DE3331801A1

DE3331801A1 - Spannungswellengetriebe

Info

Publication number: DE3331801A1
Application number: DE19833331801
Authority: DE
Inventors: John Howard 01923 Danvers Mass. Carlson; Donald Longworth 01982 So. Hamilton Mass. Mansfield; Gifford Pennington 01970 Salem Mass. Scott
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1982-09-03
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1984-03-08
Also published as: GB8323779D0; NL8303039A; SE8304705D0; IT8322774A0; DK400483A; IL69585A0; DK400483D0; GB2129907A; SE8304705L; IT1167378B; BE897681A; AU1868283A; FR2532709A1; JPS5962749A

Description

USM Corporation
Farmington CT 06032

Zustelladresse: 181,Elliott Street

Beverly,MA 01915

Beschreibung

Spannungswellengetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf Bewegungsübertragungseinrichtungen und insbesondere auf Wellen- bzw. Spannungswellenerzeuger in harmonischen Antriebsmechanismen.

Die Erfindung betrifft eine Rotations-Kraftübertragung, deren Grundkonzepte in der US-PS 2 90ό 143 angegeben sind, gemäß denen harmonische Antriebs-Betätigungsglieder üblicherweise drei grundsätzliche Elemente umfassen: Ein radial verformbares Spannrad, einen koaxial dazu verlaufenden starren kreisförmigen Zahnkranz und eine Wellenerzeugungseinrichtung, welche eine Auslenkung des Spannrades und ein Kämmen der Keilverzahnungsglieder an in Abstand voneinander vorgesehenen Stellen bewirkt, um in dem verformbaren Spannrad die Erzeugung einer Aus-

lenkungswelle hervorzurufen. Dabei kann jedes dieser drei Elemente als Eingabeglied dienen, und eines der anderen beiden Glieder kann als Abgabeglied dienen.

Bezüglich dieser Elemente besteht die Notwendigkeit, sie mit sehr engen Toleranzen herzustellen, um ein optimales Zusammenpassen beim Kämmen der Keilverzahnung sicherzustellen, die einen sehr selektiven Zusammenbau erfordert. Im allgemeinen wird für einen bestimmten Aufbau ein spezielles Wellenerzeugungs-Steckteil hergestellt, um Toleranzänderungen innerhalb der Glieder zu kompensieren, die in der Keilverzahnungs-Anordnung enthalten sind.

In der US-PS 2 959 065 ist eine Einrichtung angegeben, mit deren Hilfe sukzessiv die Betriebsart eines Drehtisches dadurch geändert wird, daß ein Wellenerzeugungsring bedient wird, der eine Hälfte einer Wellenerzeugungs-Nockenkontur umfaßt, welche auf der Außenseite um einen äußeren Laufring eines Dr.ehlagers herum angeordnet ist, dessen innerer Laufring auf seiner Außenfläche elliptisch geformt ist und die andere Hälfte der Nockenkontur bildet. Der Drehtisch seinerseits enthält eine Grundplatte, die auf einem Boden stehen kann und die einen inneren starren kreisförmigen Zahnkranz aufweist. Um diesen integralen starren Zahnkranz ist ein flexibles Innen-Spannrad oder ein Spannungswellenträger angeordnet, und zwar mit integralen Innen-Spannradzähnen, die mit den Zähnen des äußeren Spannrades in Eingriff stehen und mit den betreffenden Zähnen kämmen. Um den Spannungswellenträger ist der innere Laufring eines Spannungswellenerzeuger-Lagers vorgesehen. Um den betreffenden inneren Laufring befinden sich Kugellagerelemente, die von einem flexiblen äußeren Laufring umgeben bzw. eingeschlossen sind. Eine Antriebswellenanordnung ermöglicht eine Drehung des äußersten Span-

nungswellenerzeuger-Steckteiles um 90 bezogen auf den inneren Laufring, um eine elliptische bzw. ellipsenförmige Einstellung von der Kreisform zur elliptischen Form zu bewirken, was den Eingriff/die Trennung der Verzahnung erleichtert und eine Drehung der kreisförmigen Tischoberseite in Bezug auf deren Grundplatte auf einer 1-zu-1-Basis oder durch das Reduktionsverhältnis des harmonischen Antriebs ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannungswellenerzeuger bzw. ein Spannungswellengetriebe für bzw. in verschiedenen Typen von harmonischen Antrieben zu schaffen, wobei die Ellipsenform bzw. die Ellipto.idenform des äußeren Laufrings des Spannungs-Wellenerzeugers voreinstellbar und permanent einstellbar sein soll, um eine exakte Regelung der Amplitude der dadurch erzeugten Auslenkung zu ermöglichen und um somit Abmessungsänderungen in sämtlichen Einzelkomponenten zu korrigieren, welche die Verζahnungsanordnung bilden.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß der Erfindung sind harmonische ÜbertragungsanOrdnungen geschaffen, bei denen eine Spannungswellenerzeugung sanordnung auf einer Welle für einen Bewegungs-Durchgang angeordnet sein kann. Die Spannungswellenerzeugung sanordnung umfaßt ein Wellenerzeugungs-Steckteil, welches um seinen Umfang herum eine vorgeschriebene elliptische Form aufweist.

Das ¥ellenerzeugungs-Steckteil vermag mit einer auslenkbaren Kugellageranordnung in Eingriff zu stehen, die einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring und eine Vielzahl von Kugeln sow .e ein zwischen den Laufringen

angeordnetes Kugel-Trennglied umfaßt. Der Umfang des Vellenerzeugungs-Steckteiles ist dabei etwas größer als die Bohrung des eingreifenden inneren Laufrings, wobei die Montage dadurch, bewirkt wird, daß die betreffenden Teile im Preßsitz zusammengefügt sind. Das ¥ellenerzeugungs-Steckteil weist bei einer Ausführungsform eine elliptOidale Konfiguration mit einer Hauptachse und einer Nebenachse auf. Wenn der innere Laufring der Kugellageranordnung auf das Wellenerzeuger-Steckteil aufgepreßt ist, nimmt der betreffende innere Laufring die vorgeschriebene ellipsenartige From des Wellenerzeuger-Steckteiles an, dessen Form somit durch die Kugeln auf den flexiblen äußeren Laufring übertragen ist.

XJm die Notwendigkeit der Herstellung von Wellenerzeuger-Steckteilen mit exakten Abme ssungen zu vermeiden, schlägt die vorliegende Erfindung vor, das Wellenerzeuger-Steckteil mit vorgewählten Abmessungen bei einer spezifizierten ellipsenartigen Form herzustellen und die ellipsenartige Form in dem äußeren Laufring der Kugellageranordnung dadurch einzustellen, daß ein innerer Laufring in die Kugellageranordnung auf dem Wellenerzeuger-Steckteil eingeführt wird, wobei der betreffende innere Laufring eine radiale Dicke aufweist, die sich in Umfangsrichtung als Sinuswelle über 180 ändert, was bedeutet, daß eine Oberfläche des inneren Lauf rings in einer ellipto.idalen Konfiguration hergestellt ist. Durch Steuerung bzw. Regulierung der Phasenbeziehung zwischen dem geformten Umfang des Spannungswellenerzeuger-Steckteiles und dem geformten inneren Laufring der Kugellageranordnung kann somit die Amplitude der im äußeren Laufring der Kugellageranordnung auferlegten Auslenkwelle sehr exakt gesteuert werden. Dadurch sind die Nachteile der derzeit vorhandenen Anordnungen überwunden, die innere Laufringe von gleichmäßiger Dicke aufweisen und die keine Einstellung ermöglichen.

Das Wellenerzeugungs-Steckteil und die Kugellageranordnung können in das offene Ende eines napfförmigen Teiles eingreifen, welches als radial verformbares Spannrad bezeichnet wird. Das geschlossene Ende des betreffenden Spannrades kann an einer Welle angebracht sein, die in einem Gehäuse gelagert sein mag. Der äußere Umfang des entfernten Endes des betreffenden Spannrades kann eine äußere Reihe von darauf angeordneten Zähnen aufweisen. Die auf dem betreffenden verformbaren Spannrad vorgesehenen Zähne können mit Innenzähnen auf einem weiteren innerhalb des Gehäuses untergebrachten kreisförmigen Spannrad in Eingriff bringbar sein.

Der innere Laufring kann eine innere Umfangsflache aufweisen, welche die elliptOidale Konfiguration festlegt, oder der innere Laufring kann eine äußere Umfangsflache aufweisen, welche eine elliptOidale Konfiguration festlegt. Die Kante des inneren Laufrings kann markiert sein, um die Lage ihrer Haupt- oder Nebenachse anzuzeigen. Das Steckteil, welches von ähnlicher elliptcidaler Form ist, kann ebenfalls nahe seines Umfangs markiert sein, um die Lage seiner Haupt- oder Nebenachse anzuzeigen.

Bei so auf das Steckteil aufgepreßter Lageranordnung wird die bogenförmige Auslenkung oder die Phasenbeziehung zwischen der Markierung auf dem iirnsren Laufring des Wellenerzeuger-Lagers und der Markierung auf dem Wellener«· zeuger-Steckteil die additive oder subtraktive Eigenschaft der durch jedes elliptoidales Glied erzeugten Sinuswellen bestimmen, d.h. mit anderen Worten deren Phas enb eζi ehung.

Demgemäß läßt sich die Amplitude der elliptoidalen Form der betreffenden Kombination dadurch leicht ändern, daß das Wellenerzeuger-Steckteil und das Wellenerzeuger-Lager demontiert werden und daß eines der betreffenden

Glieder um einen gewünschten Bogen-Wert gedreht und die Lageranordnung wieder auf das Steckteil aufgepreßt und wieder gesichert wird.

Befinden sich die Hauptachse des Steckteiles und der dickste Bereich des inneren Laufrings in Phase miteinander, so ist die Amplitude der Sinuswelle des jeweiligen Gliedes additiv, wodurch die maximale Ellipsenform in dem äußeren Ring hervorgerufen wird. Wenn die Hauptachse des Steckteiles und der dünnste Teil des inneren Laufrings miteinander in Phase sind, dann is t in entsprechender Weise die Amplitude der Sinuswelle des jeweiligen Gliedes subtraktiv, wodurch die minimale Ellipsenform in dem äußeren Ring hervorgerufen wird. In • 15 jeder Zwischenposxtxon der oben erwähnten Beziehungen zwischen dem inneren Laufring und dem Steckteil wird sich die resultierende Ellipsenform des äußeren Laufrings zwischen den beiden Extremwerten ändern, und zwar in Abhängigkeit von der Phasenverschiebung zwischen den beiden Komponenten.

Der innere Laufring der Lageranordnung kann an dem Außenumfang des Steckteiles festgemacht sein, um einen unerwünschten Schlupf «wischen den betreffenden Elementen zu vermeiden. Dabei verhindert ein an das Steckteil abgegebener Klebstoff oder eine andere Befestigungseinrichtung lediglich den Schlupf, schließt indessen aber eine Demontage zu einem späteren Zeitpunkt nicht aus.

Das Wellenerzeugungs-Steckteil kann drei Vorsprünge bzw. Ausladungen aufweisen, und der innere Laufring der Lageranordnung weist in entsprechender Weise drei radial verdickte Vorsprünge auf, die in Umfangsrichtung um den betreffenden Laufring herum angeordnet sind. Bei dieser Anordnung handelt es sich um eine alternative Ausführungsform. Die radiale Dicke des inneren Laufrings bei der

drei Ausladungen aufweisenden Ausführungsform würde sich über eine Periode bzw. einen Zyklus von 120 vollständig sinusförmig ändern und nicht über 180 während einer Periode wie bei der elliptoidalen Ausführungsform. Eine winkelmäßige Verschiebung der Ausladungen an dem inneren Laufring der Lageranordnung von einer der drei an dem Steckteil vorgesehenen Ausladungen würde somit die Phasenbeziehung der Spannungewellenerzeuger ändern, wodurch sich deren kumulative Wellenamplitude ändern würde.

Eine weitere Ausführungsform umfaßt einen ringförmigen Wellengenerator, der eine elliptOidale Form um seine innere Umfangsflache herum aufweist. Das diesem Generator zugehörige Lager weist einen äußeren Laufring mit einer sich ändernden Dicke auf, wobei die Außenseite des betreffenden äußeren Laufrings eine ellip-. tOidale Konfiguration aufweist. Jedes der miteinander in Eingriff befindlichen Glieder ist dabei wie bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen markiert. Eine winkelmäßige Verschiebung der Hauptachse oder Markierung voneinander weg würde somit die kumulativen Wellen subtraktiv werden lassen, und zwar aufgrund ihrer Phasenverschiebung. Der ringförmige Wellengenerator kann somit in der Konfiguration mit drei Ausladungen angeordnet bzw. ausgelegt sein, wie bei einer der zuvor betrachteten Ausführungsformen.

Eine noch weitere Ausführungsform umfaßt einen Kreisring, dessen radiale Wanddicke sich in Umfangsrichtung in einer sinusförmigen Art und Weise über 180 hinweg ändert. Der Kreisring kann die Stelle des eine variable Dicke aufweisenden inneren Laufrings einnehmen, der bei dieser Ausführungsform dann eine gleichmäßige radiale Dicke hätte. Die Bohrung oder der Innenumfang des Kreisrings ist etwas kleiner als dar Umfang des Wellenerzeuger-

Steckteiles. Wenn der Kreisring auf das Wellenerzeuger-Steckteil aufgepreßt wird, nimmt er diese generelle Form des betreffenden Steckteiles an, allerdings durch die Änderung in der radialen Vanddicke des Kreisrings modifiziert. Die Änderung der bogenförmigen Verschiebung zwischen der Hauptachse des Kreisrings und der Hauptachse des Wellengenerator-Steckteiles würde zu einer Veränderung der Amplitude der Auslenkwelle der Anordnung führen. Die Außenfläche des Kreisrings könnte als Lagerzapfen wirken, der an der Bohrung eines zugehörigen verformbaren Spannrades anliegt, oder sie könnte in ein konventionelles Spannungswellengenerator-Läger eingepreßt sein, dessen innerer Laufring eine gleichmäßige radiale Dicke aufweist.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht ein gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebautes Spannungswellengetriebe.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht des betreffenden Spannungswellengetriebes, dessen Komponenten in einer Beziehung außer Phase sind.

Fig. 3 veranschaulicht in einem Diagramm die Phasenbe-Ziehung unter Veranschaulichung des Spannungs-

wellengetriebes gemäß Fig. 1 in einer Inphase-Beziehung.
Fig. 4 veranschaulicht in einem Diagramm eine Reihe von Komponenten des in Fig. 2 dargestellten Spannungswellengetriebes bei einer 90 -Außerphase-Beziehung.

Fig. 4a veranschaulicht in einem Diagramm eine Reihe von Komponenten des Spannungswellengetriebes in einer Zwischen-Phasenbeziehung.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Spannungswellengetriebes.

Fig, 6 zeigt eine weitere Ausführungsform unter Veranschaulichung einer ringförmigen Wellenerzeuger anordnung .

Fig. 7 zeigt eine noch weitere Ausführungsform, unter Veranschaulichung eines Teiles eines Welleneriseuger-Steckteiles und einer Lageranordnung mit einem dazwischen vorgesehenen Kreisring, der eine sich ändernde radiale Dicke aufweist.

Nunmehr sei im einzelnen auf die Zeichnungen eingegangen, ,und zwar insbesonderey^ig. 1 und 2, in denen eine als Spannungswellengetriebe bezeichnete Wellenerzeugungsanordnung 20 gezeigt ist, die an Bewegungsübertragungseinrichtungen angepaßt sein kann, wie dies in den US-Patentschriften 2 906 1*f3, 2 959 O69 und 3 6o4 angegeben ist.

Die We11enerzeugungsanordnung 20 umfaßt ein Wellenerzeugungs-Steckteil 22, welches bei der bevorzugten Ausführungsform einen Außenumfang 2k aufweist, der in einer elliptQidalen Konfiguration ausgelegt ist. Das WeI lenerzeugungs-Steckteil 22 weist eine Mittelbohrung 26 auf, mit der eine nicht näher dargestellte Welle verbunden sein kann. Das Wellenerzeugungs-Steckteil 22 wird in eine Lageranordnung 30 eingepreßt. Die Lageranordnung 30 kann einen elastischen inneren Laufring 32, einen elastischen äußeren Laufring 3^·» eine Vielzahl von Kugel- bzw. Rollelementen 36, einen Käfig oder Kugel-Trennglieder 38 und einen ringförmigen Tragring (nicht

JO dargestellt) umfassen.

Der innere Laufring 32 der Lageranordnung 30 kann eine sich ändernde Dicke aufweisen. In seinem ungepreßten Zustand (d.h. im Zustand, in dem der betreffende Ring nicht auf das Wellenerzeugungs-Steckteil 22 aufgepreßt ist) weist der innere Laifring 32 eine Außenfläche 40

auf, die von kreisförmiger Konfiguration ist. Der innere Laufring 32 kann -vorzugsweise eine Innenfläche 42 von elliptoidaler Konfiguration aufweisen, was bedeutet, daß die radiale Dicke des betreffenden inneren Laufrings 32 sich in Umfangsrichtung als Sinuswelle über 36O⁰ dividiert durch N ändert, wobei N gleich der Anzahl von Ausladungen bzw. sogenannten Keulen ist. Die elliptoidale bzw. ellipsenförmige Konfiguration könnte auf der Außenfläche 4o des inneren Laufrings 32 gebildet sein, und die Innenfläche könnte kreisförmig ausgelegt sein, was der einfacheren Erläuterung wegen nachstehend beschrieben wird. In jp dem Falle ist der innere Umfang des inneren Laufrings 32 etwas kleiner als der Außenumfang 34 des Wellenerzeugungs-Steckteiles 22, so daß dann, wenn der betreffende innere Laufring 32 auf das Wellenerzeugungs-Steckteil 22 aufgepreßt ist, seine Außenfläche die elliptoidale bzw. ellipsenförmige (oder nicht kreisförmige) Konfiguration annimmt, welche Gegenstand der Änderungen ist, welche durch die sich ändernde Dicke des inneren Laufrings 32 hervorgerufen werden.

Das Steckteil 22 weist eine Hauptachse A-A auf, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Der innere Laufring 32 weist eine Hauptachse B-B auf, die in Fig. 1 gezeigt ist und die mit der Achse A-A zusammenfällt. Gemäß Fig. 2 sind die betreffenden Achsen so angeordnet, daß sie um 90° außer Phase zueinander verlaufen.

Fig. 3 zeigt in einer grafischen Darstellung die Sinuswellen, die dann erzeugt werden, wenn die Hauptachsen der elliptQidalen bzw. sinusförmigen Wellenerzeugungsglieder miteinander zusammenfallen. Die ¥elle 1 ist dabei kennzeichnend für eine Welle, die durch das Wellenerzeugungs-Steckteil 22 erzeugt wird, und die Welle 2 3-> mag kennzeichnend sein für eine Welle, welche dadurch erzeugt wird, daß die radiale Dicke des inneren Lauf-

rings 32 verändert wird. Dies geschieht bei der betreffenden Ausführungsform durch die e1lipsenförmige Krümmung der Außenfläche kO (oder der Innenfläche) des inneren Laufrings 32, wie dies bei den Elementen gemäß Fig. 1 als Ausführungsform veranschaulicht ist. Die algebraische Summierung der Welle 1 und der Welle 2 ist durch die Welle 3 hier als additive Summierung dargestellt, da die Wellengeneratoren 22 und 32 "in Phase" sind. Die Amplitude der Welle 3 ist großer als die der Welle 1 oder die der Welle 2. In Fig. k ist eine grafische Darstellung der Sinuswellen gegeben, die dann erzeugt werden, wenn die Hauptachsen der ellipsenförmigen Wellenerzeugungsglieder um 90 zueinander phasenversetzt sind. Dabei mag die Welle 1 kennzeichnend sein für eine Welle, die durch das Wellenerzeugungs-Steckteil 22 erzeugt wird, und die Welle 2 mag durch die ellipsenförmige Krümmung der Außenfläche kO des inneren Laufrings 32 erzeugt werden, wobei die Hauptachsen der betreffenden Anordnung um 90 zueinander phasenverschoben sind, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. Die algebraische Summierung der Wellen 1 und 2 führt zu einer Aufhebung und zu einer resultierenden Welle 3, da die Wellen 1 und 2 um 18O°/N außer Phase sind und da die Welle 1 eine höhere Amplitude hat als die Welle 2. Fig. kA zeigt eine grafische Darstellung der Sinuswellen, die dann erzeugt werden, wenn die Hauptachsen der ellipsenförmigen Wellenerzeugungsglieder um 45 außer Phase zueinander sind, wobei die Welle 1 eine höhere Amplitude aufweist als die Welle 2.

Die Summierung der beiden Wellen erfolgt additiv bezüglich einzelner Bereiche und subtraktiv bezüglich der übrigen Bereiche. Die Größe "N" steht in den betreffenden grafischen Darstellungen für die Anzahl der Knoten

oder Ausladungen des Wellenerzeugungs-Steckteiles. 35

Eine alternative Wellenerzeugungsanordnung 50 ist in

Fig. 5 leicht übertrieben dargestellt. Bei dieser Ausführungsform weist ein drei Ausladungen aufweisendes Steckteil 32 oder ein drei Ausladungen aufweisender Wellengenerator eine Mittelbohrung $k auf. Das betreffende Steckteil $2 weist einen Außenumfang 58 auf, der eine drei Ausladungen aufweisende Konfiguration mit drei Ausladungen aufweist, die mit X, Y und Z bezeichnet sind, und zwar anstelle von gerade zwei Ausladungen, wie sie bei der ellipsenförmigen Konfiguration vorgesehen sind. Das Steckteil 52 ist in eine Lageranordnung 60 einpreßbar. Die Lageranordnung 60 umfaßt einen elastischen inneren Laufring 62, einen elastischen äußeren Laufring 64 und eine Vielzahl von dazwischen vorgesehenen Lauf- bzw. Rollenelementen 66.

Der innere Laufring 62 der Lageranordnung 6O kann eine sich ändernde Dicke aufweisen. In einem nicht zusammengebauten, nicht zusammengepreßten Zustand kann der innere Laufring 6Z eine Innenfläche 70 von kreisförmiger Konfiguration und eine Außenfläche 68 von dreieckförmiger Konfiguration aufweisen. Bei dieser drei Ausladungen aufweisenden Ausführungsform ändert sich die radiale Dicke über drei Sinuswellenperioden, deren jede 120 umfaßt, anstatt zweimal wie bei der ellipsenförmigen Ausführungsform. Der äußere Laufring 64 weist eine gleichmäßige radiale Konfiguration bei seiner bevorzugten Ausführungsform auf. Die winkelmäßige Verschiebung des inneren Laufrings 62 in Bezug auf die dreieckförmige Konfiguration des Außenumfangs 58 des Steckteils 52. ändert ihre Phasenbeziehung in entsprechender Weise wie bei den zuvor betrachteten Ausführungsformen, um deren kumulative Wellenamplitude entsprechend zu ändern.

Die äußeren Laufringe 3h und 64 bei der ersten und zweiten Ausführungsform können jeweils in ein radial ver-

formbares Spannrad eingebaut sein, wie dies in dem oben angegebenen Patent veranschaulicht ist.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 6 veranschau-

■5 licht, bei der eine Wellenerzeugungsanordnung 80 dargestellt ist, die einen ringförmigen Wellengenerator 82 mit einem Kreisumfang 84 umfaßt. Der ringförmige Wellengenerator 82 kann eine elliptisch angeordnete bzw. ausgelegte Bohrung 86 aufweisen, in die eine Lageran-Ordnung 82 eingepreßt ist. Die Lageranordnung 88 kann einen elastischen äußeren Laufring 90, einen elastischen inneren Laufring 92 und eine Reihe von Rollelementen 9k umfassen, die in einem zwi sehen ihnen vorgesehenen Kugel-^rennglied 99 angeordnet sind. Der

""■5 äußere Laufring 90 weist bei dieser Ausführungsform einen Außenumfang 96 von kreisförmiger Konfiguration und einen Inneumfang 98 von ellipsenförmiger Konfiguration auf, was bedeutet, daß der äußere Laufring 90 eine um seinen gesamten Umfang herum sich ändernde

^Ä radiale Dicke aufweist, und zwar so, wie dies bei den inneren Laufringen der zuvor betrachteten Ausführungsform der Fall war. Der innere Laufring 92 ist kreisförmig und von gleichmäßiger radialer Dicke; er steht mit einem radial verformbaren Spannrad 100 in Eingriff, welches ein topfförmiges Glied sein kann, bei dem um den Innenumfang des Öffnungsbereiches die Spannzähne vorgesehen sind. Das radial verformbare Spannrad 100 kann um ein kreisförmiges Zahnteil 102 radial auslenkbar sein, wobei dieses Zahnteil 102 das Eingabeglied oder das Ausgabeglied bilden kann und wobei der ringförmige Wellengenerator 82 das Ausgabe- oder Eingabeglied sein kann.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 7 veranschau-3-5 licht, in der eine Wellenerzeugungsanordnung 110 teilweise gezeigt ist. Die Anordnung 110 umfaßt ein ellip-

seinförmiges (nicht kreisförmiges) Vellenerzeugungs-Steckteil 112 wie bei den zuvor betrachteten Ausführungsformen und eine Kugellageranordnung 114. Die Kugellageranordnung 114 umfaßt einen elastischen äußeren Laufring 116 von gleichmäßiger radialer Dicke, einen elastischen inneren Laufring 118 von gleichmäßiger radialer Dicke und eine Vielzahl von Kugeln 120, die in einem Kugel-Abstandshalter 122 angeordnet sind, der zwischen den inneren und äußeren Laufringen 118, 116 angeordnet ist. Der äußere Laufring 116 kann mit einer (nicht dargestellten) ausbiegbaren Kappe in Eingriff stehen, um die Auslenkungswelle zu übertragen. Ein kreisförmiger Ring 124 ist zwischen dem Wellenerzeugungs-Steckteil 112 und dem inneren Laufring 118 angeordnet. Der Kreisring 124 weist eine radiale Dicke auf, die sich um seinen vollen Umfang herum ändert, was für die Lager-Laufringe bei den zuvor betrachteten Ausführungsformen zutraf. Die betreffende Änderung erfolgt sinusförmig über 36O /N. Da der Kreisring eine sich änderende radiale Dicke aufweist, weist der jeweilige Laufring der Lageranordnung 114 bei dieser Ausführungsform vorzugsweise eine gleichmäßige radiale Dicke auf, töie dies oben erwähnt worden ist. Der Innenumfang des Kreisrings 124 ist etwas kleiner als der Umfang bzw. die Außenfläche des zugehörigen Fellenerzeuger-Steckteiles 112. Wenn der Kröisring 124 auf das Wellenerzeuger-Steckteil 112 aufgepreßt ist, nimmt er die Außenkontur der generellen Form des Wellenerzeuger-Steckteiles 112 an, wobei seine Außenfläche jedoch wie die Laufringe bei den zuvor betrachteten Ausführungsformen durch seine eigene radiale Wanddicke modifiziert ist; die betreffende Anordnung ist dabei ferner der Phasenbeziehung zwischen dem Wellenerzeugungs-Steckteil 112 und dem Kreisring 124 ausgesetzt.

Jede Ausführungsform kann eine hier mit ^MMⁿ bezeichnete

Markierung für Identifizierungszwecke umfassen, und zwar nahe der Bogenmitte zumindest einer ihrer Ausladungen, um die Lage ihres benachbarten Umfangs als höchste Stelle der betreffenden Ausladung zu kennzeichnen. Eine hier mit ¹¹L" bezeichnete Markierung kann an den Kanten der eine sich ändernde Dicke aufweisenden Laufringe angebracht sein, um die Lage der Ausladung oder den dicksten Teil der Haujfc achse der betreffenden Laufringe zu kennzeichnen.

im Betrieb dieser Wellenerzeugungsanordnungen 20, 50 oder 80 werden die Lageranordnungen auf die Wellenerzeugungs-Steckteile 22, 52 oder 82 aufgepreßt, wobei die Markierungen, wie erwünscht, genau angebracht we3> den, um die erwünschte resultierende Wellen-Ausgangsgröße zu erzeugen. Die Laufringe können an ihren entsprechenden Wellenerzeugungs-Steckteilen durch Klebstoff oder durch andere Einrichtungen befestigt werden, die eine unerwünschte Bewegung zwischen den betreffenden Elementen während des Wellengenerator-Montagevorgangs verhindern.

Wenn es erwünscht ist, die Wellenausgangsgröße einer bestimmten Wellengeneratoranordnung nachzustellen oder zu korrigieren, und zwar aufgrund einer schlechten bzw. falschen Montage oder aufgrund einer Toleranzkorrektur, dann können die Steckteile oder der Kreisring ■y>n ihrer entsprechenden Lageranordnung demontiert und unter Wiederausrichtung der entsprechenden Markierungen wie der zusammengepreßt werden.

Es. sei angemerkt, daß lediglich die entsprechenden Laufringe, welche den Wellenerzeugungs-Steckteilen benachbart sind, oder der Kreisringgenerator bei der alternativen Ausführungsform von variabler bzw. sich ändernder Dicke sein können, und daß der andere Lauf-

ring in der jeweiligen Lagereinordnung von gleichmäßiger Dicke sein kann.

Durch, die Erfindung ist also ein als Spannungswellenerzeugungsraechanismus bezeichnetes Spannungswellengetriebe für eine harmonische Übertragung geschaffen, wobei ein Wellenerzeugungs-Steckteil eine Lageranordnung aufnimmt, welche eine ¥elle für die Weiterleitung auf ein verformbares Spannrad überträgt. Das Wellenerzeujjungs-Steckteil kann eine äußere oder eine innere Fläche von einer ellipsen- oder dreieckförmigen Konfiguration aufweisen. Die Lageranordnung umfaßt einen elastischen äußeren Laufring, einen elastischen inne-•ren Laufring und dazwischen vorgesehene Rollenelemente.

Der mit der Wellenerzeugungsfläche des Steckteiles in Kontakt befindliche Laufring weist seinerseits eine sich ändernde radiale Dicke über seinen umfang herum auf, und zwar entweder in ellipsen- oder dreieckförmiger Konfiguration entsprechend der Umfangsfläche des Wellenerzeugungs-Steckteiles.

Die Lageranordnung ist auf das Wellenerzeugungs-Steckteil aufpreßbar, und der Laufring mit der sich ändernden Dicke des Lagers ist in Bezug auf das Wellenerzeugungs-Steckteil derart genau in Stellung bringbar, daß die gewünschte Wellenamplitudencharakteristik als Abgabegröße für das verformbare Spannrad hervorgerufen wird. Die Lageranordnung kann von dem Wellenerzeugungs-Steckteil abgenommen und wieder aufgepreßt werden, um die H&uptachsen zwischen den betreffenden Elementen neu auszurichten und um die kombinierte Wellenamplitude des Steckteiles und der elastischen Lageranordnung zu verändern und damit Herstelländerungen zu korrigieren, wodurch eine genauere Wellenausgangsgröße bereitgestellt ist.

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Ein Kreisring mit einer über seinen Umfang herum sich ändernden radialen Dicke kann genau um das Steckteil herum angeordnet werden, über welches eine Standard-Lageranordnung gepreßt werden kann, die gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Laufringe von gleichmäßiger Dicke aufweist. Die Phasenbeziehung des Kreisrings und des Steckteiles bestimmt hier die resultierende Wellenamplitude; die betreffende Amplitude wird nicht durch die Lagerringe bestimmt.

Leerseite

Claims

PATENTj.UWJD RECHTSANWALT-^ BARDEHLE, PAGENB^Ri^,.b.QST^:;.ÄL,f_:E'NBVRG & PARTNER

RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

JOCHEN PAGENBERG db jur . ll μ harvard·- HEINZ BARDEHLE dipl -ing

BERNHARD FROHWITTER dipl -ing - WOLFGANG A. DOST dr . d.pl -chlw

GÜNTER FRHR. v. GRAVENREUTH dipl-ing (fhk UDO W. ALTENBURG dipl -phys

O O O -J O Λ -j POSTFACH 86Ο62Ο. 8000 MÜNCHEN

sj O O I OU I TELEFON (089)98 03

TELEX 522 791 pad d CABLE: PADBÜRO MÜNCHEN BÜRO: GALILEIPLATZ 1, 8 MÜNCHEN

Datum 2. 9. 1983/Nt/nt U 4834

Patentansprüche

1 . Spannungswellengetriebe, dadurch gekennzeichnet , daß ein Wellenerzeugungs-Steckteil (22; 52; 82) vorgesehen ist, auf dem eine ¥e11enerzeugungs-Umfangsflache (24; 58; 86) vorgesehen ist,

daß eine Lageranordnung (30; 60; 88) vorgesehen ist, die mit der auf dem Steckteil vorgesehenen Wellener-ζeugungs-Umfangsflache in Eingriff bringbar ist und auf der eine Wellenerzeugungs-Umfangsflache vorgesehen ist,

und daß das Vellenerzeugungs-Steckteil (22; 52; 82) und die Lageranordnung (3O; 60; 88) zur Erzeugung einer bestimmten Ausgangswelle relativ zueinander festlegbar sind.

2, Spannungswellengetriebe nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenerzeugungs-Umfangsflache der Lageranordnung (3O; 6Qj 88) einen Lagerlaufring (32; 62; 90) umfaßt, der um seinen Umfang herum eine sich ändernde radiale Dicke aufweist.

3. Spannungswellengetriebe nach. Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, caß die Umfangsfläche des Wellenerzeugungs-Steckteiles (22; 52; 82) von eLliptoidaler Konfiguration ist und daß der Lagerlaufring (32; 62; 90) der Lageranordnung (30; 60; 88) ebenfalls eine elliptoidöle Konfiguration festlegt.

4. Spannungswellengetriebe nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß der

Lagerlaufring (32; 62; 90) der Lageranordnung (30; 60; 88) mit der Wellenerzeugungs-Umfangsflache (24; 58; 86) des Wellenerzeugungs-Steckteiles (22; 52; 82) in Kontakt steht.

5. Spannungswellengetriebe nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche (58) des ¥ellenerzeugungs-Steckteiles (52) von dreieckiger Konfiguration ist und daß der Lagerlaufring (62) der Lageranordnung (60) ebenfalls eine dreieckige Konfiguration aufweist.

6. Spannungswellengetriebe nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß das Wellenerzeugungs-Steckteil (82) einen Kreisring mit einer Innenfläche (86) von einer Umlaufkonfiguration aufweist und daß die Lageranordnung (88) in der betreffenden Innenumfangsfläche (86) des betreffenden Kreisrings angeordnet ist, wobei der Laufring der Lageranordnung (88) der äußerste Laufring (90) ist und eine sich ändernde Dicke aufweist.

7. Spannungswellengetriebe nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß das Wellenerzeugungs-Steckteil (22; ^2\ 82) und die Lageranordnung (30; 60; 88) in eine Paßsitzbeziehung zueinander zusammenpreßbar sind.

8, Spannungswellengetriebe nach Anspruch. 2, d a ~ durch gekennzeichnet, daß das Wellenerzeugungs-Steckteil (22; 525 82) und der Lagerlaufring (32; 62; 90) zur Vermeidung einer unerwüns dta— ten Relativdrehung aneinander festlegbar sind.

9» Spannungswellengetriebe nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß die erzeugte Welle direkt von dem Wellenerzeugungs-Steckteil nach außen abgebbar ist.

10. Spannungswellengetriebe nach Anspruch 6, d a durch gekennzeichnet, daß die erzeugte Welle direkt von dem Wellenerzeugungs-Steckteil nach innen abgebbar ist.

11. Spannungswellengetriebe nach Anspruch 1, d adurch gekennzeichnet, daß das Wellenerzeugungs-Steckteil (1 12) eine Wellenerzeugungs-Umfangsflache aufweist, daß ein Kreisring (i2h) mit der betreffenden Wellenerzeugungs-Umfangsflache des Steckteiles (112) in Eingriff bringbar ist, daß der betreffende Kreisring (124) eine Wellenerzeugungs-Umfangsfläche aufweist und daß das Wellenerzeugungs-Steckteil

(112) und der Kreisring (i2*f) zur Erzeugung einer Abgabewelle relativ zueinander festhaltbar sind.

12. Spannungswellengetriebe nach Anspruch 11, d a durch gekennzeichnet, daß der Kreisring (124) über seinen Umfang eine sich ändernde radiale Dicke aufweist,

13· Spannungswellengetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lageranordnung (114·) mit einem elastischen äußeren Laufring (II6) und einei elastischen inneren Laufring

(118) vorgesehen und daß die Laufringe (116, 118) über ihren Umfang eine konstante radiale Dicke aufweisen.