DE102013018551A1

DE102013018551A1 - Wellenkupplungsanordnung

Info

Publication number: DE102013018551A1
Application number: DE102013018551.3A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Nishibe; Tetsuzo Ishikawa; Sakae Mitsufuji; Yoshitaka Shizu; Yuichi Nishitani
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2014-06-05
Also published as: CN103851092A; US9200677B2; JP2014109377A; JP5917381B2; US20140154005A1; CN103851092B

Abstract

In einer Wellenkupplungsanordnung, in der eine zweite Welle in einen zylindrischen Teil eingeführt wird, der in einer ersten Welle vorgesehen ist, so dass diese miteinander gekoppelt werden, wobei eine Buchse zwischen einem Innenumfang der ersten Welle und einem Außenumfang der zweiten Welle vorgesehen ist, werden die erste Welle und die zweite Welle miteinander durch eine Kombination einer Federkupplung und einer Klemmkupplung gekoppelt; die erste Welle besitzt eine Federnut, mit der die Feder in Eingriff steht und einen Welleneinschnitt, der in dem zylindrischen Teil durch Herausschneiden eines Teils von dieser in der axialen Richtung gebildet ist; und ein Befestigungsvorrichtung für die Klemmkupplung ist auf einem Teil eines Außenumfangs der ersten Welle angebracht, in dem der Welleneinschnitt gebildet ist, und die Buchse besitzt einen Buchseneinschnitt, der mit der Federnut übereinstimmt.

Description

Berücksichtigung durch Bezugnahme
Die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-265852 , eingereicht am 4. Dezember 2012 wird beansprucht, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wellenkupplungsanordnung.
Beschreibung der verwandten Technik
Die verwandte Technik offenbart eine Wellenkupplungsanordnung, in der eine Motorwelle in einen hohlen Teil eingeführt wird, der in einer Eingangs- bzw. Antriebswelle vorgesehen ist, die miteinander gekoppelt werden sollen.
In der Wellenkupplungsanordnung ist eine Federnut in sowohl der Antriebswelle als auch der Motorwelle gebildet und ein Einschnitt ist in der Antriebswelle gebildet, und die Antriebswelle und die Motorwelle werden durch die Kombination einer Federkupplung und einer Klemmkupplung miteinander gekoppelt. Die Leistungsübertragung wird über die Feder ausgeführt, und die Klemme überbrückt einen Spalt zwischen der Feder und der Federnut, wodurch sie zur Verringerung der Vibration und des Rauschens beiträgt.
Da es für die oben beschriebene Wellenkupplungsanordnung erforderlich war, für jede Art von Motorwelle vorbereitet zu werden, war es wahrscheinlich, dass die Kosten hoch wurden.
In bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, eine Wellenkupplungsanordnung vorzusehen, die auf eine Kupplung zwischen verschiedenen Arten von Wellen mit niedrigen Kosten durch eine Kombination einer Federkupplung und einer Klemmkupplung angewendet werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Wellenkupplungsanordnung vorgesehen, in der eine zweite Welle in einen zylindrischen Teil eingeführt wird, der in einer ersten Welle vorgesehen ist, damit diese miteinander gekoppelt werden. Die erste Welle und die zweite Welle werden miteinander durch eine Kombination einer Federkupplung und einer Klemmkupplung gekoppelt, wobei eine Buchse zwischen einem Innenumfang der ersten Welle und einem Außenumfang der zweiten Welle eingefügt ist. Die erste Welle besitzt eine Federnut mit der die Feder in Eingriff steht, sowie einen Welleneinschnitt, der in dem zylindrischen Teil durch Ausschneiden eines Teils von diesem in der axialen Richtung gebildet ist. Eine Befestigungsvorrichtung für die Klemmkupplung ist auf einem Teil eines Außenumfangs der ersten Welle angebracht, in dem der Welleneinschnitt gebildet ist. Die Hülse bzw. Buchse besitzt einen Buchseneinschnitt, der der Federnut entspricht.
In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die zweite Welle mit dem Innenumfang der ersten Welle gekoppelt ist, wobei die Buchse zwischen dem Innenumfang der ersten Welle und dem Außenumfang der zweiten Welle eingefügt ist, wird die Kupplung basierend auf der Kombination der Federkupplung und der Klemmkupplung ausgeführt.
Zu diesem Zeitpunkt besitzt die erste Welle die Federnut und den Welleneinschnitt, der in dem zylindrischen Teil durch Ausschneiden eines Teils von diesem in der axialen Richtung gebildet ist, und die Befestigungsvorrichtung für die Klemmkupplung ist auf einem Teil des Außenumfangs der ersten Welle angebracht, in der der Welleneinschnitt gebildet ist. Andererseits weist die Buchse den Buchseneinschnitt auf, der mit der Federnut der ersten Welle übereinstimmt.
Demgemäß können, wobei die Vorzüge sowohl der Federkupplung als auch der Klemmkupplung genossen werden, eine erste Welle und eine zweite Welle verschiedener Formen und Größen miteinander mit geringeren Kosten gekoppelt werden, wenn eine Buchse, die den Wellen der verschiedenen Formen und Größen entspricht, nur dazwischen eingefügt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt einen Hauptteil einer Wellenkupplungsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar und ist eine vergrößerte Querschnittansicht, die entlang der Linie I-I in 2 genommen ist.
2 ist eine Querschnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration zeigt, in der die Wellenkupplungsanordnung gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine Kupplung zwischen einer Motorwelle eines Motors und einer Antriebswelle eines Drehzahlminderers angewendet wird.
3 ist eine erläuternde Zeichnung, die schematisch eine Größenbeziehung zwischen den Breiten eines Buchseneinschnitts, einer Federnut und einer Feder darstellt.
4 ist eine vergrößerte Querschnittansicht, entsprechend zu 1, gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5A stellt eine Querschnittansicht einer Buchse dar, die entlang einer Linie genommen ist, die senkrecht zu der Achse ist und 5B stellt eine Querschnittansicht der Buchse dar, die entlang der Pfeile VB-VB in 5A genommen ist, gemäß noch einem weiteren, beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
2 ist eine Querschnittansicht, die eine beispielhafte Konfiguration darstellt, in der eine Wellenkupplungsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf eine Kupplung zwischen einer Motorwelle eines Motors und einer Antriebswelle eines Drehzahlminderers angewendet wird.
Eine Kupplungsanordnung zwischen einer Antriebswelle 12 (eine erste Welle) eines Drehzahlminderers 10 und einer Motorwelle 16 (eine zweite Welle) eines Motors 14 wird später beschrieben, und zunächst wird eine schematische Konfiguration des Leistungsübertragungssystems des Drehzahlminderers 10 kurz unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Der Drehzahlminderer 10 ist ein Drehzahlminderer, der als eine exzentrisch oszillierende Bauart beschrieben wird und findet breite Verwendung in Gelenkantrieben eines Roboters und dem Antriebssystem einer Werkzeugmaschine. Die Antriebswelle 12 des Drehzahlminderers 10 ist in der Position eines Wellenmittelpunkts O1 eines Innenzahnrads 22 angeordnet. Ein Exzenterkörper 26 ist integral mit der Antriebswelle 12 gebildet. Ein Außenzahnrad 20 ist auf den Außenumfang des Exzenterkörpers 26 über eine Rolle 28 angefügt bzw. montiert. Das Außenzahnrad 20 steht in Inneneingriff mit dem Innenzahnrad 22. Das Innenzahnrad 22 ist mit einem Gehäuse 30 integriert. Das Außenzahnrad 20 besitzt eine geringere Anzahl von Zähnen (bis zu nur einem in diesem Beispiel) als die Anzahl der Zähne des Innenzahnrads 22
Ein stiftförmiges Glied 32 geht durch jedes der Außenzahnräder 20 hindurch. Auf beiden Seiten des Außenzahnrads 20 ist in der axialen Richtung ein Paar eines ersten Trägers 34 und eines zweiten Trägers 36 in drehbarer Weise durch das Gehäuse 30 über Lager 38 und 40 gelagert. Der erste Träger 34 und der zweite Träger 36 sind miteinander über das stiftartige Glied 32 und einen Bolzen 42 gekoppelt. Ein angetriebenes Glied, das nicht dargestellt ist, ist mit dem ersten Träger 34 über ein Stichloch bzw. eine Gewindebohrung 34A gekoppelt.
Ein Betrieb des Leistungsübertragungssystems des Drehzahlminderers 10 wird kurz beschrieben.
Wenn die Eingangs- bzw. Antriebswelle 12 gedreht wird, wird der Exzenterkörper 26, der mit der Antriebswelle integriert ist, gedreht und das Außenzahnrad 20 wird über die Rolle 28 oszilliert. Infolgedessen tritt ein Phänomen auf, in dem sich eine Eingriffsposition des Außenzahnrads 20 in Bezug auf das Innenzahnrad 22 sequentiell verschiebt. Da die Anzahl der Zähne des Außenzahnrads 20 um zumindest eins kleiner als die Anzahl der Zähne des Innenzahnrads 22 ist, verschiebt sich das Außenzahnrad 20 um zumindest einen Zahn aus der Phase in Bezug auf das Innenzahnrad, und zwar immer dann wenn die Antriebswelle 12 gedreht wird (eine Rotation vornimmt). Die Rotationskomponente wird auf den ersten Träger 34 und den zweiten Träger 36 über das stiftartige Glied 32 übertragen, wodurch das angetriebene Glied, das mit dem Antriebsglied über den ersten Träger 34 und die Gewindebohrung 34A gekoppelt ist, angetrieben wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3B eine Kupplungsanordnung zwischen der Antriebswelle 12 (der ersten Welle) des Drehzahlminderers 10 und der Motorwelle 16 (der zweiten Welle) des Motors 14 gemäß dem Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. Die Abmessungen der Spalte und Ähnliches stimmen nicht notwendigerweise mit den tatsächlichen Abmessungen dieser überein, so dass das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einfacher Weise verstanden werden kann.
In der Kupplungsanordnung sind die Antriebswelle 12 und die Motorwelle 16 miteinander durch Einführen der Spitze der Motorwelle 16 in einen hohlen Teil (zylindrischen Teil) 18 gekoppelt, der in der Antriebswelle 12 vorgesehen ist. Eine Hülse bzw. Buchse 52 ist zwischen einem Innenumfang 12A der Antriebswelle 12 und einem Außenumfang 16A der Motorwelle 16 eingefügt, und die Antriebswelle 12 und die Motorwelle 16 sind miteinander durch die Kombination einer Kupplung durch eine Feder 54 und eine Klemmkupplung durch eine Befestigungsvorrichtung 58 gekoppelt.
Die Motorwelle 16 des Motors 14 besitzt eine Federnut 56, die in ihrem Außenumfang 16A entlang der axialen Richtung gebildet ist. In dem Ausführungsbeispiel wird ein Universalmotor als der Motor 14 verwendet, und die Motorwelle 16 und die Federnut 56 des Universalmotors 14 werden wie ursprünglich konfiguriert verwendet.
Die Antriebswelle 12 des Drehzahlminderers 10 wird durch den ersten Träger 34 und den zweiten Träger 36 über Kugellager 44 und 46 getragen. Die Antriebswelle 12 weist den hohlen Teil 18 auf einer gegenüberliegenden Seite zu einer Lastseite in der axialen Richtung (auf der Seite des Motors 14) auf. Die Antriebswelle 12 besitzt einen abgestuften Teil auf der Seite des Motors 14, der von einer im Wesentlichen axialen Mittelposition des hohlen Teils 18 über zwei Stufen 12K1 und 12K2 gebildet ist, und der abgestufte Teil besitzt eine dünnere Wanddicke als der Rest des hohlen Teils 18.
Die Antriebswelle 12 besitzt eine Federnut 62K, die von einer Endoberfläche 12E auf der Seite des Motors zu einer axialen Position gebildet ist, die leicht über die Stufen 12K1 und 12K2 hinausgeht, wo die Feder 54 in Eingriff mit der Federnut 62K steht, und besitzt einen Klemmwelleneinschnitt 62S, der durch Ausschneiden eines Teils des hohlen Teils 18 in der axialen Richtung gebildet ist. In dem Ausführungsbeispiel dient jedoch eine einzelne Wellennut 62 sowohl als Federnut 62K als auch als Welleneinschnitt 62S (die Wellennut 62, die Federnut 62K und der Welleneinschnitt 62S bezeichnen den gleichen, einzelnen Teil). D. h. im Erscheinungsbild besitzt die Antriebswelle 12 die einzige Wellennut 62, die sowohl als Federnut 62K als auch als der Welleneinschnitt 62S dient.
In der Beschreibung wird der Einfachheit der Erläuterung halber die physische „Wellennut 62” in geeigneter Weise als die Federnut 62K bezeichnet, wenn die Wellennut darauf fokussiert ist, als eine Federnut zu dienen, und als der Welleneinschnitt 62S, wenn die Wellennut darauf fokussiert ist, als ein Welleneinschnitt zu dienen.
Andererseits besitzt die Buchse 52 eine zylindrische Form, einen Bund bzw. Kragen 52P und einen Buchseneinschnitt 64, der so gebildet ist, dass er durch diese in der axialen Richtung hindurchgeht, und der Buchseneinschnitt 64 entspricht der Federnut 62K (Wellennut 62) der Antriebswelle 12. Der Buchseneinschnitt 64 soll in einer solchen Art und Weise gemacht werden, dass die Feder 54 über die Buchse 52 in der radialen Richtung hinausgehen kann und mit sowohl der Federnut 56 der Motorwelle 16 als auch der Federnut 62K der Antriebswelle in Eingriff steht. Der Kragen 52P wird zwischen die Endoberfläche 12E der Antriebwelle 12 und einen Schnappring 68, der in die Motorwelle 16 eingerastet ist, eingeklemmt, wodurch die Buchse 52 in der axialen Richtung angeordnet wird.
Die Befestigungsvorrichtung 58 für die Klemmkupplung wird auf einem Teil auf einem Außenumfang 12B der Antriebswelle 12, in dem der Welleneinschnitt 62S gebildet ist, angebracht. Die Befestigungsvorrichtung 58 besitzt Einschnittteile 70 und 71 zur Durchmesserverringerung der Welle und zieht die die Antriebswelle 12 von der radialen Außenseite durch Festziehen eines Bolzens 72 fest, wodurch der Durchmesser der Antriebswelle 12 verringert wird. In dem Ausführungsbeispiel wird das Festziehen in einem Zustand ausgeführt, wo die Einschnittteile 70 und 71 der Befestigungsvorrichtung 58 in Positionen P2 und P3 im Wesentlichen 90° zu einer Position P1 angeordnet sind, wo die Wellennut 62, die sowohl als die Federnut 62K und der Welleneinschnitt 62S dient, angeordnet ist.
Die Buchse 52 besitzt eine axiale Länge L1 (axiale Länge des Buchseneinschnitt 64) die länger als eine axiale Länge L2 der Befestigungsvorrichtung 58 ist (es sei auf 1 Bezug genommen).
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 3A und 3B eine Größenbeziehung zwischen jedem Teil in dem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Hierin sind die Zeichen wie folgt definiert.

Bf1:: die Breite des Buchseneinschnitts 64 der Buchse 52 in einem freien Zustand (bevor das Festklemmen ausgeführt wird)
Bc1:: die Breite des Buchseneinschnitts 64 der Buchse 52 nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist
Sf1:: die Breite der Wellennut 62 (= die Federnut 62K = der Welleneinschnitt 62S) der Antriebswelle 12 in einem freien Zustand
Sc1:: die Breite der Wellennut 62 (= die Federnut 62K = der Welleneinschnitt 62S) der Antriebswelle 12 nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist
K1:: die Breite einer Feder
M1:: die Breite der Federnut 56 der Motorwelle 16

Da die Wellennut 62 der Antriebswelle 12 aufgrund einer Durchmesserverringerung der Antriebswelle 12 klein wird, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, verglichen zu einem freien Zustand (vor dem Festklemmen), wird die Breite Sc1 kleiner als die Breite Sf1, wobei Sc1 die Breite der Wellennut 62 ist, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, und Sf1 die Breite der Wellennut 62 in einem freien Zustand (Sc1 < Sf1) ist. In ähnlicher Weise ist die Breite Bc1 kleiner als die Breite Bf1, wo Bc1 die Breite des Buchseneinschnitts 64 ist, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, und Bf1 die Breite des Buchseneinschnitts 64 in einem freien Zustand ist (Bc1 < Bf1).
In dem Ausführungsbeispiel, nachdem die Klemmkupplung abgeschlossen ist, besitzt der Buchseneinschnitt 64 der Buchse 52 die Breite Bc1, die größer als die Breite Sc1 der Federnut 62K der Antriebswelle 12 ist (Bc1 > Sc1).
Selbst nachdem die Klemmkupplung abgeschlossen ist, besitzt außerdem die Federnut 62K der Antriebswelle 12 die Breite Sc1, die größer als die Breite K1 der Feder 54 ist (Sc1 > K1).
Darüber hinaus ist die Breite Bc1 größer als die Breite Sf1, wobei Bc1 die Breite des Buchseneinschnitts 64 ist, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist und Sf1 die Breite der Wellennut 62 der Antriebswelle 12 in einem freien Zustand ist (Bc1 > Sf1).
Infolgedessen wird, wie aus der 3A zu sehen ist, eine Beziehung BF1 > Bc1 > Sf1 > Sc1 > K1 gebildet.
Nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, wird die Wellennut 62 in dem Ausführungsbeispiel so eingestellt, dass die Breite Sc1 identisch mit der Breite M1 der Federnut 56 der Motorwelle 16 ist (Sc1 ≅ M1). Nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, ist es jedoch für die Wellennut 62 nicht notwendigerweise erforderlich, die Breite Sc1 aufzuweisen, die identisch zu der Breite M1 der Federnut 56 der Motorwelle 16 ist, und kann beispielsweise so eingestellt werden, dass sie eine Breite besitzt, die größer als die Breite M1 der Federnut 56 der Motorwelle 16 ist.
Nachfolgend wird ein Betrieb der Wellenkupplungsanordnung beschrieben.
In der Wellenkupplungsanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Buchse 52 und die Feder 54 zwischen dem Innenumfang 12A der Antriebswelle 12 und dem Außenumfang 16A der Motorwelle 16 eingefügt. Die Buchse 52 und die Feder 54 sind auf entweder die Antriebswelle 12 oder die Motorwelle 16 vormontiert, und in dem vormontierten Zustand wird die Motorwelle 16 in den hohlen Teil 18 der Antriebswelle 12 gepasst.
Beispielsweise wird zunächst die Position (die Position P1 in 1) des Buchseneinschnitts 64 der Buchse 52 mit der Wellennut 62 (als der Federnut 62K) der Antriebswelle 12 ausgerichtet und dann wird die Buchse 52 auf den Innenumfang 12A der Antriebswelle 12 montiert. In diesem Zustand wird die Feder 54 in die Federnut 56 der Motorwelle 16 montiert, die Position der Feder 54 wird mit der Position P1 der Wellennut 62 der Antriebswelle 12 ausgerichtet, und dann wird die Motorwelle 16 gemeinsam mit der Feder 54 in den hohlen Teil 18 der Antriebswelle 12 eingeführt.
Die Befestigungsvorrichtung 58 ist an einem Teil des Außenumfangs der Antriebswelle 12 angebracht, in dem die Wellennut 62 (als Welleneinschnittt 62S) gebildet ist, und die Antriebswelle 12 wird durch Einschrauben des Bolzens 72 der Befestigungsvorrichtung 58 (Durchmesserverringerung) festgezogen.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Breite der Wellennut 62 der Antriebswelle 12. von Sf1 auf Sc1 reduziert, aber, da die Wellennut 62 so eingestellt wird, dass die Breite Sc1 größer als die Breite K1 der Feder 54 ist, selbst nachdem die Klemmkupplung abgeschlossen ist (in einem freien Zustand ebenso), besteht keine Möglichkeit, dass die Wellennut 62 der Antriebswelle 12 in Kontakt mit der Feder 54 mitten in der Ausführung des Festklemmens kommt, wodurch verhindert wird, dass der Durchmesser der Antriebswelle 12 weiter reduziert wird.
Zusätzlich, da der Buchseneinschnitt 64 der Buchse 52 stets die Breite Bc1 besitzt, die größer als die Breite Sc1 der Wellennut 62 ist, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, wodurch keine Möglichkeit besteht, dass der Buchseneinschnitt 64 der Buchse 52 in Kontakt mit der Feder 54 kommt, während die Wellennut 62 der Antriebswelle 12 im Durchmesser reduziert wird, und auf diese Weise kann der Durchmesser der Antriebswelle 12 nicht weiter reibungslos reduziert werden.
D. h. unabhängig davon, dass die Buchse 52 zwischen der Antriebswelle 12 und der Motorwelle 16 eingefügt wird, kann die Durchmesserverringerung der Antriebswelle 12 in zuverlässiger Weise durch die Befestigungsvorrichtung 58 ausgeführt werden, ohne durch das Vorhandensein der Feder 54 und das Vorhandensein der Buchse 52 beeinträchtigt zu werden.
Wie aus dem oben beschriebenen Betrieb der Kupplung offensichtlich ist, existiert in dem Ausführungsbeispiel ein Spalt zwischen der Feder 54 und der Federnut 62K und zwischen der Feder 54 und dem Buchseneinschnitt 64, selbst nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist. Demgemäß wird die Leistungsübertragung auf der Klemmkupplung beruhend ausgeführt. Insbesondere wird die Leistungsübertragung durch die Reibungsfestziehkraft zwischen dem Außenumfang 16A der Motorwelle 16 und dem Innenumfang der Buchse 52 ausgeführt, sowie durch die Reibungsfestziehkraft zwischen dem Außenumfang der Buchse 52 und dem Innenumfang 12A der Antriebswelle 12. Die Feder 54 trägt nicht zur Leistungsübertragung zwischen der Motorwelle 16 und der Antriebswelle 12 (während eines normalen Betriebs) bei.
In dieser Hinsicht unterscheidet sich beispielsweise das Ausführungsbeispiel erheblich in den technischen Ideen der Kupplung von einer Anordnung mit einer Kombination von Feder und Festklemmen in der verwandten Technik, die oben beschrieben ist. D. h. in der Wellenkupplungsanordnung der verwandten Technik „wird die Leistungsübertragung im Wesentlichen über die Feder ausgeführt und das Festklemmen überbrückt einen Spalt zwischen der Feder und der Federnut, wodurch verhindert wird, dass eine Vibration und ein Geräusch auftritt”, und die Feder übernimmt die Rolle der Leistungsübertragung. Wenn diese Konfiguration jedoch auf eine Konfiguration angewendet wird, wo die Buchse zwischen die Motorwelle und die Antriebswelle eingefügt ist, sind die Durchmesserverringerungen der Antriebswelle und der Buchse nicht nur anfällig, sich gegenseitig über die Feder zu beeinträchtigen, während die Durchmesserverringerung ausgeführt wird, sondern auch (da die Buchse zwischen der Federnut der Motorwelle und der Federnut der Antriebswelle existiert) die Spalte in jeglichen der Federnuten sind anfällig, unvollständig überbrückt zu werden und zu verbleiben. D. h. die Anordnung gemäß der verwandten Technik, die oben beschrieben ist, neigt im Allgemeinen nicht dazu, auf die Anordnung angewendet zu werden, bei der die Buchse eingefügt ist.
Sogar in einem freien Zustand oder sogar wenn das Festklemmen ausgeführt wird oder sogar nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, ist das Ausführungsbeispiel im Gegensatz dazu in einer solchen Art und Weise konfiguriert, dass es im Wesentlichen keine Interferenzen zwischen der Feder 54 und der Wellennut 62 und zwischen der Feder 54 und dem Buchseneinschnitt 64 gibt, und auf diese Weise kann das Festklemmen (Durchmesserverringerung) der Antriebswelle 12 reibungslos ausgeführt werden, selbst wenn die Buchse 52 eingefügt ist. Zusätzlich, da die Leistungsübertragung im Wesentlichen unter Verlassen auf die Klemmkupplung ausgeführt wird, können die Vorzüge der Klemmkupplung, wie beispielsweise das Fehlen eines Spiels, geringe Vibration und Geräusche vollständig genossen werden.
Zusätzlich, selbst in dem Fall, dass die Reibungsübertragungskraft aufgrund unbekannter Ursachen verloren geht, dient eine Kupplung durch die Feder 54 als Sicherung bzw. Unterstützung, wodurch verhindert wird, dass sich eine angetriebene Maschine, die mit dem Antriebsglied gekoppelt ist, unerwartet verhält.
In einer derartigen Konfiguration, wo die Federkupplung und die Klemmkupplung kombiniert werden, kann die Konfiguration auf eine Kupplung zwischen verschiedenen Arten von Wellen mit geringen Kosten nur durch geeignetes Auslegen der Buchse angewendet werden. Genauer gesagt, wenn eine Kupplung zwischen der Antriebswelle 12 (die erste Welle) des Drehzahlminderers 10 und der Motorwelle 16 (die zweite Welle) als ein Beispiel beschrieben wird, kann die Motorwelle 16 einen Durchmesser verschiedener Größen besitzen, aber eine Art von Antriebswelle 12 kann die Motorwelle 16 bedienen mit einem Durchmesser derartiger verschiedener Größen, und zwar durch Vorbereiten einer Vielzahl von Arten von Buchsen 52 mit einem Innendurchmesser, der dem Durchmesser der Motorwelle 16 entspricht. Zusätzlich, da die Motorwelle eine zylindrische Form besitzen kann, kann die Motorwelle eine abgeschrägte bzw. verjüngte Form besitzen. Selbst in einem derartigen Fall, kann die Antriebswelle 12 mit einem zylindrischen, hohlen Teil die Motorwelle irgendeiner Form durch Vorbereiten der Buchse mit einem verjüngten Innenumfang bedienen.
Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen und Zeichen werden den gleichen oder ähnlichen Teilen des ersten Ausführungsbeispiels zugewiesen.
4 stellt ein Beispiel dar, in dem ein Welleneinschnitt 62S1 der Antriebswelle 12 (die erste Welle) zugefügt wird und infolgedessen ist eine Vielzahl von Welleneinschnitten (2 Stück) in Verbindung mit dem gleichen Welleneinschnitt 62S (der ebenfalls als eine Federnut dient) wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet.
Der zusätzliche Welleneinschnitt 62S1 ist an einer Position gegenüberliegend dem Welleneinschnitt 62S (180° gegenüberliegende Position), der ebenfalls als eine Federnut dient, gebildet.
In dem Ausführungsbeispiel weist unabhängig davon, dass die Vielzahl der Welleneinschnitte 62S und 62S1 in der Antriebswelle 12 gebildet sind, die Buchse 52 nicht eine Vielzahl von Buchseneinschnitten 64 auf, sondern hat nur einen Buchseneinschnitt 64, wobei der Buchseneinschnitt 64 ebenfalls als der gleiche Welleneinschnitt dient, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Eine Intention der Konfiguration ist wie folgt. D. h. wenn die Vielzahl der Welleneinschnitte 62S und 62S1 in der Antriebswelle 12 gebildet sind, wird ein Vorzug erhalten, dass die gleichmäßige Durchmesserverringerung der Antriebswelle 12 viel einfacher erreicht wird, verglichen wenn nur ein Welleneinschnitt gebildet ist. Demgemäß kann ein Versatz zwischen der Antriebswelle 12 und der Wellennut 62 unterdrückt werden, und eine Beanspruchungskonzentration in der Nähe der Wellennut 62 kann abgeschwächt werden. Zusätzlich können die Welleneinschnitte 62S und 62S1, die in der Antriebswelle 12 (die erste Welle) gebildet sind, in relativ einfacher Weise Einspannen eines Teils der Antriebswelle 12 auf einer Seite gegenüberliegend der Motorseite in der axialen Richtung bearbeitet werden. Andererseits, wenn die Vielzahl der Buchseneinschnitte in der Buchse 52 gebildet wird, ist die Buchse nicht anfällig, in vielen Fällen eingespannt zu werden, wenn die Verarbeitung ausgeführt wird, und folglich werden die Buchseneinschnitte nicht notwendigerweise in einfacher Weise gebildet (verarbeitet). Zusätzlich, da die Buchse 52 die Durchmesserverringerungskraft von der Befestigungsvorrichtung 58 über die Antriebswelle 12 aufnimmt, ermöglicht die gleichmäßige Durchmesserverringerungskraft der Antriebswelle 12 im Wesentlichen die relativ gleichmäßige Durchmesserverringerung der Buchse 52. Demgemäß wenn eine Konfiguration in einer solchen Art und Weise gemacht wird, dass die Antriebswelle 12 (die erste Welle) die Welleneinschnitte 62S und 62S1 aufweist und die Buchse 52 nur einen Buchseneinschnitt 64 besitzt, gesagt werden kann, dass die Konfiguration eine realistische Bearbeitbarkeit und ein gleichmäßiges Festklemmen aufweist, die kompatibel miteinander sind.
Die Antriebswelle 12 kann drei oder mehr Welleneinschnitte (solange die Stärke bzw. Festigkeit sichergestellt wird, die für die Leistungsübertragung notwendig ist) aufweisen. Qualitativ gilt, dass je mehr Welleneinschnitte die Antriebswelle 12 aufweist, desto gleichmäßiger kann ihr Durchmesser verringert werden.
Zusätzlich ist in dem Beispiel der 4, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel, eine Wellennut 62 gebildet, die sowohl als die Federnut 62K als auch der Welleneinschnitt 62S dient, und zusätzlich ist ein Welleneinschnitt 62S1 (der nicht als eine Federnut dient) mit einer Breite gebildet, die kleiner als 62K ist, aber beispielsweise in 4 kann der zusätzliche Welleneinschnitt ebenfalls so gebildet sein, dass er eine solche Breite besitzt (die Breite Sf1 in einem freien Zustand und die Breite Sc1 nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist), dass der zusätzliche Welleneinschnitt als die gleiche Federnut wie die Wellennut 62 dienen kann. In diesem Fall, da die Welleneinschnitte kontinuierlich unter Verwendung des gleichen Werkzeugs bearbeitet werden können, kann die Herstellung sehr viel einfacher ermöglicht werden.
5 stellt ein Modifikationsbeispiel der Buchse dar.
Wie oben beschrieben, ist es aufgrund des herausfordernden Einspannens oder Ähnlichem nicht notwendigerweise in der Praxis einfach, dass der Buchseneinschnitt in der Buchse so geformt wird, dass er durch diese in der axialen Richtung hindurchgeht oder die Vielzahl der Buchseneinschnitte einer langen Länge in der Buchse gebildet werden.
In der Buchse 52, die in 5 dargestellt ist, besitzen eine Vielzahl des Buchseneinschnitts 64 und eines Buchseneinschnitts 64A jeweils veränderte, axiale Längen 14 und 15. D. h. da der Buchseneinschnitt 64 durch die Buchse 52 in der axialen Richtung hindurchgeht, besitzt der Buchseneinschnitt 64 die axiale Länge L4, die identisch mit der axialen Länge L1 der Buchse 52 ist. Der Buchseneinschnitt 64A geht jedoch nicht durch die Buchse 52 in der axialen Richtung hindurch, und der Buchseneinschnitt 64A besitzt eine axiale Länge L5, die kleiner als die axiale Länge L4 des Buchseneinschnitts 64 ist (L4 > L5).
Da die Festigkeit der Buchse 52, die für das Einspannen dieser notwendig ist, sichergestellt werden kann, wenn die Verarbeitung ausgeführt wird, können demgemäß eine einfache Verarbeitbarkeit und ein gleichförmiges Festklemmen, die miteinander kompatibel sind, erreicht werden.
In der Buchse 52 gemäß dem Ausführungsbeispiel, wenn der Buchseneinschnitt 64 durch die Buchse 52 hindurchgeht und lang ist, wird der Buchseneinschnitt 64 ein breiter Buchseneinschnitt mit dem die Feder 54 (in 5 nicht dargestellt) in Eingriff stehen kann, und wenn der Buchseneinschnitt 64 nicht durch die Buchse 52 hindurchgeht und kurz ist, wird der Buchseneinschnitt 64 ein schmaler Buchseneinschnitt, mit dem die Feder 54 nicht in Eingriff stehen kann. Ähnlich dem Modifikationsbeispiel kann der zusätzliche Buchseneinschnitt ebenfalls ein breiter Buchseneinschnitt werden mit dem die Feder 54 in Eingriff stehen kann. Die Buchse kann drei oder mehr Buchseneinschnitte besitzen.
Als solches besitzt in der Vielzahl der Buchseneinschnitte, selbst wenn es einen Buchseneinschnitt gibt, der nicht hindurchgeht, der Buchseneinschnitt vorzugsweise eine axiale Länge (L5 in diesem Fall), die länger als die axiale Länge L2 der Befestigungsvorrichtung 58 (in 5 nicht dargestellt und es sei auf 2 Bezug genommen) ist. Demgemäß kann ein Teilkontakt der Befestigungsvorrichtung 58 verhindert, wenn das Festklemmen ausgeführt wird.
Im Folgenden wird wiederum unter Bezugnahme auf 3A und 3B eine Beschreibung einer Größenbeziehung zwischen den Breiten eines Buchseneinschnitts, einer Federnut und einer Feder nachgetragen werden.
Wie oben beschrieben wird in 3A, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, der Buchseneinschnitt 64 so eingestellt, dass er die Breite Bc1 besitzt, die größer als die Breite Sf1 der Wellennut 62 der Antriebswelle 12 in einem freien Zustand ist (Bc1 > Sf1). Die Größenbeziehung ist jedoch nicht notwendigerweise wie beispielsweise in 3B dargestellt erforderlich, wenn zusammenfassend eine Beziehung aufrecht erhalten wird, „in der, nachdem die Klemmkupplung abgeschlossen ist, der Buchseneinschnitt 64 eine Breite Bc2 besitzt, die größer als eine Breite Sc2 der Federnut 64K der Antriebswelle 12 ist”, gibt es kaum irgendwelche Bedenken hinsichtlich der Praktikabilität. D. h. obwohl beispielsweise der Buchseneinschnitt 64 in einem freien Zustand eine Breite Bf2 besitzt, die kleiner als eine Breite Sf2 der Federnut 62K in einem freien Zustand ist, gibt es keine Bedenken, solange der Buchseneinschnitt 64, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, die Breite Bc2 besitzt, die größer als die Breite Sc2 der Federnut 62K ist, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist.
In sämtlichen der 3A bis 3B ist es erforderlich, eine Konfiguration beizubehalten, selbst nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, in der die Federnut 62K der Antriebswelle 12 die Breite Sc1 oder Sc2 besitzt, die größer als die Breite K1 der Feder 54 ist (Sc1 > K1 oder Sc2 > K1) und folglich wird das Festklemmen in zuverlässiger Weise über den gesamten Betrieb hinweg ausgeführt.
In einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist jedoch eine Umkehrung der Größenbeziehung (Sc1 > K1 oder Sc2 > K1) nicht vollständig ausgeschlossen. D. h. nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, kann die Federnut 62K der Antriebswelle 12 ausgelegt sein, um die Breite Sc1 zu besitzen, die kleiner als die Breite K1 der Feder 54 ist (Sc1 < K1). In diesem Fall dient das Festklemmen durch die Befestigungsvorrichtung 58 dazu, einen Spalt zwischen der Feder 54 und der Federnut 62K zu entfernen. Demgemäß kann eine Leistungsübertragung, die die Leistungsübertragung durch die Feder 54 umfasst, bewerkstelligt werden. Selbst in diesem Fall, wenn die Reibungsbefestigungskraft selbst durch die Befestigungsvorrichtung 58 in perfekter Weise aufrecht erhalten wird und die Leistungsübertragung ausgelegt ist, um beständig auf der Basis der Klemmkraft ausgeführt zu werden, kann die geeignete Einstellung der Abmessungen jedes Glieds in einfacher Weise gesteuert werden. Zusätzlich, nachdem das Festklemmen abgeschlossen ist, kann die Federnut die Breite Sc1 (Sc2) besitzen, die identisch zu der Breite Bc1 des Buchseneinschnitts ist oder kann Sc1 (Sc2) < Bc1 aufweisen.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispielen dient der Einschnitt der Antriebswelle als die Federnut der Antriebswelle, aber in bestimmten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist die Wellennut nicht notwendigerweise erforderlich, um als Federnut zu dienen. Beispielsweise kann eine Nut, die nur als eine Federnut dient, individuell in einer Umfangsposition gebildet sein, die sich von einer Umfangsposition unterscheidet, wo ein Einschnitt, der nur als ein Einschnitt dient, gebildet ist, andernfalls kann die Federnut an der gleichen Umfangsposition gebildet sein und der Einschnitt kann außerhalb des Umfangs der Federnut so gebildet sein, dass er eine Breite besitzt, die kleiner als die Federnut ist.
Zusätzlich werden in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf eine Kupplung zwischen einer Motorwelle und einer Antriebswelle eines Drehzahlminderers angewendet, sind aber nicht auf die Kupplung zwischen der Motorwelle und der Antriebswelle des Drehzahlminderers beschränkt. Mit Sicherheit ist eine Konfiguration des Drehzahlminderers nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt. Beispielsweise können in einem Drehzahlminderer der exzentrisch oszillierenden Bauart mit einer Vielzahl von Exzenterkörperwellen (die einen Exzenterkörper besitzen) an Positionen versetzt von einer Wellenmitte eines Innenzahnrads oder einer sogenannten Verteilungsbauart, beispielsweise bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf einen Teil angewendet werden, wo die Antriebswelle des Drehzahlminderers mit einem Motor gekoppelt ist. Zusätzlich sind bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht ausschließlich auf den Drehzahlminderer beschränkt, sondern können zusammenfassend breite Anwendung auf eine Wellenkupplungsanordnung finden, wo eine zweite Welle in einen zylindrischen Teil eingeführt wird, der in einer ersten Welle vorgesehen ist, so dass diese miteinander gekoppelt werden.
Es sollte verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern in verschiedener Weise auf der Basis der Lehren der Erfindung modifiziert werden kann. Diese Modifikationen sind zusätzlich in dem Rahmen der Erfindung enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-265852 [0001]

Claims

Wellenkupplungsanordnung, in der eine zweite Welle in einen zylindrischen Teil eingeführt ist, der in einer ersten Welle vorgesehen ist, so dass diese miteinander gekoppelt werden, wobei eine Buchse zwischen einen Innenumfang der ersten Welle und einen Außenumfang der zweiten Welle eingefügt ist und wobei die erste Welle und die zweite Welle durch eine Kombination einer Federkupplung und einer Klemmkupplung miteinander gekoppelt werden, wobei die erste Welle eine Federnut besitzt, mit der die Feder in Eingriff steht, und einen Welleneinschnitt, der in dem zylindrischen Teil durch Herausschneiden eines Teils davon in einer axialen Richtung gebildet ist, wobei eine Befestigungsvorrichtung für die Klemmkupplung auf einem Teil des Außenumfangs der ersten Welle angebracht ist, in dem der Welleneinschnitt gebildet ist, und wobei die Buchse einen Buchseneinschnitt besitzt, der mit der Federnut übereinstimmt.
Wellenkupplungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei nachdem die Klemmkupplung abgeschlossen ist, der Buchseneinschnitt der Buchse eine Breite besitzt, die größer als eine Breite der Federnut der ersten Welle ist.
Wellenkupplungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei eine einzelne Nut sowohl als die Federnut der ersten Welle als auch als der Welleneinschnitt dient.
Wellenkupplungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei selbst nachdem die Klemmkupplung geschlossen ist, die Federnut der ersten Welle eine Breite besitzt, die größer als eine Breite der Feder ist.
Wellenkupplungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Welle eine Vielzahl von Welleneinschnitten besitzt, und die Buchse nur einen Buchseneinschnitt besitzt.
Wellenkupplungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Buchse eine Vielzahl von Buchseneinschnitten besitzt, und zumindest zwei Buchseneinschnitte axiale Längen besitzen, die sich voneinander unterscheiden.
Wellenkupplungsanordnung gemäß Anspruch 6, wobei innerhalb der Vielzahl von Buchseneinschnitten, ein Buchseneinschnitt so gebildet ist, dass er durch die Buchse in der axialen Richtung hindurchgeht.
Wellenkupplungsanordnung gemäß Anspruch 7, wobei innerhalb der Vielzahl von Buchseneinschnitten, die Buchseneinschnitte, die nicht durch die Buchse hindurch gehen, axiale Längen besitzen, die länger als eine axiale Länge der Befestigungsvorrichtung sind.