DE102016116438B3 - Output element for a stress wave transmission - Google Patents
Output element for a stress wave transmission Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016116438B3 DE102016116438B3 DE102016116438.0A DE102016116438A DE102016116438B3 DE 102016116438 B3 DE102016116438 B3 DE 102016116438B3 DE 102016116438 A DE102016116438 A DE 102016116438A DE 102016116438 B3 DE102016116438 B3 DE 102016116438B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- output element
- toothing
- layers
- external
- internal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 6
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- 238000011161 development Methods 0.000 description 16
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Vorgeschlagen wird ein verformbares büchsenförmiges Abtriebselement (1) für ein Spannungswellengetriebe, mit einem ringförmig um eine Längs- oder Zylinderachse (L) herum geschlossenen zylindrischen ersten Wandungsbereich (2) und einem zweiten Wandungsbereich (3), der den ersten Wandungsbereich (2) in einer Ebene quer zu der Längs- oder Zylinderachse (L) im Wesentlichen verschließt, wobei in dem ersten Wandungsabschnitt (2) an einer Außenseite desselben eine Außenverzahnung (6a–6c) oder eine Innenverzahnung vorgesehen ist, welches Abtriebselement (1) sich dadurch auszeichnet, dass zumindest der erste Wandungsbereich (2) mehrlagig mit einer Mehrzahl relativ zueinander beweglicher Lagen (2a–2c) ausgebildet ist, um bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer Bauraum und Gewicht zu reduzieren. Vorgeschlagen wird außerdem ein Spannungswellengetriebe, vorzugsweise mit einem solchen Abtriebselement (1), und mit einem bezüglich der Längs- oder Zylinderachse (L) innerhalb des Abtriebselements (1) angeordneten Wavegenerators zum Verformen des Abtriebselements (1), bei dem der Wavegenerator mehrlagig mit einer Mehrzahl relativ zueinander beweglicher Lagen ausgebildet ist.Proposed is a deformable bushing-shaped output element (1) for a voltage wave transmission, with a ring around a longitudinal or cylindrical axis (L) closed around the first cylindrical wall region (2) and a second wall portion (3), the first wall portion (2) in one Level transverse to the longitudinal or cylindrical axis (L) substantially closes, wherein in the first wall portion (2) on an outer side thereof an external toothing (6a-6c) or an internal toothing is provided, which output element (1) is characterized in that at least the first wall region (2) is formed in multiple layers with a plurality of relatively movable layers (2a-2c) in order to reduce installation space and weight while at the same time increasing the service life. Also proposed is a voltage wave transmission, preferably with such an output element (1), and with a with respect to the longitudinal or cylindrical axis (L) within the driven element (1) arranged wave generator for deforming the output element (1), in which the wave generator multi-layer with a Is formed a plurality of relatively movable layers.
Description
Die Erfindung betrifft ein verformbares büchsenförmiges Abtriebselement für ein Spannungswellengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a deformable bushing-shaped output element for a voltage wave transmission according to the preamble of
Außerdem betrifft die Erfindung ein Spannungswellengetriebe mit einem erfindungsgemäßen Abtriebselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18. Moreover, the invention relates to a voltage wave transmission with an output element according to the invention according to the preamble of claim 18.
Spannungswellengetriebe sind auch unter der Bezeichnung Wellgetriebe oder Gleitkeilgetriebe bekannt und werden insbesondere unter dem Produktnamen Harmonic-Drive-Getriebe vertrieben. Stress wave transmission are also known as wave gear or sliding wedge and are sold especially under the product name Harmonic Drive gear.
Grundsätzlich umfasst ein Spannungswellengetriebe drei Elemente, nämlich eine elliptische (Antriebs-)Scheibe, den sogenannten Wavegenerator; eine verformbare zylindrische Stahlbüchse mit Außenverzahnung, die sogenannte Flexspline, die als Abtriebselement fungiert; und einen starren zylindrischen Außenring mit Innenverzahnung, die sogenannte Circular Spline. Die Außenverzahnung der Flexspline hat weniger Zähne als die Innenverzahnung des Außenrings, sodass Flexspline und Circular Spline bei jeder Umdrehung eine gewisse Relativbewegung ausführen. Speziell verformt die angetriebene elliptische Scheibe die dünnwandige Stahlbüchse, in der Regel über den Außenring eines Kugellagers. Auf diese Weise greift die Außenverzahnung der Stahlbüchse im Bereich der großen Ellipsenachse in die Innenverzahnung des Außenrings ein, wodurch bei jeder Umdrehung der Antriebsscheibe das Abtriebselement aufgrund der geringeren Zahnanzahl gegenüber dem Außenring zurückbleibt. Dieser grundsätzliche Aufbau bzw. diese grundsätzliche Funktionsweise eines Spannungswellengetriebes ist dem Fachmann bekannt, sodass hierauf an dieser Stelle nicht weiter einzugehen ist.In principle, a stress wave transmission comprises three elements, namely an elliptical (drive) disk, the so-called wave generator; a deformable cylindrical steel bushing with external teeth, the so-called Flexspline, which acts as an output element; and a rigid cylindrical outer ring with internal teeth, the so-called circular spline. The outer teeth of the Flexspline have fewer teeth than the inner teeth of the outer ring, so that Flexspline and Circular Spline perform a certain relative movement with each revolution. Specifically, the powered elliptical disc deforms the thin-walled steel bushing, typically over the outer race of a ball bearing. In this way, the external toothing of the steel bush engages in the region of the large ellipse axis in the inner toothing of the outer ring, whereby with each revolution of the drive pulley, the output element remains due to the lower number of teeth relative to the outer ring. This fundamental structure or this basic mode of operation of a stress wave transmission is known to the person skilled in the art, so that it is not necessary to discuss this further here.
Um die erforderliche Flexibilität der Flexspline zu gewährleisten, wird bei vorbekannten Spannungswellengetrieben ein ausreichender Bauraum in axialer Richtung benötigt, um die Spannungen infolge von Verformungen im Betrieb in einem Bereich zu halten, der hinsichtlich der Dauerfestigkeit unkritisch ist. Dies bedingt nachteiliger Weise einen relativ großen Bauraum, und entsprechend ein relativ hohes Gewicht. In order to ensure the required flexibility of the Flexspline, sufficient space in the axial direction is required in prior art voltage wave gears to keep the stresses due to deformation during operation in a range that is not critical in terms of fatigue strength. This disadvantageously requires a relatively large space, and correspondingly a relatively high weight.
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannungswellengetriebe derart weiterzuentwickeln, dass sich möglichst eine Lebensdauererhöhung bei gleichzeitiger Bauraumreduzierung ergibt. Außerdem soll das vorgeschlagene Spannungswellengetriebe leichter bauen und eine reduzierte Ausfallwahrscheinlichkeit besitzen. The invention has for its object to further develop a voltage wave transmission such that, if possible, an increase in lifespan results in simultaneous space reduction. In addition, the proposed voltage wave transmission to build easier and have a reduced probability of failure.
Diese Aufgabe wird im Rahmen der Erfindung gelöst durch ein verformbares büchsenförmiges Abtriebselement für ein Spannungswellengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Spannungswellengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 18, welches Spannungswellengetriebe ein erfindungsgemäßes Abtriebselement umfasst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Idee sind Gegenstand von Unteransprüchen. This object is achieved in the context of the invention by a deformable bushing-shaped output element for a voltage wave transmission with the features of
Erfindungsgemäß ist ein verformbares büchsenförmiges Abtriebselement (Flexspline) für ein Spannungswellengetriebe mit einem ringförmig um eine Längs- oder Zylinderachse herum geschlossenen zylindrischen ersten Wandungsbereich und einem zweiten Wandungsbereich, der den ersten Wandungsbereich in einer Ebene quer zu der Längs- oder Zylinderachse im Wesentlichen verschließt, wobei in dem ersten Wandungsbereich an einer Außenseite desselben eine Außenverzahnung oder an einer Innenseite desselben eine Innenverzahnung vorgesehen ist, welcher erste Wandungsbereich mehrlagig mit einer Mehrzahl relativ zueinander beweglicher Lagen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Außenverzahnungen oder Innenverzahnungen vorhanden und zumindest teilweise unterschiedlichen Lagen zugeordnet sind.According to the invention, a deformable bushing output element (flexspline) for a stress wave transmission is provided with a cylindrical first wall region annularly closed around a longitudinal or cylindrical axis and a second wall region substantially closing the first wall region in a plane transverse to the longitudinal or cylindrical axis in the first wall region on an outer side of the same an external toothing or on an inner side thereof an internal toothing is provided, which first wall region is formed multi-layered with a plurality of relatively movable layers, characterized in that a plurality of external gears or internal gears present and at least partially different layers assigned.
Ein erfindungsgemäßes Spannungswellengetriebe mit einem vorzugsweise erfindungsgemäß ausgebildeten Abtriebselement (Flexspline) und mit einem bezüglich der Längs- oder Zylinderachse innerhalb oder außerhalb des Abtriebselements angeordneten Wavegenerator zur Verformung des Abtriebselements ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wavegenerator mehrlagig mit einer Mehrzahl relativ zueinander beweglicher Lagen ausgebildet ist. An inventive voltage wave transmission with a preferably designed according to the invention output element (Flexspline) and with respect to the longitudinal or cylindrical axis within or outside the driven element wave generator for deformation of the output element is characterized in that the wave generator is formed in multiple layers with a plurality of relatively movable layers.
Wenn im Rahmen des Anspruchsbegehrens davon die Rede ist, dass der genannte zweite Wandungsbereich den ersten Wandungsbereich in einer Ebene quer zu der Längs- oder Zylinderachse „im Wesentlichen“ verschließt, so ist hierunter zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Abtriebselement in dem zweiten Wandungsbereich bestimmte Öffnungen, Bohrungen oder Durchbrüche aufweisen kann, die beispielsweise für eine Fixierung oder Montage weiterer Bestandteile eines Spannungswellengetriebes oder anderer Bauteile vorgesehen sein können. If, in the context of the claim, it is mentioned that the said second wall region substantially "closes" the first wall region in a plane transverse to the longitudinal or cylindrical axis, then it is to be understood that the output element according to the invention has specific openings in the second wall region , Holes or breakthroughs, which may be provided, for example, for fixing or mounting other components of a stress wave transmission or other components.
Erfindungsgemäß ist somit bei einem an sich bekannten Spannungswellengetriebe vorgesehen, dass bei einem büchsenförmigen Abtriebselement, welches nach Art einer Flexspline verformbar ausgebildet ist, zumindest der erste Wandungsbereich, d.h. der um die Längs- oder die Zylinderachse herum geschlossene zylindrische Wandungsbereich mehrlagig ausgebildet ist und entsprechend eine Mehrzahl von Lagen aufweist, die relativ zueinander beweglich ausgebildet sind. Die somit erreichbare höhere Beweglichkeit bedingt eine Reduzierung von Spannungen im Betrieb und ermöglicht eine gegenüber herkömmlichen Spannungswellengetrieben axial verkürzte Baulänge. According to the invention, it is thus provided in a known voltage wave transmission, that in a bushing-shaped output element, which is deformable in the manner of a Flexspline, at least the first wall region, ie the cylindrical wall region closed around the longitudinal or the cylinder axis is formed in multiple layers and correspondingly one Has a plurality of layers which are designed to be movable relative to each other. The thus achievable higher mobility requires a reduction of voltages during operation and allows a comparison with conventional voltage shaft transmissions axially shortened length.
Das Abtriebselement kann in diesem Zusammenhang und bei allen weiteren Ausgestaltungen der Erfindung entweder mindestens eine Außenverzahnung oder mindestens eine Innenverzahnung aufweisen, wobei die Circular Spline in ihrer Ausgestaltung natürlich entsprechend anzupassen ist (außenliegend mit Innenverzahnung im ersten Fall, innenliegend mit Außenverzahnung im zweiten).The output element may in this context and in all further embodiments of the invention either have at least one external toothing or at least one internal toothing, the Circular Spline course in their design to adapt accordingly (outside with internal toothing in the first case, inside with external toothing in the second).
Bei dem erfindungsgemäßen Abtriebselement ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl an Außenverzahnungen (oder Innenverzahnungen) vorhanden und zumindest teilweise unterschiedlichen Lagen in dem ersten Wandungsbereich zugeordnet sind. Auf diese Weise ergeben sich mehrere Kontaktflächen durch die Aufteilung der Verzahnung auf mehrere Zahnreihen (die genannte Mehrzahl an Außenverzahnungen oder Innenverzahnungen). Dies kann eine weitere Reduzierung der Ausfallwahrscheinlichkeit bewirken, weil auf diese Weise mehrere Lastpfade realisierbar sind. In the output element according to the invention, it is provided that a plurality of external toothings (or internal toothings) are present and at least partially assigned to different layers in the first wall region. In this way, several contact surfaces result by dividing the teeth on a plurality of rows of teeth (said plurality of external gears or internal gears). This can cause a further reduction of the probability of failure, because in this way several load paths can be realized.
Analog kann bei einem erfindungsgemäßen Spannungswellengetriebe alternativ oder zusätzlich der Wavegenerator mehrlagig mit einer Mehrzahl relativ zueinander beweglicher Lagen ausgebildet sein, was entsprechend die Steifigkeit reduziert und für eine verbesserte (erhöhte) Dämpfung sorgen kann. Hiermit ist wiederum eine Erhöhung der Lebensdauer und eine Reduzierung der Ausfallwahrscheinlichkeit verbunden. Die mittels der Erfindung erreichbaren Vorteile können besonders gut zum Tragen kommen, wenn sowohl die Flexspline – zumindest in dem ersten Wandungsbereich – als auch der Wavegenerator mehrlagig ausgebildet sind. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst auch Ausgestaltungen, bei denen entweder nur die Flexspline oder nur der Wavegenerator mehrlagig ausgebildet ist.Analogously, alternatively or additionally, in the case of a voltage wave transmission according to the invention, the wave generator may be designed in multiple layers with a plurality of relatively movable layers, which correspondingly reduces the rigidity and can provide improved (increased) damping. This in turn is associated with an increase in the service life and a reduction in the probability of failure. The achievable by the invention advantages can be particularly well come into play when both the Flexspline - at least in the first wall area - and the wave generator are formed multi-layered. However, the invention is not limited thereto, but also includes embodiments in which either only the Flexspline or only the Wavegenerator is formed in multiple layers.
Bei einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements kann vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Wandungsbereich jeweils mehrlagig ausgebildet sind. Es ist in diesem Zusammenhang auch möglich, das Antriebselement im Bereich des ersten und zweiten Wandungsbereichs durchgängig auszubilden, sodass im Übergang vom ersten Wandungsbereich zum zweiten Wandungsbereich keinerlei Materialunterbrechung vorgesehen ist. In a first development of the output element according to the invention can be provided that the first and the second wall region are each formed in multiple layers. In this context, it is also possible to design the drive element in the area of the first and second wall areas continuously, so that no material interruption is provided in the transition from the first wall area to the second wall area.
Alternativ ist jedoch auch eine Ausgestaltung möglich, bei der nur der erste Wandungsbereich mehrlagig ausgebildet ist, an welchen mehrlagigen ersten Wandungsbereich sich ein massiver zweiter Wandungsbereich anschließt, der insbesondere nach Art eines Abtriebsflansches ausgebildet sein kann. In einem Übergangsbereich sind dann der erste Wandungsbereich und der zweite Wandungsbereich geeignet miteinander verbunden, beispielsweise stoffschlüssig. Alternatively, however, a configuration is possible in which only the first wall region is formed in multiple layers, which multilayer first wall region is followed by a solid second wall region, which may be formed in particular in the manner of a Abtriebsflansches. In a transition region, the first wall region and the second wall region are then suitably connected to one another, for example by material bonding.
Bei der anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements kann vorgesehen sein, dass zwischen wenigstens zwei benachbarten Lagen eine Zwischenschicht vorgesehen ist, insbesondere aus Kunststoff, um die tribologischen Eigenschaften der Lagen zu beeinflussen und/oder um eine Dämpfungswirkung oder Energiedissipation zu bewirken. Auf diese Weise kann eine Reibung zwischen den einzelnen Lagen effektiv als Schwingungsdämpfung genutzt werden. Die Ausgestaltung der Zwischenschichten ist nicht auf eine Ausgestaltung in Kunststoff beschränkt, sondern kann jegliches geeignetes Material oder eine entsprechende Oberflächenbeschichtung mit einschließen. In the other development of the output element according to the invention can be provided that between at least two adjacent layers an intermediate layer is provided, in particular of plastic, to influence the tribological properties of the layers and / or to effect a damping effect or energy dissipation. In this way, a friction between the individual layers can be effectively used as vibration damping. The design of the intermediate layers is not limited to a plastic embodiment, but may include any suitable material or surface coating.
Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements sieht vor, dass in dem zweiten Wandungsabschnitt wenigstens eine radiale Welle oder Teilwelle ausgebildet ist, vorzugsweise eine Mehrzahl radialer Wellen oder Teilwellen, die höchst vorzugsweise konzentrisch angeordnet sein können. Auf diese Weise erhält das erfindungsgemäße Abtriebselement eine zusätzliche Elastizität in radialer Richtung, was sich günstig in puncto Bauraumreduzierung bei gleichzeitiger Lebensdauererhöhung auswirken kann. Yet another refinement of the output element according to the invention provides that at least one radial shaft or partial shaft is formed in the second wall section, preferably a plurality of radial shafts or partial shafts, which may be arranged concentrically, preferably. In this way, the output element according to the invention receives an additional elasticity in the radial direction, which can be beneficial in terms of space reduction while increasing the service life.
Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements sieht vor, dass in dem ersten Wandungsabschnitt wenigstens eine axiale Welle oder Teilwelle ausgebildet ist, vorzugsweise eine Mehrzahl axialer Wellen oder Teilwellen. Solche axialen Wellen können als Montageausgleich oder zur Entkopplung einer antreibenden Welle vom Getriebe dienen. Another refinement of the output element according to the invention provides that at least one axial shaft or partial shaft is formed in the first wall section, preferably a plurality of axial shafts or partial shafts. Such axial waves can serve as mounting compensation or for decoupling a driving shaft from the transmission.
Sowohl die vorstehend erwähnten radialen Wellen als auch die vorstehend erwähnten axialen Wellen können asymmetrisch ausgestaltet sein.Both the above-mentioned radial waves and the above-mentioned axial waves may be asymmetrical.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Idee kann bei einem erfindungsgemäßen Abtriebselement noch vorgesehen sein, dass zumindest zwei verschiedene Lagen in axialer Richtung verschieden lang ausgebildet sind, wobei eine bezüglich der Längs- oder Zylinderachse weiter innen liegende Lage mit axialem Übermaß – vorzugsweise an ihrem dem zweiten Wandungsabschnitt abgewandten freien Ende – gegenüber einer weiter außen liegenden Lage ausgebildet ist, und dass eine betreffende Außenverzahnung (oder Innenverzahnung) im Bereich dieses Übermaßes angeordnet ist. Hierdurch wird eine zusätzliche Gestaltungsfreiheit beim Aufbau eines Spannungswellengetriebes erreicht.In a preferred development of the idea according to the invention, it can still be provided in the case of an output element according to the invention, in that at least two different layers are of different lengths in the axial direction, wherein a position with axial oversize, preferably at its free end remote from the second wall section, with respect to the longitudinal or cylinder axis is formed with respect to a further outer layer, and a respective external toothing (or internal toothing) is arranged in the region of this excess. As a result, an additional design freedom in the construction of a stress wave transmission is achieved.
In diesem Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Außenverzahnung (die Außenverzahnungen bzw. die Innenverzahnung(en)) im Bereich eines jeweiligen freien Endes der betreffenden Lage angeordnet ist (sind). In diesem Bereich ist die größte Beweglichkeit des verformbaren büchsenförmigen Abtriebselements gegeben. In this context, it can furthermore be provided that the external toothing (the external toothings or the internal toothing (s)) is (are) arranged in the region of a respective free end of the relevant layer. In this area, the greatest mobility of the deformable bushing output element is given.
Bei einer wieder anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements kann vorgesehen sein, dass die Außenverzahnung (oder Innenverzahnung) zumindest bei einer Lage auf den ersten Wandungsabschnitt aufgesetzt ist. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Außenverzahnung (oder Innenverzahnung) und der erste Wandungsabschnitt separat hergestellt und anschließend in geeigneter Weise, beispielsweise kraft- oder stoffschlüssig, miteinander verbunden wurden. In yet another development of the output element according to the invention can be provided that the outer toothing (or internal toothing) is placed at least at one position on the first wall portion. This is equivalent to the fact that the external toothing (or internal toothing) and the first wall section were prepared separately and then in a suitable manner, for example, frictionally or cohesively, were connected together.
Alternativ liegt es jedoch auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn bei einer entsprechenden Weiterbildung des Abtriebselements die Außenverzahnung (oder Innenverzahnung) zumindest bei einer Lage integral mit dem ersten Wandungsabschnitt ausgebildet ist, beispielsweise in Form einer direkten Ausformung der Zähne aus einem zur Herstellung der genannten Lage verwendeten Blech. Alternatively, however, it is also within the scope of the present invention if, in a corresponding development of the output element, the external toothing (or internal toothing) is formed integrally with the first wall section, at least in one layer, for example in the form of a direct shaping of the teeth from one for the production of said Location used sheet metal.
Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass die Außenverzahnungen bei allen Lagen gleich ausgebildet sein müssen. Vielmehr sieht eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements vor, dass die Außenverzahnungen (oder Innenverzahnungen) bei zumindest zwei verschiedenen Lagen unterschiedlich ausgebildet sind, was die Gestaltungsfreiheit weiter vergrößert. The present invention is not limited to the fact that the external teeth must be the same in all layers. Rather, another embodiment of the output element according to the invention provides that the external gears (or internal gears) are formed differently in at least two different layers, which further increases the freedom of design.
Um eine größtmögliche Beweglichkeit beizubehalten, kann im Rahmen einer wieder anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements vorgesehen sein, dass die Außenverzahnungen (oder Innenverzahnungen) bei zumindest zwei verschiedenen Lagen mit einem axialen Abstand zueinander ausgebildet sind. Bei der durch die drehende (Antriebs-)Scheibe bewirkten Elliptisierung oder Ovalisierung des Antriebselements (der Flexspline) können so die einzelnen Lagen besonders gut aufeinander abgleiten und jeweils ein Teilmoment übertragen, was aufgrund mehrerer Lastpfade zu der bereits angesprochenen Reduzierung der Ausfallwahrscheinlichkeit beiträgt. In order to maintain the greatest possible mobility, it may be provided within the scope of another development of the output element according to the invention that the external toothings (or internal toothings) are formed at an axial distance from one another in at least two different layers. In the caused by the rotating (drive) disc elliptization or ovalization of the drive element (the Flexspline) so the individual layers can slide particularly well on each other and each transmit a partial torque, which contributes due to multiple load paths to the already mentioned reduction of the probability of failure.
Insbesondere um unterschiedliche Abmessungen der verschiedenen Lagen auszugleichen, kann bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements vorgesehen sein, dass die Außenverzahnungen (oder Innenverzahnungen) bei zumindest zwei verschiedenen Lagen verschiedene Höhen aufweisen. In particular, in order to compensate for different dimensions of the different layers, may be provided in another preferred embodiment of the output element according to the invention that the external gears (or internal gears) in at least two different layers have different heights.
Des Weiteren kann bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements auch vorgesehen sein, dass zumindest zwei verschiedene Lagen im Bereich ihrer jeweiligen Außenverzahnungen (oder Innenverzahnungen) einen gleichen Abstand von der Längs- oder Zylinderachse aufweisen, vorzugsweise indem bezüglich der Längs- oder Zylinderachse weiter innen liegende Lagen in dem genannten Bereich aufgeweitet sind. Durch das oben beschriebene Überstehen und das vorstehend genannte Aufweiten von inneren Lagen können bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Abtriebselements für alle Lagen gleiche Zahnkränze verwendet werden. Der bei einem vollständigen Spannungswellengetriebe noch vorzusehende Wavegenerator muss in seiner Außenkontur entsprechend angepasst werden, sodass die erforderliche Elliptisierung oder Ovalisierung durch den Wavegenerator bewirkt werden kann. Furthermore, in another development of the output element according to the invention can also be provided that at least two different layers in the region of their respective external teeth (or internal teeth) have an equal distance from the longitudinal or cylindrical axis, preferably by with respect to the longitudinal or cylindrical axis further inside Layers are widened in said area. As a result of the above-described protrusion and the aforementioned widening of inner layers, identical toothed rings can be used for all layers in a corresponding embodiment of the output element. The wave generator still to be provided in the case of a complete stress wave transmission must be adapted accordingly in its outer contour so that the required elliptization or ovalization can be effected by the wave generator.
Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements sieht vor, dass die Außenverzahnungen (oder Innenverzahnungen) in axialer Richtung, verglichen mit herkömmlichen Abtriebselementen für ein Spannungswellengetriebe, relativ kurz bauen. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass auf diese Weise höhere Momente übertragen werden können als bei einer Ausgestaltung des Spannungswellengetriebes mit nur einlagigem Abtriebselement und entsprechend nur einem Zahnkranz (einer Außenverzahnung oder Innenverzahnung). Yet another development of the output element according to the invention provides that the external gears (or internal gears) in the axial direction, build relatively short compared with conventional output elements for a voltage wave transmission. The Applicant has found that higher torque can be transmitted in this way than in an embodiment of the stress wave transmission with only single-layer output element and correspondingly only one sprocket (an external toothing or internal toothing).
Dieser Effekt kann dadurch noch verstärkt werden, dass bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements Zähne der Außenverzahnungen (oder Innenverzahnungen) ballig oder konvex ausgebildet sind. Die konvexe/ballige Ausführung der Zahnflankengeometrie stellt hierbei eine Ausgleichsmöglichkeit für Fluchtungsfehler und die Verkippung der Verzahnung unter dem Einfluss des zu übertragenden Moments dar. Dabei ist es grundsätzlich unerheblich, ob die konvexe Flankengeometrie abtriebsseitig oder auf der Circular Spline angebracht ist. This effect can be further enhanced by the fact that, in another development of the output element according to the invention, teeth of the external toothings (or internal toothings) are convex or convex. The convex / convex design of the tooth flank geometry represents a compensation for misalignment and the tilting of the toothing under the influence of the torque to be transmitted. It is basically irrelevant whether the convex edge geometry is mounted on the output side or on the circular spline.
Noch eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements sieht vor, dass Zähne verschiedener Außenverzahnungen (oder Innenverzahnungen) mit einem Winkelversatz zueinander angeordnet sind. Ein solcher (minimaler) Winkelversatz der Zahnkränze kann eine Verspannung im Zahneingriff bewirken, welche einem spielfreien Kämmen auch unter fortschreitendem Verschleiß entgegenkommt. Dieser Winkelversatz ist vom Modul der Verzahnung abhängig und kann sich wertemäßig typischerweise im Bereich der Größenordnung des Flankenspiels im Betrieb bewegen. Yet another development of the output element according to the invention provides that teeth of different external gears (or internal gears) are arranged with an angular offset from each other. Such a (minimum) angular offset of the sprockets can cause a strain in the tooth engagement, which accommodates a backlash-free combing even with progressive wear. This angular offset is dependent on the module of the gearing and may typically move in value in the range of the magnitude of the backlash in operation.
Schließlich sieht eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abtriebselements vor, dass zumindest eine bezüglich der Längs- oder der Zylinderachse innerste Lage als integrierter Wavegenerator-Außenring ausgebildet ist und entsprechend als Außenring für Kugeln eines auf die elliptische (Antriebs-)Scheibe aufgesetzten Lagers fungieren kann. Hierdurch kann sich insgesamt eine Vereinfachung des Getriebeaufbaus ergeben, die wiederum mit einer Gewichts- und Bauraumreduzierung einhergehen kann. Finally, another development of the output element according to the invention provides that at least one with respect to the longitudinal or the cylinder axis innermost layer is formed as an integrated wave generator outer ring and can act accordingly as an outer ring for balls of the elliptical (drive) disc mounted bearing. This can result in a total simplification of the transmission structure, which in turn can be associated with a reduction in weight and space.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spannungswellengetriebes sieht vor, dass zwischen benachbarten Lagen des Wavegenerators Zwischenschichten vorgesehen sind, insbesondere aus Kunststoff, um die tribologischen Eigenschaften der Lagen zu beeinflussen und/oder eine Dämpfungswirkung oder Energiedissipation zu bewirken. Hierauf wurde weiter oben im Hinblick auf das erfindungsgemäße Abtriebselement bereits hingewiesen. A preferred development of the stress wave transmission according to the invention provides that intermediate layers are provided between adjacent layers of the wave generator, in particular made of plastic, in order to influence the tribological properties of the layers and / or to effect a damping effect or energy dissipation. This has already been pointed out above with regard to the output element according to the invention.
Eine andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spannungswellengetriebes sieht vor, dass wenigstens eine Circular Spline vorhanden ist, die innerhalb oder außerhalb des Abtriebselements angeordnet sein kann und die über eine Verzahnung in Form einer Innen- oder Außenverzahnung mit einer Verzahnung in Form einer Außen- oder Innenverzahnung – je nach konkreter Ausgestaltung der Circular Spline – des Abtriebselements zusammenwirkt. Hierdurch ergeben sich je nach konkreter Anforderung unterschiedliche Getriebebauformen.Another preferred development of the voltage wave transmission according to the invention provides that at least one circular spline is present, which can be arranged inside or outside of the output element and via a toothing in the form of an internal or external toothing with a toothing in the form of external or internal toothing. depending on the concrete design of the circular spline - the output element cooperates. This results depending on the specific requirement different transmission types.
Eine wieder andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spannungswellengetriebes sieht vor, dass die Verzahnung des Abtriebselements oder die Verzahnung der Circular Spline mit konvexen oder balligen Zahnflanken ausgebildet ist. Auf diese Weise lassen sich die oben beschriebenen Vorteile dieser Ausgestaltung auf unterschiedliche Weise realisieren.Yet another preferred development of the stress wave transmission according to the invention provides that the toothing of the output element or the toothing of the circular spline is formed with convex or crowned tooth flanks. In this way, the advantages of this embodiment described above can be realized in different ways.
Spannungswellengetriebe werden bekanntermaßen insbesondere für Achsantriebe bei Robotern, Antriebe in Flugsimulatoren, die Nachführung von großen Parabolantennen, in Kraftfahrzeugen (Dynamiklenkung), in Werkzeugmaschinen und in Antrieben von Druckmaschinen eingesetzt. Auch in der Lafetten- und Raketentechnik kommen sie zum Einsatz, und sie eignen sich aufgrund ihrer inhärenten Positioniergenauigkeit für die Verwendung als Stellantriebe jeglicher Art, sodass sich für die vorstehend beschriebene Erfindung ein entsprechend breites Anwendungsspektrum ergibt. As is known, voltage wave gears are used in particular for axle drives in robots, drives in flight simulators, the tracking of large parabolic antennas, in motor vehicles (dynamic steering), in machine tools and in drives of printing presses. They are also used in the carriage and rocket technology, and they are due to their inherent positioning accuracy for use as actuators of any kind, so that there is a correspondingly wide range of applications for the invention described above.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing.
In
Gemäß der Ausgestaltung in
Wie man der
Im Bereich der freien Enden der einzelnen Lagen
Wie man der
In
Bei der Ausgestaltung gemäß
Die in der
Bei der Ausgestaltung gemäß
Bei der alternativen Ausgestaltung gemäß
Schließlich zeigt
Wie der Fachmann erkennt, sind vielfältige Kombinationen der vorstehend anhand der Figuren beschriebenen Ausgestaltungsmerkmale möglich. Exemplarisch sei nur darauf hingewiesen, dass die gewählte Ausgestaltung im Bereich des zweiten Wandungsbereichs
Auch die Ausgestaltung des Abtriebselements
Nicht zeichnerisch dargestellt ist eine mögliche Ausgestaltung des Abtriebselements
In allen Fällen kann das Abtriebselement
Wenn die Lagen
Speziell zeigt die Draufsicht/Abwicklung der Zylinderaußenansicht in
Durch die besondere Geometrie der Verzahnung
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016116438.0A DE102016116438B3 (en) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Output element for a stress wave transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016116438.0A DE102016116438B3 (en) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Output element for a stress wave transmission |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102016116438B3 true DE102016116438B3 (en) | 2018-01-18 |
Family
ID=60782821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102016116438.0A Expired - Fee Related DE102016116438B3 (en) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Output element for a stress wave transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102016116438B3 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3828442A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-02 | Maxon International AG | Flexible toothed wheel and transmission comprising such a flexible toothed wheel |
| CN115789246A (en) * | 2022-11-29 | 2023-03-14 | 常州中车瑞泰装备科技有限公司 | A mis-split spline shift mechanism and a power take-off transfer case of a fire truck |
| US20230304568A1 (en) * | 2020-10-16 | 2023-09-28 | Midea Group Co., Ltd. | Harmonic Gear Device and Actuator |
| EP4386234A1 (en) * | 2022-12-16 | 2024-06-19 | Goodrich Actuation Systems Limited | Strain wave gearing system |
| EP4467845A1 (en) * | 2023-05-26 | 2024-11-27 | Goodrich Actuation Systems Limited | Strain wave drive |
| EP4603724A1 (en) * | 2024-02-16 | 2025-08-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Harmonic gear systems having redundant load paths between input and output shafts |
| US20250327509A1 (en) * | 2024-04-23 | 2025-10-23 | Wittenstein Se | Gearbox |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0206754B1 (en) * | 1985-06-24 | 1991-03-13 | Quincy Technologies, Inc. | Strain wave gearing |
| JPH1172147A (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | Unit type flexible meshing gear unit |
| JP2012041971A (en) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Mine Service:Kk | Step-up gear |
-
2016
- 2016-09-02 DE DE102016116438.0A patent/DE102016116438B3/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0206754B1 (en) * | 1985-06-24 | 1991-03-13 | Quincy Technologies, Inc. | Strain wave gearing |
| JPH1172147A (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | Unit type flexible meshing gear unit |
| JP2012041971A (en) * | 2010-08-18 | 2012-03-01 | Mine Service:Kk | Step-up gear |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3828442A1 (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-02 | Maxon International AG | Flexible toothed wheel and transmission comprising such a flexible toothed wheel |
| US11339863B2 (en) | 2019-11-26 | 2022-05-24 | Maxon International Ag | Flexible gear wheel and gear mechanism with such a flexible gear wheel |
| US20230304568A1 (en) * | 2020-10-16 | 2023-09-28 | Midea Group Co., Ltd. | Harmonic Gear Device and Actuator |
| US12297896B2 (en) * | 2020-10-16 | 2025-05-13 | Midea Group Co., Ltd. | Harmonic gear device and actuator |
| CN115789246A (en) * | 2022-11-29 | 2023-03-14 | 常州中车瑞泰装备科技有限公司 | A mis-split spline shift mechanism and a power take-off transfer case of a fire truck |
| EP4386234A1 (en) * | 2022-12-16 | 2024-06-19 | Goodrich Actuation Systems Limited | Strain wave gearing system |
| US12241536B2 (en) | 2022-12-16 | 2025-03-04 | Goodrich Actuation Systems Limited | Strain wave gearing system |
| EP4467845A1 (en) * | 2023-05-26 | 2024-11-27 | Goodrich Actuation Systems Limited | Strain wave drive |
| EP4603724A1 (en) * | 2024-02-16 | 2025-08-20 | Hamilton Sundstrand Corporation | Harmonic gear systems having redundant load paths between input and output shafts |
| US12480567B2 (en) | 2024-02-16 | 2025-11-25 | Hamilton Sundstrand Corporation | Harmonic gear systems having redundant load paths between input and output shafts |
| US20250327509A1 (en) * | 2024-04-23 | 2025-10-23 | Wittenstein Se | Gearbox |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102016116438B3 (en) | Output element for a stress wave transmission | |
| DE4128868A1 (en) | TWO-MASS FLYWHEEL WITH SLIDE SHOE | |
| DE102010054828A1 (en) | Power steering with spindle drive | |
| DE102013214352A1 (en) | Torsional vibration damping arrangement for the drive train of a motor vehicle | |
| DE102016118245A1 (en) | gearing | |
| WO2017101917A1 (en) | Elastic gear wheel of a harmonic drive | |
| WO2017041800A1 (en) | Gearing having an elastic gear | |
| EP2027397A2 (en) | Torque transmission device for the low vibration transmission of torque via at least one shaft | |
| EP3483478B1 (en) | Gear wheel drive | |
| DE102015113155B4 (en) | Tension shaft gear | |
| WO2007115562A2 (en) | Reciprocating-piston engine | |
| DE102011103495A1 (en) | Clutch shaft, actuator, camshaft variable speed gearbox and camshaft positioner | |
| DE102017219548B4 (en) | gearing | |
| DE102010047144A1 (en) | Ring gear for planet gear of e.g. gearbox, of motor car, has coupling element whose cross-section is smaller than cross-section of space defined by recesses, where coupling element is received in space defined by recesses | |
| EP1738088A1 (en) | Force-transmitting unit comprising a waved retaining ring | |
| DE102013214351A1 (en) | planetary gear | |
| WO2019166198A1 (en) | Drive arrangement for a rail vehicle | |
| DE202017101823U1 (en) | Barrel coupling, in particular for a cable drum joint connection of a hoist | |
| DE4417959C2 (en) | Device for changing the timing of an internal combustion engine | |
| DE102015017188B4 (en) | Stress wave transmission | |
| DE102017202418B4 (en) | gear unit | |
| AT526358B1 (en) | Method for producing a gear | |
| EP2302255A2 (en) | Drive device for at least one auxiliary drive | |
| EP2092214B1 (en) | Damping arrangement for rotary oscillations, particularly for mounting on a motor vehicle crankshaft | |
| DE102012012423A1 (en) | Spindle drive device of parking brake device e.g. electrical actuatable parking device for vehicle, has transmission device that is provided for peripheral transmission of torque to spindle nut in axial portion along axial direction |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |