Überzug kann in einem Bereich von 5 bis 40 µm gewählt werden.
Die Härte des stromlos plattierten Überzugs kann in einem Bereich von Hv300 bis Hv1200 gewählt werden. Genauer gesagt muss die Härte der Zahnoberflächen der Innenverzahnung auf einem ähnlichen Niveau liegen wie die Härte der Zahnoberflächen der Außenverzahnung an dem Außenzahnrad, mit der die Innenverzahnung in Eingriff tritt und die aus einem Eisenmaterial gebildet ist. Wenn die Außenverzahnung aus einem normalen Eisenmaterial gebildet ist, sollte die Härte der Innenverzahnung in einem Bereich von Hv300 bis Hv500 liegen, während dann, wenn die Außenverzahnung aus einem Eisenmaterial mit hoher Festigkeit gebildet ist, die Härte der Innenverzahnung in einem Bereich von Hv500 bis Hv1200 liegen sollte, so dass die Härte der Innenverzahnung auf der Grundlage der Härte der Außenverzahnung bestimmt werden kann.
Zusätzlich zu den Zahnoberflächen der Innenverzahnung kann der stromlos plattierte Überzug auch an der linken und der rechten ringförmigen Endfläche des starren Innenzahnrads ausgebildet werden, wie dies auch bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Dadurch lassen sich Verminderungen in der Befestigungs-Festigkeit bei Anbringung des starren Innenzahnrads an anderen Elementen unterdrücken.
Das starre Innenzahnrad der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung einer Aluminiumlegierung oder einer Titanlegierung gebildet, so dass eine große Gewichtsreduzierung im Vergleich zu einem Zahnrad aus einem Eisenmaterial erzielt werden kann, während Einbußen bei der Festigkeit der Zahnoberflächen, der Abriebbeständigkeit sowie der Befestigungs-Festigkeit vermieden werden können.
Wie vorstehend beschrieben wurde, besitzt eine Wellengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein starres Innenzahnrad, das aus einer leichten Metalllegierung gebildet ist, sowie Zähne mit einem höheren Profil als bei den Zähnen, die bei Verwendung eines Eisenmaterials gebildet werden. Als Ergebnis hiervon lässt sich eine Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht schaffen, die ein ähnliches Ausmaß an Eingriffs-Steifigkeit wie eine Wellengetriebevorrichtung besitzt, die ein aus einem Eisenmaterial hergestelltes starres Innenzahnrad aufweist.
Eine weitere Wellengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein starres Innenzahnrad auf, das unter Verwendung einer Aluminiumlegierung mit einer vorbestimmten Härte oder einer höheren Härte oder unter Verwendung einer Titanlegierung gebildet ist, wobei ein stromlos plattierter Überzug aus einem harten Material auf den Zahnoberflächen der Innenverzahnung ausgebildet wird. Als Ergebnis hiervon lässt sich eine leichte Wellengetriebevorrichtung mit ähnlichem Ausmaß an Zahnoberflächenhärte und Abriebbeständigkeit wie bei einer Wellengetriebevorrichtung erzielen, die ein aus einem Eisenmaterial hergestelltes starres Innenzahnrad aufweist.

Claims

1. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht, die Folgendes aufweist:
ein ringförmiges, starres Innenzahnrad;
ein ringförmiges, flexibles Außenzahnrad; und
einen Wellengenerator, der das Außenzahnrad in Radialrichtung biegt und das Außenzahnrad in partiellen Eingriff mit dem Innenzahnrad bringt, während er gleichzeitig die miteinander in Eingriff befindlichen Teile des Innenzahnrads und des Außenzahnrads in Umfangsrichtung bewegt,
wobei das Innenzahnrad gebildet ist aus einem Material aus einer Gruppe bestehend aus Aluminiumlegierung, Kupferlegierung, Titanlegierung und Magnesiumlegierung, und
wobei das Innenzahnrad mit einer Innenverzahnung mit einem hohen Profil ausgebildet ist.

2. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 1, wobei die an dem Innenzahnrad ausgebildete Innenverzahnung eine Höhe aufweist, die das 1,1- bis 1,3fache einer Höhe einer herkömmlichen Innenverzahnung beträgt, die an einem aus einem Eisenmaterial gebildeten Innenzahnrad ausgebildet ist.

3. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 1, wobei ein Plattierungsüberzug aus einem Material mit einem höheren Elastizitätsmodul als einem Material, aus dem das Innenzahnrad gebildet ist, zumindest an Verzahnungsoberflächenteilen von einer Oberfläche des Innenzahnrads ausgebildet ist.

4. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 3, wobei es sich bei dem Plattierungsüberzug um einen stromlos aufgebrachten Ni-P-Plattierungsüberzug handelt.

5. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 1, wobei das Innenzahnrad aus einer Aluminiumlegierung mit einem Elastizitätsmodul, der mindestens 8500 kgf/mm² beträgt, oder aus einer Titanlegierung gebildet ist.

6. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht, die Folgendes aufweist:
ein ringförmiges, starres Innenzahnrad;
ein ringförmiges, flexibles Außenzahnrad; und
einen Wellengenerator, der das Außenzahnrad in Radialrichtung biegt und das Außenzahnrad in partiellen Eingriff mit dem Innenzahnrad bringt, während er gleichzeitig die miteinander in Eingriff befindlichen Teile des Innenzahnrads und des Außenzahnrads in Umfangsrichtung bewegt,
wobei das Innenzahnrad aus einer Aluminiumlegierung mit einer Härte von mindestens Hv130 oder aus einer Titanlegierung gebildet ist, und wobei ein stromlos aufgebrachter Plattierungsüberzug zumindest an Verzahnungsoberflächenteilen von einer Oberfläche des Innenzahnrads ausgebildet ist.

7. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 6, wobei das Innenzahnrad eine Härte von mindestens Hv150 und eine Zugfestigkeit von 40 kgf/mm² aufweist.

8. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 7, wobei die Teile der Oberfläche des Innenzahnrads, auf denen der stromlos aufgebrachte Plattierungsüberzug gebildet wird, einem Oberflächenhärtungsvorgang unterzogen werden, der durch Strahlverfestigung erzielt wird.

9. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 6, wobei der stromlos aufgebrachte Plattierungsüberzug ein Überzug aus einer Gruppe bestehend aus Ni-P, Ni-P-B und Cr ist.

10. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 6, wobei eine Dicke des stromlos aufgebrachten Plattierungsüberzugs im Bereich von 5 bis 40 µm liegt.

11. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 6, wobei eine Härte des stromlos aufgebrachten Plattierungsüberzugs in einem Bereich von Hv300 bis Hv1200 liegt.

12. Wellengetriebevorrichtung mit geringem Gewicht nach Anspruch 6, wobei der stromlos aufgebrachte Plattierungsüberzug an ringförmigen Endflächen auf beiden Seiten des Innenzahnrads ausgebildet ist.