EP4013979A1 - High reduction ratio transmission - Google Patents

High reduction ratio transmission

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Publication number
EP4013979A1
EP4013979A1 EP20757852.7A EP20757852A EP4013979A1 EP 4013979 A1 EP4013979 A1 EP 4013979A1 EP 20757852 A EP20757852 A EP 20757852A EP 4013979 A1 EP4013979 A1 EP 4013979A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segments
tooth
transmission
gear
recess
Prior art date
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Pending
Application number
EP20757852.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ernst Von Lehmann
Astrid Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxon International AG
Original Assignee
Maxon International AG
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
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    • F01L2001/3521—Harmonic drive of flexspline type
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    • F01L2820/02—Formulas
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    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F16H2049/003—Features of the flexsplines therefor

Definitions

  • the present invention relates to a transmission with a ring gear in which a flexible gear is arranged, wherein the flexible gear is connected to a wave generator and the wave generator deforms the flexible gear so that it is partially in engagement with the ring gear and the flexible Gear comprises at least two tooth segments which are connected to one another by means of spring segments and at least one of the Zahnseg elements has a recess in which a pin element is arranged.
  • WO 2016/165684 A2 shows an adjusting gear for adjusting two components with a ring gear, a driver gear, a wave generator and an elastic spur gear.
  • the elastic spur gear consists of several identically structured tooth elements. Each tooth element has a head area facing the ring gear and a foot area facing the wave generator. The head areas of the tooth elements are seen ver with teeth that can come into contact with the ring gear.
  • each tooth element has an outwardly open recess in its head segment, which breaks the toothing and is in contact with a drive pin of a drive wheel. Tooth elements lying next to one another are connected to one another by means of elastic connecting elements.
  • the wave generator is essentially elliptical and also brings the elastic spur gear into an elliptical shape, so that two opposing areas of the elastic spur gear are in engagement with the ring gear.
  • each of the spring segments has a central plane which contains a central central axis of the transmission and divides the respective spring segment into two areas of equal length and each recess has a central plane which contains the central central axis of the transmission and the recess into two divided equally large areas and the central plane of each spring segment has a different distance from the central plane of the recess lying next to it on each side of the central plane of the spring segment.
  • a gear can be made very short and still has the desired high torsional rigidity.
  • the structure of the transmission according to the invention opens up the possibility of increasing the flexibility of the flexible gear, so that sufficient elastic deformations of the gear can still be achieved, especially with small diameters of the transmission.
  • At least one of the tooth segments has a waist in the radial direction of the flexible gear and the spring segments act on this tooth segment in the region of the waist.
  • the spring segments can be made larger or longer, which further increases the flexibility of the gear, which is particularly advantageous with small gear diameters.
  • the spring elements should advantageously be designed in such a way that they have elasticity in the radial direction and are rigid in the tangential direction. Deformation of the flexible gear is thus only permitted in the radial direction. In the tangential direction, forces can be transmitted from one tooth segment to the adjacent tooth segment in the tangential direction without deforming the flexible gear. As a result, a gear play between the gear input and output is kept as small as possible.
  • a particularly simple configuration of the flexible gearwheel can be made possible by the fact that the spring segments are formed in one piece with the toothed segments.
  • the spring segments are advantageously designed as webs that connect adjacent Zahnseg elements to one another. These webs are preferably arcuate and ge ensure the desired elasticity in the radial direction, whereas they are stiff in the tangential direction.
  • the webs are preferably arranged at a distance from the head area of the tooth segments, where they come into engagement with the ring gear, and at a distance from the foot areas, where the tooth segments come into contact with the wave generator.
  • the arcuate webs preferably extend along a circular line, the center of which lies in the area or on the central central axis of the gear. As an alternative, straight webs are also possible.
  • the flexible gear has at least one first tooth segment that is provided with a recess, and at least one second tooth segment that has no recess.
  • the tooth segments provided with a waist preferably have no recess. This allows the spring segments extending between the toothed segments are designed to be longer, and a good combination of flexibility and strength of the toothed segments is achieved.
  • the toothing force of the at least one second tooth segment is transmitted to the at least one first tooth segment via the spring segments.
  • the spring segments engage the at least one first tooth segment at the level of the recesses in the at least one first tooth segment. This results in a good transmission of the toothing forces of the at least one second tooth segment to the at least one first tooth segment.
  • the spring segments are in the area in which they are connected to the at least one first Tooth segment are in contact, have an undercut.
  • a plurality of tooth segments in particular at least four tooth segments, are provided.
  • a flexible gear with four or more tooth segments which are accordingly connected to one another with four or more spring segments, sufficient flexibility of the gear can easily be ensured.
  • a good compromise between the flexibility of the flexible gear and sufficient strength can be made possible in that half of the tooth segments have a recess. So there are the same number of first and second tooth segments.
  • the second tooth segments which do not have a recess, transmit the toothing forces via the spring segments to the tooth segments with a recess.
  • the flexible connections can be made larger, whereby the flexibility of the flexible gear is Gestei Gert and you can still ensure sufficient elastic deformations even with a small diameter of the gear.
  • the recess in the first tooth segments is arranged in the interior of the respective tooth segment.
  • the recess in these tooth segments therefore has a closed peripheral contour on which the pin element rolls.
  • the recesses are advantageously substantially executed elliptically.
  • the tooth segments can then have a continuous toothing in a head region facing the ring gear.
  • each of the tooth segments can be supported in two support points on the wave generator.
  • a base area facing the wave generator is then concave so that it only comes into contact with the wave generator at two points.
  • the angle between the two support points is preferably approximately 170 °. The alignment of the tooth segments normal to the outer contour of the wave generator can be improved.
  • the wave generator has at least one cam which is in contact with the flexible gear and the cam is designed such that the tooth segments are deformed in the area in which they are in engagement with the ring gear be that they form a portion of an imaginary gear with egg nem constant radius that rotates about an axis that was at a specified distance from the central axis of the transmission is arranged.
  • the section of the imaginary gear with a constant radius comprises an angular range of preferably 45 ° -100 ° or 55 ° -85 ° and in particular 60 ° -80 °.
  • the constant radius of the imaginary gear has an aspect ratio to the radius of the ring gear of preferably 75-99%, or 82-97% and in particular 85-95%.
  • the number of tooth segments can be independent of the number of teeth of the entire flexible gear.
  • the number of teeth on the gear is therefore not an integral multiple of the number of tooth segments.
  • the arrangement of the teeth on the tooth segments does not necessarily have to be uniform.
  • the design of the wave generator described above ensures that each tooth on the tooth segments has the same shape.
  • the only boundary condition here is that the distance between the two outer teeth, which are on adjacent tooth segments, is an integral multiple of the tooth width S within this range. With tooth width S, the double distance between two adjacent teeth is meant.
  • the wave generator preferably has two corresponding cams which are arranged on the circumference of the wave generator in such a way that the wave generator has a section with a constant radius in the area where the flexible gear comes into contact with the ring gear.
  • the section with a constant radius comprises an angular range of preferably 45 ° -100 °, or 55 ° -85 ° and in particular 60 ° -80 °.
  • the wave generator can also have an elliptical section shape in the area in which the flexible gear comes into contact with the ring gear.
  • the teeth of the flexible gear can be preferably be adapted accordingly and can have at least two different tooth shapes. Designs of the wave generator with, for example, three, four or more cams are also possible.
  • the cams are preferably arranged symmetrically around the circumference of the wave generator.
  • the pin elements are designed as bolts that are connected to an output shaft. As a result, the movement of the flexible gear via the bolts is transferred to a uniform rotary movement of the output.
  • a sleeve is preferably arranged on each bolt, so that a sliding bearing with the associated advantages is formed.
  • an elastic sleeve or elastic O-rings can be arranged on each bolt.
  • the associated recesses can alternatively be made with a round cross section.
  • the pin elements are fixed and the ring gear is designed to be rotatable.
  • the ring gear is driven by the engagement of the flexible gear and accordingly serves as an output element in this embodiment variant.
  • Fig. 2 Front view of the transmission from Fig. 1,
  • Fig. 3 Cross section through the transmission from Fig. 2 along the line III-III,
  • Fig. 4 flexible gear from the transmission from Fig. 1,
  • Fig. 5 Detail of the flexible gear from Fig. 4,
  • Fig. 6 Representation of the area of engagement between the flexible gear and the ring gear of the transmission from Fig. 1,
  • Fig. 7 simplified representation of the engagement area shown in Fig. 6 between the flexible len gear and the ring gear
  • the transmission 1 comprises a housing 10 in which a wave generator 2, a flexible gear 6, a stationary ring gear 9 and a pin element 11 are arranged.
  • the cover of the housing 10 is removed to allow a view into the interior of the transmission.
  • the transmission 1 is essentially disk-shaped with a central central axis M.
  • the wave generator 2 comprises a base body 3 which has an approximately elliptical cross section. Due to the approximately elliptical cross section, the base body 3 has two sections with elevations. The elevations on the base body 3 generate cams on the wave generator 2.
  • the flexible gear 6 is brought into contact with the ring gear 9 by the cams.
  • the base body 3 can have a section with a constant radius, the center point Ms of this constant radius being offset from the central axis M by the distance e.
  • Rolling bodies 4, which are surrounded by a deformable sleeve 5, are arranged on the base body 3.
  • the flexible gear 6 is arranged on the wave generator 2. The flexible gear 6 is therefore in contact with the base body 3 via the deformable sleeve 5 and the rolling elements 4.
  • the flexible gear 6 comprises a plurality of tooth segments 7.1, 7.2, which segments 8 are connected to one another by means of flexible spring.
  • the flexible gear 6 is provided with an external toothing 14 which can be brought into engagement with an internal toothing 15 of the fixed ring gear 9.
  • the flexible gear 6 comprises twelve tooth segments 7.1, 7.2, which are divided into six first tooth segments 7.1 and six second tooth segments 7.2.
  • the first tooth segments 7.1 each have a recess 17 which is designed as a continuous opening in the interior of the respective first tooth segment 7.1.
  • a bolt 12 of the pin element 11 is received in each recess 17.
  • Each bolt 12 is surrounded by a sleeve 13 so that a sliding bearing is formed.
  • the elliptical shape of the base body 3 of the wave generator 2 is transferred to the flexible gearwheel 6 via the rolling elements 4 and the deformable sleeve 5.
  • the external toothing 14 of the flexible gear 6 is at two opposite points with the internal toothing 15 of the ring gear 9 in engagement.
  • the wave generator 2 is preferably connected to a drive shaft. A rotation of the drive shaft causes the wave generator 2 to rotate. This rotary movement is transmitted to the flexible gear 6.
  • the external toothing 14 of the flexible gear 6 therefore runs off the internal toothing 15 of the ring gear 9.
  • the spring segments 8 arranged between the toothed segments 7.1, 7.2 enable the flexible or elastic deformation of the flexible gear 6.
  • the movement of the flexible gear 6 is transmitted via the bolts 12 to a uniform rotary movement of the output.
  • the transmission 1 from FIG. 1 is shown in a front view.
  • the elliptical cross-sectional shape of the wave generator 2 or of the base body 3 of the wave generator 2 can be clearly seen here.
  • the center of the ellipse is always on the central axis M of the transmission 1.
  • the main axis 16 of the elliptical base body 3 is aligned exactly horizontally. Due to the elliptical shape of the wave generator 2, the flexible gear 6 is deformed in two areas, in the case shown in FIG. 2 on the right and left side of the transmission 1, in such a way that the external toothing 14 of the flexible gear 6 engages with the Internal toothing 15 of the fixed ring gear 9 comes. Furthermore, in the other two areas, which are shown on the upper and lower sides in FIG. 2, the external toothing 14 of the flexible gear 6 is not in engagement with the internal toothing 15 of the ring gear 9.
  • FIG. 3 shows a cross section through the transmission 1 along the line III-III from FIG. 2.
  • the transmission 1 comprises the housing 10 which is closed by a housing cover 10.1.
  • the ring gear 9 is fastened in the housing 10.
  • the ring gear 9 is partially in engagement with the flexible gear 6, for which purpose the ring gear 9 has the internal toothing 15 and the flexible gear 6 has the external toothing 14.
  • the flexible gear 6 comprises the first tooth segments 7.1.
  • Each of the first tooth segments 7.1 comprises a recess 17.
  • One of the bolts 12 is arranged in each recess 17.
  • One of the sleeves 13 can be attached to each of the bolts 12, so that a sliding bearing is formed.
  • the recesses 17 are somewhat larger than the sleeves 13. In the illustrated case, the recesses 17 have an elliptical cross section.
  • the cross-section of the bolts 12 and the sleeves 13 is round.
  • the diameter of the recesses 17 is somewhat larger than the outer diameter of the sleeves 13.
  • the flexible gear wheel 6 rests on the deformable sleeve 5.
  • the deformable sleeve 5 is connected to the base body 3 via the rolling bodies 4.
  • the base body 3, the rolling bodies 4 and the deformable sleeve 5 form the wave generator 2.
  • the transmission 1 has a very short overall length L G and is therefore very short in relation to the diameter. Nevertheless, a high torsional stiffness is given.
  • a transmission as described above has a high reduction ratio.
  • the flexible gear 6 comprises first and second tooth segments 7.1, 7.2, the segments 8 are connected to each other via spring.
  • the flexible gear 6 comprises twelve tooth segments 7.1, 7.2. Every second of the tooth segments, that is to say the first tooth segments 7.1, have the recess 17.
  • the first tooth segments 7.1 are all configured identically to one another.
  • the two tooth segments 7.2 are arranged between the first tooth segments 7.1.
  • the second tooth segments 7.2 have no recess.
  • Adjacent tooth segments 7.1, 7.2 are connected to one another via the spring segments 8.
  • the spring segments 8 are designed as arcuate webs which extend along a circular line, the center of which lies on the central axis of the transmission 1 in this embodiment.
  • first tooth segments 7.1 and the second tooth segments 7.2 are described in more detail below:
  • Each first tooth segment 7.1 has a foot area 18 with which it comes into contact with the wave generator 2. Starting from the foot region 18 radially outward, there is a body region 19 in which the recess 17 is arranged.
  • the recess 17 thus has a closed contour lying in the interior of the tooth segment 7.1.
  • the bolt 12 or the sleeve 13 rolls on this contour.
  • This trunk area 19 is followed by a head area 20 in the radial direction.
  • the external toothing 14 is formed on the outwardly facing peripheral surface of the head region 20 of each first tooth segment 7.1.
  • the external toothing 14 extends over the entire outwardly facing peripheral surface of the first tooth segment 7.1. If the width of the first tooth segment 7.1 is now being considered in the circumferential direction U of the flexible gear 6, the first tooth segment 7.1 in the foot area 18 has a first width that tapers in the trunk area and increases again towards the outside so that the first tooth segment 7.1 have the greatest width on the outer circumference.
  • the second tooth segments 7.2 also have a foot region 21 which comes into contact with the wave generator 2. This foot area 21 is also connected to the second tooth Segments 7.2 in the radial direction outward a trunk area 22, which merges into a head area 23 rich.
  • the second tooth segments 7.2 have no recess. Instead, the second tooth segments 7.2 are strongly constricted in the trunk area 22 and thus have a waist 24.
  • the external toothing 14 is also formed on the outwardly facing peripheral surface of the head regions 23 of the second tooth segments 7.2.
  • Each of the tooth segments 7.1, 7.2 is connected via spring segments 8 with the adjacent tooth segments 7.2, 7.1.
  • the spring segments 8 are Dodgebil det as arcuate webs that extend on a circular line in the circumferential direction of the flexible gear 6.
  • the spring segments 8 engage approximately at the level of the middle of the recess 17 on the first Zahnseg elements 7.1.
  • the connection between the spring segments 8 and the second Zahnseg elements 7.2 is at the level of the waist 24.
  • the flexible gear 6 is formed in one piece.
  • the second tooth segments 7.2 which do not have a recess, transmit the toothing forces via the spring elements 8 to the first tooth segments 7.1 with the recess 17. This allows the spring segments 8 to be made larger, which increases flexibility and you can use a smaller diameter of the gear 1 can still achieve sufficient elastic deformation.
  • the illustrated shape of the spring elements 8 ensures that, as far as possible, they have no elasticity in the tangential direction, but only in the radial direction.
  • Each of the spring segments 8 has a central plane MFS which contains the central central axis of the transmission 1 and divides the respective spring segment 8 into two areas of equal length. Since the spring segments 8 are formed by arcuate webs, this length corresponds to an arc length.
  • Each of the recesses 17 also has a central plane M A which contains the central central axis of the transmission 1 and divides the respective recess 17 into two equally large areas.
  • the spring segments 8 between the toothed segments 7.1, 7.2 are designed asymmetrically in such a way that the center plane MFS of each spring segment 8 is at a different distance from the two adjacent center planes MA of the recesses 17.
  • FIG. 5 the detail V from FIG. 4 is shown enlarged.
  • a first tooth segment 7.1 and a second tooth segment 7.2 are shown.
  • the first tooth segment 7.1 has a foot region 18, a trunk region 19 and a head region 20.
  • the recess 17 lies in the trunk area 19 of the first tooth segment 7.1.
  • the external toothing 14 is formed in the head region 20.
  • the second tooth segment 7.2 also has a foot region 21, a trunk region 22 which has a waist 24 and a head region 23.
  • both the foot area 21 of the second tooth segments 7.2 and the foot area 18 of the first tooth segments 7.1 have a concave recess so that each of the tooth segments 7.1, 7.2 is supported on the wave generator 2 with two support points. This improves the alignment of the tooth segments 7.1, 7.2 normal to the outer contour of the wave generator 2.
  • This concave depression has an opening angle ⁇ of approximately 170 °.
  • the spring segments 8 engage approximately at the level of the recesses 17 on the first Zahnseg elements 7.1. In the area where the spring segments 8 merge into the first toothed segments 7.1, the spring segments 8 have an undercut 25. This undercut 25 can increase the flexibility of the flexible gear 6 in the transition area from the spring segments 8 to the first toothed segments 7.1.
  • the spring segments 8 engage the second toothed segments 7.2 at the level of the waist 24. Since the second tooth segments 7.2 have a very small width in this area, there is sufficient flexibility there.
  • the tooth segments 7.1, 7.2 lying next to one another are spaced apart from one another both in the head area and in the foot area.
  • the first tooth segments 7.1 can have a different number of teeth than the second tooth segments 7.2.
  • the number of teeth of the flexible gear 6 is therefore not an integral multiple of the number of tooth segments 7.1, 7.2.
  • the number of tooth segments 7.1, 7.2 is not determined by the number of teeth of the entire flexible gear 6.
  • the number and / or the arrangement of the teeth on the tooth segments 7.1, 7.2 is not necessarily uniform. So that each tooth on the tooth segments 7.1, 7.2 has the same shape, the geometry of the wave generator 2, i.e.
  • the elliptical cross-sectional shape with two opposing cams can be selected so that a constant radius R extends over in the area of the upper high point (elevation) extends an angle a within which the tooth engagement takes place.
  • the angle ⁇ is 72 °.
  • FIGS. 6-8 This means that all result within this section, i.e. the win- kels a, located tooth segments 7.1, 7.2 an imaginary gear with the radius R, wel Ches rotates around an axis Ms.
  • This axis Ms is at a certain distance e from the central center axis M of the transmission 1.
  • the distance e here has a length ratio of less than 10% to the radius of the ring gear.
  • the only boundary condition is that the stand of the two outer teeth, which are located on adjacent gear elements 7.1, 7.2, is an integral multiple of the tooth width S within this range.
  • the tooth width S is defined here as twice the distance between two adjacent teeth of the external toothing 14. This is shown in FIG.
  • the advantage of the gear unit according to the invention with a high reduction ratio is that the length of the gear unit is very short and the torsional rigidity is high.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The present invention relates to a transmission having a ring gear, in which there is arranged a flexible gearwheel, wherein the flexible gearwheel is connected to a wave generator and the wave generator deforms the flexible gearwheel so that said gearwheel is engaged in some regions with the ring gear, and wherein the flexible gearwheel comprises at least two tooth segments which are connected to one another by means of spring segments and at least one of the tooth segments has a recess in which there is arranged a pin element. The problem addressed by the present invention is that of providing a transmission that, even in the case of smaller transmission diameters in particular, allows a sufficient elastic deformation of the flexible gearwheel and has a very short overall length and yet a high torsional rigidity. To this end, it is provided in accordance with the invention that each of the spring segments has a middle plane that contains a central middle axis of the transmission and divides the corresponding spring segment into two regions of equal length, and each recess has a middle plane that includes the central middle axis of the transmission and divides the recess into two regions of equal size, and the middle plane of each spring segment is arranged at a different distance from the middle plane of the recess located on each side of the middle plane of the spring segment, adjacently to the spring segment.

Description

Hochuntersetzendes Getriebe High reduction gear
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem Hohlrad, in dem ein flexibles Zahnrad angeordnet ist, wobei das flexible Zahnrad mit einem Wavegenerator in Verbindung steht und der Wavegenerator das flexible Zahnrad verformt, so dass es bereichsweise mit dem Hohlrad in Eingriff steht und wobei das flexible Zahnrad mindestens zwei Zahnsegmente umfasst, die mittels Federsegmenten miteinander verbunden sind und mindestens eines der Zahnseg mente eine Ausnehmung aufweist, in welcher ein Zapfenelement angeordnet ist. The present invention relates to a transmission with a ring gear in which a flexible gear is arranged, wherein the flexible gear is connected to a wave generator and the wave generator deforms the flexible gear so that it is partially in engagement with the ring gear and the flexible Gear comprises at least two tooth segments which are connected to one another by means of spring segments and at least one of the Zahnseg elements has a recess in which a pin element is arranged.
Derartige Getriebe sind bereits bekannt und werden beispielsweise in der Robotertechnik ein gesetzt. Auch die Verwendung im Automobilbereich ist bekannt. So zeigt beispielsweise die WO 2016/165684 A2 ein Verstellgetriebe zum Verstellen zweier Bauteile mit einem Hohlrad, einem Mitnehmerrad, einem Wavegenerator und einem elastischen Stirnrad. Das elastische Stirnrad besteht aus mehreren identisch aufgebauten Zahnelementen. Jedes Zahnelement weist einen dem Hohlrad zugewandten Kopfbereich und einen dem Wavegenerator zuge wandten Fußbereich auf. Die Kopfbereiche der Zahnelemente sind mit einer Verzahnung ver sehen, die mit dem Hohlrad in Kontakt kommen kann. Zudem weist jedes Zahnelement in seinem Kopfsegment eine nach außen offene Ausnehmung auf, die die Verzahnung unter bricht und mit einem Mitnehmerbolzen eines Mitnehmerrads in Kontakt steht. Nebeneinander liegende Zahnelemente sind mittels elastischer Verbindungselemente miteinander verbunden. Der Wavegenerator ist im Wesentlichen elliptisch und bringt das elastische Stirnrad ebenfalls in eine elliptische Form, so dass zwei einander gegenüberliegende Bereiche des elastischen Stirnrads in Eingriff mit dem Hohlrad sind. Such transmissions are already known and are used, for example, in robotics. Use in the automotive sector is also known. For example, WO 2016/165684 A2 shows an adjusting gear for adjusting two components with a ring gear, a driver gear, a wave generator and an elastic spur gear. The elastic spur gear consists of several identically structured tooth elements. Each tooth element has a head area facing the ring gear and a foot area facing the wave generator. The head areas of the tooth elements are seen ver with teeth that can come into contact with the ring gear. In addition, each tooth element has an outwardly open recess in its head segment, which breaks the toothing and is in contact with a drive pin of a drive wheel. Tooth elements lying next to one another are connected to one another by means of elastic connecting elements. The wave generator is essentially elliptical and also brings the elastic spur gear into an elliptical shape, so that two opposing areas of the elastic spur gear are in engagement with the ring gear.
Ausgehend von diesem Stand der Technik soll nun ein oben beschriebenes Getriebe weiter verbessert werden, sodass insbesondere auch bei kleineren Durchmessern der Getriebe eine ausreichende elastische Verformung des flexiblen Zahnrads realisiert werden kann und ein sehr kurzes Getriebe mit hoher Torsionssteifigkeit bereitgestellt wird. On the basis of this prior art, an above-described transmission is now to be further improved so that sufficient elastic deformation of the flexible gear can be achieved, especially with smaller diameters of the transmission, and a very short transmission with high torsional rigidity is provided.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedes der Federsegmente eine Mittelebene auf weist, die eine zentrale Mittelachse des Getriebes beinhaltet und das jeweilige Federsegment in zwei Bereiche gleicher Länge unterteilt und jede Ausnehmung eine Mittelebene aufweist, die die zentrale Mittelachse des Getriebes beinhaltet und die Ausnehmung in zwei gleich große Bereiche unterteilt und die Mittelebene jedes Federsegments einen unterschiedlichen Abstand zu der auf jeder Seite der Mittelebene des Federsegments daneben liegenden Mittelebene der Ausnehmung aufweist. Ein derartiges Zahnrad kann sehr kurz gebaut werden und weist dennoch die erwünschte hohe Torsionssteifigkeit auf. Zudem eröffnet der erfindungsgemäße Aufbau des Getriebes die Mög lichkeit, die Flexibilität des flexiblen Zahnrads zu erhöhen, so dass insbesondere bei kleinen Durchmessern des Getriebes noch ausreichende elastische Verformungen des Zahnrads re alisiert werden können. For this purpose, it is provided according to the invention that each of the spring segments has a central plane which contains a central central axis of the transmission and divides the respective spring segment into two areas of equal length and each recess has a central plane which contains the central central axis of the transmission and the recess into two divided equally large areas and the central plane of each spring segment has a different distance from the central plane of the recess lying next to it on each side of the central plane of the spring segment. Such a gear can be made very short and still has the desired high torsional rigidity. In addition, the structure of the transmission according to the invention opens up the possibility of increasing the flexibility of the flexible gear, so that sufficient elastic deformations of the gear can still be achieved, especially with small diameters of the transmission.
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens eines der Zahnsegmente in radialer Richtung des flexiblen Zahnrads eine Taillierung aufweist und die Federsegmente im Bereich der Taillierung an dieses Zahnsegment angreifen. Dadurch können die Federsegmente größer bzw. länger gestaltet werden, wodurch die Flexibilität des Zahnrads nochmals gesteigert wird, was insbe sondere bei kleinen Getriebedurchmessern vorteilhaft ist. It can be provided that at least one of the tooth segments has a waist in the radial direction of the flexible gear and the spring segments act on this tooth segment in the region of the waist. As a result, the spring segments can be made larger or longer, which further increases the flexibility of the gear, which is particularly advantageous with small gear diameters.
Dabei sollten die Federelemente vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass sie Elastizität in radialer Richtung aufweisen und in T angentialrichtung steif sind. Somit wird eine Verformung des flexiblen Zahnrads nur in radialer Richtung zugelassen. In Tangentialrichtung können Kräfte ohne eine Verformung des flexiblen Zahnrads in tangentialer Richtung von einem Zahn segment auf das benachbarte Zahnsegment übertragen werden. Dadurch wird ein Getriebe spiel zwischen Getriebeeingang und -ausgang möglichst klein gehalten. The spring elements should advantageously be designed in such a way that they have elasticity in the radial direction and are rigid in the tangential direction. Deformation of the flexible gear is thus only permitted in the radial direction. In the tangential direction, forces can be transmitted from one tooth segment to the adjacent tooth segment in the tangential direction without deforming the flexible gear. As a result, a gear play between the gear input and output is kept as small as possible.
Eine besonders einfache Ausgestaltung des flexiblen Zahnrads kann dadurch ermöglicht wer den, dass die Federsegmente einstückig mit den Zahnsegmenten ausgebildet sind. A particularly simple configuration of the flexible gearwheel can be made possible by the fact that the spring segments are formed in one piece with the toothed segments.
Vorteilhafterweise sind die Federsegmente als Stege ausgebildet, die benachbarte Zahnseg mente miteinander verbinden. Diese Stege sind bevorzugt bogenförmig ausgebildet und ge währleisten die erwünschte Elastizität in radialer Richtung, wohingegen sie in Tangentialrich tung steif sind. Die Stege sind vorzugsweise mit Abstand zum Kopfbereich der Zahnsegmente, an denen diese in Eingriff mit dem Hohlrad kommen, und mit Abstand zu den Fußbereichen, an denen die Zahnsegmente in Kontakt mit dem Wavegenerator kommen, angeordnet. Die bogenförmigen Stege erstrecken sich bevorzugt entlang einer Kreislinie, deren Mittelpunkt im Bereich oder auf der zentralen Mittelachse des Getriebes liegt. Geradlinig ausgeführte Stege sind alternativ auch möglich. The spring segments are advantageously designed as webs that connect adjacent Zahnseg elements to one another. These webs are preferably arcuate and ge ensure the desired elasticity in the radial direction, whereas they are stiff in the tangential direction. The webs are preferably arranged at a distance from the head area of the tooth segments, where they come into engagement with the ring gear, and at a distance from the foot areas, where the tooth segments come into contact with the wave generator. The arcuate webs preferably extend along a circular line, the center of which lies in the area or on the central central axis of the gear. As an alternative, straight webs are also possible.
Um die Flexibilität weiter zu steigern, kann vorgesehen sein, dass das flexible Zahnrad min destens ein erstes Zahnsegment aufweist, das mit einer Aussparung versehen ist, und min destens ein zweites Zahnsegment, dass keine Ausnehmung aufweist. Vorzugsweise weisen die mit einer Taillierung versehenen Zahnsegmente keine Ausnehmung auf. Dadurch können die sich zwischen den Zahnsegmenten erstreckenden Federsegmente länger gestaltet wer den, und es wird eine gute Kombination aus Flexibilität und Festigkeit der Zahnsegmente er reicht. Die Verzahnungskraft des mindestens einen zweiten Zahnsegments wird über die Fe dersegmente auf das mindestens eine erste Zahnsegment übertragen. In order to increase the flexibility further, it can be provided that the flexible gear has at least one first tooth segment that is provided with a recess, and at least one second tooth segment that has no recess. The tooth segments provided with a waist preferably have no recess. This allows the spring segments extending between the toothed segments are designed to be longer, and a good combination of flexibility and strength of the toothed segments is achieved. The toothing force of the at least one second tooth segment is transmitted to the at least one first tooth segment via the spring segments.
In noch einer weiteren Ausführungsform greifen die Federsegmente auf Höhe der Ausneh mungen in dem mindestens einen ersten Zahnsegment an das mindestens eine erste Zahn segment an. Dadurch erfolgt eine gute Übertragung der Verzahnungskräfte des mindestens einen zweiten Zahnsegments auf das mindestens eine erste Zahnsegment. In yet another embodiment, the spring segments engage the at least one first tooth segment at the level of the recesses in the at least one first tooth segment. This results in a good transmission of the toothing forces of the at least one second tooth segment to the at least one first tooth segment.
Um eine ausreichende Flexibilität auch bei den mit einer Ausnehmung versehenen Zahnseg menten zu erreichen, die im Mittelbereich deutlich breiter sind als die mit der Taillierung ver sehenen Zahnsegmente, kann vorgesehen werden, dass die Federsegmente in dem Bereich, in dem sie mit dem mindestens einen ersten Zahnsegment in Kontakt stehen, einen Freistich aufweisen. In order to achieve sufficient flexibility in the toothed segments provided with a recess, which are significantly wider in the central area than the tooth segments provided with the waist, it can be provided that the spring segments are in the area in which they are connected to the at least one first Tooth segment are in contact, have an undercut.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Zahnsegmenten, insbesondere min destens vier Zahnsegmente vorgesehen sind. Bei einem flexiblen Zahnrad mit vier oder mehr Zahnsegmenten, die dementsprechend mit vier oder mehr Federsegmenten miteinander ver bunden sind, kann eine ausreichende Flexibilität des Zahnrads einfach gewährleistet werden.Furthermore, it can be provided that a plurality of tooth segments, in particular at least four tooth segments, are provided. In the case of a flexible gear with four or more tooth segments, which are accordingly connected to one another with four or more spring segments, sufficient flexibility of the gear can easily be ensured.
Ein guter Kompromiss zwischen Flexibilität des flexiblen Zahnrads und ausreichender Festig keit kann dadurch ermöglicht werden, dass die Hälfte der Zahnsegmente eine Ausnehmung aufweisen. Es sind also gleich viel erste und zweite Zahnsegmente vorhanden. Die zweiten Zahnsegmente, die keine Ausnehmung aufweisen, übertragen die Verzahnungskräfte über die Federsegmente auf die Zahnsegmente mit einer Ausnehmung. Dadurch können die flexiblen Verbindungen größer gestaltet werden, wodurch die Flexibilität des flexiblen Zahnrads gestei gert wird und man auch bei kleinem Durchmesser des Getriebes noch ausreichende elastische Verformungen sicherstellen kann. A good compromise between the flexibility of the flexible gear and sufficient strength can be made possible in that half of the tooth segments have a recess. So there are the same number of first and second tooth segments. The second tooth segments, which do not have a recess, transmit the toothing forces via the spring segments to the tooth segments with a recess. As a result, the flexible connections can be made larger, whereby the flexibility of the flexible gear is Gestei Gert and you can still ensure sufficient elastic deformations even with a small diameter of the gear.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung in den ersten Zahnsegmenten im Inneren des jeweiligen Zahnsegments angeordnet ist. Die Ausneh mung in diesen Zahnsegmenten weist daher eine geschlossene Umfangskontur auf, an der das Zapfenelement abrollt. Dadurch ist der Kontakt zwischen dem Zapfenelement und der Ausnehmung in den entsprechenden Zahnsegmenten nie unterbrochen, wodurch die Laufruhe des Getriebes gesteigert wird. Die Ausnehmungen sind vorteilhafterweise im Wesentlichen elliptisch ausgeführt. Ferner können die Zahnsegmente dann in einem dem Hohlrad zuge wandten Kopfbereich eine durchgehende Verzahnung aufweisen. In yet another embodiment it can be provided that the recess in the first tooth segments is arranged in the interior of the respective tooth segment. The recess in these tooth segments therefore has a closed peripheral contour on which the pin element rolls. As a result, the contact between the pin element and the recess in the corresponding tooth segments is never interrupted, which increases the smoothness of the transmission. The recesses are advantageously substantially executed elliptically. Furthermore, the tooth segments can then have a continuous toothing in a head region facing the ring gear.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform kann sich jedes der Zahnsegmente in zwei Auf lagepunkten auf dem Wavegenerator abstützen. Ein dem Wavegenerator zugewandter Fuß bereich ist dann konkav ausgebildet, sodass er nur an zwei Punkten mit dem Wavegenerator in Kontakt kommt. Der Winkel zwischen den beiden Auflagepunkten beträgt vorzugsweise etwa 170°. Die Ausrichtung der Zahnsegmente normal zur Außenkontur des Wavegenerators kann dadurch verbessert werden. According to yet another embodiment, each of the tooth segments can be supported in two support points on the wave generator. A base area facing the wave generator is then concave so that it only comes into contact with the wave generator at two points. The angle between the two support points is preferably approximately 170 °. The alignment of the tooth segments normal to the outer contour of the wave generator can be improved.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Wavegenerator mindestens einen Nocken aufweist, der mit dem flexiblen Zahnrad in Kontakt steht und der Nocken derart ausgebildet ist, dass die Zahnsegmente in dem Bereich, in dem sie mit dem Hohlrad in Eingriff stehen, derart verformt werden, dass sie einen Abschnitt eines imaginären Zahnrades mit ei nem konstanten Radius bilden, das sich um eine Achse dreht, die in einem festgelegten Ab stand zur zentralen Mittelachse des Getriebes angeordnet ist. Der Abschnitt des imaginären Zahnrads mit einem konstanten Radius umfasst einen Winkelbereich von vorzugsweise 45°- 100° bzw. 55°-85° und insbesondere 60°-80°. Der konstante Radius des imaginären Zahnrads weist ein Längenverhältnis zum Radius des Hohlrads von vorzugsweise 75-99%, bzw. 82-97% und insbesondere 85-95% auf. Dadurch kann die Anzahl der Zahnsegmente unabhängig von der Zähnezahl des gesamten flexiblen Zahnrads sein. Die Zähnezahl des Zahnrades ist also kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Zahnsegmente. Dadurch muss die Anordnung der Zähne auf den Zahnsegmenten nicht zwingend einheitlich sein. Durch die oben beschrie bene Ausgestaltung des Wavegenerators wird sichergestellt, dass jeder Zahn auf den Zahn segmenten die gleiche Form hat. Die einzige Randbedingung dabei ist, dass der Abstand der beiden äußeren Zähne, welche auf benachbarten Zahnsegmenten liegen, innerhalb dieses Bereichs ein ganzzahliges Vielfaches der Zahnweite S ist. Mit Zahnweite S ist dabei der dop pelte Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen gemeint. Vorzugsweise weist der Wave generator zwei entsprechende Nocken auf, die derart am Umfang des Wavegenerators ange ordnet sind, dass der Wavegenerator in dem Bereich, in dem das flexible Zahnrad mit dem Hohlrad in Kontakt kommt, einen Abschnitt mit konstantem Radius aufweist. Der Abschnitt mit konstantem Radius umfasst einen Winkelbereich von vorzugsweise 45°-100°, bzw. 55°-85° und insbesondere 60°-80°. Alternativ kann der Wavegenerator in dem Bereich, in dem das flexible Zahnrad mit dem Hohlrad in Kontakt kommt, auch einen elliptischen Abschnittsverlauf aufweisen. Bei den erwähnten Ausführungen können die Zähne des flexiblen Zahnrads vor- zugsweise entsprechend angepasst sein und können zumindest zwei unterschiedliche Zahn formen aufweisen. Es sind auch Ausführungen des Wavegenerators mit beispielsweise drei, vier oder mehr Nocken möglich. Die Nocken sind dabei vorzugsweise symmetrisch um den Umfang des Wavegenerators angeordnet. In yet another embodiment it is provided that the wave generator has at least one cam which is in contact with the flexible gear and the cam is designed such that the tooth segments are deformed in the area in which they are in engagement with the ring gear be that they form a portion of an imaginary gear with egg nem constant radius that rotates about an axis that was at a specified distance from the central axis of the transmission is arranged. The section of the imaginary gear with a constant radius comprises an angular range of preferably 45 ° -100 ° or 55 ° -85 ° and in particular 60 ° -80 °. The constant radius of the imaginary gear has an aspect ratio to the radius of the ring gear of preferably 75-99%, or 82-97% and in particular 85-95%. As a result, the number of tooth segments can be independent of the number of teeth of the entire flexible gear. The number of teeth on the gear is therefore not an integral multiple of the number of tooth segments. As a result, the arrangement of the teeth on the tooth segments does not necessarily have to be uniform. The design of the wave generator described above ensures that each tooth on the tooth segments has the same shape. The only boundary condition here is that the distance between the two outer teeth, which are on adjacent tooth segments, is an integral multiple of the tooth width S within this range. With tooth width S, the double distance between two adjacent teeth is meant. The wave generator preferably has two corresponding cams which are arranged on the circumference of the wave generator in such a way that the wave generator has a section with a constant radius in the area where the flexible gear comes into contact with the ring gear. The section with a constant radius comprises an angular range of preferably 45 ° -100 °, or 55 ° -85 ° and in particular 60 ° -80 °. Alternatively, the wave generator can also have an elliptical section shape in the area in which the flexible gear comes into contact with the ring gear. In the designs mentioned, the teeth of the flexible gear can be preferably be adapted accordingly and can have at least two different tooth shapes. Designs of the wave generator with, for example, three, four or more cams are also possible. The cams are preferably arranged symmetrically around the circumference of the wave generator.
In einer einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Zapfenelemente als Bolzen ausgebildet sind, die mit einer Abtriebswelle verbunden sind. Dadurch wird die Bewegung des flexiblen Zahnrads über die Bolzen auf eine gleichförmige Drehbewegung des Abtriebs über tragen. In a simple embodiment it can be provided that the pin elements are designed as bolts that are connected to an output shaft. As a result, the movement of the flexible gear via the bolts is transferred to a uniform rotary movement of the output.
Vorzugsweise ist dabei auf jedem Bolzen eine Hülse angeordnet, sodass ein Gleitlager mit den damit verbundenen Vorteilen ausgebildet wird. Alternativ können auf jedem Bolzen auch eine elastische Hülse oder elastische O-Ringe angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsvari ante können die zugehörigen Ausnehmungen alternativ mit einem runden Querschnitt ausge führt werden. A sleeve is preferably arranged on each bolt, so that a sliding bearing with the associated advantages is formed. Alternatively, an elastic sleeve or elastic O-rings can be arranged on each bolt. In this variant, the associated recesses can alternatively be made with a round cross section.
In einer alternativen Ausführung sind die Zapfenelemente feststehend und das Hohlrad dreh bar ausgeführt. Hierbei wird das Hohlrad durch den Eingriff des flexiblen Zahnrads angetrieben und dient dementsprechend in dieser Ausführungsvariante als Abtriebselement. In an alternative embodiment, the pin elements are fixed and the ring gear is designed to be rotatable. Here, the ring gear is driven by the engagement of the flexible gear and accordingly serves as an output element in this embodiment variant.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher beschrieben. Es zeigen: The invention is described in more detail below with reference to figures. Show it:
Fig. 1 : perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Getriebes, 1: a perspective view of a transmission according to the invention,
Fig. 2: Vorderansicht des Getriebes aus Fig. 1 , Fig. 2: Front view of the transmission from Fig. 1,
Fig. 3: Querschnitt durch das Getriebe aus Fig. 2 entlang der Linie lll-lll, Fig. 3: Cross section through the transmission from Fig. 2 along the line III-III,
Fig. 4: flexibles Zahnrad aus dem Getriebe aus Fig. 1, Fig. 4: flexible gear from the transmission from Fig. 1,
Fig. 5: Detail des flexiblen Zahnrads aus Fig. 4, Fig. 5: Detail of the flexible gear from Fig. 4,
Fig. 6: Darstellung des Eingriffsbereichs zwischen dem flexiblen Zahnrad und dem Hohlrad des Getriebes aus Fig. 1, Fig. 6: Representation of the area of engagement between the flexible gear and the ring gear of the transmission from Fig. 1,
Fig. 7: vereinfachte Darstellung des in Fig. 6 gezeigten Eingriffsbereichs zwischen dem flexib len Zahnrad und dem Hohlrad, und Fig. 7: simplified representation of the engagement area shown in Fig. 6 between the flexible len gear and the ring gear, and
Fig. 8: vergrößerte Darstellung des Eingriffsbereichs zwischen dem flexiblen Zahnrad und dem Hohlrad. Für die folgenden Ausführungen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeich net sind. Sofern in einer Figur Bezugszeichen enthalten sind, auf die in der zugehörigen Figu renbeschreibung nicht näher eingegangen wird, so wird auf vorhergehende oder nachfolgende Figurenbeschreibungen Bezug genommen. 8: an enlarged illustration of the area of engagement between the flexible gear and the ring gear. For the following statements, the same parts are denoted by the same reference symbols. If a figure contains reference symbols that are not discussed in more detail in the associated description of the figures, reference is made to the previous or subsequent figure descriptions.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes 1 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Getriebe 1 umfasst ein Gehäuse 10, in dem ein Wavegenerator 2, ein flexibles Zahnrad 6, ein feststehendes Hohlrad 9 und ein Zapfenelement 11 angeordnet sind. Der Deckel des Gehäuses 10 ist abgenommen, um einen Einblick in das Innere des Getriebes zu gewähren. Das Getriebe 1 ist im Wesentlichen scheibenförmig mit einer zentralen Mittelachse M. In Fig. 1, an embodiment of a transmission 1 of the present invention is shown. The transmission 1 comprises a housing 10 in which a wave generator 2, a flexible gear 6, a stationary ring gear 9 and a pin element 11 are arranged. The cover of the housing 10 is removed to allow a view into the interior of the transmission. The transmission 1 is essentially disk-shaped with a central central axis M.
Der Wavegenerator 2 umfasst einen Grundkörper 3, welcher näherungsweise einen ellipti schen Querschnitt aufweist. Durch den näherungsweise elliptischen Querschnitt weist der Grundkörper 3 zwei Abschnitte mit Erhebungen auf. Die Erhebungen am Grundkörper 3 er zeugen Nocken an dem Wavegenerator 2. Durch die Nocken wird das flexible Zahnrad 6 mit dem Hohlrad 9 in Kontakt gebracht. Dabei kann der Grundkörper 3 einen Abschnitt mit kon stantem Radius aufweisen, wobei der Mittelpunkt Ms dieses konstanten Radius um den Ab stand e vom der zentralen Mittelachse M versetzt ist. Auf dem Grundkörper 3 sind Wälzkörper 4 angeordnet, die von einer verformbaren Hülse 5 umgeben sind. Auf dem Wavegenerator 2 ist das flexible Zahnrad 6 angeordnet. Das flexible Zahnrad 6 ist daher über die verformbare Hülse 5 und die Wälzkörper 4 mit dem Grundkörper 3 in Kontakt. The wave generator 2 comprises a base body 3 which has an approximately elliptical cross section. Due to the approximately elliptical cross section, the base body 3 has two sections with elevations. The elevations on the base body 3 generate cams on the wave generator 2. The flexible gear 6 is brought into contact with the ring gear 9 by the cams. The base body 3 can have a section with a constant radius, the center point Ms of this constant radius being offset from the central axis M by the distance e. Rolling bodies 4, which are surrounded by a deformable sleeve 5, are arranged on the base body 3. The flexible gear 6 is arranged on the wave generator 2. The flexible gear 6 is therefore in contact with the base body 3 via the deformable sleeve 5 and the rolling elements 4.
Das flexible Zahnrad 6 umfasst mehrere Zahnsegmente 7.1 , 7.2, die mittels flexibler Feder segmente 8 miteinander verbunden sind. Das flexible Zahnrad 6 ist mit einer Außenverzah nung 14 versehen, die mit einer Innenverzahnung 15 des feststehenden Hohlrads 9 in Eingriff bringbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das flexible Zahnrad 6 zwölf Zahn segmenten 7.1 , 7.2, die in sechs erste Zahnsegmente 7.1 und sechs zweite Zahnsegmente 7.2 unterteilt sind. Die ersten Zahnsegmente 7.1 weisen je eine Ausnehmung 17 auf, die im Inneren des jeweiligen ersten Zahnsegments 7.1 als durchgehende Öffnung ausgebildet ist. In jeder Ausnehmung 17 ist jeweils ein Bolzen 12 des Zapfenelements 11 aufgenommen. Je der Bolzen 12 ist von einer Hülse 13 umgeben, sodass ein Gleitlager ausgebildet wird. Die elliptische Form des Grundkörpers 3 des Wavegenerator 2 wird über die Wälzkörper 4 und die verformbare Hülse 5 auf das flexible Zahnrad 6 übertragen. Dadurch steht die Außenverzah nung 14 des flexiblen Zahnrads 6 an zwei einander gegenüberliegenden Punkten mit der In nenverzahnung 15 des Hohlrads 9 in Eingriff. Der Wavegenerator 2 ist vorzugsweise mit einer Antriebswelle verbunden. Eine Drehung der Antriebswelle führt dazu, dass sich der Wavegenerator 2 dreht. Diese Drehbewegung wird auf das flexible Zahnrad 6 übertragen. Die Außenverzahnung 14 des flexiblen Zahnrads 6 läuft daher an der Innenverzahnung 15 des Hohlrads 9 ab. Die zwischen den Zahnsegmenten 7.1, 7.2 angeordneten Federsegmente 8 ermöglichen die flexible bzw. elastische Verformung des flexiblen Zahnrads 6. Die Bewegung des flexiblen Zahnrads 6 wird über die Bolzen 12 auf eine gleichförmige Drehbewegung des Abtriebs übertragen. The flexible gear 6 comprises a plurality of tooth segments 7.1, 7.2, which segments 8 are connected to one another by means of flexible spring. The flexible gear 6 is provided with an external toothing 14 which can be brought into engagement with an internal toothing 15 of the fixed ring gear 9. In the illustrated embodiment, the flexible gear 6 comprises twelve tooth segments 7.1, 7.2, which are divided into six first tooth segments 7.1 and six second tooth segments 7.2. The first tooth segments 7.1 each have a recess 17 which is designed as a continuous opening in the interior of the respective first tooth segment 7.1. A bolt 12 of the pin element 11 is received in each recess 17. Each bolt 12 is surrounded by a sleeve 13 so that a sliding bearing is formed. The elliptical shape of the base body 3 of the wave generator 2 is transferred to the flexible gearwheel 6 via the rolling elements 4 and the deformable sleeve 5. As a result, the external toothing 14 of the flexible gear 6 is at two opposite points with the internal toothing 15 of the ring gear 9 in engagement. The wave generator 2 is preferably connected to a drive shaft. A rotation of the drive shaft causes the wave generator 2 to rotate. This rotary movement is transmitted to the flexible gear 6. The external toothing 14 of the flexible gear 6 therefore runs off the internal toothing 15 of the ring gear 9. The spring segments 8 arranged between the toothed segments 7.1, 7.2 enable the flexible or elastic deformation of the flexible gear 6. The movement of the flexible gear 6 is transmitted via the bolts 12 to a uniform rotary movement of the output.
In Fig. 2 ist das Getriebe 1 aus Fig. 1 in einer Vorderansicht dargestellt. Hier ist die elliptische Querschnittsform des Wavegenerators 2, bzw. des Grundkörpers 3 des Wavegenerator 2, gut zu erkennen. Der Mittelpunkt der Ellipse liegt immer auf der zentralen Mittelachse M des Ge triebes 1. Im dargestellten Fall ist die Hauptachse 16 des elliptischen Grundkörpers 3 genau horizontal ausgerichtet. Durch die elliptische Form des Wavegenerators 2 wird das flexible Zahnrads 6 in zwei Bereichen, im in Fig. 2 dargestellten Fall jeweils auf der rechten und der linken Seite des Getriebes 1 , derart verformt, dass die Außenverzahnung 14 des flexiblen Zahnrads 6 in Eingriff mit der Innenverzahnung 15 des feststehenden Hohlrads 9 kommt. Fer ner ist in den anderen beiden Bereichen, welche in der Figur 2 auf der oberen und unteren Seite dargestellt sind, die Außenverzahnung 14 des flexiblen Zahnrads 6 nicht in Eingriff mit der Innenverzahnung 15 des Hohlrads 9. In FIG. 2, the transmission 1 from FIG. 1 is shown in a front view. The elliptical cross-sectional shape of the wave generator 2 or of the base body 3 of the wave generator 2 can be clearly seen here. The center of the ellipse is always on the central axis M of the transmission 1. In the case shown, the main axis 16 of the elliptical base body 3 is aligned exactly horizontally. Due to the elliptical shape of the wave generator 2, the flexible gear 6 is deformed in two areas, in the case shown in FIG. 2 on the right and left side of the transmission 1, in such a way that the external toothing 14 of the flexible gear 6 engages with the Internal toothing 15 of the fixed ring gear 9 comes. Furthermore, in the other two areas, which are shown on the upper and lower sides in FIG. 2, the external toothing 14 of the flexible gear 6 is not in engagement with the internal toothing 15 of the ring gear 9.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das Getriebe 1 entlang der Linie lll-lll aus Fig. 2. Das Getriebe 1 umfasst das Gehäuse 10, das von einem Gehäusedeckel 10.1 verschlossen ist. In dem Gehäuse 10 ist das Hohlrad 9 befestigt. Das Hohlrad 9 steht bereichsweise mit dem flexiblen Zahnrad 6 in Eingriff, wozu das Hohlrad 9 die Innenverzahnung 15 und das flexible Zahnrad 6 die Außenverzahnung 14 aufweist. Das flexible Zahnrad 6 umfasst die ersten Zahn segmente 7.1. Jedes der ersten Zahnsegmente 7.1 umfasst eine Ausnehmung 17. In jeder Ausnehmung 17 ist einer der Bolzen 12 angeordnet. Auf jedem der Bolzen 12 kann eine der Hülsen 13 angebracht sein, sodass ein Gleitlager ausgebildet wird. Die Ausnehmungen 17 sind etwas größer als die Hülsen 13. Im dargestellten Fall weisen die Ausnehmungen 17 einen elliptischen Querschnitt auf. Der Querschnitt der Bolzen 12 und der Hülsen 13 ist rund. Der Durchmesser der Ausnehmungen 17 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Hülsen 13. Das flexible Zahnrad 6 sitzt auf der verformbaren Hülse 5 auf. Die verformbare Hülse 5 steht über die Wälzkörper 4 mit dem Grundkörper 3 in Verbindung. Der Grundkörper 3, die Wälzkörper 4 und die verformbare Hülse 5 bilden den Wavegenerator 2 aus. Wie in Fig. 3 deutlich zu sehen, weist das Getriebe 1 eine sehr kurze Gesamtlänge LG auf und ist somit sehr kurz im Verhältnis zum Durchmesser. Dennoch ist eine hohe Torsionssteifigkeit gegeben. Ein wie oben beschriebenes Getriebe weist eine hohe Untersetzung auf. FIG. 3 shows a cross section through the transmission 1 along the line III-III from FIG. 2. The transmission 1 comprises the housing 10 which is closed by a housing cover 10.1. The ring gear 9 is fastened in the housing 10. The ring gear 9 is partially in engagement with the flexible gear 6, for which purpose the ring gear 9 has the internal toothing 15 and the flexible gear 6 has the external toothing 14. The flexible gear 6 comprises the first tooth segments 7.1. Each of the first tooth segments 7.1 comprises a recess 17. One of the bolts 12 is arranged in each recess 17. One of the sleeves 13 can be attached to each of the bolts 12, so that a sliding bearing is formed. The recesses 17 are somewhat larger than the sleeves 13. In the illustrated case, the recesses 17 have an elliptical cross section. The cross-section of the bolts 12 and the sleeves 13 is round. The diameter of the recesses 17 is somewhat larger than the outer diameter of the sleeves 13. The flexible gear wheel 6 rests on the deformable sleeve 5. The deformable sleeve 5 is connected to the base body 3 via the rolling bodies 4. The base body 3, the rolling bodies 4 and the deformable sleeve 5 form the wave generator 2. As can be clearly seen in FIG. 3, the transmission 1 has a very short overall length L G and is therefore very short in relation to the diameter. Nevertheless, a high torsional stiffness is given. A transmission as described above has a high reduction ratio.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel des flexiblen Zahnrads 6 dargestellt. Wie bereits beschrie ben, umfasst das flexible Zahnrad 6 erste und zweite Zahnsegmente 7.1 , 7.2, die über Feder segmente 8 miteinander verbunden sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das flexible Zahnrad 6 zwölf Zahnsegmente 7.1 , 7.2. Jedes zweite der Zahnsegmente, also die ersten Zahnsegmente 7.1, weisen die Ausnehmung 17 auf. Die ersten Zahnsegmente 7.1 sind alle identisch zueinander ausgestaltet. Zwischen den ersten Zahnsegmenten 7.1 sind die zwei ten Zahnsegmenten 7.2 angeordnet. Die zweiten Zahnsegmente 7.2 weisen keine Ausneh mung auf. Benachbarte Zahnsegmente 7.1, 7.2 sind über die Federsegmente 8 miteinander verbunden. Die Federsegmente 8 sind als bogenförmige Stege ausgebildet, die sich entlang einer Kreislinie erstrecken, deren Mittelpunkt in dieser Ausführung auf der zentralen Mittel achse des Getriebes 1 liegt. In Fig. 4 an embodiment of the flexible gear 6 is shown. As already described ben, the flexible gear 6 comprises first and second tooth segments 7.1, 7.2, the segments 8 are connected to each other via spring. In the illustrated embodiment, the flexible gear 6 comprises twelve tooth segments 7.1, 7.2. Every second of the tooth segments, that is to say the first tooth segments 7.1, have the recess 17. The first tooth segments 7.1 are all configured identically to one another. The two tooth segments 7.2 are arranged between the first tooth segments 7.1. The second tooth segments 7.2 have no recess. Adjacent tooth segments 7.1, 7.2 are connected to one another via the spring segments 8. The spring segments 8 are designed as arcuate webs which extend along a circular line, the center of which lies on the central axis of the transmission 1 in this embodiment.
Im Folgenden wird die Form der ersten Zahnsegmente 7.1 und der zweiten Zahnsegmente 7.2 genauer beschrieben: The shape of the first tooth segments 7.1 and the second tooth segments 7.2 is described in more detail below:
Jedes erste Zahnsegment 7.1 weist einen Fußbereich 18 auf, mit dem es mit dem Wavegene- rator 2 in Kontakt kommt. Ausgehend von dem Fußbereich 18 radial nach außen schließt sich ein Rumpfbereich 19 an, in dem die Ausnehmung 17 angeordnet ist. Die Ausnehmung 17 weist also eine im Inneren des Zahnsegments 7.1 liegende, geschlossene Kontur auf. Auf dieser Kontur rollt der Bolzen 12 bzw. die Hülse 13 ab. Dadurch ist der Kontakt der Bolzen 12 bzw. der Hülse 13 zur Ausnehmung 17 nie unterbrochen, wodurch die Laufruhe des Getriebes 1 gesteigert wird. An diesen Rumpfbereich 19 schließt sich in radialer Richtung ein Kopfbe reich 20 an. An der nach außen weisenden Umfangsfläche des Kopfbereichs 20 jedes ersten Zahnsegments 7.1 ist die Außenverzahnung 14 ausgebildet. Da die Ausnehmung 17 im Inne ren des ersten Zahnsegment 7.1 angeordnet ist, erstreckt sich die Außenverzahnung 14 über die gesamte nach außen weisende Umfangsfläche des ersten Zahnsegments 7.1. Wird nun die Breite des ersten Zahnsegments 7.1 in Umfangsrichtung U des flexiblen Zahnrads 6 be trachtet, so weist das erste Zahnsegment 7.1 im Fußbereich 18 eine erste Breite auf, die sich im Rumpfbereich verjüngt und nach außen hin wieder zunimmt, sodass das erste Zahnseg ment 7.1 am äußeren Umfang die größte Breite aufweisen. Each first tooth segment 7.1 has a foot area 18 with which it comes into contact with the wave generator 2. Starting from the foot region 18 radially outward, there is a body region 19 in which the recess 17 is arranged. The recess 17 thus has a closed contour lying in the interior of the tooth segment 7.1. The bolt 12 or the sleeve 13 rolls on this contour. As a result, the contact between the bolts 12 or the sleeve 13 and the recess 17 is never interrupted, which increases the smoothness of the transmission 1. This trunk area 19 is followed by a head area 20 in the radial direction. The external toothing 14 is formed on the outwardly facing peripheral surface of the head region 20 of each first tooth segment 7.1. Since the recess 17 is arranged in the Inne Ren of the first tooth segment 7.1, the external toothing 14 extends over the entire outwardly facing peripheral surface of the first tooth segment 7.1. If the width of the first tooth segment 7.1 is now being considered in the circumferential direction U of the flexible gear 6, the first tooth segment 7.1 in the foot area 18 has a first width that tapers in the trunk area and increases again towards the outside so that the first tooth segment 7.1 have the greatest width on the outer circumference.
Auch die zweiten Zahnsegmente 7.2 weisen einen Fußbereich 21 auf, der mit dem Wavege- nerator2 in Kontakt kommt. An diesen Fußbereich 21 schließt sich auch bei den zweiten Zahn- Segmenten 7.2 in radialer Richtung nach außen ein Rumpfbereich 22 an, der in einen Kopfbe reich 23 übergeht. Die zweiten Zahnsegmente 7.2 weisen keine Ausnehmung auf. Stattdessen sind die zweiten Zahnsegmente 7.2 im Rumpfbereich 22 stark eingeschnürt und weisen also eine Taillierung 24 auf. Auch an der nach außen weisenden Umfangsfläche der Kopfbereiche 23 der zweiten Zahnsegmente 7.2 ist die Außenverzahnung 14 ausgebildet. The second tooth segments 7.2 also have a foot region 21 which comes into contact with the wave generator 2. This foot area 21 is also connected to the second tooth Segments 7.2 in the radial direction outward a trunk area 22, which merges into a head area 23 rich. The second tooth segments 7.2 have no recess. Instead, the second tooth segments 7.2 are strongly constricted in the trunk area 22 and thus have a waist 24. The external toothing 14 is also formed on the outwardly facing peripheral surface of the head regions 23 of the second tooth segments 7.2.
Jedes der Zahnsegmente 7.1, 7.2 ist über Federsegmente 8 mit den danebenliegenden Zahn segmenten 7.2, 7.1 verbunden. Die Federsegmente 8 sind als bogenförmige Stege ausgebil det, die sich auf einer Kreislinie in Umfangsrichtung des flexiblen Zahnrads 6 erstrecken. Die Federsegmente 8 greifen etwa in Höhe der Mitte der Ausnehmung 17 an die ersten Zahnseg mente 7.1 an. Die Verbindung zwischen den Federsegmenten 8 und den zweiten Zahnseg menten 7.2 ist auf Höhe der Taillierung 24. Wie in Fig. 4 deutlich zu erkennen ist, ist das flexible Zahnrad 6 einstückig ausgebildet. Each of the tooth segments 7.1, 7.2 is connected via spring segments 8 with the adjacent tooth segments 7.2, 7.1. The spring segments 8 are ausgebil det as arcuate webs that extend on a circular line in the circumferential direction of the flexible gear 6. The spring segments 8 engage approximately at the level of the middle of the recess 17 on the first Zahnseg elements 7.1. The connection between the spring segments 8 and the second Zahnseg elements 7.2 is at the level of the waist 24. As can be clearly seen in Fig. 4, the flexible gear 6 is formed in one piece.
Die zweiten Zahnsegmente 7.2, die keine Ausnehmung aufweisen, übertragen die Verzah nungskräfte über die Federelemente 8 auf die ersten Zahnsegmente 7.1 mit der Ausnehmung 17. Dadurch können die Federsegmente 8 größer gestaltet werden, wodurch die Flexibilität gesteigert wird und man bei kleinerem Durchmesser des Getriebe 1 noch eine ausreichende elastische Verformung realisieren kann. Durch die dargestellte Form der Federelemente 8 ist sichergestellt, dass sie, soweit möglich, keine Elastizität in tangentialer Richtung aufweisen, sondern nur in radialer Richtung. The second tooth segments 7.2, which do not have a recess, transmit the toothing forces via the spring elements 8 to the first tooth segments 7.1 with the recess 17. This allows the spring segments 8 to be made larger, which increases flexibility and you can use a smaller diameter of the gear 1 can still achieve sufficient elastic deformation. The illustrated shape of the spring elements 8 ensures that, as far as possible, they have no elasticity in the tangential direction, but only in the radial direction.
Jedes der Federsegmente 8 weist eine Mittelebene MFS auf, die die zentrale Mittelachse des Getriebes 1 beinhaltet und das jeweilige Federsegment 8 in zwei Bereiche gleicher Länge unterteilt. Da die Federsegmente 8 durch kreisbogenförmige Stege ausgebildet sind, ent spricht diese Länge einer Bogenlänge. Auch jede der Ausnehmungen 17 weist eine Mittel ebene MA auf, die die zentrale Mittelachse des Getriebes 1 beinhaltet und die jeweilige Aus nehmung 17 in zwei gleich große Bereiche unterteilt. Die Federsegmente 8 zwischen den Zahnsegmenten 7.1, 7.2 sind asymmetrisch ausgebildet, in der Art, dass die Mittelebene MFS jedes Federsegments 8 einen unterschiedlichen Abstand zu den beiden jeweils danebenlie genden Mittelebenen MA der Ausnehmungen 17 aufweist. Die Mittelebene MFS jedes Feder segments 8 und die Mittelebene MA jeder Ausnehmung 17 schneiden sich in der zentralen Mittelachse M des Getriebes 1. Der Abstand der Mittelebene MFS jedes Federsegments zu den beiden jeweils danebenliegenden Mittelebenen MA lässt sich also durch Winkel ausdrücken, die unterschiedlich groß sind. In Fig. 5 ist das Detail V aus Fig. 4 vergrößert dargestellt. Es sind ein erstes Zahnsegment 7.1 und ein zweites Zahnsegment 7.2 dargestellt. Wie bereits beschrieben, weist das erste Zahn segment 7.1 einen Fußbereich 18, einen Rumpfbereich 19 und einen Kopfbereich 20 auf. Die Ausnehmung 17 liegt im Rumpfbereich 19 des ersten Zahnsegments 7.1. Im Kopfbereich 20 ist die Außenverzahnung 14 ausgebildet. Auch das zweite Zahnsegment 7.2 weist einen Fuß bereich 21, einen Rumpfbereich 22, der eine Taillierung 24 aufweist und einen Kopfbereich 23 auf. An der äußeren Umfangsfläche des Kopfbereichs 23 ist die Außenverzahnung 14 ausge bildet. Sowohl der Fußbereich 21 der zweiten Zahnsegmente 7.2 als auch der Fußbereich 18 der ersten Zahnsegmente 7.1 weisen eine konkave Vertiefung aus, sodass sich jedes der Zahnsegmente 7.1 , 7.2 mit zwei Auflagepunkten an dem Wavegenerator 2 abstützt. Dadurch wird die Ausrichtung der Zahnsegmente 7.1 , 7.2 normal zur Außenkontur des Wavegenerators 2 verbessert. Diese konkave Vertiefung weist einen Öffnungswinkel ß von etwa 170° auf.Each of the spring segments 8 has a central plane MFS which contains the central central axis of the transmission 1 and divides the respective spring segment 8 into two areas of equal length. Since the spring segments 8 are formed by arcuate webs, this length corresponds to an arc length. Each of the recesses 17 also has a central plane M A which contains the central central axis of the transmission 1 and divides the respective recess 17 into two equally large areas. The spring segments 8 between the toothed segments 7.1, 7.2 are designed asymmetrically in such a way that the center plane MFS of each spring segment 8 is at a different distance from the two adjacent center planes MA of the recesses 17. The central plane MFS of each spring segment 8 and the central plane M A of each recess 17 intersect in the central central axis M of the transmission 1. The distance between the central plane MFS of each spring segment and the two adjacent central planes M A can thus be expressed by angles that are different are great. In FIG. 5, the detail V from FIG. 4 is shown enlarged. A first tooth segment 7.1 and a second tooth segment 7.2 are shown. As already described, the first tooth segment 7.1 has a foot region 18, a trunk region 19 and a head region 20. The recess 17 lies in the trunk area 19 of the first tooth segment 7.1. The external toothing 14 is formed in the head region 20. The second tooth segment 7.2 also has a foot region 21, a trunk region 22 which has a waist 24 and a head region 23. On the outer peripheral surface of the head region 23, the external toothing 14 is formed. Both the foot area 21 of the second tooth segments 7.2 and the foot area 18 of the first tooth segments 7.1 have a concave recess so that each of the tooth segments 7.1, 7.2 is supported on the wave generator 2 with two support points. This improves the alignment of the tooth segments 7.1, 7.2 normal to the outer contour of the wave generator 2. This concave depression has an opening angle β of approximately 170 °.
Die Federsegmente 8 greifen etwa in Höhe der Ausnehmungen 17 an die ersten Zahnseg mente 7.1 an. In dem Bereich, an dem die Federsegmente 8 in die ersten Zahnsegmente 7.1 übergehen, weisen die Federsegmente 8 einen Freistich 25 auf. Durch diesen Freistich 25 kann die Flexibilität des flexiblen Zahnrads 6 im Übergangsbereich von den Federsegmenten 8 in die ersten Zahnsegmente 7.1 erhöht werden. The spring segments 8 engage approximately at the level of the recesses 17 on the first Zahnseg elements 7.1. In the area where the spring segments 8 merge into the first toothed segments 7.1, the spring segments 8 have an undercut 25. This undercut 25 can increase the flexibility of the flexible gear 6 in the transition area from the spring segments 8 to the first toothed segments 7.1.
An die zweiten Zahnsegmente 7.2 greifen die Federsegmente 8 auf Höhe der Taillierung 24 an. Da die zweiten Zahnsegmente 7.2 in diesem Bereich eine sehr geringe Breite aufweisen, ist dort ausreichende Flexibilität gegeben. Die nebeneinanderliegenden Zahnsegmente 7.1, 7.2 sind sowohl im Kopfbereich als auch im Fußbereich beabstandet zueinander. The spring segments 8 engage the second toothed segments 7.2 at the level of the waist 24. Since the second tooth segments 7.2 have a very small width in this area, there is sufficient flexibility there. The tooth segments 7.1, 7.2 lying next to one another are spaced apart from one another both in the head area and in the foot area.
Wie in Fig. 5 zu erkennen, können die ersten Zahnsegmente 7.1 eine andere Zähnezahl auf weisen als die zweiten Zahnsegmente 7.2. Die Zähnezahl des flexiblen Zahnrads 6 ist daher kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Zahnsegmente 7.1 , 7.2. Die Anzahl der Zahn segmente 7.1 , 7.2 ist also nicht festgelegt durch die Zähnezahl des gesamten flexiblen Zahn rads 6. Somit ist die Anzahl und/oder die Anordnung der Zähne auf den Zahnsegmenten 7.1 , 7.2 nicht zwingend einheitlich. Damit jeder Zahn auf den Zahnsegmenten 7.1 , 7.2 die gleiche Form hat, kann die Geometrie des Wavegenerators 2, also die elliptische Querschnittsform mit zwei einander gegenüberliegenden Nocken, so gewählt sein, dass sich im Bereich des oberen Hochpunkts (Erhebung) ein konstanter Radius R über einen Winkel a erstreckt, innerhalb dem der Zahneingriff erfolgt. Der Winkel a beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 72°. Dies ist in Fig. 6 bis 8 dargestellt. Dadurch ergeben alle sich innerhalb dieses Abschnitts, d.h. des Win- kels a, befindenden Zahnsegmente 7.1, 7.2 ein imaginäres Zahnrad mit dem Radius R, wel ches sich um eine Achse Ms dreht. Diese Achse Ms weist einen bestimmten Abstand e zur zentralen Mittelachse M des Getriebes 1 auf. Der Abstand e weist hier ein Längenverhältnis von kleiner 10% zum Radius des Hohlrads auf. Die einzige Randbedingung ist, dass der Ab stand der beiden äußeren Zähne, die auf benachbarten Getriebeelementen 7.1, 7.2 liegen, innerhalb dieses Bereichs ein ganzzahliges Vielfaches der Zahnweite S ist. Die Zahnweite S ist hier definiert als der doppelte Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Zähnen der Außenverzahnung 14. Dies ist in Fig. 8 dargestellt. As can be seen in FIG. 5, the first tooth segments 7.1 can have a different number of teeth than the second tooth segments 7.2. The number of teeth of the flexible gear 6 is therefore not an integral multiple of the number of tooth segments 7.1, 7.2. The number of tooth segments 7.1, 7.2 is not determined by the number of teeth of the entire flexible gear 6. Thus, the number and / or the arrangement of the teeth on the tooth segments 7.1, 7.2 is not necessarily uniform. So that each tooth on the tooth segments 7.1, 7.2 has the same shape, the geometry of the wave generator 2, i.e. the elliptical cross-sectional shape with two opposing cams, can be selected so that a constant radius R extends over in the area of the upper high point (elevation) extends an angle a within which the tooth engagement takes place. In this exemplary embodiment, the angle α is 72 °. This is illustrated in FIGS. 6-8. This means that all result within this section, i.e. the win- kels a, located tooth segments 7.1, 7.2 an imaginary gear with the radius R, wel Ches rotates around an axis Ms. This axis Ms is at a certain distance e from the central center axis M of the transmission 1. The distance e here has a length ratio of less than 10% to the radius of the ring gear. The only boundary condition is that the stand of the two outer teeth, which are located on adjacent gear elements 7.1, 7.2, is an integral multiple of the tooth width S within this range. The tooth width S is defined here as twice the distance between two adjacent teeth of the external toothing 14. This is shown in FIG.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes mit hoher Untersetzung liegt darin, dass die Länge des Getriebes sehr kurz und die Torsionssteifigkeit hoch ist. The advantage of the gear unit according to the invention with a high reduction ratio is that the length of the gear unit is very short and the torsional rigidity is high.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Getriebe 1 gear
2 Wavegenerator 2 wave generator
3 Grundkörper 3 basic bodies
4 Wälzkörper 4 rolling elements
5 verformbaren Hülse 5 deformable sleeve
6 flexibles Zahnrad 6 flexible gear
7.1 erstes Zahnsegment 7.1 first tooth segment
7.2 zweites Zahnsegment 7.2 second tooth segment
8 Federsegmente 8 spring segments
9 Hohlrad 9 ring gear
10 Gehäuse 10 housing
10.1 Gehäusedeckel 10.1 Housing cover
11 Zapfenelement 11 tenon element
12 Bolzen 12 bolts
13 Hülse 13 sleeve
14 Außenverzahnung 14 external teeth
15 Innenverzahnung 15 internal teeth
16 Hauptachse Grundkörper 16 main axis base body
17 Ausnehmung 17 recess
18 Fußbereich erstes Zahnsegment18 Foot area of first tooth segment
19 Rumpfbereich erstes Zahnsegment19 trunk area first tooth segment
20 Kopfbereich erstes Zahnsegment20 Head area first tooth segment
21 Fußbereich zweites Zahnsegment21 Foot area of the second tooth segment
22 Rumpfbereich zweites Zahnsegment22 trunk area second tooth segment
23 Kopfbereich zweites Zahnsegment23 Head area of the second tooth segment
24 Taillierung 25 Frei stich 24 sidecut 25 Free stitch
M zentrale Mittelachse GetriebeM central axis gearbox
LG Gesamtlänge Getriebe L G total length gear
U Umfangsrichtung U circumferential direction
MFS Mittelebene FedersegmentMFS center plane spring segment
MA Mittelebene AusnehmungM A center plane recess
Ms Achse imaginäres ZahnradMs axis imaginary gear
R Radius imaginäres Zahnrad e Abstand imaginäres Zahnrad a Winkel ß Öffnungswinkel R radius of imaginary gear wheel e distance imaginary gear wheel a angle ß opening angle
S Zahnweite S tooth width

Claims

Ansprüche Expectations
1. Getriebe (1) mit einem Hohlrad (9), in dem ein flexibles Zahnrad (6) angeordnet ist, wobei das flexible Zahnrad (6) mit einem Wavegenerator (2) in Verbindung steht und der Wavegenerator (2) das flexible Zahnrad (6) verformt, so dass es bereichsweise mit dem Hohlrad (9) in Eingriff steht und wobei das flexible Zahnrad (6) mindestens zwei Zahnsegmente (7.1, 7.2) umfasst, die mittels Federsegmenten (8) miteinander verbun den sind und mindestens eines der Zahnsegmente (7.1) eine Ausnehmung (17) auf weist, in welcher ein Zapfenelement (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Federsegmente (8) eine Mittelebene (MFS) aufweist, die eine zentrale Mittelachse (M) des Getriebes (1) beinhaltet und das jeweilige Federsegment (8) in zwei Bereiche gleicher Länge unterteilt und jede Ausnehmung (17) eine Mittelebene (MA) aufweist, die die zentrale Mittelachse (M) des Getriebes (1) beinhaltet und die Ausnehmung (17) in zwei gleich große Bereiche unterteilt und die Mittelebene (MFS) jedes Federsegments (8) einen unterschiedlichen Abstand zu der auf jeder Seite der Mittelebene (MFS) des Federsegments (8) daneben liegenden Mittelebene (MA) der Ausnehmung (17) aufweist. 1. Gear (1) with a ring gear (9) in which a flexible gear (6) is arranged, the flexible gear (6) being connected to a wave generator (2) and the wave generator (2) the flexible gear ( 6) deformed so that it is partially in engagement with the ring gear (9) and the flexible gear (6) comprises at least two tooth segments (7.1, 7.2) which are connected to one another by means of spring segments (8) and at least one of the tooth segments (7.1) has a recess (17) in which a pin element (11) is arranged, characterized in that each of the spring segments (8) has a central plane (MFS) which has a central central axis (M) of the gear (1) and the respective spring segment (8) is divided into two areas of equal length and each recess (17) has a central plane (MA) which contains the central axis (M) of the gear (1) and the recess (17) into two equally large Areas divided and the central plane (MFS) each spring segment (8) has a different distance from the central plane (MA) of the recess (17) lying next to it on each side of the central plane (MFS) of the spring segment (8).
2. Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Zahnsegmente (7.1, 7.2) in radialer Richtung des flexiblen Zahnrads (6) eine Taillie- rung (24) aufweist und die Federsegmente (8) im Bereich der Taillierung (24) an dieses Zahnsegment (7.2) angreifen. 2. Gear (1) according to claim 1, characterized in that at least one of the tooth segments (7.1, 7.2) has a waist (24) in the radial direction of the flexible gear (6) and the spring segments (8) in the region of the waist (24) attack this tooth segment (7.2).
3. Getriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federseg mente (8) derart ausgebildet sind, dass sie Elastizität in radialer Richtung aufweisen und in Tangentialrichtung steif sind. 3. Transmission (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the Federseg elements (8) are designed such that they have elasticity in the radial direction and are stiff in the tangential direction.
4. Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsegmente (8) einstückig mit den Zahnsegmenten (7.1, 7.2) ausgebildet sind.4. Transmission (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring segments (8) are formed in one piece with the toothed segments (7.1, 7.2).
5. Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsegmente (8) als Stege ausgebildet sind, die benachbarte Zahnsegmente (7.1, 7.2) miteinander verbinden. 5. Transmission (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring segments (8) are designed as webs which connect adjacent toothed segments (7.1, 7.2) to one another.
6. Getriebe (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Zahnrad (6) mindestens ein erstes Zahnsegment (7.1) aufweist, das mit einer Ausnehmung (17) versehen ist, und mindestens ein zwei tes Zahnsegment (7.2), dass keine Ausnehmung aufweist. 6. Transmission (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flexible gear (6) has at least one first tooth segment (7.1), which is provided with a recess (17), and at least one two tooth segment (7.2) that has no recess.
7. Getriebe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsegmente (8) auf Höhe der Ausnehmungen (17) in dem mindestens einen ersten Zahnsegment7. Transmission (1) according to claim 6, characterized in that the spring segments (8) at the level of the recesses (17) in the at least one first tooth segment
(7.1) an das mindestens eine erste Zahnsegment (7.1) angreifen. (7.1) attack the at least one first tooth segment (7.1).
8. Getriebe (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federseg mente (8) in dem Bereich, in dem sie mit dem mindestens einen ersten Zahnsegment8. Transmission (1) according to claim 6 or 7, characterized in that the Federseg elements (8) in the area in which they are with the at least one first tooth segment
(7.1) in Kontakt stehen, einen Freistich (25) aufweisen. (7.1) are in contact, have an undercut (25).
9. Getriebe (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Zahnsegmenten (7.1, 7.2), insbesondere min destens vier Zahnsegmente (7.1, 7.2), vorgesehen sind. 9. Transmission (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of tooth segments (7.1, 7.2), in particular at least four tooth segments (7.1, 7.2), are provided.
10. Getriebe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hälfte der Zahn segmente (7.1) eine Ausnehmung (17) aufweist. 10. Transmission (1) according to claim 9, characterized in that half of the tooth segments (7.1) have a recess (17).
11. Getriebe (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (17) in den ersten Zahnsegmenten (7.1) im In neren des jeweiligen Zahnsegments (7.1) angeordnet ist. 11. Transmission (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the recess (17) is arranged in the first tooth segments (7.1) in the neren of the respective tooth segment (7.1).
12. Getriebe (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich jedes Zahnsegment (7.1, 7.2) an zwei Auflagepunkten auf dem Wavegenerator (2) abstützt. 12. Transmission (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that each tooth segment (7.1, 7.2) is supported on two support points on the wave generator (2).
13. Getriebe (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wavegenerator (2) mindestens einen Nocken aufweist, der mit dem flexiblen Zahnrad (6) in Kontakt steht, und der Nocken derart ausgebildet ist, dass die Zahnsegmente (7.1, 7.2) in dem Bereich, in dem sie mit dem Hohlrad (9) in Eingriff stehen, derart verformt werden, dass sie einen Abschnitt eines imaginären Zahnrades mit einem konstanten Radius (R) bilden, das sich um eine Achse (Ms) dreht, die einen festgelegten Abstand (e) zur zentralen Mittelachse (M) des Getriebes auf weist. 13. Transmission (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wave generator (2) has at least one cam which is in contact with the flexible gear (6), and the cam is designed such that the tooth segments ( 7.1, 7.2) are deformed in the area in which they are in engagement with the ring gear (9) that they form a section of an imaginary gear with a constant radius (R) that rotates around an axis (Ms) , which has a fixed distance (e) to the central axis (M) of the transmission.
14. Getriebe (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfenelemente als Bolzen (12) ausgebildet sind, die mit ei ner Abtriebswelle verbunden sind. 14. Transmission (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pin elements are designed as bolts (12) which are connected to an output shaft.
15. Getriebe (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem Bolzen (12) eine Hülse (13) angeordnet ist. 15. Transmission (1) according to claim 14, characterized in that a sleeve (13) is arranged on each bolt (12).
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