DE112013000542B4

DE112013000542B4 - Befestigungsreibungsplatte und Befestigungs- und Fixierungsstruktur für ein Verformungswellgetriebe und ein Ausgabeelement

Info

Publication number: DE112013000542B4
Application number: DE112013000542.5T
Authority: DE
Inventors: c/o Harmonic Drive Systems Inc. Kobayashi Masaru; c/o Harmonic Drive Systems Inc. Hoshina Tatsuro
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2023-01-26
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: US20160025145A1; TW201512564A; CN104285074A; KR20140142236A; CN104285074B; JPWO2014181373A1; TWI540272B; US9500234B2; DE112013000542T5; WO2014181373A1; JP5885849B2

Abstract

Befestigungs- und Fixierungsstruktur für eine Verformungswellgetriebe (1) und ein Ausgabeelement (11), dadurch gekennzeichnet, dass:ein Element (3) zur Ausgabe einer reduzierten Rotation des Verformungswellgetriebes (1) und das Ausgabeelement (11) in einem Zustand befestigt und fixiert sind, in denen eine Befestigungsreibungsplatte (10) zwischen ihnen eingeklemmt ist, wobei das Element (3) zur Ausgabe reduzierter Rotation ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad (3) ist und eine reduzierte Rotation von dem flexiblen, außen verzahntes Zahnrad (3) an das Ausgabeelement (11) übertragen wird;die Befestigungsreibungsplatte (10) einen Reibungsplatten-Hauptkörper (21) mit einer vorgegebenen Dicke und Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) vorgegebener Größe hat, die in vorgegebenen Abständen auf beiden Flächen (24, 25) des Reibungsplatten-Hauptkörpers (21) ausgebildet sind; wobeider Reibungsplatten-Hauptkörper (21) und die Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) durch photographisches Ätzen integral in beide Flächen (24, 25) eines Stahlplattenmaterials ausgebildet sind;die Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) sich verjüngende Vorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) sind, die in einem rechten Winkel von der Oberfläche (24, 25) des Reibungsplatten-Hauptkörpers (21) hervorstehen;die oberen Enden der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) flache Gipfelflächen (26c, 27c) parallel zur Fläche des Reibungsplatten-Hauptkörpers (21) sind, undeine Querschnittsform der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) in einem rechten Winkel zur Richtung des Hervorstehens kreisförmig, quadratisch oder dreieckig ist;eine Härte des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades (3) HRC 36 bis HRC 50;eine Härte der Befestigungsreibungsplatte (10) gleich oder größer als HRC 55 ist;ein Dicke des Reibungsplatten-Hauptkörpers (21) 0,1 bis 0,5 mm ist;Abstände der Anordnung der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) 0,2 bis 0,5 mm betragen;ein maximaler Durchmesser oder eine maximale Breite der Gipfelflächen (26a, 27c) der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) 0,01 bis 0,05 mm ist;eine Höhe der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) das 1,0 bis 1,2-fache des maximalen Durchmessers oder der maximalen Breite der Gipfelflächen (26a, 27c) der Vorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsreibungsplatte zur Verwendung zum fixierenden Befestigen eines Elements zur Drehmomentübertragung, und eine Befestigungs- und Fixierungsstruktur für ein Verformungswellgetriebe und ein Ausgabeelement, welche die Befestigungsreibungsplatte verwendet.
Stand der Technik
Ein bekanntes Beispiel einer Befestigungs- und Fixierungsstruktur für zwei Elemente zur Drehmomentübertragung ist eine Struktur, in der eine Reibungsplatte zwischen den Befestigungsflächen der beiden zu befestigenden Elemente eingeklemmt ist, und die beiden Elemente auf befestigende Weise durch einen Bolzen oder Ähnliches fixiert sind. JP 3 547 645 B2 offenbart eine Reibungsplatte, wie sie in solch einem Befestigungs- und Fixierungsverfahren verwendet wird. Bei dieser Reibungsplatte ist die Oberfläche eines elastischen metallischen Blechs mit Diamantkörnern beschichtet, die sich in die Befestigungsflächen des Befestigungselements eingraben können.
DE 10 222 696 A1 offenbart eine Befestigungs- und Fixierungsstruktur für eine Verformungswellgetriebe und ein Ausgabeelement, wobei ein Element zur Ausgabe einer reduzierten Rotation des Verformungswellgetriebes und das Ausgabeelement in einem Zustand befestigt und fixiert sind, wobei das Element zur Ausgabe reduzierter Rotation ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad ist und eine reduzierte Rotation von dem flexiblen, außen verzahntes Zahnrad an das Ausgabeelement übertragen wird.
JP-H07 83 211 A offenbart eine Reibungsplatte, die zur Anordnung zwischen zwei Elementen vorgesehen ist, wobei auf wenigstens einer der Oberflächen der Reibungsplatte Eingriffsvorsprüngen ausgebildet sind.
JP-S50 89 741 A offenbart eine Reibungsplatte mit Eingriffsvorsprüngen, die durch photographisches Ätzen ausgebildet sind.
Wenn z. B. eine Reibungsplatte zwischen den Befestigungsstirnflächen von zwei Wellenelementen eingeklemmt ist, und die Befestigungsstirnflächen in befestigender Weise durch einen Befestigungsbolzen fixiert sind, graben sich die Diamantkörner auf beiden Seiten der Reibungsplatte in die Befestigungsstirnflächen der beiden Elemente ein und es wird eine große Reibungskraft zwischen diesen Befestigungsstirnflächen erzeugt. Dadurch nimmt die Befestigungskraft der beiden Wellenelemente zu, und es kann ein großes Drehmoment übertragen werden.
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
In einer Befestigungs- und Fixierungsstruktur, die eine Reibungsplatte benutzt, kann Diamantstaub von der Beschichtung herabfallen. Wenn sich die Diamantkörner, die von der Reibungsplatte abgefallen sind, verteilen und an Stellen wie z.B. die Rotationsgleitbereiche der zu befestigenden Wellen vordringen, können diese Bereich Abnutzung und Beschädigung ausgesetzt sein.
Z. B. kann so eine Reibungsplatte, wie sie zuvor beschrieben worden ist, verwendet werden, um das Element zur Ausgabe einer reduzierten Rotation eines Verformungswellgetriebes in befestigender Weise an einer lastseitigen Ausgangswelle zu fixieren. Wenn ein Verformungswellgetriebe, das als vom Bechertyp oder vom Zylinderhuttyp bezeichnet wird, eingesetzt wird, wird typischerweise ein becherförmiges flexibles, außen verzahntes Zahnrad oder ein zylinderhutförmiges flexibles, außen verzahntes Zahnrad als das Element zur Ausgabe reduzierter Rotation eingesetzt. Eine Reibungsplatte wird z. B. zwischen der Stirnfläche einer scheibenförmigen Nabe, die den Bodenbereich des Bechers des flexibles, außen verzahntes Zahnrad definiert, und der Stirnfläche einer Ausgangswelle eingeklemmt, und die Ausgangswelle wird mit Befestigungsbolzen in befestigender Art und Weise an der Stirnfläche der Nabe fixiert.
In diesem Fall können Diamantkörner, die von der Reibungsplatte abgefallen sind, an Stellen, wie z.B. die Gleitbereiche zwischen dem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad und dem Wellgenerator und Eingriffsbereiche zwischen dem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad und dem steifen, innen verzahnten Zahnrad vordringen. Wenn harte Diamantkörner in diese Bereiche vordringen, können diese Bereiche Abnutzung und Beschädigung ausgesetzt sein.
Angesichts der zuvor genannten Punkte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsreibungsplatte bereitzustellen, die vermeidet, dass die zuvor genannten Probleme auftreten, und die das zu befestigende Element nicht beschädigt.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungs- und Fixierungsstruktur für ein Verformungswellgetriebe und ein Ausgabeelement bereitzustellen.
Mittel zum Lösen der zuvor genannten Probleme
Um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung einer Befestigungsreibungsplatte zwischen Befestigungsflächen der beiden Befestigungselemente, die in einer befestigenden Art und Weise aneinander fixiert werden sollen, eingeklemmt, wobei die Befestigungsreibungsplatte dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist:

einen Reibungsplatten-Hauptkörper mit einer vorgegebenen Dicke;
Eingriffsvorsprünge vorgegebener Größe, die in vorgegebenen Abständen auf beiden Oberflächen des Reibungsplatten-Hauptkörpers ausgebildet sind;
wobei der Reibungsplatten-Hauptkörper und die Eingriffsvorsprünge durch photographisches Ätzen beider Oberflächen eines Stahlplattenmaterials integral ausgebildet sind;
wobei eine Härte gleich oder größer als die Härte der Befestigungsoberfläche der Befestigungselemente ist.

Die Eingriffsvorsprünge sind vorzugsweise sich verjüngende Vorsprünge, die im rechten Winkel von der Oberfläche des Reibungsplatten-Hauptkörpers hervorstehen, die oberen Enden der Eingriffsvorsprünge sind flache Gipfelflächen parallel zur Oberfläche des Reibungsplatten-Hauptkörpers, und die Querschnitte der Eingriffsvorsprünge in einem rechten Winkel zur Richtung des Hervorstehens sind kreisförmig, quadratisch oder dreieckig. Die Eingriffsvorsprünge sind vorzugsweise in einer Matrix mit konstanten Abständen angeordnet.
Wenn die beiden Befestigungskomponenten aneinander befestigt und fixiert werden, so dass die Befestigungsreibungsplatte zwischen ihnen eingeklemmt ist, graben sich die Eingriffsvorsprünge, die auf beiden Oberflächen der Befestigungsreibungsplatte ausgebildet sind, in die Befestigungsflächen, um eine große Reibungskraft zwischen den Befestigungsflächen zu erzeugen. Die Eingriffsvorsprünge werden photographisch integral in die Flächen des Rohlings der Reibungsplatte, die aus einer Stahlplatte gemacht ist, geätzt. Es ist daher möglich, nachteilige Vorkommnisse, wie z. B., dass sich Eingriffsvorsprünge von dem Reibungsplatten-Hauptkörper lösen und in die Gleitbereiche oder andere Bereiche vordringen, zu vermeiden oder zu unterdrücken.
Als Nächstes ist eine Befestigungs- und Fixierungsstruktur für ein Verformungswellgetriebe und ein Ausgabeelement gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass

ein Element zur Ausgabe reduzierter Rotation des Verformungswellgetriebes und das Ausgabeelement, an das die reduzierte Rotation vom Element zur Ausgabe reduzierter Rotation übertragen wird, in einen Zustand angebracht und fixiert sind, in dem eine Befestigungsreibungsplatte zwischen ihnen eingeklemmt ist;
die Befestigungsreibungsplatte Eingriffsvorsprünge mit einer vorgegebenen Größe hat, die in vorgegebenen Abständen auf beiden Seitenflächen des Reibungsplatten-Hauptkörpers ausgebildet sind,
der Reibungsplatten-Hauptkörper und die Eingriffsvorsprünge integral durch photographisches Ätzen auf beiden Oberflächen eines Stahlplattenmaterials ausgebildet sind; und
eine Härte der Befestigungsreibungsplatte zumindest eine Härte der Befestigungsflächen des Elements zur Ausgabe reduzierter Rotation und des Ausgabeelements ist.

Hierbei sind die Eingriffsvorsprünge vorzugsweise sich verjüngende Vorsprünge, die in einem rechten Winkel von einer Oberfläche des Reibungsplatten-Hauptkörpers hervorstehen, und die oberen Enden der Eingriffsvorsprünge sind flache Gipfelflächen parallel zur Oberfläche des Reibungsplatten-Hauptkörpers, und die Querschnittsformen der Eingriffsvorsprünge orthogonal zur Richtung des Hervorstehens sind kreisförmig, quadratisch oder dreieckig.
Das Element zu Ausgabe reduzierter Rotation ist im Allgemeinen ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad, dessen Härte im Allgemeinen zwischen HRC 36 und HRC 50 liegt. In diesem Fall ist die Härte der Befestigungsreibungsplatte vorzugsweise größer oder gleich HRC 55.
In diesem Fall ist es weiterhin vorzuziehen, dass

die Plattedicken des Reibungsplatten-Hauptkörpers 0,1 bis 0,5 mm ist;
die Abstände der Eingriffsvorsprünge zwischen 0,2 und 0,5 mm liegen;
der maximale Durchmesser oder die maximale Breite der Gipfeloberflächen der Eingriffsvorsprünge 0,01 bis 0,05 mm ist; und
die Höhe der Eingriffsvorsprünge das 1,0 bis 1,2-fache des maximalen Durchmessers oder der maximalen Breite der Gipfelflächen der Vorsprünge ist.

Unter Berücksichtigung des erforderlichen von einem flexiblen, außen verzahnten Standardzahnrad an ein Ausgabeelement zu übertragenden Drehmoments, einer Befestigungskraft zwischen ihnen und der Härte jedes der Befestigungselemente werden die Größe, die Form und die Abstände der Eingriffsvorsprünge geeignet gewählt, so dass es möglich wird, dass die Eingriffsvorsprünge dazu gebracht werden, sich über eine vorgegebene Eingrabtiefe in die Befestigungsflächen des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades und des Ausgabeelements einzugraben. Dadurch kann ein Reibungskoeffizient des Befestigungsbereichs zwischen dem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad und dem Ausgabeelement groß gemacht werden. Es ist daher möglich, eine Befestigungsstruktur zu realisieren, die in der Lage ist, ein großes Drehmoment zu übertragen.
Darüber hinaus ist es, wenn die Größe, Form und die Abstände der Eingriffsvorsprünge wie zuvor beschrieben gewählt sind, vorteilhaft, dass die Eingriffsvorsprünge in einer Dichte von 40 bis 250 pro 10 mm² angeordnet sind.
Figurenliste

1: perspektivische Ansicht eines becherförmigen Verformungsreduktionswellgetriebes, in dem die vorliegende Erfindung benutzt wird.
2: Längsschnittansicht eines Verformungsreduktionswellgetriebes.
3: Längsschnittansicht, welche die Befestigungs- und Fixierungsstruktur für die Nabe des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades des Verformungsreduktionswellgetriebes und einer lastseitigen Ausgangswelle zeigt.
4: Längsschnittansicht, welche die strukturellen Komponenten der Befestigungs- und Fixierungsstruktur aus 1 in einem auseinandergenommenen Zustand zeigt.
5: Draufsicht, welche die Befestigungsreibungsplatte zeigt.
6: (a) ist eine vergrößerte Teildraufsicht, welche die Befestigungsreibungsplatte zeigt, (b) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, und (c) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht.
7: ein schematisches Diagramm, das die Schritte des Herstellens der Eingriffsvorsprünge durch photographisches Ätzen zeigt.
8: (a) ist eine vergrößerte Teildraufsicht, die ein anderes Beispiel für die Eingriffsvorsprünge der Befestigungsreibungsplatte zeigt, (b) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht und (c) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht.
9: (a) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die ein anderes Beispiel für die Eingriffsvorsprünge der Befestigungsreibungsplatte zeigt, (b) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, und (c) ist eine vergrößerte Teilschnittansicht.
10: (a) ist ein schematisches Diagramm, das einen konischen Vorsprung in einem Zustand des Eindrückens in die Oberfläche eines Stahlmaterials zeigt, und (b) ist ein schematisches Diagramm, das einen Eingriffsvorsprung in einem Zustand des Eingrabens in die Nabe zeigt.

Art, die Erfindung auszuführen
Das Folgende ist eine unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gemachte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer Befestigungs- und Fixierungsstruktur für ein Verformungsreduktionswellgetriebe und eine lastseitige Ausgangswelle.
Verformungsreduktionswellgetriebe
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verformungsreduktionswellgetriebe vom Bechertyp zeigt, und 2 ist eine Längsschnittansicht davon. Das Verformungsreduktionswellgetriebe 1 hat ein ringförmiges steifes, innen verzahntes Zahnrad 2, ein becherförmiges flexibles, außen verzahntes Zahnrad 3, das innerhalb des steifes, innen verzahntes Zahnrad 2 angeordnet ist, und einen elliptisch konturierten Wellgenerator 4, der in das flexible, außen verzahnte Zahnrad 3 eingepasst ist.
Das becherförmige flexible, außen verzahnte Zahnrad 3 hat einen zylindrischen Trommelbereich 5, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu verbiegen, eine ringförmige Membran 6, die sich von einem Rand am hinteren Ende des Trommelbereichs 5 nach innen erstreckt, eine ringförmige Nabe 7, die als Fortsetzung des inneren Umfangrandes der Membran 6 ausgebildet ist, und eine Außenverzahnung, die auf dem äußeren Umfangsflächenbereich am offenen Ende des zylindrischen Trommelbereichs 5 ausgebildet ist. Ein zylinderhutförmiges flexibles, außen verzahntes Zahnrad hat einen zylindrischen Trommelbereich, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu verbiegen, eine ringförmige Membran, die sich vom Rand am hinteren Ende des Trommelbereichs nach außen erstreckt, eine ringförmige Nabe, die als eine Fortsetzung des äußeren Umfangrandes der Membran ausgebildet ist, und eine Außenverzahnung, die auf dem äußeren Umfangsflächenbereich am offenen Ende des zylindrischen Trommelbereichs ausgebildet ist. Der Wellgenerator 4 ist auf der Innenseite des Bereichs des zylindrischen Trommelbereichs 5 eingepasst, auf dem die Außenverzahnung 8 im flexiblen, außen verzahnten Zahnrad 3 ausgebildet ist. Der zylindrische Trommelbereich 5 wird durch den Wellgenerator 4 in eine elliptische Konfiguration gebogen, und die Bereiche der Außenverzahnung 8, die an beiden Enden der Hauptachse der elliptischen Konfiguration angeordnet sind, werden in Eingriff mit der Innenverzahnung 9 des steifen, innen verzahnten Zahnrades 2 gebracht.
Der Wellgenerator 4 ist fest mit einer (nicht gezeigten) Rotationseingangswelle, wie z. B. einer Motorwelle, verbunden, und wird durch diese Rotationseingangswelle rotierend angetrieben. Wenn der Wellgenerator 4 rotiert, bewegen sich die Eingriffspositionen der Zahnräder 2, 3 in Umfangsrichtung. Als Ergebnis tritt in Übereinstimmung mit der Differenz in der Anzahl der Zähne zwischen den beiden Zahnrädern 2, 3 eine relative Rotation zwischen den Zahnrädern 2, 3 auf. Im vorliegenden Beispiel ist das steife, innen verzahnte Zahnrad 2 an einem (nicht gezeigten) feststehenden Element befestigt, und das flexible, außen verzahnte Zahnrad 3 bildet ein Element für die Ausgabe einer reduzierte Rotation, von dem die reduzierte Rotation ausgegeben wird.
3 ist eine Längsschnittansicht, die den Befestigungsbereich des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 3 und die lastseitige Ausganswelle zeigt, und 4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Explosionsansicht der gleichen strukturellen Komponenten zeigt. Ein lastseitiges Ausgabeelement 11 ist derart in einer befestigten Art und Weise an der ringförmigen Nabe 7 des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 3 angebracht, dass eine scheibenförmige Befestigungsreibungsplatte 10 zwischen ihnen eingeklemmt ist. Für dieses Befestigen und Fixieren werden mehrere Befestigungsbolzen 13 verwendet.
Am hinteren Ende des Ausgangselements 11 ist ein elementseitiger Flansch 14 mit einem großen Durchmesser ausgebildet, und eine kreisförmige hintere Stirnfläche des elementseitigen Flansches 14 ist eine elementseitige Befestigungsfläche 15 orthogonal zu dessen Zentralachse. Die elementseitige Befestigungsfläche 15 ist derart koaxial mit einer nabenseitigen Befestigungsfläche 16, welche die äußere Stirnfläche der Nabe 7 ist, überlagert, dass die Befestigungsreibungsplatte 10 zwischen ihnen eingeklemmt ist. Ein Befestigungsflansch 12 ist koaxial der inneren Stirnfläche der Nabe 7 überlagert. Bolzenöffnungen sind in festen Intervallen in der Umfangsrichtung im elementseitigen Flansch 14 ausgebildet, und auf ähnliche Weise sind in festen Intervallen in der Umfangsrichtung in der Nabe 7 und dem Befestigungsflansch 12 Bolzeneinfügeöffnungen ausgebildet. Die vier Elemente sind koaxial überlagert, so dass diese Bolzenöffnungen und die Bolzeneinfügeöffnungen übereinander liegen, und die vier Elemente sind durch Befestigungsbolzen 13, die von Seiten des Befestigungsflansches 12 eingefügt sind, mit einer vorgegebenen Bolzenspannung in befestigender Weise fixiert.
5 ist eine Draufsicht, welche die Befestigungsreibungsplatte 10 zeigt, und die 6(a) bis (c) sind jeweils vergrößerte Teilschnittansichten, die eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche der nabenseitigen Befestigungsfläche 16, eine vergrößerte Teilquerschnittansicht entlang der Linie b-b und einer vergrößerte Teilquerschnittansicht entlang der Linie c-c zeigen.
Die Befestigungsreibungsplatte 10 ist so aufgebaut, dass sie einen Reibungsplatten-Hauptkörper 21 mit einer konstanten Plattendicke und einer Form, die mit der nabenseitigen Befestigungsfläche 16 (siehe 4) korrespondiert, eine kreisförmige zentrale Durchgangsöffnung 22 und mehrere Bolzeneinfügeöffnungen 23 hat, die in konstanten Abständen entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei die Öffnung 22 und die Einfügeöffnungen 23 im Reibungsplatten-Hauptkörper ausgebildet sind.
Eine der Flächen des Reibungsplatten-Hauptkörpers 21 ist eine nabenseitige Fläche 24, die auf der nabenseitigen Befestigungsfläche 16 angeordnet ist, und ihre andere Fläche ist eine wellenseitige Fläche 25, die auf der wellenseitigen Befestigungsfläche 15 angeordnet ist. Diese nabenseitigen und wellenseitigen Flächen 24, 25 sind durch photografisches Ätzen integral mit Eingriffsvorsprüngen 26, 27 einer vorgegebenen Form ausgebildet, die feste Abstände haben.
Der Reibungsplatten-Hauptkörper 21 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine Plattendicke von 0,1 bis 0,5 mm. Die Eingriffsvorsprünge 26, 27 sind in einer Matrix mit festen Abständen angeordnet, und die Abstände Pa(x), Pa(y), Pb(x), Pb(y) einander benachbarter Eingriffsvorsprünge fallen jeweils in einen Bereich von 0,2 bis 0,5 mm. Das Anordnungsmuster der Eingriffsvorsprünge 26, 27 kann ein anderes Anordnungsmuster als ein Matrixanordnungsmuster sein. Die Anordnungsmuster der Vorsprünge der nabenseitigen und wellenseitigen Flächen 24 und 25 können sich voneinander unterscheiden.
Die Eingriffsvorsprünge 26, 27 sind Vorsprünge mit einer Gesamtform, die an einen kreisförmigen Kegelstumpf erinnert, und ihrer Zentralachsen 26a, 27a sind rechtwinklig zum Hauptkörper 21 der Reibungsplatte. Die äußeren Umfangsflächen 26b, 27b der jeweiligen Eingriffsvorsprünge 26, 27 sind auf gekrümmten Flächen ausgebildet, die sich zum oberen Ende hin verjüngen. Die Gipfelflächen 26c, 27c der Eingriffsvorsprünge sind ebene kreisförmige Flächen orthogonal zu den Zentralachsen 26a, 27a.
Die maximalen Durchmesser La, Lb der Gipfelflächen 26c, 27c der Eingriffsvorsprünge 26, 27 sind 0,01 bis 0,05 mm. Die Höhen Ha, Hb der Eingriffsvorsprünge 26, 27, welches die Höhen von der nabenseitigen Fläche 24 des Reibungsplatten-Hauptkörpers 21 und von der wellenseitigen Fläche 25 sind, sind kleiner als oder gleich 0,06 mm und gleichzeitig das 1,0 bis 1,2-fache des maximalen Durchmessers L der Gipfelflächen 26c, 27c. Die Höhen Ha und Hb sind entweder gleich oder unterscheiden sich voneinander. Die Eingriffsvorsprünge 26, 27 sind auch in einer Dichte von 40 bis 250 pro 10 mm² ausgebildet.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Plattendicke T des Reibungsplatten-Hauptkörpers 21 0,1 mm, die Durchmesser La, Lb der Gipfelflächen 26c, 27c der Eingriffsvorsprünge 26, 27 sind 0,05 mm, die Höhen Ha, Hb sind 0,065 mm und die Abstände Pa(x), Pa(y), Pb(x), Pb(y) sind 0,2 mm.
Die Härte des Reibungsplatten-Hauptkörpers 21 und der Eingriffsvorsprünge 26, 27 ist HRC 55 oder größer. Als Rohling für die Befestigungsreibungsplatte kann ein Material mit einer Härte von HRC 55 oder mehr verwendet werden. Wenn aber die Härte des Rohlings kleiner als HRC 55 ist, kann entweder vor oder nach dem photographischen Ätzen der Eingriffsvorsprünge 26, 27 eine Oberflächenbehandlung, wie z. B. eine Wärmebehandlung, eine Karbonisierungsbehandlung oder eine Nitrisierungsbehandlung, durchgeführt werden, um die Härte auf beiden Oberflächen des Reibungsplatten-Hauptkörpers 21 und der Eingriffsvorsprünge 26, 27 auf HRC 55 oder mehr zu bringen. Die Härte des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 3 liegt üblicherweise zwischen HRC 36 und 50, und die Härte des Materials des Ausgabeelements 11 ist die gleiche. Da die Härte der Befestigungsreibungsplatte größer als die des flexiblen, au-ßen verzahnten Zahnrades und der Ausgangswelle gewählt wird, ist es möglich, die Eingriffsvorsprünge 26, 27 dazu zu bringen, sich durch die Befestigungskraft (Axialkraft) der Befestigungsbolzen 13 in die nabenseitige Befestigungsfläche 16 und die wellenseitige Befestigungsfläche 15 einzugraben.
Hierbei können die Eingriffsvorsprünge 26, 27 durch gemeinsames photographisches Ätzen ausgebildet werden. Z. B. wird, wie in der 7 gezeigt, ein Rohling 10a, der aus einer Stahlplatte hergestellt ist, vorbereitet (7(a)) und auf allen Oberflächen des Rohlings wird ein Photoresistfilm 31 ausgebildet ( 7(b)). Der Photoresistfilm 31 wird dann Licht ausgesetzt und entwickelt, um auf dem Photoresistfilm ein Maskierungsmuster 31 zu erzeugen (7(c)). Dann wird z. B. nasses Ätzen auf den frei liegenden Flächenbereichen des Rohlings 10a durchgeführt, um die Eingriffsvorsprünge 26, 27 auszubilden ( 7(d)). Das Maskierungsmuster des Photoresistfilms 31 wird dann abgelöst und Nachbehandlungen, wie z. B. Wasch- und Trockenschritte werden durchgeführt (7(e)). Daher werden in dem Fall, dass das Maskierungsmuster kreisförmig ist, Eingriffsvorsprünge 26, 27, welche die Form eines im Wesentlichen kreisförmigen Kegelstumpfes haben, integral auf beiden Oberflächen des Reibungsplatten-Hauptkörpers 21 ausgebildet. In dem Fall, dass das Maskierungsmuster rechteckig oder dreieckig ist, werden Eingriffsvorsprünge 26, 27 ausgebildet, welche die Form quadratischer Kegelstümpfe oder dreieckiger Kegelstümpfe haben. Üblicherweise werden die Eingriffsvorsprünge auf einer Oberfläche des Rohlings 10A und dann auf seiner anderen Oberfläche ausgebildet.
Die 8 und 9 zeigen andere Formen der Eingriffsvorsprünge 26, 27. Die in der 8 gezeigten Eingriffsvorsprünge 26A, 27A haben insgesamt im Wesentlichen die Form quadratischer Kegelstümpfe. Die Gipfelflächen der Eingriffsvorsprünge 26A, 27A sind z. B. reguläre Tetraeder, die Breite ist 0,05 mm, die Höhe ist 0,06 mm und der Abstand beträgt 0,2 mm. Die in der 9 gezeigten Eingriffsvorsprünge 26B, 27B haben insgesamt im Wesentlichen die Form eines dreieckiger Kegelstümpfe. Die Gipfelflächen der Eingriffsvorsprünge 26B, 27B sind gleichseitige Dreiecke und die Breite dieser gleichseitigen Dreiecke ist 0,06 mm. Die Höhe der Eingriffsvorsprünge 26B, 27B ist 0,06 mm und der Abstand ist 0,2 mm. In jeder Reihe der Eingriffsvorsprünge 26B, 27B, die in einer Matrix angeordnet sind, hat jedes zweiten Dreieck eine umgekehrte Orientierung.
In der Befestigungs- und Fixierungsstruktur zwischen dem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad und der lastseitigen Ausgangswelle 11 kann die Befestigungskraft, wenn sich die Eingriffsvorsprünge 26, 27 der Befestigungsreibungsplatte 10 in die nabenseitige Befestigungsfläche 16 und die wellenseitige Befestigungsfläche 15 eingraben (hineindrücken) durch die mit dem Abtragen von Stahl verbundene Abnutzung angenähert werden. Um unter Bezugnahme auf die 10(a) eine Beschreibung zu geben, ist ein Fall veranschaulicht, in dem sich konische Vorsprünge in die Befestigungsfläche drücken. In diesem Fall sind n konische Vorsprünge im Kontakt mit der Befestigungsfläche. Der hervorstehende (dreieckige) Flächenbereich At der konischen Vorsprünge in der durch den fetten Pfeil gezeichneten Vorschubrichtung wird durch die folgende Formel ausgedrückt: $At = n \cdot r \cdot d = n \cdot r \cdot r \cdot cot θ= n \cdot r^{2} (1 / tan θ)$

r: mittlerer Radius, der durch die konischen Vorsprünge geschaffenen Eindrücke
θ: halber Öffnungswinkel der konischen Vorsprünge
d: Tiefe

Der Flächenbereich der Eindrücke, die durch die konischen Vorsprünge erzeugt worden sind, kann - wie durch die folgende Formel gezeigt - angenähert werden.
Grundfläche der von den konischen Vorsprüngen verursachten Eindrücke $\approx reale Kontaktfl \ddot{a} che Ar = P / Pm = n \cdot π r^{2}$

P: Gesamtlast
Pm: mittlerer Flächendruck der realen Kontaktfläche

Daher kann, wenn F die Abtragungswiderstandskraft (Reibungskraft) ist, der Reibungskoeffizient µ durch die folgende Formel ausgedrückt werden: $Reibungskoeffizient μ = F / P = At \cdot Pm / Ar \cdot Pm = At / Ar = 1 / (π * tan θ)$
Wenn θ der konischen Vorsprünge 45° ist, ist µ = 0,3183.
10(b) zeigt einen Fall, in dem die Eingriffsvorsprünge 26, 27 in der Form kreisförmiger Kegelstümpfe gemäß dem vorliegenden Beispiel dazu gebracht werden, sich in die nabenseitige Befestigungsfläche 16 und die wellenseitige Befestigungsfläche 15 einzugraben. In diesem Fall können die Werte wie folgt angenähert werden:

Eingrabtiefe x ≈ d
Projizierter Eingrabflächenbereich AT ≈ At
Eindrückflächenbereich AR ≈ Ar
Ungefährer Reibungskoeffizient M = AT / AR

Wenn die Eingriffsvorsprünge 26, 27 dazu gebracht werden, sich in diese Befestigungsflächen einzugraben (hineinzudrücken), wird das durch die Befestigungs- und Fixierungsstruktur, welche die Befestigungsreibungsplatte 20 verwendet, übertragbare Drehmoment im Wesentlich von den beiden Reibungskoeffizienten der nabenseitigen Befestigungsfläche 16 und der wellenseitigen Befestigungsfläche 15 beeinflusst. Diese Reibungskoeffizienten können durch den projizierten Eingrabflächenbereich AT und den Eindrückflächenbereich AR, wie sie zuvor beschrieben worden sind, definiert werden. Insbesondere werden die Reibungskoeffizienten durch die jeweiligen Formen, Größen und Eingrabtiefen der Eingriffsvorsprünge 26, 27 und durch die Unterschiede in der Härte zwischen der Befestigungsreibungsplatte 20 und der nabenseitigen Befestigungsfläche 16 und zwischen der Befestigungsreibungsplatte 20 und der wellenseitigen Befestigungsfläche 15 bestimmt.
Daher können durch geeignetes Festlegen der Formen und Größe der Eingriffsvorsprünge 26, 27 und der Härte der Befestigungsreibungsplatte 20 Befestigungsflächen mit dem gewünschten Reibungskoeffizienten erhalten werden.
Im vorliegenden Beispiel werden die Eingriffsvorsprünge 26, 27 in der Form kreisförmiger Kegelstümpfe durch photographische Ätzen (chemisches Ätzen) ausgebildet. Große Reibungskoeffizienten können erhalten werden, indem den so geformten Eingriffsvorsprüngen 26, 27 die Größe D der Gipfelflächen, die Höhe H der Vorsprünge und die Härte wie zuvor beschrieben gegeben werden.
Die Anzahl der Vorsprünge n wird durch die Scherfestigkeit des Materials, die vom gesamten Eindrückflächenbereich (AR x n) abgeleitet wird, begrenzt. Im vorliegenden Beispiel ist die Anzahl der Vorsprünge n zwischen 40 und 250 pro 10 mm², wobei die Scherfestigkeit der Befestigungsreibungsplatte 20 berücksichtigt wird.
Darüber hinaus variiert die Eingrabtiefe x der Eingriffsvorsprünge, wenn die gleiche Bolzenspannung aufgebracht wird, in Abhängigkeit von der Form der Gipfelflächen der Vorsprünge. Wenn die Form der Gipfelflächen der Eingriffsvorsprünge kreisförmig, quadratisch oder dreieckig ist, graben sich unter der Annahme, dass alle anderen Bedingungen gleich sind, dreieckige Flächen am leichtesten ein und kreisförmige Flächen graben sich am schwierigsten ein. Befestigungsflächen mit geringer Härte haben eine größere Eingrabtiefe x als Befestigungsflächen mit größerer Härte. Darüber hinaus unterscheidet sich die Eingrabtiefe x der Eingriffsvorsprünge in Abhängigkeit vom Flächenbereich der Gipfelflächen der Eingriffsvorsprünge, und die Flächen mit einem kleineren Flächenbereich graben sich einfacher ein. Genauso graben sich Gipfelflächen der Eingriffsvorsprünge, die einen kleineren Gesamtflächenbereich haben, leichter ein als Gipfelflächen, die einen größeren Gesamtflächenbereich haben. Daher werden die Größe und die Form der Eingriffsvorsprünge 26, 27 (die Form der Gipfelflächen, der Flächenbereich und die Höhe der Vorsprünge), die Abstände und die Anzahl der Eingriffsvorsprünge 26, 27 pro Einheitsflächenbereich und die Härte aller Komponenten vorzugsweise so gewählt, dass sie für die Größe des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades, das zu befestigen ist, das notwendige zu übertragende Drehmoment und die aufgebrachte Spannung geeignet sind.

Claims

Befestigungs- und Fixierungsstruktur für eine Verformungswellgetriebe (1) und ein Ausgabeelement (11), dadurch gekennzeichnet, dass: ein Element (3) zur Ausgabe einer reduzierten Rotation des Verformungswellgetriebes (1) und das Ausgabeelement (11) in einem Zustand befestigt und fixiert sind, in denen eine Befestigungsreibungsplatte (10) zwischen ihnen eingeklemmt ist, wobei das Element (3) zur Ausgabe reduzierter Rotation ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad (3) ist und eine reduzierte Rotation von dem flexiblen, außen verzahntes Zahnrad (3) an das Ausgabeelement (11) übertragen wird; die Befestigungsreibungsplatte (10) einen Reibungsplatten-Hauptkörper (21) mit einer vorgegebenen Dicke und Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) vorgegebener Größe hat, die in vorgegebenen Abständen auf beiden Flächen (24, 25) des Reibungsplatten-Hauptkörpers (21) ausgebildet sind; wobei der Reibungsplatten-Hauptkörper (21) und die Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) durch photographisches Ätzen integral in beide Flächen (24, 25) eines Stahlplattenmaterials ausgebildet sind; die Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) sich verjüngende Vorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) sind, die in einem rechten Winkel von der Oberfläche (24, 25) des Reibungsplatten-Hauptkörpers (21) hervorstehen; die oberen Enden der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) flache Gipfelflächen (26c, 27c) parallel zur Fläche des Reibungsplatten-Hauptkörpers (21) sind, und eine Querschnittsform der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) in einem rechten Winkel zur Richtung des Hervorstehens kreisförmig, quadratisch oder dreieckig ist; eine Härte des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades (3) HRC 36 bis HRC 50; eine Härte der Befestigungsreibungsplatte (10) gleich oder größer als HRC 55 ist; ein Dicke des Reibungsplatten-Hauptkörpers (21) 0,1 bis 0,5 mm ist; Abstände der Anordnung der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) 0,2 bis 0,5 mm betragen; ein maximaler Durchmesser oder eine maximale Breite der Gipfelflächen (26a, 27c) der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) 0,01 bis 0,05 mm ist; eine Höhe der Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) das 1,0 bis 1,2-fache des maximalen Durchmessers oder der maximalen Breite der Gipfelflächen (26a, 27c) der Vorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) ist.
Befestigungs- und Fixierungsstruktur für ein Verformungswellgetriebe (1) und ein Ausgabeelement (11) nach Anspruch 1, wobei die Eingriffsvorsprünge (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) in einer Dichte von 40 bis 250 pro 10 mm² angeordnet sind.