DE10393566B4

DE10393566B4 - Getriebe

Info

Publication number: DE10393566B4
Application number: DE10393566T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Sagawa
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2023-10-18
Also published as: US20050250617A1; KR20050061528A; JPWO2004038256A1; CN1708652A; CN100387867C; WO2004038256A1; AU2003301574A1; DE10393566T5; KR100633702B1

Abstract

Ein Getriebe, das Folgendes aufweist:
eine erste Rolle (10) mit einer ersten Wiederholzahl von ersten Nuten (12A) an der Außenumfangsoberfläche eines ersten Wellenkörpers (12) mit einer kreisförmigen Querschnittsgestalt in Umfangsrichtung;
eine zweite Rolle (20) mit einer zweiten Wiederholzahl von zweiten Nuten (22A), einer Zahl unterschiedlich von der ersten Wiederholzahl, in Umfangsrichtung auf der Außenumfangsoberfläche eines zweiten Wellenkörpers (22) einer kreisförmigen Querschnittsgestalt; und
eine zylinderförmige dritte Rolle (30) mit einer Vielzahl von Nuten (30A), die sich in Axialrichtung erstrecken, und zwar mit Intervallen in Umfangsrichtung auf der Innendurchmesseroberfläche;
wobei die erste Rolle (10) und die zweite Rolle (20) jeweils auf die dritte Rolle (30) zuweisen, und zwar über mehrere erste Rollelemente (32) positioniert in den ersten Nuten (12A) und mehrere zweite Rollelemente (32) positioniert in den zweiten Nuten (22A); und
wobei ein Halter (31) vorgesehen ist, der in der Lage ist, zu gleiten, und zwar in...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe, und zwar insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Getriebe der Kugelbauart.
Hintergrund
Es wurden bereits verschiedene Bauarten von Getrieben für diese Art eines Getriebes vorgeschlagen, und mehrere Beispiele dafür werden im Folgenden erläutert.
Ein erstes Beispiel ist ein Reduktionsgetriebe, welches Folgendes aufweist: eine Eingangsdrehwelle, erste und zweite endlose Nockennuten ausgeformt in einer periodischen funktionell gekrümmten Art, wobei jeweils die axiale Mittellinienrichtung als eine vertikale Achse genommen wird, und wobei die Umfangsrichtung als eine horizontale Achse über die Außenumfangsoberfläche dieser Eingangdrehwelle in der axialen Mittellinienrichtung genommen wird, und wobei ferner ein Zylinderkörper auf der Außenseite der Eingangsdrehwelle derart angeordnet ist, dass er konzentrisch mit der Eingangsdrehwelle rotiert. Das Reduktionsgetriebe weist ferner Folgendes auf: Eine dritte endlose Nockennut ausgebildet in einer periodischen, funktionellen gekrümmten Art und Weise mit dem gleichen Amplitudenwert wie die erste endlose Nockennut an einem Teil entgegengesetzt zu der ersten endlosen Nockennut über die Innenumfangsoberfläche dieses Zylinderkörpers in der gleichen Art und Weise wie die erste endlose Nockennut, und wobei ferner eine vierte endlose Nockennut in einer periodisch funktionell gekrümmten Art und Weise mit dem gleichen Amplitudenwert wie die zweite endlose Nockennut auf einem Teil entgegengesetzt zu der zweiten endlosen Nockennut über die Innenumfangsoberfläche dieses Zylinderkörpers in der gleichen Art und Weise wie die zweite endlose Nockennut ausgebildet ist. Das Reduktions- oder Untersetzungsgetriebe weist ferner Rollelemente auf, und zwar jedes intervenierend in einer Position, wo die erste endlose Nockennut und die dritte endlose Nockennut sich miteinander schneiden zwischen den ersten und dritten Nockennuten und ebenfalls mit einer Position wo die zweite Nockennut und die vierte Nockennut sich mit einander zwischen der zweiten und vierten endlosen Nockennuten schneiden. Das Reduktionsgetriebe weist ferner ein stationäres erstes Halteglied auf, und zwar zum Halten des Rollelements positioniert zwischen den ersten und dritten Nockennuten derart, dass das Rollelement in der axialen Mittellinienrichtung bewegt wird, wobei ein zweites Halteglied das Rollelement positioniert zwischen den zweiten und vierten endlosen Nockennuten derart hält, dass das Rollelement in der axialen Mittellinienrichtung bewegt wird, und auch drehbar gelagert ist zentriert auf der axialen Mittellinie und wobei eine Ausgangsdrehwelle mit diesem zweiten Halteglied verbunden ist.
Das heißt also, dass bei dem ersten Beispiel die ersten und zweiten endlosen Nockennuten auf einem einen großen Durchmesser besitzenden Teil geformt sind, und zwar verbunden mit der Eingangswelle, wobei die erste endlose Nockennut mit dem ersten Halteglied über das Rollelement gekoppelt ist, das heißt die Kugel, und wobei ferner die zweite endlose Nut mit dem zweiten Halteglied gekuppelt ist, und zwar verbunden mit der Abtriebs- oder Ausgangswelle über das Rollelement, d. h. die Kugel (vgl. japanische nicht geprüfte Patentanmeldungspublikation JP 59-180 153 A als Beispiel).
Ein zweites Beispiel ist ein zahnradloses Getriebe der Kappenbauart, wobei zwei Wellen vorgesehen sind, deren jede gelagert ist, um so über die gleiche Axiallinie sich zu verdrehen, wobei ferner ein Innenzylinder an dem Endteil der einen Welle angebracht ist und ein Außenzylinder an dem Endteil der anderen Welle angebracht ist, und zwar zur Außenoberfläche des Innenzylinders weisend. Das zahnradlose Getriebe weist ferner eine endlose Kippnut auf und eine Vielzahl von Sinuswellennuten, von denen eine auf irgendeiner der Stirnflächen angeordnet ist, und zwar zwischen Innenzylinder und Außenzylinder, wobei die andere auf den anderen zuweisenden Oberflächen angeordnet ist. Das zahnradlose Getriebe weist ferner einen Führungszylinder auf, bei dem zahlreiche schmale, lange Fenster vorgesehen sind, und zwar unterschiedlich von der Anzahl der Sinuswellennuten und ferner geöffnet in isometrischer Axiallinienrichtung. Von der Anzahl der Sinuswellennuten getrieben in isometrischer Axiallinienrichtung eingesetzt in einen Spalt zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder derart, dass eine Drehung auftritt und die Kugeln sich jeweils in ein schmales langes Fenster einsetzen, um so zu rollen und Eingriff vorzusehen mit der Kippnut und der Sinuswellennut (vgl. japanische nicht geprüfte Patentpublikation JP 60-179563 A beispielsweise).
Bei dem ersten Beispiel sind jedoch zwei Windungsnuten auf der Innenoberfläche des Zylinderkörpers ausgebildet, und gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel muss eine Windungs- oder Wicklungsnut auf der Innenoberfläche des Außenzylinders ausgeformt sein, so dass sich eine schwierige und störanfällige Arbeitsweise ergibt.
Andererseits müssen beim zweiten Beispiel weitere Einlassstopfen für die Kugeln an der Rolloberfläche der Kugeln angeordnet sein. An der Rolloberfläche durch die Eintrittsstopfen vorgesehene Stufen bewirken, dass die Betriebslebensdauer der Kugeln verkürzt wird.
Aus der DE 37 12 458 A1 ist ein Kurvengetriebe bekannt, bei dem die Nockennuten in Umfangsrichtung auf der inneren Umfangsoberfläche ebenso wie bei den Getrieben der zuvor genannten Art ausgebildet sind. Die zuvor in Zusammenhang mit diesen bekannten Vorrichtungen genannten Nachteile treffen daher auch für das Kurvengetriebe der DE 37 12 458 A1 zu.
Aus der DE 101 39 896 A1 ist ein Differential mit zwei Nockenteilen und aus der DE 101 49 895 A1 ist eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsänderung bekannt. Abgesehen davon, dass derartige Vorrichtungen sowohl hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus als auch ihrer Funktionsweise nicht mit dem erfindungsgemäßen Getriebe der vorliegenden Anmeldung vergleichbar sind, ist es bei den bekannten Vorrichtungen erforderlich, zylindrische bewegliche Teile zur Bildung eines Doppelzylinders zu kombinieren. Darüber hinaus weisen diese bekannten Vorrichtungen keine dritte Rolle und keinen Halter auf, wie er bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe vorzusehen, welches eine relativ einfache Arbeitsweise besitzt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Getriebe vorzusehen, dessen Zusammenbau relativ einfach ist und bei dem die Betriebslebensdauer der Kugeln erhöht werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Getriebe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Getriebes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine erste Rolle auf, und zwar mit einer ersten wiederholten Anzahl erster Nuten auf der Außenumfangsoberfläche eines ersten Wellenkörpers mit einer kreisförmigen Querschnittesgestalt in der Umfangsrichtung, eine zweite Rolle mit einer zweiten wiederholten Anzahl von zweiten Nuten, die unterschiedlich von der ersten wiederholten Zahl ist, und zwar in Umfangsrichtung auf der Außenumfangsoberfläche eines zweiten Wellenkörpers mit einer kreisförmigen Querschnittsgestalt, und ferner mit einer zylinderförmigen dritten Rolle mit Mehrfachnuten, die sich in Axialrichtung erstrecken, und zwar mit Intervallen in der zweiten Rolle, wobei jedes zur dritten Rolle hinweist, und zwar über eine Vielzahl von ersten Rollelementen positioniert in den ersten Nuten und einer Vielzahl von zweiten Rollelementen positioniert in den zweiten Nuten.
Beim vorliegenden Getriebe ist ein Halter in jeder der Vielzahl von Nuten der dritten Rolle angeordnet, und zwar ein Halter, der in der Lage ist, in Axialrichtung zu gleiten, um das erste Rollelement und das zweite Rollelement zu halten.
Bei dem vorliegenden bzw. erfindungsgemäßen Getriebe kann ein Gleitglied zwischen Halter und dritter Rolle vorgesehen sein. In diesem Falle kann das Gleitglied eine Rolleinheit sein. Alternativ können die ersten und zweiten Rollelemente als das Gleitglied dienen. Es kann ebenfalls eine Anordnung vorgesehen sein, bei der das Gleitglied dadurch realisiert wird, dass man mindestens einen der aufeinander zuweisenden Teile zwischen dem Halter und der dritten Rolle beispielsweise mit einem reibungsreduzierenden Material beschichtet.
Bei der erfindungsgemäßen Transmission bzw. dem erfindungsgemäßen Getriebe ist dann, wenn die erste Rolle als Eingangswelle dient, die dritte Rolle oder die zweite Rolle festgelegt und die andere dient als eine Ausgangs- oder Abtriebswelle.
Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe wird ferner die erste wiederholte Zahl (Wiederholzahl) durch K_S repräsentiert, die zweite wiederholte Zahl wird durch K_S·K_I repräsentiert und die Maximalzahl der Vielzahl von Nuten wird repräsentiert durch K_S·K(K_I ± 1).
Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Rollen im Getriebe mit einer hohlen Gestalt konfiguriert.
Die ersten und zweiten Nuten des erfindungsgemäßen Getriebes besitzen vorzugsweise eine symmetrische Gestalt, wie beispielsweise eine Sinuswellenform, eine Dreieckwellenform oder dergleichen. Aber sie können auch eine asymmetrische Form besitzen. Auch sind die Querschnittsformen oder Gestalten der ersten und zweiten Nuten vorzugsweise irgendeine einfache bogenförmige Gestalt oder Form, eine Lagerbogenform oder eine Dreiecksform.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 Ist eine Außenansicht eines Kugelreduktionsgetriebes der Oszillations- oder Schwingungsbauart gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ohne das Gehäuse;
2 Ist eine Explosionsansicht der 1;
3 Ist ein erläuterndes Diagramm zum Beschreiben der Positionsbeziehungen gemäß 2, und zwar zwischen den ersten und zweiten Nuten, ausgebildet in den ersten und zweiten Außenrollen, wobei die Halter angeordnet sind in der Innenrolle und die Kugeln durch die Halter getragen werden, und zwar im Falle einer Kugelanordnung A in der festgelegten Innenrolle;
4 Ist ein erläuterndes Diagramm zum Beschreiben der Positionsbeziehungen gemäß 2, und zwar zwischen ersten und zweiten Nuten, gebildet an den ersten und zweiten Außenrollen, wobei die Halter in der Innenrolle und die Kugeln durch die Halter getragen werden, und zwar im Falle einer Kugelanordnung A und einer festgelegten zweiten Außenrolle;
5 Ist ein Erläuterungsdiagramm zum Beschreiben der Positionsbeziehungen, veranschaulicht in 2 zwischen den ersten und zweiten Nuten gebildet an den ersten und zweiten Außenrollen, wobei Halter in der Innenrolle und Kugeln durch die Halter getragen sind, und zwar bezüglich eines Falles der Kugelanordnung B und der festgelegten Innenrolle;
6 Ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Positionsbeziehungen veranschaulicht in 2 zwischen den ersten und zweiten Nuten, ausgebildet an den ersten und zweiten Außenrollen mit in der Innenrolle angeordneten Haltern und Kugeln getragen durch die Halter bezüglich eines Falles der Kugelanordnung B und der zweiten festgelegten Außenrolle;
7 Ist ein Diagram, welches die Beziehungen zwischen der Anzahl von Drehungen und einem Reduktions- oder Untersetzungsverhältnis veranschaulicht, und zwar zwischen den ersten und zweiten Außenrollen und der Innenrolle bezüglich jedem der Fälle gemäß der 3 bis 6.
8 Ist ein Diagramm, welches ein erstes Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar der speziellen Form der zweiten Nut von der ersten und zweiten in 2 gezeigten Nuten;
9 Ist ein Diagramm, welches ein zweites Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar insbesondere der Form oder der Gestalt der zweiten Nut von den ersten und zweiten in 2 gezeigten Nuten;
10 Ist ein Diagramm, welches ein drittes Ausführungsbeispiel einer speziellen Form der zweiten Nut zeigt, und zwar für die gemäß 2 veranschaulichten ersten und zweiten Nuten;
11(a) bis 11(c) sind Diagramme zur Veranschaulichung eines Beispiels hinsichtlich der Querschnittsformen der in 2 gezeigten ersten und zweiten Nuten;
12(a) bis 12(d) sind Diagramme, welche einige andere Beispiele der Halter zeigen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
13 Ist eine Querschnittsansicht zum Beschreiben der Gestalt oder Form eines Kugelaufnahmeteils gebildet in den Haltern veranschaulicht in den 12(a), 12(b);
14 Ist ein Querschnitt zum Beschreiben der Gestalt eines Kugelaufnahmeteils, gebildet in den Haltern, veranschaulicht in der 12(d);
15 Veranschaulicht die tatsächliche Vorrichtungskonfiguration zur Unterbringung des Untersetzungsgetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Gehäuse.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kugeluntersetzungsgetriebes der Oszillationsbauart (kurz als ”Kugeluntersetzungsgetriebe” bezeichnet) beschrieben. Die Grundkonfiguration des erfindungsgemäßen Kugelreduktions- oder Untersetzungsgetriebes weist Folgendes auf: eine erste Außenrolle (erste Rolle) 10, eine zweite Außenrolle (zweite Rolle) 20 und eine Innenrolle (dritte Rolle) 30, wie dies in 1 gezeigt ist. Bei der vorliegenden Erfindung dient die erste Außenrolle 10 als eine Eingangs- oder Antriebswelle und die zweite Außenrolle 20 oder die Innenrolle 30 dienen als eine Ausgangs- oder Abtriebswelle, die andere dient als eine festgelegte Welle.
Wie in der Explosionsansicht gemäß 2 veranschaulicht, weist die erste Außenrolle 10 einen ersten Zylinderkörper 11 näher zu der Eingangsseite auf und einen zweiten Zylinderkörper 12 mit einem kleineren Durchmesser als der des ersten Zylinderkörpers 11 näher zur Ausgangsseite auf. Eine erste Nut 12A mit einer ersten wiederholten Zahl oder Wiederholungszahl K_S ist derart konfiguriert, dass sie sich in Umfangsrichtung auf dem Außendurchmesserteil des zweiten Zylinderkörpers 12 erstreckt. Die zweite Außenrolle 20 weist einen ersten Zylinderkörper 21 auf, und zwar näher zur Außenseite hin und einen zweiten Zylinderkörper 22 mit einem kleineren Durchmesser als der des ersten Zylinderkörpers 21 näher zur Eingangsseite hin. Eine zweite Nut 22A mit einer zweiten wiederholten Zahl (Wiederholungszahl) K_S·K_I ist mit im Wesentlichen der gleichen Breite wie die erste Nut 12A konfiguriert, um sich in Umfangsrichtung auf dem Außendurchmesserteil des zweiten Zylinderkörpers 22 zu erstrecken. Es sei bemerkt, dass die ersten und zweiten Nuten 12A und 22A gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels Nuten periodischer Funktionswellenformen sind, bei denen sich die Amplitude periodisch ändert, wie beispielsweise einer Sinuswelle oder dergleichen; die genannten Wiederholungszahlen bedeuten, wie oft der maximale Amplitudenwert während eines Zyklus, d. h. 360° wiederholt wird. Es sei bemerkt, dass die Durchmessergrößenbeziehung zwischen dem ersten Zylinderkörper 11 und dem zweiten Zylinderkörper 12 und auch die Durchmessergrößenbeziehung zwischen dem ersten Zylinderkörper 21 und zweitem Zylinderkörper 22 umgekehrt sein kann.
Die Innenrolle 30 ist ebenfalls ein Zylinderkörper, besitzt einen Innendurchmesser, in den die zweiten Zylinderkörper 12 und 22 eingesetzt werden können und weist eine Vielzahl von Nuten 30A auf, die sich in der Axialrichtung erstrecken, und zwar mit gleichem Intervall oder Abstand in der Umfangsrichtung ausgebildet auf dem Innendurchmesserteil. Die Maximalzahl der Nuten 30A, die vorgesehen ist, beträgt K_S·(K_I – 1) oder K_S·(K_I + 1). Ein Halter 31 ist in jeder Nut 30A vorgesehen, um entlang der Nut 30A zu gleiten. Der Halter 31 ist in der Lage, entlang der Nut 30A zu gleiten und ist nicht mit einem anderen Halter 31 eingeschränkt. Jeder Halter 31 hält zwei Rollelemente, in diesem Fall nämlich Kugeln 32, mit einem gleichen Intervall oder Abstand in der Axialrichtung. Von den zwei durch den Halter 31 gehaltenen Kugeln 32 ist eine derart konfiguriert, dass sie auf oder in der ersten Nut 12A des zweiten Zylinders 12 rollt und die andere Kugel ist so konfiguriert, dass sie in oder auf der zweiten Nut 22A des zweiten Zylinders 22 rollt. Der Halter 31 hat nicht nur eine Funktion des Haltens der Kugeln 32, sondern auch eine Funktion zur Aufnahme der Torsion/Kompressionskraft, die über die zwei Kugeln 32 wirkt.
Es sei bemerkt, dass eine derartige Struktur oder ein derartiger Aufbau in einem Gehäuse untergebracht ist und dass die Bewegung der ersten und zweiten Außenrollen 10 und 20 und der Innenrolle 30 in Axialrichtung eingeschränkt ist, und zwar mit einem Lager oder dergleichen, wie dies weiter unten beschrieben wird. Die ersten und zweiten Außenrollen 10 und 20 und die Innenrolle 30 sind konzentrisch kombiniert.
Auch kann die Anzahl der Nuten 30A in der Innenrolle 30, d. h. die Anzahl der Halter 31 theoretisch irgendeine Zahl sein, so lange das Intervall n × 360°/{K_S·(K_I ± 1)} (n ist eine positive ganze Zahl) beibehalten werden kann. Im Folgenden seien ein Fall, bei dem das Vorzeichen in dem oben genannten Ausdruck negativ ist als eine Platzierung oder Anordnung A bezeichnet und ein Fall, bei dem das Vorzeichen positiv ist als eine Platzierung oder Anordnung B.
Als nächstes sei das Betriebsprinzip mit speziellen Ausführungsbeispielen anhand der 3 bis 6 beschrieben.
Es erfolgt nun eine Beschreibung hinsichtlich eines Falles, bei dem die Wiederholungszahl der ersten Nut 12A 1 ist und bei dem die Wiederholungszahl der zweiten Nut 22A 16 (d. h. K_S = 1 und K_I = 16) ist, und zwar als ein erstes Ausführungsbeispiel bezüglich der geöffneten Ansicht in der Umfangsrichtung.
Das Ausführungsbeispiel in einem Falle, bei dem die Nuten 30A in der Innenrolle 30 mit n × 360°/{K_S·(K_I – 1)} Intervall (Platzierung oder Anordnung A) ist, ist in 3 und 4 gezeigt und das Ausführungsbeispiel in einem Falle, wo die Nuten 30A in der Innenrolle 30 n × 360°/{K_S·(K_I + 1)} Intervall (Platzierung oder Anordnung B) sind, ist in den 5 und 6 gezeigt.
Im Falle, dass die Innenrolle 30 in der Anordnung A (3) festgelegt ist, d. h. im Falle dass der Halter 31 hinsichtlich der Umfangsrichtung festgelegt ist, werden der Halter 31 und die Kugeln 32 in Axialrichtung in Schwingung versetzt, und zwar infolge der ersten Nut 12A entsprechend der ersten Außenrolle 10, die als eine Eingangswelle dient, und zwar um ¼ und ½, wobei die Kugeln 32 in der zweiten Nut 22A in der zweiten Außenrolle 20 derart rollen, dass die zweite Außenrolle 20 sich um 1/64 und 1/32 in der gleichen Richtung, wie die erste Außenrolle 10 drehen. In diesem Falle wird ein Untersetzungsverhältnis 1/i zu 1/K_I.
Andererseits gilt Folgendes: Im Falle, dass die zweite Außenrolle 20 mit der Anordnung A festgelegt ist, sollten die gesamten Zweiphasendiagramme auf der unteren Seite der 3 zur rechten Seite derart bewegt werden, dass die zweite Außenrolle 20 nicht bewegt wird, was zu der 4 führt. In diesem Falle gilt Folgendes: Während sich die erste Außenrolle 10 um (16 – 1)/64 und (16 – 1)/32 verdreht, wird die Drehung des Halters 31, d. h. die Drehung der Innenrolle 30 umgekehrt und rotiert um –1/64 und –1/32. In diesem Fall wird das Untersetzungsverhältnis 1/i zu –1/(K_I – 1).
Als nächstes gilt für den Fall, dass die Innenrolle 30 mit der Platzierung B (5) festgelegt ist, das Folgende: Die zweite Außenrolle 20 dreht sich um –1/64 und –1/32 in der entgegen gesetzten Richtung der Außenrolle 10, dementsprechend, dass die erste Außenrolle 10 als eine Eingangswelle um ¼ und ½ dreht. In diesem Falle wird das Untersetzungs- oder Reduktionsverhältnis 1/i zu –1/KI.
Andererseits, im Falle dass die zweite Außenrolle 20 festgelegt ist, gilt Folgendes: Die gesamten Zweiphasendiagramme an der unteren Seite der 5 sollten nach links derart bewegt werden, so dass die zweite Außenrolle 20 nicht bewegt wird, was zu dem Zustand gemäß 6 führt. In diesem Falle gilt Folgendes: Während sich die erste Außenrolle 10 um (16 + 1)/64 und (16 + 1)/32 dreht, wird die Rotation oder Drehung des Halters 31, d. h. die Rotation der Innenrolle 30 in der gleichen Richtung, so dass die Drehung um 1/64 und 1/32 erfolgt. In diesem Fall wird das Reduktionsverhältnis 1/i zu –1/(K_I + 1).
7 ist ein Diagramm, welches die Beziehungen zwischen der Anzahl von Drehungen und einem Reduktionsverhältnis darstellt, und zwischen den ersten und zweiten Außenrollen 10 und 20 und der Innenrolle 30.
Die Beschreibung bezog sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, wobei die Erfindung aber nicht auf die genannten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern die folgenden Modifikationen bei den Ausführungsbeispielen verwendet werden können.
Obwohl die ersten und zweiten Außenrollen 10 und 20 jeweils in einer hohlen Zylinderform dargestellt wurden, kann die Ausbildung eines Wellengliedes auch mit einem kreisförmigen Querschnitt anstelle einer hohlen Form erfolgen.
Die ersten und zweiten Nuten 12A und 22A können eine asymmetrische Form besitzen, wie dies in 10 gezeigt ist, und zwar unterschiedlich von einer symmetrischen Form, wie beispielsweise eine Sinuswellenform wie dies in 8 gezeigt ist, einer dreieckigen Wellenform, wie in 9 gezeigt ist usw. Im Falle einer dreieckigen Wellenform wie in 9 kann ein Druckwinkel konstant sein, was zu einer konstanten Lastfluktuation hinsichtlich der Kugeln führt. Andererseits können die Querschnittsformen der ersten und zweiten Nuten 12A und 22A irgendeine der folgenden Formen sein. Eine einfache Bogenform, wie in 11(a) gezeigt, eine Lagerbogenform, wie in 11(b) gezeigt und eine Dreiecksform, wie in 11(c) gezeigt, wobei aber Insbesondere im Falle einer Lagerbogenform oder einer dreieckigen Form ein gewünschter Druckwinkel hinsichtlich der Kugeln leicht erhältlich ist, wodurch ein Vorteil hinsichtlich des Widerstands gegenüber Belastung erhalten wird.
Auch ist der Halter 31 selbst vorzugsweise aus einem Material hergestellt, welches leicht gleitet oder der Halter ist vorzugsweise mit einem Material zur Erleichterung des Gleitens beschichtet.
Nunmehr sei ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halters beschrieben, der eine Funktion zum Halten der Kugeln 32 besitzt und auch eine Funktion zur Aufnahme von Torsion/Kompressionskraft, und zwar erfolgt die Beschreibung unter Bezugnahme auf die 12(a) bis 12(d). 12(a) veranschaulicht ein erstes Beispiel, wo Rolleinheiten 51 zwischen der Innenrolle 30 und einem Halter 31-1 als Gleitglieder oder Gleitteile angeordnet sind. Die Rolleinheit 51 kann mindestens auf der Seitenoberfläche die zur Bodenwand der Nut 30A hinweist angeordnet sein, obwohl die Rolleinheiten 51 in den drei Seitenoberflächen des Halters 31 sitzen, die zu der Innenwand der Nut 30a in der Innenrolle 30 hinweisen, wobei die Nut 30a im Querschnitt quadratisch geformt ist.
12(b) veranschaulicht ein zweites Beispiel, bei dem die Rolleinheiten 52 zwischen der Innenrolle 30 und einem Halter 31-2 als den Gleitgliedern sitzen, wobei die Rolleinheiten 52 an den Positionen angeordnet sind, entsprechend den zwei Eckpositionen des Halters 31-2 der Innenrolle 30. Demgemäß werden gekrümmte Aufnahmeteile 30a und 31-2a zur Unterbringung der Rolleinheit 52 an den zwei Eckenteilen der Innenwand der Innenrolle bzw. des Halters 31-2 gebildet, um so in Axialrichtung sich zu erstrecken. Folgendes sei bemerkt: Bei dem genannten ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel kann eine Stiftrolle oder dergleichen als die Rolleinheit verändert werden, solange die mehreren Kugeln beispielsweise im Halter gehalten werden können.
Ferner gilt Folgendes: Bei jedem der oben genannten Beispiele, dem ersten Beispiel oder dem zweiten Beispiel können die Aufnahmeteile 31-11 und 31-21 gebildet in den Haltern 31-1 und 31-2 zur Unterbringung der Kugel nicht nur eine Bogenform mit dem gleichen Radius aus der Perspektive der Querschnittsform, wie in 13, gezeigt, besitzen, sondern vielmehr eine Form, wo die Bögen eine unterschiedliche Mitte aufweisen oder so ausgerichtet sind oder hinweisen, wie dies anhand von 11(b) beschrieben ist. Es ist klar, dass die Formen oder Gestalten der Aufnahme- bzw. Empfangsteile 31-11 und 31-21 die gleiche Form besitzen an irgendeinem Querschnitt, so lange der Querschnitt auf einer Ebene verläuft, die durch die Mittelinie des Empfangsteils geht. Gemäß einem derartigen Empfangsteil kann ein Kontaktradius entsprechend der Größe der Kugel 32 ausgewählt werden.
Zudem werden die Empfangsteile 31-11 und 31-21 unter Verwendung eines Schneidwerkzeugs gebildet, aber in leichter Abstandsbeziehung zu dem Spitzenteil des Schneidwerkzeugs, wobei die Empfangsteile 31-12 und 31-22 vorzugsweise an der Durchdringung der Empfangsteile 31-11 und 31-21 gebildet werden. Diese Empfangsteile 31-12 und 31-22 können als ein ”Pool” oder Aufnahmeteil verwendet werden, im Falle, dass ein Schmiermittel in die Empfangsteile 31-11 und 31-21 eingespritzt wird.
Die obige Beschreibung bezüglich der Empfangsteile der Kugel 32 ist vollständig anwendbar auf den Fall des Halters 31, beschrieben in 2.
Die 12(c) und 12(d) veranschaulichen dritte und vierte Beispiele, wo die Kugeln 32 derart konfiguriert sind, dass sie auch als die Gleitglieder oder Gleitteile dienen.
Gemäß 12(d) besitzt ein Halter 31-3 eine kleinere Breite als der Durchmesser der Kugel 32, wo ein Empfangsteil 31-31 zum Halten der Kugel 32 gebildet ist. Die Querschnittsform des Empfangsteils 31-31 kann entweder bogenförmig oder kugelförmig sein, und zwar mit dem gleichen Radius. Andererseits besitzt die Nut 30a, gebildet in der Innenrolle 30 einen quadratischen Querschnittsteil 30A-1 zur Unterbringung des Halters 31-3 und einen gekurvten oder gekrümmten Teil 30A-2 zur Aufnahme eines Teils der Kugel 32. Es ist klar, dass die Nut 30A gebildet durch den quadratischen Querschnittsteil 30A-1 und den gekrümmten Teil 30A-2 derart geformt ist, dass sie sich in Axialrichtung erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Rolleinheit 53 zwischen dem Bodenteil der Nut 30A und dem Halter 31-3 als ein Gleitglied angeordnet.
Folgendes ist völlig klar: Die Rolleinheiten 51 bis 53 in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen können mit anderen bekannten Gleitgliedern realisiert werden. Beispielsweise kann ein Gleitglied dadurch realisiert werden, dass man mindestens eines der Stirnflächenteile zwischen dem Halter und der Innenrolle 30 mit einem Reibungsreduziermaterial beschichtet.
Bei 12(d) besitzt ein Halter 31-4 eine kleinere Breite als der Durchmesser der Kugel 32, wo ein Aufnahmeteil 31-41 zum Halten der Kugel 32 derart gebildet ist, dass er durch den Halter 31-4 geht. Anders ausgedrückt, gilt Folgendes: Der Empfangsteil 31-41 ist derart geformt, dass ein Teil des oberen Teils der Kugel 32 und ein Teil des unteren Teils der Kugel 32 freiliegend sind. Die Querschnittsform des Aufnahmeteils 31-41 ist nicht ein einfaches hindurchgehendes Loch, wie in 14 gezeigt, sondern ist derart geformt, dass für den oberen Teil desselben, Folgendes gilt, d. h. je dichter zur oberen Endoberfläche mit der Seite dichter zur Innenrolle 30 um so kleiner ist der Durchmesser.
Wenn die Querschnittsform des Empfangsteils 31-41 auf diese Weise geformt ist, kann die durch den Halter 31-4 gehaltene Kugel 32 eine Funktion zum Halten des Halters 31-4 besitzen. Speziell gilt: Im Falle dass der Aufnahmeteil 31-4 als ein einfaches Durchgangsloch gebildet ist, fällt der innerhalb der Nut 30A der Innenrolle 30 zu haltende Halter 31-4 zu der äußeren Rollenseite. Wenn jedoch der Empfangsteil 31-4 konfiguriert ist, kann die oben erwähnte Querschnittsform verhindern, dass der Halter 31-4 herab fällt.
Andererseits gilt: Die in der Innenrolle 30 geformte Nut 30A besitzt einen quadratischen Querschnittsteil 30A-3 zur Unterbringung des Halters 31-4 und einen gekrümmten oder kurvenförmigen Teil 30A-4 zur Aufnahme eines Teils der Kugel 32. Es ist nicht notwendig, darauf hinzuweisen, dass die Nut 30A, gebildet durch einen derartigen quadratischen Querschnittsteil 30A-3 und den gekurvten Teil oder gekrümmten Teil 30A-4 derart gebildet ist, dass sie sich in Axialrichtung erstrecken. Ein Ausnehmungsteil, wie beispielsweise die Ausnehmungsteile 31-12 und 31-22, beschrieben in den ersten und zweiten Beispielen können auf dem gekrümmten Teil 30A-4 in Axialrichtung als ein Schmiermittel im Aufnahmeteil, wenn notwendig ausgebildet bzw. vorgesehen sein. Es sei Folgendes bemerkt: Die Nut 30A kann mit dem kurvenförmigen Teil 30A-4 alleine ohne den quadratischen Querschnittsteil 30A-3 realisiert werden. Anders ausgedrückt, kann die Kugel 32 alleine durch die Nut 30A aufgenommen werden, die allein den gekrümmten Teil besitzt.
Bei dem den dritten und vierten Beispielen rollt die Kugel 32 in der Nut 30A, und man kann sagen, dass die Kugel 32A auch als ein Gleitglied dient, wobei aber eine Rolleinheit zwischen dem Halter 31-4 und der Innenrolle 30 selbst beim vierten Beispiel vorgesehen sein kann.
Auch bei den dritten und vierten Ausführungsbeispielen nimmt die Kugel 32 die Kraft in Tangentialrichtung (Kraft in Tangentialrichtung, den Innendurchmesser der gezeigten Innenkugel 30 kontaktierend) auf, wodurch die Last reduziert wird, die die Halter 31-3 und 31-4 beeinflusst, und zwar gerade so viel.
Von den genannten vier Ausführungsbeispielen sind die dritten und vierten Ausführungsbeispiele insofern überlegen, als sie einen Vorteil besitzen zum Reduzieren der Last, welche die Halter 31-3 und 31-4, wie oben beschrieben, beeinflussen, wobei man sagen kann, dass von diesen zwei Ausführungsbeispielen das vierte Ausführungsbeispiel das effektivste ist, insofern als eine Konfiguration einfach ist, verglichen mit den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen und dass auch die Querschnittsfläche verglichen mit der Torsion/Kompressionskraft doppelt sichergestellt werden kann, verglichen mit den anderen Ausführungsbeispielen.
15 veranschaulich die aktuelle Vorrichtungskonfiguration, wo ein Untersetzungsgetriebe die gleiche Konfiguration, wie in 2 besitzt, und zwar untergebracht in einem Gehäuse. Hier wird die erste Außenrolle 10 dadurch gebildet, dass man einen ersten Zylinderkörper 11 näher an der Eingangsseite zu einem zweiten Zylinderkörper 12' festlegt, der einen größeren Durchmesser als der erste Zylinderkörper 11 besitzt, und zwar näher an der Ausgangsseite, und zwar geschieht dies mit Bolzen 61 aus Gründen der Erleichterung der Herstellung. Die erste Nut 12A wird an dem Außendurchmesserteil des zweiten Zylinderkörpers 12 derart gebildet, das sich in Umfangsrichtung erstreckt. Eine Eingangswelle 100 ist an dem ersten Zylinderkörper 11 mit nicht dargestellten Bolzen befestigt. Die zweite Außenrolle 20 ist ebenfalls gebildet durch Festlegen einer Kreisplatte 21' mit einer Ausgangs- oder Abtrittswelle 200 integral mit einem zweiten Zylinderkörper 22' mit einem größeren Durchmesser als die zweite Außenrolle 20, und zwar dichter zur Eingangsseite und wobei ferner die Befestigung mit Bolzen 62 aus Gründen der Erleichterung der Herstellung erfolgt. Die zweite Nut 22A ist auf dem Außendurchmesserteil des zweiten Zylinderkörpers 22' gebildet, um sich so in Umfangsrichtung zu erstrecken. Ein eingangsseitiges Gehäuse 110 bestehend aus einem Lagertragring 111 und einer Abdeckplatte 112 ist an der Eingangsseite der Innenrolle 30 befestigt, wobei ein Außenseitengehäuse 210 bestehend aus einem Lagertragring 211 und einer Befestigungs- oder Anbringungsplatte 212 an der Außenseite der Innenrolle 30 befestigt ist. Der Lagertragring 112 ist an der Innenrolle 30 mit Bolzen 63 befestigt und die Abdeckplatte 112 ist an der an dem Lagertragring 112 mit Bolzen 64 befestigt. Andererseits ist der Lagertragring 211 an der Innenrolle 30 mit Bolzen 65 befestigt und die Anbringungsplatte 212 ist an dem Lagertragring 211 mit Bolzen 66 befestigt.
Eine Öldichtung 120 ist zwischen der Eingangswelle 100 und dem Eingangsseitengehäuse 110 vorgesehen. Andererseits ist ein Kreuz- bzw. Querrollenlager 220 zwischen der Ausgangswelle 200 und dem Lagertragring 211 vorgesehen, um so die Last in Schubrichtung und in Radialrichtung aufzunehmen. Auch ist ein O-Ring 225 zwischen der Ausgangswelle 200 und der Anbringungsplatte 212 angeordnet.
Das Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung sieht die im Folgenden beschriebenen Vorteile vor.

1. Der Betrieb ist relativ einfach. Dies liegt daran, dass eine Nut mit einer Wiederholzahl auf dem Innenteil der ersten und zweiten Außenrolle nicht notwendig ist, wie dies für die ersten und zweiten Beispiele beschrieben wurde.
2. Der Zusammenbau ist relativ einfach, wodurch eine lange Lebensdauer der Kugeln realisiert wird. Dies liegt daran, dass es nicht notwendig ist, Eintrittsstopfen für die Kugeln auf der Kugelrolloberfläche vorzusehen, wie dies bei den zweiten und dritten Beispielen der Fall ist, wodurch derartige Schritte verhindert werden.
3. Im Falle, dass die ersten und zweiten Außenrollen mit einer hohlen Gestalt gebildet werden, ist die vorliegende Erfindung besonders geeignet zum Herstellen von Armen eines Roboters oder dergleichen.

Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann bei Reduktionsgetrieben allgemein angewandt werden und insbesondere ist sie geeignet, für eine Antriebsvorrichtung erforderlich für die Präzisionssteuerung, wie beispielsweise die Arme eines Roboters, automatische Werkzeugwechselvorrichtungen und dergleichen.

Claims

Ein Getriebe, das Folgendes aufweist: eine erste Rolle (10) mit einer ersten Wiederholzahl von ersten Nuten (12A) an der Außenumfangsoberfläche eines ersten Wellenkörpers (12) mit einer kreisförmigen Querschnittsgestalt in Umfangsrichtung; eine zweite Rolle (20) mit einer zweiten Wiederholzahl von zweiten Nuten (22A), einer Zahl unterschiedlich von der ersten Wiederholzahl, in Umfangsrichtung auf der Außenumfangsoberfläche eines zweiten Wellenkörpers (22) einer kreisförmigen Querschnittsgestalt; und eine zylinderförmige dritte Rolle (30) mit einer Vielzahl von Nuten (30A), die sich in Axialrichtung erstrecken, und zwar mit Intervallen in Umfangsrichtung auf der Innendurchmesseroberfläche; wobei die erste Rolle (10) und die zweite Rolle (20) jeweils auf die dritte Rolle (30) zuweisen, und zwar über mehrere erste Rollelemente (32) positioniert in den ersten Nuten (12A) und mehrere zweite Rollelemente (32) positioniert in den zweiten Nuten (22A); und wobei ein Halter (31) vorgesehen ist, der in der Lage ist, zu gleiten, und zwar in der erwähnten Axialrichtung zum Halten des ersten Rollelements (32), und wobei das zweite Rollelement (32) in jeder der Vielzahl von Nuten (30A) der dritten Rolle (30) angeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei ein Gleitglied (51, 52) zwischen dem Halter (31) und der dritten Rolle (30) vorgesehen ist oder darin eingreift.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei das Gleitglied (51, 52) eine Rolleinheit ist.
Getriebe nach Anspruch 2, wobei die ersten und zweiten Rollelemente (32) auch als das erwähnte Gleitglied (51, 52) dienen.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dann, wenn die erste Rolle (10) als eine Eingangswelle dient, die dritte Rolle (30) oder die zweite Rolle (20) festgelegt ist und die andere als eine Ausgangswelle dient.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Wiederholzahl durch K_S repräsentiert ist, wobei die zweite Wiederholzahl durch K_S·KI repräsentiert ist, und wobei die Maximalzahl der Vielzahl von Nuten (30A) repräsentiert wird durch K_S·(K_I ± 1).
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die ersten und zweiten Rollen (10, 20) mit einer hohlen Form oder Gestalt konfiguriert sind.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die ersten und zweiten Nuten (12A, 22A) eine symmetrische Form besitzen, wie beispielsweise eine Sinuswellenform, eine Dreieckswellenform oder dergleichen.