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Die Erfindung betrifft ein Lagerelement für ein Wellgetriebe, umfassend einen Innenring und einen Außenring, wobei räumlich zwischen dem Innenring und dem Außenring mehrere kugelförmige Wälzkörper abrollen, wobei der Innenring dazu ausgebildet ist, drehfest an einer Welle des Wellgetriebes angeordnet zu sein, und wobei der Au-ßenring dazu ausgebildet ist, drehfest an einem Gehäuseelement des Wellgetriebes angeordnet zu sein. Ferner betrifft die Erfindung ein Wellgetriebe für einen Roboter.
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Aus der
DE 10 134 191 A1 geht eine Getriebeeinheit hervor, umfassend ein ringförmiges Gehäuse und einen Untersetzungsmechanismus, der in dem Gehäuse aufgenommen ist. Ferner umfasst die Getriebeeinheit ein Wälzlager zur Drehlagerung eines Ausgangselements des Untersetzungsmechanismus an dem Gehäuse, wobei das Wälzlager einen an dem Gehäuse gehalterten Außenring, einen an dem Ausgangselement vorhandenen Innenring und mehrere Wälzkörper aufweist. Der Außenring ist an seiner Außenumfangsfläche mit einem Außengewindeabschnitt versehen, während an der Innenumfangsfläche des Gehäuses ein Innengewindeabschnitt ausgebildet ist, der zu dem Außengewindeabschnitt passt, und der Außenlaufring an dem Gehäuse angeschraubt ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lagerelement für ein Wellgetriebe sowie ein Wellgetriebe dahingehend weiterzuentwickeln, dass ein axiales Wellenspiel reduziert wird. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1 und Patentanspruch 4. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
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Ein erfindungsgemäßes Lagerelement für ein Wellgetriebe gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Rillenkugellager mit Vierpunktschliff, umfassend einen Innenring und einen Außenring, wobei räumlich zwischen dem Innenring und dem Au-ßenring mehrere kugelförmige Wälzkörper abrollen, wobei der Innenring dazu ausgebildet ist, drehfest an einer Welle des Wellgetriebes angeordnet zu sein, und wobei der Außenring dazu ausgebildet ist, drehfest an einem Gehäuseelement des Wellgetriebes angeordnet zu sein. Das Lagerelement ist ein Festlager des Wellgetriebes und lagert eine Welle des Wellgetriebes drehbar gegenüber einem Gehäuseelement des Wellgetriebes, insbesondere einem Gehäusedeckel oder dergleichen. Vorzugsweise ist das Gehäuseelement ein Deckel des Wellgetriebes. Das Rillenkugellager mit Vierpunktschliff bildet eine Art Vierpunktlager aus, wobei sich das hier vorgeschlagene Rillenkugellager gegenüber einem herkömmlichen Vierpunktlager dadurch unterscheidet, dass die Wälzkörper im Laufbahngrund nicht in Kontakt laufen. Anders gesagt sind die Laufbahnen des Außen- und Innenrings derart hergestellt, dass die Kontaktfläche der Wälzkörper an den Laufbahnen reduziert wird. Außerdem ist das hier vorgeschlagene Rillenkugellager mit Vierpunktschliff gegenüber herkömmlichen Vierpunktlagern nicht radial vorgespannt. Mittels des derart gestalteten Lagerelements ist es möglich, ein axiales Betriebsspiel zwischen der Welle und dem Gehäuseelement auf ein Minimum zu reduzieren, wobei eine radiale Vorspannung des Lagerelements nicht erforderlich ist. Vielmehr wirkt sich die nicht vorhandene Radialvorspannung positiv auf die Reibverluste aus. Insbesondere ist die Montage des Wellgetriebes bzw. des Lagerelements vergleichsweise einfach.
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Vorzugsweise beträgt eine Schmiegung am Innenring und/oder am Außenring 101 % bis 111% eines Kugeldurchmessers der Wälzkörper. Die Schmiegung ist definiert als das Verhältnis zwischen einem Laufbahnradius des Innen- bzw. Außenrings und dem Kugelradius des Wälzkörpers des Lagerelements. Vorzugsweise betragen die Schmiegung am Innenring zwischen 101% und 111% und die Schmiegung am Au-ßenring zwischen 101% und 111%. Mit anderen Worten kontaktieren die Kugeln die Laufbahn des Innen- bzw. Außenrings mit einer Schmiegung von mindestens 101% und höchstens 111%. Bevorzugt beträgt die Schmiegung am Innenring 104% und die Schmiegung am Außenring 106%. Die Schmiegung für den Innenring kann unterschiedlich zur Schmiegung des Außenrings ausgebildet sein. Im Vergleich zu herkömmlichen Lagerkonstruktionen ist die Schmiegung des Wälzlagers vergleichsweise weit. Im mechanisch unbelasteten oder gering belasteten Zustand ergibt sich eine im Vergleich zu Lagerelementen mit engerer Schmiegung wesentlich geringere Kontaktfläche zwischen dem jeweiligen Wälzkörper und der jeweiligen Laufbahn des Innen- bzw. Außenrings. Dadurch werden Reibungsverluste reduziert.
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Bevorzugt beträgt ein Kontaktwinkel der Wälzkörper an den Laufbahnen des Innenrings und/oder des Außenrings zwischen 20° und 30°. Vorzugsweise beträgt der Kontaktwinkel 25° der Wälzkörper an der Laufbahn des Innenrings und/oder des Außenrings. In Richtung der Drucklinien übertragen die Wälzkörper die Kräfte von einem Lagerring des Lagerelements auf den anderen. Der Druck- bzw. Kontaktwinkel ist der Winkel, den die Drucklinien mit der Radialebene des Lagerelements einschließen.
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Das hier vorgeschlagene Lagerelement eignet sich aufgrund des vergleichsweise geringen Axialspiels der Welle relativ zum Gehäuseelement besonders gut für die Verwendung in einer Drehgeber-Anwendung. Dabei kann an der Welle ein Kodierer, beispielsweise in Form eines Kodierrings, auch Drehgeber oder im Englischen Encoder genannt, angeordnet sein, der mit einer Sensorvorrichtung zusammenwirkt, um beispielsweise eine Drehzahl der Welle zu bestimmen. Die Sensorvorrichtung kann einen oder mehrere Sensorelemente, wie beispielsweise einen Drehzahlsensor umfassen, wobei die Sensorelemente auf unterschiedlichen physikalischen Wirkprinzipien basieren können.
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Ein erfindungsgemäßes Wellgetriebe für einen Roboter gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein als Rillenkugellager mit Vierpunktschliff ausgebildetes, erstes Lagerelement gemäß den vorherigen Ausführungen sowie ein von einem Wellgenerator umlaufend in radialer Richtung verformbares, flexibles Ringelement mit einer Außenverzahnung und ein steifes Ringelement mit einer Innenverzahnung, wobei die Außenverzahnung des flexiblen Ringelements zur Übertragung eines Drehmoments an mindestens einem Zahneingriffsbereich mit der Innenverzahnung des steifen Ringelements im Zahneingriff steht, wobei der Wellgenerator ein unrund ausgebildetes zweites Lagerelement aufweist, das radial zwischen dem flexiblen Ringelement und einer Welle angeordnet ist. Das unrund ausgebildete zweite Lagerelement umfasst einen zweiten Innenring und einen zweiten Außenring mit räumlich dazwischen angeordneten Wälzkörpern. Der zweite Außenring sowie der zweite Innenring weisen je eine Laufbahn zur Führung der Wälzkörper des zweiten Lagerelements auf.
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Der Wellgenerator, auch Wave Generator genannt, steht mit der Welle in Wirkverbindung, wobei die Welle vorzugsweise zumindest mittelbar von einer elektrischen Maschine drehangetrieben ist, um den Wellgenerator in eine Rotationsbewegung zu versetzen. Beispielsweise weisen der Wellgenerator, insbesondere der Innenring des zweiten Lagerelements eine elliptische oder ovale Querschnittsform auf. Der zweite Innenring und die Welle sind vorzugsweise zwei separate Bauteile, wobei der zweite Innenring zur Realisierung einer drehfesten Verbindung beispielsweise auf der Welle aufgepresst ist. Alternativ ist denkbar, den Innenring und die Wellte einteilig auszubilden. Der Wellgenerator bildet den Antrieb des Wellgetriebes und wird im Fall einer zweiteiligen Ausgestaltung der Welle und des zweiten Innenrings vorzugsweise zusammen mit dem zweiten Lagerelement in das flexible bzw. elastisch verformbare Ringelement eingepresst. Die Welle kann als Hohlwelle oder als Vollwelle ausgebildet sein.
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Das flexible Ringelement, auch Flexspline genannt, ist ein hochfestes sowie torsionssteifes Hülsenelement. Es ist derart flexibel ausgebildet, dass es den Wellgenerator mit dem zweiten Lagerelement zumindest teilweise axial aufnehmen kann, und dabei in Abhängigkeit der äußeren Form des Wellgenerators lokal verformbar ist. Insbesondere wird die äußere Form des Wellgenerators durch den zweiten Außenring gebildet. Das flexible Ringelement weist zumindest eine offene axiale Seite zur Aufnahme des Wellgenerators mit dem zweiten Lagerelement auf.
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Der zweite Außenring kann sowohl drehfest als auch zunächst drehbar mit dem flexiblen Ringelement verbunden sein, wobei unter dem Begriff zunächst drehbar zu verstehen ist, dass der zweite Außenring während der Montage des zweiten Lagerelements in das flexible Ringelement keine direkte Verdrehsicherung zum flexiblen Ringelement aufweist. Jedoch kann sich der zweite Außenring nach einer elastischen Verformung des flexiblen Ringelements in die elliptische oder ovale Form nicht mehr verdrehen und ist somit in Bezug auf das flexible Ringelement drehfest.
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Während des Betriebs rotiert der Wellgenerator, wodurch der zweite Innenring des zweiten Lagerelements relativ zum flexiblen Ringelement und dem darin drehfest aufgenommenen zweiten Außenring des zweiten Lagerelements verdreht wird. Dabei verformt das flexible Ringelement analog zu der Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit des Wellgenerators elastisch. Anders gesagt wird der Wellgenerator während des Betriebs des Wellgetriebes in eine Rotationsbewegung versetzt, die bewirkt, dass das flexible Ringelement eine umlaufende Verformung erfährt.
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Das steife Ringelement, auch Circular Spline genannt, ist ein torsionssteifer, steifer Ring, dessen Innenverzahnung mehr Zähne aufweist als die Außenverzahnung des flexiblen Ringelements. Insbesondere ist das steife Ringelement als Hohlrad ausgebildet. Die Drehung des Wellgenerators bewirkt einen permanenten, umlaufenden Zahneingriff von dem flexiblen Ringelement und dem steifen Ringelement. Anders gesagt bewegen sich die gegenüberliegenden Zahneingriffsbereiche während der Rotation des Wellgenerators kontinuierlich um die Rotationsachse des Wellgenerators bzw. in Umfangsrichtung. Da das flexible Ringelement weniger Zähne aufweist als das steife Ringelement, bewirkt eine Drehung des Wellgenerators eine Relativbewegung des flexiblen Ringelements zum steifen Ringelement. Dabei erfolgt ein Abrollen der Wälzkörper des zweiten Lagerelements zwischen dem zweiten Innenring und dem zweiten Außenring.
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Die Welle ist vorzugsweise dazu eingerichtet, über ein drittes Lagerelement drehbar gegenüber einem Robotarmsegment gelagert zu sein. In diesem Fall ist die Welle wenigstens abschnittsweise als Hohlwelle ausgebildet, wobei das dritte Lagerelement radial innerhalb der Welle angeordnet ist. Das dritte Lagerelement ist im Gegensatz zum ersten Lagerelement bevorzugt ein Loslager und ermöglicht eine Rotation der Welle gegenüber einem weiteren Teil, insbesondere einem Roboterarmsegment.
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Nach einem Ausführungsbeispiel liegt zwischen dem Innenring des ersten Lagerelements und der Welle des Wellgetriebes ein Presssitz vor. Mit anderen Worten ist der erste Innenring des als Rillenkugellager mit Vierpunktschliff ausgebildetes erstes Lagerelement auf den Außenumfang der Welle aufgepresst, sodass eine drehfeste Verbindung zwischen der Welle und dem ersten Innenring erzeugt wird. Mithin ist das erste Lagerelement durch eine Presspassung fest auf der Welle fixiert. Damit wird eine spielfreie axiale Lagesicherung der Welle relativ zum Gehäuseelement gewährleistet. Ein derartiger Pressverband eignet sich insbesondere bei vergleichsweise niedrigen bis mittleren Axialkräften. Die Passung ist so ausgelegt, dass die auftretenden Systemkräfte zwischen der Welle und dem ersten Innenring in jedem Fall sicher übertragen werden. Die Welle weist bevorzugt einen radialen Absatz auf, an dem der erste Innenring des ersten Lagerelements axial zur Anlage kommt. Der radiale Absatz, auch Kragen der Welle genannt, positioniert das erste Lagerelement axial.
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Alternativ ist an der Außenumfangsfläche der Welle eine Nut ausgebildet, die dazu eingerichtet ist, ein Ringelement aufzunehmen, wobei das Ringelement den Innenring des ersten Lagerelements axial an der Welle sichert. Die Welle weist auch in diesem Fall einen radialen Absatz auf, an dem der erste Innenring des ersten Lagerelements axial anliegt. An dem gegenüberliegenden axialen Ende ist der erste Innenring durch das Ringelement axial positioniert. Das Ringelement ist in der Nut aufgenommen. Das Ringelement wird insbesondere derart auf der Welle montiert, dass eine Beschädigung der Welle, insbesondere eine damit einhergehende mechanische Beanspruchung der Außenumfangsfläche der Welle, verhindert wird.
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Vorzugsweise ist das Ringelement ein Metallring, der mittels Kaltverformung radial in die Nut eingebracht ist. Mit anderen Worten wird das metallische Ringelement montiert, d.h. auf die Welle gefädelt, wobei das Ringelement radial außerhalb der Nut axial positioniert wird. Anschließend wird der Metallring mit einem Montagewerkzeug derart kaltverformt, dass er radial in die Nut eindringt und darin aufgenommen wird.
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Das Wellgetriebe umfasst bevorzugt ein Gehäuseelement, wobei das erste Lagerelement radial zwischen einem axialen Abschnitt des Gehäuseelements und der Welle angeordnet ist, wobei am axialen Abschnitt wenigstens ein plastisch verformter Kragenabschnitt ausgebildet ist, wobei der Außenring des ersten Lagerelements axial zwischen dem jeweiligen plastisch verformten Kragenabschnitt und einem Bord des Gehäuseelement positioniert ist. Das erste Lagerelement wird dadurch nahezu spielfrei am Gehäuse gesichert. Das erste Lagerelement, insbesondere der erste Außenring des ersten Lagerelements werden zunächst relativ zum Gehäuseelement axial positioniert, wobei der axiale Abschnitt des Gehäuseelements anschließend plastisch verformt wird, derart, dass der Kragenabschnitt ausgebildet wird. Der plastisch verformte Kragenabschnitt ist insbesondere derart hergestellt, dass der erste Außenring durch die plastische Umformung des axialen Abschnitts nicht mechanisch belastet wird. Insbesondere ist der Kragenabschnitt derart hergestellt, dass der erste Außenring durch die plastische Umformung des axialen Abschnitts nicht axial vorgespannt wird. Vielmehr wird der axiale Abschnitt lediglich derart verformt, dass der erste Au-ßenring spielfrei am Gehäuseelement angeordnet wird. Die plastische Umformung erfolgt bevorzugt an einem freien Ende des axialen Abschnitts.
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Der Bord ist als radiale Verjüngung des Gehäuseelements zu verstehen, an dem der erste Außenring bei dessen Montage axial zur Anlage kommt. Nach Herstellung des jeweiligen Kragenabschnitts ist der erste Außenring im Wesentlichen spielfrei zwischen dem Bord und dem jeweiligen plastisch verformten Kragenabschnitt angeordnet. Der Bord bildet eine umlaufende axiale Anlagefläche für den ersten Außenring.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, das über den Umfang des axialen Abschnitts des Gehäuseelements verteilt mindestens drei plastisch verformte Kragenabschnitte ausgebildet sind. Dadurch kann der erste Außenring besser am Gehäuseelement positioniert und im Wesentlichen spielfrei gesichert werden. Radial zwischen dem Gehäuseelement und der Welle kann axial benachbart zum ersten Lagerelement ein Dichtelement, insbesondere ein Radialwellendichtring, angeordnet sein.
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Die Erfindung betrifft auch einen Roboter, umfassend ein erfindungsgemäßes Wellgetriebe mit wenigstens einem erfindungsgemäßen ersten Lagerelement. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Wellgetriebe in einem Gelenk für einen Roboterarm angeordnet und wirkt zumindest mittelbar zwischen zwei Roboterarmsegmenten.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von drei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt
- 1 eine vereinfachte schematische Teillängsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Wellgetriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine vereinfachte schematische Teillängsschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Wellgetriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
- 3 eine vereinfachte schematische Darstellung eines nur teilweise dargestellten Roboters mit einem erfindungsgemäßen Wellgetriebe.
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Gemäß den 1 und 2 umfasst ein erfindungsgemäßes Wellgetriebe 10, das vorliegend nur etwa hälftig dargestellt ist, ein von einem Wellgenerator 7 umlaufend in radialer Richtung verformbares, flexibles Ringelement 8 mit einer Außenverzahnung 9 und ein steifes Ringelement 12 mit einer Innenverzahnung 13, wobei die Außenverzahnung 9 des flexiblen Ringelements 8 zur Übertragung eines Drehmoments an mindestens einem Zahneingriffsbereich 14 mit der Innenverzahnung 13 des steifen Ringelements 12 kämmt. Der Wellgenerator 7 weist ein unrund ausgebildetes zweites Lagerelement 15 auf, das radial zwischen dem flexiblen Ringelement 8 und einer Welle 5 angeordnet ist. Das zweite Lagerelement 15 weist einen zweiten Innenring 25, der drehfest an einer Außenumfangsfläche 16 der Welle 5 angeordnet ist, sowie einen zweiten Außenring 26, der radial innerhalb eines flexiblen Ringelements 8 des Wellgetriebes 10 angeordnet ist. Der Wellgenerator 7 ist über die Welle 5 von einem hier nicht dargestellten Elektromotor in eine Rotationsbewegung versetzbar.
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Der zweite Innenring 25 und der zweite Außenring 26 des unrund ausgebildeten, insbesondere elliptischen zweiten Lagerelements 15 weisen vorliegend eine beispielsweise elliptische Außengeometrie auf, wobei die Außenumfangsfläche des zweiten Außenrings 26 an einer Innenumfangsfläche des flexiblen Ringelements 8 drehfest zur Anlage kommt. Vor der Montage des zweiten Lagerelements 15 weist der Außenring 26 eine im Wesentlichen runde Außengeometrie auf, die sich jedoch während der Montage in Abhängigkeit der Außengeometrie des zweiten Innenrings 25 elastisch in die elliptische Außengeometrie verformt. Das zweite Lagerelement 15 ist in das flexible Ringelement 8 eingepresst, sodass der Wellgenerator 2 mit dem zweiten Lagerelement 15 in das flexible Ringelement 8 hineinragt. Dabei nimmt das flexible Ringelement 8 die elliptische äußere Form des Wellgenerators 7 an. Während des Betriebs des Wellgetriebes 10 wird der Wellgenerator 7 über die Welle 5 in eine Rotationsbewegung versetzt, wobei der Außenring 26 sowie das flexible Ringelement 8 lokal radial verformen. Anders gesagt bewirkt die Rotation des Wellgenerators 7 um dessen Rotationsachse, dass das flexible Ringelement 8 und der Außenring 26 umlaufend verformt werden.
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Das flexible Ringelement 8 weist eine Außenverzahnung 9 auf, die zur Übertragung eines Drehmoments mit einer Innenverzahnung 13 eines steifen Ringelements 12 des Wellgetriebes 10 an mindestens einem Zahneingriffsbereich 14 in Zahneingriff steht. Da sich das flexible Ringelement 8 an die elliptische Form des Wellgenerators 7 anpasst, steht das flexible Ringelement 8 mit dessen Außenverzahnung 9 lediglich am jeweiligen Zahneingriffsbereich 14 mit der Innenverzahnung 13 des steifen Ringelements 12 in Zahneingriff. Das steife Ringelement 12 ist vorliegend als Hohlrad zu verstehen.
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Radial zwischen der Welle 5 und einem axialen Abschnitt 6a eines als Deckel ausgebildeten Gehäuseelements 6 ist ein als Rillenkugellager mit Vierpunktschliff ausgebildetes, erstes Lagerelement 1 angeordnet. Das Lagerelement 1 umfasst einen ersten Innenring 2 und einen ersten Außenring 3, wobei räumlich zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 mehrere kugelförmige Wälzkörper 4 abrollen. Das erste Lagerelement 1 ist dazu eingerichtet, die Welle 5 relativ zum Gehäuseelement 6 im Wesentlichen spielfrei in dessen axialer Lage zu sichern. Anders gesagt ist der erste Innenring 2 im Wesentlichen spielfrei an der Welle 5 angeordnet und der erste Außenring 3 ist im Wesentlichen spielfrei am axialen Abschnitt 6a des Gehäuseelements 6 angeordnet. Eine Schmiegung eines Kugeldurchmessers der Wälzkörper 4 des ersten Lagerelements 1 beträgt am Innenring 2 und am Außenring 3 vorliegend jeweils mindestens 101% und höchstens 111 %. Zudem liegt ein Kontaktwinkel der Wälzkörper 4 an den Laufbahnen des Innenrings 2 und des Außenrings 3 zwischen 20° und 30°, vorliegend 25°.
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In dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist der erste Innenring 2 über einen Pressverband mit der Welle 5 verbunden. Der erste Innenring 2 ist auf die Welle 5 aufgepresst und kommt an einem Kragen 33 der Welle 5 axial zur Anlage. Am axialen Abschnitt 6a des Gehäuseelements 6 ist ein umlaufender Bord 6c angeformt, an dem der erste Außenring 3 axial zur Anlage kommt. Auf der axial gegenüberliegenden Seite des ersten Außenrings 3 ist der axiale Abschnitt 6a an mehreren über den Umfang verteilten Stellen plastisch verformt, sodass mehrere Kragenabschnitte 6b ausgebildet sind, die den ersten Außenring 3 zwischen dem Bord 6c und den Kragenabschnitten 6b nahezu spielfrei axial sichern. Für eine ausreichende Sicherung ist es von Vorteil, mindestens drei plastisch verformte Kragenabschnitte 6b am axialen Abschnitt 6a vorzusehen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist an der Außenumfangsfläche 16 der Welle 5 eine Nut 17 ausgebildet. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn der erste Innenring 2 des ersten Lagerelements 1 auf die Welle 5 aufgeschoben wird und am Kragen 33 der Welle 5 zur Anlage kommt. Anschließend wird ein als Metallring ausgebildetes Ringelement 18 auf die Welle 5 aufgefädelt und radial außerhalb der Nut 17 positioniert. Ein hier nicht gezeigtes Umformwerkzeug wird anschließend dazu eingesetzt, das Ringelement 18 mittels Kaltverformung radial in die Nut 17 einzudrücken. Die Nut 17 und das Ringelement 18 sind derart ausgelegt, dass eine nahezu spielfreie Axialsicherung des ersten Lagerelements 5 auf der Welle realisiert wird.
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Alternativ ist denkbar, dass an Stelle des Ringelements 18 ein Sicherungsring mit wenigstens einem zusätzlichen Federelement vorgesehen ist, der den ersten Innenring 2 gegen die Welle 5 vorspannt. Ferner alternativ kann an Stelle des Ringsegments 18 ein Federring angeordnet sein, der den ersten Innenring 2 gegen die Welle 5 vorspannt. Außerdem alternativ oder ergänzend kann der erste Innenring 2 an der Welle 5 verklebt sein.
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Radial innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Welle 5 ist ein drittes Lagerelement 23 angeordnet, das die Welle 5 zumindest mittelbar relativ zu einem der in 3 gezeigten Roboterarmsegmete 20a, 20b lagert. Das dritte Lagerelement 16 weist einen dritten Innenring 27 sowie einen in die Welle 5 eingepressten dritten Au-ßenring 28 auf.
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Des Weiteren ist ein viertes Lagerelement 24 vorgesehen, umfassend in zwei axial benachbarten Axial-Schrägnadelkäfigen 29 geführte Nadelrollen 30. Die Nadelrollen 30 beider axial benachbarter Wälzkörperreihen sind symmetrisch zueinander angeordnet. Das vierte Lagerelement 24 weist einen vierten Innenring 31 sowie zwei Außenringsegmente 32a, 32b auf, je ein Außenringsegment 32a, 32b für eine Wälzkörperreihe. Der vierte Innenring 31 ist vorliegend fest mit dem steifen Ringelement 12 verbunden. Zudem sind die Außenringsegmente 32a, 32b fest mit dem flexiblen Ringelement 8 sowie dem Gehäuseelement 6 verbunden. In 1 und 2 sind Bohrungen angedeutet, die beispielsweise zur Aufnahme von Schrauben oder (Gewinde-)Bolzen ausgebildet sind.
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Am ersten Lagerelement 1 sowie am vierten Lagerelement 24 ist jeweils ein Dichtelement 34 angeordnet, um den Innenraum des Wellgetriebes 10 gegenüber äußeren Einflüssen, wie Feuchtigkeit und/oder Schmutz abzudichten. Das am ersten Lagerelement 1 vorgesehene Dichtelement 34 ist auf einer bezogen zum ersten Lagerelement 1 axial gegenüberliegenden Seite des Bords 6c angeordnet.
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3 zeigt einen Ausschnitt eines Roboters 11. Zwischen einem ersten Roboterarmsegment 20a und einem zweiten Roboterarmsegment 20b ist ein Gelenk 19 angeordnet, das die beiden Roboterarmsegmente 20a, 20b gelenkig miteinander verbindet. Zur Veränderung der Position der beiden Roboterarmsegmente 20a, 20b zueinander weist der Roboter 11 eine Antriebseinheit 21 auf, umfassend einen Elektromotor 22 und ein erfindungsgemäßes Wellgetriebe 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lagerelement bzw. erstes Lagerelement
- 2
- Innenring bzw. erster Innenring
- 3
- Außenring bzw. erster Außenring
- 4
- Wälzkörper
- 5
- Welle
- 6
- Gehäuseelement
- 6a
- Axialer Abschnitt des Gehäuseelements
- 6b
- Plastisch verformter Kragenabschnitt
- 6c
- Bord des Gehäuseelements
- 7
- Wellgenerator
- 8
- Flexibles Ringelement
- 9
- Außenverzahnung des flexiblen Ringelements
- 10
- Wellgetriebe
- 11
- Roboter
- 12
- Steifes Ringelement
- 13
- Innenverzahnung des steifen Ringelements
- 14
- Zahneingriffsbereich
- 15
- Zweites Lagerelement
- 16
- Außenumfangsfläche der Welle
- 17
- Nut
- 18
- Ringelement
- 19
- Gelenk
- 20a, 20b
- Roboterarmsegment
- 21
- Antriebseinheit
- 22
- Elektromotor
- 23
- Drittes Lagerelement
- 24
- Viertes Lagerelement
- 25
- Zweiter Innenring
- 26
- Zweiter Außenring
- 27
- Dritter Innenring
- 28
- Dritter Außenring
- 29
- Axial-Schrägnadelkäfig
- 30
- Nadelrollen
- 31
- Vierter Innenring
- 32a, 32b
- Außenringsegment des vierten Lagerelements
- 33
- Kragen der Welle
- 34
- Dichtelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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