DE102021132229A1

DE102021132229A1 - Bearing element for a strain wave gear and strain wave gear

Info

Publication number: DE102021132229A1
Application number: DE102021132229.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Sommerkorn; Wilfried Breton; Markus Holzberger; Tim Bartling
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-12-08
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lagerelement (1) für ein Wellgetriebe (10), wobei das Lagerelement (1) ein Rillenkugellager mit Vierpunktschliff ist, umfassend einen Innenring (2) und einen Außenring (3), wobei räumlich zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (3) mehrere kugelförmige Wälzkörper (4) abrollen, wobei der Innenring (2) dazu ausgebildet ist, drehfest an einer Welle (5) des Wellgetriebes (10) angeordnet zu sein, und wobei der Außenring (3) dazu ausgebildet ist, drehfest an einem Gehäuseelement (6) des Wellgetriebes (10) angeordnet zu sein. Ferner betrifft die Erfindung ein Wellgetriebe (10) für einen Roboter (11), umfassend ein solches Lagerelement (1), sowie einen Roboter (11).The invention relates to a bearing element (1) for a harmonic drive (10), the bearing element (1) being a deep groove ball bearing with a four-point cut, comprising an inner ring (2) and an outer ring (3), with spatially between the inner ring (2) and the The outer ring (3) rolls several spherical rolling elements (4), the inner ring (2) being designed to be arranged on a shaft (5) of the harmonic drive (10) in a rotationally fixed manner, and the outer ring (3) being designed to be rotationally fixed to be arranged on a housing element (6) of the harmonic drive (10). The invention also relates to a harmonic drive (10) for a robot (11), comprising such a bearing element (1) and a robot (11).

Description

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.The invention relates to a bearing element for a harmonic drive, comprising an inner ring and an outer ring, with a plurality of spherical rolling bodies rolling spatially between the inner ring and the outer ring, with the inner ring being designed to be arranged on a shaft of the harmonic drive in a rotationally fixed manner, and with the Au -ßenring is designed to be arranged in a rotationally fixed manner on a housing element of the harmonic drive. Furthermore, the invention relates to a harmonic drive for a robot.

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.From the DE 10 134 191 A1 discloses a gear unit comprising an annular housing and a reduction mechanism housed in the housing. Furthermore, the gear unit includes a roller bearing for rotatably supporting an output element of the reduction mechanism on the housing, the roller bearing having an outer ring held on the housing, an inner ring provided on the output element and a plurality of rolling bodies. The outer ring is provided with a male thread portion on its outer peripheral surface, while a female thread portion mating with the male thread portion is formed on the inner peripheral surface of the housing, and the outer race is screwed to the housing.

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.The object of the present invention is to further develop a bearing element for a harmonic drive and a harmonic drive such that axial shaft play is reduced. The object is achieved by the subject matter of patent claim 1 and patent claim 4. Preferred embodiments can be found in the dependent claims, the description and the figures.

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.A bearing element according to the invention for a harmonic drive according to a first aspect of the invention is a deep groove ball bearing with a four-point cut, comprising an inner ring and an outer ring, with a plurality of spherical rolling bodies rolling spatially between the inner ring and the outer ring, with the inner ring being designed to rotate on a To be arranged shaft of the strain wave gear, and wherein the outer ring is designed to be rotatably arranged on a housing element of the strain wave gear. The bearing element is a fixed bearing of the harmonic drive and supports a shaft of the harmonic drive so that it can rotate with respect to a housing element of the harmonic drive, in particular a housing cover or the like. The housing element is preferably a cover of the harmonic drive. The deep groove ball bearing with four-point cut forms a kind of four-point bearing, whereby the deep groove ball bearing proposed here differs from a conventional four-point bearing in that the rolling bodies do not run into contact in the base of the raceway. In other words, the raceways of the outer and inner rings are manufactured in such a way that the contact area of the rolling elements on the raceways is reduced. In addition, the deep groove ball bearing proposed here with a four-point cut is not radially preloaded compared to conventional four-point bearings. By means of the bearing element designed in this way, it is possible to reduce an axial operating clearance between the shaft and the housing element to a minimum, with a radial prestressing of the bearing element not being necessary. Rather, the non-existent radial preload has a positive effect on the friction losses. In particular, the assembly of the harmonic drive or the bearing element is comparatively simple.

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.An osculation on the inner ring and/or on the outer ring is preferably 101% to 111% of a ball diameter of the rolling elements. The osculation is defined as the ratio between a raceway radius of the inner or outer ring and the ball radius of the rolling element of the bearing element. The osculation on the inner ring is preferably between 101% and 111% and the osculation on the outer ring is between 101% and 111%. In other words, the balls make contact with the raceway of the inner and outer ring with an osculation of at least 101% and at most 111%. The osculation on the inner ring is preferably 104% and the osculation on the outer ring is 106%. The osculation for the inner ring can be designed differently to the osculation of the outer ring. In comparison to conventional bearing constructions, the osculation of the roller bearing is comparatively wide. In the mechanically unloaded or slightly loaded state, there is a significantly smaller contact surface between the respective rolling element and the respective raceway of the inner or outer ring compared to bearing elements with closer osculation. This reduces friction losses.

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.A contact angle of the rolling elements on the raceways of the inner ring and/or the outer ring is preferably between 20° and 30°. The contact angle of the rolling bodies on the raceway of the inner ring and/or the outer ring is preferably 25°. In the direction of the pressure lines, the rolling elements transfer the forces from one bearing ring of the bearing element to the other. The pressure or contact angle is the angle that the pressure lines enclose with the radial plane of the bearing element.

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.Due to the comparatively small axial play of the shaft relative to the housing element, the bearing element proposed here is particularly well suited for use in a rotary encoder application. A code can be attached to the shaft rer, for example in the form of a coding ring, also known as a rotary encoder, which interacts with a sensor device in order to determine a speed of the shaft, for example. The sensor device can include one or more sensor elements, such as a speed sensor, wherein the sensor elements can be based on different physical principles of action.

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.A strain wave gearing according to the invention for a robot according to a first aspect of the invention comprises a first bearing element designed as a grooved ball bearing with four-point cut, according to the previous statements, as well as a flexible ring element with external teeth, which can be deformed in the radial direction circumferentially by a wave generator, and a rigid ring element with internal teeth, wherein the external toothing of the flexible annular element is in toothed engagement with the internal toothing of the rigid annular element for the transmission of a torque in at least one toothed meshing area, wherein the wave generator has an out-of-round second bearing element which is arranged radially between the flexible annular element and a shaft. The non-circular second bearing element comprises a second inner ring and a second outer ring with rolling bodies arranged spatially between them. The second outer ring and the second inner ring each have a raceway for guiding the rolling bodies of the second bearing element.

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.The wave generator, also known as the wave generator, is operatively connected to the shaft, the shaft preferably being rotationally driven at least indirectly by an electrical machine in order to set the wave generator into a rotational movement. For example, the wave generator, in particular the inner ring of the second bearing element, has an elliptical or oval cross-sectional shape. The second inner ring and the shaft are preferably two separate components, with the second inner ring being pressed onto the shaft, for example, in order to implement a non-rotatable connection. Alternatively, it is conceivable to form the inner ring and the shaft in one piece. The wave generator forms the drive of the harmonic drive and, in the case of a two-part design of the shaft and the second inner ring, is preferably pressed into the flexible or elastically deformable ring element together with the second bearing element. The shaft can be designed as a hollow shaft or as a solid shaft.

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.The flexible ring element, also called Flexspline, is a high-strength and torsion-resistant sleeve element. It is designed so flexibly that it can at least partially axially accommodate the wave generator with the second bearing element and is locally deformable depending on the outer shape of the wave generator. In particular, the outer shape of the wave generator is formed by the second outer ring. The flexible ring element has at least one open axial side for accommodating the wave generator with the second bearing element.

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.The second outer ring can be connected to the flexible ring element in a rotationally fixed or initially rotatable manner, with the term initially rotatably being understood to mean that the second outer ring has no direct anti-twist protection with respect to the flexible ring element during the assembly of the second bearing element in the flexible ring element. However, after an elastic deformation of the flexible ring element into the elliptical or oval shape, the second outer ring can no longer twist and is therefore non-rotatable in relation to the flexible ring element.

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.During operation, the wave generator rotates, as a result of which the second inner ring of the second bearing element is twisted relative to the flexible ring element and the second outer ring of the second bearing element, which is received therein in a rotationally fixed manner. The flexible ring element deforms elastically analogous to the direction of rotation and rotational speed of the wave generator. In other words, during the operation of the harmonic drive, the wave generator is set into a rotational movement, which causes the flexible ring element to undergo circumferential deformation.

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.The rigid ring element, also known as a circular spline, is a torsionally stiff, rigid ring whose inner teeth have more teeth than the outer teeth of the flexible ring element. In particular, the rigid ring element is designed as a ring gear. The rotation of the wave generator causes permanent, circumferential meshing of the flexible ring element and the rigid ring element. In other words, the opposing tooth meshing areas move continuously around the axis of rotation of the wave generator or in the circumferential direction during the rotation of the wave generator. Since the flexible ring element has fewer teeth than the rigid ring element, rotation of the wave generator causes the flexible ring element to move relative to the rigid ring element. The rolling elements of the second bearing element roll off between the second inner ring and the second outer ring.

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.The shaft is preferably set up to be mounted rotatably relative to a robot arm segment via a third bearing element. In this case, the shaft is designed at least in sections as a hollow shaft, with the third bearing element being arranged radially inside the shaft. The In contrast to the first bearing element, the third bearing element is preferably a movable bearing and enables the shaft to rotate relative to another part, in particular a robot arm segment.

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.According to one exemplary embodiment, there is a press fit between the inner ring of the first bearing element and the shaft of the harmonic drive. In other words, the first inner ring of the first bearing element designed as a deep groove ball bearing with four-point cut is pressed onto the outer circumference of the shaft, so that a non-rotatable connection is produced between the shaft and the first inner ring. Consequently, the first bearing element is firmly fixed on the shaft by means of a press fit. This ensures that the shaft is secured in the axial position relative to the housing element without play. Such an interference fit is particularly suitable for comparatively low to medium axial forces. The fit is designed in such a way that the system forces that occur between the shaft and the first inner ring are always safely transmitted. The shaft preferably has a radial shoulder on which the first inner ring of the first bearing element comes to rest axially. The radial step, also called the collar of the shaft, positions the first bearing element axially.

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.Alternatively, a groove is formed on the outer peripheral surface of the shaft, which groove is designed to receive a ring element, the ring element securing the inner ring of the first bearing element axially to the shaft. In this case, too, the shaft has a radial shoulder against which the first inner ring of the first bearing element rests axially. At the opposite axial end, the first inner ring is axially positioned by the ring member. The ring element is accommodated in the groove. In particular, the annular element is mounted on the shaft in such a way that damage to the shaft, in particular mechanical stress on the outer peripheral surface of the shaft that is associated therewith, is prevented.

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.The ring element is preferably a metal ring, which is introduced radially into the groove by means of cold forming. In other words, the metallic ring element is mounted, i.e. threaded onto the shaft, with the ring element being axially positioned radially outside the groove. The metal ring is then cold-formed with an assembly tool in such a way that it penetrates radially into the groove and is accommodated therein.

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.The harmonic drive preferably comprises a housing element, with the first bearing element being arranged radially between an axial section of the housing element and the shaft, with at least one plastically deformed collar section being formed on the axial section, with the outer ring of the first bearing element being arranged axially between the respective plastically deformed collar section and a shelf of the housing member is positioned. The first bearing element is thus secured to the housing with almost no play. The first bearing element, in particular the first outer ring of the first bearing element, is first positioned axially relative to the housing element, with the axial section of the housing element then being plastically deformed in such a way that the collar section is formed. The plastically deformed collar section is in particular manufactured in such a way that the first outer ring is not mechanically stressed by the plastic deformation of the axial section. In particular, the collar section is manufactured in such a way that the first outer ring is not axially prestressed by the plastic deformation of the axial section. Rather, the axial section is only deformed in such a way that the first outer ring is arranged without play on the housing element. The plastic deformation preferably takes place at a free end of the axial section.

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.The rim is to be understood as a radial tapering of the housing element on which the first outer ring comes to rest axially when it is assembled. After the respective collar section has been produced, the first outer ring is arranged essentially without play between the rim and the respective plastically deformed collar section. The rim forms a circumferential axial contact surface for the first outer ring.

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.The invention includes the technical teaching that at least three plastically deformed collar sections are formed distributed over the circumference of the axial section of the housing element. As a result, the first outer ring can be better positioned on the housing element and secured essentially without play. A sealing element, in particular a radial shaft sealing ring, can be arranged radially between the housing element and the shaft, axially adjacent to the first bearing element.

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.The invention also relates to a robot comprising a harmonic drive according to the invention with at least one first bearing element according to the invention. In particular, the harmonic drive according to the invention is arranged in a joint for a robot arm and acts at least indirectly between two robot arm segments.

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.

Further measures improving the invention are presented in more detail below together with the description of three preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures, with identical or similar components being provided with the same reference symbols. while showing

1 a simplified schematic partial longitudinal sectional view of an inventive Shen harmonic drive according to a first embodiment,
2 a simplified schematic partial longitudinal sectional view of the harmonic drive according to the invention according to a second embodiment, and
3 a simplified schematic representation of a robot shown only partially with a harmonic drive according to the invention.

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.According to the 1 and 2 comprises a harmonic drive 10 according to the invention, only half of which is shown here, a flexible annular element 8 with external teeth 9, which can be deformed circumferentially in the radial direction by a wave generator 7, and a rigid annular element 12 with internal teeth 13, the external teeth 9 of the flexible annular element 8 meshes with the internal toothing 13 of the rigid ring element 12 in order to transmit a torque on at least one toothed meshing area 14 . The wave generator 7 has an out-of-round second bearing element 15 which is arranged radially between the flexible ring element 8 and a shaft 5 . The second bearing element 15 has a second inner ring 25 which is arranged in a torque-proof manner on an outer peripheral surface 16 of the shaft 5 and a second outer ring 26 which is arranged radially inside a flexible ring element 8 of the harmonic drive 10 . The wave generator 7 can be set into a rotational movement via the shaft 5 by an electric motor, not shown here.

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.The second inner ring 25 and the second outer ring 26 of the non-circular, in particular elliptical, second bearing element 15 have, for example, an elliptical outer geometry, with the outer peripheral surface of the second outer ring 26 coming to rest non-rotatably on an inner peripheral surface of the flexible ring element 8 . Before the second bearing element 15 is installed, the outer ring 26 has an essentially round outer geometry, which, however, deforms elastically into the elliptical outer geometry during installation, depending on the outer geometry of the second inner ring 25 . The second bearing element 15 is pressed into the flexible ring element 8 so that the wave generator 2 projects into the flexible ring element 8 with the second bearing element 15 . The flexible ring element 8 assumes the elliptical outer shape of the wave generator 7 . During the operation of the strain wave gear 10, the wave generator 7 is set into a rotational movement via the shaft 5, with the outer ring 26 and the flexible ring element 8 being locally deformed radially. In other words, the rotation of the wave generator 7 about its axis of rotation causes the flexible ring element 8 and the outer ring 26 to be circumferentially deformed.

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.The flexible ring element 8 has an external toothing 9 which is in toothed engagement with an internal toothing 13 of a rigid ring element 12 of the harmonic drive 10 in at least one toothed engagement region 14 for the transmission of a torque. Since the flexible ring element 8 adapts to the elliptical shape of the wave generator 7 , the flexible ring element 8 with its external toothing 9 only meshes with the internal toothing 13 of the rigid ring element 12 in the respective toothed engagement region 14 . The rigid ring element 12 is to be understood here as a ring gear.

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°.Arranged radially between the shaft 5 and an axial section 6a of a housing element 6 designed as a cover is a first bearing element 1 designed as a deep groove ball bearing with a four-point cut. The bearing element 1 comprises a first inner ring 2 and a first outer ring 3 , with a plurality of spherical rolling elements 4 rolling spatially between the inner ring 2 and the outer ring 3 . The first bearing element 1 is designed to secure the shaft 5 in its axial position relative to the housing element 6 essentially without play. In other words, the first inner ring 2 is arranged essentially without play on the shaft 5 and the first outer ring 3 is arranged essentially without play on the axial section 6a of the housing element 6 . An osculation of a ball diameter of the rolling elements 4 of the first bearing element 1 amounts to at least 101% and at most 111% on the inner ring 2 and on the outer ring 3 in the present case. In addition, the contact angle of the rolling bodies 4 on the raceways of the inner ring 2 and the outer ring 3 is between 20° and 30°, in this case 25°.

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.In the embodiment after 1 the first inner ring 2 is connected to the shaft 5 via an interference fit. The first inner ring 2 is pressed onto the shaft 5 and comes to rest axially on a collar 33 of the shaft 5 . On the axial section 6a of the housing element 6, a peripheral rim 6c is formed, on which the first outer ring 3 comes to rest axially. On the axially opposite side of the first outer ring 3, the axial section 6a is plastically deformed at several points distributed over the circumference, so that several collar sections 6b are formed, which axially secure the first outer ring 3 between the rim 6c and the collar sections 6b with almost no play. For adequate security, it is advantageous to provide at least three plastically deformed collar sections 6b on the axial section 6a.

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.In the embodiment after 2 a groove 17 is formed on the outer peripheral surface 16 of the shaft 5 . In this case it is sufficient if the first inner ring 2 of the first bearing element 1 is pushed onto the shaft 5 and comes to rest on the collar 33 of the shaft 5 . A ring element 18 designed as a metal ring is then threaded onto the shaft 5 and positioned radially outside the groove 17 . A forming tool, not shown here, is then used to press the ring element 18 radially into the groove 17 by means of cold forming. The groove 17 and the ring element 18 are designed in such a way that an almost play-free axial securing of the first bearing element 5 on the shaft is achieved.

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.Alternatively, it is conceivable that, instead of the ring element 18 , a locking ring with at least one additional spring element is provided, which prestresses the first inner ring 2 against the shaft 5 . Furthermore, alternatively, instead of the ring segment 18 , a spring ring can be arranged, which preloads the first inner ring 2 against the shaft 5 . Furthermore, as an alternative or in addition, the first inner ring 2 can be glued to the shaft 5 .

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.A third bearing element 23 is arranged radially inside shaft 5, which is designed as a hollow shaft, and supports shaft 5 at least indirectly relative to one of the 3 Robot arm segments 20a, 20b shown. The third bearing element 16 has a third inner ring 27 and a third outer ring 28 pressed into the shaft 5 .

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.Furthermore, a fourth bearing element 24 is provided, comprising needle rollers 30 guided in two axially adjacent axial helical needle cages 29. The needle rollers 30 of both axially adjacent rows of rolling elements are arranged symmetrically to one another. The fourth bearing element 24 has a fourth inner ring 31 and two outer ring segments 32a, 32b, one outer ring segment 32a, 32b each for a row of rolling elements. In the present case, the fourth inner ring 31 is firmly connected to the rigid ring element 12 . In addition, the outer ring segments 32a, 32b are firmly connected to the flexible ring element 8 and the housing element 6. In 1 and 2 Bores are indicated, which are designed, for example, to accommodate screws or (threaded) bolts.

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.A sealing element 34 is arranged on the first bearing element 1 and on the fourth bearing element 24 in order to seal the interior of the harmonic drive 10 against external influences such as moisture and/or dirt. The sealing element 34 provided on the first bearing element 1 is arranged on a side of the rim 6c that is axially opposite to the first bearing element 1 .

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. 3 12 shows a section of a robot 11. A joint 19 is arranged between a first robot arm segment 20a and a second robot arm segment 20b, which joint connects the two robot arm segments 20a, 20b to one another in an articulated manner. In order to change the position of the two robot arm segments 20a, 20b relative to one another, the robot 11 has a drive unit 21, comprising an electric motor 22 and a harmonic drive 10 according to the invention.

BezugszeichenlisteReference List

11: Lagerelement bzw. erstes LagerelementBearing element or first bearing element
22: Innenring bzw. erster InnenringInner ring or first inner ring
33: Außenring bzw. erster AußenringOuter ring or first outer ring
44: Wälzkörperrolling elements
55: WelleWave
66: Gehäuseelementhousing element
6a6a: Axialer Abschnitt des GehäuseelementsAxial section of the housing element
6b6b: Plastisch verformter KragenabschnittPlastically deformed collar section
6c6c: Bord des Gehäuseelementsboard of the housing element
77: Wellgeneratorwave generator
88th: Flexibles RingelementFlexible ring element
99: Außenverzahnung des flexiblen RingelementsExternal toothing of the flexible ring element
1010: Wellgetriebeharmonic drive
1111: Roboterrobot
1212: Steifes RingelementRigid ring element
1313: Innenverzahnung des steifen RingelementsInternal toothing of the rigid ring element
1414: Zahneingriffsbereichmeshing area
1515: Zweites LagerelementSecond bearing element
1616: Außenumfangsfläche der Welleouter peripheral surface of the shaft
1717: Nutgroove
1818: Ringelementring element
1919: Gelenkjoint
20a, 20b20a, 20b: Roboterarmsegmentrobotic arm segment
2121: Antriebseinheitdrive unit
2222: Elektromotorelectric motor
2323: Drittes LagerelementThird storage element
2424: Viertes LagerelementFourth bearing element
2525: Zweiter InnenringSecond inner ring
2626: Zweiter AußenringSecond outer ring
2727: Dritter InnenringThird inner ring
2828: Dritter AußenringThird outer ring
2929: Axial-SchrägnadelkäfigAxial bevel cage
3030: Nadelrollenneedle rollers
3131: Vierter InnenringFourth inner ring
32a, 32b32a, 32b: Außenringsegment des vierten LagerelementsOuter ring segment of the fourth bearing element
3333: Kragen der Wellecollar of the wave
3434: Dichtelementsealing element

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 10134191 A1 [0002]DE 10134191 A1 [0002]

Claims

Lagerelement (1) für ein Wellgetriebe (10), wobei das Lagerelement (1) ein Rillenkugellager mit Vierpunktschliff ist, umfassend einen Innenring (2) und einen Außenring (3), wobei räumlich zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (3) mehrere kugelförmige Wälzkörper (4) abrollen, wobei der Innenring (2) dazu ausgebildet ist, drehfest an einer Welle (5) des Wellgetriebes (10) angeordnet zu sein, und wobei der Außenring (3) dazu ausgebildet ist, drehfest an einem Gehäuseelement (6) des Wellgetriebes (10) angeordnet zu sein.Bearing element (1) for a harmonic drive (10), wherein the bearing element (1) is a deep groove ball bearing with a four-point cut, comprising an inner ring (2) and an outer ring (3), wherein spatially between the inner ring (2) and the outer ring (3) several spherical rolling elements (4) roll, the inner ring (2) being designed to be arranged in a rotationally fixed manner on a shaft (5) of the harmonic drive (10), and the outer ring (3) being designed in a rotationally fixed manner on a housing element ( 6) of the harmonic drive (10) to be arranged.

Lagerelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmiegung am Innenring (2) und/oder am Au-ßenring (3) 101% bis 111% eines Kugeldurchmessers der Wälzkörper (4) beträgt.Bearing element (1) after claim 1 , characterized in that an osculation on the inner ring (2) and/or on the outer ring (3) is 101% to 111% of a ball diameter of the rolling bodies (4).

Lagerelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktwinkel der Wälzkörper (4) an den Laufbahnen des Innenrings (2) und/oder des Außenrings (3) zwischen 20° und 30° beträgt.Bearing element (1) after claim 1 or 2 , characterized in that a contact angle of the rolling bodies (4) on the raceways of the inner ring (2) and/or the outer ring (3) is between 20° and 30°.

Wellgetriebe (10) für einen Roboter (11), umfassend ein als Rillenkugellager mit Vierpunktschliff ausgebildetes, erstes Lagerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie ein von einem Wellgenerator (7) umlaufend in radialer Richtung verformbares, flexibles Ringelement (8) mit einer Außenverzahnung (9) und ein starres 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 starren Ringelements (12) im Zahneingriff steht, wobei der Wellgenerator (7) ein unrund ausgebildetes zweites Lagerelement (15) aufweist, das radial zwischen dem flexiblen Ringelement (8) und einer Welle (5) angeordnet ist.Wave gearing (10) for a robot (11), comprising a first bearing element (1) designed as a grooved ball bearing with four-point cut according to one of the preceding claims and a flexible ring element (8) which can be deformed in the radial direction circumferentially by a wave generator (7) and has a External toothing (9) and a rigid ring element (12) with internal toothing (13), the external toothing (9) of the flexible ring element (8) for the transmission of a torque on at least one toothed meshing area (14) with the internal toothing (13) of the rigid ring element (12) is in toothed engagement, with the wave generator (7) having an out-of-round second bearing element (15) which is arranged radially between the flexible ring element (8) and a shaft (5).

Wellgetriebe (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenring (2) des ersten Lagerelements (1) und der Welle (5) des Wellgetriebes (10) ein Presssitz vorliegt.Wave gear (10) after claim 4 , characterized in that there is a press fit between the inner ring (2) of the first bearing element (1) and the shaft (5) of the harmonic drive (10).

Wellgetriebe (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenumfangsfläche (16) der Welle (5) eine Nut (17) ausgebildet ist, die dazu eingerichtet ist, ein Ringelement (18) aufzunehmen, wobei das Ringelement (18) den Innenring (2) des ersten Lagerelements (1) axial an der Welle (5) sichert.Wave gear (10) after claim 4 , characterized in that on the outer peripheral surface (16) of the shaft (5) a groove (17) is formed, which is adapted to receive a ring element (18), wherein the ring element (18) the inner ring (2) of the first bearing element (1) secured axially on the shaft (5).

Wellgetriebe (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (18) ein Metallring ist, der mittels Kaltverformung radial in die Nut (17) eingebracht ist.Wave gear (10) after claim 6 , characterized in that the ring element (18) is a metal ring which is introduced radially into the groove (17) by means of cold working.

Wellgetriebe (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, ferner umfassend ein Gehäuseelement (6), wobei das erste Lagerelement (1) radial zwischen einem axialen Abschnitt (6a) des Gehäuseelements (6) und der Welle (5) angeordnet ist, wobei am axialen Abschnitt (6a) wenigstens ein plastisch verformter Kragenabschnitt (6b) ausgebildet ist, wobei der Außenring (3) des ersten Lagerelements (1) axial zwischen dem jeweiligen plastisch verformten Kragenabschnitt (6b) und einem Bord (6c) des Gehäuseelement (6) positioniert ist.Wave gear (10) according to one of Claims 4 until 7 , further comprising a housing element (6), wherein the first bearing element (1) is arranged radially between an axial section (6a) of the housing element (6) and the shaft (5), with at least one plastically deformed collar section on the axial section (6a). (6b), the outer ring (3) of the first bearing element (1) being positioned axially between the respective plastically deformed collar section (6b) and a rim (6c) of the housing element (6).

Wellgetriebe (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das über den Umfang des axialen Abschnitts (6a) des Gehäuseelements (6) verteilt mindestens drei plastisch verformte Kragenabschnitte (6b) ausgebildet sind.Wave gear (10) after claim 8 , characterized in that distributed over the circumference of the axial section (6a) of the housing element (6) at least three plastically deformed collar sections (6b) are formed.

Roboter (11), umfassend ein Wellgetriebe (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9.Robot (11) comprising a harmonic drive (10) according to one of Claims 4 until 9 .