谐波传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种谐波传动装置，其带一具有内齿部（12）的刚性单元（3）和一具有外齿部（4）的柔性单元（2），以及一产生交变磁场的磁场发生机构（8），其中和交变磁场共同作用的柔性单元（2）通过由磁场产生的磁力产生动态变形，通过该变形改变外齿部（4）与内齿部（12）的啮合，使刚性单元（3）和柔性单元（2）之间产生相对运动。其中磁场发生机构（8）设置在柱形柔性单元（2）的内部，柔性单元在运行时是旋转固定的，而刚性单元（3）则绕动态变形的柔性单元（2）旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种谐波传动装置，它具有一带内齿部的刚性单元和一带外齿部的柔性単元，以及产生交变磁场的磁场发生机构，其中与交变磁场共同作用的柔性单元通过由磁场所产生的磁力进行动态变形，通过该变形改变外齿部与内齿部的啮合，从而产生刚性単元和柔性单元之间的相对运动。
技术介绍
这种谐波传动装置，通常也称为“谐波齿轮传动装置”，目前主要用于要在低转速时传递大的扭矩的场合。ー个例子是车辆领域，例如在一个主动行驶机构(aktivenFahrwerk)中，其中可以通过这种谐波传动装置进行主动的调节运动。谐波传动装置通常包括一刚性单元即所谓的环形花键(Circular-Spline),它具 有内齿部。通常在这个刚性単元内设置ー柔性单元即所谓的柔性花键(Flex-Spline)，它具有与刚性单元的内齿部局部啮合的外齿部。外齿部的直径略小于内齿部，内齿部还具有比外齿部小的齿数。此外还设置一通常是椭圆形的盘或类似物，它起“谐波发生器”的作用，并设置在柔性单元亦即柔性花键中。这个盘与一外部马达/电机必要时通过一中间连接的传动机构连接。由马达引起的盘的旋转造成柔性花键的变形，它产生对应于盘形状的形状。由此改变两个齿部的啮合，其最終效果是造成柔性单元亦即柔性花键相对于不运动的刚性単元即环形花键变速/转换的旋转运动，通过变速/转换地旋转的柔性花键进行输出。因为使用谐波发生器，亦即椭圆盘，与前置传动机构和马达结合被看作成本太高，在DE10137230C1中推荐了开头所述类型的谐波传动装置，其中柔性花键亦即柔性单元的变形通过磁性元件与磁场的交替作用产生。为此设置一磁场发生机构，它包括多个可单独控制的线圈体连同对称于刚性単元分布的绕组。每个线圈产生一自己的磁场，各磁场与对称分布于柔性单元外侧的相应的永久磁铁组相互作用。代替永久磁铁元件也可以在柔性花键上设置软磁性元件，它们也可以导致由磁场引起的变形。如果产生一个磁场，那么由于磁的相互作用造成，柔性花键的与产生磁场的线圈相邻的永久磁铁组被吸向线圈，从而导致起先圆的柱形的柔性花键相对于刚性的不运动和不变形的环形花键的变形。现在通过各个线圈的相应控制可以产生一“迁移/移动”的磁场，使柔性花键产生一近似圆形的循环(umlaufend)变形，接着由于相应齿部的不同齿数使柔性花键产生一相对于刚性的运动的环形花键的相对运动。即使在由DE10137230C1中所知的谐波传动装置中取消谐波发生器和前置机构连同驱动装置，由于磁性元件沿径向看位于柔性単元外部，以及线圈设置在环形花键的径向更外侧，谐波传动装置在径向看结构相当大。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供ー种设计得结构更紧凑的谐波传动装置。为了实现这个目的按照本专利技术在开头所述类型的谐波传动装置中设想，磁场发生单元设置在运行时旋转固定的柱形柔性单元的内部，而刚性单元绕动态变形的柔性单元旋转。在按本专利技术的谐波传动装置中磁场发生単元，亦即多个线圈连同绕组，设置在空心柱形柔性单元的内部。与由磁场发生单元产生的磁场相互作用的金属元件也设置在柔性単元内部，即它们设置在柔性单元内側。也就是说所有使柔性单元产生变形和因此用来产生旋转运动的构件都设置在柔性单元内部，亦即设置在现有技术中完全未利用的空间内。本专利技术的谐波传动装置还改变输出结构。因为磁场发生机构连同相互作用的金属元件都内置在柔性花键内，柔性花键可用作不运动的亦即不旋转的元件并且通过环形花键进行输出。由于由磁场引起的变形和由此造成的柔性花键的外齿部与环形花键的内齿部的连续啮合变化造成环形花键绕柔性花键的旋转运动。因为环形花键本身是ー个刚性单元，可以通过它以较简单的方法向连接在后面的单元进行可以传递大扭矩的输出。也就是说带线圈和绕组的定子与柔性花键旋转固定/不可相对旋转地联接。该柔性花键只发生变形， 但是不旋转，亦即它只会被挠曲，但是不会旋转。在按本专利技术的谐波传动装置中环形花键构成输出装置。因此本专利技术的谐波传动装置可实现ー个紧凑得多的结构，由于工作原理的不同它允许通过环形花键扭矩增强地输出。为了引导磁流/磁通量在柔性单元上设置有由永磁材料或软磁材料组成的局部导流段。软磁元件只能吸引相邻的线圏，而永磁元件则存在这样的可能性，在相应的磁场方向产生排斥力。在采用软磁元件时可以例如这样进行控制，使得在例如采用八个等距设置的线圈时控制两个分别相互相隔180°面对面设置的线圈，使得在相互面对面的位置上产生软磁元件的吸引，从而产生变形。在采用永磁元件时同样可以这样，但是此外额外地还可以使另两个错开90°设置的线圈产生一反方向的磁场，使相邻永磁元件被排斥，并在那里导致柔性花键的主动的局部支持的进ー步收缩的变形运动。所采用的软磁或永磁元件或导流段的材料或者结构和几何设计这样选择，使它在变形方面只产生可以忽略的机械阻碍。软磁材料应该这样选择，使它可以迅速重新磁化/再磁化(ummagnetisierbar)。导流段特别优选这样设置，使它们在柔性花键上径向向内突起，也就是说，原则上它们同样位于柔性花键内部或朝向柔性花键内部。但是不排除它们——特别是如果牵涉到比较扁平的元件的话——也可以设置在柔性花键外侧上，但是这时在有些情况下会通过柔性花键材料产生磁场削弱。一种可选的结构设想，将导流段埋设在柔性支架内，该柔性支架安置在一柔性单元上或者它本身就构成柔性単元。在这种结构中导流段或者完全或者平面或齐平地封闭地直接埋在ー个这样的例如由塑料制成柔性支架内。这里应该指出，“导流段”的概念原则上表示一近似封闭的和例如由多个片状单个元件组成的构件。多个这种単独的导流段分布地设置在柔性花键侧面，它们可相互区分并相互以相应的间距设置。采用这种单独导流段的另ー种结构设想，在柔性单元上安装一柔性支架或柔性单元本身由这种柔性支架构成，在它里面基本上均布地埋设由永磁或软磁材料制成的支承元件，其中这种支架优选由塑料制成。也就是说，这里磁性元件以精细分布的布局结合在柔性支架内，就像常见的结合塑料的磁性构件中那样。可以考虑例如采用在其里面埋设有屑状或粉状元件的软PVC材料。根据使用目的以及例如使用温度等选择所使用的塑料材料。柔性单元的按本专利技术的第三种结构设想，它总体由ー软磁材料制成。虽然柔性花键必须可以支持输出力矩，但它也应该可以，如上所述既由塑料也整个由软磁材料，亦即用非常薄的允许弹性变形的板制成。这样便不需设置任何额外的磁性元件。为了在绕组未通电状态下使在柔性花键侧向设置的软磁或永磁元件相对于至少ー个线圈对的线圈间距不致过大，从而使柔性花键的外齿部始終保持与环形花键内齿部啮合，而不是只在传动装置重新投入运行时才建立这种啮合，在本专利技术ー种特别有利的改进结构中设置ー包围柔性単元的椭圆支承环，在柔性单元变形时该支承环绕该柔性单元旋转。在正常运行时这个支承环或支承卡圈不紧靠在柔性花键上，而是和柔性花键一起旋转，就像一滚锥轴承的保持架一祥。也就是说，支承环或支承卡圈由于变形而连续绕柔性花键运动。现在如果没有线圈通电，亦即不引起柔性花键的主动的由磁场引起的变形，那么柔性花键将继续占有其原先的圆形形状。但是这由于椭圆形的支承环而被阻止，因为柔性単元紧贴在该支承环上，而该支承环是刚性的并阻止进ー步变形成圆形。也就是说保持椭圆形的柔性花键形状，因此有利地防止，由于柔性花键本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.18 DE 102009053728.71.ー种谐波传动装置，带ー具有内齿部(12)的刚性单元(3)和一具有外齿部(4)的柔性単元(2)，以及ー产生交变磁场的磁场发生机构(8)，其中与交变磁场共同作用的柔性单元(2)通过由磁场产生的磁力进行动态变形，通过该变形改变外齿部(4)与内齿部(12)的啮合，从而使刚性单元(3)和柔性单元(2)之间产生相对运动，其特征为 所述磁场发生机构(8)设置在柱形的柔性单元(2)的内部，所述柔性単元在运行时是转动固定的，而所述刚性单元(3)则绕动态变形的 柔性单元(2)转动。2.按权利要求I的谐波传动装置， 其特征为在所述柔性単元(2)上设置有局部的、由永磁或软磁材料制成的导流段(5)。3.按权利要求2的谐波传动装置， 其特征为所述导流段(5)径向向内突起地设置。4.按权利要求2的谐波传动装置， 其特征为所述导流段(5)埋设在一柔性支架上，该柔性支架安装在柔性单元上或形成柔性单元(2)。5.按权利要求I的谐波传动装置， 其特征为在柔性单元(2)上安装有柔性支架或者由柔性支架形成柔性单元，在这些支架内...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·施密德，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：