DE102006017713A1

DE102006017713A1 - Gear motor for use as e.g. steering servo motor in industrial robot hinge, has drive motor with coils and magnetically influenceable component parts, where locally rotatable deformation of flexible rings is produced by coils and parts

Info

Publication number: DE102006017713A1
Application number: DE200610017713
Authority: DE
Inventors: Daniel Dipl.-Ing. Wolf
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-04-15
Filing date: 2006-04-15
Publication date: 2007-10-25

Abstract

The motor has a shaft gearbox and a drive motor, where the gearbox has outer and inner rings (2, 3) with respective inner and outer gear teeth (5, 6). The inner ring is arranged radially within the outer ring, where one of the rings is radially flexible and the other ring is rigid. The drive motor has electrically controllable coils (9) and magnetically influenceable component parts e.g. permanent magnets (7) or electrical conductors, where a locally rotatable deformation of the flexible rings is produced by the coils and parts, and a relative rotating movement takes place between the rings.

Description

Die Erfindung betrifft einen Getriebemotor nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches mit einem Wellgetriebe und einem Antriebsmotor.The The invention relates to a geared motor according to the preamble of Hauptanspruches with a wave gear and a drive motor.

Wellgetriebe bestehen üblicherweise aus einem starren Ring und einem flexiblen Ring sowie einem Wellgenerator, wobei je nach Anwendungsfall einer der Ringe als rotierendes Abtriebselement und der andere Ring als stehender Teil ausgebildet ist. Die Kraftübertragung für die Rotationsbewegung erfolgt durch eine vom Wellgenerator hervorgerufene umlaufende Verformung des flexiblen Ringes. Bei bekannten Ausführungen von Wellgetrieben besitzen flexibler und starrer Ring entweder Verzahnungen mit geringem Zähneunterschied oder bei Wellgetrieben auf Reibradbasis einem geringfügig unterschiedlichen Umfang. Durch die vom Wellgenerator erzeugte Verformung des flexiblen Ringes gelangt dieser mit dem starren Ring in einer oder mehreren Zonen in Eingriff. Auf Grund des Teilkreisunterschiedes bewegen sich bei rotierendem Wellgenerator flexibler und starrer Ring relativ zu einander.The wave gear usually exist a rigid ring and a flexible ring and a wave generator, depending on the application, one of the rings as a rotating output element and the other ring is formed as a standing part. The power transmission for the Rotational movement takes place by a circulating caused by the wave generator Deformation of the flexible ring. In known designs of corrugations have flexible and rigid ring either gears with little difference in teeth or a slightly different in the case of friction-wheel-based corrugations Scope. Due to the deformation of the flexible generated by the wave generator Ringes get this with the rigid ring in one or more Zones engaged. Move on the basis of the pitch difference with a rotating wave generator flexible and rigid ring relative to each other.

Ein Wellgetriebe ist meistens mit einem externen Elektromotor verbunden, welcher den inneren flexiblen Ring antreibt. Eine solche Anordnung nimmt relativ viel axialen Bauraum in Anspruch. In der EP 1 130 290 B1 wird beispielsweise eine piezoelektrische Antriebsanordnung für ein Wellgetriebe beschrieben. Dieser piezoelektrische Antrieb ist in dem Innenraum des Wellgetriebes angeordnet und nimmt einen kleineren axialen Bauraum in Anspruch als bei einem Wellgetriebe mit Elektromotor. Dieser Antrieb hat zwei innere becherförmige flexible Zahnhülsen, nämlich eine primäre und eine sekundäre Zahnhülse. Die sekundäre flexible Zahnhülse hat schwenkbare Finger, welche von den piezoelektrischen Elementen erregt werden, so dass die primäre flexible Zahnhülse mit dem äußeren starren Rad in Eingriff kommt. Der piezoelektri sche Antrieb ist aufgrund der relativ hohen Herstellungskosten und hohen elektrischen Versorgungsspannung nur für Sonderlösungen geeignet Aufgabe der Erfindung ist es, einen Getriebemotor mit einem Wellgetriebe anzugeben, dessen axialer Bauraum wesentlich kürzer ist, als der Bauraum eines Wellgetriebes mit bekanntem elektrischem Antriebsmotor. Gleichzeitig sind ein leiserer Gang und geringerer Verschleiß sowie ein kostengünstigerer und sparsamerer Getriebemotor als bei der piezoelektrischen Antriebs-Variante gewünscht.A wave gear is usually connected to an external electric motor which drives the inner flexible ring. Such an arrangement takes up a relatively large amount of axial space. In the EP 1 130 290 B1 For example, a piezoelectric drive arrangement for a wave gear is described. This piezoelectric drive is arranged in the interior of the wave gear and takes up a smaller axial space than in a wave gear with electric motor. This drive has two inner cup-shaped flexible toothed sleeves, namely a primary and a secondary toothed sleeve. The secondary flexible tooth sleeve has pivotable fingers which are energized by the piezoelectric elements so that the primary flexible tooth sleeve engages the outer rigid wheel. The piezoelectric cal drive is suitable due to the relatively high production costs and high electrical supply voltage only for special solutions. Object of the invention is to provide a geared motor with a wave gear, the axial space is much shorter than the space of a wave gear with known electric drive motor. At the same time a quieter gear and less wear and a cheaper and more economical gear motor as in the piezoelectric drive variant are desired.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Getriebemotor bestehend aus einem Wellgetriebe und einem Antriebsmotor, wobei das Wellgetriebe auf bekannte Weise mit einem Außenring mit innerer Verzahnung und einem Innenring mit äußerer Verzahnung aufgebaut ist und einer der Ringe radial flexibel und der andere Ring starr ist. Welcher Ring flexibel und welcher starr ist und welcher als Abtriebsring wirkt, ist durch den Fachmann frei wählbar, so dass das Wellgetriebe für die Einsatzapplikation optimiert werden kann.The The aforementioned object is achieved by a geared motor consisting of a wave gear and a drive motor, wherein the wave gear in a known manner with an outer ring with internal teeth and an inner ring with external teeth is constructed and one of the rings radially flexible and the other Ring is rigid. Which ring is flexible and which is rigid and which acts as a driven ring is freely selectable by the skilled person, so that the wave gear for the Insert application can be optimized.

Der Antrieb des Wellgetriebes besteht erfindungsgemäß aus elektrisch ansteuerbaren Spulen und andren magnetisch beeinflussbaren Bauteilen, wie beispielsweise, Permanentmagneten und elektrische Leiter, welche auf den Ringen angeordnet sind. Eine Drehbewegung des Abtriebsringes erfolgt vorteilhafterweise durch eine von den vorgenannten Antriebselementen hervorgerufene Verformung des flexiblen Ringes. Diese Verformung wird mittels eines von mindestens einer Spule generierten magnetischen Feldes und der Wechselwirkung dieser Spule mit mindestens einem anderen magnetisch beeinflussbaren Bauteil erzeugt.Of the Drive of the wave gear according to the invention consists of electrically controllable Coils and other magnetically influenced components, such as, for example, Permanent magnets and electrical conductors, which are on the rings are arranged. A rotational movement of the output ring is advantageously carried out by one of the aforementioned drive elements caused Deformation of the flexible ring. This deformation is done by means of a at least one coil generated magnetic field and the interaction this coil with at least one other magnetically influenced Part produced.

Jeder der beiden Ringe weist an seinem Umfang ausschließlich eine Art magnetisch beeinflussbarer Bauteile auf, jedoch muss ein Ring mindestens vier Spulen aufweisen um die elektrisch gesteuerte Bewegung des Antriebs zu ermöglichen. Welche Bauteile auf welchem Ring angeordnet sind, ist vorn Fachmann frei zu wählen.Everyone the two rings has at its periphery only one Type magnetically influenced components on, but a ring must at least four coils to the electrically controlled movement to enable the drive. Which components are arranged on which ring is the expert free to choose.

Die Verformung des flexiblen Ringes wird so ausgelegt, dass mindestens ein Eingriffspunkt zwischen den Verzahnungen der beiden Ringe entsteht. Im Eingriffspunkt ist zum Zeitpunkt des Eingriffs auf einem Ring mindestens eine Spule bestromt, so dass um diese Spule ein Magnetfeld entsteht und dieses eine Magnetkraft erzeugt, welche auf ein auf dem anderen Ring angebrachtes magnetisch beeinflussbares Bauteil eine Anziehungskraft erzeugt und der flexible Ring somit im Eingriffspunkt verformt wird.The Deformation of the flexible ring is designed so that at least an engagement point between the teeth of the two rings is formed. in the Engagement point is at least at the time of engagement on a ring energized a coil, so that creates a magnetic field around this coil and this one generates magnetic force, which one on the other Ring attached magnetically influencing component an attraction generated and the flexible ring is thus deformed in the point of engagement.

Ein Rotieren der Verformung des flexiblen Ringes und damit eine Drehbewegung des flexiblen Ringes gegenüber dem starren Ring, wird durch eine wechselnde Ansteuerung aufeinander folgender Spulen erreicht. Die Spulen werden derart bestromt, dass die Verformung vorteilhafterweise in einer oder mehreren Wellen in dem flexiblen Ring umläuft. Die Verformung kann sich auf diese Weise z.B. mit ca. 1 500 Umdrehungen pro Minute bewegen.One Rotate the deformation of the flexible ring and thus a rotary motion opposite to the flexible ring the rigid ring, is due to a changing control each other following coils reached. The coils are energized in such a way that the deformation advantageously in one or more waves circulates in the flexible ring. The deformation can be in this way e.g. with about 1 500 revolutions move per minute.

Ein Antrieb eines Wellgetriebes wie oben beschrieben hat den Vorteil, dass es keinen mechanischen Wellgenerator benötigt, wodurch ein leiserer Gang und ein niedrigerer Verschleiß als bei einem bekannten Wellgetriebe mit mechanischem Antrieb darstellbar sind. Gegenüber den piezoelektrischen Antrieben wird eine einfachere Bauweise erreicht.One Driving a wave gear as described above has the advantage that it does not need a mechanical wave generator, resulting in a quieter gear and a lower wear than represented in a known wave transmission with mechanical drive are. Across from the piezoelectric drives a simpler design is achieved.

Um eine vorteilhafte Steuerung des Antriebs zu ermöglichen ist die Bestromung der einzelnen Spulen individuell derart ansteuerbar, sodass ihre Polarität einstellbar ist oder die Spulen stromlos geschaltet sind. Bei der ausschließlichen Verwendung von Spulen oder bei Verwendung von Spulen in Kombinationen mit Permanentmagneten ist die Polarität der Spulen in den Eingriffspunkten so einstellbar, dass die Spulen und/oder die Permanentmagnete einander anziehen.In order to enable an advantageous control of the drive, the energization of the individual coils can be controlled individually in such a way that their polarity is adjustable or the coils are currentless are switched. In the exclusive use of coils or coils in combinations with permanent magnets, the polarity of the coils in the engagement points is adjustable so that the coils and / or the permanent magnets attract each other.

Bei Spulen, welche sich zum Zeitpunkt des Eingriffs mittig zwischen den Eingriffspunkten befinden, ist die Polarität so ausgelegt beziehungsweise eingestellt, dass sich die Spulen und/oder Permanentmagnete einander abstoßen.at Coils, which at the time of the intervention centrally between the engagement points are located, the polarity is designed or set, that the coils and / or permanent magnets repel each other.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Getriebemotors besteht aus einem flexiblen Innenring aus magnetisierbarem Material und einem starren Außenring aus nicht magnetisierbarem Material. Im Innenring sind elektrisch ansteuerbare Leiter angeordnet und um den Außenring sind Spulen mit einem Spulenkern aus magnetisierbarem Material angeordnet. Die Spulenkerne sind einststückig mit dem Gehäuse aus magnetisierbarem Material verbunden. Wie die Spulen sind auch die Leiter individuell derart ansteuerbar, so dass die Richtung des Stroms einstellbar ist oder die Leiter stromlos geschaltet sind. Mit diesem Aufbau können ein Nord- und ein diametral gegenüberliegender Südpol auf dem Umfang des Außenrings ausgebildet werden. Der Innenring wird durch die Magnetkräfte verformt und in den Polen entsteht ein Eingriff zwischen Innen- und Außenring. Im magnetisierbaren Innenring werden die Feldlinien des Magnetfeldes gebündelt und somit liegen die elektrischen Leiter in dem Magnetfeld. Wenn nun die Leiter bestromt werden, wirkt eine Kraft, (die so genannte Lorentzkraft,) senkrecht zum Magnetfeld und senkrecht zur Stromrichtung auf die Leiter. Die Bestromung der Leiter wird so angesteuert, dass die Lorentzkräfte und die Magnetkräfte in den Eingriffspunkten überlagert werden und die Leiter mittig zwischen den Eingriffspunkten abstoßend wirkende Lorentzkräfte erzeugen.A Variant of the geared motor according to the invention consists of a flexible inner ring of magnetizable material and a rigid outer ring made of non-magnetisable material. In the inner ring are electric arranged controllable conductor and around the outer ring are coils with a coil core made of magnetizable material. The coil cores are integral with the housing made of magnetizable material. Like the coils are too the ladder individually so controllable, so that the direction of the current is adjustable or the conductors are de-energized. With this structure can a north and a diametrically opposite south pole on the circumference of the outer ring be formed. The inner ring is deformed by the magnetic forces and in the poles there is an engagement between the inner and outer ring. in the magnetizable inner ring become the field lines of the magnetic field bundled and thus the electrical conductors are in the magnetic field. If Now the conductors are energized, a force acts (the so-called Lorentz force,) perpendicular to the magnetic field and perpendicular to the current direction on the ladder. The energization of the conductors is controlled so that the Lorentz forces and the magnetic forces superimposed in the intervention points be and the head centrally repulsive acting between the engagement points Lorentz forces produce.

Abhängig von der Konstruktion besitzen der Innen- und der Außenring unterschiedliche magnetische Eigenschaften, es sind magnetisierbare sowie nicht magnetisierbare Materialien bzw. Werkstoffe als mögliche Alternative einsetzbar. Entscheidend ist, ob die Ringe aktiv oder passiv an dem Verfor mungsverfahren des flexiblen Rings teilnehmen. Bei aktiver Teilnahme müssen die Ringe aus magnetisierbarem Material und bei passiver Teilnahme aus nicht magnetisierbarem Material gestaltet werden, z.B. bei Verformung des flexiblen Ringes nur durch Spulen oder durch Spulen mit Permanentmagneten sind die Ringe in einem nicht magnetisierbaren Material ausgeführt, so dass die magnetischen Felder der Spulen und/oder der Permanentmagnete nicht gestört werden. Ein nicht magnetisierbares Material ist bspw. Kunststoff, welcher insbesondere im Spritzgussverfahren herstellbar ist und wobei die magnetisch beeinflussbaren Bauteile in den Kunststoffring eingespritzt sind.Depending on The design of the inner and outer ring have different magnetic Properties, it is magnetizable and non-magnetizable Materials or materials can be used as a possible alternative. The decisive factor is whether the rings are active or passive in the deformation process participate in the flexible ring. If you participate actively, the Rings of magnetizable material and passive participation non-magnetizable material, e.g. at deformation the flexible ring only by coils or by coils with permanent magnets the rings are made in a non-magnetizable material, so that the magnetic fields of the coils and / or the permanent magnets not disturbed become. A non-magnetizable material is, for example, plastic, which is in particular produced by injection molding and wherein the magnetically influenced components in the plastic ring are injected.

Um die Vereinfachung der Verformung des flexiblen Ringes zu erleichtern, können Nuten in axialer Richtung an der nicht verzahnten Seite des flexiblen Ringes angebracht werden.Around to facilitate the simplification of the deformation of the flexible ring, can Grooves in the axial direction on the non-toothed side of the flexible Ringes are attached.

Wenn die Spulen des Getriebemotors stromlos geschaltet sind, findet kein Eingriff zwischen den Verzahnungen der beiden Ringe statt und eine unkontrollierte Verdrehung zwischen dem flexiblen und dem starren Ring ist möglich. Um eine solche Verdrehung zu verhindern, wird vorteilhafteweise eine Verriegelung vorgeschlagen.If the coils of the gear motor are de-energized, finds no Engagement between the teeth of the two rings instead of and one uncontrolled rotation between the flexible and the rigid Ring is possible. To prevent such a twist, is advantageous proposed a lock.

So ist beispielsweise bei einem Wellgetriebe mit einem flexiblen Innenring in dessen Innenraum ein Kniehebel vorgesehen. Wenn der Antrieb ausgeschaltet ist, wird durch Betätigung des Kniehebels eine Verformung des Innenrings erzeugt, worauf der Innenring am Außenring zur Anlage kommt und somit eine Verdrehung zwischen beiden Ringen verhindert wird.So is for example in a wave gear with a flexible inner ring provided in the interior of a toggle. When the drive is off is, is by operation the toggle lever generates a deformation of the inner ring, whereupon the inner ring on the outer ring comes to rest and thus a twist between the two rings is prevented.

Eine andere Möglichkeit eine Verriegelung zu realisieren ist es, einen Stift vorzusehen, welcher verschiebbar z.B. am Gehäuse des Getriebemotors gelagert ist und in eine Ausnehmung in dem starren Außenring einbringbar ist. Der Stift wird beispielsweise durch einen Elektromagneten betätigt und vorteil hafterweise bei stehendem Motor in die korrespondierende Ausnehmung am Außenring eingeführt.A different possibility to realize a lock is to provide a pin, which is displaceable e.g. on the housing the geared motor is mounted and in a recess in the rigid outer ring can be introduced. The pin is for example by an electromagnet actuated and advantageous enough, when the engine is in the corresponding Recess on the outer ring introduced.

Vorteilhafte Anwendungen für den Getriebemotor sind insbesondere als Lenkservomotor, Industrierobotgelenk- sowie Kipp-, Dreh- und Fahrantrieb.advantageous Applications for The geared motor can be used, in particular, as a steering servo motor, industrial robotic as well as tilt, turn and travel drive.

Weitere Ausbildungen und Abwandlungen der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus nachstehender Beschreibung von in den Zeichnungen unter Beschränkung auf das Funktionswesentliche abstrahiert skizzierten Ausführungsbeispielen zum Umsetzen der Erfindung bei einem Wellgetriebe mit eingebauten Antrieb.Further Training and modifications of the solution according to the invention will be apparent from the claims and from the description below in the drawings with limitation the functional essence abstracts sketched embodiments for implementing the invention in a wave gear with built-in Drive.

In diesen zeigen:In show this:

1 einen Radialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Getriebemotor mit starrem Außenring mit außen liegenden Spulen und flexiblem Innenring mit Permanentmagneten oder Blechen; 1 a radial section through a geared motor according to the invention with a rigid outer ring with outer coils and flexible inner ring with permanent magnets or sheets;

2 einen Axialschnitt durch einen Getriebemotor nach 1; 2 an axial section through a geared motor after 1 ;

3 einen Radialschnitt durch einen Getriebemotor in alternativer Ausbildung mit starrem Außenring mit außen liegenden Spulen und flexiblem Innenring mit innen liegenden Spulen; 3 a radial section through a geared motor in an alternative embodiment with a rigid outer ring with outer coils and flexible inner ring with internal coils;

4 einen Radialschnitt durch einen Getriebemotor in einer weiteren alternativen Ausbildung mit starrem Außenring mit außen liegenden Spulen und flexiblem Innenring mit elektrischen Leitern und 4 a radial section through a geared motor in a further alternative embodiment with a rigid outer ring with outer coils and flexible inner ring with electrical conductors and

5 ein Getriebemotor nach 4 mit einer über 90° dargestellten Verformung des Innenrings in den Zeitpunkten t₁, t₂, t₃ und t₄. 5 a gear motor after 4 with a deformation of the inner ring shown at 90 ° at the times t ₁ , t ₂ , t ₃ and t ₄ .

Der Getriebemotor (1) besteht im Wesentlichen aus einem Wellgetriebe mit einem Antriebsmotor, welche in einem gemeinsamen Gehäuse 1 angeordnet sind. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem starren Außenring 2 sind Spulen 9 fest angeordnet. Die Spulen 9 haben einen Spulenkern 10 aus einem magnetisierbaren Material und eine Spulenwicklung 11. Der Außenring 2 hat eine innere Verzahnung 5 welche zum dargestellten Zeitpunkt in zwei diametral gegenüberliegenden Eingriffspunkten 8, 13 mit der äußeren Verzahnung 6 des Innenrings 3 in Eingriff stehen. In den beiden Eingriffspunkten 8, 13 sind die Spulen 9 bestromt, so dass ein magnetisches Feld um die Spulen 9 entsteht.The geared motor ( 1 ) consists essentially of a wave gear with a drive motor, which in a common housing 1 are arranged. Between the case 1 and the rigid outer ring 2 are coils 9 firmly arranged. The spools 9 have a coil core 10 made of a magnetizable material and a coil winding 11 , The outer ring 2 has an internal gearing 5 which at the time shown in two diametrically opposite engagement points 8th . 13 with the external teeth 6 of the inner ring 3 engage. In the two intervention points 8th . 13 are the coils 9 energized, leaving a magnetic field around the coils 9 arises.

Wenn die im Innenring 3 angeordneten magnetisch beeinflussbaren Bauteile 7 als Permanentmagnete ausgebildet sind, wie auch in 2 dargestellt, ist die Richtung des Magnetfeldes um die Spulen 9 in den momentanen Eingriffspunkten 8, 13 derart ausgebildet, dass die Permanentmagnete 7 angezogen werden. In den momentanen Abstoßpunkten 4, 12, welche sich zwischen Innen- und Außenring und mittig zwischen den Eingriffspunkten 8, 13 ausbilden, ist die Richtung des Magnetfeldes um die Spulen 9 so eingestellt, dass die Permanentmagnete 7 von den Spulen abgestoßen werden.If the in the inner ring 3 arranged magnetically influenced components 7 are designed as permanent magnets, as well as in 2 is the direction of the magnetic field around the coils 9 in the momentary intervention points 8th . 13 formed such that the permanent magnets 7 be attracted. In the momentary kick points 4 . 12 , which are located between inner and outer ring and centrally between the engagement points 8th . 13 Training is the direction of the magnetic field around the coils 9 adjusted so that the permanent magnets 7 be repelled by the coils.

Wenn die im Innenring 3 angeordneten, magnetisch beeinflussbaren Bauteile 7 magnetisierbare Bleche sind, so ist die Richtung des Magnetfeldes um die Spulen 9 in den Eingriffspunkten 8, 13 nicht relevant. Die Bleche 7 werden angezogen unabhängig von der Richtung des Magnetfeldes. Statt der Bleche 7 kann alternativ auch der ganze Innenring 3 aus einem magnetisierbaren Material gefertigt sein.If the in the inner ring 3 arranged, magnetically influenced components 7 magnetizable sheets are, so is the direction of the magnetic field around the coils 9 in the intervention points 8th . 13 Not relevant. The sheets 7 are attracted regardless of the direction of the magnetic field. Instead of the sheets 7 Alternatively, the entire inner ring 3 be made of a magnetizable material.

In 2 ist der Innenring 3 als flexibler Ring in Hülsenform ausgebildet. Nahe der Befestigung des Innenrings 3 auf der Abtriebswelle 15 ist die Hülse mit einer umlaufenden Sicke 16 zur leichteren Verformung des Innenrings 3 versehen. In dem Innenring 3 sind die magnetisch beeinflussbaren Bauteile als stabförmige Permanentmagnete 7 vorgesehen, bzw. in den Innenring 3 eingespritzt. Die Spulen 9 sind mit einem U-förmigen Spulenkern ausgebildet, welcher sich in axialer Richtung erstreckt, und die Spulen werden derart angesteuert, dass sich die in den Eingriffspunkten 8, 13 bzw. Abstoßpunkten 4, 12 die richtige Polarität zum Anziehen bzw. Abstoßen der Permanentmagnete 7 gegenüber den Spulen 9 einstellt.In 2 is the inner ring 3 designed as a flexible ring in sleeve shape. Near the attachment of the inner ring 3 on the output shaft 15 is the sleeve with a circumferential bead 16 for easier deformation of the inner ring 3 Mistake. In the inner ring 3 are the magnetically influenced components as rod-shaped permanent magnets 7 provided, or in the inner ring 3 injected. The spools 9 are formed with a U-shaped coil core which extends in the axial direction, and the coils are driven such that in the engagement points 8th . 13 or kick points 4 . 12 the right polarity for attracting or repelling the permanent magnets 7 opposite the coils 9 established.

Gemäß 3 sind in einer alternativen Ausbildung sowohl auf dem Innenring 3 als auch auf dem Außenring 2 Spulen angeordnet. Wenn Spulen 9 auf beiden Ringen 2, 3 angeordnet sind, werden diese so angesteuert, dass gegenüberliegende Spulen 9 gleichzeitig aktiviert sind und somit einen anziehenden bzw. abstoßenden Effekt aufeinander haben. Die Spulen auf dem abtriebsseitigen Innenring 3 werden bspw. über Bürsten oder Schleifringe mit einer elektrischen Steuerung gekoppelt. Auf der Innenseite des flexiblen Innenrings 3 sind außerdem Nuten 17 in axialer Richtung angebracht. Die Nuten 17 erleichtern die Verformung des flexiblen Rings. Auch bei einem flexiblen Außenring können zur einfacheren Verformung Nuten 17 auf der korrespondierenden Seite des Außenrings 2 in axialer Richtung angebracht werden.According to 3 are in an alternative training both on the inner ring 3 as well as on the outer ring 2 Coils arranged. When coils 9 on both rings 2 . 3 are arranged, they are driven so that opposite coils 9 are activated simultaneously and thus have an attractive or repulsive effect on each other. The coils on the output side inner ring 3 For example, be coupled via brushes or slip rings with an electrical control. On the inside of the flexible inner ring 3 are also grooves 17 mounted in the axial direction. The grooves 17 facilitate the deformation of the flexible ring. Even with a flexible outer ring grooves for easier deformation 17 on the corresponding side of the outer ring 2 be mounted in the axial direction.

4 zeigt eine Variante mit Überlagerung von Magnetkräften und Lorentzkräften in den Eingriffspunkten 8, 13. Das aus magnetisierbarem Material gefertigte Gehäuse 1 enthält die Spulenkerne 10 für alle Spulen 9 und liegt an dem aus nicht magnetisierbarem Material gefertigten Außenring 2 an. Bei Bestromung der Spulen 9 in den Eingriffspunkten 8, 13 bilden sich momentan ein Magnetfeld mit magnetischem Süd- und Nordpol in den Eingriffspunkten 8, 13. Über den aus magnetisierbarem Material gefertigten flexiblen Innenring 3 wird das Magnetfeld geschlossen, so dass die Feldlinien zwischen den Polen S, N innerhalb des Gehäuses 1 sowie des Innenrings 3 verlaufen. 4 shows a variant with superposition of magnetic forces and Lorentz forces in the engagement points 8th . 13 , The housing made of magnetizable material 1 contains the coil cores 10 for all coils 9 and is located on the outer ring made of non-magnetizable material 2 at. When energizing the coils 9 in the intervention points 8th . 13 At the moment, a magnetic field with magnetic south and north poles are formed at the points of intervention 8th . 13 , About the flexible inner ring made of magnetizable material 3 the magnetic field is closed so that the field lines between the poles S, N inside the housing 1 as well as the inner ring 3 run.

In dem Innenring 3 sind elektrische Leiter 18 parallel zu einander und in axialer Richtung angeordnet, welche beispielsweise an einer Stirnseite des Innenrings mit einer elektrischen Spannungsversorgung verbunden sind. Wenn das Magnetfeld ausgebildet ist, befinden sich die elektrischen Leiter 18 innerhalb des Magnetfeldes. Wenn nun ein Leiter 18 bestromt wird, wird eine Kraft, die so genannte Lorentzkraft, senkrecht zum Magnetfeld und zur Stromrichtung im Leiter 18 erzeugt. Abhängig von der Stromrichtung durch den Leiter 18 wirkt diese Kraft nun radial nach innen bzw. radial nach außen. Die Leiter 18 sind in Gruppen angeordnet, wobei die Leiter jede Gruppe dieselbe Stromflussrichtung aufweisen und die Leiter 18 werden elektrisch individuell derart gesteuert, so dass die Kraft auf die Leitern in den Eingriffspunkten 8, 13 radial nach außen wirken und in den Abstoßpunkten 4, 12 radial nach innen wirken.In the inner ring 3 are electrical conductors 18 arranged parallel to each other and in the axial direction, which are connected for example at one end face of the inner ring with an electrical power supply. When the magnetic field is formed, the electrical conductors are located 18 within the magnetic field. If now a leader 18 is energized, a force, the so-called Lorentz force, perpendicular to the magnetic field and the current direction in the head 18 generated. Depending on the current direction through the conductor 18 This force now acts radially inward or radially outward. The ladder 18 are arranged in groups, wherein the conductors each group have the same direction of current flow and the conductors 18 are individually electrically controlled so that the force on the conductors in the points of engagement 8th . 13 act radially outward and in the repulsion points 4 . 12 act radially inward.

In den dargestellten Eingriffspunkten 8, 13 überlagern sich die Lorentzkräfte mit den Magnetkräften, sodass sich der Innenring verformt und in den Eingriffspunkten die Verzahnungen 6 des Innenrings 3 an den Verzahnungen 5 des Außenrings 2 anliegen. In den Abstoßpunkten 4, 12 wirken nur Lorentzkräfte, sodass sich Innen- und Außenring nicht berühren.In the illustrated intervention points 8th . 13 The Lorentz forces interfere with the magnetic forces, causing the inner ring to deform and the points of intermeshing at the points of engagement 6 of the inner ring 3 at the teeth 5 of the outer ring 2 at lie. In the kick points 4 . 12 Only Lorentz forces work, so that the inner and outer ring do not touch.

In 5 ist für einen Getriebemotor nach 4 der zeitliche Ablauf der Verformung eines flexiblen Innenrings 3 über 90° in vier zeitlich nacheinander folgenden Positionen t₁ bis t₄ dargestellt. Das Magnetfeld hat sich zu den gezeigten Zeitpunkten jeweils um 30° gedreht, so dass der Süd- und Nordpol des Magnetfeldes jeweils in den umlaufenden Eingriffspunkten 8, 13 wirken. Die Teilung zwischen den Spulen kann jedoch auch jeden anderen technisch sinnvollen Wert kleiner bzw. größer 30° annehmen.In 5 is after for a geared motor 4 the timing of the deformation of a flexible inner ring 3 shown over 90 ° in four temporally successive positions t ₁ to t ₄ . The magnetic field has rotated at the times shown in each case by 30 °, so that the south and north pole of the magnetic field in each case in the circumferential engagement points 8th . 13 Act. However, the division between the coils can also assume any other technically meaningful value smaller or greater than 30 °.

11: Gehäusecasing
22: Außenringouter ring
33: Innenringinner ring
44: Abstoßpunktkick point
55: Verzahnunggearing
66: Verzahnunggearing
77: Permanentmagnete/BlechePermanent magnets / Sheets
88th: EingriffspunktTouch point
99: SpuleKitchen sink
1010: SpulenkernPlunger
1111: Spulenwicklungcoil winding
1212: Abstoßpunktkick point
1313: EingriffspunktTouch point
1414: Drehachseaxis of rotation
1515: Abtriebswelleoutput shaft
1616: SickeBeading
1717: Nutgroove
1818: elektrische Leiterelectrical ladder

Claims

Geared motor consisting of a wave gear and a drive motor, wherein the wave gear an outer ring ( 2 ) with internal teeth ( 5 ) and an inner ring ( 3 ) with external toothing ( 6 ) and the inner ring ( 3 ) radially inside the outer ring ( 2 ) and both rings ( 2 . 3 ) have different numbers of teeth and one of the rings ( 2 . 3 ) radially flexible and the other ring ( 3 . 2 ) is rigid, characterized in that the drive motor of a plurality of electrically controllable coils ( 9 ) and that at least one magnetic field by controlling at least one coil ( 9 ) is producible and that magnetically influenced components ( 7 . 9 . 18 ), for example coils ( 9 ), Permanent magnets ( 7 ) or electrical conductors ( 18 ), and that by at least one coil ( 9 ) and at least one magnetically influenceable component ( 7 . 9 . 18 ) a local circumferential deformation of the flexible ring ( 2 . 3 ), whereby a relative rotational movement between the two rings ( 2 . 3 ) he follows.

Geared motor according to claim 1, characterized in that each of the two rings ( 2 . 3 ) at its periphery only a kind magnetically influenced components ( 7 . 9 . 18 ) and at least one ring ( 2 . 3 ) at least four coils ( 9 ) contains.

Geared motor according to claim 1 or 2, characterized in that between inner and outer ring ( 3 . 2 ) at least one circumferential engagement point ( 8th . 13 ), on which the toothings ( 5 . 6 ) of inner and outer ring ( 3 . 2 ) and that in the at least one engagement point ( 8th . 13 ) at least one coil ( 9 ) is energized.

Geared motor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the coils ( 9 ) are controllable such that the polarity at the coils ( 9 ) is adjustable or the coils ( 9 ) are de-energized.

Geared motor according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets ( 7 ) and / or the coils ( 9 ) in the intervention points ( 8th . 13 ) have different polarity, so that the permanent magnets ( 7 ) and / or the coils ( 9 ) attract.

Geared motor according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets ( 7 ) and / or the coils ( 9 ), which in each case at the circumference of the rings ( 2 . 3 ) in the middle between the engagement points ( 8th . 13 ), have a same polarity, so that the permanent magnets ( 7 ) and / or the coils ( 9 ) at these points ( 4 . 12 ) repel.

Geared motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that electrical conductors ( 18 ) in the flexible inner ring ( 3 ) are provided from magnetizable material and are controllable such that the direction of the current is adjustable or the conductors ( 18 ) are de-energized and that on the rigid outer ring ( 2 ) of non-magnetizable material coils ( 7 ) with coil cores ( 10 ) are arranged, wherein the coil cores ( 10 ) and a housing ( 1 ) are made of magnetizable material.

Geared motor according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible ring ( 2 . 3 ) is made of a plastic, in particular as an injection molded part.

Geared motor according to claim 8, characterized in that the magnetically influenced components ( 7 . 9 . 18 ) in the flexible ring ( 2 . 3 ) are injected.

Geared motor according to one of the preceding the claims, characterized in that on the non-toothed side of the flexible ring ( 2 . 3 ) Grooves ( 17 ) in the axial direction for easier deformation of the flexible ring ( 2 . 3 ) are introduced.

Geared motor according to one of the preceding claims, characterized in that a locking device is provided, which upon actuation a rotation of the two rings ( 2 . 3 ) is prevented relative to each other.

Geared motor according to claim 11, characterized in that in the interior of the flexible inner ring ( 3 ) a toggle lever is arranged which, when actuated, deforms the flexible inner ring ( 3 ) and prevents twisting.

Geared motor according to claim 11, characterized in that a locking pin is provided fixed to the housing, which in a corresponding recess of a ring ( 2 . 3 ) can be introduced and thus a rotation of the rings ( 2 . 3 ) prevented.