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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine oszillierende innen eingreifende Planetengetriebestruktur.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Ein Getriebesystem mit einer oszillierenden innen eingreifenden Planetengetriebestruktur zum Antrieb eines Gelenks eines Roboters ist beispielsweise in der internationalen Patentveröffentlichung Nr.
WO 2007/032400A1 vorgeschlagen worden. Wie in
6 gezeigt, ist dieses oszillierende innen eingreifenden Planetengetriebesystem
10 an einer Basis
12 befestigt, die einen Teil eines (nicht gezeigten) Roboters bildet und drehbar ein bewegbares Glied trägt und antreibt, welches einen anderen Teil des Roboters bildet.
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Das oszillierende innen eingreifenden Planetengetriebesystem 10 besteht hauptsächlich aus einem Motor 16 und einer Drehzahlreduktionsmechanismuseinheit 18. Die Leistung des Motors 16 wird auf ein (nicht gezeigtes) Eingangszahnrad übertragen, welches an einer Motorwelle 20 angebracht ist, und dann auf ein mittleres Zahnrad bzw. Sonnenrad 23 durch ein außenverzahntes Zahnrad 22, durch eine von mehreren Exzenterkörperwellen 24, die in der Figur gezeigt sind, und durch ein Exzenterkörperwellenrad 25, welches an der Exzenterkörperwelle 24 vorgesehen ist, und zwar in dieser Reihenfolge.
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Das Sonnenrad 23 steht in Eingriff mit (nicht gezeigten) Exzenterkörperwellenrädern 25, die auf jeweiligen anderen zwei (nicht gezeigten) Exzenterkörperwellen 24 vorgesehen sind. In dieser Weise werden die drei Exzenterkörperwellen 24 gedreht (wobei nur eine der Exzenterkörperwellen gezeigt ist).
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Jede der Exzenterkörperwellen 24 hat Exzenterkörper 26A und 26B, die integral damit ausgeformt sind. Die Exzenterkörper 26A und 26B drehen sich exzentrisch und die außenverzahnten Zahnräder 28A und 28B werden dadurch oszillierend gedreht, während sie innen mit einem innenverzahnten Zahnrad 30 in Eingriff stehen. Die Drehkomponente der oszillierenden Drehung der außenverzahnten Zahnräder 28A und 28B wird aus ersten und zweiten Trägern 32A und 32B ausgegeben und wird auf das bewegbare Glied 14 durch Schrauben 34 übertragen.
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In dem oszillierenden inneneingreifenden Planetengetriebesystem 10 steht das Sonnenrad 23 mit drei Exzenterkörperwellenrädern 25 in Eingriff und wird dadurch in radialer Richtung getragen. Die außenverzahnten Zahnräder 28A und 28B nehmen sandwichartig das Sonnenrad 23 dazwischen durch Ölfilme auf, während sie gestatten, dass das Sonnenrad 23 dazwischen reibend gleitet. Entsprechen wird die axiale Position des Sonnenrades 23 geregelt. In 6 stellen die Bezugszeichen 43 und 45 jeweils einen O-Ring dar und die Bezugszeichen 44A und 44B stellen jeweils eine Öldichtung dar.
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In dem oszillierenden inneneingreifenden Planetengetriebesystem 10 mit der obigen Struktur wird das Sonnenrad 23 in gleitenden Kontakt mit den außenverzahnten Zahnrädern 28A und 28B gebracht, um axial positioniert zu werden. Wenn daher die außenverzahnten Zahnräder 28A und 28B exzentrisch oszillieren, können die Zähne des Sonnenrades 23 mit den außenverzahnten Zahnrädern 28A und 28B zusammenstoßen.
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Wenn irgendein Grat an einer Zahnkante des Sonnenrades 23 vorhanden ist, kann die Zahnoberfläche des Sonnenrades 23 oder der außenverzahnten Zahnräder 28A und 28B beschädigt werden, wenn ein Zusammenstoß auftritt und das Ausmaß der Abnützung nimmt zu. Darüber hinaus kann der Abrieb des beschädigten Zahnrades (Metallpulver), der in dem Schmieröl schwimmt, nachteilige Effekte auf die anderen Teile des Systems bewirken.
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Um daher eine solche unerwünschte Situation zu vermeiden, müssen die Kantenflächen der Zähne des Sonnenrades angefast bzw. abgeschrägt sein oder einer anderen Bearbeitung unterworfen werden und entsprechend nehmen die Verarbeitungszeit und die Kosten zu.
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Aus
DE 10 2008 019 886 A1 ist ein Drehzahlreduktionsgetriebe mit exzentrisch oszillatorischer Bewegung bekannt. Das Getriebe weist eine Vielzahl von Exzenterkörperwellen mit Exzenterkörpern auf. Außenverzahnte Zahnräder werden oszillierend durch die Exzenterkörper gedreht. Die außenverzahnten Zahnräder stehen von innen mit einem innenverzahnten Hohlrad in Eingriff. Ein Sonnenrad an einer Eingangsradwelle treibt über Übertragungsräder die Vielzahl von Exzenterkörperwellen an. Die Eingangsradwelle mit dem am Wellenende eingeschnittenen Sonnenrad ist in der Mitte der Übertragungsräder angeordnet und liegt im Bereich eines mittleren Loches in den außenverzahnten Zahnrädern. Das Sonnenrad ist klein und liegt radial in einem Bereich, der von den außenverzahnten Zahnrädern nicht erreicht wird. So kommt es zu keiner Gegenwirkung zwischen den außenverzahnten Zahnrädern und dem Sonnenrad Ein weiteres Getriebe mit ähnlichem Aufbau ist in
WO 1998 036 189 A1 gezeigt.
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Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, gegenseitige Beschädigungen des Sonnerades und der außenverzahnten Zahnräder bei einer Vielzahl von Planetengetriebestrukturen zu vermeiden. Weiterhin sollen eine Fasenbehandlung bzw. Gratentfernung oder anderen Bearbeitungen vermieden werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Planetengetriebestruktur nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen offenbart.
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Die vorliegende Erfindung löst die obigen Probleme dadurch, indem sie eine oszillierende innen eingreifende Planetengetriebestruktur vorsieht, die Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Exzenterkörperwellen mit jeweils einem Exzenterkörperwellenrad; einen Exzenterkörper, der an den jeweiligen Exzenterkörperwellen vorgesehen ist; ein außenverzahntes Zahnrad, welches oszillierend durch den Exzenterkörper gedreht wird, der an den jeweiligen Exzenterkörperwellen vorgesehen ist; und ein innenverzahntes Zahnrad, mit dem das außenverzahnte Zahnrad innen in Eingriff steht. Die oszillierende innen eingreifende Planetengetriebestruktur weist weiter ein mittleres Zahnrad bzw. Sonnenrad auf, welches mit den Exzenterkörperwellenrädern in Eingriff steht und Leistung von einer Antriebsquelle aufnimmt, um gleichzeitig die Vielzahl von Exzenterkörperwellen anzutreiben. Das Sonnenrad ist in einem radial mittigen Teil der oszillierenden innen eingreifenden Planetengetriebestruktur angeordnet, so dass eine axiale Stirnseite des Sonnerades und eine axiale Stirnseite des außenverzahnten Zahnrades sich axial gegenüberliegen, wobei ein axiales Spiel zwischen dem Sonnenrad und dem außenverzahnten Zahnrad vorgesehen ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist das mittlere Zahnrad bzw. Sonnenrad so vorgesehen, dass das axiale Spiel zwischen dem Sonnenrad und dem außenverzahnten Zahnrad vorgesehen ist. Daher kann keine Kollision zwischen dem Sonnenrad und dem außenverzahnten Zahnrad auftreten und die Probleme aufgrund von Zusammenstößen werden vollständig vermieden, da die Ursachen von diesen Problemen eliminiert sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Gegenwirkung zwischen dem Sonnenrad und dem oszillierend rotierenden außenverzahnten Zahnrad vollständig vermieden werden, obwohl das Sonnenrad benachbart zum außenverzahnten Zahnrad angeordnet ist und die Abnützung und die Beschädigungen des Sonnenrades und des außenverzahnten Zahnrades können in zuverlässiger Weise verhindert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Gelenkantriebsvorrichtung eines Roboters zeigt, bei der ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
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2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Pfeile II-II der 1 aufgenommen ist;
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3 ist eine Querschnittansicht, die entlang der Pfeile III-III in 1 aufgenommen ist;
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4 ist eine allgemeine vertikale Querschnittsansicht der Vorrichtung gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel;
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5(A) bis 5(D) sind quergeschnittene Teilansichten eines Bereichs um ein mittleres Zahnrad bzw. Sonnenrad gemäß mehreren beispielhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und
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6 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines beispielhaften herkömmlichen oszillierenden inneneingreifenden Planetengetriebesystems.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugen Ausführungsbeispiele
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Im Folgenden wird ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Gelenkantriebsvorrichtung eines Roboters zeigt, bei der eine oszillierennde innen eingreifende Planetengetriebestruktur gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandt wird. 1 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der Gelenkantriebsvorrichtung. Die 2 und 3 sind Querschnittsansichten, die entlang der Pfeile II-II bzw. III-III in 4 aufgenommen sind.
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Die Gelenkantriebsvorrichtung 110 ist in einem Gelenkteil eines (nicht gezeigten) Roboters vorgesehen. Die Gelenkantriebsvorrichtung 110 ist an einer Basis 112 befestigt, die einen Teil des Roboters bildet und drehbar ein bewegbares Glied 114 trägt und antreibt, welches einen weiteren Teil des Roboters bildet.
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Wie in 4 gezeigt, besteht die Gelenkantriebsvorrichtung 110 hauptsächlich aus einem Motor 116, der an dem bewegbaren Glied 114 angeordnet ist, und aus einer Drehzahlreduktionsmechanismuseinheit 118 mit einer oszillierenden innen eingreifenden Planetengetriebestruktur. Die Drehzahlreduktionsmechanismuseinheit 118 hat ein Gehäuse 117, welches mit der Basis 112 durch Schrauben 119 verbunden ist.
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Der Motor 116 hat eine Motorwelle 120. An einem Endteil der Motorwelle 120 ist ein Ritzel 122 ausgeformt, um mit einem Zahnrad 124 in Eingriff zu stehen. Das Zahnrad 124 ist mit einer Getriebewelle 128 durch eine Keilanordnung bzw. Keilwelle 126 integriert. Ein Getrieberitzel 130 ist auf der Getriebewelle 128 geformt. Das Getrieberitzel 130 steht in Eingriff mit einem mittleren Zahnrad bzw. Sonnenrad 132. Die spezielle Struktur um das Sonnenrad 132 herum wird später beschrieben.
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Mit Bezug auf die 1 bis 3 in Verbindung mit 4 steht das Sonnenrad 132 mit dem Getrieberitzel 130 in Eingriff und steht auch mit den Exzenterkörperwellenrädern 138, 140 und 142 in Eingriff. Die Exzenterkörperwellenräder 138, 140 und 142 sind jeweils mit Exzenterkörperwellen 144, 146 und 148 integriert.
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Die Exzenterkörperwelle 144 weist Exzenterkörper 150A und 150B auf und wird durch Kegelrollenlager 149A und 149B an gegenüberliegenden Enden getragen. Die Exzenterkörperwelle 146 weist Exzenterkörper 152A und 152B auf (wobei der Exzenterkörper 152B nicht gezeigt ist) und wird durch (nicht gezeigte) Kegelrollenlager an gegenüberliegenden Enden getragen. Die Exzenterkörperwelle 148 weist Exzenterkörper 154A und 154B auf (wobei der Exzenterkörper 154B nicht gezeigt ist) und wird von (nicht gezeigten) Kegelrollenlagern an gegenüberliegenden Enden getragen. Die Exzenterkörper 150A, 152A und 154A sind in ein außenverzahntes Zahnrad 162A durch jeweilige Rollen bzw. Wälzkörper 156A, 158A und 160A eingepasst bzw. gelagert. Die Exzenterkörper 150B, 152B und 154B sind in ein außenverzahntes Zahnrad 162B jeweils durch Wälzkörper 156B, 158B und 160B eingepasst bzw. gelagert (wobei die Wälzkörper 158B und 160B nicht gezeigt sind), und zwar in einer Weise ähnlich jener, die in 3 gezeigt ist. Die Exzenterphasendifferenz zwischen den außenverzahnten Zahnrädern 162A und 162B ist 180°.
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Die außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B greifen innen in ein innenverzahntes Zahnrad 170 ein. Die Anzahl der Zähne von jedem der außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B ist 118. Das innenverzahnte Zahnrad 170 ist mit dem Gehäuse 117 integriert. Bei dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die inneren Zähne des innenverzahnten Zahnrades 170 aus rollenartigen äußeren Stiften 172 zusammengesetzt. Das innenverzahnte Zahnrad 170 ist so ausgelegt, dass es normalerweise 120 innere Zähne (äußere Stifte 172) hat. Jedoch sind die äußeren Stifte 172 so angeordnet, dass die Paare von äußeren Stiften 172 mit zwei Leerräumen dazwischen angeordnet sind.
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Die ersten und zweiten Träger (Ausgabeglieder) 176A und 176B sind auf axial äußeren Seiten der außenverzahnten Zahnräder 162A bzw. 162B angeordnet und werden drehbar von dem Gehäuse 117 durch die Lager 178A bzw. 178B getragen. Die ersten und zweiten Träger 176A und 176B sind miteinander durch Trägerstifte 181–186 verbunden und integriert. Das drehbare Glied 114 ist mit dem ersten Träger 176A durch Schrauben 188 verbunden. Die außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B mit einem dazwischen angeordneten Abstandshalter bzw. einer Scheibe 163 sind sandwichartig zwischen einem inneren Ring 178A1 des Lagers 178A und einem inneren Ring 178B1 des Lagers 178B angeordnet, wodurch die axialen Positionen der außen verzahnten Zahnräder 162A und 162B eingeschränkt werden.
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Es wird nun eine Beschreibung der Struktur um das Sonnenrad 132 im Detail dargelegt.
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Ein mittleres Wellenglied bzw. Sonnenradwellenglied 136 ist innerhalb des Sonnenrades 132 angeordnet. Das Sonnenradwellenglied 136 weist ein mittleres hohles Loch 136B auf, um zu gestatten, dass ein Steuerkabel 139 dort hindurch läuft, und die axiale Bewegung des Sonnenradwellengliedes 136 wird durch die ersten und zweiten Träger 176A und 176B eingeschränkt. Insbesondere liegen eine innere Anlagefläche 176A1 des ersten Trägers 176A und eine Motorseitenanlagefläche 136C des Sonnenradwellengliedes 136 aneinander an. Eine innere Anlagefläche 176B1 des zweiten Trägers 176B liegt an einer gegenüberliegenden Anlagefläche 136D des Sonnenradwellengliedes 136 an. Daher ist die Sonnenradwelle 136 sandwichartig zwischen den ersten und zweiten Trägern 176A und 176B angeordnet, und ihre axiale Bewegung wird dadurch eingeschränkt.
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Ein vorstehender Teil 136F ist an dem Außenumfang des Sonnenradwellengliedes 136 ausgeformt und ist an der Seite des ersten Trägers 176A in axialer Richtung angeordnet. Die axiale Bewegung des Sonnenrades 132 wird auf einer Seite durch den vorstehenden Teil 136F eingeschränkt, und auf der anderen Seite durch einen Haltering 137, der an dem Sonnenradwellenglied 136 befestigt ist, wobei Abstandshalter bzw. Scheiben 139 zwischen dem Sonnenrad 132 und dem Haltering 137 angeordnet sind. Das Bezugszeichen 134 stellt ein Wälzlager bzw. einen Wälzkörper dar, um drehbar das Sonnenrad 132 zu tragen, und das Bezugszeichen 195 stellt einen Halter bzw. Käfig dar, um die Wälzkörper 134 zu halten. Bei dieser Struktur wird die axiale Bewegung des Sonnenrades 132 durch die ersten und zweiten Träger 176A und 176B durch das Sonnenradwellenglied 136 eingeschränkt.
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Die Wälzkörper 134 dienen als Wälzelemente eines großen Lagers, welches aus dem Sonnenradwellenglied 136, das als ein innerer Ring dient, und dem Sonnenrad 132 zusammengesetzt ist, welches als ein äußerer Ring dient.
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Wie oben beschrieben, sind die außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B mit dem dazwischen angeordneten Abstandshalter 163 sandwichartig zwischen den inneren Ringen 178A1 und 178B1 der Lager 178A und 178B angeordnet, wodurch die axiale Bewegung von jedem der außen verzahnten Zahnräder 162A und 162B eingeschränkt wird. Die axiale Bewegung des Sonnenrades 132 wird durch das mittlere Wellenglied bzw. Sonnenradwellenglied 136 eingeschränkt. Das Hauptmerkmal des vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiels ist, dass das Sonnenrad 132 so vorgesehen ist, dass es von den außenverzahnten Zahnrädern 162A und 162B um vorbestimmte Spiele δ1 bzw. δ2 beabstandet ist.
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In den Zeichnungen stellt das Bezugszeichen 143 einen O-Ring dar, der zwischen dem Sonnenradwellenglied 136 und dem ersten Träger 176A angeordnet ist, und das Bezugszeichen 192 stellt eine Öldichtung dar, die zwischen einem hohlen Loch 190A eines Ringteils 190 angeordnet ist, der integral mit der Basis 112 ausgeformt ist, und einem äußeren Umfangsteil 136A des Sonnenradwellengliedes 136, der zum Ringteil 190 hin weist. Das Bezugszeichen 194 stellt eine Öldichtung dar, die zwischen dem Außenumfang des ersten Trägers 176A und dem Innenumfang des Gehäuses 117 angeordnet ist, und das Bezugszeichen 196 stellt eine Öldichtung dar, die zwischen einem Getriebewellenloch 177 des ersten Trägers 176A und der Getriebewelle 128 angeordnet ist. Die Drehzahlreduktionsmechanismuseinheit 118 ist durch den O-Ring 143 und die Öldichtungen 192, 194 und 196 abgedichtet.
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Das Getriebewellenloch 177 ist ein Loch, um zu gestatten, dass die Getriebewelle 128 dort hindurch läuft, und ähnliche Löcher 177B sind an zwei anderen Stellen ausgeformt. Dies ist zur Erleichterung des Montagevorgangs vorgesehen. Insbesondere beim Montagevorgang, wenn alle Komponenten schon in die entsprechenden Löcher eingeführt worden sind (das Getriebewellenloch 177 für die Getriebewelle 128, die Trägerstiftlöcher 181H bis 186H für die Trägerstifte 181 bis 186 und die Exzenterkörperwellenlöcher 144H, 146H und 148H für die Exzenterkörperwellen 144, 146 und 148), muss der Umfang der außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B per Hand in radialer Richtung zur Einführung gehalten werden, und dies ist sehr unbequem. Da jedoch die zusätzlichen Löcher 177E vorgesehen sind (in welche die Getriebewelle 128 nicht eingeführt ist) können Finger in die Löcher 177B zum Zeitpunkt des Montagevorgangs eingeführt werden, und der Montagevorgang wird dadurch erleichtert. Beim letztendlichen Produkt dienen die Löcher 177B als Durchlass für Schmiermittel, und das Schmiermittel kann leicht eingelassen und ausgelassen werden, sodass die Schmiereigenschaften verbessert werden können. In dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel haben die Löcher 177B den gleichen Durchmesser wie jenen des Getriebewellenloches 177. Jedoch haben die Löcher 177B nicht notwendigerweise den gleichen Durchmesser wie das Getriebewellenloch 177 für den obigen Zweck.
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Eine Beschreibung des Betriebs der Gelenkantriebsvorrichtung 110 wird nun dargelegt.
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Die Leistung des Motors 116 wird auf das Getrieberitzel 130 durch das Ritzel 122 übertragen, welches auf der Motorwelle 120 ausgeformt ist, weiter durch das Zahnrad 124, welches mit dem Ritzel 122 in Eingriff steht, und durch die Getriebewelle 128, die mit dem Zahnrad 124 durch die Keilwelle bzw. Keilanordnung 126 verbunden ist. Wenn sich das Getrieberitzel 130 dreht, wird das damit in Eingriff stehende Sonnenrad bzw. mittlere Zahnrad 132 gedreht. Dann werden die drei Exzenterkörperwellenräder 138, 140 und 142 gedreht, die mit dem Sonnenrad 132 in Eingriff stehen, und die Exzenterkörperwellen 144, 146, und 148 werden mit der gleichen Drehzahl in der gleichen Richtung gedreht. Als eine Folge wird das außenverzahnte Zahnrad 162A oszillierend durch die Exzenterkörper 150A, 152A und 154A auf den Exzenterkörperwellen 144, 146 und 148 gedreht, während sie innen mit dem innenverzahnten Zahnrad 170 in Eingriff stehen. Zur gleichen Zeit wird das außenverzahnte Zahnrad 162B oszillierend durch die Exzenterkörper 150B, 152B und 154B auf den Exzenterkörperwellen 144, 146 und 148 gedreht, während sie innen mit dem innenverzahnten Zahnrad 170 in Eingriff stehen. Wie oben beschrieben, ist die Phasendifferenz zwischen den außenverzahnten Zahnrädern 162A und 162B 180°.
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Der Unterschied bei der Anzahl der Zähne zwischen dem innenverzahnten Zahnrad 170 und jedem der außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B ist 2 (die Differenz zwischen der ursprünglichen Anzahl von Zähnen des innenverzahnten Zahnrades 170 (120) und der Anzahl der Zähne von jedem der außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B (118)). Wenn daher die außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B einen Zyklus oszillieren, dann werden die außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B um einen Winkel entsprechend der Differenz der Anzahl der Zähne gedreht. Diese Drehkomponenten wird auf die ersten und zweiten Träger 176A und 176B durch die Exzenterkörperwellen 144, 146 und 148 übertragen.
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Da der erste Träger 176A mit dem bewegbaren Glied 114 durch die Schrauben 188 integriert ist, dreht sich das bewegbare Glied 114 zusammen mit dem Motor 116, der auf dem bewegbaren Glied 114 angeordnet ist, mit verringerter Drehzahl.
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Die außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B mit dem dazwischen angeordneten Abstandshalter 163 sind sandwichartig zwischen dem inneren Ring 178A1 des Lagers 178A und dem inneren Ring 178B1 des Lagers 178B angeordnet, wodurch die axialen Positionen der außenverzahnten Zahnräder 162A und 162B eingeschränkt sind. Das mittlere Wellenglied 136 ist sandwichartig zwischen den ersten und zweiten Trägern 176A und 176B angeordnet und ist so vorgesehen, dass dessen axiale Bewegung eingeschränkt ist. Das mittlere Zahnrad bzw. Sonnenrad 132 ist sandwichartig zwischen dem vorstehenden Teil 136F des Sonnenradwellengliedes 136 und dem Haltering 137 angeordnet, wobei die Abstandshalter 139 zwischen dem Sonnenrad 132 und dem Haltering 137 angeordnet sind, wodurch die axiale Bewegung des Sonnenrades 132 eingeschränkt wird. Da die vorbestimmten Spiele δ1 und δ2 zwischen dem vorgesehenen Sonnenrad 132 und dem außenverzahnten Zahnrad 162A bzw. zwischen dem Sonnenrad 132 und dem außenverzahnten Zahnrad 162B vorgesehen sind, wird verhindert, dass das Sonnenrad 132 unter normalen Betriebsbedingungen in Kontakt (Zusammenstoß) mit den außenverzahnten Zahnrädern 162A und 162B kommt. Daher treten keine Probleme auf, die durch einen Zusammenstoß verursacht werden. Jedoch ist es vorzuziehen, die Zahnkanten des Sonnenrades 132 abzuschrägen bzw. anzufasen, um einen möglichen Schaden aufgrund eines Zusammenstoßes zu verhindern.
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Das Sonnenrad 132 wird durch ein Lager von dem mittleren Wellenglied bzw. Sonnenradwellenglied 136 durch die Wälzkörper 134 getragen. Daher kann sich das Sonnenrad 132 viel sanfter drehen als das Sonnenrad (23) in der herkömmlichen Struktur, die radial durch den Eingriff mit den Exzenterkörperwellenrädern (25) getragen wird, die in den drei Exzenterkörperwellen vorgesehen sind, sodass eine Abweichung des Sonnenrades 132 verhindert wird. Zusätzlich werden Schwingungen und Geräusche verringert, und der Wirkungsgrad kann verbessert werden. Da darüber hinaus das Drehmoment gleichzeitig auf jede der Exzenterkörperwellen 144, 146 und 148 von der Getriebewelle 128 übertragen wird, die von den Exzenterkörperwellen 144, 146 und 148 getrennt ist, wird eine gute Drehmomentbalance erreicht.
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Es wird nun eine Beschreibung von anderen beispielhaften Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die 5(A) bis 5(D) dargelegt.
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In dem vorhergehenden beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die axiale Bewegung des mittleren Zahnrades bzw. Sonnenrades 132 bezüglich des mittleren Wellengliedes bzw. Sonnenradwellengliedes 136 durch den vorstehenden Teil 136F eingeschränkt, der auf dem Sonnenradwellenglied 136 und dem Haltering 137 ausgeformt ist. Jedoch wird in jedem der Ausführungsbeispiele, die in den 5(A) bis 5(D) gezeigt sind, eine Struktur eingesetzt, bei der ausgenommene Teile in Verbindung mit Wälzelementen in Wälzkontakt mit den ausgenommenen Teilen verwendet werden.
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In 5(A) ist ein erster ausgenommener Teil 232K, der als eine Kugelwälzkontaktfläche dient, am Innenumfang eines mittigen Zahnrades bzw. Sonnenrades 232 ausgeformt, und ein zweiter ausgenommener Teil 232K, der als eine Kugelwälzkontaktfläche dient, ist am Außenumfang eines Sonnenradwellengliedes 236 ausgeformt. Das Sonnenrad 232 wird drehbar von dem mittleren Wellenglied bzw. Sonnenradwellenglied 236 durch Kugeln (Wälzelemente) 234 in gleichzeitigem Kontakt mit jedem der ersten und zweiten ausgenommenen Teile 232K und 236K an zwei Punkten (vier Punkten insgesamt) getragen, während die axiale Bewegung des Sonnenrades 232 eingeschränkt wird. Das Bezugszeichen 295 stellt einen Halter bzw. Käfig zum Halten der Kugeln 234 dar.
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In 5(B) weist ein Sonnenrad 323 Wälzkontaktflächen 332K1 und 332K2 auf, die die quadratische Kante eines geraden gleichschenkligen Dreiecksprismas bilden, und ein mittleres Wellenglied bzw. Sonnenradwellenglied 336 weist Wälzkontaktflächen 336K1 und 336K2 auf, die die quadratische Kante eines geraden bzw. rechtwinkligen Dreiecksprismas bilden. In dieser Struktur sind die Wälzkörper 334, die als Wälzelemente dienen, so angeordnet, um um 99° voneinander orientiert zu sein und in Linienkontakt mit einer von einem parallelen Paar der Wälzkontaktflächen 332K1 und 336K1 und einem parallelen Paar der Wälzkontaktflächen 332K2 und 336K2 zu kommen. Insbesondere wird in 5(B) ein so genannter Wälzkörper gebildet, der aus dem Sonnenradwellenglied 336, das als der innere Ring dient, dem Sonnenrad 332, das als der äußere Ring dient, und aus den Wälzkörpern 334 geformt ist, welche als die Wälzelemente dienen. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel kommen die Wälzkörper 334 in „Linienkontakt” mit dem mittleren Wellenglied bzw. Sonnenradwellenglied 336 und dem Sonnenrad 332. Daher kann eine hohe Übertragungskapazität sichergestellt werden, und die Haltbarkeit kann weiter verbessert werden.
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In dem in 5(C) gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Basiskonfiguration einschließlich der Kugeln 434, einem Halter 495, einem Sonnenradwellenglied 436 und einem zweiten ausgenommenen Teil 436K des Sonnenradwellengliedes 436 die gleiche wie jene, die in 5(A) gezeigt ist. Jedoch ist ein Sonnenrad 432 in zwei Glieder 432A und 432B durch eine Teilungsfläche aufgeteilt. Die Teilungsfläche weist eine Oberfläche auf, die durch die Spitze eines ersten ausgenommenen Teils 432K verläuft und senkrecht zur Achse des Sonnenrades 432 ist. Die zwei Glieder 432A und 432B sind miteinander durch Schrauben 435 verbunden.
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In dem beispielhaften in 5(D) gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Sonnenradwellenglied 536 in zwei Glieder 535A und 536B durch eine Teilungsfläche aufgeteilt, und zwar wie in der in 5(C) gezeigten Art und Weise. Insbesondere weist die Teilungsfläche eine Oberfläche auf, die durch die Spitze eines zweiten ausgenommenen Teils 536K verläuft, und senkrecht zur Achse des Sonnenradwellengliedes 536 ist. Die zwei Glieder 536A und 536B sind pressgepasst und miteinander durch einen O-Ring 535 verbunden. Die Kugeln 534, ein Halter 595, ein mittleres Zahnrad bzw. Sonnenrad 532 und ein erster ausgenommener Teil 532K des Sonnenrades 532 sind die Gleichen wie jene, die in 5(A) gezeigt sind.
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Wenn das Sonnenrad oder das Sonnenradwellenglied durch die Unterteilungsfläche aufgeteilt ist, die durch die Spitze des ersten oder zweiten ausgenommenen Teils verläuft und senkrecht zur Achse des Sonnenrades des Sonnenradwellengliedes ist, wie oben beschrieben, können die Wälzglieder leicht in dem Spiel zwischen den ersten und zweiten ausgenommenen Teilen eingebaut sein. Zusätzlich kann die Vorrichtung vorteilhafterweise kompakter gemacht werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird keine spezielle Einschränkung für das Verfahren zum Einschränken der axialen Bewegung von sowohl den außenverzahnten Zahnrädern als auch dem Sonnenrad gesetzt. Beispielsweise können die außenverzahnten Zahnräder und das Sonnenrad axial solange bewegbar sein, wie Spiele vorgesehen sind, um zu verhindern, dass sie in Kontakt miteinander kommen. Anders gesagt, solange das Sonnenrad und die außenverzahnten Zahnräder drehbar mit vorbestimmten axialen Spielen angeordnet sind, die dazwischen vorgesehen sind, kann das Ziel der Erfindung erreicht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist auf oszillierende innen eingreifende Planetengetriebesysteme anwendbar, bei denen eine Vielzahl von Exzenterkörperwellen durch ein mittleres Zahnrad bzw. Sonnenrad angetrieben wird, welches an einem radial mittigen Teil des Systems angeordnet ist.