TWI468604B

TWI468604B - 齒輪裝置

Info

Publication number: TWI468604B
Application number: TW98114640A
Authority: TW
Inventors: Bartolomej Janek
Original assignee: Spinea Sro
Priority date: 2009-05-01
Filing date: 2009-05-01
Publication date: 2015-01-11
Also published as: TW201040411A

Description

齒輪裝置

本發明涉及一種齒輪裝置，進一步包含一種具有內齒、端面、轉軸、輸入元件以及由定置轉體和非定置轉體所構成之輸出元的齒輪裝置。

波蘭專利第169808 B1號(PL 169808 B1)中描述了一種具有內齒排列的齒輪裝置，並具有轉軸杯形的基體。驅動輸入元件以及輸出元件在基體內環繞轉軸旋轉設置。輸出元件包含轉體，轉體之剖面為圓形，橫向相對轉軸。兩個齒輪與複數個裝置設置於轉體與杯形基體的底面之間，齒輪與內部齒輪嚙合，而該等裝置用於將齒輪的行星運動轉換為輸出元件的旋轉運動。輸入元件安裝於轉體內和齒輪裝置的底部內。轉體安裝於基體內與輸入元件上。此裝置的缺點來自於只有一端點而易受影響，尤其是驅動和驅動元件，並且在一測封閉的杯狀物，安裝複雜且無法控制。

歐洲專利第0474897A1號(EP 0474897A1)中描述一種具有內齒排列的基體的齒輪裝置。驅動輸入軸以及輸出軸旋轉安裝於基體內，輸出元件與輸出軸以軸向置換方式連接。輸出元件包括兩個轉體，彼此相距一段距離的設置，轉體具有圓形剖面。輸入和輸出軸垂直於兩個轉體。轉體可安裝連接或分別彼此連接。兩個齒輪以及複數個裝置，在轉體之間設置，齒輪與內部齒輪嚙合，該等裝置將齒輪的行星運動轉換為旋轉運動。與內齒排列嚙合的齒輪以無軸承方式在相對於基體的徑向上支撐輸出元件。相對應於基體徑向，不存在對輸出元件的支撐，或分別僅以無軸承方式支撐。因此，輸出元件的徑向移動僅利用與蓋子、基體或內齒排列的側面的接觸維持。當輸出元件以無軸承方式設置在基體內時，隨著預期重型磨損，齒輪的效率下降。

世界專利公開號第95/22017號(WO 95/22017)揭露一種具有前側基體齒輪裝置，該齒輪裝置係具有內齒排列和轉軸的空心圓柱狀。驅動輸入元件以及輸出元件在基體內環繞轉軸旋轉設置，輸出元件包括兩個轉體，彼此相距一段距離並相關於轉軸具有圓形橫剖面。轉軸關於兩個轉體垂直設置。轉體可以彼此固定連接。至少一個齒輪與複數個裝置，設置在轉體之間，齒輪與內齒排列嚙合，該等裝置用於將齒輪的行星運動改變為輸出元件的旋轉運動。輸入元件安裝於輸出元件的轉體內的兩側，交替固定於空心圓柱基體內的兩側。

這裡，兩個轉體直接安裝於基體上部或內部。這樣的結果使保持兩個轉體結合的可調變的力，同時作用於兩個轉體的基座上。如果作用於軸向的力增加，齒輪的剛度也增加。這樣的結果導致基座扭曲、磨損增加和熱的產生，最壞的情況是齒輪阻滯。如果軸向力藉由設定軸承體的方式最佳調節，則齒輪裝置剛性以及硬度產生損失。再者，因為轉體設置在基體之後，轉體之間必須插入部件，使得齒輪裝置的組合變得繁瑣。而且，作用於齒輪裝置的力，尤其作用於徑向的外力，傳輸至齒輪裝置的內部，進而導致波動負載和疲勞的現象。

在這個情況下，安裝必須以各個徑向軸承支撐基體中各個端面上之各個轉體的方式設計，以承受徑向力，做為關於轉軸的標準方式。而且，各個軸向軸承支撐設置在基體兩側上的各個轉體，承受指向轉軸方向內基體的軸向力。輸入元件原則上以相同的方式安裝於轉體上。然而，在轉體內支撐輸入元件承受軸向力的軸向軸承，與支撐基體上之轉體的軸承設置相反。意味著輸入元件藉由兩個轉體上的各個軸承安裝，將作用在輸入元件上的各個軸向力，以背離基體的轉軸方向傳輸至各個設置於基體外側力方向的轉體。組合軸徑軸承可以選擇地同時具備兩種功能。

基本上，若不連接兩個轉體，則齒輪裝置將分離。

為了防止此現象，輸出元件的兩個轉體藉連接元件可拆卸地彼此連接，如螺栓。這裡，連接元件同時具備許多功能。通常齒輪裝置的工作側，用以確保應用於兩個轉體構成的雙動力卸除側具有相同的數量的週期以及相同的力矩。當連接元件將轉體彼此連接時，將進一步沿轉軸，保持位於基體內的軸承部件結合。基本上，這些部件為一個或複數個齒輪、輸入元件自身以及複數個裝置，該等齒輪與內齒輪嚙合，該等裝置用於將齒輪的行星運動轉換為輸出元件的旋轉運動。另外，連接元件傳輸作用於輸入元件及/或輸出元件上的軸向力至轉體，該轉體之軸向安裝能將各個軸向力再一次傳遞至基體。這些軸向力或各對軸向力，舉例來說，還可能在對於轉軸橫向作用於輸入及/或輸出元件力時產生。連接元件額外防止軸承因為按壓支撐基體的前側軸承面兩側的旋轉體而脫離，軸承設置於輸出元件和輸入元件之間以及輸出元件和基體之間。

如果達到非常安靜的運行和高齒輪傳動，驅動輸出的傳遞量和動力卸除側因為連接元件的多功能而引起特別的困難。例如，為了傳輸經由輸入及/或輸出元件以及轉體軸承作用於基體上的軸向力及/或對力，連接元件必須利用預應力一起按壓兩個轉體，否則這些力會拉開轉體分離。如果轉體被拉開分離，在大多數情況下具有決定重要性之齒輪裝置的可靠和精確運行，將不再有保證。創造一個相對強預應力需要相對連接元件的大尺寸。然而，大尺寸的連接元件需要結構空間並增加了這種齒輪裝置的重量。輸入元件和轉體之間的軸承以及轉體和基體之間的軸承，不允許藉預應力在軸向一起強烈按壓。否則，齒輪裝置會因為軸承內的摩擦損失而過熱。然而，沿轉軸設置轉體間部件的公差、轉體的公差以及基體的公差相加結合，上述條件為禁忌。

在轉體之間設置的部件的公差相加的不良情況下，將這些部件在轉體需求的大預應力情況下一起按壓，將導致這些部件之間發生大摩擦損失，使得齒輪裝置變的過熱和損壞。最壞的情況下，這些部件可能甚至會卡住。還因為，在將轉體和基體，及/或轉體和輸入元件的公差加結合的不良情況下，將轉體和基體之間的軸向軸承，及/或輸入元件和兩個轉體之間的軸向軸承，在轉體需求的大預應力的情況下一起按壓。因為齒輪裝置可能過熱且過早損壞，可能導致軸向軸承的摩擦損失。最終，在這個連接中，重要的是轉體可能會產生凹陷。

連接元件的複合功能導致進一步缺點，經由連接元件所施加的預應力可能在齒輪的運行過程可能鬆弛，尤其當連接元件持續受壓的時候。

現有技術中的問題可以因此總結為以下幾點：

a)轉體的相互動態應力；

b)輸出元件的所有部件必須特別高精度生產，並與基體的相應部件匹配，這導致一個因公差產生的長期和不良鏈結；

c)輸出元件的傾斜阻抗受到軸向延伸的連接工具(螺栓)的彈力限制；

(d)齒輪啟動時間長。

本發明的目的是提供輔助，尤其根據沒有不合理建設性支出的形式，進一步開發齒輪裝置以增加扭轉強度以及更大的功率密度。以相同的尺寸，但具有更簡單的獨立部件和齒輪裝置組合的產品。

這個目的藉申請專利範圍第1項的特徵獲得。

可以瞭解的是本發明已經完成於任意情況，依據本發明，齒輪包含具有內齒排列的空心圓柱狀基體、轉軸、端面、驅動輸入元件以及輸出元件，輸入元件以及輸出元件旋轉安裝於基體內。輸出元件包含兩個轉體，兩個轉體可以分別以安全對扭的方式彼此連接。轉體具有關於轉軸圓形橫向的剖面。轉體之間設置至少一個齒輪以及複數個裝置，齒輪與內齒排列嚙合，複數個裝置用以轉換齒輪的行星運動為輸出元件的旋轉運動。用以結合固定齒輪裝置的輸出元件的力與作用於輸出元件和基體之間的座合力無關。

因此，保持輸出元件結合的力與作用於輸出元件和基體之間的座合力係獨立的，最好在輸出元件的轉體之間提供或分別提供保持輸出元件結合的軸向力。作用於輸出元件和基體之間的軸向座合力，僅施加或分別施加於輸出元件的其中一個轉體和基體之間。

保持輸出元件結合的軸向力，最好藉由或分別藉由作用於輸出元件的轉體之間的裝置提供。

作用於輸出元件和基體之間的軸向座合力藉由或分別藉由僅作用於輸出元件的兩個轉體其中之一上的輔助裝置提供。

可以瞭解的是本發明已經在任何情況下完成，在傳統的行星齒輪裝置中，緊密的輸出元件通常安裝兩個轉體，這兩個轉體彼此平行延伸並相距一段距離，並以單一個轉體直接安裝於基體之上或內的方式安裝。兩個轉體組成輸出元件以及基體的端面。至少在軸向運行的過程中，作用於輸出元件上的外力實際上完全由直接安裝於基體之內或上的轉體所利用。位於基體另一側上的另一個轉體，實際上不承受外力，尤其是，不承受作用於軸向外力。這個轉體不與基體接觸運行。由連接裝置通常為螺絲所產出，用以保持輸出單元結合的靜力，係對於作用於轉體唯一重要的力，該轉體對於該基體之上或內，不旋轉安裝、或僅間接旋轉安裝，或者直接旋轉安裝以承受徑向力。基於此構想，至少確保直接或間接作用安裝於基體上的轉體軸向的工作力，不傳遞至另外的轉體。結果，齒輪裝置需要高精度運行的區域僅為基體、間接安裝於基體的轉體、以及支撐體的接觸以及軸承面，這些面都用於安裝輸出元件。由於從齒輪裝置一個方向輕易影響這些面，可以縮短齒輪裝置的生產時間。本發明的其他優點在於齒輪的內活動空間不會因為特別設置安裝元件而明顯增加，從而齒輪的輸出顯著增加同時外部尺寸保持不變，重量明顯減輕。

通常，本發明的基本思想可以應用於所有類型的行星齒輪裝置。在本發明的齒輪中，最佳地，最好僅一個轉體直接安裝於基體上，至少關於軸向力，用於保持座合力以及保持轉體結合的力獨立。另外，最好提供環狀支撐體固定連接在轉體的端面上，轉體直接安裝於基體上，透過軸承裝置支撐。支撐體最好可以具體為厚壁並易於運作管狀節面，該管狀節面的兩端面僅需要著地並輕易地為螺絲提供適當的開口。直接安裝於基體上的轉體，可進而藉相同或其他安裝裝置在基體上支撐。

與現有技術比較，本發明的齒輪裝置還具有優點，連接元件，通常為螺絲，因為輸出元件在僅在旋轉體的單側安裝，使得關於軸向力該連接元件最大程度地無負載。現在，從安裝轉體至支撐齒輪裝置的框架，發生力的轉變，完全越過至少關於軸向力未安裝的第二轉體，因此同時越過連接兩個轉體的連接元件。

除解決現有技術中已知的問題之外，本發明中的齒輪裝置具有額外的優點，本發明考慮易於生產和組合。尤其，藉由安裝裝置將轉體直接安裝於基體之上或內，從而至少關於軸向力支撐，且僅需要設置在基體的一側。這些安裝裝置最好連接設置在轉體和基體之間的部件，則本發明的齒輪裝置可輕易在連續步驟中生產。最初，轉體之間的所有部件可以藉由連接兩個轉體以相對彼此安裝和設置。隨後，轉體和轉體間的部件構成的整體可以設置在基體內。這裡，已經不再必要如現有技術中在基體內安裝轉體和轉體間設置的部件。根據本發明，僅需要在安裝預組合塊的過程中，在基體和定置轉體之間插入軸承裝置。由此可以縮短組合時間，並減少組合失誤的發生。

例如，如世界專利公開第95/22017號(WO 95/22017)所述，用於將齒輪的行星運動轉換為輸出元件的旋轉運動的裝置，可以為十字形的轉換元件，其設置在齒輪和轉體之間，在兩個方向內置換。然而，用於將齒輪的行星運動轉換為輸出體的旋轉運動的裝置還可以如在世界專利公開第2006/058743號(WO 2006/058743)中所述，可以為偏心環形套筒，設置在齒輪上或轉體上的凹處之間，或為設置為轉體或齒輪上的插銷，插銷可進入齒輪或轉體內的凹處內。

重點強調的是，為了將輸出體安裝於基體，轉體其中之一最好直接旋轉安裝於基體之上或內。

為了在基體上安裝輸出體，其中用以支撐的一個轉體可以直接旋轉安裝於基體之上或內，至少承受軸向力，同時另一個轉體不安裝於基體之上或內、或僅間接旋轉安裝於基體之內或上、或者用於直接旋轉安裝於基體之上或內用以支撐承受徑向力。

最佳地，其中一個轉體可以直接旋轉地安裝於基體之上或內，用以支撐承受軸向力以及承受徑向力。

最佳地，直接旋轉安裝於基體之上或內的轉體透過支撐體上的安裝裝置支撐，該支撐體可固定地連接一端面。

本發明的優選實施例提供了一種設置在設置支撐體之端面區域內的安裝裝置。由此，與現有技術相比，齒輪裝置的製造可根據本發明大幅改進，並對於安裝裝置的滾動元件，軸承面更易於影響，而且根據本發明可以在生產齒輪裝置的過程中，簡化安裝裝置的位置。

本發明的另一個優選實施例提供了一種至少在轉體上與基體上提供軸承面，用於以滾體組成安裝裝置，而用於基體內的轉體，該轉體直接安裝於基體之上或內，舉例來說，該軸承面以表面硬化及拋光的方式形成平面區域或開槽形式。

本發明的再一個優選實施例提供至少一個安裝裝置，最好與承軸表面連接用以支撐轉體，該轉體直接安裝於基體之上或內，承受向裝置區域內的內齒排列軸向延伸的力，從而將齒輪的行星運動裝轉換為輸出元件的旋轉運動，並且將安裝裝置如同直接安裝於基體上部或內部的轉體，相同地設置於內齒的同一側並朝外徑向偏移。優點在於，因為組成安裝裝置的滾體在轉換元件的位置內徑向朝外移動，舉例來說，轉換元件將齒輪的行星運動轉換為輸出元件的旋轉運動的元件，所以創造出一種齒輪裝置，尤其緊密的外部尺度特別，以及短的結構長度。

本發明的特別優選實施例提供至少一個安裝裝置，最好與環繞轉體連續延伸的承軸表面連接，軸承面用於支撐直接安裝於基體之上或內的轉體，用以承受軸向延伸的力，並且相對於一種裝置在轉軸方向，以偏移內齒排列設置，該裝置用於將齒輪的行星運動轉換為輸出元件的旋轉運動，並且將安裝裝置如同直接安裝於基體之上或內的轉體，相同地設置於內齒的同一側。優點在於增加了轉體之間的可移動部件的可用內部空間。在組成安裝裝置的滾體，相關於轉體之間設置的部件軸向偏移，並朝外移動設置。因為當具有相同外徑時，齒輪裝置可以設計為更粗糙，因此在轉換元件的軸向上，基體內有更大結構的空間。

再者，本發明的特別優選實施例提供了一種球狀滾動元件的安裝裝置，用以在軸向以及徑向支撐直接安裝於基體之上或內的轉體，該安裝裝置設置在公共環形空間內，該空間由支撐體、基體以及直接安裝於基體之上或內的轉體所形成，並由環繞轉軸連續延伸的軸承面限定。優點在於僅需要單一空間，就可以經由公共滾動元件將作用於轉體上的所有軸向和徑向力傳輸至基體和支撐體，該支撐體藉安裝元件與基體連接。

本發明的再一個特別優選實施例提供了一種為圓柱狀滾動元件的安裝裝置，用以在軸向以及徑向支撐直接安裝於基體之上或內的轉體，並設置在公共環形空間內，該空間由支撐體、基體、轉體以及軸承面所限定，該轉體直接安裝於基體之上或內並分別相對於轉軸傾斜45°，該軸承面環繞轉軸連續延伸，該安裝裝置設置在支撐體所在的前方區域。優點在於與球狀滾動元件相比，圓柱狀滾動元件可以支撐更重的負荷，因為以直線形靜止，取代在各個分配軸承面上的點狀方式。

根據本發明的優選實施例，提供了一種具有蓋子的齒輪裝置，用以保護齒輪裝置的內部中的可移動部件防止髒污，在面向轉體的側面為非定置、或者僅間接安裝於基體之上或內、或者直接安裝於基體之上或內，作為承受徑向力的支撐。

蓋子最好具有中央開口，輸入元件從開口處引入，例如與驅動馬達連接。

為了防止髒污浸入齒輪裝置，可以設置環狀密封於蓋子和輸入元件之間的中央開口區域中。

在特別的較佳方式中，將用於安裝體的軸承面形成在蓋上，輸入元件與該軸承面安裝蓋子上，該蓋子具有面向非定置轉體的的一側面、或者僅間接安裝於基體之上或內、或者直接安裝於基體之上或內，僅作為承受徑向力的支撐。藉以確保沒有軸向力作用於非定置轉體上，並且還可以確保彼此連接兩個轉體的連接元件不需要在轉體之間傳輸軸向力。

環狀密封最好提供於主機安裝於基體之上或內的轉體之間，用以防止在齒輪裝置的驅動側浸入髒污。

根據本發明的特別優選實施例，齒輪裝置面向直接安裝於基體之上或內的轉體之一側為動力卸除側，而齒輪面向轉體的一側為非定置式、或僅間接安裝於基體之上或內、或者直接安裝於基體之上或內，僅作為承受徑向力的支撐，為齒輪裝置的驅動側。實驗顯示動力卸除側上的負載大於驅動側，出於這個原因，以此方式設計定置轉體的動力卸除側的優點為，減少啟動時間以及減少合成的對力。

可以理解地是，前面概述和後面詳細描述都具實例性和解釋性，並意圖對本發明實施例提供進一步的解釋說明。

齒輪裝置，如第1圖至第9圖內完整或部分所示，全部都由空心圓柱基體40構成，具有內齒排列41、轉軸40a、端面49、驅動的輸入元件10以及輸出元件，輸入元件10以及輸出元件以旋轉安裝。輸出元件包含兩個轉體50以及50’。轉體基本上設計為碟形。轉體50以及50’的碟形部分彼此隔開。轉體50以及50’彼此固定連接。轉體50以及50’具有相對於轉軸40a圓形橫向剖面。兩個齒輪30設置在轉體50以及50’之間。利用其外齒排列33，齒輪30與基體40的內齒排列41嚙合。而且，用於將齒輪30的行星運動轉換為輸出元件的旋轉運動的裝置設置在轉體50以及50’之間。在第1圖至第9圖所示的齒輪裝置中，兩個轉體50以及50’僅其中一個，即定置轉體50，直接安裝於基體40內。此外，環形支撐體40’提供固定連接端面49。定置轉體50直接在基體40上和設置在端面49上的支撐體40’上藉由滾動元件在軸向以及徑向得到支撐，滾動元件如43a、43b、43c(第1圖和第9圖)，或分別43a、43r(第2圖)，或者分別43g(第3圖)以及43d、43e(第4圖)。

這裡，基體40內轉體50以及50’之間設置的可動部件的功能結構與第1圖至第9圖內所示的所有實施例相同。輸入元件10的形式為輸入具有兩個彼此相對以180°偏移設置的偏心截面17。偏心截面17相對轉軸40a以偏心率e偏移。齒輪30旋轉安裝在每個偏心截面17內。因此，偏心率e對應齒輪30的軸30a和基體40的轉軸40a之間的距離。為了降低摩擦損耗，滾動元件12設置在偏心截面17和齒輪30之間，並分別在偏心截面17的圓周上滾離。為此目的，用於滾動元件12的軸承面在偏心截面17的周長上形成，並對於齒輪30作為安裝體。齒輪30具有外齒排列33以及具有內軸承面31的中央開口，該中央開口用於滾動元件12。

齒輪30具有複數個貫通的軸向開口32，該等開口相對於指向軸承面的中央開口在徑向偏移設置，並且分別圍繞齒輪30的軸30a均勻分佈。齒輪30的軸30a與輸入元件10的轉軸40a以及由兩個轉體50以及50’組成的輸出元件平行延伸。轉軸40a同時為基體40的對稱軸。如第5圖所示，輸入元件10利用彈簧裝置連接至驅動馬達8的機動軸，彈簧裝置沒有詳細顯示。驅動馬達8藉由蓋子94以及未示出的螺絲，與具有內齒41的空心輪的基體40連接。驅動馬達8設置齒輪裝置的一側，遠離安裝在基體40內的定置轉體50，此側構成驅動側，而安裝於基體40內的轉體50的一側構成齒輪裝置的動力卸除側。

齒輪30設置在兩個轉體50以及50’中間，轉體具有圓形外輪廓，或分別對於轉軸40a具有橫向圓形剖面，並且可拆卸地彼此連接，結合構成齒輪裝置的輸出元件。間隔體52設置在轉體50上，該間隔體具有軸向接收器53a、53b和用於接收連接元件60、62的線程接收器59a、59b。間隔體52通過齒輪30的軸向開口32而不需接觸，使得轉體50、50’可以通過齒輪30彼此固定連接。關於具有內齒41的基體40，由彼此連接地轉體50，50’構成的輸出元件圍繞轉軸40a旋轉安裝。

基體40的內齒41與齒輪30的外齒嚙合。齒輪30的軸設置平行於基體40的轉軸40a，但以偏心率e偏移。轉體50，50’提供有導軌54a、54b，限定了線性導向50b。該線性導向50b以轉軸40a橫向定向。每個齒輪30提供有導軌34a、34b，限定了線性導向30b，該線性導向30b以齒輪30的軸30a橫向定向。轉換元件70，呈現為十字形，分別設置在轉體50以及50’之間的齒輪裝置的兩側上。轉換元件70具有導向面74a、74b或分別75a、75b，彼此相關設置在兩個正交方向內，並與各個轉體50、50’或齒輪30的線性導向50b和30b一起運作，以這個方式，轉換元件70在兩個方向內置換設置，這兩個方向關於彼此垂直延伸，一方面相關於各個轉體50、50’，另一方面相關於齒輪30。一個線性導向50b位於轉體50上，或分別位於轉體50、50’上，而轉換元件70在齒輪30上的線性導向30b內置換地設置另一方向內。

兩個轉體50、50’以及轉換元件70分別具有中央開口51，51’或者71。在兩端，輸入元件10安裝於轉體50以及50’的中央開口51、51’內。在內表面上，中央開口51、51’形成安裝體3的軸承面。輸入元件10的端部利用安裝體3安裝於轉體50、50’的中央開口51、51’內。輸入元件10以無接觸的方式穿過轉換元件70的開口71。在這個情況下，開口71的內徑比穿過開口71之輸入元件10截面的外徑大至少2e。在每個轉體50、50’所提供的導軌54a和54b，在突起55a和55b的相對位置側邊形成。突起55a和55b為軸對稱對並設置在各個轉體50、50’的端面上。導軌54a和54b直接形成轉體50、50’的突起55a和55b上。還可以為平坦帶狀，安裝於突起55a、55b的相對位置側邊上。

每個齒輪30提供的導軌34a，34b形成在突起35b的相對位置側邊上。導軌藉由在齒輪30的前側行程的中央相對位置對所形成。齒輪30的軸向開口32設置在圓形弧線上並在突起35a、35b之間均勻分佈。導軌34a、34b直接形成在齒輪30的突起35a、35b上。然而，還可以體現為平坦帶狀，固定地形成在突起35a、35b的相對位置側邊上。

轉換元件70包含環形中央部分73，以及設置在環形中央部分73上的四個臂74。開口71設置在環形中央部分73內，通過該開口輸入元件以非接觸方式導通。第一對相對位置臂74具有導軌75a、75b，藉由轉換元件70置換地設置在轉體50的線性導向50b內。第二對相對位置臂74也具有平行導軌74a、74b，藉由轉換元件70置換地設置在齒輪30的線性導向30b內。圓柱狀滾動元件80設置在線性導向50b的導軌54a、54b和轉換元件70的導軌75a、75b之間，藉以轉換元件70置換地設置在線性導向50b內。圓柱滾動元件90還設置在齒輪30上的線性導向30b的導軌34a、34b和轉換元件70的導軌74a、74b之間，藉以轉換元件70置換地設置在線性導向30b內。在兩個情況下，當轉換元件70的導引對於齒輪30、轉體50以及轉軸40a執行擺動，藉由滾動元件80、90確保穩定。為了劃定導軌74a、74b、75a、75b，劃定面76、76’形成在轉換元件70的臂74上並限制滾動元件80的運動。

在這個連接中，如第8圖詳細顯示，滾動元件80、90如合在導軌74a、74b之間以固定狀態設置，或分別在形成於臂74上的導軌75a、75b之間安裝設置。劃定面76、76’分別劃定出導軌74a、74b或劃定臂74上的導軌75a、75b的有效程度1，滾動元件80、90可以沿該臂74移動。臂74的寬度由w表示。另外，如第8圖所示，內齒41的內圓41pc延伸通過設置在軸向槽41a之的針形滾動元件41b的對稱軸。內齒41的外圓41fc延伸通過軸向槽41a的底部。

基體40的內齒41由安裝於基體40內周上之軸向槽41a內的針形滾動元件41b所構成。軸向槽41a均勻分佈在基體40的內周。因此，齒輪的齒最好由傾斜圓柱構成。齒輪30的外齒33為對應波浪形。

間隔體52設置在轉體50的突起55a、55b上。這些間隔體52穿過具有間隙之齒輪30的軸向開口32，並提供有軸向接收器53a、53b以及線程接收器59a、59b。軸向接收器53a、53b和線程接收器59a、59b用於接收連接元件60、62。連接元件為插銷62和螺釘60(第9圖)的形式。連接元件60藉拴緊螺釘，間隔體52的端面限定了兩個轉體50、50’的位置。

與不直接安裝於基體40上的非定置轉體50’相反，定置轉體50藉由直接關於基體40的安裝裝置支撐，支撐方向在相關於轉軸40a的徑向標準方向，以及相對基體40和支撐體40’的轉軸40a的軸向方向。安裝裝置包含基體40內之轉體50的指引滾動基座42。用於安裝裝置95的開口47，設置在基體40的端面49上，藉以將支撐體40’安裝於基體40上。

在第1圖、第1a圖、第1b圖、第1c圖、第5圖和第9圖內所示的齒輪裝置，滾動基座42由圓柱狀滾動元件43a、43b、43c所組成，該等滾動元件在軸承面42a、42b、50c、50d以及40’a上滾離，並在基體40、轉體50、支撐體40’上形成，並且完全沿轉軸40a環繞。

滾動元件43a設置在面向內齒41之轉體50軸承面42a和軸承面50c之間。軸承面42a組成環形以及梯形軸肩，梯形軸肩相關於轉軸40a垂直終止，該轉軸與該內齒近似齊平。在軸承面50c上，滾動元件43a直接在轉體50上滾離，為轉體50的外環，該軸承面50c面向內齒，並相對轉軸40a以標準方式延伸。在這個情況下，圓柱狀滾動元件43的軸43al相關於轉體50的轉軸40a垂直延伸。

滾動元件43b設置在遠離內齒41之轉體50的軸承面50c和軸承面40’a之間。軸承面40’a為面向轉體50的支撐體40’之平面的內環，以相關於轉軸40a的標準形式延伸。在軸承面50c上，轉體50的滾動元件43b滾離，該軸承面為環形面，相關於背離內齒的轉體50的一側上之梯型軸肩的轉軸40a呈標準。圓柱狀滾動元件43b的軸43bl也相對於轉體50的轉軸40a垂直延伸。

滾動元件43a、43b在基體40和支撐體40’上的兩個軸向內直接支撐轉體50。

滾動元件43c設置在繞轉軸40b延伸的軸承面42b和轉體50的軸承面50d之間，滾動元件43c設置於遠離內齒的轉體50的一側，並環繞轉軸40a延伸。軸承面42b為內圓柱面，軸向延伸平行於面向轉體50之基體40內側的轉軸40a。軸承面50d由外圓柱殼面組成，由設置在背離內齒41的轉體的一側之轉體的軸肩所形成。圓柱狀滾動元件43c的軸43cl向轉體50的轉軸40a平行延伸。滾動元件43c在徑向支撐基體40上的轉體50。

滾動元件43a設置在軸承罩45內。原則上所有的滾動元件43a、43b、43c設置在軸承罩內，軸承罩用以保持滾動元件彼此分開，從而不會出現摩擦損失。

已證明的部件，即圓柱狀滾動元件，習慣上可以高精度大量生產，不需要對於滾動元件43a、43b、43c個別處理。

為了降低重量，輸出元件10具有與轉軸40a共軸延伸的連續開口4，如第5圖所示，這個開口4可以同時用於接收，及/或與驅動馬達8的驅動軸連接。

在第1圖、第1a圖、第1b圖、第1c圖、第5圖以及第9圖所示的齒輪裝置，圓柱狀滾動元件43a設置在轉換元件70的區域內向外徑向置換。尤其藉由圓柱狀滾動元件43a可以獲得節省空間的構造，該構造尤其在軸向具有特別短而緊湊的尺寸。因為轉換元件70無法在圓柱狀滾動元件43a的水平面上的向內徑向置換地環繞轉軸40a執行旋轉運動，但相反結合環繞轉軸40a的旋轉運動以及相對於轉軸40a的標準線性運動，所以圓柱狀滾動元件43a無法利用轉換元件70，保持在基體40的圓周上的自身位置。為此在轉體50和齒輪30之間提供環形支撐體46，用於將圓柱狀滾動元件43a保持在自身位置。再者，圓柱狀滾動元件43a設置在軸承罩內。一種齒輪裝置的進一部特徵如第1圖、第1a圖、第1b圖、第1c圖、第5圖以及第9圖所示，圓柱狀滾動元件43b和43c在徑向支撐轉體50，而且當圓柱狀滾動元件43a設置在軸承面40’a、42b、50c以及50d定意的共同環形腔內時，也相反地軸向支撐轉體50。

在第1A圖中，齒輪裝置為串聯的齒輪裝置。輸入元件10與齒輪10a一起運作。內齒10a’與齒輪10b的外齒10b’一起運作。在這個情況下，內齒輪的直徑小於圓形和連續開口4的直徑。轉軸40a和齒輪10b的軸之間的距離k小於開口4的半徑。如果齒輪10b與馬達的驅動軸連接，與齒輪裝置的軸匹配最小，簡化了馬達的安裝。輸入元件10的內空間還用於此，從而齒輪裝置的外部尺寸僅僅因為串聯的齒輪裝置而稍微改變。

第2圖和第2a圖內所示的齒輪裝置，對於第1圖、第1a圖、第1b圖、第1c圖、第5圖以及第9圖內所示的齒輪裝置更粗糙的實施例。舉例來說，齒輪裝置藉由軸承面40’a、42b、50c以及50d限定的第一環形腔以及軸承面42a、42b、50c以及50d限定的第二環形腔獲得，齒輪裝置設置圓柱狀滾動元件43r以及43a，用以在基體40上徑向以及軸向直接支撐轉體50。這裡，滾動元件43r的功能對應於第1圖、第1a圖、第1b圖、第1c圖、第5圖以及第9圖內的滾動元件43c。在這個情況中，圓柱狀滾動元件43a的軸相對轉軸40a垂直延伸，而圓柱滾動元件43r的軸相對轉軸40a平行延伸。兩個環形腔由共同梯形軸肩所限定，該軸肩由軸承面42a以及42b所組成，並與以轉換元件70的寬度與基體40的內齒41隔開。由此，為了在基體40以及支撐體40’上直接支撐轉體50，相關於與轉體50在內齒41的同一側上設置的轉換元件70，承受軸向延伸的力，滾動元件43a在從內齒41遠離轉軸40a的方向內偏移設置。優點在於，因為構成安裝裝置的滾動元件軸向偏移設置，並相關於轉體50、50’之間設置的部件朝外置換，增加轉體50以及50’之間的可動部件的可內部空間。由此，因為基體40內的轉換元件70提供徑向內更大的結構空間，具有相同外徑，或分別具有相同外尺寸的齒輪裝置可以更粗糙的設計。

如第3圖內所示的齒輪，球狀滾動元件43g取代圓柱狀滾動元件43a、43b、43c以及43r，並設置在支撐體40’、基體40以及轉體50限定的對應環形空間內。與對應的環形空間結合，球狀滾動元件43g能夠直接在基體40以及支撐體40’上軸向支撐轉體50。環形空間由凹弧形軸承面40’a、42a、50c以及50d所限定，完全環繞轉軸40a延伸。在這個情況下，軸承面40’a、42a、50c以及50d相關於轉軸40a傾斜大約45°設置。在本實施例中，軸承面40’a係支撐體40’的凹面，並傾斜朝向轉軸40a和內齒41。在此實施例中，軸承面42a為基體40的凹面，其傾斜朝向轉軸40a而遠離內齒41。在此實施例中，軸承面50c為轉體50的凹面，傾斜遠離轉軸40a以及內齒41。在此實施例中，軸承面50d係轉體50的凹面，傾斜遠離轉軸40a而朝向基體40。這個設計的優點在於僅需要單一個環形空間，透過共同滾動元件43g將作用於轉體50上的所有軸向和徑向力直接傳輸至基體40和支撐體40’，該環形空間藉由安裝裝置95與基體40連接。

在第4圖所示的齒輪中，圓柱狀滾動元件43d、43e相關於基體40以及支撐體40’，在軸向和徑向直接支撐轉體50。滾動元件43d、43e設置在環形空間中，該空間相對於轉軸40a傾斜45°，具有矩形剖面並繞轉軸40a延伸。在這個情況下，滾動元件43d和43e的軸43dl和43el相對於轉軸40a在相對方向內分別傾斜45°。環形空間由支撐體40’、基體40以及轉體50所限定。軸承面40’a、42a、50c以及50d，完全環繞轉軸延伸並組成環形空間，設置在支撐體40’、基體40以及轉體59上。在此實施例中，軸承面40’a為支撐體40’的水平面，相關於轉軸40a傾斜45°，朝向轉軸40a以及內齒41。在此實施例中，軸承面42a為基體40的水平面，傾斜45°朝向轉軸40a而遠離內齒41。在此實施例中，軸承面50c為轉體50的水平面，對於轉軸40a傾斜45°，遠離轉軸45以及內齒41。在此實施例中，軸承面50d為轉體50的水平面，相對於轉軸40a傾斜45°，遠離轉軸40a而朝向基體40。這個實施例的優點在於，僅需要單一個環形空間，透過作用於轉體50之滾動元件43d、43e，將所有軸向和徑向力直接傳輸至基體40和支撐體40’，該空間經由安裝裝置95與基體40連接。根據第3圖內實施例的一個優點是，與球狀滾動元件43g相比，圓柱狀滾動元件43d、43e可以承受更重的負載，由於無法點狀停留，但可以在各個分配軸承面上線狀停留。

第5圖和第9圖顯示出齒輪的另一個實施例。在齒輪裝置的驅動側上，第5圖內所示之驅動馬達8的機動軸，設置與輸入元件10連接，提供蓋子94用於保護齒輪裝置內部的可動部件免受髒汙侵入。

在這個情況下，蓋子94外部具有梯形錐狀物形成的軸肩。這個梯形錐狀物以正向方式吻合基體40的內徑。在外環上，蓋子94與基體40的外環在同一平面上終止。蓋子94具有中央開口，從中導入輸入元件10。環狀密封92設置在蓋子94和輸入元件10之間，用於防止髒汙浸入。

如第9圖所示，以相同的方式在轉體50和支撐體40’之間提供環密封93，用於防止污垢齒輪浸入齒輪的動力卸除側。

另外可能的是，如第5圖和第9圖所示，對於安裝體3在蓋子94內的中央開口內形成的軸承面91，軸承面91藉由將輸入元件10安裝於連接至基體40的蓋子94上，替代如第1圖至第4圖中提供之非定置或分別不直接安裝於基體40的轉體50’。藉以確保非定置或分別不直接安裝於基體40的轉體50’上，沒有軸向力作用，從而還可以確保用以將兩個轉體50、50’彼此連接的連接元件60、62不需要傳輸任何外部軸向力，或在轉體50、50’之間由於外部影響產生的軸向力。

實施例中所述的所有齒輪裝置的共同點為具有階梯44形式之基體40的梯形錐狀物。這個階梯44用於固定框架1上的齒輪裝置。因為階梯44，基體40上用以安裝支撐體40’的安裝裝置95同時可以用於固定框架上的齒輪裝置。階梯44由外端面44a以及環狀殼形表面44e所組成。內部中心表面44i用以將蓋子94置中，被提供在面向階梯44之的齒輪一側上的基體40的內部。

在這個情況下，內部中心表面44i可以如第6圖以及第7圖所示。在第6圖中，內部中心表面44i為基體40之內部殼形表面上的相位形狀。由此，蓋子94可以用特別簡單的方式安置於基體40上，並以自我為中心。在第7圖中，內部中心表面44i為圓柱狀內表面，可以同時作為徑向安裝體5的導軌，導軌相關於基體40在徑向導引後非定置轉體50’。在這個連接中，重要的是徑向安裝體5在轉軸40a的方向自由置換，即徑向安裝體5無法吸收和傳遞任何軸向力。藉以確保連接元件60、62不需要傳輸任何外部軸向力，或者由外部影響所傳輸在轉體50、50’之間產生由於的軸向力。

根據本發明的齒輪裝置，需要重點說明的是本發明中的齒輪僅具有齒輪30、轉換元件70以及兩個轉體50、50’。為了補償由轉換元件70導致的不平衡，可以提供對重裝置。

需要重點說明的是，與本發明中的齒輪裝置的連接，輸入元件、輸出元件或基體在不限制齒輪的基本功能的原則下，可以為驅動側、動力卸除側或安裝元件。僅利用此原則改變傳輸比。在第1圖至第9圖所示的實施例中，各個輸入元件10利用驅動馬達8驅動，其中，齒輪裝置的驅動側，轉體50’最好設置為非定置，或分別不直接安裝於基體40上。動力卸除側由直接安裝於基體40內的轉體50組成。實驗顯示出動力卸除側上承載的負荷大於驅動側，所以將轉體50直接安裝在動力卸除側具有優勢。

齒輪裝置的基本特徵和優點係僅將轉體50直接安裝於基體40上，在外負載或力的作用下，實際承受所有作用於齒輪裝置上或齒輪裝置內的力。非定置或與不直接安裝於基體40的轉體50’，僅承受來自連接元件的內靜態力。直接安裝的轉體50通常在負載下組成齒輪裝置的運作側。然而，這個過程中產生的力和負載不會傳輸至非定置，或與不直接安裝於基體40的轉體50’。因此，連接元件，最好為螺釘的形式，可以設計的更簡單，僅需要保持輸入元件結合。將非定置或不直接安裝於基體40的轉體50’的功能減少而完成輸出元件。這個非定置或不直接安裝於基體40，且通常為圓盤狀的轉體50’的厚度可以因此減少至最低，從而使齒輪裝置的軸長減少。與直接安裝於基體40上的轉體50一起運作的支撐體40’，最簡單可以設計為管狀截面，其僅需要設置在端面上並為螺釘提供通孔。因此，不需要在支撐體上進行複雜而成本高的工作。支撐體40’的內徑與直接安裝於基體40上之轉體50的外徑匹配，以及與基體40的外徑匹配。直接安裝於基體40上的轉體50、基體40以及支撐體40’限定出運行空間，用設置滾動元件。如果直接安裝於基體40上的轉體50固定於兩端面，可以使用圓柱狀安裝元件，圓柱狀安裝元件部份以軸向定向，另外部分以徑向定向。第二運行空間位於十字形的平面內，具有軸向縮短齒輪裝置的優勢(利用十字形厚度近似)，並因此減少重量。本發明中直接在基體40上安裝的轉體50，導致圓柱基體的外徑和最大內徑之間的比率明顯小於現有技術。因此可以使十字的尺度、齒輪的尺度、開口的尺度以及行星齒輪的其他部件的尺度各自匹配，並以這個方式進行優化，從而隨著齒輪裝置重量的明顯減少，齒輪裝置(具有未改變的外徑)的扭轉能力可以提高80%。

本發明可以特別應用於行星或擺線齒輪裝置的生產領域，例如用於電動停車制動系統的汽車的工業機器人，或通常在應用中，在盡可能緊湊的工業空間中需要具有高傳動比和高輸出資料的輕量齒輪裝置。

1．．．框架

3．．．安裝體

4．．．輸入元件內的連續開口

5．．．徑向安裝體

8．．．馬達

10．．．輸入元件

10a．．．齒輪

10b．．．齒輪

12．．．滾動元件

17．．．偏心截面

30．．．齒輪

30a．．．齒輪的軸

30b．．．齒輪內的線性導向

31．．．內軸承面

32．．．軸向開口

33．．．外齒排列/外齒

34a、34b．．．導軌

35a、35b．．．齒輪上的突起

40．．．基體

40’．．．支撐體

40a．．．轉軸排列/內齒

40’a．．．支撐體上的軸承面

41．．．內齒排列/內齒

41a．．．基體的內周長上的軸向槽

41b．．．軸向槽內設置的針形滾動元件

41pc．．．內齒的內圓

41fc．．．內齒的外圓

42．．．滾動基座

42a．．．軸承面

42b．．．軸承面

43a、43b、43c、43d、43e．．．圓柱狀滾動元件

43g．．．球狀滾動元件

43r．．．圓柱狀滾動元件

43al、43bl、43cl、43dl、43el．．．軸

44．．．階梯

44a．．．外端面

44e．．．環狀殼形表面

44i．．．內部中心表面

45．．．軸承罩

46．．．環形支撐體

47．．．安裝裝置的開口

49．．．端面

50．．．定置轉體

50b．．．線性導向

50c．．．軸承面

50d．．．軸承面

50’．．．非定置轉體

51、51’．．．中央開口

52．．．間隔體

53a、53b．．．軸向接收器

54a、54b．．．導軌

55a、55b．．．突起

59a、59b．．．線程接收器

60、62．．．連接元件

70．．．轉換元件

71．．．轉換元件的中央開口

73．．．環形中央部分

74．．．轉換元件的臂

74a、74b．．．導軌

75a、75b．．．導軌

76、76’．．．劃定面

80、90．．．滾動元件

91．．．軸承面

92、93．．．密封

94．．．蓋子

95．．．安裝裝置

e．．．偏心率

w．．．轉換元件的臂寬

l．．．轉換元件的臂上運行軌的有效長度

所附圖示提供關於本發明實施例的進一步理解，並且結合與構成本說明書的一部份，說明本發明的實施例並且描述一同提供對於本發明實施例之原則的解釋。

圖式中：

第1圖，根據本發明第一實施例中齒輪裝置的剖面圖；

第1A圖為第1圖中具有串聯齒輪的齒輪裝置；

第1a圖為根據第1圖沿線A-A的剖面；

第1b圖為根據第1圖沿線B-B的剖面；

第1c圖為根據第1圖沿線C-C的剖面；

第1d圖為根據第1圖中齒輪裝置的齒輪的透視圖；

第1e圖為根據第1圖中組成輸出元件的齒輪裝置的定置轉體的第一部分的透視圖；

第1f圖為根據第1圖中組成輸出元件的齒輪裝置的非定置轉體的第二部分的透視圖；

第1g圖為根據第1圖中齒輪裝置的轉換元件的透視圖；

第2圖為本發明第二實施例中齒輪裝置的剖面圖；

第2a圖為根據第2圖沿線B-B的剖面；

第3圖為本發明第三實施例中齒輪裝置的剖面圖；

第4圖為本發明第四實施例中齒輪裝置的剖面圖；

第5圖為本發明第五實施例中齒輪裝置的剖面圖；

第6圖為第5圖中細節VI的第一實施例；

第7圖為第5圖中細節VI的第二實施例；

第8圖為第1b圖中細節VII的示意圖；以及

第9圖為第5圖中齒輪裝置的分解圖。