-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine zylinderhutförmige
Getriebevorrichtung mit wellenartiger Bewegung bzw. Wellengetriebevorrichtung,
in die ein zylinderhutförmiges,
flexibles, außenverzahntes
Zahnrad integriert ist. Im Spezielleren bezieht sie sich auf eine
zylinderhutförmige
Wellengetriebevorrichtung, bei der die Formgebung eines flexiblen
außenverzahnten
Zahnrads derart verbessert ist, dass sich ein Wellengenerator einfach
in das flexible außenverzahnte
Zahnrad einbringen läßt.
-
Eine Wellengetriebevorrichtung, bei
der ein flexibles außenverzahntes
Zahnrad zylinderhutförmig
ausgebildet ist, wie dies in den 1 und 2 dargestellt ist, ist bereits
bekannt. In der vorliegenden Beschreibung wird eine Wellengetriebevorrichtung dieses
Typs als zylinderhutförmige
Wellengetriebevorrichtung bezeichnet.
-
Wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, beinhaltet eine zylinderhutförmige Wellengetriebevorrichtung 11 ein
kreisförmiges,
starres, innenverzahntes Zahnrad 12, ein zylinderhutförmiges,
flexibles, außenverzahntes
Zahnrad 13, das im Inneren des starren innenverzahnten
Zahnrads 12 angeordnet ist, sowie einen elliptischen Wellengenerator 14,
der in das flexible außenverzahnte
Zahnrad 13 eingepasst ist.
-
Das flexible außenverzahnte Zahnrad 13 besitzt
einen ringförmigen
Körper 22,
eine kreisförmige Membran 23,
die mit einem am Innenumfang vorhandenen Endbereich 23a mit
einer proximalen Öffnung des
Körpers 22 verbunden
ist, sowie eine dicke kreisförmige
Erhebung 25, die in integraler Weise an einem am Außenumfang
vorhandenen Endbereich 23b der Membran 23 ausgebildet
ist und damit mit diesem verbunden ist. Eine Außenverzahnung 24 ist in
integraler Weise auf einem Außenumfangsbereich der
distalen Öffnung
des Kör pers 22 in
Umfangsrichtung ausgebildet. Die kreisförmige Erhebung 25 wird dazu
verwendet, das flexible außenverzahnte
Zahnrad 13 an einem nicht gezeigten weiteren Element zu montieren,
und der Körper 22 sowie
die Membran 23 sind durch die Erhebung 25 in einem
freitragenden Zustand abgestützt.
-
Der Wellengenerator 14 beinhaltet
eine hohle Nabe 14a, eine elliptische, starre Steuerflächenplatte 14b,
die an einem Außenumfangsbereich
der hohlen Nabe 14a angebracht ist, sowie ein Kugellager 14c,
das am Außenumfang
der starren Steuerflächenplatte 14b angebracht
ist. Ein Bereich des Körpers 22,
in dem die Außenverzahnung 24 des
flexiblen, außenverzahnten
Zahnrads 13 ausgebildet ist, wird durch den Wellengenerator 14 in
eine elliptische Gestalt verformt, wodurch zwei Außenverzahnungsbereiche,
die sich an beiden Enden einer Hauptachse einer Ellipse befinden,
mit der Innenverzahnung 12a des starren innenverzahnten
Zahnrads 12 in Eingriff stehen. Wenn sich der Wellengenerator 14 in
diesem Zustand um eine Vorrichtungsachse 11a dreht, bewegen
sich diese Eingriffspositionen in Umfangsrichtung. Durch diese Bewegung
wird eine relative Rotation zwischen dem flexiblen außenverzahnten
Zahnrad 13 und dem starren innenverzahnten Zahnrad 12 nach
Maßgabe
einer Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen dem außenverzahnten
und dem innenverzahnten Zahnrad erzeugt. Wenn z. B.
das starre innenverzahnte Zahnrad 12 festgelegt ist und
der Wellengenerator 14 als Eingangselement für eine Rotation
mit hoher Drehzahl verwendet wird, dient das außenverzahnte Zahnrad 13 als
Ausgangselement für
eine Rotation mit reduzierter Drehzahl, so dass ein Ausgangsdrehmoment
mit reduzierter Drehzahl von dem außenverzahnten Zahnrad 13 abgenommen
wird.
-
Bei der zylinderhutförmigen Wellengetriebevorrichtung 11 mit
der vorstehend beschriebenen Konstruktion erfolgen die Arbeiten
zum Integrieren des Wellengenerators 14 in das flexible
außenverzahnte
Zahnrad 13 durch Einführen
des Wellengenerators 14 von einer Öffnung auf einer Seite, auf
der die Außenverzahnung 24 des
flexiblen außenverzahnten
Zahnrads 13 ausgebildet ist. Dabei ist es jedoch notwendig,
den einen elliptischen Umriss aufweisenden Wellengenerator 14 in
einen die Außenverzahnung
bildenden Bereich des flexiblen außenverzahnten Zahnrads 13,
das eine zylindrische Formgebung aufweist, einzuführen, so
dass sich die Montagearbeiten schwierig gestalten. Obwohl der Körper 22 flexibel
ist, handelt es sich bei dem die Außenverzahnung bildenden Bereich
desselben um den starrsten Bereich in dem Körper 22. Die Arbeiten
zum Einbauen des Wellengenerators 14 unter Biegung des
die Außenverzahnung
bildenden Bereichs in eine elliptische Gestalt sind somit mühsam und schwierig.
-
In Anbetracht hiervon besteht ein
Hauptziel der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer zylinderhutförmigen Wellengetriebevorrichtung,
bei der sich ein Wellengenerator in einfacher Weise an der Getriebevorrichtung
montieren läßt.
-
Zum Erreichen dieses Ziels sowie
weiterer Ziele schafft die vorliegende Erfindung eine zylinderhutförmige Wellengetriebevorrichtung
mit einem kreisförmigen,
starren innenverzahnten Zahnrad; mit einem flexiblen außenverzahnten
Zahnrad, das im Inneren des starren innenverzahnten Zahnrads angeordnet
ist; und mit einem Wellengenerator, der im Inneren des flexiblen
außenverzahnten
Zahnrads angeordnet ist, um das außenverzahnte Zahnrad radial zu
biegen und in partiellen Eingriff mit dem innenverzahnten Zahnrad
zu bringen und in Eingriff stehende Bereiche dieser Zahnräder in Umfangsrichtung
zu bewegen, wobei sich die Wellengetriebevorrichtung erfindungsgemäß dadurch
auszeichnet, dass das flexible außenverzahnte Zahnrad zylinderhutförmig ausgebildet
ist und einen ringförmigen
Körper,
eine an einem Außenumfangsbereich
einer ersten Öffnung
des Körpers
ausgebildete Außenverzahnung, eine
kreisförmige
Membran, die mit einem zweiten Öffnungsbereich
des Körpers
verbunden ist, sowie eine kreisförmige
Erhebung aufweist, die mit einem Außenumfangsende der Membran
verbunden ist, dass der Wellengenerator an einer Stelle in einen
Innenbereich des Körpers
gepasst ist, an der die Außenverzahnung
ausgebildet ist, und dass die Formgebung eines Verbindungsbereichs
der Membran und des Körpers
und/oder die Formgebung des Körpers
derart ausgeführt
ist, dass sich der Wellengenerator von der zweiten Öffnung des
Körpers
aus in einfacher Weise in den Körper
einführen
läßt.
-
Die Erfindung und Weiterbildungen
der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen
eines Ausführungsbeispiels noch
näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
Schnittansicht entlang einer Achse unter Darstellung einer herkömmlichen
zylinderhutförmigen
Wellengetriebevorrichtung;
-
2 eine
exemplarische Ansicht unter Darstellung eines Eingriffszustandes
der zylinderhutförmigen
Wellengetriebevorrichtung der 1;
-
3 eine
Schnittansicht entlang einer Achse unter Darstellung eines flexiblen
außenverzahnten
Zahnrads, bei dem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt;
und
-
4 eine
Schnittansicht entlang einer Achse unter Darstellung eines weiteren
flexiblen außenverzahnten
Zahnrads, bei dem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt.
-
3 zeigt
eine Querschnittsgestalt eines flexiblen außenverzahnten Zahnrads gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und zwar geschnitten entlang einer Ebene,
in der eine Achse des Zahnrads liegt. Das in 3 dargestellte, flexible außenverzahnte
Zahnrad 1 kann anstelle des in den 1 und 2 dargestellten
flexiblen außenverzahnten
Zahnrads 13 verwendet werden und besitzt einen ringförmigen Körper 2,
eine kreisförmige
Membran 3, die mit der Seite der proximalen Öffnung bzw. zweiten Öffnung des
Körpers 2 verbunden
ist, sowie eine dicke kreisförmige
bzw. kreisringförmige
Erhebung 5, die in integraler Weise mit einem am Außenumfang
befindlichen Endbereich der Membran 3 ausgebildet ist und
damit mit dieser verbunden ist. An einem Außenumfangsbereich einer distalen Öffnung bzw.
ersten Öffnung
des Körpers 2 ist
eine Außenverzahnung 4 in
integraler Weise in Umfangsrichtung ausgebildet.
-
Die Formgebung eines Verbindungsbereichs der
Membran 3 und des Körpers 2 ist
definiert durch einen gekrümmten
Bereich 6, dessen Durchmesser bei Be trachtung entlang der
Vorrichtungsachse 1a von der Membran 3 in Richtung
auf den Körper 2 allmählich abnimmt.
Ein Krümmungsradius
R des gekrümmten
Bereichs 6 ist weit größer als
der des entsprechenden Bereichs einer herkömmlichen Getriebevorrichtung,
wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist. Die imaginäre Linie
in 3 zeigt die Formgebung des
herkömmlichen
flexiblen außenverzahnten Zahnrads 13 an,
das in den 1 und 2 dargestellt ist.
-
Ein Wellengenerator 7 wird
in das flexible außenverzahnte
Zahnrad 1 mit dieser Formgebung integriert, indem er von
der Seite der Membran 3 des flexiblen außenverzahnten
Zahnrads 1 her eingeführt wird,
wie dies in 3 in unterbrochenen
Linien dargestellt ist. Da der Körper 2 in
Richtung auf die Membran 3 breiter wird, läßt sich
der Wellengenerator 7 in einfacher Weise einsetzen. Der
Wellengenerator 7 kann somit in einfacher Weise in denjenigen
Bereich des flexiblen außenverzahnten
Zahnrads 1 eingepasst werden, an dem die Außenverzahnung 4 ausgebildet
ist.
-
4 zeigt
eine Querschnittsgestalt eines flexiblen außenverzahnten Zahnrads gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und zwar geschnitten entlang einer Ebene,
in der eine Achse des Zahnrads liegt. Das in 4 gezeigte, flexible außenverzahnte
Zahnrad 1A kann ebenfalls anstelle des in den 1 und 2 gezeigten flexiblen außenverzahnten
Zahnrads 13 verwendet werden, und es besitzt einen ringförmigen Körper 2A, eine
kreisförmige
Membran 3A, die mit einer Seite einer proximalen Öffnung bzw.
zweiten Öffnung
des Körpers 2A verbunden
ist, sowie eine dicke kreisförmige
Erhebung 5A, die in integraler Weise mit einem am Außenumfang
befindlichen Endbereich der Membran 3A in integraler Weise
ausgebildet ist und damit mit dieser verbunden ist. An einem Außenumfangsbereich
auf der Seite der distalen Öffnung
bzw. ersten Öffnung
des Körpers 2A ist
eine Außenverzahnung 4A in
integraler Weise in Umfangsrichtung ausgebildet.
-
Ein Bereich auf der Seite der zweiten Öffnung des
Körpers 2A ist
mit der Membran 3A über
einen gekrümmten
Bereich 6A mit kleinem Krümmungsradius verbunden. Ferner
ist ein sich verjüngender
Bereich 10 zwischen einem Bereich 8, der gleichmäßig mit
dem gekrümmten
Bereich 6A verbunden ist, und einer Stelle 9 ausgebildet,
ab der außen
die Außenverzahnung 4A ausgebildet
ist. Der Durchmesser des sich verjüngenden Bereichs 10 nimmt
in Richtung auf die Außenverzahnung 4A allmählich ab.
-
Der Wellengenerator 7 wird
ebenfalls von der Seite der Membran 3A des flexiblen außenverzahnten
Zahnrads 1A her in das flexible außenverzahnte Zahnrad 1A mit
dieser Formgebung eingepasst. Da der Körper 2A den sich verjüngenden
Bereich 10 aufweist, der in Richtung auf die Membran 3A breiter
ist, läßt sich
der Wellengenerator 7 von der Membranseite her in einfacher
Weise einführen.
Der Wellengenerator 7 läßt sich
somit in einfacher Weise in denjenigen Bereich des flexiblen außenverzahnten
Zahnrads 1A einführen,
an dem die Außenverzahnung 4A ausgebildet
ist.
-
Wie vorstehend beschrieben worden
ist, ist bei der zylinderhutförmigen
Wellengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden
Endung die Formgebung des Verbindungsbereichs der Membran und des
Körpers
und/oder die Formgebung des Körpers in
dem flexiblen außenverzahnten
Zahnrad derart definiert, dass sich der Wellengenerator von der
membranseitigen Öffnung
des Körpers
her in einfacher Weise in den Körper
einpassen läßt.
-
Im Vergleich zu den herkömmlichen
Wellengenerator-Einpassarbeiten, bei denen der Wellengenerator von
der Seite des Öffnungsendes
her, an dem die Außenverzahnung
des außenverzahnten Zahnrads
ausgebildet ist, in das flexible außenverzahnte Zahnrad eingesetzt
wird, läßt sich
somit gemäß der vorliegenden
Erfindung der Wellengenerator sehr einfach in das flexible außenverzahnte
Zahnrad einpassen.