WO2020207765A1 - Strain wave transmission - Google Patents

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WO2020207765A1
WO2020207765A1 PCT/EP2020/057834 EP2020057834W WO2020207765A1 WO 2020207765 A1 WO2020207765 A1 WO 2020207765A1 EP 2020057834 W EP2020057834 W EP 2020057834W WO 2020207765 A1 WO2020207765 A1 WO 2020207765A1
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WO
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component
lubricant
transmission
transmission component
bearing
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/057834
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German (de)
French (fr)
Inventor
Oliver LÖCHTE
Alfred Kienzle
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Filing date
Publication date
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Priority to JP2021560119A priority patent/JP7482895B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F16H2049/003—Features of the flexsplines therefor

Definitions

  • the present invention relates to a tension wave transmission according to the preamble of claim 1.
  • a stress wave transmission is known from WO 2018/157910 A1, which essentially consists of three components.
  • the first component is an elliptical drive component which is also referred to as a wave generator or wave generator.
  • the second component is a flexible, externally toothed transmission component, also called Flexspline.
  • the third component is a gear component, which is also called circular spline and has a circular internal toothing.
  • the elliptical drive component deforms the flexible transmission component into an elliptical shape so that its external toothing is in engagement in opposite areas with the internal toothing of the transmission component. By turning the drive component, the large axis of the ellipse and the tooth engagement area between the external toothing and the internal toothing are shifted.
  • the internal toothing of the transmission component has fewer teeth than the external toothing of the flexible transmission component. This results in a relative movement with a high transmission ratio between the drive component and the flexible transmission component when driving the drive component.
  • the transmission component serves as an output and is, for example, non-rotatably connected to an output shaft.
  • the drive component and the transmission component are rotatably mounted relative to one another by means of a pivot bearing.
  • Such voltage wave gears are used, for example, in industrial robots, where they are driven by electric drives to move individual members of industrial robots.
  • the tension wave gear unit is provided with a lubricant quantity intended for life-time lubrication. This amount of lubricant is intended in particular for lubricating the toothing and the rolling bearing mentioned.
  • a nendichtung in is provided to seal a space adjacent to a pivot bearing of the Spannwellenge gear unit against a bearing space of the pivot bearing. In this way, the pivot bearing is to be protected from the entry of harmful substances and leakage through the pivot bearing is prevented will. In addition to contamination of the environment, a leak could also cause the Flexspline to run dry and result in component damage.
  • the object of the present invention is to further improve a stress wave transmission of the type mentioned above, in particular with regard to a reliable lubricant supply and function of the stress wave transmission over the longest possible service life.
  • a stress wave transmission which comprises a drive component, an elastically deformable transmission component with an external toothing and a transmission component with an internal toothing.
  • the transmission component can be designed as a rigid component and aufwei sen the internal toothing on an inner circumference, which is preferably designed in the form of a circular ring.
  • the drive component is designed in particular so that it can be connected to an electrical machine as a drive.
  • the elastic, deformable transmission component is often also called flexspline and is usually designed either in a so-called hat shape or in a so-called pot shape.
  • said external toothing can be arranged on a cylindrical sleeve section of the transmission component, the cylindrical sleeve section absorbing at least most of the elastic deformation's rule.
  • the external toothing is deformed by the drive component in such a way that it can be partially brought into engagement or is in engagement with the internal toothing.
  • the transmission component is generally elliptically deformed at least in the area of the external toothing, with two opposing engagement areas resulting between the internal toothing and the external toothing, which lie on the main axis of the ellipse.
  • the external toothing of the transmission component is therefore partly in engagement with the internal toothing of the rigid transmission component at two points, the engagement areas, on the circumference of the internal toothing.
  • the transmission component and the transmission component are rotatably supported relative to one another by means of a main bearing.
  • the main bearing can advantageously be designed as a roller bearing, for example as a roller bearing.
  • the internal toothing and the external toothing have an unequal number of teeth. This has the consequence that the transmission component and the transmission component are rotated relative to one another by a rotational movement of the drive component.
  • the drive component can be connected to a drive motor, in particular to an electric motor.
  • the drive motor causes the drive component to rotate during operation.
  • the number of teeth of the internal toothing and the external toothing differ only by a small difference, typically by two teeth. This results in a high transmission ratio between drive and output.
  • the transmission component and the main bearing at least partially enclose an interior space.
  • the transmission component and the main bearing are arranged with respect to one another in such a way that they form an interior space between them.
  • the transmission component has at least one through opening which opens into the interior.
  • the interior space is connected to another space on the other side of the transmission component.
  • the at least one through opening enables lubricant to pass from the interior through the transmission component and thus prevent lubricant from accumulating in the interior or even from building up pressure in the interior.
  • the cause of a flow of lubricant into the interior of the voltage shaft transmission is the flexing movements that occur between the internal teeth and the external teeth during operation. The flexing movements exert a certain pumping effect on the lubricant. This effectively turns lubricant into pumped the interior.
  • lubricant can escape from the interior again at another point.
  • the at least one through opening also prevents lubricant accumulated in the interior from being conveyed further into the main bearing, which is frequently provided with a different lubricant that is especially suitable for the main bearing. Mixing different lubricants could lead to a loss of the lubricating effect in the main bearing and consequently to its failure.
  • the through opening can also be used to prevent the accumulated lubricant from leaking from the stress wave transmission, with undesirable consequences such as contamination of the environment.
  • conventional stress wave transmissions of this type often have a sealing ring between an outer bearing ring and an inner bearing ring of the main bearing, with which the leakage of lubricant into the environment is to be prevented.
  • lubricant leaks at this point cannot be completely prevented despite the sealing ring mentioned.
  • this is possible, since at least not so much lubricant can accumulate in the interior space that it reaches the surroundings through the main bearing and the sealing ring.
  • the elastically deformable transmission component can in particular be designed to be rotationally symmetrical, with the deformation mentioned above by the drive component canceling the rotational symmetry in the installed state.
  • the transmission component preferably has a sleeve portion and a flange portion extending in ra dialer direction.
  • the sleeve section is at least approximately cylindrical in shape. Due to the elastic deformation by means of the drive part, the sleeve section assumes an elliptical shape in the assembled state of the tension wave gear, at least in the area of the external toothing.
  • the flange section serves primarily to connect the transmission component with another component, for example with an output shaft. Due to its radial extension, the flange section is essentially disk-shaped. A part of the flange section can be used for this purpose Have machined contact surface, via which the flange section can be fastened, for example, to an outer bearing ring of the main bearing.
  • the at least one through opening is arranged in the sleeve section.
  • the at least one through opening can also be arranged in the flange section.
  • the invention also includes embodiments in which through-openings are arranged in the sleeve section and in the flange section. The distribution and flow of the lubricant in the stress wave transmission can be specifically influenced by a certain arrangement, size, shape and number of the passage openings.
  • the arrangement of the at least one through opening in the sleeve section is particularly advantageous when a lubricant reservoir is provided on the inside of the sleeve section.
  • the lubricant guided from the lubricant reservoir through the internal and external teeth can be returned to the lubricant reservoir by the shortest route.
  • through openings are preferably arranged distributed over the circumference of the transmission component.
  • twelve through openings can be arranged at an angular distance of 30 degrees each over the circumference of the transmission part.
  • the through openings are preferably formed by simple circular bores. However, other shapes are also conceivable, for example elongated holes.
  • a component adjoining the interior has a contour that directs the flow of lubricant in the direction of the at least one through opening.
  • an inner bearing ring of the main bearing can have a projection for this purpose, which directs the flow of lubricant in the direction of the at least one through opening and thus supports the flow of lubricant through the at least one through opening.
  • the projection can protrude into the interior.
  • the main bearing has an outer bearing ring that is connected to the transmission component in a rotationally fixed manner and an inner bearing ring that is connected to the transmission component in a rotationally fixed manner.
  • the bearing outer ring can, for example, be screwed to the flange portion of the transmission component.
  • the inner bearing ring can, for example, be screwed to the internally toothed transmission component or made from one piece together with it.
  • a seal for example a paper sealing ring, can be arranged between the bearing inner ring and the transmission component in order to reliably seal the interior space at this point.
  • the inner bearing ring can also be connected to the transmission component in a rotationally fixed manner, while the outer bearing ring is connected to the transmission component in a rotationally fixed manner.
  • the projection can advantageously be arranged on the bearing inner ring in such a way that it blocks a possible path of the lubricant from the toothing area of the external and internal toothing to a bearing gap or at least narrows it so that the lubricant is directed through the at least one through opening.
  • the projection can be arranged at least approximately opposite the at least one through opening on the bearing inner ring.
  • the projection can protrude into the interior so that the lubricant flows through the through opening or openings from the interior because the flow resistance on this path is lower than if the lubricant would flow further in the direction of the bearing gap.
  • the bearing space is, for example, the area in which the rolling elements of a main bearing designed as a rolling bearing are arranged. In the case of plain bearings, the space between the bearings is given by the respective plain bearing surfaces or contact surfaces.
  • the flow of lubricant through the through opening can be improved in that a lubricant deflecting element is arranged in the interior, which directs the flow of lubricant in the direction of the through opening.
  • a lubricant deflecting element is arranged in the interior, which directs the flow of lubricant in the direction of the through opening.
  • the lubricant deflection element is a separate component.
  • the lubricant deflecting element can, for example, be disk-shaped, the disk-shaped lubricant deflecting element being clamped at its outer circumferential area between the flange section of the transmission component and the bearing outer ring.
  • the disk-shaped lubricant deflecting element can rest on the bearing inner ring so that the lubricant is directed by the disk-shaped lubricant deflecting element in the direction of the at least one through opening which is also arranged in the flange section.
  • the bearing interspace of the main bearing can be sealed off from the interior by an additional inner seal.
  • an inner seal can be designed, for example, in the form of a so-called Z-disk, as it is also used ver for sealing standard roller bearings.
  • Such an inner seal can completely seal the bearing gap between the bearing outer ring and the bearing inner ring from the interior. In this way it is ensured that no lubricant gets into the bearing space from the interior. Instead, the entire lubricant flow that is created by the flexing movements between the internal toothing and the external toothing is passed through the at least one through opening.
  • a lubricant reservoir is preferably arranged on an inner side of the sleeve section, that is to say in the area of the inner diameter of the transmission component.
  • the lubricant reservoir can extend in the axial direction up to a drive bearing or through the drive bearing.
  • the drive bearing is arranged on an el liptically shaped outer periphery of the drive component and is preferably also designed as a roller bearing.
  • An outer ring of the drive bearing rests against the inner circumference of the transmission component and deforms it in such a way that the external toothing of the transmission component is pressed into the internal toothing of the transmission component.
  • the drive bearing accordingly transmits the elliptical deformation from the drive component to the elastically deformable transmission component.
  • the drive bearing can be designed to be at least partially elastically deformable.
  • the lubricant circuit results in the stress wave transmission.
  • the Walkbewe conditions between the internal teeth and the external teeth lubricant tel is promoted from the lubricant reservoir through a drive bearing, the internal and external teeth, the interior and the at least one through opening through back into the lubricant reservoir.
  • a long-term and reliable supply of lubricant to the drive bearing and the toothing area of the external and internal toothing is ensured.
  • a lack of lubricant in this area of the stress wave transmission can no longer occur.
  • a continuous supply of lubricant to the drive bearing 23 and the toothed area 21 is ensured, the service life of the Spannwellenge transmission is extended and lubricant leaks into the environment are avoided.
  • the invention comprises a transmission component with at least one through opening which is suitable for use in the voltage wave transmission described above.
  • Fig. 1 shows a first embodiment according to the invention of a voltage wave transmission in a sectional view
  • FIG. 2 shows the transmission component from the stress wave transmission according to FIG. 1,
  • Fig. 3 shows a second embodiment according to the invention of a voltage wave transmission in a sectional view
  • FIG. 4 shows the transmission component from the stress wave transmission according to FIG. 3.
  • the stress wave transmission 1 is constructed essentially rotationally symmetrical to the axis of rotation 2.
  • the directions used in this document radially, axially and in the circumferential direction relate to the axis of rotation 2, unless expressly stated otherwise.
  • the essential components of the stress wave transmission 1 are a drive component 3, an elastically deformable transmission component 4 with an external toothing 5 and a transmission component 6 with an internal toothing 7.
  • the external toothing 5 of the elastically deformable transmission component 4 is deformed to an ellipse by the drive component 3 in such a way that the external toothing 5 engages with the internal toothing 7 of the rigid transmission component 6 at two opposing engagement areas.
  • the drive bearing 23 is designed as a roller bearing, in the present case as a ball bearing.
  • a drive bearing outer ring 24 is elliptically deformed during the rotation of the drive component 3, as a result of which the internal toothing 7 of the transmission component 4 lying radially outside is also elliptically deformed.
  • the transmission component 4 and the transmission component 6 are rotatably mounted relative to each other by means of a Hauptla gers 8.
  • the main bearing 8 is designed as a roller bearing, more precisely as a crossed roller bearing with cylindrical roller bodies 9.
  • the main bearing 8 also has an outer bearing ring 10 and an inner bearing ring 11.
  • the bearing outer ring 10 is fastened to the transmission component 4, so that the two components are arranged non-rotatably with respect to one another.
  • the La rinnenring 1 1 is attached to the transmission component 6 in a rotationally fixed manner.
  • a sealing ring is arranged between the La flute ring 1 1 and the transmission component 6, whereby the interior space 12 is reliably sealed.
  • Such a sealing ring can preferably be designed as an O-ring, which is arranged, for example, in a groove provided for this purpose in the transmission component 6.
  • the transmission component 4 and the main bearing 8 enclose an interior 12.
  • the interior 12 is thus arranged between the transmission component 4 and the main bearing 8.
  • the interior 12 extends from the toothing area 21 first in the axial direction to the end of a cylindrical Hülsenab section 14 of the transmission component 4 and from there extends in the radial direction outward to a bearing gap 19 of the main bearing 8.
  • the transmission component 4 has a sleeve section 14 and a flange section 15 extending in the radial direction.
  • the sleeve section 14 has a cylindrical basic shape.
  • a plurality of fürgangsöff openings 13 are arranged, which open into the interior 12.
  • the through openings 13 thus connect the interior space 12 with the space on the inside of the Hülsenab section 14.
  • a lubricant reservoir 20 is provided in this space on the inside of the sleeve section 14.
  • the flange section 15 connects to one end of the sleeve section 14 and extends radially outward.
  • This shape of the elastically deformable transmission component 4 is also called a hat shape.
  • the flange portion 15 is reinforced in its radially outer area, whereby a mounting flange for loading attachment to an outer bearing ring 10 results.
  • a sealing ring 22 is provided to seal off the contact area between the fastening flange and the bearing outer ring 10.
  • the sealing ring 22 in the form of an O-ring is arranged in a groove in the bearing outer ring 10.
  • the arrangement shown has the effect that during operation of the stress wave transmission 1 a lubricant circuit results in which the lubricant is moved by flexing movements between the internal toothing 7 and the external toothing 5 from the lubricant reservoir 20 through the drive bearing 23, the internal and external teeth 5, 7 , is conveyed through the interior 12 and through the at least one fürgangsöff opening 13 back into the lubricant reservoir 20.
  • the bearing space 19 is sealed off from the environment by a radial shaft seal 25.
  • the radial shaft sealing ring 25 between the bearing outer ring 1 0 and the bearing inner ring 1 1 is arranged on the side of the bearing space 19 opposite the interior 12.
  • FIG. 2 the transmission component 4 of the first embodiment from FIG. 1 is shown in a perspective view. It can be seen that a plurality of through openings 13 are arranged uniformly distributed around the circumference of the sleeve section 14 in the transmission component 4.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the stress wave transmission 1 in a sectional view, with only one half of the substantially rotationally symmetrical stress wave transmission 1 also being shown.
  • the second embodiment differs from the first embodiment only in a few components. Therefore, the same components in Fig. 1 and Fig. 3 are provided with the same reference characters. Above all, the different features of the second embodiment are explained in more detail below.
  • the through openings 26 are arranged in the second embodiment in the flange portion 15 which extends in the radial direction. As a result, the lubricant conveyed by the toothed area 21 into the interior 12 is guided outward in the axial direction in the radial direction after it has passed through the interior 12 before it can leave the interior 12 through the through openings 26.
  • a lubricant deflecting element 18 is arranged in the interior 12, which directs the flow of lubricant in the direction of the through opening 26.
  • the lubricant deflecting element 18 is designed as a deflecting disk which is clamped on its outer circumference between the flange section 15 of the transmission component 4 and the bearing outer ring 10.
  • the disk-shaped lubricant deflecting element 18 rests against the bearing inner ring 11 in the radial inward direction. In this way, the lubricant gets through the Lubricant deflecting element 18 is directed in the direction of the through openings 26 and pressed through them.
  • no lubricant can accumulate to such an extent that it is pressed through the bearing space 19. In this way, for example, a separation of different lubricants in the drive bearing 23 and in the main bearing 8 can be achieved and maintained.
  • FIG. 4 shows the transmission component 4 of the second embodiment from FIG. 3 in a perspective view. It can be seen that twelve through-openings 26 are evenly distributed around the circumference of the flange section 15 in the transmission component 4. A shoulder 27 results in a space in which the lubricant emerging from the through openings 26 can flow back radially inward to a lubricant reservoir 20 on the inside of the sleeve section 14.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a strain wave transmission (1), comprising a drive component (3), an elastically deformable transfer component (4) having outer toothing (5) and a transmission component (6) having inner toothing (7). The outer toothing (5) is deformed by the drive component (3) such that the outer toothing can be brought into engagement with the inner toothing (7) at opposite engagement areas. The transfer component (4) and the transmission component (6) are mounted by means of a main bearing (8) so as to be rotatable relative to one another. The inner toothing (7) and the outer toothing (5) have a different number of teeth and therefore the transfer component (4) and the transmission component (6) can be rotated relative to one another by means of a rotational motion of the drive component (3). The transfer component (4) and the main bearing (8) at least partially enclose an interior (12), the transfer component (4) having at least one passage opening (13, 26), which opens into the interior (12).

Description

Spannungswellengetriebe Tension wave gear
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannungswellengetriebe gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1. The present invention relates to a tension wave transmission according to the preamble of claim 1.
Aus der WO 2018/157910 A1 ist ein Spannungswellengetriebe bekannt, das im We sentlichen aus drei Bauteilen besteht. Das erste Bauteil ist ein elliptisches Antriebs bauteil das auch als Wellengenerator oder Wavegenerator bezeichnet wird. Das zweite Bauteil ist ein flexibles, außenverzahntes Übertragungsbauteil, auch Flexsp- line genannt. Das dritte Bauteil ist ein Getriebebauteil, das auch Circularspline ge nannt wird und eine kreisringförmige Innenverzahnung aufweist. Das elliptische An triebsbauteil verformt das flexible Übertragungsbauteil so in eine elliptische Form, dass sich dessen Außenverzahnung in gegenüberliegenden Bereichen mit der In nenverzahnung des Getriebebauteils im Eingriff befindet. Durch das Drehen des An triebsbauteils verlagern sich die große Ellipsenachse und der Zahneingriffsbereich zwischen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung. Die Innenverzahnung des Getriebebauteils weist weniger Zähne auf als die Außenverzahnung des flexiblen Übertragungsbauteils. Dadurch ergibt sich beim Antrieb des Antriebsbauteils eine Relativbewegung mit einem hohen Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebs bauteil und dem flexiblen Übertragungsbauteil. Das Übertragungsbauteil dient als Abtrieb und ist beispielsweise mit einer Abtriebswelle verdrehfest verbunden. Mittels eines Drehlagers sind das Antriebsbauteil und das Übertragungsbauteil rotierbar zu einander gelagert. Derartige Spannungswellengetriebe werden beispielsweise in In dustrierobotern verwendet, wo sie von elektrischen Antrieben angetrieben zur Bewe gung von einzelnen Gliedern von Industrierobotern verwendet werden. A stress wave transmission is known from WO 2018/157910 A1, which essentially consists of three components. The first component is an elliptical drive component which is also referred to as a wave generator or wave generator. The second component is a flexible, externally toothed transmission component, also called Flexspline. The third component is a gear component, which is also called circular spline and has a circular internal toothing. The elliptical drive component deforms the flexible transmission component into an elliptical shape so that its external toothing is in engagement in opposite areas with the internal toothing of the transmission component. By turning the drive component, the large axis of the ellipse and the tooth engagement area between the external toothing and the internal toothing are shifted. The internal toothing of the transmission component has fewer teeth than the external toothing of the flexible transmission component. This results in a relative movement with a high transmission ratio between the drive component and the flexible transmission component when driving the drive component. The transmission component serves as an output and is, for example, non-rotatably connected to an output shaft. The drive component and the transmission component are rotatably mounted relative to one another by means of a pivot bearing. Such voltage wave gears are used, for example, in industrial robots, where they are driven by electric drives to move individual members of industrial robots.
Das Spannungswellengetriebe ist mit einer als Lebensdauerschmierung vorgesehe nen Schmiermittelmenge versehen. Diese Schmiermittelmenge ist insbesondere zur Schmierung der Verzahnung und des genannten Wälzlagers vorgesehen. Eine In nendichtung ist dazu vorgesehen, einen an ein Drehlager des Spannungswellenge triebes angrenzenden Raum gegenüber einem Lagerzwischenraum des Drehlagers abzudichten. Auf diese Weise soll das Drehlager vor dem Eintritt schädlicher Stoffe geschützt und eine durch das Drehlager hindurchtretende Leckage verhindert werden. Eine Leckage könnte neben einer Verschmutzung der Umgebung auch zu einem Trockenlauf der Flexspline und daraus folgenden Bauteilschäden führen. The tension wave gear unit is provided with a lubricant quantity intended for life-time lubrication. This amount of lubricant is intended in particular for lubricating the toothing and the rolling bearing mentioned. A nendichtung in is provided to seal a space adjacent to a pivot bearing of the Spannwellenge gear unit against a bearing space of the pivot bearing. In this way, the pivot bearing is to be protected from the entry of harmful substances and leakage through the pivot bearing is prevented will. In addition to contamination of the environment, a leak could also cause the Flexspline to run dry and result in component damage.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Spannungswellengetriebe der ein gangs genannten Art weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf eine zuver lässige Schmiermittelversorgung und Funktion des Spannungswellengetriebes über eine möglichst lange Lebensdauer. The object of the present invention is to further improve a stress wave transmission of the type mentioned above, in particular with regard to a reliable lubricant supply and function of the stress wave transmission over the longest possible service life.
Diese Aufgabe wird durch ein Spannungswellengetriebe mit den Merkmalen von An spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen an gegeben. This object is achieved by a stress wave transmission with the features of claim 1. Advantageous designs are given in the dependent claims.
Es wird ein Spannungswellengetriebe vorgeschlagen, das ein Antriebsbauteil, ein elastisch verformbares Übertragungsbauteil mit einer Außenverzahnung und ein Ge triebebauteil mit einer Innenverzahnung umfasst. Das Getriebebauteil kann als star res Bauteil ausgeführt sein und an einem Innenumfang die Innenverzahnung aufwei sen, welche vorzugsweise kreisringförmig ausgestaltet ist. Das Antriebsbauteil ist ins besondere so ausgestaltet, dass es mit einer elektrischen Maschine als Antrieb ver bunden werden kann. A stress wave transmission is proposed which comprises a drive component, an elastically deformable transmission component with an external toothing and a transmission component with an internal toothing. The transmission component can be designed as a rigid component and aufwei sen the internal toothing on an inner circumference, which is preferably designed in the form of a circular ring. The drive component is designed in particular so that it can be connected to an electrical machine as a drive.
Das elastische verformbare Übertragungsbauteil wird häufig auch Flexspline genannt und wird in der Regel entweder in einer sogenannten Hutform oder in einer soge nannten Topfform ausgeführt. Bei beiden Formen kann die genannte Außenverzah nung an einem zylindrischen Hülsenabschnitt des Übertragungsbauteils angeordnet sein, wobei der zylindrische Hülsenabschnitt zumindest den größten Teil der elasti schen Verformung aufnimmt. Die Außenverzahnung wird durch das Antriebsbauteil so verformt, dass sie partiell mit der Innenverzahnung in Eingriff bringbar ist bzw. im Eingriff steht. Das Übertragungsbauteil wird zumindest im Bereich der Außenverzah nung in der Regel elliptisch verformt, wobei sich zwei gegenüberliegende Eingriffsbe reiche zwischen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung ergeben, welche auf der Hauptachse der Ellipse liegen. Die Außenverzahnung des Übertragungsbau teils steht also mit der Innenverzahnung des starren Getriebebauteils an zwei Stellen, den Eingriffsbereichen, an dem Umfang der Innenverzahnung in Eingriff. Das Übertragungsbauteil und das Getriebebauteil sind mittels eines Hauptlagers re lativ zueinander verdrehbar gelagert. Das Hauptlager kann vorteilhaft als Wälzlager, beispielsweise als Rollenlager ausgebildet sein. The elastic, deformable transmission component is often also called flexspline and is usually designed either in a so-called hat shape or in a so-called pot shape. In both forms, said external toothing can be arranged on a cylindrical sleeve section of the transmission component, the cylindrical sleeve section absorbing at least most of the elastic deformation's rule. The external toothing is deformed by the drive component in such a way that it can be partially brought into engagement or is in engagement with the internal toothing. The transmission component is generally elliptically deformed at least in the area of the external toothing, with two opposing engagement areas resulting between the internal toothing and the external toothing, which lie on the main axis of the ellipse. The external toothing of the transmission component is therefore partly in engagement with the internal toothing of the rigid transmission component at two points, the engagement areas, on the circumference of the internal toothing. The transmission component and the transmission component are rotatably supported relative to one another by means of a main bearing. The main bearing can advantageously be designed as a roller bearing, for example as a roller bearing.
Die Innenverzahnung und die Außenverzahnung weisen eine ungleiche Anzahl an Zähnen auf. Dies hat zur Folge, dass das Übertragungsbauteil und das Getriebebau teil durch eine Rotationsbewegung des Antriebsbauteils relativ zueinander verdreht werden. Das Antriebsbauteil ist mit einem Antriebsmotor, insbesondere mit einem Elektromotor, verbindbar. Der Antriebsmotor versetzt das Antriebsbauteil während des Betriebs in eine Rotationsbewegung. The internal toothing and the external toothing have an unequal number of teeth. This has the consequence that the transmission component and the transmission component are rotated relative to one another by a rotational movement of the drive component. The drive component can be connected to a drive motor, in particular to an electric motor. The drive motor causes the drive component to rotate during operation.
Die Anzahl an Zähnen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung unterschei det sich nur um eine geringe Differenz, typischerweise um zwei Zähne. Dadurch ergibt sich ein hohes Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb. The number of teeth of the internal toothing and the external toothing differ only by a small difference, typically by two teeth. This results in a high transmission ratio between drive and output.
Das Übertragungsbauteil und das Hauptlager umschließen zumindest teilweise einen Innenraum. Mit anderen Worten sind das Übertragungsbauteil und das Hauptlager derart zueinander angeordnet, dass sie zwischen sich einen Innenraum bilden. The transmission component and the main bearing at least partially enclose an interior space. In other words, the transmission component and the main bearing are arranged with respect to one another in such a way that they form an interior space between them.
Zur Erfüllung der eingangs genannten Aufgabe weist das Übertragungsbauteil zu mindest eine Durchgangsöffnung auf, die in den Innenraum mündet. Mithilfe der ei nen Durchgangsöffnung oder mehrerer Durchgangsöffnungen ist also der Innenraum mit einem anderen Raum auf der anderen Seite des Übertragungsbauteils verbun den. To fulfill the task mentioned at the outset, the transmission component has at least one through opening which opens into the interior. With the help of the one through-opening or several through-openings, the interior space is connected to another space on the other side of the transmission component.
Die zumindest eine Durchgangsöffnung ermöglicht es, dass Schmiermittel aus dem Innenraum durch das Übertragungsbauteil hindurchtritt und verhindern damit, dass sich Schmiermittel in dem Innenraum anstaut oder sogar ein Druck im Innenraum aufbaut. Die Ursache eines Schmiermittelflusses in den Innenraum des Spannungs wellengetriebes liegt in Walkbewegungen, die sich im Betrieb zwischen der Innenver zahnung und der Außenverzahnung einstellen. Die Walkbewegungen üben eine ge wisse Pumpwirkung auf das Schmiermittel aus. Dadurch wird Schmiermittel quasi in den Innenraum gepumpt. Durch die erfindungsgemäße Durchgangsöffnung kann Schmiermittel an anderer Stelle wieder aus dem Innenraum austreten. The at least one through opening enables lubricant to pass from the interior through the transmission component and thus prevent lubricant from accumulating in the interior or even from building up pressure in the interior. The cause of a flow of lubricant into the interior of the voltage shaft transmission is the flexing movements that occur between the internal teeth and the external teeth during operation. The flexing movements exert a certain pumping effect on the lubricant. This effectively turns lubricant into pumped the interior. Through the passage opening according to the invention, lubricant can escape from the interior again at another point.
Die zumindest eine Durchgangsöffnung verhindert ferner, dass in dem Innenraum aufgestautes Schmiermittel weiter befördert wird bis in das Hauptlager, welches häu fig mit einem anderen, speziell für das Hauptlager geeigneten Schmiermittel verse hen ist. Eine Vermischung verschiedener Schmiermittel könnte zu einem Verlust der Schmierwirkung in dem Hauptlager und folglich zu dessen Ausfall führen. The at least one through opening also prevents lubricant accumulated in the interior from being conveyed further into the main bearing, which is frequently provided with a different lubricant that is especially suitable for the main bearing. Mixing different lubricants could lead to a loss of the lubricating effect in the main bearing and consequently to its failure.
Schließlich kann mithilfe der Durchgangsöffnung auch eine Leckage des angestau ten Schmiermittels aus dem Spannungswellengetriebe mit unerwünschten Folgen wie Verschmutzung der Umgebung verhindert werden. Beispielsweise weisen her kömmliche Spannungswellengetriebe dieser Bauart häufig einen Dichtring zwischen einem Lageraußenring und einen Lagerinnenring des Hauptlagers auf, mit dem der Austritt von Schmiermittel in die Umgebung verhindert werden soll. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass Schmiermittelleckagen an dieser Stelle trotz des genannten Dichtrings nicht vollständig verhindert werden können. Mithilfe der vorliegenden Erfin dung ist dies jedoch möglich, da sich in dem Innenraum zumindest nicht so viel Schmiermittel anstauen kann, dass es durch das Hauptlager und den Dichtring bis in die Umgebung gelangt. Finally, the through opening can also be used to prevent the accumulated lubricant from leaking from the stress wave transmission, with undesirable consequences such as contamination of the environment. For example, conventional stress wave transmissions of this type often have a sealing ring between an outer bearing ring and an inner bearing ring of the main bearing, with which the leakage of lubricant into the environment is to be prevented. In practice it has been found that lubricant leaks at this point cannot be completely prevented despite the sealing ring mentioned. With the help of the present inven tion, however, this is possible, since at least not so much lubricant can accumulate in the interior space that it reaches the surroundings through the main bearing and the sealing ring.
Das elastisch verformbare Übertragungsbauteil kann in seiner Grundform insbeson dere rotationssymmetrisch ausgestaltet sein, wobei im eingebauten Zustand die ge nannte Verformung durch das Antriebsbauteil die Rotationssymmetrie aufhebt. Das Übertragungsbauteil weist vorzugsweise einen Hülsenabschnitt und einen sich in ra dialer Richtung erstreckenden Flanschabschnitt auf. Der Hülsenabschnitt ist zumin dest annähernd zylindrisch geformt. Durch die elastische Verformung mittels des An triebsteils nimmt der Hülsenabschnitt im zusammengebauten Zustand des Span nungswellengetriebes jedoch zumindest im Bereich der Außenverzahnung eine ellip tische Form ein. Der Flanschabschnitt dient vor allem der Verbindung des Übertra gungsbauteils mit einem anderen Bauteil, beispielsweise mit einer Abtriebswelle. Durch seine radiale Erstreckung ist der Flanschabschnitt im Wesentlichen scheiben förmig ausgebildet. Ein Teil des Flanschabschnitts kann zu diesem Zweck eine bearbeitete Kontaktfläche aufweisen, über die der Flanschabschnitt beispielsweise an einem Lageraußenring des Hauptlagers befestigbar ist. In its basic shape, the elastically deformable transmission component can in particular be designed to be rotationally symmetrical, with the deformation mentioned above by the drive component canceling the rotational symmetry in the installed state. The transmission component preferably has a sleeve portion and a flange portion extending in ra dialer direction. The sleeve section is at least approximately cylindrical in shape. Due to the elastic deformation by means of the drive part, the sleeve section assumes an elliptical shape in the assembled state of the tension wave gear, at least in the area of the external toothing. The flange section serves primarily to connect the transmission component with another component, for example with an output shaft. Due to its radial extension, the flange section is essentially disk-shaped. A part of the flange section can be used for this purpose Have machined contact surface, via which the flange section can be fastened, for example, to an outer bearing ring of the main bearing.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zumindest eine Durchgangsöffnung in dem Hülsenabschnitt angeordnet. Alternativ dazu kann die zumindest eine Durchgangs öffnung auch in dem Flanschabschnitt angeordnet sein. Die Erfindung umfasst dane ben auch Ausführungen, bei denen Durchgangsöffnungen in dem Hülsenabschnitt und in dem Flanschabschnitt angeordnet sind. Durch eine bestimme Anordnung, Größe, Form und Anzahl der Durchgangsöffnungen kann die Verteilung und der Fluss des Schmiermittels in dem Spannungswellengetriebe gezielt beeinflusst wer den. According to one embodiment, the at least one through opening is arranged in the sleeve section. As an alternative to this, the at least one through opening can also be arranged in the flange section. The invention also includes embodiments in which through-openings are arranged in the sleeve section and in the flange section. The distribution and flow of the lubricant in the stress wave transmission can be specifically influenced by a certain arrangement, size, shape and number of the passage openings.
Die Anordnung der zumindest einen Durchgangsöffnung in dem Hülsenabschnitt ist besonders dann vorteilhaft, wenn auf der Innenseite des Hülsenabschnitts ein Schmiermittelreservoir vorgesehen ist. In dieser Ausführung kann das aus dem Schmiermittelreservoir durch die Innen- und Außenverzahnung geführte Schmiermit tel auf dem kürzesten Weg wieder dem Schmiermittelreservoir zugeführt werden. The arrangement of the at least one through opening in the sleeve section is particularly advantageous when a lubricant reservoir is provided on the inside of the sleeve section. In this embodiment, the lubricant guided from the lubricant reservoir through the internal and external teeth can be returned to the lubricant reservoir by the shortest route.
Zur Verbesserung der Schmiermittelverteilung und des Schmiermittelflusses sind vor zugsweise mehrere Durchgangsöffnungen verteilt über den Umfang des Übertra gungsbauteils angeordnet. Beispielsweise können zwölf Durchgangsöffnungen mit einem Winkelabstand von jeweils 30 Grad über den Umfang des Übertragungsteils angeordnet sein. Vorzugsweise werden die Durchgangsöffnungen durch einfache kreisrunde Bohrungen gebildet. Es sind jedoch auch andere Formen denkbar, bei spielsweise Langlöcher. To improve the lubricant distribution and the flow of lubricant, several through openings are preferably arranged distributed over the circumference of the transmission component. For example, twelve through openings can be arranged at an angular distance of 30 degrees each over the circumference of the transmission part. The through openings are preferably formed by simple circular bores. However, other shapes are also conceivable, for example elongated holes.
Zur weiteren Optimierung des Schmiermittelflusses kann nun vorgesehen sein, dass ein an den Innenraum angrenzendes Bauteil eine Kontur aufweist, die den Schmier mittelfluss in die Richtung der zumindest einen Durchgangsöffnung lenkt. Beispiels weise kann dazu ein Lagerinnenring des Hauptlagers einen Vorsprung aufweisen, der den Schmiermittelfluss in die Richtung der zumindest einen Durchgangsöffnung lenkt und so den Schmiermittelfluss durch die zumindest eine Durchgangsöffnung unterstützt. Der Vorsprung kann zu diesem Zweck in den Innenraum hineinragen. Bei einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Hauptlager einen ver drehfest mit dem Übertragungsbauteil verbundenen Lageraußenring und einen ver drehfest mit dem Getriebebauteil verbundenen Lagerinnenring aufweist. Der Lager außenring kann beispielsweise mit dem Flanschabschnitt des Übertragungsbauteils verschraubt sein. Der Lagerinnenring kann beispielsweise mit dem innenverzahnten Getriebebauteil verschraubt oder gemeinsam mit diesem aus einem Stück hergestellt sein. Bei der erstgenannten Alternative kann zwischen dem Lagerinnenring und dem Getriebebauteil eine Dichtung, beispielsweise ein Papierdichtring, angeordnet wer den, um den Innenraum an dieser Stelle zuverlässig abzudichten. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Lagerinnenring auch verdrehfest mit dem Übertragungs bauteil verbunden sein, während der Lageraußenring verdrehfest mit dem Getriebe bauteil verbunden ist. To further optimize the flow of lubricant, it can now be provided that a component adjoining the interior has a contour that directs the flow of lubricant in the direction of the at least one through opening. For example, an inner bearing ring of the main bearing can have a projection for this purpose, which directs the flow of lubricant in the direction of the at least one through opening and thus supports the flow of lubricant through the at least one through opening. For this purpose, the projection can protrude into the interior. In one embodiment, it can be provided that the main bearing has an outer bearing ring that is connected to the transmission component in a rotationally fixed manner and an inner bearing ring that is connected to the transmission component in a rotationally fixed manner. The bearing outer ring can, for example, be screwed to the flange portion of the transmission component. The inner bearing ring can, for example, be screwed to the internally toothed transmission component or made from one piece together with it. In the first-mentioned alternative, a seal, for example a paper sealing ring, can be arranged between the bearing inner ring and the transmission component in order to reliably seal the interior space at this point. In another embodiment, the inner bearing ring can also be connected to the transmission component in a rotationally fixed manner, while the outer bearing ring is connected to the transmission component in a rotationally fixed manner.
Der Vorsprung kann vorteilhaft so an dem Lagerinnenring angeordnet werden, dass er einen möglichen Pfad des Schmiermittels von dem Verzahnungsbereich der Au ßen- und Innenverzahnung zu einem Lagerzwischenraum blockiert oder zumindest so verengt, dass das Schmiermittel durch die zumindest eine Durchgangsöffnung ge lenkt wird. Insbesondere kann der Vorsprung zumindest annähernd gegenüberlie gend der zumindest einen Durchgangsöffnung an dem Lagerinnenring angeordnet sein. Der Vorsprung kann dabei so in den Innenraum hineinragen, dass das Schmier mittel durch die Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsöffnungen aus dem Innenraum abfließt, weil der Strömungswiderstand auf diesem Pfad geringer ist, als wenn das Schmiermittel weiter in Richtung des Lagerzwischenraums fließen würde. Der Lager zwischenraum ist beispielsweise der Bereich, in dem die Wälzkörper eines als Wälz lager ausgeführten Hauptlagers angeordnet sind. Bei einer Gleitlagerung wird der La gerzwischenraum durch die jeweiligen Gleitlagerflächen bzw. Kontaktflächen vorge geben. The projection can advantageously be arranged on the bearing inner ring in such a way that it blocks a possible path of the lubricant from the toothing area of the external and internal toothing to a bearing gap or at least narrows it so that the lubricant is directed through the at least one through opening. In particular, the projection can be arranged at least approximately opposite the at least one through opening on the bearing inner ring. The projection can protrude into the interior so that the lubricant flows through the through opening or openings from the interior because the flow resistance on this path is lower than if the lubricant would flow further in the direction of the bearing gap. The bearing space is, for example, the area in which the rolling elements of a main bearing designed as a rolling bearing are arranged. In the case of plain bearings, the space between the bearings is given by the respective plain bearing surfaces or contact surfaces.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Schmiermittelfluss durch die Durchgangsöffnung dadurch verbessert werden, dass ein Schmiermittelumlenkele- ment in dem Innenraum angeordnet wird, welches den Schmiermittelfluss in Richtung der Durchgangsöffnung lenkt. Im Gegensatz zu dem davor beschriebenen Vorsprung ist das Schmiermittelumlenkelement ein separates Bauteil. Das Schmiermittelumlen- kelement kann beispielsweise scheibenförmig sein, wobei das scheibenförmige Schmiermittelumlenkelement an seinem Außenumfangsbereich zwischen dem Flanschabschnitt des Übertragungsbauteils und dem Lageraußenring eingeklemmt ist. Das scheibenförmige Schmiermittelumlenkelement kann an dem Lagerinnenring anliegen, sodass das Schmiermittel durch das scheibenförmige Schmiermittelumlen kelement in Richtung der zumindest einen Durchgangsöffnung gelenkt wird, welche ebenfalls in dem Flanschabschnitt angeordnet ist. According to another embodiment, the flow of lubricant through the through opening can be improved in that a lubricant deflecting element is arranged in the interior, which directs the flow of lubricant in the direction of the through opening. In contrast to the lead described above the lubricant deflection element is a separate component. The lubricant deflecting element can, for example, be disk-shaped, the disk-shaped lubricant deflecting element being clamped at its outer circumferential area between the flange section of the transmission component and the bearing outer ring. The disk-shaped lubricant deflecting element can rest on the bearing inner ring so that the lubricant is directed by the disk-shaped lubricant deflecting element in the direction of the at least one through opening which is also arranged in the flange section.
Um einen Schmiermittelfluss von dem Innenraum in einen Lagerzwischenraum des Hauptlagers vollständig und sicher zu verhindern, kann der Lagerzwischenraum des Hauptlagers durch eine zusätzliche Innendichtung von dem Innenraum abgedichtet sein. Eine solche Innendichtung kann beispielsweise in Form einer sogenannten Z- Scheibe ausgeführt sein, wie sie auch zur Abdichtung von Standardwälzlagern ver wendet wird. Eine solche Innendichtung kann den Lagerzwischenraum zwischen dem Lageraußenring und dem Lagerinnenring komplett gegenüber dem Innenraum abdichten. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass von dem Innenraum kein Schmier mittel in den Lagerzwischenraum gelangt. Stattdessen wird der gesamte Schmiermit telfluss, der durch die Walkbewegungen zwischen der Innenverzahnung und der Au ßenverzahnung entsteht, durch die zumindest eine Durchgangsöffnung geführt. In order to completely and reliably prevent a flow of lubricant from the interior into a bearing interspace of the main bearing, the bearing interspace of the main bearing can be sealed off from the interior by an additional inner seal. Such an inner seal can be designed, for example, in the form of a so-called Z-disk, as it is also used ver for sealing standard roller bearings. Such an inner seal can completely seal the bearing gap between the bearing outer ring and the bearing inner ring from the interior. In this way it is ensured that no lubricant gets into the bearing space from the interior. Instead, the entire lubricant flow that is created by the flexing movements between the internal toothing and the external toothing is passed through the at least one through opening.
Auf einer Innenseite des Hülsenabschnitts, also im Bereich des Innendurchmessers des Übertragungsbauteils, ist vorzugsweise ein Schmiermittelreservoir angeordnet. Das Schmiermittelreservoir kann sich in axialer Richtung bis zu einem Antriebslager oder durch das Antriebslager hindurch erstrecken. Das Antriebslager ist an einem el liptisch geformten äußeren Umfang des Antriebsbauteils angeordnet und ist vorzugs weise ebenfalls als Wälzlager ausgeführt. Ein Außenring des Antriebslagers liegt an dem inneren Umfang des Übertragungsbauteils an und verformt dieses so, dass die Außenverzahnung des Übertragungsbauteils in die Innenverzahnung des Getriebe bauteils gedrückt wird. Das Antriebslager überträgt demnach die elliptische Verfor mung von dem Antriebsbauteil auf das elastisch verformbare Übertragungsbauteil. Dazu kann das Antriebslager zumindest teilweise elastisch verformbar ausgeführt sein. Bei geeigneter Anordnung des Schmiermittelreservoirs, der Innenverzahnung, der Außenverzahnung und der zumindest einen Durchgangsöffnung ergibt sich Schmier mittelkreislauf in dem Spannungswellengetriebe. Verursacht durch die Walkbewe gungen zwischen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung wird Schmiermit tel aus dem Schmiermittelreservoir durch ein Antriebslager, die Innen- und Außen verzahnung, den Innenraum und die zumindest eine Durchgangsöffnung hindurch zurück in das Schmiermittelreservoir gefördert. Auf diese Weise ist eine langfristige und zuverlässige Schmiermittelversorgung des Antriebslagers und des Verzahnungs bereichs der Außen- und Innenverzahnung sichergestellt. Ein Schmiermittelmangel in diesem Bereich des Spannungswellengetriebes kann nicht mehr eintreten. Dadurch wird eine kontinuierliche Schmiermittelversorgung des Antriebslagers 23 und des Verzahnungsbereichs 21 gewährleistet, die Lebensdauer des Spannungswellenge triebes verlängert und Schmiermittelleckagen in die Umgebung werden vermieden. A lubricant reservoir is preferably arranged on an inner side of the sleeve section, that is to say in the area of the inner diameter of the transmission component. The lubricant reservoir can extend in the axial direction up to a drive bearing or through the drive bearing. The drive bearing is arranged on an el liptically shaped outer periphery of the drive component and is preferably also designed as a roller bearing. An outer ring of the drive bearing rests against the inner circumference of the transmission component and deforms it in such a way that the external toothing of the transmission component is pressed into the internal toothing of the transmission component. The drive bearing accordingly transmits the elliptical deformation from the drive component to the elastically deformable transmission component. For this purpose, the drive bearing can be designed to be at least partially elastically deformable. With a suitable arrangement of the lubricant reservoir, the internal toothing, the external toothing and the at least one passage opening, the lubricant circuit results in the stress wave transmission. Caused by the Walkbewe conditions between the internal teeth and the external teeth lubricant tel is promoted from the lubricant reservoir through a drive bearing, the internal and external teeth, the interior and the at least one through opening through back into the lubricant reservoir. In this way, a long-term and reliable supply of lubricant to the drive bearing and the toothing area of the external and internal toothing is ensured. A lack of lubricant in this area of the stress wave transmission can no longer occur. As a result, a continuous supply of lubricant to the drive bearing 23 and the toothed area 21 is ensured, the service life of the Spannwellenge transmission is extended and lubricant leaks into the environment are avoided.
Schließlich umfasst die Erfindung ein Übertragungsbauteil mit zumindest einer Durchgangsöffnung, das zur Anwendung in dem oben beschriebenen Spannungs wellengetriebe geeignet ist. Finally, the invention comprises a transmission component with at least one through opening which is suitable for use in the voltage wave transmission described above.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der anliegenden Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen In the following, the invention is explained in more detail using the attached figures. Show it
Fig. 1 eine erfindungsgemäße erste Ausführungsform eines Spannungswellen getriebes in einer Schnittdarstellung, Fig. 1 shows a first embodiment according to the invention of a voltage wave transmission in a sectional view,
Fig. 2 das Übertragungsbauteil aus dem Spannungswellengetriebe nach Fig. 1 , FIG. 2 shows the transmission component from the stress wave transmission according to FIG. 1,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße zweite Ausführungsform eines Spannungswellen getriebes in einer Schnittdarstellung und Fig. 3 shows a second embodiment according to the invention of a voltage wave transmission in a sectional view and
Fig. 4 das Übertragungsbauteil aus dem Spannungswellengetriebe nach Fig. 3. In der Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist nur eine Hälfte des Spannungs wellengetriebes 1 dargestellt. Das Spannungswellengetriebe 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 2 aufgebaut. Die in diesem Dokument ver wendeten Richtungsangaben radial, axial und in Umfangsrichtung beziehen sich auf die Rotationsachse 2, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Die wesentlichen Bauteile des Spannungswellengetriebes 1 sind ein Antriebsbauteil 3, ein elastisch verformbares Übertragungsbauteil 4 mit einer Außenverzahnung 5 und ein Getriebe bauteil 6 mit einer Innenverzahnung 7. FIG. 4 shows the transmission component from the stress wave transmission according to FIG. 3. In the first embodiment shown in Fig. 1, only half of the voltage shaft gear 1 is shown. The stress wave transmission 1 is constructed essentially rotationally symmetrical to the axis of rotation 2. The directions used in this document radially, axially and in the circumferential direction relate to the axis of rotation 2, unless expressly stated otherwise. The essential components of the stress wave transmission 1 are a drive component 3, an elastically deformable transmission component 4 with an external toothing 5 and a transmission component 6 with an internal toothing 7.
Die Außenverzahnung 5 des elastisch verformbares Übertragungsbauteils 4 wird durch das Antriebsbauteil 3 so zu einer Ellipse verformt, dass die Außenverzahnung 5 an zwei sich gegenüberliegenden Eingriffsbereichen mit der Innenverzahnung 7 des starren Getriebebauteils 6 im Eingriff steht. Bei der Schnittdarstellung in der Fig.The external toothing 5 of the elastically deformable transmission component 4 is deformed to an ellipse by the drive component 3 in such a way that the external toothing 5 engages with the internal toothing 7 of the rigid transmission component 6 at two opposing engagement areas. In the sectional view in Fig.
1 ist das Spannungswellengetriebe 1 entlang der Hauptachse der genannten Ellipse geschnitten, wodurch in der Schnittebene ein Eingriffsbereich in dem durch die In nenverzahnung 7 und die Außenverzahnung 5 gebildeten Verzahnungsbereich 21 sichtbar ist. Zu dem Antriebsbauteil 3 gehört ein Antriebslager 23, welches an dem Außenumfang des Antriebsbauteils 3 angeordnet ist. Das Antriebslager 23 ist als Wälzlager, vorliegend als Kugellager, ausgebildet. Ein Antriebslageraußenring 24 wird bei der Rotation des Antriebsbauteils 3 elliptisch verformt, wodurch die radial au ßen anliegende Innenverzahnung 7 des Übertragungsbauteils 4 ebenfalls elliptisch verformt wird. 1, the stress wave transmission 1 is cut along the main axis of said ellipse, whereby an area of engagement in the toothed area 21 formed by the internal toothing 7 and the external toothing 5 is visible in the sectional plane. A drive bearing 23, which is arranged on the outer circumference of the drive component 3, belongs to the drive component 3. The drive bearing 23 is designed as a roller bearing, in the present case as a ball bearing. A drive bearing outer ring 24 is elliptically deformed during the rotation of the drive component 3, as a result of which the internal toothing 7 of the transmission component 4 lying radially outside is also elliptically deformed.
Das Übertragungsbauteil 4 und das Getriebebauteil 6 sind mittels eines Hauptla gers 8 relativ zueinander verdrehbar gelagert. Das Hauptlager 8 ist als Wälzlager, genauer als ein Kreuzrollenlager mit zylindrischen Wälzkörpern 9, ausgeführt. Das Hauptlager 8 weist ferner einen Lageraußenring 10 und einen Lagerinnenring 1 1 auf. Der Lageraußenring 10 ist im Ausführungsbeispiel an dem Übertragungsbauteil 4 be festigt, sodass die beiden Bauteile verdrehfest zueinander angeordnet sind. Der La gerinnenring 1 1 ist verdrehfest an dem Getriebebauteil 6 befestig. Zwischen dem La gerinnenring 1 1 und dem Getriebebauteil 6 ist ein Dichtring angeordnet, wodurch der Innenraum 12 zuverlässig abgedichtet ist. Ein solcher Dichtring kann vorzugsweise als O-Ring ausgeführt sein, der beispielsweise in einer dafür vorgesehenen Nut in dem Getriebebauteil 6 angeordnet ist. The transmission component 4 and the transmission component 6 are rotatably mounted relative to each other by means of a Hauptla gers 8. The main bearing 8 is designed as a roller bearing, more precisely as a crossed roller bearing with cylindrical roller bodies 9. The main bearing 8 also has an outer bearing ring 10 and an inner bearing ring 11. In the exemplary embodiment, the bearing outer ring 10 is fastened to the transmission component 4, so that the two components are arranged non-rotatably with respect to one another. The La rinnenring 1 1 is attached to the transmission component 6 in a rotationally fixed manner. A sealing ring is arranged between the La flute ring 1 1 and the transmission component 6, whereby the interior space 12 is reliably sealed. Such a sealing ring can preferably be designed as an O-ring, which is arranged, for example, in a groove provided for this purpose in the transmission component 6.
Das Übertragungsbauteil 4 und das Hauptlager 8 umschließen einen Innenraum 12. Der Innenraum 12 ist also zwischen dem Übertragungsbauteil 4 und dem Hauptlager 8 angeordnet. Der Innenraum 12 erstreckt sich ausgehend von dem Verzahnungsbe reich 21 zunächst in axialer Richtung bis zum Ende eines zylindrischen Hülsenab schnitts 14 des Übertragungsbauteils 4 und verläuft von dort aus in radialer Richtung nach außen bis an einen Lagerzwischenraum 19 des Hauptlagers 8. The transmission component 4 and the main bearing 8 enclose an interior 12. The interior 12 is thus arranged between the transmission component 4 and the main bearing 8. The interior 12 extends from the toothing area 21 first in the axial direction to the end of a cylindrical Hülsenab section 14 of the transmission component 4 and from there extends in the radial direction outward to a bearing gap 19 of the main bearing 8.
Das Übertragungsbauteil 4 weist einen Hülsenabschnitt 14 und einen sich in radialer Richtung erstreckenden Flanschabschnitt 15 auf. Der Hülsenabschnitt 14 weist eine zylindrische Grundform auf. In dem Hülsenabschnitt 14 sind mehrere Durchgangsöff nungen 13 angeordnet, die in den Innenraum 12 münden. Die Durchgangsöffnungen 13 verbinden so den Innenraum 12 mit dem Raum auf der Innenseite des Hülsenab schnitts 14. In diesem Raum auf der Innenseite des Hülsenabschnitts 14 ist ein Schmiermittelreservoir 20 vorgesehen. The transmission component 4 has a sleeve section 14 and a flange section 15 extending in the radial direction. The sleeve section 14 has a cylindrical basic shape. In the sleeve section 14, a plurality of Durchgangsöff openings 13 are arranged, which open into the interior 12. The through openings 13 thus connect the interior space 12 with the space on the inside of the Hülsenab section 14. In this space on the inside of the sleeve section 14, a lubricant reservoir 20 is provided.
Der Flanschabschnitt 15 schließt an einem Ende des Hülsenabschnitts 14 an und verläuft radial nach außen. Diese Form des elastisch verformbaren Übertragungs bauteils 4 wird auch Hutform genannt. Der Flanschabschnitt 15 ist in seinem radial äußeren Bereich verstärkt ausgeführt, wodurch sich ein Befestigungsflansch zur Be festigung an einem Lageraußenring 10 ergibt. Zur Abdichtung des Kontaktbereichs zwischen dem Befestigungsflansch und dem Lageraußenring 10 ist ein Dichtring 22 vorgesehen. Der Dichtring 22 in Form eines O-Ringes ist in einer Nut in dem Lager außenring 10 angeordnet. The flange section 15 connects to one end of the sleeve section 14 and extends radially outward. This shape of the elastically deformable transmission component 4 is also called a hat shape. The flange portion 15 is reinforced in its radially outer area, whereby a mounting flange for loading attachment to an outer bearing ring 10 results. A sealing ring 22 is provided to seal off the contact area between the fastening flange and the bearing outer ring 10. The sealing ring 22 in the form of an O-ring is arranged in a groove in the bearing outer ring 10.
Die gezeigte Anordnung bewirkt, dass sich im Betrieb des Spannungswellengetrie bes 1 ein Schmiermittelkreislauf ergibt, bei dem das Schmiermittel durch Walkbewe gungen zwischen der Innenverzahnung 7 und der Außenverzahnung 5 von dem Schmiermittelreservoir 20 durch das Antriebslager 23, die Innen- und Außenverzah nung 5, 7, durch den Innenraum 12 und durch die zumindest eine Durchgangsöff nung 13 hindurch zurück in das Schmiermittelreservoir 20 gefördert wird. Der Lagerzwischenraum 19 wird zur Umgebung hin durch einen Radialwellendicht ring 25 abgedichtet. Dazu ist auf der dem Innenraum 12 gegenüberliegenden Seite des Lagerzwischenraums 19 der Radialwellendichtring 25 zwischen dem Lagerau ßenring 1 0 und dem Lagerinnenring 1 1 angeordnet. The arrangement shown has the effect that during operation of the stress wave transmission 1 a lubricant circuit results in which the lubricant is moved by flexing movements between the internal toothing 7 and the external toothing 5 from the lubricant reservoir 20 through the drive bearing 23, the internal and external teeth 5, 7 , is conveyed through the interior 12 and through the at least one Durchgangsöff opening 13 back into the lubricant reservoir 20. The bearing space 19 is sealed off from the environment by a radial shaft seal 25. For this purpose, the radial shaft sealing ring 25 between the bearing outer ring 1 0 and the bearing inner ring 1 1 is arranged on the side of the bearing space 19 opposite the interior 12.
In der Fig. 2 ist das Übertragungsbauteil 4 der ersten Ausführungsform aus der Fig. 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass mehrere Durch gangsöffnungen 13 gleichmäßig verteilt um den Umfang des Hülsenabschnitts 14 in dem Übertragungsbauteil 4 angeordnet sind. In FIG. 2, the transmission component 4 of the first embodiment from FIG. 1 is shown in a perspective view. It can be seen that a plurality of through openings 13 are arranged uniformly distributed around the circumference of the sleeve section 14 in the transmission component 4.
Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Spannungswellengetriebes 1 in ei ner Schnittdarstellung, wobei ebenfalls nur eine Hälfte des im Wesentlichen rotati onssymmetrischen Spannungswellengetriebes 1 dargestellt ist. Die zweite Ausfüh rungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur in wenigen Bautei len. Deshalb sind gleiche Bauteile in der Fig. 1 und der Fig. 3 mit denselben Bezugs zeichen versehen. Im Folgenden werden vor allem die sich unterscheidenden Merk male der zweiten Ausführungsform näher erläutert. 3 shows a second embodiment of the stress wave transmission 1 in a sectional view, with only one half of the substantially rotationally symmetrical stress wave transmission 1 also being shown. The second embodiment differs from the first embodiment only in a few components. Therefore, the same components in Fig. 1 and Fig. 3 are provided with the same reference characters. Above all, the different features of the second embodiment are explained in more detail below.
Die Durchgangsöffnungen 26 sind bei der zweiten Ausführungsform in dem Flansch abschnitt 15 angeordnet, der sich in radialer Richtung erstreckt. Dadurch wird das von dem Verzahnungsbereich 21 in den Innenraum 12 geförderte Schmiermittel nach der Passage des Innenraums 12 in axialer Richtung in radialer Richtung nach außen geführt, bevor es den Innenraum 12 durch die Durchgangsöffnungen 26 verlassen kann. The through openings 26 are arranged in the second embodiment in the flange portion 15 which extends in the radial direction. As a result, the lubricant conveyed by the toothed area 21 into the interior 12 is guided outward in the axial direction in the radial direction after it has passed through the interior 12 before it can leave the interior 12 through the through openings 26.
Ferner ist bei der zweiten Ausführungsform ein Schmiermittelumlenkelement 18 in dem Innenraum 12 angeordnet, welches den Schmiermittelfluss in Richtung der Durchgangsöffnung 26 lenkt. Das Schmiermittelumlenkelement 18 ist als Umlenk scheibe ausgeführt, die an ihrem Außenumfang zwischen dem Flanschabschnitt 15 des Übertragungsbauteils 4 und dem Lageraußenring 10 eingeklemmt ist. In radialer Richtung nach innen liegt das scheibenförmige Schmiermittelumlenkelement 18 an dem Lagerinnenring 11 an. Auf diese Weise wird das Schmiermittel durch das Schmiermittelumlenkelement 18 in Richtung der Durchgangsöffnungen 26 gelenkt und durch diese hindurch gedrückt. In dem Innenraum 12 kann sich somit kein Schmiermittel soweit anstauen, dass es durch den Lagerzwischenraum 19 gedrückt wird. Damit kann beispielsweise eine Trennung von verschiedenen Schmiermitteln in dem Antriebslager 23 und in dem Hauptlager 8 erreicht und beibehalten werden. Furthermore, in the second embodiment, a lubricant deflecting element 18 is arranged in the interior 12, which directs the flow of lubricant in the direction of the through opening 26. The lubricant deflecting element 18 is designed as a deflecting disk which is clamped on its outer circumference between the flange section 15 of the transmission component 4 and the bearing outer ring 10. The disk-shaped lubricant deflecting element 18 rests against the bearing inner ring 11 in the radial inward direction. In this way, the lubricant gets through the Lubricant deflecting element 18 is directed in the direction of the through openings 26 and pressed through them. In the interior 12 no lubricant can accumulate to such an extent that it is pressed through the bearing space 19. In this way, for example, a separation of different lubricants in the drive bearing 23 and in the main bearing 8 can be achieved and maintained.
Schließlich zeigt die Fig. 4 das Übertragungsbauteil 4 der zweiten Ausführungsform aus der Fig. 3 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass zwölf Durchgangsöffnungen 26 gleichmäßig verteilt um den Umfang des Flanschab schnitts 15 in dem Übertragungsbauteil 4 angeordnet sind. Durch einen Absatz 27 ergibt sich ein Raum, in dem das aus den Durchgangsöffnungen 26 austretende Schmiermittel radial nach innen zu einem Schmiermittelreservoir 20 an der Innen seite des Hülsenabschnitts 14 zurückströmen kann. Finally, FIG. 4 shows the transmission component 4 of the second embodiment from FIG. 3 in a perspective view. It can be seen that twelve through-openings 26 are evenly distributed around the circumference of the flange section 15 in the transmission component 4. A shoulder 27 results in a space in which the lubricant emerging from the through openings 26 can flow back radially inward to a lubricant reservoir 20 on the inside of the sleeve section 14.
Bezuqszeichen Spannungswellengetriebe Referenced by voltage shaft gear
Rotationsachse Axis of rotation
Antriebsbauteil Drive component
Übertragungsbauteil Transmission component
Außenverzahnung External toothing
Getriebebauteil Transmission component
Innenverzahnung Internal gearing
Hauptlager Main camp
Wälzkörpern Rolling elements
Lageraußenring Bearing outer ring
Lagerinnenring Bearing inner ring
Innenraum inner space
Durchgangsöffnung Through opening
Hülsenabschnitt Sleeve section
Flanschabschnitt Flange section
Kontur contour
Vorsprung head Start
Schmiermittelumlenkelement Lubricant deflector
Lagerzwischenraum Storage space
Schmiermittelreservoir Lubricant reservoir
Eingriffsbereich Intervention area
Dichtring Sealing ring
Antriebslager Drive bearing
Antriebslageraußenring Drive bearing outer ring
Wellendichtring Shaft seal
Durchgangsöffnung Through opening
Absatz paragraph

Claims

Patentansprüche Claims
1 . Spannungswellengetriebe (1 ), umfassend ein Antriebsbauteil (3), ein elastisch ver formbares Übertragungsbauteil (4) mit einer Außenverzahnung (5) und ein Getriebe bauteil (6) mit einer Innenverzahnung (7), 1 . Stress wave transmission (1), comprising a drive component (3), an elastically deformable transmission component (4) with an external toothing (5) and a transmission component (6) with an internal toothing (7),
wobei die Außenverzahnung (5) durch das Antriebsbauteil (3) so verformt wird, dass sie partiell mit der Innenverzahnung (7) in Eingriff bringbar ist, wherein the external toothing (5) is deformed by the drive component (3) in such a way that it can be partially brought into engagement with the internal toothing (7),
wobei das Übertragungsbauteil (4) und das Getriebebauteil (6) mittels eines Hauptla gers (8) relativ zueinander verdrehbar gelagert sind, wherein the transmission component (4) and the transmission component (6) are rotatably mounted relative to each other by means of a Hauptla gers (8),
wobei die Innenverzahnung (7) und die Außenverzahnung (5) eine ungleiche Anzahl an Zähnen aufweisen, sodass das Übertragungsbauteil (4) und das Getriebebauteil (6) durch eine Rotationsbewegung des Antriebsbauteils (3) relativ zueinander ver drehbar sind, wherein the internal toothing (7) and the external toothing (5) have an unequal number of teeth, so that the transmission component (4) and the gear component (6) can be rotated relative to one another by a rotational movement of the drive component (3),
wobei das Übertragungsbauteil (4) und das Hauptlager (8) einen Innenraum (12) zu mindest teilweise umschließen, dadurch gekennzeichnet, wherein the transmission component (4) and the main bearing (8) at least partially enclose an interior (12), characterized in that
dass das Übertragungsbauteil (4) zumindest eine Durchgangsöffnung (13, 26) auf weist, die in den Innenraum (12) mündet. that the transmission component (4) has at least one through opening (13, 26) which opens into the interior (12).
2. Spannungswellengetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsbauteil (4) einen Hülsenabschnitt (14) und einen sich in radialer Richtung erstreckenden Flanschabschnitt (15) aufweist, und dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (13) in dem Hülsenabschnitt (14) angeordnet ist. 2. Stress wave transmission (1) according to claim 1, characterized in that the transmission component (4) has a sleeve section (14) and a flange section (15) extending in the radial direction, and that the at least one through opening (13) in the sleeve section ( 14) is arranged.
3. Spannungswellengetriebe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsbauteil (4) einen Hülsenabschnitt (14) und einen sich in radia ler Richtung erstreckenden Flanschabschnitt (15) aufweist, und dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (26) in dem Flanschabschnitt (15) angeordnet ist. 3. Stress wave transmission (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission component (4) has a sleeve portion (14) and a flange portion (15) extending in radia Ler direction, and that the at least one through opening (26) in the flange portion (15) is arranged.
4. Spannungswellengetriebe (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Durchgangsöffnungen (13, 26) gleichmäßig verteilt über einen Umfang des Übertragungsbauteils (4) angeordnet sind. 4. Stress wave transmission (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of through openings (13, 26) are arranged distributed uniformly over a circumference of the transmission component (4).
5. Spannungswellengetriebe (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an den Innenraum (12) angrenzendes Bauteil eine Kontur (16) aufweist, die den Schmiermittelfluss in die Richtung der zumindest einen Durch gangsöffnung (13, 26) lenkt. 5. Stress wave transmission (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a component adjoining the interior space (12) has a contour (16) which directs the flow of lubricant in the direction of the at least one through opening (13, 26).
6. Spannungswellengetriebe (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerinnenring (1 1 ) des Hauptlagers (8) einen Vorsprung (17) aufweist, der den Schmiermittelfluss in die Richtung der zumindest einen Durchgangsöffnung (13, 26) lenkt. 6. Stress wave transmission (1) according to claim 5, characterized in that an inner bearing ring (1 1) of the main bearing (8) has a projection (17) which directs the flow of lubricant in the direction of the at least one through opening (13, 26).
7. Spannungswellengetriebe (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittelumlenkelement (18) in dem Innenraum (12) angeordnet wird, welches den Schmiermittelfluss in Richtung der Durchgangsöffnung (13, 26) lenkt. 7. Stress wave transmission (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a lubricant deflecting element (18) is arranged in the interior (12), which directs the flow of lubricant in the direction of the through opening (13, 26).
8. Spannungswellengetriebe (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerzwischenraum (19) des Hauptlagers (8) durch zumin dest eine Innendichtung von dem Innenraum (12) abgedichtet ist. 8. stress wave transmission (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a bearing gap (19) of the main bearing (8) is sealed by at least one inner seal from the interior (12).
9. Spannungswellengetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass auf einer Innenseite des Hülsenabschnitts (14) ein Schmiermittelre- servoir (20) angeordnet ist. 9. Stress wave transmission (1) according to one of claims 2 to 8, characterized in that a lubricant reservoir (20) is arranged on an inside of the sleeve section (14).
10. Spannungswellengetriebe (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung, die Außenverzahnung (5), die zumin dest eine Durchgangsöffnung (13) und ein Schmiermittelreservoir (20) so angeordnet sind, dass sich im Betrieb ein Schmiermittelkreislauf ergibt, bei dem Schmiermittel durch Walkbewegungen zwischen der Innenverzahnung (7) und der Außenverzah nung (5) von dem Schmiermittelreservoir (20) durch die Innen- und Außenverzah nung (5, 7), den Innenraum (12) und die zumindest eine Durchgangsöffnung (13, 26) hindurch zurück in das Schmiermittelreservoir (20) gefördert wird. 10. Stress wave transmission (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal toothing, the external toothing (5), the at least one through opening (13) and a lubricant reservoir (20) are arranged so that a lubricant circuit results during operation , in the lubricant by flexing movements between the internal toothing (7) and the external toothing (5) from the lubricant reservoir (20) through the internal and external toothing (5, 7), the interior (12) and the at least one through opening (13 , 26) is conveyed through back into the lubricant reservoir (20).
1 1 . Übertragungsbauteil (4) mit zumindest einer Durchgangsöffnung (13, 26), wobei das Übertragungsbauteil (4) zur Verwendung in einem Spannungswellengetriebe (1 ) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche geeignet ist. 1 1. Transmission component (4) with at least one through opening (13, 26), the transmission component (4) being suitable for use in a stress wave transmission (1) according to one of the preceding claims.
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