用于应力波传动机构的轴式发电机的制作方法

本发明涉及一种用于应力波传动机构的轴式发电机，该轴式发电机在主要区段中具有用于径向柔性的滚动轴承的轴承座。

本发明还涉及一种应力波传动机构和一种用于制造应力波传动机构的方法。

背景技术：

应力波传动机构大多具有刚性的、横截面为圆形的、内部啮合的齿轮和柔性的外部啮合的齿轮，该外部啮合的齿轮设置在被刚性的内部啮合的齿轮包围的空间腔中。在外部啮合的齿轮中可旋转地设置着大多椭圆形的轴式发电机，该轴式发电机的外周具有用于径向柔性的滚动轴承的轴承座。通过径向柔性的滚动轴承，轴式发电机与径向柔性的外部啮合的齿轮接触。径向柔性的滚动轴承使得轴式发电机能够相对于径向柔性的外部啮合的齿轮旋转。轴式发电机使得滚动轴承和径向柔性的外部啮合的齿轮弯曲成椭圆形状，以使得内部啮合的齿轮的齿部和柔性的外部啮合的齿轮的齿部在椭圆-主轴的任一端都相互啮合。

相比于刚性的内部啮合的齿轮，径向柔性的外部啮合的齿轮具有较少数量的齿。当轴式发电机旋转时，外部啮合的齿轮的外侧在内部啮合的刚性的齿轮的内侧上滚动，其中，柔性的外部啮合的齿轮的齿在相对侧与刚性的内部啮合的齿轮的齿旋转地啮合或脱离啮合。由于齿数有差别，当轴式发电机旋转时，径向柔性的外部啮合的齿轮相对于刚性的内部啮合的齿轮出现相对旋转。轴式发电机并非一定要构造成椭圆形。确切地说，任何不同于圆形的形状都是可行的，其结果是实现柔性的外部啮合的齿轮的齿部与内部啮合的齿轮的齿部的所述啮合。也可行的是，按以下方式来设计轴式发电机：使得径向柔性的外部啮合的齿轮的齿部在三个或更多位置处与内部啮合的齿轮的齿部啮合。

在制造应力波传动机构时，难点在于，把径向柔性的滚动轴承安置到轴式发电机的轴承座上。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提出一种用于应力波传动机构的轴式发电机，该轴式发电机能实现快速地且高效地安装径向柔性的滚动轴承。

该目的通过一种轴式发电机得以实现，其特征在于，该轴式发电机具有在轴向上与主要区段连接的且在远离主要区段的方向上逐渐变窄的锥形区段。

按照本发明的方式认识到，在把径向柔性的滚动轴承安装到轴式发电机上时的主要问题在于，该滚动轴承在其制造之后在横截面上具有圆形的形状，而轴式发电机的轴承座在横截面上具有不同于圆形的形状。与主要区段连接的锥形区段能实现把滚动轴承首先轴向地套到锥形区段上，特别是该滚动轴承不会径向变形。然后，滚动轴承可以沿着轴向被推动到与锥形区段连接的主要区段的轴承座上，其中，滚动轴承自动地在径向上呈现所需要的形状。锥形区段的侧面在推动时用作引导面。

优选地，主要区段至少在包括轴承座的部分区域中被构造成笔直的柱体，该柱体具有不同于圆盘的基本形状，例如卵形或椭圆形的基本形状。对于笔直的柱体而言，侧面始终都垂直于底面，这有利于使侧面能够提供轴承座。

与主要区段连接的锥形区段可以构造成锥体或截锥体。锥形区段尤其可以构造成笔直的锥体或笔直的截锥体。由此避免在轴式发电机旋转时发生失衡。笔直的椭圆锥体例如是一种带有椭圆形底面的锥体，其中，垂直地穿过椭圆中心延伸的直线也穿过锥体尖端。这种笔直的椭圆锥体的不包括锥体尖端的区段是笔直的椭圆截锥体。

锥形区段的面向主要区段的底面优选具有与主要区段的底面相同、特别是与主要区段的包括轴承座的部分区域的底面相同的形状和/或大小。此外有利的是，锥形区段的面向主要区段的底面与主要区段的底面平行地和/或与主要区段的包括轴承座的部分区域的底面平行地布置。

在一种更特别有利的设计中，锥形区段构造成截锥体，其中，锥形区段的背离主要区段的底面的外周是圆形的。这种设计具有非常特殊的优点：在其制造后，通常圆形的滚动轴承可以简单地套到锥形区段的自由端上。背离主要面的底面的周长优选明显小于轴承座的周长，进而小于待推动的滚动轴承的内环的内周长，从而滚动轴承能简单地套到截锥体的自由端上，而该滚动轴承不必变宽或变形。

替代地也可行的是，锥形区段构造成截锥体，其中，锥形区段的背离主要区段的底面的外周具有不同于圆形的形状。在此可以特别规定，截锥体的背离主要区段的底面的外周具有与主要区段的底面的外周相同的和/或与主要区段的包括轴承座的部分区域的底面的外周相同的形状。

然而，截锥体的背离主要区段的底面优选小于包括轴承座的主要区段的底面，由此，在其制造后首先圆形的径向柔性的滚动轴承能够套到截锥的自由端上，而该滚动轴承不必变宽或变形。截锥体的自由端的最大的径向直径优选小于待推动的径向柔性的滚动轴承的内环的内直径。

锥形区段的背离主要区段的底面的外周可以构造成卵形，特别是椭圆形。

在本申请的范围内，特别是在椭圆形地构造的设计中，椭圆的独特的半径(最大半径和最小半径)称为大半轴和小半轴，其中，利用这些术语以类似的方式来表示轴式发电机的设计中的最大半径或最小半径，该轴式发电机虽然构造成卵形，但并非是椭圆形。用“最大直径的方向”来表示与椭圆形地或卵形地构造的设计中的最大直径平行地延伸的方向。用“最小直径的方向”来表示与椭圆形地或卵形地构造的设计中的最小直径平行地延伸的方向。

在一种更特别有利的设计中，主要区段的侧面连续地过渡至锥形区段的侧面。通过这种方式来保证把滚动轴承可靠且稳妥地推动到主要区段的轴承座上。为此还可以—替代地或附加地—有利地规定，主要区段的面向锥形区段的底面和锥形区段的面向主要区段的底面相互叠合地对准和/或具有相同的旋转方向。特别有利的是，主要区段的面向锥形区段的底面的大半轴和锥形区段的面向主要区段的底面的大半轴相互平行地对准，和/或，主要区段的面向锥形区段的底面的小半轴和锥形区段的面向主要区段的底面的小半轴相互平行地对准。

替代地或附加地也可以规定，主要区段的面向锥形区段的底面的最大直径的方向和锥形区段的面向主要区段的底面的最大直径的方向相互平行地对准，和/或，主要区段的面向锥形区段的底面的最小直径的方向和锥形区段的面向主要区段的底面的最小直径的方向相互平行地对准。

在一种特殊的设计中，主要区段具有在轴向上限定轴承座的轴向止挡。该轴向止挡例如可以构造成环绕的止挡环。轴向止挡尤其可以与轴式发电机的其余部分和/或与主要区段的其余部分共同地一体地由同一件半成品制得。

轴向止挡可以有利地在横截面上具有圆形的外轮廓。但替代地也可行的是，轴向止挡在横截面上具有不同于圆形的外轮廓。这种设计具有还要在下面详述的优点：该轴向止挡可以用来转动正确地设置用于锥形区段的保持部件。轴向止挡的横截面的外轮廓尤其可以具有与轴承座横截面的外轮廓相同的形状，但特别是具有另一种大小。也可行的是，轴向止挡的横截面的外轮廓具有与锥形区段的底面的外轮廓相同的形状。轴向止挡的横截面的外轮廓尤其可以构造成卵形，更特别地构造成椭圆形。

轴向止挡特别是用于限制滚动轴承被推动到轴承座上的行程。尤其可以有利地规定，一旦滚动轴承、特别是滚动轴承的内环已到达轴向止挡，径向柔性的滚动轴承推动到轴承座上的过程就结束了。

在一种特殊的设计中，轴式发电机具有与轴承座邻接的、用于固定环的环绕的槽。这种设计具有特殊的优点：在轴向地沿着推动方向进行的把滚动轴承推动到轴承座上之后，在滚动轴承的背离轴向止挡的一侧，可以安置固定环，例如带槽的弹簧圈，作为另一轴向止挡，其防止径向柔性的滚动轴承特别是在作为应力波传动机构的一部分的轴式发电机的后续工作中与推动方向相逆地移动。

在一种特别耐用的设计中，主要区段和锥形区段共同地一体地由同一块半成品制成。特别是在这种设计中，锥形区段在应力波传动机构的后续工作中作为轴式发电机的一部分保留在应力波传动机构内，并且根据自主的独立的发明构思，可以在那里承担至少一项其它的功能。特别是在这种设计中，锥形区段可以具有用于固定环的槽。替代地或附加地也可行的是，在推动滚动轴承之后锥形区段用作滚动轴承的密封件的承载体，或者承载其它构件的定位环。替代地或附加地也可行的是，锥形区段具有用于dmc-标记码的面和/或用于第三部件的联接面。

本发明的轴式发电机替代地也可以多组件式地构造，其中，特别是至少一部分可以由主要区段构成，另一部分由锥形区段构成。

轴式发电机的多个部分，特别是主要区段和锥形区段，能够不可分离地尤其是材料配合地相互连接。

替代地，这些部分，特别是主要区段和锥形区段，也能够可分离地相互连接，这具有如下优点：特别是在把一个或多个径向柔性的滚动轴承推动到轴承座上之后，能够再次去除锥形区段。这例如能够采用与另一主要区段连接的锥形区段来把径向柔性的滚动轴承推动到该另一主要区段上。

但重要的是要保证锥形区段始终都转动正确地与主要区段连接，以便可以实现高效地且无干扰地推动径向柔性的滚动轴承。特别是为此可以例如规定，主要区段具有插塞部件，锥形区段具有对应插塞部件，其中，该插塞部件和该对应插塞部件形状互补地构造。

尤其是插塞部件和对应插塞部件可以经过有利地构造，使得在建立插塞式连接之后主要区段相对于锥形区段自动地对准，从而主要区段的面向锥形区段的底面和锥形区段的面向主要区段的底面相互叠合地对准，和/或具有相同的转动方向，和/或相互平行地对准。

特别是可以有利地规定，插塞部件和对应插塞部件经过构造，使得在建立插塞式连接之后主要区段相对于锥形区段自动地对准，从而主要区段的面向锥形区段的底面的大半轴和锥形区段的面向主要区段的底面的大半轴相互平行地对准，和/或，主要区段的面向锥形区段的底面的小半轴和锥形区段的面向主要区段的底面的小半轴相互平行地对准。

替代地或附加地也可以规定，插塞部件和对应插塞部件经过构造，使得在建立插塞式连接之后主要区段相对于锥形区段自动地对准，从而主要区段的面向锥形区段的底面的最大直径的方向和锥形区段的面向主要区段的底面的最大直径的方向相互平行地对准，和/或，主要区段的面向锥形区段的底面的最小直径的方向和锥形区段的面向主要区段的底面的最小直径的方向相互平行地对准。

在一种特殊的设计中，插塞部件设置在主要区段的面向锥形区段的底面上。也可行的是，对应插塞部件设置在锥形区段的面向主要区段的底面上。

在一种特别有利的设计中，插塞部件和/或对应插塞部件在横截面上具有不同于圆形的外轮廓。特别是可以有利地规定，插塞部件和/或对应插塞部件在横截面上构造成卵形，特别是椭圆形。这种设计能有利地实现快速地且高效地在主要区段和锥形区段之间建立插塞式连接。在此尤其可以有利地附加地规定，插塞部件和对应插塞部件圆锥形地构造，以便在插塞到一起时实现径向的自定中心。

也可行的是，插塞部件和/或对应插塞部件在横截面上具有不同于主要区段的外轮廓。替代地也可行的是，插塞部件和/或对应插塞部件在横截面上具有与主要区段相同的外轮廓，但最大直径的方向是不同的，和/或，插塞部件和/或对应插塞部件在横截面上具有与主要区段相同的外轮廓，但最小直径的方向是不同的。

在一种更特别有利的设计中，插塞部件由主要区段的背离锥形区段的底面的外轮廓构成，和/或由轴向止挡构成。特别是在这种设计中，保持部件可以具有对应插塞部件，该保持部件特别是仅在一定的转动方向上可连接或被连接到锥形区段。保持部件特别是可以暂时地与锥形区段连接(且就此而言构造成能够与锥形区段连接)，直到滚动轴承被推动到轴承座上。

特别是在把轴式发电机构造成空心轴或空心轮的设计中，这种保持部件可以设置在主要区段的背离锥形区段的那一侧，并且穿过主要区段与锥形区段连接，以便至少暂时地、转动正确地将锥形区段固定至主要区段。

可以更普遍地有利地规定，主要区段被夹紧在保持部件与锥形区段之间，以便至少暂时地将锥形区段固定至主要区段。在此可以规定，存在一些手段，其能实现锥形区段的转动正确的对准，特别是通过保持部件的转动正确的对准来实现。就此而言可以有利地规定，主要区段、保持部件和锥形区段经过构造，使得主要区段能够被夹紧在保持部件与锥形区段之间，即可夹紧。

特别有利的是，一种应力波传动机构包括本发明的轴式发电机，或者至少包括本发明的轴式发电机的主要区段，利用锥形区段的侧面作为引导面将径向柔性的滚动轴承压紧到该轴式发电机的轴承座上。在此尤其可以规定，锥形区段被去除，并且主要区段在无锥形区段的情况下安装在应力波传动机构中。然而，安装在应力波传动机构中的主要区段可以有利地仍然具有插塞部件，该插塞部件在压紧滚动轴承时与锥形区段的对应插塞部件或者与保持部件的对应插塞部件作用连接，用于暂时地固定锥形区段。

特别是可以有利地规定，应力波传动机构具有至少一个按上述方式压紧到轴承座上的滚动轴承。尤其也可以有利地规定，通过锥形区段—同时地或者顺序地—把两个或更多的滚动轴承压紧到轴承座上。

特别是可以有利地规定，轴式发电机的锥形区段和可选地用于暂时地将锥形区段固定至主要区段的其它构件，在滚动轴承被推动到轴承座上之后被去除，轴式发电机在没有锥形区段且没有可选地存在的其它构件的情况下安装在待制造的应力波传动机构中。

待压紧的滚动轴承尤其可以构造成带有内环和外环的球轴承。该内环可以经过有利的尺寸设计，使得它在被推动到轴承座上之后沿切向方向仅仅通过摩擦配合予以保持。就此而言可以有利地规定，滚动轴承的内环的内周对应于轴承座的外周。

附图说明

在附图中示范性地且示意性地示出了本发明的主题，其将在下面参照附图予以介绍，其中，相同的或相同作用的部件也在不同的实施例中大多标有相同的附图标记。在此：

图1～3以不同的视角示出了在推动一个径向柔性的滚动轴承时的不同阶段的本发明的轴式发电机的第一实施例；

图4～6以不同的视角示出了在推动一个径向柔性的滚动轴承时的不同阶段的本发明的轴式发电机的第二实施例；

图7～9以不同的视角示出了在推动两个径向柔性的滚动轴承时的不同阶段的本发明的轴式发电机的第三实施例；

图10～12以不同的视角示出了在推动两个径向柔性的滚动轴承时的不同阶段的本发明的轴式发电机的第四实施例；

图13～16以不同的视角示出了在推动一个径向柔性的滚动轴承之前、之时和之后的不同阶段的本发明的轴式发电机的第五实施例，其中，图13和16示出了没有逐渐变窄的锥形区段的实施例；和

图17～20以不同的视角示出了在推动一个径向柔性的滚动轴承之前、之时和之后的不同阶段的本发明的轴式发电机的第六实施例，其中，图17示出了没有逐渐变窄的锥形区段的实施例。

具体实施方式

图1～3以不同的视角示出了在推动一个径向柔性的滚动轴承2时的不同阶段的本发明的轴式发电机1的第一实施例。

图1在右面的视图中示出了轴式发电机1的沿着轴向剖切的横剖视图。该轴式发电机1在主要区段3中具有用于径向柔性的滚动轴承2的轴承座4。此外，轴式发电机1具有在轴向上与主要区段3连接的、且在远离主要区段3的方向上逐渐变窄的锥形区段5。轴式发电机1被构造成空心轴，因而具有沿轴向延伸的通孔6。

主要区段3在包括轴承座4的部分区域中被构造成笔直的柱体，该柱体具有不同于圆盘的基本形状，即具有椭圆形的基本形状。

锥形区段5具体地被构造成笔直的截锥体，其中，锥形区段的面向主要区段3的底面具有与主要区段3的在其中设有轴承座4的部分区域内的底面相同的椭圆形状和相同的大小。锥形区段5的背离主要区段3的底面的外周7在这个实施例中被构造成圆形。通孔6在横截面上也构造成圆形。

从锥形区段5的自由端，朝向锥形区段5的面向主要区段3的端部，锥形区段5的侧面8的外轮廓的横截面形状从圆形变为椭圆形。锥形区段5的侧面8连续地过渡至主要区段3的具有轴承座4的部分的侧面。

主要区段3具有在轴向上限定轴承座4的轴向止挡9。该轴向止挡9在该实施例中具有横截面为圆形的外轮廓10。

图2示出了本发明的轴式发电机1的第一实施例，其具有松动地套到锥形区段5的自由端上的、径向柔性的滚动轴承2，该滚动轴承例如可以构造成球轴承。径向柔性的滚动轴承2在该实施例中具有内环11和外环12。在内环11和外环12之间设置有轴承滚珠13。

在下一工步中，沿着锥形区段5的用作引导面的侧面8，把径向柔性的滚动轴承2推动到主要区段3上，即推动到主要区段3的具有轴承座4的部分上，直到径向柔性的滚动轴承2顶靠到轴向止挡9上。在这种情况下，径向柔性的滚动轴承2从最初的圆形变形为椭圆形。最后，已被推动的径向柔性的滚动轴承2摩擦配合地与轴式发电机1的主要区段3连接。这在图3中示出。

图1～3的右面的各图示出了沿轴向剖切的横剖视图，而图1～3的左面的各图示出了沿轴向推动方向的平面图。

图4～6以不同的视角示出了在推动一个径向柔性的滚动轴承2时的不同阶段的本发明的轴式发电机1的第二实施例。该设计与图1～3中所示的设计的区别在于，其具有与轴承座4邻接的用于(未示出的)固定环的环绕的槽14。在径向柔性的滚动轴承2被推动到轴承座4上之后，把固定环插入到槽中，该固定环例如为带槽的弹簧圈的形式。为此，固定环可以首先套到锥形区段5的自由端上，然后推动一定距离，直到它卡入槽14中。在此，锥形区段5的侧面8可以有利地用作引导面。固定环防止径向柔性的滚动轴承2特别是在后续工作时在应力波传动机构中与推动方向相逆地从轴承座4滑脱。

图7～9以不同的视角示出了在推动两个径向柔性的滚动轴承2时的不同阶段的本发明的轴式发电机的第三实施例。该实施例与图1～3中所示的实施例的区别在于轴向加宽的轴承座，其用于两个相互平行的径向柔性的滚动轴承2。

两个径向柔性的滚动轴承2例如可以同时被推动。为此，两个径向柔性的滚动轴承2首先套到锥形区段5的自由端上，然后共同地被推动到主要区段3上，直至到达轴向止挡9，其中锥形区段5的侧面8用作引导面。这种情况在图9中示出。

图10～12以不同的视角示出了在推动两个径向柔性的滚动轴承时的不同阶段的本发明的轴式发电机1的第四实施例，其中，该实施例与图7～9中所示的实施例的区别在于，在轴承座4与锥形区段5之间存在用于固定环的槽14。

在径向柔性的滚动轴承2推动到轴承座4上之后，可以把固定环插入到槽中，该固定环例如为带槽的弹簧圈的形式。为此，固定环可以首先套到锥形区段5的自由端上，然后被推动一定距离，直到它卡入槽14中。在此，锥形区段5的侧面8可以有利地用作引导面。固定环防止径向柔性的滚动轴承2特别是在后续工作时在应力波传动机构中与推动方向相逆地从轴承座4滑脱。

图13～16示出了在推动一个径向柔性的滚动轴承2之前、之时和之后的不同阶段的本发明的轴式发电机1的第五实施例。

图13示出了本发明的轴式发电机1的主要区段3。该主要区段3具有用于径向柔性的滚动轴承2的轴承座4，该轴承座在轴向上被轴向止挡9限定。此外，主要区段3具有沿轴向在轴承座4附近的用于(未示出的)固定环的环绕的槽14。

此外，主要区段3具有横截面为卵形的插塞部件15，该插塞部件被构造用来与锥形区段5的形状互补地构造的对应插塞部件16配合作用，该锥形区段仅在图14和15中示出。

图14示出了一种多部件式地构造的在插塞到一起的状态下的轴式发电机1。插塞部件15和对应插塞部件16经过构造，使得在建立插塞式连接之后主要区段3相对于锥形区段5自动地对准，从而主要区段3的面向锥形区段5的底面和锥形区段5的面向主要区段3的底面相互叠合地对准和布置。由此保证锥形区段5的侧面8连续地过渡至主要区段3的包括轴承座4的外周面。

图14还示出了待推动的径向柔性的滚动轴承2，其在该设计中也按上面已多次介绍过的形式首先套到锥形区段5的自由端上。然后，把径向柔性的滚动轴承2推动到主要区段3的轴承座4上，直至到达轴向止挡9。这种情况在图15中示出。在推动径向柔性的滚动轴承2之后，锥形区段5可以与主要区段3分离，这在图16中示出，或者按图15中所示的形式应用在应力波传动机构中。

图17～20示出了在推动一个径向柔性的滚动轴承之前、之时和之后的不同阶段的本发明的轴式发电机的第六实施例。

图17示出了一种多部件式的轴式发电机1的主要区段3，其中，锥形区段在图17中未示出。主要区段3具有轴承座4，在该轴承座上一面邻接着轴向止挡9，另一面邻接着用于固定环的槽14。主要区段3构造成带有轴向通孔6的空心轴。

主要区段3的具有轴承座4的部分在外侧在横截面上构造成椭圆形，这在图17的左边的视图中能看到。

在该实施例中，轴向止挡9在横截面上具有不同于圆形的外轮廓。具体地，在该实施例中，轴向止挡9的外轮廓10在横截面上构造成椭圆形，这同样在图17的左边的视图中能看到。

在该实施例中，轴向止挡9形成用于保持部件17(在图18～20中示出)的插塞部件15，该保持部件在其面向主要区段3的一侧具有对应插塞部件16，该对应插塞部件具有不同于圆形的内轮廓，且保证保持部件17转动正确地(drehrichtig)安装在主要区段3上。具体地，保持部件17与轴向止挡9的外侧形状互补地构造，从而保持部件17只能在两个相互等效的转动位置(由于椭圆对称)套到主要区段3上。对锥形区段5的固定按如下方式进行：把主要区段3设置在保持部件17与锥形区段5之间。为了使得锥形区段5与保持部件17连接，存在另一个插塞连接件18。该插塞连接件18相对于轴向的中轴线错开地布置，由此保证锥形区段5自动地相对于保持部件转动正确地布置，进而相对于主要区段3转动正确地布置。在该实施例中，锥形区段5的侧面8也连续地过渡至主要区段3的包括轴承座4的外周面。

对径向柔性的滚动轴承2的推动按上面已多次介绍的方式执行，使得径向柔性的滚动轴承2首先套到锥形区段5的自由端上，这在图19中示出。然后把径向柔性的滚动轴承2推动到主要区段3上，直至径向柔性的滚动轴承2到达轴向止挡9，这在图20中示出。随后就可以把保持部件17和锥形区段5去除，或者把轴式发电机按照图20中所示的形式应用在应力波传动机构中。

就像图13～16中所示的实施例一样，在该实施例中也只把设有径向柔性的滚动轴承2的主要区段3装入到应力波传动机构中，而用于推动径向柔性的滚动轴承2的锥形区段5可以再次应用于另一主要区段3。

附图标记清单

1轴式发电机

2径向柔性的滚动轴承

3主要区段

4轴承座

5锥形区段

6通孔

7外周

8侧面

9轴向止挡

10轴向止挡9的外轮廓

11内环

12外环

13轴承滚珠

14环绕的槽

15插塞部件

16对应插塞部件

17保持部件

18另一个插塞连接件。