DE102009053727A1 - Cycloidal drive for use in chassis region, has stator provided in central axis and with distributedly arranged field generation units i.e. coils, to produce variable magnetic field, and swash plate interacting with field and rotated - Google Patents

Cycloidal drive for use in chassis region, has stator provided in central axis and with distributedly arranged field generation units i.e. coils, to produce variable magnetic field, and swash plate interacting with field and rotated

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DE102009053727A1
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Karl-Heinz Meitinger
Wolfgang Schmid
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
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    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
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Abstract

The drive (1) has a swash plate (2) eccentrically pivotable around a central axis (3) and coupled with an inner support ring (14). A stator is provided in the central axis and has distributedly arranged field generation units (11) i.e. coils, to produce variable magnetic field. The swash plate interacts with the magnetic field and is rotated. The field generation units are directly provided in a region of a smooth cylindrical lateral surface of the stator. Permanent magnetic or soft-magnetic elements are arranged in a carrier made of plastic.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zykloidgetriebe umfassend wenigstens eine Taumelscheibe, die exzentrisch um eine Zentralachse drehbar ist und mit einem inneren Abstützring gekoppelt ist und mit ihrem profilierten Rand mit einem äußeren Abstützring kämmt, wobei der Abtrieb über den inneren oder den äußeren Abstützring erfolgt. The invention relates to a cycloidal drive comprising at least one swash plate, which is eccentric to a central axis for rotation and is coupled to an inner support ring and meshes with their profiled edge with an outer support ring, wherein the output over the inner or outer support ring takes place.
  • Derartige Zykloidgetriebe sind bekannt und kommen dort zum Einsatz, wo geringe Drehzahlen, jedoch hohe Momente übertragen werden sollen. Such cycloidal drive are known and are used in areas where low speeds but high torques to be transmitted. Ein Beispiel ist der Automobilsektor, dort insbesondere der Fahrwerksbereich, wo solche Zykloidgetriebe eingesetzt werden können. One example is the automotive sector, where especially the chassis area where such cycloidal drive can be used. Dort werden für Stellaufgaben Servomotoren gesucht, die klein, leicht und robust gegen Temperatureinflüsse und Stöße sind und üblicherweise langsam drehen, jedoch hohe Momente übertragen. There servomotors are sought for control tasks that are small, lightweight and resistant to temperature effects and impacts and turn usually slow, but transmit high torques. Durch Kopplung von Elektromotoren mit Untersetzungsgetrieben kann dem Rechnung getragen werden, weil Motoren mit geringem Drehmoment und hohen Drehzahlen klein bauen und in der Regel wenig Bauraum zur Verfügung steht. By coupling of electric motors with reduction gears can be taken into account because the motors are small with low torque and high speeds and there is little space available in the rule. Vorteilhaft an Zykloidgetrieben der beschriebenen Art ist, dass diese mit einer Stoßbelastung von einem Vielfachen des nominellen Drehmoments belastet werden können. Zykloidgetrieben of the type described is advantageous in that they can be loaded with a shock load of a multiple of the nominal torque. Dies ist insbesondere interessant im Fahrwerksbereich, da die Motor-Getriebe-Kombination für den regulären Betriebsfall ausgelegt werden kann und Missbrauchsfälle kein Problem darstellen. This is particularly interesting in the chassis as the engine-transmission combination can be designed for the regular operating mode and display cases of abuse no problem.
  • Übliche Zykloidgetriebe umfassen wie beschrieben eine Taumelscheibe, die exzentrisch um eine Zentralachse drehbar ist. Usual cycloidal drive comprising a swash plate as described, which is eccentrically rotatable about a central axis. Diese Taumelscheibe kämmt zum einen mit ihrer wellenförmig profilierten Außenberandung mit einer in der Regel zapfenförmig ausgeführten „Verzahnung” eines äußeren Abstützrings, wobei die Taumelscheibe weniger „Zähne”, also Wellenberge aufweist als an dem äußeren Abstützring „Zähne”, also rundliche Zapfen vorhanden sind. This swash plate meshes on the one hand with their undulating profiled outer boundary with a peg-shaped design, as a rule "teeth" of an outer support ring, wherein the swash plate less "teeth", ie having crests than at the outer support ring "teeth", so round pins are provided. Mit der Taumelscheibe gekoppelt ist ein innerer Abstützring, der in Ausnehmungen oder Durchbrechungen der Taumelscheibe mit entsprechenden Zapfen eingreift, deren Durchmesser jedoch deutlich kleiner ist als der Durchmesser der taumelscheibenseitig vorgesehen Ausnehmungen oder Durchbrechungen, dh, dass der innere Abstützring relativ zur Taumelscheibe beweglich ist, jedoch in der Zentralachse bleibt. coupled with the swash plate is an inner support ring, which engages in recesses or openings of the swash plate with corresponding pin, but the diameter of which is considerably smaller than the diameter of the swash plate side provided recesses or openings, which means that the inner support ring is movable relative to the swashplate, but remains in the central axis.
  • Die Bewegung der Taumelscheibe erfolgt über einen Exzenterzapfen, der exzentrisch um die Zentralachse dreht und über einen Motor angetrieben wird. The movement of the swash plate via an eccentric pin, the eccentric rotates about the central axis and is driven by a motor. Der Exzenterzapfen greift in eine mittige Ausnehmung der Taumelscheibe, die also ringförmig ist, ein. The eccentric pin engages in a central recess of the swash plate, which is thus ring-shaped, one. Infolge der Drehung des Exzenterzapfens um die Zentralachse wird die Taumelscheibe bewegt. Due to the rotation of the eccentric pin about the central axis of the swash plate is moved. Aufgrund der unterschiedlichen „Zähnezahl” von Taumelscheibe und äußerem Abstützring kommt es bei einer abwälzenden Bewegung der Taumelscheibe auf dem äußeren Abstützring zur Momentenübertragung. Because of the different "number of teeth" of the swash plate and the outer support ring occurs at a rolling off movement of the swash plate on the outer support ring for torque transmission. Die Kurvenscheibe wälzt sich also über die Zapfen oder Bolzen des äußeren Abstützrings ab. The cam thus rolls around on the pins or bolts of the outer support ring. Mit jeder Umdrehung des Exzenters bewegt sich die Kurvenscheibe und mit ihr der in der Regel abtreibende innere Abstützring um einen Kurvenabschnitt der Taumelscheibe weiter, so dass kleine Drehzahlen entgegen der Antriebsrotationsrichtung entsteht. With each rotation of the cam, the cam and with it the abortifacient usually inner support ring around a curve portion of the swash plate moves further so that low speeds is produced counter to the driving direction of rotation.
  • Nachteilig bei derartigen Zykloid- oder Exzentergetrieben ist, dass zum einen der Motor rotierende Teile aufweist, welche Massenträgheiten besitzen, die sich insbesondere nachteilig auf die Dynamik auswirken, wenn ein Untersetzungsgetriebe dem Motor folgt, was die Regel ist. A disadvantage of such a cycloid or eccentric gears, that on the one hand the motor having rotating parts, which possess inertia, which adversely affect particularly on the dynamics when a reduction gear follows the engine, which is the rule. Weiterhin müssen die motorseitigen Lagerstellen auf die maximale Stoßbelastung bei geringen Toleranzen ausgelegt werden. Further, the motor-side bearing points must be adapted to the maximum impact load at low tolerances. Schließlich benötigt eine solche Getriebekonfiguration auch nach wie vor einen beachtlichen Bauraum, da dem eigentlichen Getriebe stets zumindest der Motor, gegebenenfalls aber auch das Untersetzungsgetriebe vorgeschaltet ist. Finally, such a transmission configuration also requires still a considerable space since the actual transmission always at least the engine, but possibly also the reduction gear is connected upstream.
  • Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Zykloidgetriebe anzugeben, das demgegenüber kompakter ausgelegt ist. The invention is thus based on the problem to provide a cycloidal drive, which is designed in contrast, more compact.
  • Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß ein in der Zentralachse liegender Stator vorgesehen, um den die Taumelscheibe dreht, und der mehrere verteilt angeordnete, ein veränderbares Magnetfeld erzeugende Felderzeugungsmittel aufweist, wobei die Taumelscheibe mit dem Magnetfeld wechselwirkt und über dieses gedreht wird. To solve this problem, a lying in the center axis of the stator according to the invention provided for the rotating the swash plate, and a plurality of spaced distributed, having a variable magnetic field generating field generating means, said swash plate interacts with the magnetic field and is rotated about this.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Zykloidgetriebe erfolgt der Taumelscheibenantrieb nicht mehr wie im Stand der Technik mechanisch über einen Motor und einen über diesen angetriebenen Exzenterzapfen, der mit der Taumelscheibe zusammenwirkt, sondern allein über ein Wechselmagnetfeld. In the inventive cycloidal drive the swash plate drive is no longer, as in the prior art mechanically via a motor and a driven on this eccentric pin that cooperates with the swash plate, but only an alternating magnetic field. Hierzu sind Felderzeugungsmittel in das Zykloidgetriebe integriert, dh, dass im Getriebe ein Stator vorgesehen ist, an dem die Felderzeugungsmittel, also geeignete Spulen nebst Wicklungen, vorgesehen sind. To this end, field-generating means are integrated into the cycloidal drive, that is, that a stator is provided in the transmission, at which the field generating means, so in addition to suitable coil windings are provided. Die Felderzeugungsmittel sind folglich lagefest, entweder zum äußeren Abstützring, wenn der Abtrieb über den inneren Abschnittsring erfolgt, oder zum inneren Abstützring, wenn der Abtrieb über den äußeren Abstützring erfolgt. The field-generating means are thus in a fixed position, either to the outer support ring, when the driven over the inner ring portion is carried out, or the inner support ring when the driven via the outer support ring is carried out. Über die Felderzeugungsmittel wird nun ein um die Zentralachse drehendes Magnetfeld erzeugt. On the field-generating means a rotating around the central axis magnetic field will be created. Dieses Magnetfeld wechselwirkt mit der Taumelscheibe, die über das Magnetfeld zum Stator hin angezogen wird, was wiederum auf der andere Scheibenseite dazu führt, dass die Taumelscheibenkurvenabschnitte in Eingriff mit den Zapfen oder Bolzen des äußeren Abschnittsrings kommen. This magnetic field interacts with the swash plate which is tightened about the magnetic field toward the stator, which in turn on the other side of the wafer with the result that the swash plate cam portions come into engagement with the pin or bolt of the outer portion of the ring. Dreht nun das Magnetfeld, so kommt es zur Taumelscheibenrotation. now rotates the magnetic field, so it comes to the swash plate rotation.
  • Infolge der Integration des die Scheibenrotation erwirkenden Mittels, nämlich der Felderzeugungsmittel, kann folglich eine wesentlich kompaktere Auslegung des Zykloidgetriebes realisiert werden. Due to the integration of the disk rotation erwirkenden agent, namely the field-generating means, and consequently a substantially more compact design of the Zykloidgetriebes can be realized. Denn es sich lediglich noch entsprechende Ansteuerleitungen zu einer Steuereinrichtung, die den Betrieb der Felderzeugungsmittel steuert, vorzusehen, nicht jedoch sonstige mechanische oder elektromechanische Bauteile, die dem Taumelscheibenantrieb dienen würden. Because it is merely still corresponding selection lines to a control device which controls the operation of field generating means to provide, but not other mechanical or electro-mechanical devices, which would serve the swashplate drive.
  • Die Felderzeugungsmittel, zweckmäßigerweise in form separat ansteuerbarer Spulen, sind zweckmäßigerweise in den Stator integriert, so dass sich eine stabile Bauform ergibt. The field generating means, advantageously in the form of separately controllable coils are conveniently integrated into the stator so that a stable design is obtained. Die Felderzeugungsmittel sind dabei bevorzugt unmittelbar im Bereich der Mantelfläche des Stators vorgesehen bzw. schließen mantelflächig im Wesentlichen bündig ab. The field generating means is preferably provided directly in the region of the circumferential surface of the stator or close coat surface substantially flush. Dies ist zweckmäßig, um den Ort der Magnetfelderzeugung möglichst nahe an die Taumelscheibe zu bringen, was für eine gute magnetische Kopplung vorteilhaft ist. This is expedient to bring the location of the magnetic field generation as close as possible to the swash plate, which is advantageous for a good magnetic coupling. Bevorzugt weist der Stator insgesamt eine glatte, zylindrische Mantelfläche auf, alternativ kann die Mantelfläche auch unterbrochen sein. Preferably, the stator has a total of a smooth, cylindrical outer surface, alternatively the outer surface may also be interrupted.
  • Alternativ zur Integration der Felderzeugungsmittel in den Stator, wie vorstehend beschrieben, besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, die Felderzeugungsmittel an dem Stator, der dann letztlich als reiner Spulenhalter ausgeführt ist, anzuordnen respektive zu befestigen, so dass sie vom Stator quasi abstehen. Alternatively, the integration of the field-generating means in the stator, as described above, it is of course also the possibility of the field generating means on the stator, which is then executed ultimately as a pure bobbin holder to dispose respectively to be attached, so that they protrude from the stator quasi. Nachdem die Felderzeugungsmittel respektive der Stator die Taumelscheibe nicht berühren, sondern stets ein wenn möglich geringen Luftspalt verbleibt, ist auch bei einer solchen Ausgestaltung keine Beeinflussung der Magnetfelderzeugungsmittel über die Taumelscheibe möglich. After the field-generating means, respectively, the stator do not touch the swash plate, but always remains a small air gap if possible, no influence of magnetic field generation means via the swash plate is also possible with such a configuration.
  • Wie beschrieben kommt es bei dem erfindungsgemäßen Zykloidgetriebe zentral auf die magnetische Wechselwirkung zwischen den Felderzeugungsmitteln respektive dem hierüber erzeugten Magnetfeld und der Taumelscheibe an. As described occurs in the inventive cycloidal drive centrally located on the magnetic interaction between the field generating means, respectively to the magnetic field generated here above and the swash plate. D. h., dass über das Magnetfeld eine magnetische Kraft aufgebaut wird, die die Taumelscheibe relativ zum Stator bewegt. That is., That a magnetic force is built up on the magnetic field, which moves the swash plate relative to the stator. Nach einer ersten Erfindungsalternative kann hierfür die Taumelscheibe zumindest im Bereich des Innenrands der vom Stator durchsetzten Durchbrechung, vorzugsweise insgesamt, aus einem ferromagnetischen Material bestehen. According to a first alternative to this invention, the swash plate may be formed at least in the region of the inner edge of the stator penetrated by the aperture, preferably a whole, of a ferromagnetic material. Die Taumelscheibe ist also selbst aus einem Material gebildet, das die magnetische Wechselwirkung ermöglicht. The swash plate is thus itself made of a material which allows the magnetic interaction. Bevorzugt wird ein Material gewählt, das sehr schnell ummagnetisierbar ist. a material is preferably selected which is very fast magnetization reversal. Wenngleich grundsätzlich die Möglichkeit besteht, die Taumelscheibe insgesamt aus dem ferromagnetischen Material, üblicherweise Metall, auszuführen, ist es jedoch auch grundsätzlich möglich, beispielsweise nur einen dünnen, den Innenrand bildenden Ring aus dem ferromagnetischen Material vorzusehen und den Rest der Taumelscheibe beispielsweise aus Kunststoff zu bilden. Although in principle the possibility exists, however, the swash plate a total of the ferromagnetic material, usually perform metal, it is also possible in principle, for example, only a thin, the inner edge forming ring provided from the ferromagnetic material and to form the remainder of the swash plate, for example made of plastic ,
  • Alternativ zur Verwendung eines ferromagnetischen Materials kann die Taumelscheibe erfindungsgemäß im Bereich des Innenrands der vom Stator durchsetzten Durchbrechung permanentmagnetische Elemente aufweisen. Alternatively to the use of a ferromagnetic material, the swash plate may have according to the invention in the region of the inner edge of the stator penetrated by the aperture permanent magnetic elements. Die Taumelscheibe ist also im Innenrandbereich mit permanentmagnetischen Elementen bestückt, die eine permanente Magnetisierung mit ausgezeichneter Magnetisierungsrichtung besitzen. The swash plate is so fitted in the inner edge area with permanent magnetic elements having a permanent magnetization with excellent magnetization direction. Dies bietet die Möglichkeit, über das Magnetfeld die Taumelscheibe aktiv zum Stator hin anzuziehen oder abzustoßen, je nachdem, welche Richtung das Magnetfeld besitzt. This provides an opportunity to put on the magnetic field, the swash plate active toward the stator or repel, depending on which direction has the magnetic field. Dies ist möglich, da die permanentmagnetischen Elemente wie beschrieben ausgezeichnete Magnetisierungsrichtungen, also Pole besitzen, die in Abhängigkeit der Richtung des Feldvektors des Magnetfelds entweder zum Stator hingezogen oder abgestoßen werden. This is possible because the permanent-magnetic elements as described excellent magnetization directions, so poles have to be drawn depending on the direction of the field vector of the magnetic field either to the stator or repelled. Damit ist ein Betrieb beispielsweise dergestalt denkbar, dass bei Verwendung jeweils um 180° zueinander versetzter Spulenpaare die eine Spule ein Feld in einer ersten Richtung erzeugt, so dass die Taumelscheibe zu dieser Spule hingezogen wird, während die gegenüberliegende Spule ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzeugt, so dass die Scheibe abgestoßen wird, mithin also eine gleichgerichtete, jedoch quasi doppelt starke Scheibenbewegung zum äußeren Abstützring hin realisiert ist. Thus, an operation is, for example, such conceivable that one coil produces in use by 180 ° offset from one another coil pairs a field in a first direction so that the swash plate directed magnetic field will be attracted to the coil while the opposed coil opposed to a generated so that the disk is repelled, so therefore, a rectified, however, quasi double disc strong movement is implemented to the outer support ring out.
  • Die permanentmagnetischen Elemente können dabei direkt am Innenrand oder randseitig integriert angeordnet sein. The permanent-magnetic elements may be arranged on the edge side directly integrated on the inner edge or. Ist die Taumelscheibe beispielsweise aus Kunststoff, so können ohne Weiteres die Elemente in den Kunststoff beispielsweise randbündig eingebettet sein, sie können dort in entsprechende Aufnahmen eingeklebt werden oder bei der Herstellung der Taumelscheibe gleich umspritzt oder umgossen werden. If the swash plate, for example made of plastic, the elements can be embedded, for example, flush with the edge in the plastics material readily, they can be glued into corresponding receptacles or encapsulated or in the manufacture of the swash plate equal cast around there. Diese Ausgestaltung führt zu einem bündigen Innenrand, gleichermaßen ist es aber auch denkbar, die Elemente direkt auf den Innenrand aufzusetzen, so dass diese also nach innen leicht vorstehen. This configuration results in a flush inner edge, but equally it is also possible to place the elements directly on the inside edge so that they therefore protrude slightly inward.
  • Alternativ hierzu ist es auch denkbar, die permanentmagnetischen Elemente in einem Träger, insbesondere aus Kunststoff, einzubetten, welcher Träger dann am Innenrand der Taumelscheibe angeordnet ist. Alternatively, it is also conceivable for the permanent-magnetic elements in a carrier, particularly made of plastic, embed, which carrier is then arranged at the inner edge of the swash plate. D. h., dass bei dieser Ausgestaltung der Träger, beispielsweise ein dünnes Kunststoffband, in das die permanentmagnetischen Elemente, selbstverständlich wie bei allen Ausführungsformen mit gleichförmiger Ausrichtung ihrer Polung, eingebettet sind, am Scheibeninnenrand befestigt, bevorzugt angeklebt wird. That is., That is fixed in this embodiment of the carrier, for example a thin plastic strip, to which the permanent-magnetic elements, of course, as in all embodiments are embedded with uniform orientation of their polarity, the disc inner edge, is preferably glued. Auch hierüber kann eine Scheibenkonfiguration, die eine gute magnetische Wechselwirkung ermöglicht, realisiert werden. Also here on, a disk configuration, which allows a good magnetic interaction can be realized.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the hereinafter described embodiment and from the drawing. Dabei zeigen: They show:
  • 1 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Zykloidgetriebes einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht, a schematic diagram of Zykloidgetriebes a first embodiment in a perspective view according to the invention,
  • 2 2 eine Aufsicht auf das Zykloidgetriebe aus a view of the cycloidal drive from 1 1 , und , and
  • 3 3 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Zykloidgetriebes einer zweiten Ausführungsform. a partial view of a second embodiment according to the invention Zykloidgetriebes.
  • 1 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zykloidgetriebe shows an inventive cycloidal drive 1 1 umfassend eine Taumelscheibe comprising a swash plate 2 2 , die exzentrisch um eine Zentralachse Eccentrically about a central axis 3 3 drehbar ist. is rotatable. Der Rand The edge 4 4 der Taumelscheibe the swash plate 2 2 ist wellig oder kurvenförmig profiliert, so dass sich eine Anzahl an Wellenbergen is profiled wavy or curved, so that a number of wave crests 5 5 und eine entsprechende Anzahl an Wellentälern and a corresponding number of wave troughs 6 6 ergeben, mithin also eine zahnartige Kurvenstruktur. give words a tooth-like curve structure.
  • Vorgesehen ist ferner ein äußerer Abstützring Also provided is an outer support ring 7 7 bestehen aus einer Grundplatte consist of a base plate 8 8th und daran vorspringend ausgebildeten rundlichen Zapfen and it projectingly formed rounded pin 9 9 , wobei die Anzahl an Zapfen , Wherein the number of pins 9 9 um wenigstens eins größer ist als die Anzahl der Wellenberge is greater by at least one than the number of the wave crests 5 5 respektive Wellentäler respectively troughs 6 6 . , Es sei angenommen, dass der äußere Abstützring It is assumed that the outer support ring 7 7 im Betrieb lagefest ist. is in a fixed position during operation.
  • Am äußeren Abstützring At the outer support ring 7 7 bzw. seiner Grundplatte or its base plate 8 8th ist ein Stator a stator 10 10 vorgesehen, der bei Ausführung des äußeren Abstützrings beispielsweise aus Kunststoff einstückig daran angeformt ist, bei einer Metallausführung des Abstützrings provided which is formed by executing the outer support ring, for example made of plastic in one piece thereto, at a metal version of the supporting ring 7 7 kann der Stator gleichermaßen ein separat befestigtes Kunststoffbauteil oder ein Metallbauteil sein. the stator can equally be a separately mounted plastic component or a metal component. Der Stator ist symmetrisch bezüglich der Zentralachse The stator is symmetrical with respect to the central axis 3 3 angeordnet. arranged. An ihm sind Felderzeugungsmittel are at it field-generating means 11 11 in Form von im gezeigten Beispiel insgesamt sechs einzelnen Spulen in the form of in the example shown a total of six individual coils 12 12 umfassend jeweils einen Kern nebst Wicklungen, welche Spulen äquidistant verteilt angeordnet sind, vorgesehen. each comprising a core together with coils which coils are arranged distributed equidistantly provided. Andere Spulenanzahlen sind möglich. Other coils numbers are possible. Im gezeigten Beispiel ragen die Spulen In the example shown, the coils protrude 12 12 , die jeweils paarweise um 60° versetzt angeordnet sind, aus dem Stator Which are arranged in pairs offset by 60 °, from the stator 10 10 hervor. out. Sie befinden sich ersichtlich in einer mittigen Ausnehmung You are seen in a central recess 13 13 der Taumelscheibe the swash plate 2 2 . , Die Spulen The spools 12 12 sind über nicht näher gezeigte Ansteuermittel separat ansteuerbar, sie dienen dazu, ein Magnetfeld zu erzeugen, das mit der Taumelscheibe can be controlled by driving means not further shown separately, they serve to generate a magnetic field with the swash plate 2 2 wechselwirkt. interacts. Zu diesem Zweck ist die Taumelscheibe To this end, the swash plate 2 2 im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem ferromagnetischen Material gebildet, so dass über das Magnetfeld eine Kraft auf die Taumelscheibe formed in the shown embodiment made of a ferromagnetic material, so that via the magnetic field exerts a force on the swash plate 2 2 ausgeübt werden kann, die die Taumelscheibe can be applied, the swash plate, the 2 2 in Richtung des Stators respektive der jeweiligen bestromten und das Magnetfeld erzeugenden Spule in the direction of the stator, respectively of the respective energized and the magnetic field generating coil 12 12 zieht. draws. Hieraus resultiert, dass die Spule mit ihrer Kurvenberandung This results in that the coil with its boundary curve 4 4 an der gegenüberliegenden Seite gegen den Außenring on the opposite side against the outer ring 7 7 respektive die dortigen Zapfen respectively the local pin 9 9 anliegt bzw. geführt wird. abuts and is guided.
  • Vorgesehen ist des Weiteren ein innerer Abstützring Provided further support ring is an internal 14 14 , der aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nur gestrichelt gezeichnet ist, da er ansonsten die Taumelscheibe Which is marked by a dotted line for clarity here, because otherwise the swash plate 2 2 und den Stator and the stator 10 10 überdecken würde. would cover. Der Abstützring the support ring 14 14 ist quasi von vorne auf die Taumelscheibe aufgesetzt. is virtually placed from the front on the swash plate. Am inneren Abstützring At the inner support ring 14 14 sind zur Taumelscheibe are the swash plate 2 2 hin vorspringende weitere Zapfen projecting towards more pins 15 15 runden Querschnitts vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen round cross section provided in corresponding recesses 16 16 der Taumelscheibe eingreifen. engaging the swash plate. Der Durchmesser der Zapfen The diameter of the pin 15 15 ist deutlich kleiner als der Durchmesser der Taumelscheibenausnehmungen is significantly smaller than the diameter of the Taumelscheibenausnehmungen 16 16 . , Der innere Abstützring The inner support ring 14 14 ist der Abtrieb, der bei Drehung der Taumelscheibe is the output, upon rotation of the swash plate 2 2 gedreht wird und über den das Drehmoment auf ein nachgeschaltetes Bauteil übertragen wird. is turned and through which the torque is transmitted to a downstream component. Infolge des Durchmesserunterschiedes der Zapfen Due to the difference in diameter of the pins 15 15 zu den Ausnehmungen to the recesses 16 16 ist sichergestellt, dass der über nicht näher gezeigte Lagermittel drehgelagerte innere Abstützring This ensures that the rotatably mounted on bearing means not shown in detail inner support ring 14 14 um die Zentralachse about the central axis 3 3 dreht, wenngleich die Taumelscheibe rotates, although the swash plate 2 2 diesbezüglich eine exzentrische Bewegung vornimmt. performs an eccentric movement in this regard. Der Abtrieb erfolgt über einen am inneren Abstützring The output takes place via a supporting ring on the inner 14 14 vorgesehenen, nur gestrichelt gezeigten Zapfen. provided, only shown in phantom pin.
  • Der Betrieb des Zykloidgetriebes The operation of the Zykloidgetriebes 1 1 erfolgt allein aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen der Taumelscheibe takes place solely due to the magnetic interaction between the swash plate 2 2 und dem über die Felderzeugungsmittel and on the field-generating means 11 11 erzeugten Magnetfeld. Magnetic field generated. Zu diesem Zweck steuert die nicht näher gezeigte Ansteuereinrichtung die einzelnen Spulen For this purpose the driving means not shown in detail, controls the individual coils 12 12 der Reihe nach kurzzeitig an, so dass je nach gewünschter Bewegungsgeschwindigkeit ein umlaufendes, sich also drehendes Magnetfeld ergibt, das auf die Taumelscheibe sequentially momentarily, so that depending on the desired speed of movement results in a rotating, thus rotating magnetic field acting on the swash plate 2 2 wirkt. acts. Über dieses Magnetfeld wird die Taumelscheibe This magnetic field is, the swash plate 2 2 folglich umlaufend in Richtung des Stators consequently, circumferentially toward the stator 10 10 bewegt. emotional. Diese Anziehungsbewegung verbunden mit der kontinuierlichen Feldänderung führt dazu, dass die Taumelscheibe This attraction movement connected with the continuous field change that results in the swash plate 2 2 über ihre kurvige Berandung about her curvy boundary 4 4 auf den Zapfen on the pin 9 9 abwälzt. rolls. Infolge der zahlenmäßigen Differenz zwischen Wellenbergen As a result of the numerical difference between wave crests 5 5 /Wellentälern / Troughs 6 6 und Zapfen and pin 9 9 kommt es zu einer übersetzten Bewegung, die auf dem mit der Taumelscheibe there occurs a translated movement on to the swash plate 2 2 zwangsläufig bewegten inneren Abstützring necessarily moving the inner support ring 14 14 , der den Abtrieb darstellt, übertragen wird. is representing the output is transmitted. Die Taumelscheibenbewegung The swash plate movement 2 2 erfolgt hiermit also allein auf elektromagnetischem Wege, mechanische Komponenten sind hierfür nicht erforderlich. So hereby made solely by electromagnetic means, mechanical components are not required for this purpose.
  • 3 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Zykloidgetriebes shows a further embodiment of a Zykloidgetriebes 1 1 , wobei hier nur die Taumelscheibe sowie der Stator Wherein only the swash plate and the stator 10 10 gezeigt sind. are shown. Der äußere Abstützring The outer support ring 7 7 entspricht dem Abstützring corresponds to the support ring 7 7 aus den from the 1 1 und and 2 2 . ,
  • Bei dieser Ausgestaltung sind die Magnetfelderzeugungsmittel In this embodiment, the magnetic field generating means 11 11 , hier also die Spulen , In this case, the coils 12 12 , vollständig in den Stator Fully in the stator 10 10 integriert, dh, sie schließen im Wesentlichen randbündig ab, stehen also nicht wie bei den Ausführungsformen nach integrated, ie they include substantially flush with the edge off, so do not stand as the embodiments 1 1 und and 2 2 hervor. out. Auch sind hier insgesamt acht Spulen Also here are a total of eight coils 12 12 , mithin also vier Spulenpaare vorgesehen, was einer besseren Auflösung förderlich ist, nachdem der Winkel zwischen zwei benachbarten Spulen 45° anstelle von 60° bei dem Ausführungsbeispiel nach den So therefore, four coil pairs are provided, which is conducive to better resolution, after the angle between two adjacent coils 45 ° instead of 60 ° in the embodiment according to 1 1 und and 2 2 beträgt. is.
  • An der Taumelscheibe On the swash plate 2 2 ist an ihrem Innenrand is at its inner edge 17 17 im gezeigten Beispiel ein Träger in the example shown, a support 18 18 beispielsweise aus Kunststoff angeordnet, vorzugsweise aufgeklebt, in den eine Vielzahl einzelner permanentmagnetischer Elemente arranged, for example made of plastic, preferably glued, in a plurality of individual permanent magnetic elements 19 19 eingebettet sind. are embedded. Die permanentmagnetischen Elemente sind allesamt mit gleicher Polausrichtung angeordnet. The permanently magnetic elements are all arranged with the same pole orientation. Im gezeigten Beispiel sei angenommen, dass der Südpol S vom Stator entfernt und der Nordpol N statornah ist. In the example shown it is assumed that the south pole S from the stator and the north pole N is statornah. Die permanentmagnetischen Elemente The permanent magnet elements 19 19 sind bündig respektive vollständig im Träger are flush respectively completely in the carrier 18 18 eingebettet. embedded.
  • Diese Ausgestaltung lässt nicht nur ein aktives „Anziehen” der Taumelscheibe This configuration can not be only one active "tightening" of the swash plate 2 2 an den Stator respektive die bestromte Spule to the stator respectively the energized coil 12 12 zu, sondern an der gegenüberliegenden Seite durch Bestromen der zweiten Spule des Spulenpaars auch ein aktives Abstoßen der Taumelscheibe. to, but on the opposite side by energizing the second coil of the coil pair, an active shedding of the swash plate. Diese zweite Spule This second coil 12 12 erzeugt ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld wie die gegenüberliegende erste Spule creates an oppositely directed magnetic field as the opposing first coil 12 12 des Spulenpaars. the coil pair. Infolge der gleichen Polausrichtung der Elemente As a result of the same polar alignment of the elements 19 19 an der Taumelscheibe on the swash plate 2 2 erfolgt an dieser Seite folglich eine Abstoßung, dh, dass die magnetische Wechselwirkung zwischen beiden bestromten Spulen und der Taumelscheibe takes place on this side thus a rejection, which means that the magnetic interaction between the two energized coils and the swash plate 2 2 in die gleiche Richtung wirkt. acts in the same direction. Dies führt dazu, dass die Relativbewegung der Taumelscheibe gegen den äußeren Abstützring This results in that the relative movement of the swash plate against the outer support ring 7 7 verbessert respektive verstärkt werden kann. can be improved respectively amplified.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung wird zum Rotieren der Taumelscheibe kontinuierlich die Bestromung der einzelnen Spulen Also in this embodiment, the energization of the individual coils is continuously to rotate the swash plate 12 12 respektive der Spulenpaare geändert, so dass insgesamt ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird. changed respectively of the coil pairs, so that a total of a rotating magnetic field is generated.
  • Selbstverständlich ist es möglich, die permanentmagnetischen Elemente Of course it is possible, the permanent-magnetic elements 19 19 auch unmittelbar in die Taumelscheibe also directly into the swash plate 2 2 , die dann beispielsweise aus Kunststoff ist, zu integrieren, wozu entsprechende Ausnehmungen oder dergleichen an der Taumelscheibe vorgesehen sind, in die die permanentmagnetischen Elemente , Which is then for example made of plastic, to integrate, for which corresponding recesses or the like are provided on the swash plate, in the permanent-magnetic elements 19 19 beispielsweise eingeklebt sind. for example, are glued. Auf einen separaten Träger kann dann verzichtet werden. can then be dispensed to a separate carrier.
  • Sofern keine Permanentmagnete eingesetzt werden, können Elemente bestehend aus weichmagnetischen Metallplättchen oder Ähnlichem verwendet werden, die beispielsweise ähnlich wie in Provided that no permanent magnets are used, the elements can be used consisting of soft magnetic metal plates or the like, for example, similar to 3 3 gezeigt äquidistant am Innenumfang der Taumelscheibe angeordnet sind. shown equidistantly on the inner periphery of the swash plate are arranged. Über diese Metallbleche z. About this metal sheets for. B. aus Eisen (Trafoblech), die wiederum schnell ummagnetisierbar sind, kann die Taumelscheibenbewegung über das rotierende Magnetfeld erzeugt werden. As iron (transformer sheet), which in turn quickly magnetization reversal, the swash plate motion can be generated by the rotating magnetic field.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass bei dem erfindungsgemäßen Zykloidgetriebe die Taumelbewegung der Taumelscheibe und mithin das Getriebe ausschließlich durch die Wechselwirkung der Taumelscheibe, sei es das diese komplett aus weichmagnetischem Material besteht, dass sie weichmagnetische Elemente integriert hat oder dass permanentmagnetische Elemente vorgesehen sind, mit dem über die Magnetfelderzeugungsmittel am Stator erzeugten Magnetfeld erfolgt und es so zu einer Kraftübertragung kommt. In summary, it should be noted that in the inventive cycloidal drive the wobbling motion of the swash plate and, consequently, the transmission exclusively by the interaction of the swash plate, it is made this entirely of soft magnetic material, that it has soft magnetic elements integrated or that permanent magnetic elements are provided with the above the magnetic field generated magnetic field generating means carried on the stator and thus resulting in a power transmission. Durch die Rotation des elektrischen Feldes, also Veränderung der Bestromung der Spulen, kommt es zur Rotation des Magnetfelds, woraus die Taumelbewegung resultiert und die Taumelscheibe über den Umfang „weiterdreht”, also auf dem äußeren Abstützring abwälzt. By the rotation of the electric field, thus changing the energization of the coil, it comes to the rotation of the magnetic field, from which the wobble results and the swash plate around the circumference "continues to rotate", that rolls on the outer support ring. Ein Exzenter, ein Untersetzungsgetriebe und ein Motor sind hier nicht erforderlich. An eccentric, a reduction gear and a motor are not required here. Der Aufbau ist auch wesentlich kompakter als bei bisher bekannten Zykloidgetrieben. The structure is also much more compact than previously known Zykloidgetrieben.

Claims (9)

  1. Zykloidgetriebe umfassend wenigstens eine Taumelscheibe, die exzentrisch um eine Zentralachse drehbar ist und mit einem inneren Abstützring gekoppelt ist und mit ihrem profilierten Rand mit einem äußeren Abstützring kämmt, wobei der Abtrieb über den inneren oder äußeren Abstützring erfolgt, dadurch gekennzeichnet , dass ein in der Zentralachse ( Cycloidal drive comprising at least one swash plate, which is eccentric to a central axis for rotation and is coupled to an inner support ring and meshes with their profiled edge with an outer support ring, wherein the output over the inner or outer support ring is carried out, characterized in that in the central axis ( 3 3 ) liegender Stator ( ) Lying stator ( 10 10 ) vorgesehen ist, um den die Taumelscheibe ( is provided) to the (the swash plate 2 2 ) dreht, und der mehrere verteilt angeordnete, ein veränderbares Magnetfeld erzeugende Felderzeugungsmittel ( ) Rotates, and a plurality of spaced distributed, a variable magnetic field generating field generating means ( 11 11 , . 12 12 ) aufweist, wobei die Taumelscheibe ( ), Wherein the swash plate ( 2 2 ) mit dem Magnetfeld wechselwirkt und über dieses gedreht wird. ) Will interact with the magnetic field and rotated about this.
  2. Zykloidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Felderzeugungsmittel ( Cycloidal drive according to claim 1, characterized in that the field generating means ( 11 11 , . 12 12 ) in den Stator ( ) (In the stator 10 10 ) integriert sind. ) Are integrated.
  3. Zykloidgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Felderzeugungsmittel ( Cycloidal drive according to claim 2, characterized in that the field generating means ( 11 11 , . 12 12 ) unmittelbar im Bereich der Mantelfläche des Stators ( ) Directly (in the region of the circumferential surface of the stator 10 10 ) vorgesehen sind. are provided).
  4. Zykloidgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator ( Cycloidal drive according to claim 2 or 3, characterized in that the stator ( 10 10 ) eine glatte zylindrische Mantelfläche aufweist. ) Has a smooth cylindrical outer surface.
  5. Zykloidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Felderzeugungsmittel ( Cycloidal drive according to claim 1, characterized in that the field generating means ( 11 11 , . 12 12 ) am Stator ( ) (On the stator 10 10 ), von diesem abstehend, angeordnet sind. ), Are arranged on this spreading.
  6. Zykloidgetriebe nach einem er vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe ( Cycloidal drive according to one of he preceding claims, characterized in that the swash plate ( 2 2 ) zumindest im Bereich des Innenrands der vom Stator ( ) At least in the region of the inner edge of the (from the stator 10 10 ) durchsetzten Durchbrechung ( ) Penetrated by the aperture ( 13 13 ), vorzugsweise insgesamt, aus einem ferromagnetischen Material besteht. ), Preferably as a whole, is made of a ferromagnetic material.
  7. Zykloidgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe ( Cycloidal drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that the swash plate ( 2 2 ) im Bereich des Innenrands der vom Stator durchsetzten Durchbrechung ( ) (In the region of the inner edge of the stator penetrated by the aperture 13 13 , . 17 17 ) permanentmagnetische oder weichmagnetische Elemente ( ) Is permanently magnetic or soft-magnetic elements ( 19 19 ) aufweist. ) having.
  8. Zykloidgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetischen oder weichmagnetischen Elemente ( Cycloidal drive according to claim 7, characterized in that the permanently magnetic or soft-magnetic elements ( 19 19 ) direkt am Innenrand oder randseitig integriert angeordnet sind. ) Are arranged directly at the inner edge or edge side integrated.
  9. Zykloidgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetischen oder weichmagnetischen Elemente ( Cycloidal drive according to claim 7, characterized in that the permanently magnetic or soft-magnetic elements ( 19 19 ) in einem Träger ( ) (In a carrier 18 18 ), insbesondere aus Kunststoff, eingebettet sind, der am Innenrand ( ), In particular made of plastic, are embedded, of (on the inner edge 17 17 ) angeordnet ist. ) Is arranged.
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