KR20180088316A - 양의 전달비를 갖는 동축 기어 기구 - Google Patents

양의 전달비를 갖는 동축 기어 기구 Download PDF

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KR20180088316A
KR20180088316A KR1020180010084A KR20180010084A KR20180088316A KR 20180088316 A KR20180088316 A KR 20180088316A KR 1020180010084 A KR1020180010084 A KR 1020180010084A KR 20180010084 A KR20180010084 A KR 20180010084A KR 20180088316 A KR20180088316 A KR 20180088316A
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Abstract

기어 기구(1), 특히 동축 기어 기구는, 내측으로 지향된 톱니(5)를 갖는 내부 기어(3), 내부 기어에 대해 동축으로 배열되고, 그리고 톱니(5)와의 맞물림을 위한 다수의 치형부들(7)이 수용되는 치형부 캐리어 - 치형부들(7)은 치형부 캐리어(11)에 방사상으로 변위 가능하게 장착됨 -, 방사상으로 변위 가능하게 장착된 치형부들(7)을 방사상으로 구동하기 위한 프로파일링(22)을 갖는 구동 요소 - 프로파일링(22)은, 그의 둘레에 걸쳐, 적어도 2개의 상승부들을 가짐 - 을 갖고, 기어 기구는, 구동 요소를 통한 구동부와 치형부 캐리어(11)를 통한 출력부 사이에 양의 전달비가 있도록 구성된다.

Description

양의 전달비를 갖는 동축 기어 기구{COAXIAL GEAR MECHANISM WITH POSITIVE TRANSMISSION RATIO}
본 발명은, 기어 기구(gear mechanism), 및 기어 기구를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래 기술로부터, 치형부(tooth) 캐리어에 방사상으로(radially) 변위 가능하게(displaceably) 장착되는 치형부들을 포함하는 기어 기구들이 공지된다. 치형부들을 구동하기 위해, 윤곽부(profiling)를 갖는 구동 요소들, 예컨대, 캠 디스크들(cam disks)이 사용된다. 치형부들은 톱니(toothing)의 내부 치형부들 내에 맞물림되고, 이로써, 치형부들이 있는 치형부 캐리어와 톱니 사이에 상대 이동이 발생한다. 이러한 경우에, 톱니와 치형부들 사이의 상대 이동은, 윤곽부를 갖는 구동 요소의 이동보다 적어도 10배만큼 더 작다. 이러한 방식으로, 높은 전달비들(transmission ratios)을 달성하는 것이 가능하다; 그러한 기어 기구의 예는 DE 10 2007 011 175 A1에서 공개되어 있다.
이러한 기어 기구의 핵심은, 캠 디스크 상에의 치형부들의 장착 및 치형부 캐리어의 베어링 표면들 상에 작용하는 힘들이다. 변하지 않는 토크로 인한 힘들의 감소, 또는 변하지 않는 힘들을 갖는 기어 기구에 의해 전달되는 토크의 증가는, 예컨대, 기어 기구의 서비스 수명 또는 최대 전달 가능한 토크들을 증가시키기 위해, 바람직하다. 게다가, 변하지 않는 토크로 인한 더 낮은 힘들은, 일부 환경들 하에서, 감소된 마찰로 이어지고, 따라서, 기어 기구의 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 목적은, 종래 기술로부터 공지된 기어 기구들과 관련하여 개선된 기어 기구들을 명시하는 것이고, 여기서, 감소된 마찰 그리고 따라서 더 적은 열 생성, 또는 증가된 최대 허용가능한 토크 또는 내력들(internal forces)의 감소를 달성할 것으로 생각된다. 게다가, 본 발명의 목적은 상기 유형의 기어 기구를 제조하기 위한 방법을 명시하는 것이다.
본 목적은, 청구항 제1 항에 따른 기어 기구에 의해, 그리고 등위 청구항들에 따른 기어 기구를 제조하기 위한 방법에 의해 달성된다. 유리한 개량점들 및 실시예들은 종속항들 및 본 설명으로부터 나타난다.
본 발명의 일 양상은 기어 기구, 특히 동축(coaxial) 기어 기구에 관한 것으로, 이는, 내측으로 지향된 톱니를 갖는 내부 기어, 내부 기어에 대해 동축으로 배열되고, 그리고 톱니와의 맞물림을 위한 다수의 치형부들이 수용되는 치형부 캐리어 ― 치형부들은 치형부 캐리어에 방사상으로 변위 가능하게 장착됨 ―, 방사상으로 변위 가능하게 장착된 치형부들을 방사상으로 구동하기 위한 윤곽부를 갖는 구동 요소 ― 윤곽부는, 그의 둘레(circumference)에 걸쳐, 적어도 2개의 상승부들(elevations)을 가짐 ― 을 갖고, 기어 기구는, 구동 요소를 통한 구동(drive)과 치형부 캐리어를 통한 출력(output) 사이에 양의 전달비(positive transmission ratio)가 있도록 구성된다.
본 발명의 추가적인 양상은, 본원에서 설명되는 전형적인 실시예들 중 하나의 기어 기구를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들은 특히, 동축 기어 기구들에 관한 것이다. 축선 방향은 전형적으로, 기어 기구의 길이방향 축선을 지칭한다. 내부 기어의 톱니 내로의 치형부들의 맞물림은 전형적으로, 전형적인 실시예들에서 원형인, 톱니의 내부 치형부들 내로의 치형부들의 맞물림을 지칭한다.
전형적인 실시예들에서, 구동 요소는 캠 디스크를 포함하거나 캠 디스크에 의해 형성된다. 전형적으로, "캠 디스크"라는 표현은, 일반적으로, 대응하는 컴포넌트가 반드시 디스크와 유사할 필요는 없음을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 그보다는, 캠 디스크는 또한, 구동 샤프트의 일부일 수 있거나, 특히, 다수의 섹션들을 갖는 세장형(elongated) 형상을 가질 수 있다. 하나 또는 그 초과의 그러한 섹션들은 다양한(varying) 반경을 가질 수 있고, 이로써, 캠 디스크의 기능이 수행된다. 추가적인 섹션들은 다른 기능들을 가질 수 있고, 예컨대, 원통형일 수 있거나 그렇지 않으면, 예컨대, 토크 전달을 위한 에지들이 장착될 수 있다. 전형적으로, "캠 디스크"라는 표현은 주로, 상기 컴포넌트의 기능에 관한 것으로, 특히, 치형부들을, 예컨대, 구동 샤프트의 그리고 따라서 캠 디스크의 각 위치(angular position)에 따르는 방식으로, 방사상 방향으로 구동하거나 치형부들이 안내부들(guides)에서 뒤로 슬라이딩되는(slide back) 것을 허용하기 위해, 둘러싸는 윤곽부(encircling profiling)를 제공하는 것에 관한 것이다.
톱니는 전형적으로, 둘러싸는 톱니이다. 치형부들 또는 치형부들의 치형부 첨단들(tips)은 톱니의 내부 치형부들 내에 맞물림되고, 여기서, 치형부들은 전형적으로, 치형부 캐리어에 대해 선형으로 방사상으로 변위 가능할 수 있도록 장착된다. 여기서, "선형으로 방사상으로"는 일반적으로, 방사상 방향으로의 안내부가 제공된다는 것을 의미하고, 이 안내부는 치형부의 이동을 오직 방사상 방향으로만 허용한다. 전형적으로, 안내부에 의해, 치형부는 정확히 한 방향으로 선형으로 변위될 수 있다; 이는, 예컨대, 특정 길이 범위에 걸쳐 변위 방향으로 일정한 단면을 갖는 치형부에 의해 달성될 수 있고, 여기서, 치형부 캐리어는 유사하게, 일정한 단면을 갖는 치형부를 위한 개구를 갖는다. 일반적으로, 치형부들은, 각각의 경우에 정확히 한 방향으로, 전형적으로, 치형부의 길이방향 축선의 방향으로 변위 가능할 수 있도록, 치형부 캐리어에 장착된다. 게다가, 전형적인 실시예들에서, 기어 기구의 길이방향 축선을 중심으로 한, 치형부 캐리어에 대한 치형부들의 회전 자유도(rotational degree of freedom)가 차단된다(blocked). 이는, 예컨대, 치형부 캐리어에서 방사상 방향의 치형부들의 선형 안내부에 의해 실현될 수 있다. 이러한 방식에서, 치형부들은 기어 기구의 길이방향 축선을 중심으로 치형부 캐리어와 함께 회전하지만, 치형부 캐리어에 대해서 회전하지는 않는다.
본 발명에 따른 기어 기구의 전형적인 실시예들에서, 치형부들의 적어도 일부는 굴곡적으로 강성인(flexurally rigid) 설계로 이루어진다. 여기서, "굴곡적으로 강성"이라는 표현은 전형적으로, 치형부들의 재료의 강도 때문에, 치형부들의 굽힘(bending) 이동들이, 기어 기구의 기구학에서 그러한 이동들이 적어도 실질적으로 사소할만큼 매우 작다는 것으로 기술적으로 이해되어야 한다. 굴곡적으로 강성인 치형부들은 특히, 금속 합금, 특히, 강 또는 티타늄 합금, 니켈 합금 또는 다른 합금들로 제조되는 치형부들을 포함한다. 게다가, 특히, 이하의 부분들: 내부 기어 또는 기어휠 상의 톱니, 치형부 캐리어, 및 구동 요소 중 적어도 하나가 또한 유사하게 플라스틱으로 제조되는 기어 기구들의 경우에, 플라스틱으로 구성되는 굴곡적으로 강성인 치형부들이 제공되는 것이 또한 가능하다. 본 발명의 전형적인 실시예들에서, 치형부 캐리어 및 치형부들이 금속 합금으로 제조되거나, 부가적으로 톱니 또는 추가로 부가적인 구동 요소가 금속 합금으로 제조된다. 그러한 기어 기구들은, 기어 기구들이 매우 비틀림 강도가 강하고 그리고 높은 부하들(loads)을 수용할 수 있다는 장점을 제공한다. 적어도 부분적으로 플라스틱으로 구성되거나, 플라스틱으로 구성된 컴포넌트들을 포함하는 기어 기구들은, 기어 기구들이 낮은 중량을 가질 수 있다는 장점을 제공한다. "굴곡적으로 강성"이라는 표현은, 특히, 치형부들의 길이방향 축선에 대한 굴곡 강도(flexural stiffness)를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
전형적인 실시예들에서, 순서대로 캠 디스크 상에 놓이는 롤링(rolling) 베어링 어레인지먼트 상에 장착되는 피봇 세그먼트(pivot segment)가 치형부와 캠 디스크 사이에 배열된다. 유리한 실시예들은, 캠 디스크와 각각의 경우에 적어도 하나의 치형부 사이에 배열되는 피봇 세그먼트를 포함한다. 피봇 세그먼트는, 치형부가 캠 디스크의 표면에 대해 또는 피봇 세그먼트에 대해 기울어지는(tilt) 것을 허용한다. 전형적으로, 적어도 2개의 치형부들이 피봇 세그먼트 상에 장착된다. 추가적인 실시예들에서, 정확히 하나의 치형부, 예컨대, 둥근(round) 치형부 또는 평평한 치형부가, 각각의 경우에, 피봇 세그먼트들 중 하나 상에 장착된다. 평평한 치형부들은, 베어링 어레인지먼트에서 치형부들 자신의 축선을 중심으로 하는 회전에 대해 고정될 수 있다. 피봇 세그먼트 상에 장착된 다수의 치형부들은 전형적으로, 축선 방향으로 일 열(row)로 서로 인접하게 배열된다. 다수의 치형부들의 그러한 어레인지먼트들 또는 평평한 치형부들에 의해, 피봇 세그먼트들의 주행 매끄러움(running smoothness)이 증가될 수 있다.
본 발명의 전형적인 실시예들은 구동 요소로서 캠 디스크를 포함한다. 캠 디스크는 바람직하게, 비-원형 또는 비-타원형 아치(arcuate) 형상 또는 곡선(curve)을 갖는다. 비-원형 또는 비-타원형 아치 형상은, 예컨대, 상이한 전달비들을 설정하기 위해, 상이한 캠들이 사용될 수 있다는 장점을 제공한다. 본 출원의 맥락에서, 편심들(eccentrics)의 경우에, 이는 단지, 회전 축선이 원형 형상의 중심 축선에 대응하지 않는(그럼에도 불구하고 원형 형상이 존재하지만) 경우이기 때문에, 편심들은 전형적으로, 원형 또는 타원형 형상들에 해당한다(fall under). 전형적인 캠 디스크들은, 적어도 또는 정확히 2개의 상승부들을 포함하고, 상승부들은 전형적으로, 둘레에 걸쳐서 균일하게 분배되도록 배열된다. 상승부들은 또한, 최상부들(maxima)로서 지칭될 수 있다. 다수의 상승부들은 더 많은 치형부들이 톱니와 맞물림되게 한다.
전형적인 실시예들에서, 치형부 캐리어 또는 톱니는 원형 형태로 이루어진다. 이는, 치형부 캐리어 및 톱니에 대한 간단한 기하형상(geometry)의 장점을 제공한다. 전형적으로, 힘의 전달은, 톱니와 치형부 캐리어 사이에서, 기어 기구의 느린 측 상에서 일어난다. 이는, 힘 전달을 위한 경로가 매우 짧고, 이에 의해, 매우 높은 강도가 달성될 수 있다는 장점을 제공한다.
치형부들 및 톱니의 내부 치형부들은 전형적으로, 만곡된 측면들(curved flanks)을 갖는다. 전형적인 실시예들에서, 내부 치형부들 및 치형부들 각각은, 단면이, 각각의 경우에 만곡된 측면들을 갖는 피라미드 또는 절두형(truncated) 피라미드에 대응하는 치형부 첨단들을 갖는다. 로그 와선(logarithmic spiral)의 형태의 곡률의 하나의 가능한 실시예의 경우, DE 10 2007 011 175 A1을 참조한다. 만곡된 표면은, 맞물림된 측면들이, 단순히 선 또는 점 모양의 접촉이 아닌 면(areal) 접촉을 한다는 장점을 제공한다. 이러한 방식에서, 다수의 치형부들 간의 양호한 부하 분배, 및 톱니와 치형부들 간의 힘의 전달에서의 매우 높은 강도가 달성된다.
전형적인 실시예들은, 윤곽부와 치형부들 사이에, 피봇 세그먼트들 및 롤링 본체들을 갖는 베어링 어레인지먼트를 포함한다. 전형적으로, 적어도 2개의 상호 인접하게 배열된, 특히, 축선 방향으로 평행하게 또는 오프셋되어(offset) 위치되는 치형부들이 피봇 세그먼트마다 제공된다. 이러한 방식에서, 피봇 세그먼트는 그 관로(raceway)에서 또는 그 각각의 주행 표면(running surface) 상에서 안정화될 수 있다. 방사상 축선을 중심으로 한 피봇 세그먼트의 회전들이 방지될 수 있다. 전형적으로, 실시예들의 롤링 본체들은 원통형 롤러들 또는 니들(needle) 롤러들로서 형성된다.
본 발명의 전형적인 기어 기구들은, 구동 요소를 통한 구동과 치형부 캐리어를 통한 출력 사이에 양의 전달비가 존재하도록 구성된다. 양의 전달비는 전형적으로, 구동 요소와 치형부 캐리어가 동일한 방향으로 회전하는 경우의 전달비를 지칭한다.
전형적인 실시예들에서, 치형부 캐리어의 치형부들의 베어링 어레인지먼트의 또는 치형부들의 치형부 캐리어 치형부 피치(pitch) 각도는, 내부 기어의 톱니의 내부 치형부들의 내부 기어 치형부 피치 각도보다 더 작다. "치형부 피치" 또는 "치형부 피치 각도"는 전형적으로, 허수 변수들(imaginary variables)을 의미하는 것으로 이해되어야 한다; 따라서, 치형부들이, 치형부 피치 각도에 의해 미리 규정된 모든 포지션에서 실제로 치형부 캐리어에 제공될 필요는 없다. 치형부 피치 각도는, 각각의 경우에, 둘레 방향으로, 360°를 치형부 캐리어의 치형부들에 대해 이론적으로 가능한 포지션들의 개수로, 또는 톱니에 실제로 제공된 치형부들의 개수로 나눈 것으로 계산된다.
전형적인 실시예들에서, 모든 치형부 피치 각도 포지션이 치형부 캐리어의 치형부에 의해 점유되는 것은 아니다; 그보다는, 이는, 예컨대, 단지 제2 포지션마다 또는 제3 포지션마다 또는 제4 포지션마다 치형부에 의해 점유되는 경우이다. 이러한 방식에서, 치형부들이 제공되지 않는 포지션들에서, 치형부 캐리어의 재료가 제공될 수 있기 때문에, 치형부 캐리어의 재료에 대해 그리고 치형부들에 대해 풍부한 공간이 이용 가능하다. 예컨대, 포지션 인자(factor)가 2인 경우에, 치형부 캐리어를 충분히 강하게 하기 위해 치형부들 사이의 치형부 캐리어의 웨브들에 대해 2개의 치형부들 또는 치형부 안내부들 사이에 충분한 공간이 있다. 전형적인 실시예들에서, 치형부 안내부들의 개수는 치형부 캐리어에 수용된 치형부들의 개수에 대응한다. 전형적인 실시예들에서, 치형부들의 치형부 피치 각도에 의해 미리 규정된 제2 포지션마다 자유롭다(free). 치형부 캐리어의 포지션들이 점유되는 밀도는 포지션 인자에 의해 반영된다. 예컨대, 포지션 인자 2는, 치형부 피치 각도에 의해 미리 규정된, 치형부 캐리어의 단지 제2 포지션마다 치형부에 의해 점유된다는 것을 의미한다; 이에 따라, 포지션 인자 3은 제3 포지션마다를 지칭한다. 치형부 캐리어에 장착된 치형부들 간의 실제 각도 간격은 전형적으로, 상기 치형부들의 또는 치형부 캐리어의 치형부 피치 각도의 2배, 3배, 또는 4배에 이른다. 추가적인 실시예들에서, 4배 초과의 간격이 제공되는 것이 또한 가능하다. 따라서, 인접한 치형부들 사이의 실제 각도 간격은 포지션 인자에 의해 곱해진 치형부 피치 각도로서 계산된다. 전형적인 포지션 인자들은 1과 동일하거나 그 초과인 정수들이고, 추가적인 전형적인 포지션 인자들은 2와 동일하거나 그 초과이다.
치형부들에 대해 이론적으로 가능한 포지션들의 개수는 전형적으로, 내부 기어의 톱니의 내부 치형부들의 개수보다, 적어도 또는 정확히 상승부들의 개수만큼 더 크다. 치형부 캐리어의 단지 제2 포지션마다 점유된다면, 2개의 상승부들을 갖는 윤곽부의 경우에 치형부 캐리어의 치형부들의 개수는, 톱니의 내부 치형부들의 개수에 상승부들의 개수를 더한 것을, 이 경우에는 2인, 포지션 인자로 나눈 수에 대응한다. 전형적으로, 예시적인 실시예들에서, 치형부들의 개수는 다음의 식:
Figure pat00001
에 따라 계산되고, 여기서,
Zz = 치형부 캐리어의 치형부들의 개수,
ZI = 내부 기어의 내부 치형부들의 개수,
E = 구동 요소의 캠 디스크의 또는 윤곽부의 상승부들의 개수,
PF = 포지션 인자이다.
구동 요소를 회전시키는 구동과, 본 발명에 따른 기어 기구의 실시예의 치형부 캐리어에 연결된 출력 사이의 전달비의 계산을 위해, 다음의 식:
Figure pat00002
이 얻어지고, 이 식에서, 내부 기어의 내부 치형부들의 개수는 항상 음수로서 언급되어야 한다.
전형적으로, 실시예들은 치형부 캐리어에 정수 개수의 치형부들을 포함한다. 윤곽부의 2개의 상승부들을 갖는 전형적인 실시예들에서, 내부 기어의 치형부들의 개수가 46이고, 치형부 캐리어 치형부 피치 각도에 의해 미리 규정된 단지 제2 포지션마다 점유되는 경우, 즉, 포지션 인자가 2인 경우, 치형부 캐리어의 치형부들의 개수는 24이다. i에 대한 상기 식에 의해, 이는, 구동 요소의 구동 및 치형부 캐리어에서의 출력의 경우, i = +24 의 전달비를 산출한다.
Figure pat00003
추가적인 실시예에서, 2개의 상승부들이 있고, 내부 기어의 치형부들의 개수는 46이며, 포지션 인자가 3인 경우, 치형부 캐리어의 치형부들의 개수는 16이다. 다른 실시예는, 내부 기어의 치형부들의 개수가 45이고 치형부 캐리어 치형부 피치 각도에 의해 미리 규정된 단지 제2 포지션마다 점유되는 경우에, 즉, 포지션 인자가 2인 경우에, 3개의 상승부들의 경우에 치형부 캐리어에 24개의 치형부들을 갖는다.
전형적인 기어 기구들은 윤곽부 상에 배열된 롤링 본체들, 및 치형부들의 장착을 위한 다수의 피봇 세그먼트들을 포함하고, 여기서, 피봇 세그먼트들은 롤링 본체들 상에 배열되며, 롤링 본체들은 윤곽부 상의 적어도 2개의 롤링 본체 열들로 배열되고, 이러한 열들은 캠 디스크의 회전 방향으로 평행하다. 전형적인 실시예들은, 피봇 세그먼트들의 둘러싸는 열마다, 하나 또는 적어도 2개의 롤링 본체 열들을 포함하고, 이러한 열들은 전형적으로, 서로 인접하게 축방향으로 그리고/또는 평행하게 이어지도록 배열된다. 피봇 세그먼트는, 둘러싸는 방식으로 평행하게 이어지는 적어도 2개의 롤링 본체 열들 상에 장착될 수 있다. 여기서, 치형부들의 둘 또는 그 초과의 열들이 평행하게 배열되는 경우, 각각의 경우에 하나의 롤링 본체 열은 치형부 열 아래에 배열될 수 있고, 이에 의해, 피봇 세그먼트는 각각의 치형부 열 아래에 지지된다. 전형적인 어레인지먼트는, 예컨대, 삽입된(interposed) 피봇 세그먼트를 갖는 롤링 본체 열에 방사상으로 걸친 치형부들의 열의 어레인지먼트이다. 각각의 치형부들의 중심 축선은 전형적으로, 각각의 롤링 본체들에 걸쳐서 적어도 실질적으로 중심에 또는 중간 80% 또는 중간 50% 또는 중간 20%에 놓인다. 이러한 방식에서, 롤링 본체들은 실질적으로 중심에 로딩된다(loaded). 전형적인 실시예들에서, 롤링 본체 열들 중 하나는 치형부들의 열들 중 하나를 갖는 축방향 평면에 배열된다. 전형적으로, 각각의 경우에 하나의 열은 하나의 축방향 평면에 있고, 여기서, 동일한 축방향 평면은, 예컨대, 중심들이 적어도 실질적으로 일치하고, 그리고/또는 치형부들이, 각각의 롤링 본체 열의 축방향으로 연장된 영역 내에 완전히 배열된다는 것을 의미한다.
전형적으로, 윤곽부는 롤링 베어링들의 적어도 하나의 열에 대한 주행 표면을 갖는다. 전형적으로, 윤곽부는 적어도 2개의 평행한 주행 표면들을 포함한다. 전형적인 실시예들에서, 각각의 경우에 롤링 본체 열들 중 하나는, 평행한 주행 표면들 중 하나에 또는 그 상부에 배열된다. 이러한 방식에서, 평행하게 이어지는 롤링 본체들은 전용 주행 표면들을 갖거나, 각각의 롤링 본체 열은, 규정된 전용 주행 표면에서 안내될 수 있다.
윤곽부는 전형적으로, 적어도 하나의 둘러싸는 중앙 리브(central rib)에 의해 분할된다. 이러한 방식에서, 실시예들에서, 평행한 주행 표면들이, 전형적으로, 중앙 리브의 양쪽 측들 모두에 생성될 수 있다. 치형부들의 2개의 열들 또는 치형부들의 2개 초과의 열들을 갖는 전형적인 실시예들에서, 2개 초과의 평행한 주행 표면들을 생성하기 위해, 다수의 평행한 중앙 리브들이 제공되는 것이 가능하다.
캠 디스크는 전형적으로, 2개의 둘러싸는 에지 리브들을 포함한다. 에지 리브들은 전형적으로, 각각의 경우에, 축방향 외측 방향으로 하나의 외부 주행 표면을 한정한다. 중앙에, 주행 표면들은 전형적으로, 중앙 리브에 의해 한정된다. 전형적인 실시예들에서, 에지 리브들은 정확히 하나의 중앙 리브와 함께 2개의 주행 표면들을 한정한다; 추가적인 실시예들에서, 다수의 중앙 리브들 그리고 따라서 또한 2개 초과의 주행 표면들, 그리고 가능하게는 또한 2개 초과의 롤링 본체 열들이 제공된다.
중앙 리브 및/또는 에지 리브들은 각각, 적어도 실질적으로 롤링 본체들의 직경에 대응하는 높이를 가질 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 이들은, 직경보다 살짝 작은, 예컨대, 0% 내지 10%만큼 또는 0% 내지 5%만큼 더 작은 높이를 가질 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 중앙 리브 및/또는 에지 리브들의 높이는 단지, 롤링 본체들의 직경의 50% 내지 80% 또는 50% 내지 95%이다. 중앙 리브 및 에지 리브들은 상이한 높이들을 가질 수 있다; 예컨대, 중앙 리브는 에지 리브들보다 더 짧을 수 있다. 실시예들에서, 에지 리브들은 또한, 피봇 세그먼트들을 위한 안정화 표면들로서 사용될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 중앙 리브는, 예컨대, 중앙 리브가 피봇 세그먼트들의 주행 매끄러움을 안정화시키기 위해 사용되는 경우에, 에지 리브들보다 높이가 더 높다.
전형적으로, 피봇 세그먼트들은, 각각의 경우에, 롤링 베어링 표면과 함께, 롤링 본체들의 적어도 일 부분 상의 일 측 상에 놓이고, 롤링 베어링 표면 반대쪽에 위치된 측 상에서, 각각의 경우에 하나의 치형부 베어링 표면을 가지며, 여기서 전형적으로, 적어도 2개의 치형부들은 치형부 베어링 표면 상에 명확하게 장착된다. 전형적인 실시예들에서, 치형부 베어링 표면은, 치형부 베어링 표면이 적어도 2개의 치형부들에 대한 공동(common) 회전 축선을 형성하도록 형성된다. 실시예들의 전형적인 치형부 베어링 표면들은, 각각의 경우에, 축선 방향으로 평행하게 배열된 적어도 하나의 치형부 및/또는 다수의 치형부들을 위한 하나의 둥근 표면 섹션을 각각의 경우에 포함하고, 여기서, 둥근 표면 섹션의 반경의 중심점은 롤링 베어링 표면과 적어도 실질적으로 일치한다. 전형적으로, 치형부 베어링 표면에 의해 형성된 치형부 베어링의 회전 축선은 롤링 베어링 표면과 적어도 실질적으로 일치한다. 치형부 베어링 표면은, 치형부 베어링의 영역에, 비드(bead)로서 그리고/또는 원형 세그먼트로서 형성될 수 있다.
실시예들의 전형적인 기어 기구들은, 평행하게 둘러싸는 방식으로 이어지는 치형부들의 열들을 포함한다. 전형적으로, 치형부들의 적어도 또는 정확히 2개의 열들이 있다. 치형부들은 전형적으로, 치형부 캐리어의 안내부들 상에서, 평행하게 둘러싸는 방식으로 이어지는 열들로 이어진다.
전형적인 실시예들에서, 각각의 경우에, 적어도 2개의 평행한 치형부들이 피봇 세그먼트 상에 배열된다. 전형적으로, 2개의 평행한 치형부들은 치형부들의 2개의 평행한 열들에 속하고, 이러한 열들은, 예컨대, 치형부 캐리어의 안내부들에서 안내된다. 실시예들에서, 치형부들의 평행한 열들의 2개의 평행한 치형부들은 피봇 세그먼트 상에, 전형적으로, 피봇 세그먼트의 함몰부(depression)에 또는 비드 상에 축선 방향으로 앞뒤로 배열된다.
실시예들의 전형적인 치형부 캐리어들은, 적어도 하나의 방사상 내측으로 또는 방사상 외측으로 연장되는 런-온 플랜지(run-on flange)를 포함하고, 이 플랜지는 적어도 부분적으로 축선 방향으로 피봇 세그먼트들에 대해 맞물림된다. 이러한 방식에서, 부가적인 런-온 디스크들을 생략할 선택사항이 있다. 런-온 플랜지는 치형부 캐리어와 일체형으로(integrally) 형성될 수 있거나, 치형부 캐리어에 체결될 수 있다. 전형적인 실시예들은 런-온 디스크를 갖지 않는다. 몇몇 실시예들은, 피봇 세그먼트들을 안내하기 위해, 적어도, 축선 방향으로 피봇 세그먼트들에 인접한 그리고/또는 롤링 본체들에 인접한 일 측 상에 런-온 디스크를 포함한다.
치형부 캐리어 상에 런-온 플랜지를 갖는 실시예들에서, 런-온 플랜지들의 적어도 하나가, 구동 베어링 롤링 본체들과 직접적으로 상호 작용하는 구동 베어링 표면을 포함하는 것이 전형적인 경우이다. 전형적으로, 베어링은 치형부 캐리어와 캠 디스크 또는 캠 디스크에 연결된 샤프트 사이에 일체형으로 형성된다. 그러한 실시예들은 공간-절약형 설계로 이루어질 수 있다. 전형적으로, 구동 베어링 롤링 본체들은 캠 디스크 상에 직접적으로 장착된다. 추가적인 실시예들에서, 베어링 링들을 갖는 베어링이 치형부 캐리어와 캠 디스크 사이에 제공된다. 이는 제조를 간략화할 수 있다.
전형적으로, 각각의 경우에, 하나의 림(rim) 베어링 표면이 피봇 세그먼트들 상에 양쪽 측들 모두에 그리고/또는 피봇 세그먼트의 에지 측에 축선 방향으로 배열된다. 추가적인 실시예들에서, 리브 베어링 표면들은 피봇 세그먼트들 상에 축선 방향으로 중앙에 배열되고, 리브 베어링 표면들은, 예컨대, 중앙 리브에 대해 베어링에 제공된다. 양쪽 측들 모두에 그리고/또는 에지 측에 2개의 리브 베어링 표면들을 갖는 실시예들에서, 리브 베어링 표면들은 캠 디스크의 에지 리브들 상에 적어도 부분적으로 놓일 수 있다. 이러한 방식에서, 피봇 세그먼트들의 기울임이 방지될 수 있고, 매끄러운 주행이 보장될 수 있다.
전형적인 실시예들의 장점들은, 증가된 부하 용량, 연장된 서비스 수명, 또는 더 콤팩트한 설계이다. 본 발명에 따른 기어 기구들의 전형적인 실시예들에서, 캠 디스크 또는 구동 요소에 대한 둘레방향 힘들은 내부 기어의 둘레방향 힘들과 동일한 방향으로 작용하고, 이는, 종래 기술로부터 공지된 기어 기구들과 대조적으로, 치형부 안내부에서의 반력들(reaction forces)의 감소로 이어진다. 실시예들에서, 치형부 캐리어의 치형부들의 안내를 위한 힘들은, 치형부 캐리어의 외부 치형부 접촉부에서 대략 10%만큼 그리고 치형부 캐리어의 내부 치형부 접촉부에서 대략 50%만큼 감소된다. 따라서, 감소된 마찰력들은 또한, 견인(traction) 동작 동안, 즉, 구동이 캠 디스크를 통해 전해질 때, 캠 디스크의 베어링 어레인지먼트에서의 반력들을 감소시킨다. 견인 동작 동안, 감소량은 대략 12%에 이른다. 이러한 베어링 어레인지먼트는 공통적으로 기어 기구의 서비스 수명 또는 최대 토크를 위한 결정적인 요소이기 때문에, 기어 기구의 서비스 수명 또는 토크가 증가될 수 있다. 게다가, 효율이 또한, 대략 1% 내지 3%만큼 증가될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면들에 기초하여 이하에서 더 상세하게 논의될 것이고, 여기서, 도면들에서:
도 1은, 본 발명의 제1 실시예를 개략적인 부분 단면도로 개략적으로 도시하고; 그리고
도 2는, 추가적인 실시예를 절반-섹션으로 개략적으로 도시한다.
본 발명의 전형적인 실시예들은 도면들에 기초하여 이하에서 설명될 것이고, 여기서, 본 발명은 예시적인 실시예들에 한정되지 않으며; 그보다는, 본 발명의 범위는 청구항들에 의해 규정된다. 실시예의 설명에서, 몇몇 경우들에서 상이한 도면들에서 그리고 상이한 실시예들에 대해, 설명을 더 명확하게 하기 위해, 동일한 참조 기호들이, 동일하거나 유사한 부분들에 대해 사용된다. 그러나, 이는, 본 발명의 대응하는 부분들이, 실시예들에 예시된 변형들에 한정되는 것을 의미하지 않는다.
일반적인 기어 기구들의 치형부 캐리어들은, 예컨대, DE 10 2015 105524 A1에서 제시된다. 그러한 기어 기구들은, 내부 기어의 톱니의 내부 치형부들의 내부 기어 치형부 피치 각도보다 전형적으로 더 큰, 치형부들의 치형부 캐리어 치형부 피치 각도를 갖는다. 그러한 구성으로, 구동 요소와 치형부 캐리어 사이의 큰 음의(negative) 전달비들을 실현하는 것이 가능하다. 그러한 기어 기구들에 기초하여, 어떻게 본 발명의 기어 기구들이 구동 요소와 치형부 캐리어 사이에 양의 전달비들로 구성되는지 이하에서 설명될 것이다.
도 1은, 예시적인 실시예를 부분적인, 4분할된, 개략적인 단면도로 도시한다. 도 1은, 내부에 위치된 둘러싸는 톱니(5)를 갖춘 내부 기어(3)를 갖는 기어 기구(1)를 4분할된 섹션으로 개략적으로 도시한다. 기어 기구(1)의 다른 3개의 추가적인 4분할 부분들은, 섹션에서, 예시된 섹션에 대해 유사하게 경대칭된(mirrored) 구성으로 이루어진다.
치형부들(7)은 톱니(5) 내에 맞물림된다. 더 양호한 명확성을 위해, 또한, 도 1의 모든 치형부(7)가 참조 기호(7)로 표시되는 것은 아니다. 전형적으로, 개별 치형부들(7)을 갖는, 치형부들의 2개의 축선 방향으로 평행한 링들이 제공된다. 치형부들(7)은 치형부 캐리어(11)에 방사상으로 변위 가능하게 장착된다. 이러한 목적을 위해, 치형부 캐리어(11)는 방사상으로 배향된 채널형, 원형, 또는 슬롯형 개구들을 갖고, 이러한 개구들은, 치형부 캐리어(11)의 치형부들(7)의 방사상 안내를 보장한다. 개구에서의 방사상 안내 때문에, 치형부들(7)이 그들의 길이방향 축선을 따라 오직 방사상 방향으로만 이동하는 것이 가능하다; 특히, 기어 기구(1)의 길이방향 축선을 중심으로 한, 치형부 캐리어(11)에 대한 회전이 방지된다.
치형부들의 길이방향 축선은, 치형부 근단(root)으로부터 치형부 첨단으로 이어지는 축선을 지칭하는 반면, 기어 기구의 길이방향 축선은, 기어 기구의 회전 축선 방향을 가리킨다. 이는, 예컨대, 출력으로서 사용될 수 있는, 치형부 캐리어의 회전 축선, 또는 캠 디스크의 회전 축선일 수 있다.
치형부들(7)은, 중공형(hollow) 캠 디스크(20)로서 설계된 캠 디스크(20) 형태의 구동 요소에 의해 구동된다. 캠 디스크(20)는 치형부들(7)을 방사상 방향으로 구동하기 위한 윤곽부(22)를 갖는다. 윤곽부(22)는 둘레에 걸쳐 2개의 상승부를 갖춘 윤곽을 갖고, 이에 의해, 각각의 경우에, 대향하여 위치된 치형부들(7)은 톱니(5)의 치형부 공간들(도 1의 4분할 섹션에서 보이지 않음) 내로 가장 먼 범위로 맞물림된다.
도 1에 예시된 기어 기구(1)에서, 치형부들(7)은 구동 요소의 윤곽부 상의 롤링 베어링 어레인지먼트와 배열된다. 롤링 베어링 어레인지먼트는, 이러한 예시적인 실시예에서, 니들 롤러들로서 설계된 롤링 본체들(23)을 포함한다.
도 1의 예시적인 실시예에서, 출력이 치형부 캐리어에서 제거되고, 여기서, 톱니를 갖는 내부 기어는 고정된다.
기어 기구(1)는, 치형부들(7)을 위한, 세그먼트화된 베어링 어레인지먼트를 포함한다. 세그먼트화된 베어링 어레인지먼트는, 각각의 경우에, 치형부(7)를 향하는 측 상에서, 둥근, 특히, 단면적으로(sectionally) 원통형 치형부 베어링 표면(도 2 참고)을 갖는 피봇 세그먼트들(24)을 포함하고, 이러한 치형부 베어링 표면은, 전형적인 실시예들에서, 기어 기구(1)의 축선 방향으로 서로 인접한 2, 3, 또는 4개의 치형부들, 또는 치형부(7)의 근단이 상부에 배열될 수 있는 비드를 형성한다. 비드는 각각의 치형부(7)의 치형부 근단의 대응하는 리세스와 함께, 피봇 세그먼트(24)상의 치형부(7)의 미끄러짐을 방지한다.
비드들과 함께, 치형부들(7)에 대한 각각의 근단 조인트들이 형성되고, 이에 의해, 치형부들(7)은 구속되지 않은 안내를 보장하기 위해 피봇 세그먼트들(24)에 대해 기울어질 수 있다. 피봇 세그먼트들(24)은 서로에 대해 둘레 방향으로 변위 가능하고, 이에 의해, 피봇 세그먼트들(24) 사이의 간격들이 변할 수 있다. 이러한 방식에서, 피봇 세그먼트들(24)의 둘레 방향으로의 자유도가 또한 차단되지 않는다. 이는, 캠 디스크(20)의 윤곽부(22)에 의한 피봇 세그먼트들(24)의 실질적으로 구속되지 않은 방사상 구동 및 실질적으로 구속되지 않은 안내를 허용한다. 윤곽부(22)와 피봇 세그먼트들(24) 사이의 마찰 저항의 최소화를 위해, 롤링 본체들(23)은 니들 롤러들로서 제공된다. 추가적인 실시예들에서, 원통형 롤러들 또는 다른 롤링 베어링들이, 피봇 세그먼트들의 장착을 위해 제공된다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 치형부 캐리어(11)의 치형부들(7)의 치형부 캐리어 치형부 피치 각도는, 내부 기어의 톱니(5)의 내부 치형부들의 내부 기어 치형부 피치 각도보다 더 작다. 이는, 2배인(doubled) 치형부 캐리어 치형부 피치 각도(30) 및 2배인 내부 기어 치형부 피치 각도(31)에 의해 도 1에 예시된다. 여기서, 단지, 치형부 캐리어 치형부 피치 각도에 의해서 미리 규정되는 적어도 제2 포지션마다, 치형부 캐리어(11)의 치형부(7)에 의해 점유되는 것이 반드시 고려되어야 한다.
전체적으로, 도 1에 오직 4분의 1만 섹션으로 예시된 기어 메커니즘은 26개의 치형부들 및 50개의 내부 치형부들 및 윤곽부의 2개의 상승부들을 갖는다. 따라서, 이러한 예시적인 실시예에서, 치형부들의 개수는, 내부 치형부들의 개수의 절반보다 하나만큼 더 크다. 예시적인 실시예에서 포지션 인자는 2인데, 즉, 이론적인 치형부 캐리어 치형부 피치 각도에 의해 미리 규정된, 치형부 캐리어의 단지 제2 포지션마다 치형부에 의해 점유된다. 이는, i = +26의 양의 전달비를 산출한다.
도 2는, 추가적인 실시예를 절반-섹션으로 도시한다. 도 2의 실시예의 특징들은 도 1의 실시예의 특징들과 조합될 수 있다; 특히, 도 2의 기어 기구는 유사하게, 양의 전달비를 갖는데, 이는, 길이방향 축선에 대해 수직인 섹션에서 치형부들의 개수 및 어레인지먼트가 도 1의 실시예에 대응하기 때문이다. 조합으로부터의 특정한 장점들은, 도 1 및 도 2에 예시된 특징들이, 높은 부하 용량을 갖는 특히 콤팩트한 구조적 형태를 산출한다는 사실에서 기인한다. 동일하거나 유사한 부분들에 대해 동일한 참조 기호들이 사용된다.
도 2의 기어 기구(201)는 캠 디스크(20)를 구동 요소로서 포함하고, 캠 디스크는 구동 샤프트와 일체형으로 형성되어, 축선 방향으로 세장형 형태를 갖는다. 캠 디스크(20)는 2개의 윤곽부들(22)을 포함하고, 윤곽부들은 또한, 관로들 또는 피봇 베어링 관로들로 지칭될 수 있다. 상기 윤곽부들(22)은, 둘레에 걸쳐 변하는 반경을 갖는다; 특히, 윤곽부들은, 각각의 경우에, 또한 상승부들로서 지칭될 수 있는 2개의 최상부들, 및 2개의 최하부들(minima)을 갖고, 여기서, 2개의 윤곽부들(22)은 변하는 반경들의 동일한 각도 포지션을 갖는다.
추가적인 실시예들은 오직 하나의 관로 또는 하나의 윤곽부를 갖는다. 대안적인 실시예들에서, 롤링 본체들에 대해 셋 또는 그 초과의 윤곽부들 또는 관로들이 제공되는 것이 또한 가능하다.
롤링 본체들(23)은 윤곽부들(22) 상에 장착된다. 상기 롤링 본체들(23) 상에, 장착된 피봇 세그먼트들(24)이 있고, 여기서, 오직 하나의 피봇 세그먼트(24)만이 도 1의 단면도에 예시된다. 따라서, 피봇 세그먼트(24)는 둘러싸는 롤링 본체들(23)의 2개의 열들 상에 놓인다.
피봇 세그먼트(24)는 피봇 세그먼트(24)의 방사상 외부 측 상에 비드를 포함하고, 비드는 2개의 치형부들(7)의 홈들(grooves) 내에 맞물림된다. 치형부들(7)은, 기어 기구(1)의 길이방향 축선(41)에 대한 치형부들의 축선 방향 포지션 측면에서, 롤링 본체들(23)에 의해 적어도 실질적으로 중앙에 장착되고, 여기서, 각각의 경우에, 하나의 치형부(7)는 2개의 롤링 본체들(23) 중 하나에 의해 장착된다. 이러한 방식에서, 피봇 세그먼트(24)에 의한, 힘의 연속적인 전달이 실현된다. 게다가, 니들 롤러들로서 설계된 롤링 본체들(23)은 대략 중앙에 로딩된다. 게다가, 롤링 본체들(23) 그 자체의 구조적 길이는, 이러한 방법에 의해 감소될 수 있고, 여기서, 주행 안정성이 증가될 수 있다.
윤곽부들(22)을 한정하기 위해, 캠 디스크(20)는 리브들(32, 34, 및 36)을 갖는다. 리브(34)는 롤링 본체들(23) 사이에 중앙에 위치되는 반면, 2개의 리브들(32 및 36)은, 각각의 경우에, 외측 축선 방향으로의 롤링 본체들(23)의 이동의 자유를 한정한다. 피봇 세그먼트(24)는, 각각의 경우에, 리브들(32 및 36) 상에 지지될 수 있는 리브 베어링 표면들(33 및 37)을 갖는다. 추가적인 실시예들에서, 피봇 세그먼트는 중앙 리브 상에 지지된다. 이러한 방식에서, 피봇 세그먼트(24)의 주행 매끄러움이 증가된다.
치형부들(7)은, 기어 기구(1)의 하우징(housing; 42)과 일체형으로 형성된 공동 톱니(5) 내에 맞물림된다. 이러한 방식에서, 톱니를 갖는 내부 기어가 하우징과 일체형으로 형성되고, 이에 의해, 개별 부분들은 콤팩트한 설계 및 간단한 제조의 이점을 위해 생략될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 내부 기어 및 하우징은 별개로 형성된다.
치형부들(7)은 치형부 캐리어의 제2 치형부 캐리어 부분(44)의 방사상으로 배향된 안내부들에 수용된다. 게다가, 치형부 캐리어는 또한, 스크류 형태의 연결 수단(48)에 의해 제2 치형부 캐리어 부분(44)에 연결되는 제1 치형부 캐리어 부분(45)을 포함한다. 치형부 캐리어의 둘레에 걸쳐 다수의 연결 수단(48)이 제공되는데, 도 1의 예시적인 실시예에서는 총 6개가 제공된다.
추가적인 실시예들에서, 상이한 개수의 연결 수단이 제공되는 것이 또한 가능하고, 여기서, 홀수 개도 또한 가능하다. 연결 수단은 치형부 캐리어의 둘레에 걸쳐 균일하게 분배될 수 있지만, 예컨대, 2개의 치형부 캐리어 부분들이, 오직 하나의 특정한 각도 포지션에서만 함께 결합되는 것을 허용하기 위해, 상이한 각도 간격들을 제공하는 것이 또한 가능하다. 예로써, 도 1의 실시예에서, 치형부 캐리어의 치형부 캐리어 부분들이 서로에 대해 오직 하나의 특정 상대 각도 포지션에서만 재조립될 수 있도록, 따라서, 연결 수단들 사이의 각도들은 균일하지 않다. 추가적인 실시예들에서, 오직 하나의 특정 각도 포지션에서만 재조립을 허용하기 위해, 마킹이 제공될 수 있거나, 홈들, 핀들, 또는 다른 외곽부들(contours)이 제공되는 것이 가능하다. 이러한 방식에서, 치형부 캐리어의 기계가공(machining)이 하나의 척(chuck) 구성(setup)으로 가능하고, 여기서, 이후에 치형부 캐리어 부분들은, 이들이 기어 기구로 다시 서로 연결되도록, 서로로부터 다시 연결해제된다.
하우징(42) 상에 치형부 캐리어를 장착하기 위해, 기어 기구(1)의 길이방향 축선들(41) 에대해 60°의 각도로 장착되는 롤링 본체들(50)이 제공된다. 여기서, 롤링 본체들(50)의 각도 포지션들은, 하우징(42)의 치형부 캐리어의 신뢰성 있는 장착을 실현하기 위해, 기어 기구(10)의 축선 방향 단면 평면에 대해 경-대칭이다. 추가적인 실시예들에서, 축선 방향 힘들이 수용되는지 여부, 그리고 축선 방향 힘들의 어느 정도가 수용되는지 여부에 따라, 60°보다 더 크거나 더 작은 각도들이 또한 사용된다.
롤링 본체들(50)은, 각각의 경우에, 제1 치형부 캐리어 부분(44) 및 제2 치형부 캐리어 부분(45)의 치형부 캐리어 베어링 표면들(54 및 55) 상에 직접적으로 장착된다. 하우징 측에서, 롤링 본체들(50)은 하우징(42)의 하우징 베어링 표면들(58) 상에 장착된다. 따라서, 롤링 본체들(50)은, 각각의 경우에, 치형부 캐리어 베어링 표면들(54 및 55) 상에서 그리고 하우징 베어링 표면들(58) 상에서 직접적으로 롤링된다. 이러한 방식에서, 작은 구조적 공간을 차지하는 콤팩트한 일체형 베어링 어레인지먼트가 실현된다.
게다가, 도 1의 예시적인 실시예에서, 구동 베어링이 또한 내부 베어링으로서 형성되고, 여기서, 치형부 캐리어, 또는 도1의 실시예에서, 제2 치형부 캐리어 부분(44)은 구동 베어링 표면(60)을 갖고, 이러한 구동 베어링 표면(60) 상에서, 롤러들로서 형성된 구동 베어링 롤링 본체들(62)이 직접적으로 롤링된다. 유사하게 구동 베어링 롤링 본체들(62)과 직접적으로 상호 작용하는 추가적인 구동 베어링 표면(64)이 캠 디스크 상에 형성된다. 이러한 방식에서, 구동 베어링 롤링 본체들은 캠 디스크(20) 상에서 직접적으로 롤링된다. 이러한 방식에서, 콤팩트한 구조적 형태를 위해, 통합된 베어링이 생성된다.
제2 치형부 캐리어 부분(44)의 구동 베어링 표면(60)은, 출력-측 방향의 피봇 세그먼트들(24)의 편향을 방지하는, 출력-측 런-온 플랜지(66)의 부분이다. 제2 치형부 캐리어 부분(44)과 런-온 플랜지(66)의 일체형 설계에 의해, 콤팩트한 구조적 형태 및 높은 강도가 달성된다.
제1 치형부 캐리어 부분(45)은, 유사하게, 반대 방향으로 피봇 세그먼트들(24)의 편향을 방지하는 추가적인 런-온 플랜지(68)를 갖는다.
전형적으로, 출력 반대쪽에, 즉, 구동 베어링의 반대쪽 측에, 구동 샤프트와 일체형으로 형성된 추가적인 베어링이 캠 디스크(20)에 제공된다. 그러나, 상기 추가적인 베어링은 도 1에 예시된 영역 외부에 놓인다. 구동 측에서, 일부 상황들 하에서, 또한, 방사상 방향으로 이용 가능한 상대적으로 큰 구조적 공간이 있으며, 이에 의해, 구동-측 베어링이 아마도, 개별 주행 표면들을 갖는 베어링으로서 설계될 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 구동 베어링은 또한, 일체형 베어링으로서 형성될 수 있다.

Claims (12)

  1. 기어 기구(gear mechanism; 1, 201), 특히, 동축(coaxial) 기어 기구로서,
    내측방으로 지향되는 톱니(toothing; 5)를 갖는 내부 기어(3),
    상기 내부 기어에 대해 동축으로 배열되고, 상기 톱니(5)와의 맞물림을 위한 다수의 치형부들(7)이 수용되는 치형부 캐리어(tooth carrier; 11) ― 상기 치형부들(7)은 상기 치형부 캐리어(11)에 방사상으로(radially) 변위 가능하게(displaceably) 장착됨 ―;
    상기 방사상으로 변위 가능하게 장착된 치형부들(7)을 방사상으로 구동하기 위한 윤곽부(profiling; 22)를 갖는 구동 요소(drive element; 20) ― 상기 윤곽부(22)는, 그의 둘레에 걸쳐, 적어도 2개의 상승부들(elevations)을 가지며, 상기 기어 기구는, 상기 구동 요소(20)를 통한 구동과 상기 치형부 캐리어(11)를 통한 출력 사이에 양의(positive) 전달비(transmission ratio)가 있도록 구성됨 ―,
    상기 윤곽부(22) 상에 배열되는 롤링 본체들(rolling bodies; 23), 및
    상기 치형부들(7)의 장착을 위한 다수의 피봇 세그먼트들(pivot segments)(24)을 갖고, 상기 피봇 세그먼트들(24)은 상기 롤링 본체들(23) 상에 배열되는,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 치형부들(7)의 상기 치형부 캐리어 치형부 피치(pitch) 각도는, 상기 내부 기어(3)의 톱니(5)의 내부 치형부들의 상기 내부 기어 치형부 피치 각도보다 더 작은,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 치형부 캐리어(11)에서, 단지, 상기 치형부 캐리어 치형부 피치 각도에 의해서 미리 규정되는 적어도 제2 포지션마다, 치형부(7)에 의해 점유되는,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  4. 제1항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치형부들(7)의 개수는, 다음의 식:
    Figure pat00004

    에 따라 계산되고,
    여기서, Zz는 상기 치형부 캐리어(11)의 치형부들(7)의 개수이고,
    ZI는 상기 내부 기어(3)의 내부 치형부들의 개수이며,
    E는 상기 구동 요소의 윤곽부(22)의 상승부들의 개수이고,
    PF는 정수인 포지션 인자(position factor)인,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  5. 제1항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치형부들(7)의 개수는, 적어도 상기 내부 기어(3)의 톱니(5)의 내부 치형부들의 개수의 절반보다 또는 정확히 1만큼 더 큰,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  6. 제1항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤링 본체들(23)은, 상기 윤곽부(22) 상의, 캠 디스크의 회전 방향으로 평행한 적어도 2개의 롤링 본체 열들(rows)에 배열되는,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  7. 제1항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤곽부(22)는, 적어도 부분적으로 둘러싸는 중앙 리브(rib)(34)에 의해 분할되는 적어도 2개의 평행한 주행 표면들(running surfaces)을 갖는,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  8. 제1항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치형부들(7) 각각은 단일체(single piece)로서 형성되는,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  9. 제1항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치형부 캐리어(11)의 상기 치형부들(7)의 안내를 위한 힘들은, 음의(negative) 전달비를 갖는, 부분적으로 유사하게 구축된 기어장치(gearing)와 비교하여, 적어도 10%만큼 감소되는,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  10. 제1항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 톱니(5)의 내부 치형부들 및 상기 치형부들(7) 각각은, 단면이, 각각의 경우에 만곡된 측면들(flanks)을 갖는 피라미드 또는 절두형(truncated) 피라미드에 대응하는 치형부 첨단들(tips)을 갖는,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  11. 제1항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치형부들(7) 및 상기 톱니(5)의 내부 치형부들 각각은, 상기 치형부의 첨단 상에 반경을 갖는,
    기어 기구(1), 특히, 동축 기어 기구.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 따른 기어 기구(1)를 제조하기 위한 방법.
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