CN101802445B - 传动装置 - Google Patents

Abstract

一种传动装置，具有空心圆柱形基体(40)和端面(49)，所述基体(40)具有内齿(41)以及旋转轴(40a)，从动输入元件(10)以及输出元件可旋转地支承在所述基体(40)中，其中输出元件包括两个旋转体(50，50’)，它们能或者是彼此相连，使得它们不会弯曲，具有相对于旋转轴(40a)横断的圆形横截面，并且在所述两个旋转体(50，50’)之间布置至少一个齿轮(30)以及用于将齿轮(30)的行星运动转换成输出元件的旋转运动的装置(70)，将输出元件保持在一起的力以及作用在输出元件与基体(40)之间的支承力相互独立。

Description

传动装置

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的传动装置。

背景技术

在PL 169808B1中描述了一种具有包括内齿结构和旋转轴的杯形基体的传动装置。从动输入元件以及输出元件可绕旋转轴在基体中旋转。输出元件包括横截面为横断旋转轴的圆形的旋转体。与内齿结构啮合的两个齿轮以及用于将齿轮的行星运动转换为输出元件的旋转运动的装置布置在旋转体与杯形基体的底部之间。输入元件支靠在旋转体和所述底部中。旋转体支靠在基体中以及支靠在输入元件上。由于仅在一端可接近(尤其对于驱动和从动元件)并且由于在一侧封闭的杯上具有复杂和不可控的安装，因此产生缺陷。

从EP 0474897A1中已知一种包括基体并具有内齿结构的传动装置。从动输入元件以及输出轴可旋转地支靠在基体中。输出元件轴向可移动地与输出轴相连。输出元件包括两个旋转体，它们相互成一定距离布置并具有圆形横截面。输入和输出轴与两个旋转体垂直定向。旋转体相互固定连接或各自得到连接。与内齿结构啮合的两个齿轮以及用于将齿轮的行星运动转换成旋转运动的装置布置在旋转体之间。输出元件通过与内齿结构啮合的齿轮以无支撑方式相对于基体支撑在径向上。不存在输出元件相对于基体在轴向上的支撑，或者该支撑也相应也表现为无支撑，使得输出元件的轴向运动仅通过与内齿结构的盖、基体或与其侧面的接触得到保持。传动装置的低效率以及对以无支撑方式布置在基体上的输出元件预期的严重磨损在此是不利的。

从WO 95/22017中已知一种空心圆柱形并具有内齿结构和旋转轴的传动装置，其包括具有前侧的基体。从动输入元件以及输出元件支承在基体中且在基体中可绕旋转轴旋转。输出元件包括两个旋转体，它们相互成一定距离布置并具有相对于旋转轴横断的圆形横截面。旋转轴相对于两个旋转体垂直定位。旋转体可以相互固定连接。与内齿结构啮合的至少一个齿轮以及用于将齿轮的行星运动变为输出元件的旋转运动的装置布置在旋转体之间。输入元件支靠在输出元件旋转体中的两侧，输出元件的两侧又支靠在空心圆柱状基体中。

在此，两个旋转体直接支承在基体上或基体中，结果是同时将两个旋转体保持在一起的调节力作用在两个旋转体的底座上。出于这一原因，使支承扭曲、磨损增加、且发热增大，并且在最差的情况下产生传动装置的堵塞。而且，由于布置在旋转体之间的部件必须在旋转体已经布置在基体中之后***，因此传动装置组件显得笨重。此外，作用在传动装置上的力，尤其是作用在轴向上的外力被传递到传动装置内部并在那里产生波动载荷和疲劳征兆。

在这种情况下，一直以这样的方式设计支承，即，相应的一个径向轴承克服以相对于旋转轴以标准方式作用的径向力分别在基体相应的一个端面处支撑一个旋转体。此外，相应的一个轴向轴承克服在旋转轴的方向上指向基体的轴向力支撑布置在基体相应一个端面处的基体两侧上的两个旋转体中相应的一个。输入元件实际上以相同方式支承在旋转体上。然而，克服轴向力将输入元件支撑在旋转体上的轴向轴承正好以与用于将旋转体支撑在基体上的轴向轴承相反的方式进行布置。这意味着输入元件通过两个旋转体上相应的一个轴承支承，其将在旋转轴远离基体的方向上作用在输入元件上的相应轴向力传递到在基体外侧相应布置在力方向上的旋转体。组合的轴向-径向轴承可以选择性地同时满足两种功能。

从根本上说，在两个旋转体之间没有连接，传动装置将解体。

为了防止这一点，输出元件的两个旋转体通过连接元件(例如螺钉)相互可拆开地相连。在此，连接元件同时满足几种功能。作为其中一种，它们确保相同的转数和相同的转矩作用在由传动装置的两个旋转体(经常为工作侧)构成的两个动力切断侧上。由于连接元件使旋转体相互连接，因此它们还将传动装置位于基体中的部件沿旋转轴保持在一起。基本上，这些部件是与内部齿轮啮合的一个或几个齿轮、输入元件本身以及用于将齿轮(多个齿轮)的行星运动转换成输出元件的旋转运动。而且，连接元件将作用在输入元件和/或输出元件上的轴向力传递到其轴向支承能够将相应的轴向力再次传递到基体的那个旋转体上。还可以例如通过相对于旋转轴横断地作用在输入和/或输出元件上的力矩产生这种轴向力或相应成对的轴向力。连接元件另外通过将两侧上的旋转体压靠在基体的前侧支撑表面上来防止布置在输出元件与输入元件之间以及输出元件与基体之间的轴承脱开。

如果要实现尤其安静的运行和高速的齿轮传动(以及驱动输出装置在驱动以及动力断开侧的传递质量)，因连接元件的多重功能而导致尤其困难。例如，为了通过输入和/或输出元件以及旋转体的轴承对作用在基体上的轴向力和/或成对的力进行传递，连接元件必须利用预应力将两个旋转体压在一起，因为否则这些力可能把旋转体拉开。如果旋转体被拉开，不再能够确保传动装置的可靠和精确操作。形成相应的较大的预应力需要连接元件具有相应较大的尺寸。然而，大尺寸的连接元件需要结构空间并增大了这种传动装置的重量。不允许输入元件与旋转体之间以及旋转体与基体之间的轴承在轴向上被预应力紧固压在一起。否则传动装置将因轴承上的摩擦损失而过度受热。然而，由于沿旋转轴布置在旋转体之间的部件的误差以及旋转体和基体的误差叠加在一起，因此上述要求是不可取的。

作为其中一个，由于会发生在布置在旋转体之间的部件的误差不利地叠加，因此这些部件还会在旋转体的所需预应力较大的情形下被压在一起。这样会导致这些部件之间的摩擦损失较大，使得传动装置会变得过热并受到破坏。在最差情况下，这些部件甚至会粘连。同样，由于在旋转体和基体和/或旋转体和输入元件的误差不利地叠加，因此会发生旋转体与基体之间的轴向轴承和/或输入元件与两个旋转体之间的轴向轴承还会在旋转体的所需预应力较大的情况下被压在一起。这样也导致轴向轴承上的摩擦损失较大，由此传动装置会过热以及早期失效。最后，在这方面重要的是旋转体甚至会凹状下垂。

因连接元件的多重功能而导致的另一缺陷在于通过连接元件施加的预应力会在传动装置的操作过程中消弱，尤其出于连接元件连续受到应力的原因。

因此，现有技术的缺陷总结如下：

a)旋转体的相互动态应力，

b)输出元件的所有部件必须被制成具有尤其高的精度并与基体的相应部件匹配，这样导致较长和不利的误差链，

c)输出元件的倾斜阻力受到在轴向上延伸的连接装置(螺钉)的弹性的限制。

d)传动装置的起动力矩较大。

发明内容

本发明的目的是在此提供消除缺陷的传动装置，尤其是以这样的方式进一步开发根据不具有不合理结构设计的形式的传动装置，即利用尺寸相同但传动装置的各个部件和组件制造更简单的方式获得增大的抗扭强度以及更大的功率密度。

通过权利要求1的特征实现所述目的。

因而，根据本发明的传动装置包括具有内齿结构、旋转轴以及端面的空心圆柱形基体。从动输入元件以及输出元件可旋转地支承在所述基体中。输出元件包括两个旋转体，它们可以或者是以确保不会扭转的方式彼此相连。旋转体具有相对于旋转轴横断的圆形横截面。在两个旋转体之间布置至少一个齿轮。所述齿轮优选与内齿结构啮合。在旋转体之间布置用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动的装置。将传动装置的输出元件保持在一起的力独立于作用在输出元件与基体之间的支承力。

为了使保持输出元件在一起的力与作用在输出元件与基体之间的力相互独立，优选设置成可以或相应地在输出元件的旋转体之间施加将输出元件保持在一起的轴向力。可以或相应地仅在输出元件的两个旋转体中的一个与基体之间施加作用在输出元件与基体之间的轴向支承力。

可以或相应地优选通过作用在输出元件的旋转体之间的装置施加保持输出元件在一起的轴向力。

可以或相应地借助于仅作用在输出元件的两个旋转体中的一个上的装置施加作用在输出元件与基体之间的轴向支承力。

可以看到，在任何情况下可在常规行星齿轮传动装置上实现本发明，其中紧凑的输出元件得到惯常支承，两个旋转体以这样的方式相互平行或成一定距离，即两个旋转体中仅单个旋转体直接支承在基体之中或之上。两个旋转体构成输出元件以及基体的端面。为了实现所有实际的功能，在操作过程中至少在轴向上作用在输出元件上的外力由直接支承在基体之中或之上的旋转体完全吸收。位于基体另一侧的另一旋转体为了实现所有实际功能不承受外力，尤其是不承受在轴向上作用的外力。该旋转体也不与基体发生工作接触。作用在不是可旋转地支承在基体之上或之中、或者仅仅间接地可旋转地支承在基体之上或之中、或者仅仅为克服径向力进行支撑而直接可旋转地支承在基体之中或之上的旋转体上唯一重要的力是由连接装置也就是螺钉产生的静力，用于将被设计成单元的输出元件保持在一起。利用这一构造，可以确保至少在轴向上间接或直接作用在支承在基体之中或之上的旋转体上的作用力不被传递到另一旋转体。结果是仅仅传动装置上必须以高精度工作的区域是基体、间接支承在基体上之中或之上的旋转体、以及保持体的接触和支撑表面，它们被设置成支承输出元件。由于这些表面可以从传动装置的一个方向不成问题地接触到，因此可以使传动装置的制造时间减半。根据本发明的步骤的另一优点在于传动装置的活动内部空间通过支承元件的特定定位而显著增大，因此传动装置的输出显著提高，同时外部尺寸保持不变并且重量明显降低。

总之，本发明的基本思想可以应用于所有类型的行星齿轮传动装置。在根据本发明的传动装置中，优选旋转体中仅有一个至少相对于轴向力直接支承在基体上，以实现支承力独立于保持旋转体在一起的力。此外，优选设置与一个端面固定相连的环形保持体，其上通过支撑装置支撑直接支承在基体上的旋转体。保持体优选表现为具有厚壁并易于工作的管部，其仅仅两端面需要得到研磨并具有用于螺钉不成问题地穿过的适当开口。直接支承在基体上的旋转体此外可以通过同一或另一支承装置支撑在基体上。

与现有技术相比，根据本发明的传动装置另一优点是连接元件也就是螺钉因输出元件在仅仅一个旋转体的区域上至少相对于轴向力的单侧支承而最大程度地无载荷作用。此时，发生力从支承的旋转体到支撑传动装置的框架的传递，同时所述力完全绕过至少相对于轴向力不支承的第二旋转体，因此同时绕过使两个旋转体相互连接的连接元件。

除了克服现有技术中存在的已知缺陷之外，根据本发明的传动装置具有另一优点，那就是其相对更容易制造和组装。这一点尤其是通过用于使旋转体直接支承在基体之中或之上的支承装置来形成，使得为了至少相对于轴向力进行支撑，它们仅需要布置在基体的一侧。由于这些支承装置优选是布置在旋转体与基体之间的部件间的唯一连接，因此根据本发明的传动装置可以通过连续步骤得到制造。最初，可以通过使两个旋转体相连而对位于旋转体之间的所有部件相对于彼此进行安装和定位。接着，构成旋转体的整个块体和布置在它们之间的部件布置在基体中。在此，不再像现有技术那样需要旋转体和布置在它们之间的部件安装在基体中。根据本发明，例如在安装预组装块体的过程中仅仅需要将支撑装置***在基体与支承的旋转体之间。通过这一点可以将组装时间缩短，并且形成更少的组装误差。

例如，像在WO 95/22017中描述的那样，用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动的装置可以是十字件形式的转换元件，其在两个方向上可移动地布置在齿轮与旋转体之间。然而，用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动的装置也可以像在WO 2006/058743中描述的那样是偏心环形套筒，其布置在齿轮上或旋转体上的槽或者旋转体上或齿轮上的销之间，所述销伸入到齿轮或旋转体上的槽内。

重要的是强调，为了将输出元件紧固在基体上，旋转体中的一个优选可旋转地直接支承在基体之上或之中。

为了将输出元件紧固在基体上，旋转体中的一个为至少克服轴向力进行支撑而可旋转地直接支承在的基体之上或之中，同时另一旋转体不支承在基体之上或之中，或者仅仅间接可旋转地支承在基体之上或之中，或者为克服径向力进行支撑而可旋转地直接支承在基体之上或之中。

优选地，为了克服轴向力进行支撑，以及为了克服径向力进行支撑，旋转体中的一个可旋转地直接支承在基体之上或之中。

优选地，可旋转地直接支承在基体之上或之中的旋转体通过支承装置被支撑在可以或相应地与一个端面固定相连的保持体上。

本发明的有利实施方式设置成，支承装置布置在所述端面的布置有保持体的区域上。为此，与现有技术相比，根据本发明的传动装置被制成具有对用于支承装置的滚动体的支撑表面实质上的改进和更简单的可接触，且还产生了对支承装置的简化定位。

本发明的另一有利实施方式设置成，至少在直接支承在基体之上或之中的旋转体上以及基体上设置支撑表面，其用于构成旋转体在基体中的支承装置的滚动体。例如支撑表面可以是平坦区域和/或具有抛光和硬化表面的凹槽形式。

本发明的另一有利实施方式设置成，至少支承装置以及优选相关的支撑表面在用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动并布置在内齿与直接支承在基体之上或之中的旋转体相同一侧的装置的区域中向外侧径向偏离布置，所述支撑表面被用于克服在轴向上向内齿结构延伸的力而对直接支承在基体之上或之中的旋转体进行支撑。这一点所产生的优点是，由于构成支承装置的滚动体可以在例如将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动的转换元件的区域上径向向外移动，因此形成了具有尤其紧凑的外部尺寸并且结构长度尤其短的传动装置。

本发明尤其有利的实施方式设置成，至少支承装置以及绕旋转轴连续延伸的相关支撑表面布置成相对于被用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动并布置在内齿结构的与直接支承在基体之上或之中的旋转体相同一侧的装置在旋转轴方向上从内齿结构偏离，所述支撑表面被用于克服在轴向上延伸的力对直接支承在基体之上或之中的旋转体进行支撑。通过这一点产生的优点是用于旋转体之间的可移动部件的可用内部空间增大。这一点产生的原因是构成支承装置的滚动体相对于布置在旋转体之间的部件轴向偏离并被布置成可以向外移位。出于这一点，传动装置可以被设计成更紧凑，同时具有相同的外径，在基体上的轴向上可以得到例如用于转换元件的更大结构空间。

本发明另一尤其有利的实施方式设置成，支承装置表现为球形滚动元件，其在轴向以及径向上支撑直接支承在基体之上或之中的旋转体并布置在由保持体、基体以及直接支承在基体之上或之中的旋转体形成并由绕旋转轴连续延伸的支撑表面限定的共用环形空间中。这一结构产生的优点是，仅仅需要单个空间将作用在旋转体上的所有轴向和径向力通过共用滚动元件传递到基体和通过紧固元件与基体相连的保持体。

本发明另一尤其有利的实施方式设置成，支承装置表现为圆柱形滚动元件，其在轴向以及径向上支撑直接支承在基体之上或之中的旋转体并布置在由保持体、基体以及旋转体限定的共用环形空间中。另外，环形滚动元件直接支承在基体之上或之中并通过绕旋转轴连续延伸的支撑表面相对于旋转轴倾斜45°，所述滚动元件布置在布置保持体的前部区域。这一实施方式的优点是，与球形滚动元件相比，圆柱形滚动元件可以支撑更大的载荷，因为它们以线形而不是点状方式压靠在相应指定的支撑表面上。

根据本发明的有利实施方式，传动装置在其面向旋转体的一侧具有使传动装置内部的可移动部件免受污物影响的盖，所述旋转体是不支承或仅仅间接支承在基体之上或之中，或仅仅为了克服径向力进行支撑而直接支承在基体之上或之中。

盖优选具有中心开口，输入元件穿过所述中心开口被导入，以例如实现与驱动电机的连接。

为了防止污物渗入传动装置内，可以在盖与输入元件之间在中心开口区域上布置圆周密封件。

在尤其优选的方式中，在盖上形成用于支承体的支撑表面，输入元件支承在该支承表面上，其侧面面向旋转体，所述旋转体不支承或仅仅间接支承在基体之上或之中，或仅仅为了克服径向力进行支撑而直接支承在基体之上或之中。通过这一点可以确保没有任何轴向力作用在不支承的旋转体上，并且通过这一点还可以确保使两个旋转体相互连接的连接元件无需在旋转体之间传递任何轴向力。

圆周密封件优选设置在直接支承在基体之上或之中的旋转体和保持体之间，从而防止污物在驱动侧渗入传动装置内。

根据本发明尤其有利的实施方式，传动装置面向直接支承在基体之上或之中的旋转体的一侧表现为动力切断侧，并且传动装置面向不支承或仅仅间接支承在基体之上或之中或仅仅为了克服径向力进行支撑而直接支承在基体之上或之中的旋转体的一侧表现为传动装置的驱动侧。经验表明，动力切断侧的载荷大于驱动侧的载荷，出于这一原因，有利的是以这样的方式设计支承旋转体的动力切断侧，即，作用在支承元件上的力矩以及所产生的成对力得到降低。

附图说明

下文通过示例性实施方式更详细地描述本发明。图中：

图1以横截面图表示根据本发明的传动装置的第一示例性实施方式的示意图，

图1a是沿图1所示的线A-A截取的剖视图，

图1b是沿图1所示的线B-B截取的剖视图，

图1c是沿图1所示的线C-C截取的剖视图，

图1d是图1所示的传动装置的齿轮的透视图，

图1e是图1所示的传动装置的第一旋转体构成输出元件的第一部分的透视图，

图1f是图1所示的传动装置的第二旋转体构成输出元件的第二部分的透视图，

图1g是图1所示的传动装置的转换元件的透视图，

图2是以横截面图表示根据本发明的传动装置的第二示例性实施方式的示意图，

图2a是沿图2所示的线B-B截取的剖视图，

图3是以横截面图表示的根据本发明的传动装置的第三示例性实施方式的示意图，

图4是以横截面图表示的根据本发明的传动装置的第四示例性实施方式的示意图，

图5是以横截面图表示的根据本发明的传动装置的第五示例性实施方式的示意图，

图6是图5所示的细节VI的第一示例性实施方式，

图7是图5所示的细节VI的第二示例性实施方式，

图8是图1b所示的细节VII，以及

图9是图5所示的传动装置的分解图。

具体实施方式

在图1-9中完全或部分示出的传动装置都包括具有内齿结构41、旋转轴40a以及端面49的空心圆柱形基体40，从动输入元件10以及输出元件旋转支承在基体中。输出元件包括两个旋转体50，50’。旋转体被设计成基本上为盘形。旋转体50，50’的盘形部分相互成一定距离布置。旋转体50，50’可以或者是相互固定连接。旋转体50，50’具有相对于旋转轴40a横断定向的圆形横截面。两个齿轮30布置在旋转体50，50’之间。齿轮30利用它们的外齿结构33与基体40的内齿结构41啮合。

此外，用于将齿轮30的行星运动转换成输出元件的旋转运动的装置布置在旋转体50，50’之间。在图1-9所示的传动装置中，相应两个旋转体50，50’中仅有一个，也就是旋转体50直接支承在基体40中。此外，设置可以与端面49固定连接的环形保持体40’。旋转体50通过滚动元件43a，43b，43c(图1-9)或相应的43a，43r(图2)或相应的43g(图3)，43d，43e(图4)在轴向以及径向两个方向上直接支撑在基体40上以及布置在端面49上的保持体40’上。

在此，布置在基体40中旋转体50，50’之间的可移动部件的功能结构在图1-9所示的所有示例性实施方式中相同。输入轴形式的输入元件10具有两个偏心部分17，它们彼此相对偏离180°布置。偏心部分17相对于旋转轴40a偏离成具有偏心率e。齿轮30可旋转地支承在每一个偏心部分17上。因而，偏心率e与齿轮30的轴线30a和基体40的旋转轴40a之间的距离相一致。为了降低摩擦损失，滚动元件12布置在偏心部分17与齿轮30之间并相应地在偏心部分17的外圆周上滑移(roll off)。为此，用于滚动元件12的支撑表面形成在偏心部分17的圆周上并被用作用于齿轮30的支承体。齿轮30具有外齿结构33和中心开口，所述中心开口具有用于滚动体12的内部支撑表面31。

齿轮30具有几个轴向通孔32，它们在径向上相对于指向内部支撑表面的中心开口偏离布置，并各自绕齿轮30的轴线30a均匀分布。齿轮30的轴线30a平行于输入元件10的旋转轴40a以及由两个旋转体50，50’构成的输出元件的旋转轴延伸。旋转轴40a同时是基体40的对称轴线。如图5所示，输入元件10通过未详细示出的弹簧与驱动电机8的电机轴相连。驱动电机8通过盖94和未示出的螺钉与基体40相连，基体40表现为具有内齿41的空心轮。驱动电机8布置在传动装置的背离支承在基体40上的旋转体50的一侧。该侧构成驱动侧，而支承在基体40上的旋转体50构成传动装置的动力切断侧。

齿轮30布置在两个旋转体50，50’之间的中心，表现为具有圆形外轮廓，或相应具有横断旋转轴40a的圆形横截面并可拆开地彼此相连，共同构成传动装置的输出元件。间隔体52布置在旋转体50上，具有开口53a，53b和用于容纳连接元件60，62的螺纹接收件59a，59b。间隔体无接触地穿过齿轮30的开口32，使得旋转体50，50’可以通过齿轮30相互固定连接。相对于具有内齿41的基体40，由彼此相连的旋转体50，50’构成的输出元件绕旋转轴40a可旋转地支承。

基体40的内齿41与齿轮30的外齿啮合。齿轮30的轴线平行于基体40的旋转轴40a布置，但偏离成具有偏心率e。旋转体50，50’具有限定线性导向件50b的导轨54a，54b。线性导向件50b相对于旋转轴40a横断定向。每个齿轮30具有限定线性导向件30b的导轨34a，34b，所述线性导向件30b横断齿轮30的轴线30a定向。表现为十字件的转换元件70布置在旋转体50或相应的50’之间的传动装置的两侧上。转换元件70具有布置在两个彼此正交方向上的导向表面74a，74b或相应的75a，75b，它们以这样的方式与相应旋转体50，50’的线性导向件50b和30b或齿轮30的相应部件一起工作，即，转换元件70可移动地布置在一方面相对于相应旋转体50，50’、另一方面相对于齿轮30彼此垂直延伸的两个方向上。一个线性导向件50b包含在旋转体50，或相应地50’上，而转换元件70在另一方向可移动地布置在齿轮30上的线性导向件30b中。

两个旋转体50，50’以及转换元件70具有中心开口51，51’，或者相应地71。在其两端，输入元件10支承在旋转体50，50’的中心开口51，51’中。中心开口51，51’在它们的内表面上形成用于支承体3的支撑表面。输入元件10的端部通过支承体3支承在旋转体50，50’的中心开口51，51’中。输入元件10以无接触方式穿过转换元件70的开口71。在这种情况下，开口71的内径比输入元件10穿过开口71的那部分的外径大至少2e。每个旋转体50，50’所具有的导轨54a和54b形成在突出部55a和55b相对定位的两侧上。突出部55a和55b表现为轴向成对对称并布置在相应旋转体50，50’的端面上。导轨54a和54b直接形成在旋转体50，50’的突出部55a和55b上。它们还可以表现为紧固在突出部55a，55b相对定位的两侧上的平带。

每个齿轮30所具有的导轨34a，34b形成在突出部35b的相对定位的两侧上。它们通过在齿轮30的前侧形成的中心相对定位的成对轨道形成。齿轮30的轴向开口32布置在圆弧上并在突出部35a，35b之间均匀分布。导轨34a，34b直接形成在齿轮30的突出部35a，35b上。然而，它们也可以表现为固定形成在突出部35a，35b的相对定位的两侧上的平带。

转换元件70包括环形中心部分73以及布置在环形中心部分73上的四个臂74。开口71布置在环形中心部分73上，输入元件以无接触方式穿过开口71导入。相对定位的臂74中的一对具有导轨75a，75b，转换元件70通过所述导轨75a，75b可移动地布置在旋转体50的线性导向件50b上。相对定位的臂74中的第二对也具有平行导轨74a，74b，转换元件70通过所述导轨74a，74b可移动地布置在齿轮30的线性导向件30b上。圆柱形滚动元件80布置在旋转体50的线性导向件50b的导轨54a和54b与转换元件70的导轨75a，75b之间，转换元件70通过所述滚动元件80可移动地布置在线性导向件50b上。圆柱形滚动元件90也布置在齿轮30上的线性导向件30b的导轨34a和34b与转换元件70的导轨74a，74b之间，转换元件70通过所述滚动元件90可移动地布置在线性导向件30b上。在两种情况下，通过滚动元件80，90确保转换元件70在相对于齿轮30以及相对于旋转体50和旋转轴40a执行摆动时的导向。为了限定导轨74a，74b，75a，75b，限定面76，76’形成在转换元件70的臂74上并限制滚动元件80，90的运动。

在这方面，在图8中详细示出滚动元件80，90在安装状态下如何布置在形成于臂74上的导轨74a，74b或相应地75a，75b之间。限定面76，76’限定滚动元件80，90移动所沿的臂74上导轨74a，74b或相应75a，75b的有效长度1。臂74的宽度由w表示。而且，在图8中可以看到内齿41的内圆41pc延伸穿过布置在轴向凹槽41a中的针形滚动体41b的对称轴线。内齿41的外圆41fc延伸穿过轴向凹槽41a的底部。

基体40的内齿41包括支承在基体40的内圆周上的轴向凹槽41a中的针形滚动体41b。轴向凹槽41a在基体40的内圆周上均匀分布。因而，它们是齿优选由倾斜圆柱构成的齿轮。齿轮30的外齿33相应地为波形。

间隔体52布置在旋转体50的突出部55a，55b上。这些间隔体52以一定游隙穿过齿轮30的轴向开口32并具有轴向插孔53a，53b以及螺纹插孔59a，59b。设置插孔53a，53b和螺纹插孔59a，59b用于容纳连接元件60，62。连接元件表现为销62和螺钉60(图9)形式的。通过紧固表现为螺钉60的连接元件60，间隔体52的端面限定两个旋转体50，50’的位置。

与间接支承在基体40上的旋转体50’相比，旋转体50通过支承装置在相对于旋转轴40a的标准方向上直接相对于基体40径向支撑以及在旋转轴40a的方向上相对于基体40和保持体40’轴向支撑。支承装置包括旋转体50在基体40中的直接滚动支承件42。用于紧固装置95的开口47布置在基体40的端面49上，保持体40’可以通过所述开口47被紧固在基体40上。

在图1，1a，1b，1c，5和9所示的传动装置中，滚动支承件42由圆柱形滚动元件43a，43b，43c构成，所述圆柱形滚动元件在形成在基体40、旋转体50和保持体40’上并完全环绕旋转轴40a的支撑表面42a，42b，50c，50d，40’a上滑移。

滚动元件43a布置在旋转体50面向内齿41的支撑表面42a与支撑表面50c之间。支撑表面42a构成环形、阶梯形肩部，其相对于旋转轴40a垂直中止在与内齿41大致平齐处。滚动元件43a在旋转体50上直接滑移的支撑表面50c是旋转体50的外环面，其面对内齿并相对于旋转轴40a以标准方式延伸。在这种情况下，圆柱形滚动元件43的轴线43a1相对于旋转体50的旋转轴40a垂直延伸。

滚动元件43b布置在旋转体50背离内齿41的支撑表面40’a和支撑表面50c之间。支撑表面40’a是保持体40’的平面中面向旋转体50的内环，其相对于旋转轴40a以标准方式延伸。滚动体50的滚动元件43b在其上滑移的支撑表面50c是在旋转体50背离内齿的一侧上的阶梯形肩部相对于旋转轴40a的标准环形表面。圆柱形滚动元件43b的轴线43b 1也相对于旋转体50的旋转轴40a垂直延伸。

滚动元件43a和43b在两个轴向方向上将旋转体50直接支撑在基体40上和保持体40’上。

滚动元件43c布置在绕旋转轴40b延伸的支撑表面42b和旋转体50的支撑表面50d之间，所述支撑表面50d布置在旋转体50背离内齿的一侧并且也绕旋转轴40a延伸。支撑表面42b是在基体40的面向旋转体50内侧上的平行于旋转轴40a在轴向上延伸的内圆柱面。支撑表面50d由外圆柱壳体表面构成，其通过布置在旋转体背离内齿41的一侧上的肩部形成。圆柱形滚动元件43c的轴线43c1平行于旋转体50的旋转轴40a延伸。滚动元件43c将旋转体50在径向上支撑在基体40上。

滚动元件43a布置在轴承罩45中。实际上可以想到所有的滚动元件43a，43b，43c布置在使滚动元件43a，43b，43c保持相互间隔的轴承罩中，使得在它们之间不发生任何摩擦损失。

可以采用通常可靠的部件，也就是用于滚动元件43a，43b，43c的圆柱形滚动体，它们可以被大批量制成具有高精度，并且不需要单独处理。

为了降低重量，输入元件10具有与旋转轴40a同轴延伸的连续开口4。如图5所示，该开口4可以同时被用于容纳驱动电机8的驱动轴和/或与其相连。

在图1，1a，1b，1c，5和9所示的传动装置中，圆柱形滚动元件43a在转换元件70的区域上径向向外偏置。通过这一点获得尤其节省空间的构造，其在轴向上具有尤其短和紧凑的尺寸。由于不执行绕旋转轴40a的实际旋转运动(而是执行绕旋转轴40a的旋转运动与相对于旋转轴40a的标准线性运动的组合)的转换元件70径向向内偏置地位于圆柱形滚动元件43a的水平面上，因此圆柱形滚动元件43a不会通过转换元件70保持处于它们在基体40的外圆周上的位置。为此在旋转体50与齿轮30之间设置环形支撑体46，其将圆柱形滚动元件43a保持处于它们的位置。此外，圆柱形滚动元件43a布置在轴承罩中。图1，1a，1b，1c，5和9所示的传动装置的另一特征在于在径向上以及在与圆柱形滚动元件43a相反的轴向上支撑旋转体的圆柱形滚动元件43b和43c布置在由支撑表面40’a，42b，50c和50d限定的共用环形腔中。

图2和2a所示的传动装置是比图1，1a，1b，1c，5和9所示的传动装置更紧凑的实施方式。这是因为，在由支撑表面40’a，42b，50c和50d限定的第一环形腔中以及在由支撑表面42a，42b，50c和50d限定的第二环形腔中，布置用于旋转体50在基体40上直接径向支撑的圆柱形滚动元件43r以及用于旋转体50在基体40上的直接轴向支撑的圆柱形滚动元件43a。在此，滚动元件43r的功能与图1，1a，1b，1c，5和9中的滚动元件43c的功能相一致。在这种情况下，圆柱形滚动元件43a的轴相对于旋转轴40a垂直延伸，而圆柱形滚动元件43r的轴相对于旋转轴40a平行延伸。两个环形腔由共用阶梯形肩部限定，所述肩部由支撑表面42a和42b构成并与基体40的内齿41隔开转换元件70的宽度。出于这一原因，为了克服相对于布置在内齿41与旋转体50相同一侧上的转换元件70在轴向上延伸的力使旋转体50直接支撑在基体40上以及在保持体40’上，滚动元件43a在远离旋转轴40a的方向上从内齿偏置。这一点的优点在于，由于构成支承装置的滚动体轴向偏离布置并相对于布置在旋转体50，50’之间的部件向外部移位，因此导致用于旋转体50，50’之间的可移动部件的内部空间增大。出于这一原因，利用相同的外径或相应地相同的外部尺寸，传动装置可以得到更紧凑的设计，因为基体40中的转换元件70可以利用径向上更大的结构空间。

对于图3所示的传动装置，采用球形滚动元件43g代替圆柱形滚动元件43a，43b，43c，43r，它们布置在由保持体40’、基体40以及旋转体50限定的相应形状的环形空间中。球形滚动元件43g与相应形状的环形空间一起能够将旋转体50在轴向以及径向上直接支撑在基体40上以及保持体40’上。环形空间由绕旋转轴完全延伸的凹弧形支撑表面40’a，42a，50c，50d限定。在这种情况下，支撑表面40’a，42a，50c，50d相对于旋转轴40倾斜大约45°。在本实施方式中，支撑表面40’a是保持体40’的凹面并向旋转轴40a以及向内齿41倾斜定向。因而，在本实施方式中，支撑表面42a是基体40的凹面，其朝旋转轴40a并远离内齿41倾斜定向，支撑表面50c是旋转体50远离旋转轴40a以及远离内齿41倾斜定向的凹面。在本实施方式中，支撑表面50d是远离旋转轴40a以及向基体40倾斜定向的旋转体50的凹面。这一设计的优点在于仅需要单个环形空间将作用在旋转体50上的所有轴向和径向力通过共用滚动元件43g直接传递到基体40和通过紧固装置95与基体40相连的保持体40’。

在图4所示的传动装置中，设置圆柱形滚动元件43d，43e用于将旋转体50在轴向以及径向上相对于基体40和保持体40’直接支撑。滚动元件43d，43e布置在环形空间中，所述环形空间相对于旋转轴40a倾斜45°，具有正方形横截面并绕旋转轴40a延伸。在这种情况下，滚动元件43d和43e的轴43d1和43e1相对于旋转轴40a在相反方向上倾斜45°。环形空间由保持体40’、基体40以及旋转体50限定。绕旋转轴完全延伸并构成环形空间的支撑表面40’a，42a，50c，50d布置在保持体40’、基体40和旋转体59上。因而，在本实施方式中，支撑表面40’a是保持体40’的水平面，其相对于旋转轴40a向旋转轴40a以及向内齿41倾斜定向45°。因而，在本实施方式中，支撑表面42a是基体40的水平面，其相对于旋转轴40a向旋转轴40a并远离内齿41倾斜定向45°。因而，在本实施方式中，支撑表面50c是旋转体50的水平面，其相对于旋转轴40a远离旋转轴40a并远离内齿41倾斜定向45°。因而，在本实施方式中，支撑表面50d是旋转体50的水平面，其相对于旋转轴40a远离旋转轴40a并向基体40倾斜定向45°。该实施方式的优点在于，仅需要单个环形空间用于将作用在旋转体50上的所有轴向和径向力通过滚动元件43d，43e直接传递到基体40和通过紧固装置95与基体40相连的保持体40’。根据图3的实施方式的一个优点在于，与球形滚动元件43g相比，圆柱形滚动元件43d，43e可以承受更高的载荷，因为它们不是以点而是以线形压靠在相应指定的支撑表面上。

在图5和9中示出了传动装置的另一实施方式。在传动装置的如图5所示其上布置有与输入元件10相连的驱动电机8的电机轴的驱动侧，设置盖94，其使传动装置内部的可移动部件免受污物影响。

在这种情况下，盖94具有通过在其外部的阶梯形的锥体形成的肩部。这种阶梯形的锥体以牢固的方式适配基体40的内径。在其外圆周上，盖94中止到与基体40的外圆周平齐。盖94具有中心开口，输入元件10穿过所述开口得到引导。圆周密封件92在此布置在盖94与输入元件10之间，以防止污物渗入。

如图9所示，可以通过相同方式在旋转体50与保持体40’之间设置圆周密封件93，其防止污物在动力切断侧渗入传动装置内。

如图5和9所示，还可以在盖94中的中心开口上形成用于支承体3的支撑表面91，输入元件10通过所述支撑表面91支承在与基体40相连的盖94上，而不是支承在不支承或相应地间接支承在基体40的旋转体50’上，如图1-4所设置的那样。通过这种方式，确保没有任何轴向力作用在不支承或相应地间接支承在基体40上的旋转体50’上，使得还确保使两个旋转体50，50’彼此相连的连接元件60，62无需在旋转体50，50’之间传递任何外部轴向力或相应地由外部影响产生的轴向力。

在示例性实施方式中描述的所有传动装置共有的是它们具有阶梯44形式的基体40的阶梯形锥体。该阶梯44被用于将传动装置紧固在框架1上。由于存在阶梯44，用于将保持体40’紧固在基体40上的紧固装置95可以同时被用于将传动装置紧固在框架1上。阶梯44由外端面44a以及圆周壳体表面44e构成。用于使盖94居中的内部对中表面44i设置在传动装置面向阶梯44一侧的基体40的内部上。

在这种情况下，对中表面44i可以表现为图6和7所示那样。在图6中，内部对中表面44i表现为基体40的内部壳体面上的阶梯形状。由于其是自对中的，盖94可以通过尤其简单的方式布置在基体40上。在图7中，对中表面44i表现为圆柱形内部表面，其可以同时被用作径向支承体5的导轨，相对于基体40在径向上引导后旋转体50’。在这方面，重要的是径向支承体5在旋转轴40a的方向上可自由移动，即，它们不会吸收和传递任何轴向力。通过这一点确保连接元件60，62无需在旋转体50，50’之间传递任何外部轴向力，或由外部影响形成的轴向力。

重要的是强调根据本发明的传动装置还可以被设计成仅具有齿轮30、转换元件70和两个旋转体50，50’。在这种情况下，为了补偿由转换元件70引起的不平衡，可以设置配重。

同样重要的是强调，对于根据本发明的传动装置来说，输入元件、输出元件或基体实际上可以是驱动侧、动力切断侧或固定元件，而传动装置的主要功能不会受到妨碍。这一点仅会改变传动比。在图1-9所示的示例性实施方式中，相应的输入元件10要由驱动电机8驱动，其中驱动侧优选是传动装置上的布置不支承(或相应地间接支承在基体40上)的旋转体50’的那一侧。动力切断侧由直接支承在基体40中的旋转体50构成。经验表明，动力切断侧上的载荷大于驱动侧上的载荷，使得以直接支承的旋转体50处作为动力切断侧是有利的。

所提出的传动装置的本质特征和优点在于实际上仅有直接支承在基体40上的旋转体50承受因外部载荷或力的影响而作用在传动装置上或传动装置内部的所有力。不支承或相应地间接支承在基体40上的旋转体50’仅承受从连接元件发出的内部静力。直接支承的旋转体50在载荷下惯常地构成传动装置的工作侧。然而，在这一过程中形成的力和载荷不会被传递到不支承或相应地间接支承在基体40上的旋转体50’上。因此，优选表现为螺钉形式的连接元件可以被设计得更简单。它们仅仅需要将输出元件保持在一起。不支承或相应地间接支承在基体40上的旋转体50’的功能被消弱为完成输出元件。不支承或相应地间接支承在基体40上并惯常地表现为圆盘的旋转体50’的厚度由此可以减小到最小，结果是传动装置的轴向长度减小。与直接支承在基体40上的旋转体一起工作的保持体40’在最简单的设计中可以是仅需要在端面上得到研磨并具有用于螺钉的孔的管部。因而，在保持体上无需复杂和昂贵的操作。保持体的内径与直接支承在基体40上的旋转体50的内径以及与基体40的内径匹配。在直接支承在基体40上的旋转体50、布置滚动元件的基体40和保持体40’之间限定运行空间。如果直接支承在基体40上的旋转体50支承在其两端面上，则可以采用圆柱形支承元件，它们中的一些是轴向定向的，另一些是径向定向的。第二运行空间位于十字件平面上，这样导致传动装置有利的轴向缩短(大致减小十字件厚度)并由此导致重量降低。旋转体50根据本发明直接支承在基体40上产生的结果是，圆柱形基体的外径与其最大内径之间的比率明显小于现有技术。因而可以使十字件、齿轮、开口以及行星齿轮传动装置其它部件的尺寸相互匹配并以这样的方式优化它们，即，传动装置(具有不变的外径)的抗扭能力随着传动装置重量的明显降低而增大达到80％。

本发明可以尤其用于行星或摆线传动装置的制造领域，例如用于工业机器人、用于机动车辆的电动停车制动器，或者通常用于需要在尽可能紧凑的结构空间中具有高传动比和高输出数据的轻质传动装置。

附图标记列表

1框架

3支承体

4输入元件上的连续开口

5径向支承体

10输入元件

12滚动元件

30齿轮

30a齿轮的轴线

30b齿轮上的线性导向件

31内部支撑表面

32轴向开口

33外部齿

34a，34b齿轮上的线性导向件的导轨

35a，35b齿轮上的突出部

40基体

40’保持体

40a旋转轴

40’a保持体上的支撑表面

41基体上的内齿

41a基体的内圆周上的轴向凹槽

41b布置在轴向凹槽中的针形滚动体

41pc内齿的内圆

41fc内齿的外圆

42支撑表面

42b支撑表面

43a圆柱形滚动元件

43b圆柱形滚动元件

43c圆柱形滚动元件

43d圆柱形滚动元件

43e圆柱形滚动元件

43g球形滚动元件

43r圆柱形滚动元件

43a1轴线

43b1轴线

43c1轴线

43d1轴线

43e1轴线

44阶梯

44a外部端面

44e圆周壳体表面

44i内部对中表面

45轴承罩

46支撑体

47用于紧固装置的开口

49端面

50支承的旋转体

50’不支承的旋转体

51，51’中心开口

52间隔体

53a，53b开口

54a，54b导轨

55a，55b突出部

59a，59b螺纹插孔

60，62连接元件

70转换元件

71转换元件的中心开口

73转换元件的中心部分

74转换元件的臂

74a，74b转换元件的臂上用于齿轮的导轨

75a，75b转换元件的臂上用于旋转体的导轨

76，76’限定面

80，90滚动元件

91支撑表面

92密封件

93密封件

94盖

95紧固装置

e偏心率

w转换元件的臂的宽度

l转换元件的臂上的运行轨道的有效长度。

Claims (24)

1.一种传动装置，具有空心圆柱形基体，所述基体具有内齿、旋转轴、以及端面，从动输入元件以及输出元件可旋转地支承在所述基体中，其中输出元件包括两个旋转体，它们能或者是彼此相连，使得它们不会扭转，具有相对于旋转轴横断的圆形横截面，并且在所述两个旋转体之间布置至少一个齿轮以及用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动的装置，

其特征在于，将输出元件保持在一起的力以及作用在输出元件与基体之间的支承力相互独立。

2.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，

在输出元件的旋转体之间提供轴向力，其将输出元件保持在一起，同时仅在输出元件的两个旋转体中的一个与基体之间提供作用在输出元件与基体之间的轴向支承力，以使保持输出元件在一起的力与作用在输出元件与基体之间的力相互独立。

3.如权利要求2所述的传动装置，其特征在于，

保持输出元件在一起的轴向力通过作用在输出元件的旋转体之间的装置施加。

4.如权利要求2或3所述的传动装置，其特征在于，

作用在输出元件与基体之间的轴向支承力通过仅作用在两个旋转体中的一个上的装置施加。

5.如权利要求4所述的传动装置，其特征在于，

输出元件通过能或相应地与一个端面相连的保持体紧固在基体上。

6.如权利要求5所述的传动装置，其特征在于，

保持体为环形。

7.如权利要求5所述的传动装置，其特征在于，

旋转体中的一个可旋转地直接支承在基体之上或之中，以将输出元件紧固在基体上。

8.如权利要求5所述的传动装置，其特征在于，

旋转体中的一个为至少克服轴向力进行支撑而可旋转地直接支承在基体之上或之中，以将输出元件紧固在基体上，同时另一旋转体不支承在基体之上或之中，或者仅仅间接可旋转地支承在基体之上或之中，或者可旋转地直接支承在基体之上或之中以克服径向力进行支撑。

9.如权利要求8所述的传动装置，其特征在于，

旋转体中的一个可旋转地直接支承在基体之上或之中，以克服轴向力进行支撑以及克服径向力进行支撑。

10.如权利要求8所述的传动装置，其特征在于，

可旋转地直接支承在基体之上或之中的旋转体通过支承装置被支撑在能或相应地与一个端面固定相连的保持体上。

11.如权利要求10所述的传动装置，其特征在于，

支承装置布置在所述端面的布置有保持体的区域上。

12.如权利要求10所述的传动装置，其特征在于，

用于构成支承装置的滚动体的轨道至少设置在直接支承在基体之上或之中的旋转体上以及基体中。

13.如权利要求10或12所述的传动装置，其特征在于，

至少支承装置在用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动并布置在内齿的与直接支承在基体之上或之中的旋转体相同一侧的装置的区域中径向向外偏离布置，所述支承装置用于克服在轴向上向内齿延伸的力支撑直接支承在基体之上或之中的旋转体。

14.如权利要求10或12所述的传动装置，其特征在于，

至少支承装置相对于用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动并布置在内齿的与直接支承在基体之上或之中的旋转体相同一侧的装置在旋转轴的方向上远离内齿偏离布置，所述支承装置克服在轴向上延伸的力支撑直接支承在基体之上或之中的旋转体。

15.如权利要求10或12所述的传动装置，其特征在于，

支承装置为在端面的布置有保持体的区域上的球形滚动元件，其在轴向以及径向上支撑直接支承在基体之上或之中的所述旋转体并布置在由形成在保持体、基体以及直接支承在基体之上或之中的旋转体上的轨道限定的共用环形空间中。

16.如权利要求10或12所述的传动装置，其特征在于，

支承装置为在端面的布置有保持体的区域上的圆柱形滚动元件，其在轴向以及径向上支撑直接支承在基体之上或之中的支撑旋转体并布置在由分别相对于旋转轴倾斜45°并形成在直接支承在基体之上或之中的旋转体、保持体、基体上的轨道限定的共用环形空间中。

17.如权利要求1、5、7、8、10、12中任一项所述的传动装置，其特征在于，

传动装置在其面向旋转体的一侧具有使传动装置内部的可移动部件免受污物影响的盖，所述旋转体不支承或仅仅间接支承在基体之上或之中，或仅仅为了克服径向力进行支撑而直接支承在基体之上或之中。

18.如权利要求17所述的传动装置，其特征在于，

盖具有中心开口，从动输入元件穿过所述中心开口被导入。

19.如权利要求17所述的传动装置，其特征在于，

在盖与从动输入元件之间在中心开口区域上布置圆周密封件。

20.如权利要求17所述的传动装置，其特征在于，

在盖上形成用于支承体的支撑表面，从动输入元件支承在该支撑表面上，其侧面面向旋转体，所述旋转体不支承或仅仅间接支承在基体之上或之中，或仅仅为了克服径向力进行支撑而直接支承在基体之上或之中。

21.如权利要求1、5、7、8、10、12、20中任一项所述的传动装置，其特征在于，

在直接支承在基体之上或之中的旋转体与保持体之间设置圆周密封件。

22.如权利要求1、5、7、8、10、12、20中任一项所述的传动装置，其特征在于，

传动装置面向直接支承在基体之上或之中的旋转体的一侧为动力切断侧，并且传动装置面向不支承或仅仅间接支承在基体之上或之中或仅仅为了克服径向力进行支撑而直接支承在基体之上或之中的旋转体的一侧为传动装置的驱动侧。

23.如权利要求1、5、7、8、10、12、20中任一项所述的传动装置，其特征在于，

用于将齿轮的行星运动转换成输出元件的旋转运动的装置包括十字件形状的转换元件。

24.如权利要求23所述的传动装置，其特征在于，

被设计成十字件形状的转换元件布置成相对于齿轮和旋转体可移动并相对于从动输入元件的轴线执行横向运动。

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