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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wellgetriebeeinheit mit einem Paar von Eingangslagern, die eine Eingangswelle in einem Zustand abstützen, in dem die Eingangswelle in einer Axialrichtung ausgerichtet ist.
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Stand der Technik
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Ein bekanntes Beispiel für eine Wellgetriebeeinheit ist eine Wellgetriebeeinheit mit einer Eingangswelle und einem Paar von Eingangslagern, welche die Eingangswelle abstützen, wobei die axiale Position der Eingangswelle durch die Eingangslager vorgegeben ist. Wellgetriebeeinheiten mit Eingangslagern, die diesen Aufbau haben, werden in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben.
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Eine Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern hat eine erste Stirnplatte der Einheit (Einheitsstirnplatte), um ein erstes Wellenende einer Eingangswelle durch ein erstes Eingangslager rotierbar abzustützen, und eine zweite Stirnplatte der Einheit (Einheitsstirnplatte), um ein anderes, zweites Wellenende der Eingangswelle durch ein zweites Eingangslager rotierbar abzustützen. In die erste und die zweite Einheitsstirnplatte ist jeweils ein Wellgetriebemechanismus eingebaut. Der Wellgetriebemechanismus hat einen Wellgenerator, der integral mit der Eingangswelle rotiert; ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad, das durch den Wellgenerator in eine nicht kreisförmige Form gebogen wird; und ein steifes, innen verzahntes Zahnrad, das teilweise im Eingriff mit dem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad steht. Das flexible, außen verzahnte Zahnrad und das steife, innen verzahnte Zahnrad sind so angeordnet, dass sie in der Lage sind, über eine Lagereinheit (ein Kreuzrollenlager) relativ zueinander zu rotieren. Um das Gewicht der Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern zu reduzieren, werden Verbesserungen gemacht, um sowohl das Gewicht des Wellgetriebemechanismus als auch des Kreuzrollenlagers zu reduzieren. In den Patentdokumenten 1 bis 3 ist das steife, innen verzahnte Zahnrad ein zusammengesetztes Element, das aus einem Zahnradhauptkörperelement aus einem leichtgewichtigen Material und einem Verzahnungsausbildungselement aus einem eisenbasierten Material zusammengesetzt ist. Der innere und der äußere Ring des Kreuzrollenlagers sind zusammengesetzte Elemente, in denen die Hauptkörperbereiche aus einem leichten Material ausgebildet und die Laufflächenausbildungsbereiche aus einem eisenbasierten Material ausgebildet sind.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP-A 2000-186 718
- Patentdokument 2: WO 2005/118204
- Patentdokument 3: JP-A 2002-339 991
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
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Üblicherweise wird das Gewicht der Wellgetriebeeinheit dadurch reduziert, dass das Gewicht der strukturellen Komponenten des Wellgetriebemechanismus und des Kreuzrollenlagers in der Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern reduziert wird. Es lag jedoch bisher kein Schwerpunkt auf einer Reduzierung des Gewichtes der beiden Einheitsstirnplatten (Flansche), an denen die beiden Eingangslager, welche die Wellenenden der Eingangswelle abstützen, befestigt sind, und es wurden keine Vorschläge gemacht, um das Gewicht dieser Komponenten zu reduzieren.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern zur Verfügung zu stellen, in der das Gewicht der Einheitsstirnplatten reduziert ist, ohne die Fähigkeit der Einheitsstirnplatten, die Lager abzustützen, zu beeinträchtigen.
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Mittel, um die zuvor beschriebenen Aufgaben zu lösen
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Um das zuvor beschriebene Ziel zu erreichen, hat eine Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagem gemäß der vorliegenden Erfindung:
eine Eingangswelle;
eine erste Stirnplatte der Einheit (Einheitsstirnplatte) zum rotierbaren Abstützen eines ersten Wellenendes der Eingangswelle durch ein erstes Eingangslager;
eine zweite Stirnplatte der Einheit (Einheitsstirnplatte) zum rotierbaren Abstützen eines anderen, zweiten Wellenendes der Eingangswelle durch ein zweites Eingangslager; und
einen Wellgetriebemechanismus mit einem Wellgenerator, der integral mit der Eingangswelle rotiert; einem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad, das durch den Wellgenerator dazu gebracht wird, sich in eine nicht kreisförmige Form zu verformen; und einem steifen, innen verzahnten Zahnrad, das teilweise im Eingriff mit dem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad steht, wobei der Wellgetriebemechanismus zwischen der ersten und der zweiten Stirnplatte angeordnet ist.
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Als flexibles, außen verzahnte Zahnrad kann ein zylinderhutförmiges Zahnrad verwendet werden. In diesem Fall umfasst das flexible, außen verzahnte Zahnrad einen zylindrischen Trommelbereich, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu biegen; eine ringförmige Membran, die sich auf der Seite, die der ersten Einheitsstirnplatte zugewandt ist, vom zylindrischen Trommelbereich in radialer Richtung nach außen erstreckt; eine ringförmige steife Nabe, die als Fortsetzung des äußeren Umfangsrandes der Membran ausgebildet ist; und eine Außenverzahnung, die auf dem äußeren Umfangsflächenbereich des zylindrischen Trommelbereichs auf der Seite ausgebildet ist, die der zweiten Einheitsstirnplatte zugewandt ist. In diesem Fall ist ein äußerer Ring eines Einheitslagers, wie z. B. eines Kreuzrollenlagers, das dazu vorgesehen ist, das steife, innen verzahnte Zahnrad und das flexible, außen verzahnte Zahnrad in einem Zustand, in dem sie relativ zueinander rotierbar sind, abzustützen, fest mit der ersten Einheitsstirnplatte verbunden, wobei die steife Nabe dazwischen angeordnet ist, und ein innerer Ring des Einheitslagers ist fest mit der zweiten Einheitsstirnplatte verbunden, wobei das steife, innen verzahnte Zahnrad dazwischen angeordnet ist.
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Die Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern mit diesem Aufbau ist dadurch gekennzeichnet, dass:
die erste Einheitsstirnplatte ein zusammengesetztes Element ist, in dem ein erstes ringförmiges Lagergehäuseelement zum Abstützen des ersten Eingangslagers integral mit einem Hauptkörperelement der ersten Einheitsstirnplatte ausgebildet ist;
die zweite Einheitsstirnplatte ein zusammengesetztes Element ist, in dem ein zweites ringförmiges Lagergehäuseelement zum Abstützen des zweiten Eingangslagers integral mit einem Hauptkörperelement der zweiten Einheitsstirnplatte ausgebildet ist;
das erste Lagergehäuseelement und das zweite Lagergehäuseelement eisenbasiertes Material enthalten; und
das Hauptkörperelement der ersten Einheitsstirnplatte und das Hauptkörperelement der zweiten Einheitsstirnplatte ein leichtgewichtiges Material aufweisen, das leichter als das eisenbasierte Material ist.
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In der ersten Einheitsstirnplatte und in der zweiten Einheitsstirnplatte sind die Einheitsstirnplatten-Hauptkörperelemente, die über die Hälfte jeder Stirnplatte ausmachen, aus einem leichtgewichtigen Material ausgebildet, das leichter als das eisenbasierte Material ist. Z. B. sind die Stirnplatten-Hauptkörperelemente aus einer Aluminium-Legierung, einer Titan-Legierung, Keramik oder Ähnlichem ausgebildet. So kann das Gesamtgewicht der ersten und der zweiten Einheitsstirnplatte erheblich reduziert werden, was sehr effektiv ist, um das Gewicht der Wellgetriebeeinheit zu reduzieren.
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Das erste Lagergehäuseelement in der ersten Einheitsstirnplatte und das zweite Lagergehäuseelement in der zweiten Einheitsstirnplatte erfordern eine ausreichend Lagerabstützfähigkeit, um das erste Eingangslager und das zweite Eingangslager abzustützen. Diese Elemente sind aus einem sehr starken, eisenbasierten Material ausgebildet. Dementsprechend kann das Gewicht der ersten Einheitsstirnplatte und der zweiten Einheitsstirnplatte reduziert werden, während gleichzeitig die Lagerabstützfähigkeit dieser Elemente sichergestellt werden kann. Als leichtgewichtiges Material kann eine Aluminium-Legierung verwendet werden. In diesem Fall ist die erste Einheitsstirnplatte ein zusammengesetztes Element, in dem das erste Lagergehäuseelement integral ausgebildet ist, indem es mit dem Hauptkörperelement der ersten Einheitsstirnplatte, das aus einer Aluminiumlegierung druckgegossen ist, vergossen und von dieser umschlossen ist. Die zweite Einheitsstirnplatte ist ein zusammengesetztes Element, in dem das zweite Lagergehäuseelement integral ausgebildet ist, indem es mit dem Hauptkörperelement der zweiten Einheitsstirnplatte, das aus einer Aluminiumlegierung druckgegossen ist, vergossen und von dieser umschlossen ist. Dies ermöglicht es, das erste und das zweite Lagergehäuseelement zuverlässig integral mit den Hauptkörperelementen der ersten bzw. der zweiten Einheitsstirnplatte auszubilden.
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Die Eingangswelle ist durch das erste Eingangslager und das zweite Eingangslager, welche die Enden der Welle auf beiden Seiten abstützen, in axialer Richtung ausgerichtet. Im ersten und im zweiten Lagergehäuseelement können äußere Ringstoppbereich ausgebildet werden, um die axialen Positionen der äußeren Ringe des ersten und des zweiten Eingangslagers zu begrenzen. Insbesondere kann im ersten Gehäuseelement ein erster äußerer Ringstoppbereiche ausgebildet werden, der der ringförmigen Stirnfläche des äußeren Ringes des ersten Eingangslagers gegenüber liegt, die der zweiten Einheitsstirnplatte zugewandt ist, und im zweiten Gehäuseelement kann ein zweiter äußerer Ringstoppbereich ausgebildet werden, der der ringförmigen Stirnfläche des äußeren Ringes des zweiten Eingangslager gegenüber liegt, die der zweiten Einheitsstirnplatte zugewandt ist.
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Um das Gewicht der Wellgetriebeeinheit weiter zu reduzieren, wird vorzugsweise das Gewicht des innen verzahnten Zahnrades des Wellgetriebemechanismus reduziert. Um dies zu erreichen, ist das steife, innen verzahnte Zahnrad ein zusammengesetztes Element, in dem ein Verzahnungsausbildungselement integral mit einem Zahnradhauptkörperelement ausgebildet ist. Das Verzahnungsausbildungselement ist aus einem eisenbasierten Material gemacht und auf seiner kreisförmigen inneren Umfangsfläche ist eine Innenverzahnung ausgebildet. Das Zahnradhauptkörperelement ist aus einem leichtgewichtigen Material ausgebildet, das leichter als das eisenbasierte Material ist.
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In diesem Fall sind sowohl das steife, innen verzahnte Zahnrad als auch die zweite Einheitsstirnplatte als zusammengesetztes Element ausgebildet. Es ist daher zur Reduzierung der Anzahl der Komponenten und zum Vereinfachen des Aufwands für den Zusammenbau vorteilhaft, wenn diese zusammengesetzten Elemente ein einziges zusammengesetztes Element sind.
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In diesem Fall weist das zusammengesetzte Element ein zweites Element auf, das integral mit dem ersten Element ausgebildet ist; im ersten Element sind ein Bereich als zweites Einheitsstirnplatten-Hauptkörperelement, ein Bereich als Zahnrad-Hauptkörperelement und ein Verbindungsbereich, der diese Bereich miteinander verbindet, ausgebildet; und im zweiten Element sind ein Bereich als zweites Lagergehäuseelement, ein Bereich als Verzahnungsausbildungselement und ein Verbindungsbereich, der diese Bereiche miteinander verbindet, ausgebildet.
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In diesem Fall ist das zweite Element aus dem eisenbasierten Material vorzugsweise integral durch Vergießen und Einschließen innerhalb des ersten Elements ausgebildet, das aus einer Aluminium-Legierung druckgegossen ist.
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Vorzugsweise ist der erste äußere Ringstoppbereich, der der ringförmigen Stirnfläche des äußeren Ringes des ersten Eingangslagers gegenüber liegt, die der zweiten Einheitsstirnplatte zugewandt ist, im ersten Lagergehäuseelement ausgebildet, und der zweite äußere Ringstoppbereich, der der ringförmigen Endfläche des äußeren Ringes des zweiten Eingangslagers gegenüber liegt, die der ersten Einheitsstirnplatte zugewandt ist, ist im zweiten Lagergehäuseelement ausgebildet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Längsschnittansicht eines Wellgetriebes mit Eingangslagern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 umfasst eine Frontansicht und eine Rückansicht der Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern gemäß 1;
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3 ist eine schematische Längsschnittansicht, die eine Abwandlung der Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern aus 1 zeigt;
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4 ist eine schematische Längsschnittansicht, die eine Abwandlung der Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern aus 1 zeigt;
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5 ist eine schematische Querschnittansicht der Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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6 umfasst eine Frontansicht, eine Seitenansicht und eine Rückansicht der Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern aus 5.
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Art, die Erfindung auszuführen
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Ausführungsbeispiele einer Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern, in denen die vorliegende Erfindung benutzt wird, werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Gesamtaufbau
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1 ist eine schematische Längsschnittansicht einer Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und die 2(a) und (b) sind eine Front- bzw. eine Rückansicht davon. Eine Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern, die im Folgenden manchmal einfach als ”Wellgetriebeeinheit 1” bezeichnet wird, weist eine Eingangswelle 2, die von einer hohlen Welle gebildet wird, ein erstes Eingangslager 3, ein zweites Eingangslager 4, eine erste Stirnplatte der Einheit („Einheitsstirnplatte”) 5, eine zweite Stirnplatte der Einheit („Einheitsstirnplatte”) 6, einen Wellgetriebemechanismus 7 und ein Kreuzrollenlager 8 („Einheitslager”) auf.
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Die erste Einheitsstirnplatte 5 stützt ein Wellenende (das erste Wellenende) 2a der Eingangswelle 2 durch ein erstes Eingangslager 3 rotierbar ab. Die zweite Einheitsstirnplatte 6 stützt das andere Wellenende (das zweite Wellenende) 2b der Eingangswelle 2 durch das zweite Eingangslager 4 rotierbar ab. Der Wellgetriebemechanismus 7 ist in einem Zustand, in dem er die Eingangswelle 2 umschließt, zwischen der ersten Einheitsstirnplatte 5 und der zweiten Einheitsstirnplatte 6 eingebaut. Die Eingangswelle 2 ist durch das erste Eingangslager 3 und das zweite Eingangslager 4 entlang der Zentralachse 1a der Wellgetriebeeinheit 1 ausgerichtet. Daher wird der Aufwand für das Positionieren entlang der Zentralachse 1a überflüssig, wenn eine Motorwelle (nicht gezeigt) mit der Eingangswelle 2 verbunden wird, und der Vorgang des Anbringens der Motorwelle ist einfach.
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Der Wellgetriebemechanismus 7 umfasst einen Wellgenerator 11, der integral mit der Eingangswelle 2 rotiert, ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad 12, das durch den Wellgenerator 11 in eine nicht kreisförmige Form verformt wird, und ein steifes, innen verzahntes Zahnrad 13, das teilweise in das flexible, außen verzahnte Zahnrad 12 eingreift.
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Der Wellgenerator 11 weist einen elliptisch konturierten verdickten Bereich 1la, der integral mit der Eingangswelle 2 ausgebildet ist, und ein Welllager 11b auf, das an der elliptischen äußeren Umfangsfläche des verdickten Bereichs 11a angebracht ist. Das Welllager 11b hat einen inneren und einen äußeren Ring, die in der Lage sind, sich in radialer Richtung zu biegen und die durch den verdickten Bereich 11a in eine elliptische Form gebogen werden.
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Das flexible, außen verzahnte Zahnrad 12 hat die Form eines Zylinderhuts und umfasst einen zylindrischen Trommelbereich 12a, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu biegen, eine ringförmige Membran 12b, die sich auf der Seite, die der ersten Einheitsstirnplatte 5 zugewandt ist, vom Ende des zylindrischen Trommelbereichs 12a in radialer Richtung nach außen erstreckt; eine ringförmige steife Nabe 12c, die als Fortsetzung des äußeren Umfangrandes die Membran 12b ausgebildet ist; und eine Außenverzahnung 12d, die im äußeren Umfangsflächenbereich des zylindrischen Trommelbereichs 12a auf der Seite ausgebildet ist, die der zweiten Einheitsstirnplatte 6 zugewandt ist. Der Bereich des zylindrischen Trommelbereichs 12a, in dem die Außenverzahnung 12d ausgebildet ist, wird durch den Wellgenerator 11 in eine elliptische Form gebogen. Das steife, innen verzahnte Zahnrad 13 ist integral mit der zweiten Einheitsstirnplatte 6 ausgebildet, wie es im Folgenden beschrieben wird.
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Das Kreuzrollenlager 8 ist ein einem Zustand angeordnet, in dem es den zylindrischen Trommelbereich 12a des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 12 umschließt. Sein äußerer Ring 8a ist durch mehrere Bolzen 9a fest mit der ersten Einheitsstirnplatte 5 verbunden, wobei die steife Nabe 12c dazwischen angeordnet ist. Sein innerer Ring 8b ist durch mehrere Bolzen 9b fest mit dem Bereich der zweiten Einheitsstirnplatte 6 verbunden, in dem das steife, innen verzahnte Zahnrad 13 ausgebildet ist. Das flexible, außen verzahnte Zahnrad 12, das an der ersten Einheitsstirnplatte 5 befestigt ist und das steife, innen verzahnte Zahnrad 13, das an der zweiten Einheitsstirnplatte 6 befestigt ist, werden so durch das Kreuzrollenlager 8 in die Lage versetzt, gegeneinander zu rotieren.
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Wenn die Eingangswelle 2, die mit der (nicht gezeigten) Motorwelle verbunden ist, rotiert, rotiert der integrierte Wellgenerator 11. Die Eingriffspositionen des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 12 und des steifen, innen verzahnten Zahnrades 13 bewegen sich dadurch in Umfangsrichtung und es tritt eine relative Rotation zwischen den beiden Zahnrädern 12 und 13 auf, wobei die Rotation der Differenz der Anzahl der Zähne zwischen den beiden Zahnrädern entspricht. Wenn das steife, innen verzahnte Zahnrad 13 (die zweite Einheitsstirnplatte 6) festgehalten wird, wird von dem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad 12 (der ersten Einheitsstirnplatte 5) eine Rotation mit reduzierter Drehzahl ausgegeben. Umgekehrt wird, wenn das flexible, außen verzahnte Zahnrad 12 (die erste Einheitsstirnplatte 5) festgehalten wird, von dem steifen, innen verzahnten Zahnrad 13 (der zweiten Einheitsstirnplatte 6) eine Rotation mit reduzierter Drehzahl ausgegeben.
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Der Aufbau verschiedener Komponenten
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Als Nächstes wird der Aufbau verschiedener Komponenten beschrieben. Zunächst ist die erste Einheitsstirnplatte 5 ein zusammengesetztes Element, in dem ein erstes Lagergehäuseelement 22 in ein erstes Einheitsstirnplatten-Hauptkörperelement 21 integriert ist. Das erste Lagergehäuseelement 22 ist ein zylindrisches Element, und das erste Eingangslager 3 ist konzentrisch auf dessen Innenseite angebracht. Das erste Einheitsstirnplatten-Hauptkörperelement 21 ist eine scheibenförmige Platte, in deren Zentrum eine Wellenöffnung 21a ausgebildet ist, durch die ein Wellenendbereich 2a der Eingangswelle 2 in einem rotierbaren Zustand geführt ist. Der Raum zwischen der inneren Umfangsfläche der Wellenöffnung 21a und der äußeren Umfangsfläche des Wellenendbereichs 2a ist durch eine Öldichtung 23 abgedichtet.
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Am äußeren Umfangsrand des ersten Einheitsstirnplatten-Hauptkörperelements 21 ist ein äußerer Umfangsflansch 21b ausgebildet, der in zylindrischer Form in Richtung der zweiten Einheitsstirnplatte 6 hervorsteht. Auf der Fläche auf der Innenseite des ersten Einheitsstirnplatten-Hauptkörperelements 21 ist ein innerer Umfangsflansch 21c ausgebildet, der in einer zylindrischen Form in Richtung der zweiten Einheitsstirnplatte 6 in einem Zustand hervorsteht, in dem er den inneren Umfangsrand der Wellenöffnung 21a umschließt. Das zylindrische erste Lagergehäuseelement 22 ist in die innere Umfangsfläche des inneren Umfangsflansches 21c integriert. Das erste Eingangslager 3 ist zwischen dem ersten Lagergehäuseelement 22 und der äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle 2 montiert.
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Das erste Lagergehäuseelement 22 ist ein Element, das aus einem eisenbasierten Material ausgebildet ist, und das erste Einheitsstirnplatten-Hauptkörperelement 21 ist ein Element, das aus einem leichtgewichtigen Material, z. B. einer Aluminium-Legierung, gemacht ist, das leichter als das eisenbasierte Material ist. Im vorliegenden Beispiel ist die erste Einheitsstirnplatte 5 ein zusammengesetztes Element, in dem das erste Lagergehäuseelement 22 integral ausgebildet ist, indem es mit dem ersten Einheitsstirnplatten-Hauptkörperelement 21, das aus einer Aluminium-Legierung druckgegossen ist, vergossen und von diesem umschlossen ist.
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Als Nächstes sind die zweite Einheitsstirnplatte 6 und das steife, innen verzahnte Zahnrad 13 aus einem einzigen, zusammengesetzten Element 24 ausgebildet. Das zusammengesetzte Element 24 ist eine Komponente, in der ein zweites Element 26, das aus einem eisenbasierten Material gemacht ist, in ein erstes Element 25, das aus einem Leichtgewichtmaterial, z. B. einer Aluminium-Legierung, das leichter als das eisenbasierte Material ist, gemacht ist, integriert ist. Im zusammengesetzten Element 24 des vorliegenden Beispiels ist das zweite Element 26, das aus einem eisenbasierten Material gemacht ist, integral ausgebildet, indem es in das erste Element 25, das aus einer Aluminium-Legierung druckgegossen ist, eingegossen und von diesem umschlossen ist.
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Das erste Element 25 weist einen Stirnplatten-Hauptkörperbereich 25a der zweiten Einheitsstirnplatte 6, einen ringförmigen Zahnrad-Hauptkörperbereich 25b des steifen, innen verzahnten Zahnrades 13 und einen Verbindungsbereich 25c auf, der diese Bereiche 25a, 25b miteinander verbindet. Das zweite Element 26 weist einen zweiten Lagergehäusebereich 26a, an dem das zweite Eingangslager 4 in der zweiten Einheitsstirnplatte 6 montiert ist, einen Zahnausbildungsbereich 26b, in dem die Innenverzahnung des steifen, innen verzahnten Zahnrades 13 ausgebildet ist, und einen Verbindungsbereich 26c, der diese Bereiche 26a, 26b miteinander verbindet, auf.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Stirnplatten-Hauptkörperbereich 25a des ersten Elements 25 eine ringförmige Form mit einer Wellenöffnung 25d, und ein Wellenendbereich 2b der Eingangswelle 2 ist in einem rotierbaren Zustand durch die Wellenöffnung 25d geführt. Die innere Umfangsfläche der Wellenöffnung 25d und die äußere Umfangsfläche des Wellenendbereichs 2b sind gemeinsam durch eine Öldichtung 27 abgedichtet. Der Verbindungsbereich 25c des ersten Elements 25 weist einen ringförmigen Bereich 25e, der in zylindrischer Form vom äußeren Umfangsrandbereich der ringförmigen Stirnfläche, die im Stirnplatten-Hauptkörperbereich 25a in der Nähe der zweiten Einheitsstirnplatte 6 ist, in Richtung der ersten Einheitsstirnplatte 5 hervorsteht, und einen ringförmigen Bereich 25f auf, der sich vom Ende des ringförmigen Bereichs 25e in radialer Richtung nach außen erstreckt. Der äußere Umfangsrand des ringförmigen Bereichs 25f ist mit dem Ende des Innenumfangsbereichs des Getriebe-Hauptkörperbereichs 25b verbunden.
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Das zweite Element 26 hat eine verzahnte äußere Umfangsflächenform, die der verzahnten inneren Umfangsfläche des ersten Elements 25 entspricht. Der ringförmige zweite Lagergehäusebereich 26a ist in die innere Umfangsfläche des ringförmigen Bereichs 25e des ersten Elements 25 integriert, der Verzahnungsausbildungsbereich 26b ist in die innere Umfangsfläche des Getriebe-Hauptkörperbereichs 25b des ersten Elements 25 integriert, und der ringförmige Verbindungsbereich 26c ist in die Seitenfläche des ringförmigen Bereichs 25f des ersten Elements 25 integriert.
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Auf der äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle 2 ist an einer Stelle in der Nähe des Wellenendbereichs 2b eine innere Ringbefestigungsfläche 2c ausgebildet, an der der innere Ring des zweiten Eingangslagers 4 angebracht ist. Eine ringförmige, gestufte Fläche 2d ist als innerer Ringstopper am ersten Ende der inneren Ringbefestigungsfläche 2c auf der Seite, die der ersten Einheitsstirnplatte 5 zugewandt ist, ausgebildet. Eine innenseitige ringförmige Stirnfläche 25g des Stirnplatten-Hauptkörperbereichs 25a der zweiten Einheitsstirnplatte 6 wirkt als ein äußerer Ringstopper des zweiten Eingangslagers 4.
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Genauso ist auf der äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle 2 an einer Stelle in der Nähe des Wellenendbereichs 2a eine innere Ringbefestigungsfläche 2e ausgebildet, an der der innere Ring des ersten Eingangslagers 3 angebracht ist. Eine ringförmige, gestufte Fläche 2f ist als innerer Ringstopper am Ende der inneren Ringbefestigungsfläche 2e auf der Seite, die der zweiten Einheitsstirnplatte 6 zugewandt ist, ausgebildet. Ein innenseitiger ringförmiger Stirnflächenbereich 21d, der sich innerhalb des inneren Umfangsflansches 21c der ersten Einheitsstirnplatte 5 befindet, wirkt als äußerer Ringstopper. Im vorliegenden Beispiel ist zwischen dem inneren Endflächenbereich 21d und dem ersten Eingangslager 3 eine Nockenplatte 29 eingepasst. Die Position entlang der Zentralachse 1a der Eingangswelle 2, die durch das Eingangslagerpaar 3, 4 abgestützt wird, wird durch die Nockenplatte 29 eingestellt.
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Erste Abwandlung
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Weiter können die äußeren Ringstopperbereiche des ersten Eingangslagers 3 und des zweiten Eingangslagers 4 im ersten Lagergehäuseelement 22 und im zweiten Lagergehäusebereich 26 ausgebildet sein, die aus seinem sehr starken, eisenbasierten Material ausgebildet sind.
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3 ist eine schematische Längsschnittansicht, die eine erste Abwandlung der Wellgetriebeeinheit 1 zeigt. Der grundlegende Aufbau der Wellgetriebeeinheit 1A, die in der 3 gezeigt ist, ist der gleiche, wie der der Wellgetriebeeinheit 1. Daher sind entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben.
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Ein äußerer Ringstopperbereich 22a des ersten Eingangslagers 3 ist integral im ersten Lagergehäuseelement 22 der Wellgetriebeeinheit 1A ausgebildet, wie in dieser Zeichnung gezeigt. Auch ein äußerer Ringstopperbereich 26d des zweiten Eingangslagers 4 ist integral in dem zweiten Lagergehäusebereich 26a ausgebildet.
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Zweite Abwandlung
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Als Nächstes bilden in der zuvor beschriebenen Wellgetriebeeinheit 1 die zweite Einheitsstirnplatte 6 und das steife, innen verzahnte Zahnrad 13 ein einziges zusammengesetztes Element 24. Alternativ können die zweite Einheitsstirnplatte 6 und das steife, innen verzahnte Zahnrad 13 aus separaten zusammengesetzten Elementen ausgebildet sein.
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4 ist eine schematische Längsschnittansicht, die eine zweite Abwandlung der Wellgetriebeeinheit 1 zeigt. Der Basisaufbau der in der 4 gezeigten Wellgetriebeeinheit 1B ist der gleiche, wie der der Wellgetriebeeinheit 1. Daher sind die entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben. In der Wellgetriebeeinheit 1B, die in dieser Zeichnung gezeigt ist, ist die zweite Einheitsstirnplatte 6A ein zusammengesetztes Element, in das ein Stirnplatten-Hauptkörperelement 31 und ein ringförmiges zweites Lagergehäuseelements 32, an dem das zweite Eingangslager 4 angebracht ist, integriert sind. Das zweite Lagergehäuseelement 32 besteht aus einem eisenbasierten Material und das Stirnplatten-Hauptkörperelement 31 besteht aus einem leichtgewichtigen Material, das leichter als das eisenbasierte Material ist. Z. B. ist das zweite Lagergehäuseelement 32 integral ausgebildet, indem es in das Stirnplatten-Hauptkörperelements 31, das aus einer Aluminium-Legierung druckgegossen ist, eingegossen und von diesem umschlossen ist.
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Genauso ist ein steifes, innen verzahntes Zahnrad 13A ein zusammengesetztes Element, in dem ein ringförmiger Zahnrad-Hauptkörperbereich 33 und ein Verzahnungsausbildungsbereich 34, auf dessen innerer Umfangsfläche die Innenverzahnung ausgebildet ist, integriert sind. Der Zahnausbildungsbereich 34 besteht aus einem eisenbasierten Material, und der Zahnrad-Hauptkörperbereich 33 besteht aus einem leichtgewichtigen Material, das leichter als das eisenbasierte Material ist. Z. B. ist der Verzahnungsausbildungsbereich integral ausgebildet, indem er in den Zahnrad-Hauptkörperbereich 33, der aus einer Aluminium-Legierung druckgegossen ist, eingegossen und von diesem umschlossen ist.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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5 ist eine schematische Querschnittansicht, die eine Wellgetriebeeinheit 1C mit Eingangslagern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, in der die vorliegende Erfindung benutzt wird. Die 6(a), (b) und (c) sind jeweils eine Frontansicht, eine Seitenansicht und eine Rückansicht der Wellgetriebeeinheit mit Eingangslagern.
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Eine Wellgetriebeeinheit 1C mit Eingangslagern hat eine hohle Eingangswelle 51, eine erste Einheitsstirnplatte 54 zum rotierbaren Abstützen eines ersten Wellenendes 51a der ersten Eingangswelle 51 durch ein erstes Eingangslager 53, und eine zweite Einheitsstirnplatte 56 zum rotierbaren Abstützen eines anderen Wellenendes 51b der Eingangswelle 51 durch ein zweites Eingangslager 55. Zwischen der ersten Einheitsstirnplatte 54 und der zweiten Einheitsstirnplatte 56 ist ein Wellgetriebemechanismus 57 angeordnet.
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Der Wellgetriebemechanismus 57 umfasst einen Wellgenerator 61, der integral mit der Eingangswelle 51 rotiert; ein flexibles, außen verzahntes Zahnrad 62, das durch den Wellgenerator 61 in eine elliptische Form verformt wird; und ein steifes, innen verzahntes Zahnrad 63, das teilweise im Eingriff mit dem flexiblen, außen verzahnten Zahnrad 62 steht. Der Raum zwischen der Eingangswelle 51 und der ersten Einheitsstirnplatte 54 ist durch eine Öldichtung 64 abgedichtet und der Raum zwischen der Eingangswelle 51 und der zweiten Einheitsstirnplatte 56 ist durch eine Öldichtung 65 abgedichtet.
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Die erste Einheitsstirnplatte 54 ist aus einem zusammengesetzten Element ausgebildet, indem ein ringförmiges erstes Lagergehäuseelement 54b, dass das erste Eingangslager 53 abstützt, in ein erstes Stirnplatten-Hauptkörperelement 54a integriert ist. Genauso ist die zweite Einheitsstirnplatte 56 aus einem zusammengesetzten Element aufgebaut, in dem ein ringförmiges zweites Lagergehäuseelement 56b, welches das zweite Eingangslager 54 abstützt, in ein zweites Stirnplatten-Hauptkörperelement 56a integriert ist. Das erste Lagergehäuseelement 54b und das zweite Lagergehäuseelement 56b sind aus einem eisenbasierten Material gemacht, und das erste Stirnplatten-Hauptkörperelement 54a und das zweite Stirnplatten-Hauptkörperelement 56a sind aus einem leichtgewichtigen Material gemacht, das leichter als das eisenbasierte Material ist.
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Das erste Lagergehäuseelement 54b ist integral in der ersten Einheitsstirnplatte 54 ausgebildet, indem es in das erste Stirnplatten-Hauptkörperelement 54a, das aus einer Aluminium-Legierung druckgegossen ist, eingegossen und von diesem umschlossen ist. Auf die gleiche Weise ist das zweite Lagergehäuseelement 56b integral in der zweiten Einheitsstirnplatte 56 ausgebildet, indem es in das zweite Stirnplatten-Hauptkörperelement 56a, das aus einer Aluminium-Legierung druckgegossen ist, eingegossen und von dieser umschlossen ist.
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Das flexible, außen verzahnte Zahnrad 62 des Wellgetriebemechanismus 57 hat die Form eines Zylinderhuts. Insbesondere hat das flexible, außen verzahnte Zahnrad 62 einen zylindrischen Trommelbereich 62a, der in der Lage ist, sich in radialer Richtung zu biegen; eine ringförmige Membran 62b, die sich auf der Seite, die der ersten Einheitsstirnplatte 54 zugewandt ist, vom Ende des zylindrischen Trommelbereichs 62a in radialer Richtung nach außen erstreckt; eine ringförmige, steife Nabe 62c, die als Fortsetzung des äußeren Umfangsrandes der Membran 62b ausgebildet ist; und eine Außenverzahnung 62d, die auf dem äußeren Umfangsflächenbereich des zylindrischen Trommelbereichs 62a auf der Seite, die der zweiten Einheitsstirnplatte 56 zugewandt ist, ausgebildet ist.
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Das flexible, außen verzahnte Zahnrad 62 und das steife, innen verzahnte Zahnrad 63 des Wellgetriebemechanismus 57 sind so abgestützt, dass sie über ein Kreuzrollenlager 58 („Einheitslager”) relativ zueinander rotieren können. Ein äußerer Ring 58a des Kreuzrollenlagers 58 ist durch mehrere Bolzen 59a an der ersten Einheitsstirnplatte 54 angebracht und befestigt, wobei die feste Nabe 62c des flexiblen, außen verzahnten Zahnrades 62 dazwischen angeordnet ist. Ein innerer Ring 58b des Kreuzrollenlagers 58 ist integral in dem steifen, innen verzahnten Zahnrad 63 ausgebildet. Insbesondere sind der innere Ring 58b und das steife, innen verzahnte Zahnrad 63 aus einem einzigen ringförmigen Element 60 ausgebildet. Auf der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Elements 60 ist eine innere Trajektorienfläche 60a ausgebildet, und auf seiner inneren Umfangsfläche ist eine Innenverzahnung 60b ausgebildet. Das ringförmige Element 60 ist durch mehrerer Bolzen 59 an der zweiten Einheitsstirnplatte 56 angebracht und daran befestigt.
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In dem ersten Lagergehäuseelement 54b ist ein erster äußerer Ringstoppbereich 54c ausgebildet. Der erste äußere Ringstoppbereich 54c liegt auf der Seite, die der zweiten Einheitsstirnplatte 56 zugewandt ist, der ersten ringförmigen Stirnfläche des äußeren Ringes des ersten Eingangslagers 53 gegenüber. Genauso ist auch im zweiten Lagergehäuseelement 56b ein zweiter äußerer Ringstoppbereich 56c ausgebildet. Der äußere Ringstoppbereich 56c liegt auf der Seite, die der ersten Einheitsstirnplatte 54 zugewandt ist, der ringförmigen Stirnfläche des äußeren Ringes des zweiten Eingangslagers 55 gegenüber.
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Eine innere Ringbefestigungsfläche 51c, an der der innere Ring des zweiten Eingangslagers 55 angebracht ist, ist am Wellenende 51b auf der äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle S1 ausgebildet. Eine ringförmige, unebene Fläche 51d ist als innerer Ringstopper in der Nähe der ersten Einheitsstirnplatte 54 am Ende der inneren Ringbefestigungsfläche 51c ausgebildet. Eine innere Ringbefestigungsfläche 51e, an der der innere Ring des ersten Eingangslagers 53 angebracht ist, ist auf der äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle S1 am anderen Wellenende 51a ausgebildet. Eine ringförmige, unebene Fläche 51f ist als innerer Ringstopper am Ende der inneren Ringbefestigungsfläche 51e auf der Seite ausgebildet, die der zweiten Einheitsstirnplatte 56 zugewandt ist. Eine Nockenplatte 66 ist innerhalb der ersten Einheitsstirnplatte 54 im ersten äußeren Ringstoppbereich 54c zwischen dem ersten Eingangslager 53 und einem ringförmigen inneren Stirnflächenbereich 54g montiert. Durch die Nockenplatte 66 werden die Positionen entlang der Zentralachse 50 der Eingangswelle 2 eingestellt, die von dem Paar Eingangslager 53, 55 abgestützt werden.
