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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zykloidengetriebe gemäß
den vorkennzeichnenden Abschnitten der unabhängigen Ansprüche
1, 3 und 5, das vorzugsweise bei einem Übersetzungsgetriebe
oder einem Untersetzungsgetriebe, insbesondere einem kleinen
Übersetzungsgetriebe oder einem Untersetzungsgetriebe
eingesetzt wird, bei dem ein hoher Abtrieb erforderlich ist.
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Dem Stand der Technik nach ist beispielsweise aus dem Dokument
FR-A-1351031 des Standes der Technik die Herstellung eines
Übersetzungsgetriebes oder eines Untersetzungsgetriebes
bekannt, bei dem ein Zykloidengetriebe eingesetzt wird, das
eine erste Welle, ein außenverzahntes Zahnrad, das über einen
Exzenterkörper in einem Zustand auf der ersten Welle
angebracht ist, in dem das außenverzahnte Zahnrad exzentrisch
um die erste Welle herum gedreht werden kann, ein
innenverzahntes Zahnrad, von welchem das außenverzahnte
Zahnrad umgeben ist und mit welchem dieses in Eingriff steht,
sowie eine zweite Welle umfaßt, welche mit dem außenverzahnten
Zahnrad über eine Einrichtung zur Übertragung lediglich einer
Drehkomponente des außenverzahnten Zahnrades verbunden ist.
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Ein Beispiel einer ähnlichen Konstruktion nach dem Stand der
Technik ist in Fig. 9 und 10 dargestellt. Dieser Stand der
Technik ist so aüfgebaut, daß die erste Welle als
Eingangswelle betrachtet wird, die zweite Welle als Ausgangswelle
betrachtet wird, und die Konstruktion, da das innenverzahnte
Zahnrad fixiert ist, gleichzeitig ein Untersetzungsgetriebe
darstellt.
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Exzenterkörper 3a, 3b sind mit einem vorgegebenen
Phasenunterschied (bei diesem Beispiel 180º) auf die Eingangswelle
aufgepaßt. Die Exzenterkörper 3a, 3b sind in einen Korper
integriert. Zwei außenverzahnte Zahnräder 5a, 5b sind über
Exzenterlager
4a, 4b auf diesen Exzenterkörpern 3a, 3b angeordnet.
Eine Vielzahl innerer Rollenlöcher 6a ist in den
außenverzahnten Zahnrädern 5a, 5b vorhanden. Darüber hinaus sind ein
innerer Zapfen 7 und eine innere Rolle 8 in diese Rollenlöcher
eingepaßt.
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Ein Hauptzweck des Vorhandenseins von zwei außenverzahnten
Zahnrädern (mehrere Reihen) besteht darin, eine
Übertragungsfähigkeit zu steigern, eine Festigkeit aufrechtzuerhalten und
ein Drehgleichgewicht zu bewahren.
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Außenzähne 9, wie beispielsweise Trochoiden- oder Kreiszähne
usw., sind am Außenumfang der außenverzahnten Zahnräder 5a, 5b
vorhanden. Die außenverzahnten Zahnräder 9 sind von dem
innenverzahnten Zahnrad 10, das an dem Gehäuse 12 befestigt ist,
umgeben und mit ihm in Eingriff. Die Innenzähne des
innenverzahnten Zahnrades 10 sind so aufgebaut, daß ein äußerer Zapfen
11 lose in ein inneres Zapfenloch 13 eingepaßt ist, so daß
Drehung des äußeren Zapfens 11 möglich ist.
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Der innere Zapfen 7, der durch die außenverzahnten Zahnräder
5a, 5b hindurch verläuft, ist enganliegend an Flansch 14 der
Ausgangswelle 2 angebracht oder befestigt.
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Wenn die Eingangswelle 1 einmal gedreht wird, drehen sich die
Exzenterkörper 3a, 3b einmal mit ihr. Die außenverzahnten
Zahnräder 5a, 5b können sich über diese eine Umdrehung der
Exzenterkörper 3a und 3b schwingend auf einer exzentrischen
Achse um die Eingangswelle 1 drehen. Da jedoch die Drehung
durch das innenverzahnte Zahnrad 10 eingeschränkt wird, führen
die außenverzahnten Zahnräder 5a, 5b eine nahezu exzentrische
Drehung aus, da sie von dem innenverzahnten Zahnrad 10 umgeben
sind.
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Es wird davon ausgegangen, daß die Zähnezahl der
außenverzahnten Zahnräder 5a, 5b N beträgt und die Zähnezahl des
innenverzahnten Zahnrades N+1 beträgt, so daß die Differenz zwischen
den Zähnezahlen 1 ausmacht. Dadurch werden die außenverzahnten
Zahnräder 5a, 5b in bezug auf das innenverzahnte Zahnrad 10,
das an dem Gehäuse 12 befestigt ist, jedesmal um einen Zahn
verschoben, wenn die Eingangswelle 1 gedreht wird. Das
bedeutet, daß eine Umdrehung der Eingangswelle 1 auf eine Umdrehung
von -1/N (- zeigt die entgegengesetzte Richtung der
Eingangswelle an) des innenverzahnten Zahnrades verlangsamt wird.
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Die Schwingungskomponente der außenverzahnten Zahnräder 5a, 5b
wird aufgrund der Zwischenräume zwischen den inneren
Rollenlöchern 6 und den inneren Rollen 9 nicht übertragen, und nur
die Drehkomponente wird über die inneren Zapfen 7 auf die
Ausgangswelle 2 übertragen.
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Dabei bilden die inneren Rollenlöcher 6a, 6b, die inneren
Zapfen 7 und die inneren Rollen 8 einen "isokinetischen
Getriebemechanismus".
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So läßt sich schließlich eine Untersetzung mit einem
Untersetzungsverhältnis -1/N erzielen.
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Bei diesem Beispiel nach dem Stand der Technik ist das
innenverzahnte Zahnrad des Zykloidengetriebes stationär, die erste
Welle ist eine Eingangswelle und die zweite Welle ist eine
Ausgangswelle. Jedoch kann ein Untersetzungsgetriebe auch
hergestellt werden, indem die zweite Welle fixiert wird und die
erste Welle als Eingangswelle und das innenverzahnte Zahnrad
als Ausgangswelle dient. Darüber hinaus kann auch ein
Übersetzungsgetriebe geschaffen werden, indem die Eingänge und
Ausgänge vertauscht werden.
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Der innere Zapfen 7 bildet, wie oben beschrieben, einen
kreisförmigen Zahn, der als eines der Elemente des "isokinetischen
Getriebemechanismus" dient, der mit den inneren Rollenlöchern
6a, 6b versehen ist, und dient darüber hinaus als Trageteil,
das eine Drehkraft der Drehung der außenverzahnten Zahnräder
5a, 5b auf die Ausgangswelle 2 überträgt. Um eine bisherige
ausgezeichnete Funktion beizubehalten, war es von
ausschlaggebender Bedeutung, daß sich die inneren Rollen 8 frei um die
inneren Zapfen 7 drehen können. Die innere Rolle 8 stellt
insofern ein Problem dar, als sie kostenaufwendig ist, da das
Material hart sein muß, und sowohl der Außen- als auch der
Innenumfang koaxial und genau bearbeitet sein müssen
(verarbeitet oder hergestellt).
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Angesichts dieser Tatsache ist vorgeschlagen worden, daß die
Funktion der Bildung eines kreisförmigen Zahnrads eines der
Elemente des "isokinetischen Getriebemechanismus" und eine
weitere Funktion der Wirkung als Trageteil, das eine Drehkraft
der außenverzahnten Zahnräder 5a, 5b auf die Ausgangswelle 2
überträgt, getrennt werden, und auch wenn die innere Rolle 8
weggelassen wird, die gleiche Leistung wie beim Vorhandensein
der inneren Rolle 8 erbracht wird. Diese Konstruktion ist in
Fig. 11 und 12 dargestellt.
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Diese Konstruktion umfaßt als Einrichtung zum Übertragen einer
Drehkomponente der außenverzahnten Zahnräder den inneren
Zapfen 7, der in den außenverzahnten Zahnrädern 5a, 5b angeordnet
ist, einen ringförmigen Lagerungsring 17, der eine Drehung
aufnimmt, die der Drehkomponente des inneren Zapfens 7
entspricht (der Drehkomponente der außenverzahnten Zahnräder),
sowie einen Tragezapfen 16, der von dem an der Ausgangswelle 2
ausgebildeten Flansch 14 vorsteht und mit dem Lagerungsring 17
verbunden und daran befestigt ist.
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Der innere Zapfen 7 ist über Buchsen 18a, 18b drehbar an dem
Flanschteil 14 und dem Lagerungsring 17 angebracht. Das heißt,
da der innere Zapfen 7 aufgrund des Vorhandenseins des
Tragezapfens 16 nicht notwendigerweise enganliegend mit der
Ausgangswelle 2 verbunden ist, kann er drehbar ausgeführt werden,
so daß die innere Rolle 8 nach dem Stand der Technik
weggelassen werden kann. Der ringförmige Lagerungsring 17 ist an
einem äußersten Endabschnitt des Tragezapfens 16 angebracht.
Da der Tragezapfen 16 nur dazu dient, eine Drehkraft des
Lagerungsrings
17 auf die Ausgangswelle 2 zu übertragen, sind
Durchgangslöcher 20a, 20b vorhanden, die auch dann nicht mit
dem Tragezapfen 16 in Kontakt kommen, wenn der Trägerzapfen 16
an dem entsprechenden Abschnitt an den außenverzahnten
Zahnrädern 5a, 5b schwingt.
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In Fig. 11 bezeichnen die Bezugszeichen 15a, 15b Lager der
Ausgangswelle 2. Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Halteplatte
für den inneren Zapfen, die eine axiale Position des inneren
Zapfens 7 bestimmt. Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Schraube
für die Halteplatte des inneren Zapfens. Bezugszeichen 22
bezeichnet einen Stahlplattenring (steel plate race).
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Wie jedoch aus Fig. 9 und 11 hervorgeht, ist ein
Untersetzungsgetriebe nach dem Stand der Technik so aufgebaut, daß
eine Veränderung der Last, die in dem Untersetzungsmechanismus
erzeugt wird und/oder einer externen radialen Last von einer
angeschlossenen Maschine, die auf die Ausgangswelle 2 wirkt,
von einem Paar Lager 15a, 15b aufgenommen wird, was dazu
führt, daß es, um eine Lagerungsstabilität zu erhöhen,
erforderlich war, das Y-Segment und das X-Segment in Fig. 9 und 11
soweit wie möglich zu verlängern bzw. zu verkürzen.
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Da es jedoch schwierig war, das X-Segment zu verkürzen, mußte
notwendigerweise das Y-Segment verlängert werden, was
dahingehend problematisch war, daß eine axiale Länge des
Untersetzungsgetriebes zunahm.
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Des weiteren ist, wie in Fig. 13 dargestellt, vorgeschlagen
worden, eine Struktur zu schaffen, bei der eine "Schulter" 71
und Gewinde 72 an beiden Enden des inneren Zapfens 7A
hergestellt wurden, der ringförmige Lagerungsring 17A integral mit
der Eingangswelle 1A ausgebildet ist, der Lagerungsring 17A
und das Flanschteil 14A der Ausgangswelle 2A mit einer Mutter
73 verbunden und daran befestigt sind, und der
Untersetzungsmechanismus zwischen dem Flanschteil 14A der
Ausgangswelle
2A und dem Lagerungsring 17A angeordnet ist
(japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Sho 31-9414).
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Eine solche Lagerungskonstruktion ist jedoch so aufgebaut, daß
die Schulter und die Gewinde an dem inneren Zapfen hergestellt
werden, so daß die Anforderungen an die Härte und Genauigkeit
stiegen, damit er in die Eingangswelle eingeschraubt und an
dem Flanschteil befestigt werden und mit einer Mutter
angezogen werden kann. Daher bestehen dahingehend gewisse Probleme,
daß die Bearbeitungsgenauigkeit bzw. Montagegenauigkeit schwer
zu erreichen ist und die Kosten zu hoch sind. Des weiteren
fällt die Lastkonzentration an dem Schulterabschnitt, die
durch beide Lagerungskonstruktionen bewirkt wird, weg, und
eine weitere Gegenmaßnahme gegen das Lösen der Platte ist
erforderlich, so daß die Struktur außerordentlich kompliziert
wird. Daher läßt sich diese Konstruktion nach dem Stand der
Technik (Fig. 13) nicht mit der in Fig. 11 und 12
dargestellten Konstruktion vergleichen.
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Die vorliegende Erfindung ist angesichts der Probleme des
Standes der Technik gemacht worden, und eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zykloidengetriebe zu
schaffen, dessen Aufbau simpel ist, bei dem
Lagerungsstrukturen eingesetzt werden, das kostengünstig ist, bei dem ein
Problem der Lastkonzentration nicht auftritt und das eine
ausgezeichnete Lebensdauer aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein Zykloidengetriebe mit einem Trageteil zu schaffen, dessen
Festigkeit und Stabilität hoch sind, das eine geringere Anzahl
von Einzelteilen aufweist, so daß die Kosten gesenkt und die
Anzahl der Montageschritte verringert werden können.
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Diese Aufgaben werden mit den Merkmalkombinationen gemäß der
Ansprüche 1, 3 und 5 gelöst.
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Gemäß einer ersten Ausführung (erste Erfindung) löst die
vorliegende erste Erfindung das obengenannte Problem dadurch, daß
ein Zykloidengetriebe eine erste Welle, ein außenverzahntes
Zahnrad, das über einen Exzenterkörper, der an der ersten
Welle angebracht ist, exzentrisch und drehbar an der ersten
Welle angebracht ist, ein innenverzahntes Zahnrad, von dem das
außenverzahnte Zahnrad umgeben ist und mit dem es in Eingriff
ist, und eine zweite Welle umfaßt, die mit dem außenverzahnten
Zahnrad über eine Einrichtung zur Übertragung lediglich einer
Drehkomponente der außenverzahnten Zahnräder verbunden ist.
Als die Einrichtung zum Übertragen der Drehkomponente sind
innere Zapfen, die mit inneren Zapfenlöchern, die in dem
außenverzahnten Zahnrad angeordnet sind, als ein
"isokinetischer Getriebemechanismus" wirken, an ihren einen Enden an
einem Flanschteil befestigt, das an der zweiten Welle
ausgebildet ist, und das andere Ende ist an einem ringförmigen
Lagerungsring befestigt. Bei der obenbeschriebenen
Konstruktion sind sowohl der ringförmige Lagerungsring als auch das
Flanschteil der zweiten Welle über ein Paar Lager an den
Gehäusen gelagert. Die axiale Position des Flanschteils, des
Lagerungsrings und der inneren Zapfen wird dadurch bestimmt,
daß beide Enden der inneren Zapfenteile durch entsprechende
innere Ringe bzw. äußere Ringe des Paars von Lagern gehalten
werden.
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Eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung (zweite
Erfindung) wird durch ein Zykloidengetriebe gebildet, das eine
erste Welle, ein außenverzahntes Zahnrad, das über einem
Exzenterkörper, der an der ersten Welle angebracht ist,
exzentrisch und drehbar an der ersten Welle angebracht ist,
innenverzahnte Zahnräder, von denen das außenverzahnte Zahnrad
umgeben ist und mit denen es in Eingriff ist, und die zweite
Welle umfaßt, die mit dem außenverzahnten Zahnrad über eine
Einrichtung zur Übertragung lediglich einer Drehkomponente des
außenverzahnten Zahnrades verbunden ist. Als die Einrichtung
zur Übertragung der Drehkomponente sind innere Rollen, die mit
inneren Rollenlöchern, die in dem außenverzahnten Zahnrad
angeordnet sind, und inneren Zapfen, die durch die inneren
Rollen hindurch verlaufen, als ein isokinetischer
Getriebemechanismus wirken, an ihren einen Enden an einem Flanschteil
befestigt, das an der zweiten Welle ausgebildet ist, und die
anderen Enden sind an dem ringförmigen Lagerungsring befestigt.
Bei der obenbeschriebenen Konstruktion sind sowohl der
ringförmige Lagerungsring als auch das Flanschteil der zweiten
Welle über ein Paar Lager an Gehäusen gelagert.
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Die axiale Position des Flanschteils, des Lagerungsrings und
der inneren Zapfen wird vorzugsweise dadurch bestimmt, daß
beide Enden der inneren Zapfen durch entsprechende innere
Ringe des Paars von Lagern gehalten werden.
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Eine dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung (dritte
Erfindung) wird durch ein Zykloidengetriebe gebildet, das eine
erste Welle, ein außenverzahntes Zahnrad, das über einen
Exzenterkörper, der an der ersten Welle angebracht ist,
exzentrisch und drehbar an der ersten Welle angebracht ist,
ein innenverzahntes Zahnrad, von welchem das außenverzahnte
Zahnrad umgeben ist und mit dem es in Eingriff ist, und eine
zweite Welle umfaßt, die mit den außenverzahnten Zahnrädern
über eine Einrichtung zur Übertragung lediglich einer
Drehkomponente der außenverzahnten Zahnräder verbunden ist. Als die
Einrichtung zur Übertragung der Drehkomponente sind innere
Zapfen, die mit inneren Rollenlöchern, die in dem
außenverzahnten Zahnrad angeordnet sind, als ein isokinetischer
Getriebemechanismus wirken, ein ringförmiger Lagerungsring, der
über die inneren Zapfen eine Drehung aufnimmt, die einer
Drehkomponente des außenverzahnten Zahnrades entspricht, und ein
Trageteil vorhanden, das von dem an der zweiten Welle
ausgebildeten Flanschteil vorsteht und mit dem Lagerungsring
verbunden und daran befestigt ist.
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Bei der obenbeschriebenen Konstruktion durchdringt das
Trageteil das außenverzahnte Zahnrad, sowohl der äußere
Lagerungsring als auch das Flanschteil der zweiten Welle sind über ein
Paar Lager an Gehäusen gelagert, und die axiale Position des
Flanschteils, des Trägerteils, des Lagerungsrings wird dadurch
bestimmt, daß eines der drei Elemente durch entsprechende
innere Ringe bzw. äußere Ringe des Paars von Lagern gehalten
wird.
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Die axiale Position des Flanschteils, des Trägerteils und des
Lagerungsrings kann dadurch bestimmt werden, daß beide Enden
des Trägerteils durch entsprechende innere Ringe des Paars von
Lagern gehalten werden.
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Darüber hinaus kann die axiale Position der inneren Zapfen
dadurch bestimmt werden, daß beide Enden der inneren Zapfen
durch entsprechende äußere Ringe des Paars von Lagern gehalten
werden.
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Bei der vorliegenden ersten Erfindung werden die inneren
Zapfen, die durch das außenverzahnte Zahnrad hindurchtreten, von
dem Flanschteil der zweiten Welle und dem ringförmigen
Lagerungsring getragen, und sowohl der Lagerungsring als auch das
Flanschteil werden von den Gehäusen über ein Paar Lager
aufgenommen. Dadurch werden Festigkeit und Stabilität des
Untersetzungsmechanismus erheblich verbessert, wobei gleichzeitig die
Gesamtaxiallänge eines Übersetzungsgetriebes oder eines
Untersetzungsgetriebes verkürzt wird.
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Des weiteren wird die Position des Flanschteils, der inneren
Zapfen und des Lagerungsrings in der axialen Richtung dadurch
bestimmt, daß jedes dieser drei Elemente (Flanschteil, innere
Zapfen und Lagerungsring) von jedem der inneren Ringe bzw.
äußeren Ringe des Paars Lager gehalten wird, so daß die axiale
Position der Elemente, insbesondere der inneren Zapfen sicher
bestimmt wird, ohne ein spezielles Element vorzusehen.
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Bei der vorliegenden ersten Erfindung sind die inneren Zapfen
an der zweiten Welle und dem Lagerungsring befestigt, und die
inneren Zapfen selbst werden nicht gedreht. Da jedoch jeder
der inneren Zapfen eine einfache Säulenform hat, weist er die
folgenden Merkmale auf:
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I. Genaue maschinelle Bearbeitung läßt sich mit hartem
Ausgangsmaterial einfach ausführen,
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II. Da ein Untersetzungsmechanismus an beiden Enden durch ein
Paar Lager gelagert wird und sich so eine
Gesamtfestigkeit erheblich verbessern läßt, können die inneren Zapfen
recht stabil gelagert werden.
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Dadurch können die inneren Rollen weggelassen werden.
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Wenn jedoch die Kosten höher liegen dürfen, werden die inneren
Rollen, die denen des Standes der Technik ähneln, am
Außenumfang der inneren Zapfen angeordnet, so daß der "isokinetische
Getriebemechanismus" mit dem außenverzahnten Zahnrad
reibungsloser arbeitet und so die Funktion verbessert wird (bei der
zweiten Erfindung).
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Bei der vorliegenden ersten und zweiten Erfindung wird die
axiale Position des Flanschteils, des Lagerungsrings und der
inneren Zapfen eingestellt, indem "beide Enden der inneren
Zapfen" durch das Paar Lager gehalten werden, so daß die
axiale Position jedes dieser Elemente zueinander, insbesondere
die Einstellung eines Abstandes zwischen beiden Lagern genau
und einfach bestimmt werden kann.
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Wenn beide Enden der inneren Zapfen durch "innere Ringe der
Lager" gehalten werden, können das Flanschteil der zweiten
Welle, die inneren Ringe beider Lager, die inneren Zapfen und
die Lagerungsringe ohne Drehung zueinander verbunden werden,
so daß ihre Festigkeit weiter verbessert und über lange Zeit
aufrechterhalten werden kann.
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Auf diese Weise ergibt sich für die vorliegende erste und
zweite Erfindung:
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I. Da der Untersetzungsmechanismusteil durch ein Paar Lager
gelagert wird, kann die Gesamtlänge des
Übersetzungsgetriebes oder Untersetzungsgetriebes verkürzt werden,
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II. Da die axiale Position der inneren Zapfen durch das Paar
Lager bestimmt wird, läßt sich die Anzahl der Einzelteile
und der Montageschritte verringern,
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III. Da alle inneren Zapfen eine einfache Form aufweisen, läßt
sich eine hochgenaue maschinelle Herstellung aus einem
harten Rohmaterial ohne weiteres zu geringen Kosten
ausführen, und eine kostenaufwendige innere Rolle kann
weggelassen werden (ohne Qualität oder Lebensdauer zu
verringern), da die inneren Zapfen in bezug auf eine äußere
radiale Last durch Lagerung beider Enden in einem
stabilen Zustand gehalten werden. In diesem Fall weist die
Vorrichtung, wenn die inneren Rollen vorhanden sind, eine
bessere Qualität auf.
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Des weiteren wird bei der vorliegenden dritten Erfindüng das
Trageteil durch die außenverzahnten Zahnräder hindurchgeführt
und so angebracht, die außenverzahnten Zahnräder werden durch
den ringförmigen Lagerungsring und das Flanschteil der zweiten
Welle gehalten, und der Lagerungsring sowie das Flanschteil
werden an beiden Enden über ein Paar Lager an den Gehäusen
gelagert. Dadurch lassen sich Festigkeit und Stabilität des
Untersetzungsmechanismusteils erheblich verbessern.
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Des weiteren wird die axiale Positionsbestimmung des
Flanschteils, des Trageteils und des Lagerungsrings so ausgeführt,
daß jedes dieser drei Elemente durch entsprechende innere
Ringe bzw. entsprechende äußere Ringe des Paars Lager gehalten
wird, so daß die axiale Positionsbestimmung dieser Elemente
sicher ohne Vorhandensein spezieller Bauteile ausgeführt
werden kann.
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In diesem Fall läßt sich ein noch besseres Ergebnis erzielen,
wenn beide Enden des Trageteils durch die entsprechenden
inneren Ringe der Lager gehalten werden. Dies ist darauf
zurückzuführen, daß diese inneren Ringe des Paars Lager und das
Trageteil keine Drehung zueinander ausführen.
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Wenn die axiale Position der inneren Zapfen durch ein Paar
Lager bestimmt wird, läßt sich die Anzahl der Einzelteile weiter
verringern. In diesem Fall ist es, wenn die inneren Zapfen
durch die äußeren Ringe des Paars Lager gehalten werden,
möglich, eine minimale Überlagerung des Lochs zum Hindurchführen
des Trageteils der außenverzahnten Zahnräder und der Löcher
zum Hindurchführen der inneren Zapfen in der Umfangsrichtung
der außenverzahnten Zahnräder zu erreichen.
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Damit ergibt sich hinsichtlich der dritten Erfindung:
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I. Eine Gesamtlänge des Untersetzungsmechanismusteils kann
verkürzt werden, da der Untersetzungsmechanismusteil an
beiden Enden durch ein Paar Lager gelagert ist,
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II. Da die axiale Position des Trageteils und der inneren
Zapfen durch das Paar Lager bestimmt wird, kann die
Anzahl der Einzelteile und der Montageschritte verringert
werden.
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III. Da die inneren Zapfen an beiden Enden gelagert sind und
elastisch verformt werden, werden die Fehler durch
maschinelle Bearbeitung und Montage verringert.
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IV. Da die (kostenaufwendigen) inneren Rollen, die für den
Stand der Technik unabdingbar sind, weggelassen werden
können, lassen sich bei diesem Verfahren die Kosten
verringern
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Die obengenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung
der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen besser ersichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen die
gleichen oder ähnliche Teile kennzeichnen, und wobei:
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Fig. 1 eine Schnittansicht eines Untersetzungsgetriebes
ist, bei dem ein Zykloidengetriebe gemäß der
vorliegenden ersten Erfindung eingesetzt wird;
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Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist;
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Fig. 3 eine Schnittansicht eines Untersetzungsgetriebes
gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden
zweiten Erfindung ist;
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Fig. 4 ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 ist;
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Fig. 5 eine Teilschnittansicht ist, die ein weiteres
Beispiel einer Verbindung eines Flanschteils, eines
Lagerungsrings sowie innerer Zapfen darstellt;
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Fig. 6 eine Schnittansicht ist, die ein
Untersetzungsgetriebe zeigt, bei dem ein Zykloidengetriebe gemäß
der vorliegenden dritten Erfindung eingesetzt wird;
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Fig. 7 ein Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 ist;
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Fig. 8 eine Schnittansicht ist, die einen Teil in der Nähe
des Tragezapfens (ein Trageteil) zeigt, um eine
weitere bevorzugte Ausführung der vorliegenden dritten
Erfindung zu veranschaulichen;
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Fig. 9 eine Schnittansicht ist, die ein grundlegendes
Untersetzungsgetriebe darstellt, bei dem das
Zykloidengetriebe nach dem Stand der Technik eingesetzt
wird;
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Fig. 10 ein Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9 ist;
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Fig. 11 eine Schnittansicht ist, die ein
Untersetzungsgetriebe zeigt, bei dem das Zykloidengetriebe nach dem
Stand der Technik mit Tragezapfen zusätzlich zu den
inneren Zapfen eingesetzt wird;
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Fig. 12 ein Schnitt entlang der Linie XII-XII in Fig. 11
ist; und
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Fig. 13 eine Schnittansicht ist, die ein weiteres Beispiel
eines Untersetzungsgetriebes zeigt, bei dem das
Zykloidengetriebe nach dem Stand der Technik
eingesetzt wird.
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden im
folgenden einige bevorzugte Ausführungen der vorliegenden
Erfindung ausführlich beschrieben.
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Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die ein Untersetzungsgetriebe
zeigt, bei dem das Zykloidengetriebe gemäß der vorliegenden
ersten Erfindung eingesetzt wird, und Fig. 2 ist ein Schnitt
entlang der Linie II-II.
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In der folgenden Beschreibung werden die gleichen bzw.
ähnliche Teile wie bei der Konstruktion des obenbeschriebenen
bekannten Beispiels des Standes der Technik mit Zahlen mit den
gleichen Zehner- und Einerwerten gekennzeichnet.
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Ein Ende jedes der inneren Zapfen 107 ist in ein Flanschteil
114 einer Ausgangswelle 102 eingepaßt (preßgepaßt). Das andere
Ende jedes der inneren Zapfen 107 ist in den Lagerungsring 117
eingepaßt (preßgepaßt).
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Das Flanschteil 114, die inneren Zapfen 107 und der
Lagerungsring 117 sind über ein Paar Lager 115a und 115b an beiden
Enden eines Gehäuses 112 gelagert. Die Gesamtlänge aller inneren
Zapfen 107 (bei dem Beispiel acht Stück) ist gleich, und die
Lager 115a und 115b sind so montiert, daß diese Gesamtlänge
einem Abstand zwischen dem Paar Lager 115a und 115b
entspricht. Das heißt, die axiale Position der inneren Zapfen 107
(und des Flanschteils 114 und des Lagerungsrings 117, die an
den inneren Zapfen befestigt sind) wird durch ein Paar Lager
115a und 115b bestimmt.
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Das bedeutet in der Praxis, daß die inneren Zapfen 107, wie in
Fig.2 dargestellt, so angeordnet sind, daß ihr
Wälzkreisdurchmesser D1 kleiner ist als ein Außendurchmesser d1 des inneren
Rings der Lager 115 und 115b und ein äußerer
Lochkreisdurchmesser D2 kleiner ist als ein Innendurchmesser d2 des äußeren
Rings der Lager 115a und 115b. Dadurch wird die Position der
inneren Zapfen 107 lediglich durch die inneren Ringe 124a und
124b der Lager 115a und 115b bestimmt. Folglich drehen sich
der Lagerungsring 117, die inneren Ringe 124a und 124b der
Lager 115a und 115b, die inneren Zapfen 107 und das Flanschteil
114 nicht zueinander, so daß sie einen festen starren Körper
bilden, und gleichzeitig läßt sich die Lebensdauer der Wirkung
als starrer Körper über einen langen Zeitraum
aufrechterhalten.
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Bei der bevorzugten Ausführung ist die Form der inneren Zapfen
107, obwohl sie nicht gedreht werden, im Unterschied zum Stand
der Technik sehr einfach, und genaue maschinelle Herstellung
aus hartem Ausgangsmaterial läßt sich ohne weiteres erreichen,
wobei sich zufriedenstellende Qualität ohne innere Rollen
gewährleisten läßt und die Kosten verringert werden können.
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Dies läßt sich gemäß der vorliegenden Erfindung zunächst
dadurch erreichen, daß die inneren Zapfen 107 an beiden Enden
von dem Flanschteil 114 getragen werden, der über das Lager
115b von dem Gehäuse aufgenommen wird, und dadurch, daß der
Lagerungsring 117 über das Lager 115a von dem Gehäuse
aufgenommen wird, so daß eine stabile Konstruktion (in bezug auf
eine äußere radiale Last) erreicht wird.
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Bezugszeichen 130 in der Figur ist ein Anschlagring, der
Verbindung (Preßpassung) des Lagers 115a gewährleistet, und
dieser Anschlagring gewährleistet eine Verbindung zwischen dem
Flanschteil 114 und den inneren Zapfen 107.
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Im folgenden wird die Funktion dieses Untersetzungsgetriebes
beschrieben. Sie gleicht insofern dem bekannten Stand der
Technik, als die außenverzahnten Zahnräder 105a und 105b
schwingend gedreht werden, wenn die Eingangswelle 101 gedreht
wird, und die Drehung der Eingangswelle 101 aufgrund der
außenverzahnten Zahnräder 105a und 105b über den Eingriff der
äußeren Zapfen 111 mit den Innenzähnen des innenverzahnten
Zahnrads 110 und den außenverzahnten Zahnrädern 105a und 105b
verringert wird. Die Schwingungskomponente der Drehung der
außenverzahnten Zahnräder 105a und 105b wird durch die
Zwischenräume zwischen den inneren Zapfenlöchern 106ap und 106bp und
die inneren Zapfen 107 absorbiert, und nur die tangentiale
Komponente der außenverzahnten Zahnräder 105a, 105b wird über
die inneren Zapfen 107 auf das Flanschteil 114 der
Ausgangswelle 102 übertragen. Dabei gleicht der Lagerungsring 117 die
Belastung jedes der inneren Zapfen 107 aus.
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Die äußere radiale Last, die auf die Ausgangswelle 102 wirkt,
wird über das Lager 115a und das Lager 115b (über die inneren
Zapfen 107) aufgenommen. Der innere Zapfen 107 weist eine
einfache Form ohne Schulter oder Gewinde auf. Jedoch erstrecken
sich die inneren Ringe 124a und 124b der Lager 115a und 115b
in der axialen Richtung, so daß die inneren Zapfen 107
gehalten werden und die inneren Zapfen 107 nicht auf die
Eingangswelle oder die Ausgangswelle zu bewegt werden können.
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Obwohl bei der obenbeschriebenen bevorzugten Ausführung ein
isokinetischer Getriebemechanismus mit den inneren
Zapfenlöchern 106ap und 106bp des außenverzahnten Zahnrades durch den
festen inneren Zapfen 107 gebildet wird, werden um den
Außenumfang jedes der inneren Zapfen auf gleiche Weise wie beim
Stand der Technik vorzugsweise die inneren Rollen 108
angeordnet,
um eine reibungslosere Funktion des isokinetischen
Getriebemechanismus zu ermöglichen. Dies entspricht der
vorliegenden zweiten Erfindung.
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Die bevorzugte Ausführung der vorliegenden zweiten Erfindung
ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Die vorliegende bevorzugte
Ausführung gleicht vollständig der obenbeschriebenen
bevorzugten Ausführung, jedoch umgibt die innere Rolle 208 jeden der
inneren Zapfen 207, und der isokinetische Getriebemechanismus
wird durch die inneren Zapfen 207 sowie die inneren
Rollenlöcher 206a und 206b gebildet. Daher werden die gleichen
Bezugszeichen mit den gleichen Zehner- und Einerstellen für die
gleichen Teile in den Figuren verwendet, und auf ihre erneute
Beschreibung wird verzichtet. Gemäß der bevorzugten
Ausführungen ist es, da eine Verschiebung der inneren Zapfen 207 und
der inneren Rollenlöcher 206a und 206b zueinander durch die
inneren Rollen 208 absorbiert werden kann, möglich, ein
Untersetzungsgetriebe mit ausgezeichneter Effektivität und
Lebensdauer zu schaffen.
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Des weiteren werden bei der obenbeschriebenen bevorzugten
Ausführung die inneren Zapfen 207 in den Flanschteil 214 und den
Lagerungsring 217 eingeführt und preßgepaßt, und beide Enden
der inneren Zapfen 207 werden durch ein Paar Lager 215a und
216b gehalten. Bei der vorliegenden Erfindung müssen jedoch
die inneren Zapfen 207 nicht unbedingt durch das Flanschteil
214 oder den Lagerungsring 217 hindurchtreten.
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Entweder das Flanschteil 214 oder der Lagerungsring 217 ist,
wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt, mit einem Loch 230
mit beschränkter Tiefe versehen, der innere Zapfen 207 wird in
das Loch eingepaßt, bis er mit dem Boden 231 des Lochs 230 in
Kontakt kommt, und gleichzeitig kann die Position in der
axialen Richtung bestimmt werden, indem ein Teil des Flanschteils
214 oder des Lagerungsrings 217 von einem Paar Lager 215a und
215b gehalten wird.
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Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht des Untersetzungsgetriebes,
bei dem das Zykloidengetriebe gemäß der vorliegenden dritten
Erfindung eingesetzt wird. Fig. 7 ist ein Schnitt entlang
einer Linie VII-VII.
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Bei der folgenden Beschreibung werden die gleichen oder
ähnliche Teile wie bei der obenbeschriebenen Konstruktion mit den
gleichen Bezugszeichen mit gleichen Zehner- und Einerstellen
gekennzeichnet.
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Ein Ende jedes der Tragezapfen (Trageteile) 316, die von dem
Flanschteil 314 getrennt sind, wird in den Flanschteil 314 der
Ausgangswelle 302 eingepaßt (preßgepaßt). Der Lagerungsring
317 wird auf das andere Ende der Tragezapfen 316 gepaßt
(preßgepaßt), und ein Träger wird durch den Lagerungsring 317, und
die Tragezapfen 316 gebildet.
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Das Flanschteil 314, die Tragezapfen 316 und der Lagerungsring
317 sind über ein Paar Lager 315a und 315b an beiden Enden an
dem Gehäuse 312 gelagert. Eine Gesamtlänge der Tragezapfen 316
und eine Gesamtlänge der inneren Zapfen 307 sind gleich, und
anschließend werden die Lager 315a und 315b so
zusammengesetzt, daß die Gesamtlänge dem Abstand zwischen den Lagern
315a und 315b entspricht. Das heißt, die axialen Positionen
der Tragezapfen 316 und der inneren Zapfen 317 werden durch
das Paar Lager 315a und 315b bestimmt.
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Praktisch bedeutet das, daß die Position der Tragezapfen 316
durch die inneren Ringe 324a und 324b der Lager 315a und 315b
bestimmt wird. Dadurch drehen sich der Lagerungsring 317, die
inneren Ringe 324a und 324b der Lager 315a und 315b, die
Tragezapfen 316 und das Flanschteil 314 nicht zueinander, so daß
die Lebensdauer des starren Elementes über einen langen
Zeitraum aufrechterhalten werden kann.
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Um Funktion des isokinetischen Getriebemechanismus zu
ermöglichen, werden die inneren Zapfen 307, da nicht verhindert
werden
kann, daß sich die inneren Zapfen 307 in bezug auf die
inneren Ringe 324a und 324b sowie die äußeren Ringe 325a und
325b drehen, durch die äußeren Ringe 325a und 325b gehalten,
um Umfangsüberlagerungen der Tragezapfenlöcher
(Durchgangslöcher) 320a und 320b, die in den außenverzahnten Zahnrädern
305a und 305b ausgebildet sind, und der inneren Zapfenlöcher
319a und 319b, die ebenfalls in den außenverzahnten Zahnrädern
305a und 305b ausgebildet sind, zu vermeiden. Dies erweist
sich, wie in Fig. 7 dargestellt, da die Tragezapfenlöcher 320a
und 320b und die inneren Zapfenlöcher 319a und 319b
möglicherweise nicht am gleichen Umfang der außenverzahnten Zahnräder
305a und 305b ausgebildet sind, als vorteilhaft für die
Festigkeit.
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Die inneren Zapfen 307 sind drehbar in dem Flanschteil 314 und
den Aufnahmelöchern 326a und 326b des Lagerungsrings 317 für
die inneren Zapfen angebracht, so daß ein ausgezeichneter
isokinetischer Getriebemechanismus mit den inneren Zapfenlöchern
319 ohne innere Rollen hergestellt werden kann.
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Da eine weitere Konstruktion im wesentlichen der des
obenbeschriebenen Beispiels gleicht, werden die gleichen
Bezugszeichen mit den gleichen Zehner- und Einerstellen für gleiche
oder ähnliche Teile in den Figuren verwendet, und auf ihre
erneute Beschreibung wird verzichtet.
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Im folgenden wird die Funktion dieses Untersetzungsgetriebes
beschrieben.
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Sie ähnelt der Funktion des beschriebenen Beispiels
dahingehend, daß die außenverzahnten Zahnräder 305a und 305b in
Reaktion auf die Drehung der Eingangswelle 301 schwingend gedreht
werden, und die Drehung der Eingangswelle 301 zu einer
verringerten Drehung jedes der außenverzahnten Zahnräder 305a und
305b wird, da die äußeren Zapfen 312 mit den Innenzähnen des
innenverzahnten Zahnrads 310 und den außenverzahnten
Zahnrädem 305a und 305b in Eingriff sind.
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Wenn die außenverzahnten Zahnräder 305a und 305b gedreht
werden, werden ihre Schwingungskomponenten durch die
Zwischenräume zwischen den inneren Zapfenlöchern 319a und 319b und den
inneren Zapfen 307 absorbiert, und nur eine
Selbstdrehkomponente wird über die inneren Zapfen 307 auf das Flanschteil 314
der Ausgangswelle 302 und den Lagerungsring 317 übertragen.
Die auf den Lagerungsring 317 übertragene Drehkraft wird über
den Tragezapfen 316 auf die Ausgangswelle 302 übertragen.
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Eine äußere radiale Last, die auf die Ausgangswelle 302 wirkt,
wird an beiden Enden des Lagers 315a und des Lagers 315b über
den Tragezapfen 316 und den Lagerungsring 317 aufgenommen, so
daß die äußere radiale Last keinerlei Einfluß auf die inneren
Zapfen 307 hat.
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Da die inneren Zapfen 307 lose in den Flanschteil 114 der
Ausgangswelle 302 und die Aufnahmelöcher 326 des Lagerungsrings
317 für die inneren Zapfen eingepaßt sind, können sich die
inneren Zapfen 307 ungehindert drehen, so daß eine
Verschiebung, zu der es zwischen den inneren Zapfenlöchern 319a und
319b und den inneren Zapfen 307 kommt, gut absorbiert werden
kann (auch wenn die innere Rolle 8 möglicherweise nicht
vorhanden ist).
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Da die inneren Zapfen 307 an beiden Enden beweglich gelagert
sind, kann es leicht zu einer elastischen Verformung kommen,
wenn eine Last über die inneren Zapfenlöcher 319a und 319b
aufgenommen wird, so daß durch maschinelle Bearbeitung und
Montage verursachte Fehler gut absorbiert werden können. Des
weiteren läßt sich, auch wenn die inneren Zapfen 307 elastisch
verformt werden, da diefestigkeit des gesamten
Untersetzungsgetriebes durch den Flanschteil 314, die Tragezapfen 316 und
den Lagerungsring 317, die an beiden Enden an dem Gehäuse 312
gelagert sind (nicht durch die inneren Zapfen 307),
gewhrleistet ist, eine stabile Funktion aufrechterhalten.
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Obwohl die inneren Zapfen 307 an beiden Enden beweglich
gelagert sind, wird ihre axiale Position durch die äußeren Ringe
325a und 325b der Lager 315a und 315b bestimmt, so daß die
inneren Zapfen 307 nicht herausgezogen werden können.
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Des weiteren ist der Tragezapfen 316 enganliegend an dem
Flanschteil 314 der Ausgangswelle 302 und den Lagerungsring
317 angebracht, und ihre axiale Position wird dabei durch die
inneren Ringe 324a und 324b der Lager 315a und 315b bestimmt,
so daß der Tragezapfen nicht herausbewegt werden kann. Da die
axiale Position des Tragezapfens 316, wie oben beschrieben,
durch die inneren Ringe 324a und 324b bestimmt wird, drehen
sich die inneren Ringe 324a und 324b, der Lagerungsring 317,
der Tragezapfen 316 und das Flanschteil 314 nicht zueinander,
so daß die Lebensdauer eines festen Elementes über lange Zeit
aufrechterhalten werden kann.
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Bei der obenstehenden bevorzugten Ausführung wird der
Tragezapfen 316 durch das Flanschteil 314 und den Lagerungsring 317
hindurchgeführt, und beide Enden des Tragezapfens 316 werden
durch ein Paar Lager 315a und 315b gehalten. Bei der
vorliegenden dritten Erfindung wird der Tragezapfen 316 jedoch nicht
notwendigerweise hindurchgeführt Beispielsweise sind, wie in
Fig. 8 dargestellt, Löcher 330 mit begrenzter Tiefe an dem
Flanschteil 314a oder dem Lagerungsring 317A ausgebildet, und
Tragezapfen 316A werden in die Löcher 330 eingeführt, bis sie
mit dem Boden 331 der Löcher 330 in Kontakt kommen. Dabei läßt
sich ihre Position in der axialen Richtung dadurch bestimmen,
daß das Flanschteil 314a oder der Lagerungsring 317 durch ein
Paar Lager 315a und 315b gehalten werden.