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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Polieren eines außen
gezahnten Zahnrads, das in ein innen gezahntes Zahnrad eingesetzt
ist und mit diesem in Eingriff steht, und insbesondere auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung, die geeignet ist, Zahnoberflächen des
außen
gezahnten Zahnrads zu polieren, das derart zur Verzahnung verwendet
wird, dass die Mitte des innen gezahnten Zahnrads innerhalb des
Umfangs des außen
gezahnten Zahnrads liegt.
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Es
ist im Stand der Technik allgemein bekannt, dass ein Getriebe (Getriebe
entsprechend der Internationalen Patentklassifizierung F16H 1/32)
vorgesehen wird, das ein außen
gezahntes Zahnrad besitzt, das in ein innen gezahntes Zahnrad eingesetzt ist
und mit diesem in Eingriff steht, und in dem die Mitte des innen
gezahnten Zahnrads innerhalb des Umfangs des außen gezahnten Zahnrads liegt.
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Als
ein typisches Beispiel des Getriebes dieses Typs gibt es eine eingesetzt
ineinander greifende Umlauf- bzw. Planetengetriebekonstruktion,
die Folgendes aufweist: eine erste Welle; einen exzentrischen Körper, der
durch die Drehung der ersten Welle gedreht wird; eine Vielzahl von
außen
gezahnten Zahnrädern,
die exzentrisch drehbar an den exzentrischen Körpern durch Lager angebracht
sind; ein innen gezahntes Zahnrad mit dem die außen gezahnten Zahnräder mit
den inneren Zähne
eingesetzt und ineinandergreifend sind, die aus Außenstiften
bestehen; und einer zweiten Welle, die mit den außen gezahnten
Zahnrädern
durch Innenstifte verbunden ist, um lediglich die Drehkomponente
des außen
gezahnten Zahnrads zu extrahieren.
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Ein
Beispiel des Standes der Technik dieser Konstruktion ist in den 7 und 8 dargestellt. Dieses
Beispiel wendet die oben beschriebene Konstruktion an auf ein „Untersetzungsgetriebe" durch Verwenden
der ersten Welle als einer Eingangswelle und Verwenden der zweiten
Welle als einer Ausgangswelle und gleichzeitig durch Befestigen
des innen gezahnten Zahnrads.
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Die
exzentrischen Körper 3a und 3b werden an
der Eingangswelle 1 mit einer vorbestimmten Phasendifferenz
(180 Grad in diesem Fall) angebracht. Die exzentri schen Körper 3a und 3b (Mitte:
02) werden jeweils relativ zu der Eingangswelle 1 (Mitte:
01) durch eine Außermittigkeit
bzw. Exzentrizität
e dezentriert. Zwei außen
gezahnte Zahnräder 5a und 5b werden
an jedem dieser exzentrischen Körper 3a und 3b in
mehreren Reihen durch die Lager 4a und 4b angebracht.
Eine Vielzahl von Innenrollenlöchern 6a und 6b sind
in den außen
gezahnten Zahnrädern 5a und 5b vorgesehen.
In diese Innenrollenlöchern 6a und 6b sind
Innenstifte 7 und Innenrollen 8 gepasst.
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Ein
Hauptziel des Vorsehens zweier außen gezahnter Zahnräder (in
mehreren Reihen) ist es, eine Übertragungskapazität zu erhöhen, eine
Festigkeit aufrechtzuerhalten und ein Drehgleichgewicht zu bewahren.
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Außenzähne 9,
wie beispielsweise Trochoid-Zähne
oder bogenförmige
Zähne sind
an den Außenumfängen der
außen
gezahnten Zahnräder 5a und 5b vorgesehen.
Die Außenzähne 9 sind
eingesetzt und ineinandergreifend mit dem innen gezahnten Zahnrad 20,
das an einem Gehäuse 20 angebracht
ist. Das innen gezahnten Zahnrad 20 besteht aus einen Stifthaltering 10 und
Außenstiften 11.
Der Stifthaltering 10 besitzt eine Vielzahl von halbkreisförmigen Stifthaltelöchern 13,
die entlang des Innenumfangs des innen gezahnten Zahnrads in dessen axialer
Richtung angeordnet sind. Die Außenstifte 11 sind
an die Stifthaltelöcher 13 angepasst,
um leicht mit etwas Spiel zu drehen, und die bogenförmigen Zahnprofile
bei den Teilen bilden, wo die Außenstifte von den Stifthaltelöchern 13 vorragen.
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Die
Innenstifte 7, die durch die außen gezahnten Zahnräder 5a und 5b hindurch
gehen, sind sicher befestigt an und gepasst in einen Flanschteil um
die Außenwelle 2.
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Wenn
die Eingangswelle 1 sich einmal dreht, werden die exzentrischen
Körper 3a und 3b ebenfalls einmal
gedreht. Ansprechend auf diese eine Umdrehung der exzentrischen
Körper 3a und 3b,
versuchen die außen
gezahnten Zahnräder 5a und 5b eine Schwingungs-
bzw. Oszillationsdrehung um die Eingangswelle 1 auszuführen. Da
jedoch die Drehung durch das innen gezahnte Zahnrad 20 beschränkt ist, führen die
außen
gezahnten Zahnräder 5a und 5b fast
ausschließlich
eine Schwingung aus, während sie
eingesetzt in das innen gezahnten Zahnrad 20 sind.
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Wenn
angenommen wird, dass die Anzahl der Zähne der außen gezahnten Zahnräder 5a und 5b N
ist und die Anzahl der Zähne
des innen gezahnten Zahnrads 20 N + 1 ist, dann beträgt die Differenz zwischen
ihren Zahnanzahlen 1. Folglich werden die außen gezahnten
Zahnräder 5a und 5b um
einen Zahn relativ zu dem an dem Gehäuse 12 angebrachten,
innen gezahnten Zahnrad 20 versetzt (gedreht), und zwar
jedes Mal wenn die Eingangswelle 1 einmal gedreht wird.
Dies bedeutet, dass eine Umdrehung der Eingangswelle 1 auf
eine Umdrehung von –1/N der
außen
gezahnten Zahnräder 5a und 5b verzögert wird.
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Die
Schwingungs- bzw. Oszillationskomponente der Umdrehung der außen gezahnten
Zahnräder 5a und 5b wird
durch den Zwischenraum zwischen den Innenrollenlöchern 6a und 6b und
den Innenstiften 7 (Innenrollen 8) absorbiert
und dadurch wird lediglich die Drehkomponente an die Ausgangswelle 2 durch
die Innenstifte 7 übertragen.
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Letztlich
wird eine Drehzahlverringerung in einem Untersetzungsverhältnis –1/N erreicht
(wobei minus eine Gegendrehung bezeichnet).
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Gegenwärtig wird
diese eingesetzt ineinandergreifende Planetengetriebekonstruktion
auf verschiedene Untessetzungsgetriebe oder Übersetzungsgetriebe angewendet.
in der oben beschriebenen Konstruktion des Standes der Technik wird
die erste Welle als eine Eingangswelle verwendet und die zweite
Welle als eine Ausgangswelle verwendet, wobei das innen gezahnte
Zahnrad festgelegt ist. Ein Untersetzungsgetriebe kann jedoch beispielsweise auch
konstruiert werden durch Verwenden der ersten Welle als einer Eingangswelle
und des innen gezahnten Zahnrads als einer Ausgangswelle, sowie
durch Festlegen der zweiten Welle. Darüber hinaus kann ein „Übersetzungsgetriebe" durch Umdrehen dieser Eingangswelle
und Ausgangswelle in einer derartigen Konstruktion konstruiert werden.
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Um
eine eingesetzt ineinandergreifende Planetengetriebekonstruktion
dieses Typs zu verkleinern und sie mit einer höheren Belastbarkeit auszustatten,
muss dieser Mechanismus derart hergestellt werden, dass zwischen
Komponenten mit ineinandergreifenden Teilen und gleitenden Teilen,
das innen gezahnte Zahnrad 20 eine hohe Festigkeitseigenschaft
besitzt und die außen
gezahnten Zahnräder 5a und 5b,
die Außenstifte 11,
die Innenrollen 8, die Innenstifte 7, die Lager 4a und 4b,
und die exzentrischen Körper 3a und 3b sowohl
eine hohe Festigkeitseigenschaft als auch eine hohe Härte besitzen. Daher
werden die oben beschriebenen Komponenten gewöhnlich aus metallischen Materialien
mit derartigen Eigenschaften hergestellt.
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Da
jedoch metallische Materialien mit einer hohen Festigkeitseigenschaft
und einer hohen Härteeigenschaft
vergleichsweise hohe Reibungskoeffizienten besitzen, müssen Gleitkontaktoberflächen, die aus
diesen metallischen Materialien bestehen, mit Öl oder Fett bzw. Schmiere geschmiert
werden. Da die Schmierung folglich durch Bilden eines Öl- oder
Fettfilms zwischen den Kontaktflächen
ausgeführt
wird, müssen
zu diesem Zweck Zwischenräume
zwischen den Kontaktoberflächen
des Übertragungsmechanismus
vorgesehen werden.
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Derartige
Zwischenräume
verursachen jedoch ein Spiel oder Zahnspiel mit dem Ergebnis, dass
eine Drehung auf der einen Seite nicht augenblicklich als eine Drehung
auf der anderen Seite erscheint. Eine derartige Verzögerung des
Ansprechens wird im Folgenden als ein Winkelspiel bezeichnet.
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Wenn
ein Getriebe als ein Positionssteuermechanismus verwendet wird,
der mit Vorwärts-
und Rückwärtsdrehungen
verbunden ist, wie beispielsweise ein Gelenk eines Industrieroboters,
verursacht ein derartiges Winkelspiel die Verringerung der Steuerungsgenauigkeit
des Steuermechanismus, und daher müssen die Zwischenräume verringert
werden, um die Winkelspiele zu beseitigen. Hinsichtlich des Zurückhaltens
des Schmieröls
ist jedoch eine Verringerung der Zwischenräume unerwünscht. Letztlich sind die Verringerung
eines Winkelspiels und eine Verbesserung des Schmierverhaltens sich
gegenseitig widersprechende Elemente.
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Andererseits
ist ebenfalls bekannt, dass es eine Technik des Bildens von Konversionsschichten, wie
beispielsweise Phosphatfilmen auf gleitenden Teilen, gibt und dadurch
die Reibungskoeffizienten bei den gleitenden Oberflächen verringert
werden. Diese Verringerung der Reibungskoeffizienten kann jedoch
nicht diesen Konversionsschichten selbst zugerechnet werden, sondern
ist einer Menge an Schmieröl
zurechenbar, das in extrem kleinen Unregelmäßigkeiten aufbewahrt wird.
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Obwohl
die Bildung der oben beschriebenen bekannten Konversionsschichten
auf den ineinandergreifenden Gleitoberflächen des Übertragungsmechanismus als
ein mögliches
Mittel zur Verringerung der Reibungskoeffizienten betrachtet werden kann,
besitzen die Konversionsschichten selbst einen Nachteil des leichten
Abnutzens und Abblätterns innerhalb
einer kurzen Zeitspanne.
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Die
japanische Patentanmeldung Nr. Sho 60-271649 (Japanische Patentveröffentlichung
Nr. Hei 2-36825; japanisches Patent Nr. 1623717) schlägt Kontaktoberflächen vor,
die mit unregelmäßigen Oberflächen in
der Zahnquerrichtung von Schleifriefen bzw. -rinnen auf den Zahnprofilen
und in senkrechter Richtung zu der Zahnquerrichtung der Schleifrinnen
(der Zahnprofilrichtung) gebildet sind, und die mit Konversionsschichten
geringerer Dicken als die Höhen
der Unregelmäßigkeiten
bedeckt sind. Diese zielen darauf ab, die Konstruktion von Kontaktoberflächen zu
liefern, derart dass sie ermöglichen, dass
die Zwischenräume
zwischen den Kontaktoberflächen
in dem Übertragungsmechanismus
verengt werden und gleichzeitig ermöglichen, dass Schmieröl für eine längere Zeitspanne
gehalten wird, sowie um ein Verfahren zur Herstellung derartiger
Kontaktoberflächen
zu liefern.
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Jedoch
sollen sämtliche
dieser bekannten Verfahren eine hohe Effizienz und eine lange Lebensdauer
durch Verringerung der Reibungskoeffizienten bei den Kontaktoberflächen zwischen
den Zahnprofilen der außen
gezahnten Zahnräder
und einem innen gezahnten Zahnrad durch das Vorhandensein (Zurückhalten)
von Schmieröl
erreichen, d.h. diese bekannten Verfahren basieren nicht auf der Philosophie
des Glättens
der Kontaktoberflächen. Angesichts
dieser Situationen, dass die Konversionsschichten selbst nicht besonders
niedrige Reibungskoeffizienten liefern und es das Zurückhalten
von Schmieröl
zwischen den Beschichtungen mit Unregelmäßigkeiten ist, was niedrige
Reibungskoeffizienten liefert, haben die bekannten Verfahren die
Vorstellung, dass zu glatte Kontaktoberflächen kein Schmieröl halten
können.
In der Realität
sind die Kontaktoberflächen
in den bekannten Verfahren nicht immer mit guter Oberflächenrauheit
vorgesehen.
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Da
es, wie oben beschrieben, der Hauptzweck des herkömmlichen
Transmissionsmechanismus ist, die Reibungskoeffizienten durch das Zurückhalten
von Schmieröl
zu verringern, werden keine aktiven Anstrengungen in die Verbesserung der
Oberflächenrauheit
der Zahnoberflächen
(Kontaktoberflächen)
gesetzt. Dies erzeugt ein Problem, dass Gleitgeräusche und Rollgeräusche durch
die Rauheit der Kontaktoberflächen
verursacht werden, wenn die ineinandergreifenden Teile der außen gezahnten
Zahnräder
und die Außenstifte
des innen gezahnten Zahnrads in einem Rollkontakt begleitet von einem
Gleiten stehen. Da stärkere
Gleitgeräusche aus
einem derartigen Grund auftreten, ist es darüber hinaus schwierig, den Zwischenraum
zwischen dem außen
gezahnten Zahnrad und dem innen gezahnten Zahnrad zu verringern,
was zu einem oben beschriebenen Anstieg des Winkelspiels führte.
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FR-A-2
334 458 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der
Festigkeit des Fußes
oder Zahnradfußes
des Zahnradzahns von gehärteten
Zahnrädern,
wobei der Übergangsbereich zwischen
einer Zahnseitenoberfläche
und einer benachbarten radialen Bodenoberfläche zwischen zwei Zähnen abgerundet
ist, wobei die Feinbearbeitung des Übergangsbereichs durch Schleifen
oder Polieren in einer Richtung ausgeführt wird, die quer zu einer
Längsausdehnung
der Zähne
ist, und zwar mittels zumindest einem Drehschleif- oder -polier
Werkstückzeug,
das durch eine Zylinderkolbenanordnung betätigt wird und um den Umfang
des Zahnrads angeordnet ist.
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Aus
der FR-A-2 334 458 ist ein Verfahren zum Polieren eines außen gezahnten
Zahnrads bekannt, wobei die Zähne
des außen
gezahnten Zahnrads und ein Polierglied veranlasst werden, relativ
zueinander in der Zahnprofilrichtung zu gleiten, während das
Polierglied gegen die Zahnoberflächen
des außen
gezahnten Zahnrads durch Unterstützung
mit einem Andruckglied gepresst wird, so dass die Zahnoberflächen presspoliert
werden.
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Gemäß EP-B-0
349 653 wird eine Läppmaschine
zum Polieren einer Oberfläche
eines Werkstücks
vorgesehen, die einen Läppfilm
mit einer gekörnten
Oberfläche
verwendet, wobei die Werkstückoberfläche gedreht
oder drehend hin- und herbewegt wird, wobei die Läppmaschine
Folgendes aufweist: erste und zweite drehbare Aufwickelspulen für den Läppfilm,
wobei jede Aufwickelspule eine jeweilige Axialwelle besitzt; sowie
ein Pressmittel zum Pressen des Läppfilms gegen die Oberfläche; wobei
die Läppmaschine
dadurch gekennzeichnet ist, dass das Pressmittel ein elastisches
Andruckglied aufweist, und dass die Maschine ferner Folgendes aufweist: erste
und zweite Mitläuferreibräder, die
jeweils an einem Ende der Axialwelle einer jeweiligen der ersten bzw.
zweiten Aufwickelspulen angebracht sind; ein Oszillationsglied,
wobei das Oszillationsglied drehbar um einen Angel- bzw. Drehpunkt
zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position ist; erste
und zweite Antriebsreibräder,
die auf dem Oszillationsglied vorgesehen sind, wobei wenn das Oszillationsglied
in der ersten Position ist, das erste Antriebsreibrad in Reibungseingriff
mit dem ersten Mitläuferreibrad
steht und das zweite Antriebsreibrad nicht in Reibungseingriff mit
dem zweiten Mitläuferreibrad
steht, und wenn das Oszillationsglied in einer zweiten Position
ist, das zweite Antriebsreibrad in Reibungseingriff mit dem zweiten
Mitläuferreibrad
steht und das erste Antriebsreibrad nicht in Reibungseingriff mit dem
ersten Mitläuferreibrad
steht; erste Antriebsmittel zum Drehen der ersten und zweiten Antriebsreibräder; Antriebswechselmittel,
die angepasst sind, um das Umlaufende bzw. Endstück des Läppfilms zu detektieren, wenn
der Läppfilm
auf eines der Aufwickelräder
aufgewickelt wird, und um das Oszillationsglied von einer der ersten
und zweiten Positionen zu der anderen der ersten und zweiten Positionen
zu bewegen; sowie erste und zweite Bremsmittel zum Bremsen der ersten
bzw. zweiten Mitläuferreibräder, wobei das
zweite Mitläuferreibrad
gebremst wird, wenn das Oszillationsglied in der ersten Position
ist und das erste Mitläuferreibrad
gebremst wird, wenn das Oszillationsglied in der zweiten Position
ist.
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Demgemäß ist es
ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Polieren außen gezahnter
Zahnräder
vorzusehen, das zur Verringerung der Geräusche beitragen kann, die mit
dem Ineinandergreifen der Zähne
des außen
gezahnten Zahnrads verbunden sind, in dem ein Festfressen bei Kontaktteilen
durch sogenannte Flüssigkeitsschmierung
verhindert werden kann, und in dem ein Winkelspiel verringert werden
kann. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung eine Poliervorrichtung
vorzusehen, die zum Ausführen
des obigen Polierverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die oben beschriebenen Probleme durch ein Verfahren zum Polieren
eines außen
gezahnten Zahnrads, wobei der Umfang der Zähne des außen gezahnten Zahnrads und
ein Film- bzw. Folienpolierglied relativ zueinander in der umfangsmäßigen Zahnprofilrichtung
(der Richtung in der die Zähne
ausgerichtet sind, d.h. der umfangsmäßigen Richtung des außen gezahnten Zahnrads)
gleiten gelassen bzw. verschoben werden, während das Folienpolierglied
gegen die Zahnoberflächen
des außen
gezahnten Zahnrads mit Unterstützung
eines Andruckglieds gedrückt
wird.
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Typischer
Weise liefert das außen
gezahnte Zahnrad der periodisch eingesetzt ineinandergreifenden
Konstruktion dieses Typs, das Zahnbodenteile umfasst, glatte Zahnprofile,
wie beispielsweise bogenförmige
Zahnprofile oder Trochoid-Zahnprofile. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich, die
Glattheit der Zahnoberflächen
durch Verringern ihrer Welligkeit und Rauheit in der Zahnprofilrichtung der
Zahnoberflächen
zu verbessern. Dies unterdrückt
das Auftreten von Gleitgeräuschen
und Rollgeräuschen
bei Rollkontakt begleitet von Gleiten aufgrund des Ineinandergreifens
zwischen den Zähnen. Dies
ist eine sehr wichtige Eigenschaft, als eine Eigenschaft die für eine periodisch
eingesetzt ineinandergreifende Konstruktion dieses Typs erforderlich ist.
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Die
Verringerung der Oberflächenrauheit
ermöglicht
auch die Realisierung der Flüssigkeitsschmierung
zwischen den Kontaktoberflächen.
Dies ermöglicht
es wiederum, den Zwischenraum zwischen den Zähnen zu verengen, und zwar
ohne einer Gefahr des Festfressens und ermöglicht ferner Geräusche aufgrund
exzentrischen Laufs ebenso wie Winkelspiel zu verringern.
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Das
Presspolieren in der Zahnprofilrichtung unter Verwendung des Folienpolierglieds
kann ausgeführt
werden nachdem die Zähne
des außen
gezahnten Zahnrads in der Zahnquerrichtung mit einem geformten Schleifstein
poliert worden sind. Dies gestattet effizienteres Polieren.
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Darüber hinaus
können
beim Ausführen
des Presspolierens in der Zahnprofilrichtung unter Verwendung des
Folienpolierglieds die Zähne
des außen
gezahnten Zahnrads relativ zu dem Folienpolierglied in der Zahnquerrichtung
vibriert werden. Dies führt
zu einer weiteren Verbesserung der Oberflächenrauheit.
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Außerdem kann
die Druckoberfläche
des Andruckglieds als eine konvex gekrümmte Oberfläche mit einer kleineren Krümmung als
die einer konkav gekrümmten
Oberfläche
eines Zahnprofils des außen
gezahnten Zahnrads geformt sein und das Folienpolierglied kann gegen
die Zahnoberflächen
des außen
gezahnten Zahnrads durch die konvex gekrümmte Oberfläche gedrückt werden. Dies ermöglicht ein
effizientes Polieren der Zahnoberflächen, und insbesondere der
Talbereiche der Zähne.
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Zusätzlich können, indem
das Folienpolierglied befähigt
wird, sich in der Radialrichtung relativ zu der Mittelachse des
außen
gezahnten Zahnrads vor- und zurückzubewegen
und indem das außen
gezahnte Zahnrad um seine Mittelachse gedreht wird, die Zähne des
zu polierenden, außen
gezahnten Zahnrads in der Zahnprofilrichtung relativ zu dem Folienpolierglied
gleiten bzw. bewegt werden.
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Da
wie oben beschrieben ein Zahnprofil des außen gezahnten Zahnrads von
diesem Typ, das einen Zahnbodenteil umfasst, aus einer glatten Kurve, wie
beispielsweise einem bogenförmigen
Zahnprofil oder einem Trochoid-Zahnprofil geformt ist, ermöglicht eine
Drehung der Zähne,
die Zahnoberflächen entlang
der Zahnprofilkurven mit Veriässlichkeit
in der Zahnprofilrichtung zu polieren.
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Es
ist bevorzugt als Folienpolierglied Polyesterfolien zu verwenden,
die mit einem partikelförmigen
Schleifmittel beschichtet sind, wie beispielsweise Aluminiumoxid,
Siliciumcarbid und Diamant.
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Andererseits
löst die
vorliegende Erfindung die oben beschriebenen Probleme durch eine
Vorrichtung zum Polieren eines außen gezahnten Zahnrads, die
Folgendes aufweist: ein Folienpolierglied zum Polieren des Umfangs
der Zahnoberflächen
des außen
gezahnten Zahnrads; ein Andruckmechanismus, der ein Andruckglied
besitzt, das relativ zu der Mittelachse des außen gezahnten Zahnrads in der Radialrichtung
vor- und zurückbewegt
werden kann, und das das Folienpolierglied gegen die Zahnoberflächen des
Zahnrads mit einem vorbestimmten Druck durch das Andruckglied drückt; sowie
einen Polierantriebsmechanismus, um die Zähne des Zahnrads relativ zu
dem Folienpolierglied in der umfangsmäßigen Zahnprofilrichtung gleiten
bzw. bewegen zu lassen.
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Als
Mittel zum Drücken
des Folienpolierglieds gegen die Zahnoberfächen mit einem vorbestimmten
Druck kann beispielsweise ein pneumatischer Zylindermechanismus
verwendet werden.
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Als
Polierantriebsmechanismus können
eine Folienvorschubeinheit zum Vorschieben (Ziehen) von langen Längen des
Folienpolierglieds in einer Längsrichtung,
sowie eine Zahnraddreheinheit zum Unterstützen und Drehen eines außen gezahnten Zahnrads
als Werkstück
genutzt werden. Zum Antrieb eines außen gezahnten Zahnrads kann
ein extrem kleiner hin- und herbewegbarer Drehantrieb in beide Richtungen
der Zahnquerrichtung und des Zahnprofils einfach erreicht werden
und dadurch kann ein Poliereffekt durch hin- und herbewegendes Gleiten
weiter verbessert werden.
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Zusätzlich kann
das Vorsehen eines Oszillationsmechanismus zum Oszillieren der Zähne des außen gezahnten
Zahnrads relativ zu dem Folienpolierglied in der Zahnquerrichtung
einen Poliereffekt noch weiter verbessern.
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung des
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich werden,
in denen zeigt:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm, das eine Poliervorrichtung gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
vergrößerte Ansicht
des kritischen Teils der 1;
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3 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Folienpolierglieds, das in der vorliegenden Poliervorrichtung
verwendet wird;
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4 eine
schematische Darstellung zur Erklärung des Schleifvorgangs, der
in dem Schritt vor dem Ausführen
des Polierverfahrens gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
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5 eine
Kennlinienansicht der Rauheitsdaten einer Werkstückoberfläche vor dem Ausführen des
Polierverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 eine
Kennlinienansicht der Rauheitsdaten einer Werkstückoberfläche nach dem Ausführen des
Polierverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7 eine
Querschnittsansicht eines eingesetzt ineinandergreifenden Planetengetriebemechanismus
einschließlich
eines Werkstücks,
das gemäß der vorliegenden
Erfindung poliert werden soll; und
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8 eine
Querschnittsansicht, die entlang einer Linie VIII–VIII der 7 genommen
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezugnahme auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm einer Poliervorrichtung zum Ausführen des Polierverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung, und 2 zeigt den kritischen Teil
in 1 in einer vergrößerten Form.
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Hier
ist das zu polierende Werkstück
ein außen
gezahntes Zahnrad W der gleichen Art wie die Zahnräder 5a und 5b des
eingesetzt ineinandergreifenden Planetengetriebemechanismus, der
in den 7 und 8 gezeigt ist.
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Dieses
außen
gezahnte Zahnrad W besitzt Trochoid-Zahnprofile an seinem Umfang
und wird auf einer horizontalen Antriebswelle 101 getragen.
Die Antriebswelle 101 ist angepasst, um in der Zahnprofilrichtung
(der umfangsmäßigen Richtung
des außen gezahnten
Zahnrads W: siehe 2) hin- und hergedreht zu werden,
während
sie das außn
gezahnte Zahnrad W trägt,
und um simultan fein in der Zahnquerrichtung (der Axialrichtung
des außen
gezahnten Zahnrads W: siehe 2) vibriert
(oszilliert) zu werden. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 102 eine Drehantriebseinheit (Polierantriebsmechanismus)
zum Drehen der Antriebswelle, und 103 bezeichnet eine Oszillationseinheit
zur feinen Vibration der Antriebswelle.
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Ein
Folienpolierglied 110 zum Polieren der Zahnoberflächen des
außen
gezahnten Zahnrads W wird auf den Umfang des außen gezahnten Zahnrads W gelegt,
das auf der Antriebswelle 101 getragen wird, so das das
Folienpolierglied 110 ungefähr die Hälfte des Umfangs des außen gezahnten
Zahnrads W abdeckt.
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Das
Folienpolierglied 110 besteht, wie sein Querschnitt in 3 zeigt,
aus einem Polyesterfilm 110a dessen Oberfläche mit
Schleifpartikel (feines partikelförmiges Schleifmittel) 110d,
wie beispielsweise Aluminiumoxid, Siliciumcarbid und Diamant unter
Verwendung aushärtender
Klebstoffe 110b und 110c beschichtet ist. Die
Seite auf der Teile der schleifenden Partikel 110d exponiert
sind, ist die Polierseite.
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Sich 1 wieder
zuwendend sind oberhalb und unterhalb des außen gezahnten Zahnrads W Schuhe 120 als
Andruckglieder in dem Andruckmechanismus zum Drücken des Folienpolierglieds 110 gegen
die Zahnoberflächen
des außen
gezahnten Zahnrads W vorgesehen. Die Schuhe 120 werden auf
Armen 131 einer Andruckeinheit 130 mit konstantem
Druck, die einen pneumatischen Zylindermechanismus und Ähnliches
umfasst, getragen und dienen als Unterstützungsglieder zum Drücken des
Folienpolierglieds 110 gegen die Zahnoberflächen des
außen
gezahnten Zahnrads W mit einem konstanten Druck P.
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Die
Druckoberfläche
von jedem der Schuhe 120 ist als eine konvex gekrümmte Oberfläche mit
einer kleineren Krümmung
als die einer konkav gekrümmten
Oberfläche
eines Trochoid-Zahnprofils (einer gekrümmten Oberfläche mit
einer Krümmung
R in einem derartigen Maß,
um den Zahnoberflächen des
außen
gezahnten Zahnrads W zu folgen, während das Zahnrad gedreht wird)
geformt, so dass die konvexe Oberfläche in der Lage ist, Talbereiche
der Zähne
zuverlässig
und effizient durch Drücken
des Folienpolierglieds 110 gegen die Zahnoberflächen zu polieren.
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Als
andere Einheiten sind eine Poliersteuereinheit zum Steuern der Drehantriebseinheit 102 und die
Oszillationseinheit 103, eine Folienvorschubeinheit zum
Vorschieben (Ziehen) des Folienpolierglieds 110 und eine
Steuereinheit für
die Andruckeinheit 130 mit konstantem Druck (die alle nicht
gezeigt sind) vorgesehen.
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Jetzt
wird ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung
von Zähnen
des außen
gezahnten Zahnrads W beschrieben werden.
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Der
Prozess der Zahnoberflächenbearbeitung
besteht aus zwei Schritten; ein erster Schritt besteht darin, einen
Schleifvorgang mittels eines Schleifsteins auszuführen, und
ein zweiter Schritt besteht darin, einen Poliervorgang unter Verwendung der
oben beschriebenen Poliervorrichtung auszuführen.
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In
dem ersten Schritt werden, wie in 4 dargestellt,
die Zähne
durch Drehen eines Schleifsteins 201 geschliffen, der in
ein Zahnprofil geformt ist, während
der Schleifstein in intensivem Kontakt mit dem Zahnprofil des außen gezahnten
Zahnrads W gehalten wird, sowie durch simultanes Bewegen des außen gezahnten
Zahnrads W in der Zahnquerrichtung (der Richtung senkrecht zu der
Ebene der Fig.). Dieser Schritt bildet eine Basis für den Zahnoberflächenbehandlungsprozess
und die Zwischenraumgenauigkeit und die Zahnprofilgenauigkeit werden
in diesem Schritt sichergestellt. Zu diesem Zeitpunkt bleibt die
Rauheit und Welligkeit in der Zahnprofilrichtung der Zahnoberflächen, wie
in 5 dargestellt, erhalten.
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Als
nächstes
wird auf diese Weise der zweite Schritt des Polierens ausgeführt.
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In
diesem Schritt wird, wie in 1 gezeigt, zunächst das
Folienpolierglied 110 derart platziert, um den Außenumfang
des außen
gezahnten Zahnrads W zu umgeben, und dann wird das Folienpolierglied 110 gegen
die Zahnoberflächen
des außen
gezahnten Zahnrads W mit einem konstanten Druck P unter Verwendung
der Schuhe 120 durch Betätigung der Andruckeinheit 130 mit
konstantem Druck gedrückt.
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Dann
wird in diesem Zustand das außen
gezahnte Zahnrad W diskontinuierlich oder kontinuierlich im Uhrzeigersinn
oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht (das außen gezahnte Zahnrad und das Folienpolierglied
werden relativ zueinander Begleitet bzw. bewegt). Infolgedessen
werden die Zahnoberflächen
in der Zahnprofilrichtung durch das Folienpolierglied 110 poliert.
Zu diesem Zeitpunkt fördert
das Vorsehen einer feinen Vibration (Oszillation) für das außen gezahnte
Zahnrad W in der Querrichtung den Poliereffekt auf den Zahnoberflächen.
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6 zeigt
Daten nach dem zweiten Schritt. Der zweite Schritt beseitigt die
Welligkeit und Rauheit in der Zahnprofilrichtung, die in dem ersten
Schritt vorhanden waren.
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Das
Folienpolierglied 110 wird um einen vorbestimmten Betrag
bei dem Schritt vorgeschoben (gezogen), wo ein Polieren für eine vorbestimmte Zeitspanne
ausgeführt
worden ist, bei dem Schritt, wo das außen gezahnte Zahnrad W mit
einem vorbestimmten Winkel poliert worden ist, oder bei einem Schritt,
wo eine vorbestimmte Anzahl von Zähnen poliert worden ist, um
das Zahnrad mit neuen Oberflächen
des Folienpolierglieds zu polieren.
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Beim
Polieren ist es wichtig, dass nur das außen gezahnte Zahnrad W und
das Folienpolierglied 110 relativ zueinander gleiten, und
folglich kann die vorliegende Poliervorrichtung zum Beispiel derart konstruiert
sein, dass das Folienpolierglied 110 vorgeschoben (gezogen)
wird, während
das außen
gezahnte Zahnrad W nur in der Zahnquerrichtung schwingt.
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Auf
diese Art und Weise werden Rauheit und Welligkeit des außen gezahnten
Zahnrads W in der Zahnprofilrichtung entfernt und auf diese Weise
die Oberflächenrauheit
verbessert, was die Realisierung der Flüssigkeitsschmierung zwischen
den Zähnen des
außen
gezahnten Zahnrads W und den Außenstiften 11 (entsprechend
den Zähnen
des innen gezahnten Zahnrads; siehe 7 und 8)
ermöglicht,
die im Rollkontakt stehen, begleitet von Gleiten, während sie
sich in der Zahnprofilrichtung bewegen. Da ein geeigneter Ölfilm leicht
sichergestellt werden kann, wird es infolgedessen schwierig, dass
ein Festfressen auftritt, selbst wenn der Zwischenraum zwischen
den Zähnen
verengt wird, und ein Winkelspiel kann ebenfalls verringert werden.
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Da
die Oberflächenrauheit
in der Zahnprofilrichtung verbessert wird, werden darüber hinaus
primär
Geräusche
aufgrund von Gleiten und Rollen verringert und dynamische Lasten
der Außenstifte 11 und
der außen
gezahnten Zahnräder 5a und 5b (der außen gezahnten
Zahnräder
W) verringert, was einen Anstieg im substantiellen Kontaktverhältnis liefert
ebenso wie eine weitere Verringerung der Geräuscherzeugung.
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Wie
oben beschrieben ist es gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
da die Oberflächenrauheit
der Zahnoberflächen
des außen
gezahnten Zahnrads in der Zahnprofilrichtung verbessert werden kann,
die Verringerung der Geräuscherzeugung, die
mit dem Ineinandergreifen der Zähne
des außen gezahnten
Zahnrads und dem Sicherstellen des Ölfilms durch die Flüssigkeitsschmierung
bei den Kontaktoberflächen
zu realisieren. Demgemäß ist es möglich, den
Zwischenraum zwischen den Zähnen zu
verengen, während
ein Festfressen der Zahnoberflächen
unterdrückt
wird, was zu einer Verringerung der Geräusche beiträgt. Zusätzlich kann auch das Winkelspiel
verringert werden.