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 Download PDF

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Karl-Heinz Meitinger
Wolfgang Schmid
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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 gear comprising at least one swash plate which is eccentrically rotatable about a central axis and is coupled to an inner support ring and meshes with its profiled edge with an outer support ring, wherein the output via the inner or the outer support ring.

Derartige Zykloidgetriebe sind bekannt und kommen dort zum Einsatz, wo geringe Drehzahlen, jedoch hohe Momente übertragen werden sollen. Ein Beispiel ist der Automobilsektor, dort insbesondere der Fahrwerksbereich, wo solche Zykloidgetriebe eingesetzt werden können. Dort werden für Stellaufgaben Servomotoren gesucht, die klein, leicht und robust gegen Temperatureinflüsse und Stöße sind und üblicherweise langsam drehen, jedoch hohe Momente übertragen. 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. Vorteilhaft an Zykloidgetrieben der beschriebenen Art ist, dass diese mit einer Stoßbelastung von einem Vielfachen des nominellen Drehmoments belastet werden können. Dies ist insbesondere interessant im Fahrwerksbereich, da die Motor-Getriebe-Kombination für den regulären Betriebsfall ausgelegt werden kann und Missbrauchsfälle kein Problem darstellen.Such cycloidal transmissions are known and are used where low speeds but high torques are to be transmitted. One example is the automotive sector, in particular the chassis sector, where such cycloidal transmissions can be used. There servo motors are sought for control tasks, which are small, light and robust against temperature influences and shocks and usually rotate slowly, but transmit high torque. By coupling electric motors with reduction gears can be taken into account, because motors with low torque and high speeds build small and usually little space is available. An advantage of cycloidal transmissions of the type described is that they can be loaded with a shock load of a multiple of the nominal torque. This is particularly interesting in the chassis area, since the engine-transmission combination can be designed for regular operation and abuse cases do not pose a problem.

Übliche Zykloidgetriebe umfassen wie beschrieben eine Taumelscheibe, die exzentrisch um eine Zentralachse drehbar ist. 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. 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, d. h., dass der innere Abstützring relativ zur Taumelscheibe beweglich ist, jedoch in der Zentralachse bleibt.Conventional cycloidal transmissions include, as described, a swash plate which is eccentrically rotatable about a central axis. This swash plate meshes with its wavy profiled outer boundary with a usually pin-shaped "teeth" of an outer support ring, the swash plate less "teeth", ie peaks has as on the outer support ring "teeth", ie round pin are present. Coupled to the swash plate is an inner support ring which engages in recesses or openings of the swash plate with corresponding pin whose diameter, however, is significantly smaller than the diameter of the swash plate side provided recesses or openings, d. h., That the inner support ring is movable relative to the swash plate, 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. Der Exzenterzapfen greift in eine mittige Ausnehmung der Taumelscheibe, die also ringförmig ist, ein. Infolge der Drehung des Exzenterzapfens um die Zentralachse wird die Taumelscheibe bewegt. Aufgrund der unterschiedlichen „Zähnezahl” von Taumelscheibe und äußerem Abstützring kommt es bei einer abwälzenden Bewegung der Taumelscheibe auf dem äußeren Abstützring zur Momentenübertragung. Die Kurvenscheibe wälzt sich also über die Zapfen oder Bolzen des äußeren Abstützrings ab. 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.The movement of the swash plate via an eccentric pin which rotates eccentrically about the central axis and is driven by a motor. The eccentric pin engages in a central recess of the swash plate, which is thus annular, a. As a result of the rotation of the eccentric pin about the central axis, the swash plate is moved. Due to the different "number of teeth" of the swash plate and the outer support ring occurs during a rolling movement of the swash plate on the outer support ring for torque transmission. The cam thus rolls over the pins or bolts of the outer support ring. With each revolution of the eccentric, the cam moves and with it the usually abortive inner support ring on a curved portion of the swash plate on, so that small rotational speeds against the drive rotation direction arises.

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. Weiterhin müssen die motorseitigen Lagerstellen auf die maximale Stoßbelastung bei geringen Toleranzen ausgelegt werden. 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.A disadvantage of such cycloid or Exzentergetrieben is that on the one hand, the motor has rotating parts, which have inertia, which in particular adversely affect the dynamics when a reduction gear follows the engine, which is the rule. Furthermore, the engine-side bearings must be designed for the maximum impact load with low tolerances. Finally, such a transmission configuration also still requires a considerable space, since the actual transmission is always preceded at least by the motor, but possibly also by the reduction gear.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Zykloidgetriebe anzugeben, das demgegenüber kompakter ausgelegt ist.The invention is therefore based on the problem to provide a cycloidal gear, which is designed to be 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, according to the invention, there is provided a stator located in the central axis, about which the swash plate rotates, and which has a plurality of distributed, magnetic field generating field generating means, wherein the swash plate interacts with the magnetic field and is rotated about it.

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. Hierzu sind Felderzeugungsmittel in das Zykloidgetriebe integriert, d. h., dass im Getriebe ein Stator vorgesehen ist, an dem die Felderzeugungsmittel, also geeignete Spulen nebst Wicklungen, vorgesehen sind. 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. Über die Felderzeugungsmittel wird nun ein um die Zentralachse drehendes Magnetfeld erzeugt. 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. Dreht nun das Magnetfeld, so kommt es zur Taumelscheibenrotation.In the case of the cycloidal drive according to the invention, the swashplate drive no longer takes place mechanically, as in the prior art, via a motor and an eccentric pin driven by the latter, which interacts with the swashplate, but solely via an alternating magnetic field. For this purpose, field generating agents are integrated into the cycloidal gear, d. h., That in the transmission, a stator is provided on which the field generating means, ie suitable coils and windings are provided. The field generating means are thus fixed in position, either to the outer support ring, when the output via the inner section ring, or to the inner support ring, when the output via the outer support ring. Via the field generating means, a magnetic field rotating around the central axis is now generated. This magnetic field interacts with the swash plate, which is attracted to the stator via the magnetic field, which in turn results in the other side of the disk causing the swash plate cam sections to engage with the pins or bolts of the outer section ring. If now the magnetic field rotates, then 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. 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. As a result of the integration of the disc rotation causing means, namely the field generating means, thus a much more compact design of the cycloidal gear can be realized. Because it is only necessary to provide appropriate control lines to a control device that controls the operation of the field generating means, but not other mechanical or electromechanical components that would serve the swash plate drive.

Die Felderzeugungsmittel, zweckmäßigerweise in form separat ansteuerbarer Spulen, sind zweckmäßigerweise in den Stator integriert, so dass sich eine stabile Bauform ergibt. Die Felderzeugungsmittel sind dabei bevorzugt unmittelbar im Bereich der Mantelfläche des Stators vorgesehen bzw. schließen mantelflächig im Wesentlichen bündig ab. Dies ist zweckmäßig, um den Ort der Magnetfelderzeugung möglichst nahe an die Taumelscheibe zu bringen, was für eine gute magnetische Kopplung vorteilhaft ist. Bevorzugt weist der Stator insgesamt eine glatte, zylindrische Mantelfläche auf, alternativ kann die Mantelfläche auch unterbrochen sein.The field generating means, expediently in the form of separately controllable coils, are expediently integrated into the stator, so that a stable design results. The field-generating means are preferably provided directly in the region of the lateral surface of the stator or close substantially flush with the surface of the jacket. This is useful to bring the location of the magnetic field generation as close to the swash plate, which is advantageous for a good magnetic coupling. Preferably, the stator has a total of a smooth, cylindrical lateral surface, alternatively, the lateral surface can 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. 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.As an alternative to the integration of the field-generating means into the stator, as described above, it is of course also possible to arrange the field-generating means on the stator, which is ultimately designed as a pure coil holder, respectively, so that they virtually protrude from the stator. Since the field-generating means or the stator does not touch the swash plate, but always leaves an air gap which is small if possible, no influencing of the magnetic field generating means via the swash plate is possible even 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. D. h., dass über das Magnetfeld eine magnetische Kraft aufgebaut wird, die die Taumelscheibe relativ zum Stator bewegt. 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. Die Taumelscheibe ist also selbst aus einem Material gebildet, das die magnetische Wechselwirkung ermöglicht. Bevorzugt wird ein Material gewählt, das sehr schnell ummagnetisierbar ist. 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.As described, in the case of the cycloidal gear according to the invention, the magnetic interaction between the field-generating means or the magnetic field generated therefrom and the swash plate are central. This means that a magnetic force is built up via the magnetic field, which moves the swash plate relative to the stator. According to a first alternative of the invention, for this purpose, the swash plate can consist of a ferromagnetic material, at least in the region of the inner edge of the aperture penetrated by the stator, preferably in total. The swash plate is thus itself formed of a material that allows the magnetic interaction. Preferably, a material is selected which can be re-magnetized very quickly. Although in principle it is possible to perform the swash plate as a whole from the ferromagnetic material, usually metal, but it is also possible in principle to provide, for example, only a thin ring forming the inner edge of the ferromagnetic material and to form the rest 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. Die Taumelscheibe ist also im Innenrandbereich mit permanentmagnetischen Elementen bestückt, die eine permanente Magnetisierung mit ausgezeichneter Magnetisierungsrichtung besitzen. Dies bietet die Möglichkeit, über das Magnetfeld die Taumelscheibe aktiv zum Stator hin anzuziehen oder abzustoßen, je nachdem, welche Richtung das Magnetfeld besitzt. 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. 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.As an alternative to the use of a ferromagnetic material, according to the invention, the swashplate may have permanent-magnetic elements in the region of the inner edge of the aperture penetrated by the stator. The swash plate is thus equipped in the inner edge region with permanent magnetic elements having a permanent magnetization with excellent magnetization direction. This offers the possibility of actively attracting or repelling the swashplate towards the stator via the magnetic field, depending on which direction the magnetic field has. This is possible because the permanent magnetic elements as described have excellent magnetization directions, that is, poles that are either attracted or repelled to the stator depending on the direction of the field vector of the magnetic field. For example, such an operation is conceivable such that when using pairs of coils offset by 180 ° from one another, a coil generates a field in a first direction, so that the swash plate is attracted to this coil, while the opposing coil generates an oppositely directed magnetic field that the disc is repelled, so therefore a rectified, but almost double strong disc movement is realized to the outer support ring out.

Die permanentmagnetischen Elemente können dabei direkt am Innenrand oder randseitig integriert angeordnet sein. 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. 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.The permanent magnetic elements can be arranged directly on the inner edge or edge integrated. If the swashplate is made of plastic, for example, the elements can readily be embedded in the plastic, for example flush with the edge, where they can be glued into corresponding receptacles or directly encapsulated or encapsulated in the production of the swashplate. This embodiment leads to a flush inner edge, but equally it is also conceivable to put the elements directly on the inner edge, so that they project 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. 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. Auch hierüber kann eine Scheibenkonfiguration, die eine gute magnetische Wechselwirkung ermöglicht, realisiert werden.Alternatively, it is also conceivable to embed the permanent magnetic elements in a carrier, in particular made of plastic, which carrier is then arranged on the inner edge of the swash plate. That is, in this embodiment, the carrier, for example, a thin plastic tape, in which the permanent magnetic elements, of course, as in all embodiments with uniform orientation of their polarity, are embedded fixed to the disk inner edge, preferably adhered. Again, a disk configuration that allows for 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. Dabei zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiment described below and from the drawing. Showing:

1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Zykloidgetriebes einer ersten Ausführungsform in perspektivischer Ansicht, 1 3 is a schematic representation of a cycloidal gear according to the invention of a first embodiment in a perspective view,

2 eine Aufsicht auf das Zykloidgetriebe aus 1, und 2 a top view of the cycloidal gearbox 1 , and

3 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Zykloidgetriebes einer zweiten Ausführungsform. 3 a partial view of a cycloid gear according to the invention a second embodiment.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zykloidgetriebe 1 umfassend eine Taumelscheibe 2, die exzentrisch um eine Zentralachse 3 drehbar ist. Der Rand 4 der Taumelscheibe 2 ist wellig oder kurvenförmig profiliert, so dass sich eine Anzahl an Wellenbergen 5 und eine entsprechende Anzahl an Wellentälern 6 ergeben, mithin also eine zahnartige Kurvenstruktur. 1 shows a cycloidal gear according to the invention 1 comprising a swash plate 2 that are eccentric about a central axis 3 is rotatable. The edge 4 the swash plate 2 is profiled wavy or curvy, leaving a number of wave crests 5 and a corresponding number of troughs 6 result, so therefore a tooth-like curve structure.

Vorgesehen ist ferner ein äußerer Abstützring 7 bestehen aus einer Grundplatte 8 und daran vorspringend ausgebildeten rundlichen Zapfen 9, wobei die Anzahl an Zapfen 9 um wenigstens eins größer ist als die Anzahl der Wellenberge 5 respektive Wellentäler 6. Es sei angenommen, dass der äußere Abstützring 7 im Betrieb lagefest ist.Also provided is an outer support ring 7 consist of a base plate 8th and projecting trained round pin 9 , where the number of pins 9 at least one greater than the number of wave crests 5 respectively troughs 6 , It is assumed that the outer support ring 7 is stable during operation.

Am äußeren Abstützring 7 bzw. seiner Grundplatte 8 ist ein Stator 10 vorgesehen, der bei Ausführung des äußeren Abstützrings beispielsweise aus Kunststoff einstückig daran angeformt ist, bei einer Metallausführung des Abstützrings 7 kann der Stator gleichermaßen ein separat befestigtes Kunststoffbauteil oder ein Metallbauteil sein. Der Stator ist symmetrisch bezüglich der Zentralachse 3 angeordnet. An ihm sind Felderzeugungsmittel 11 in Form von im gezeigten Beispiel insgesamt sechs einzelnen Spulen 12 umfassend jeweils einen Kern nebst Wicklungen, welche Spulen äquidistant verteilt angeordnet sind, vorgesehen. Andere Spulenanzahlen sind möglich. Im gezeigten Beispiel ragen die Spulen 12, die jeweils paarweise um 60° versetzt angeordnet sind, aus dem Stator 10 hervor. Sie befinden sich ersichtlich in einer mittigen Ausnehmung 13 der Taumelscheibe 2. Die Spulen 12 sind über nicht näher gezeigte Ansteuermittel separat ansteuerbar, sie dienen dazu, ein Magnetfeld zu erzeugen, das mit der Taumelscheibe 2 wechselwirkt. Zu diesem Zweck ist die Taumelscheibe 2 im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem ferromagnetischen Material gebildet, so dass über das Magnetfeld eine Kraft auf die Taumelscheibe 2 ausgeübt werden kann, die die Taumelscheibe 2 in Richtung des Stators respektive der jeweiligen bestromten und das Magnetfeld erzeugenden Spule 12 zieht. Hieraus resultiert, dass die Spule mit ihrer Kurvenberandung 4 an der gegenüberliegenden Seite gegen den Außenring 7 respektive die dortigen Zapfen 9 anliegt bzw. geführt wird.At the outer support ring 7 or its base plate 8th is a stator 10 provided, which is integrally formed in the execution of the outer support ring, for example made of plastic, in a metal version of the support ring 7 For example, the stator may equally be a separately attached plastic component or a metal component. The stator is symmetrical with respect to the central axis 3 arranged. At it are field generating means 11 in the form of a total of six individual coils in the example shown 12 each comprising a core together with windings, which coils are arranged distributed equidistantly provided. Other coil numbers are possible. In the example shown, the coils protrude 12 , which are arranged in pairs offset by 60 °, from the stator 10 out. They are visible in a central recess 13 the swash plate 2 , The spools 12 are separately controllable by means not shown in detail, they serve to generate a magnetic field with the swash plate 2 interacts. For this purpose is the swash plate 2 formed in the embodiment shown from a ferromagnetic material, so that via the magnetic field, a force on the swash plate 2 can be exercised by the swash plate 2 in the direction of the stator or the respective energized and the magnetic field generating coil 12 draws. This results in that the coil with its curve boundary 4 on the opposite side against the outer ring 7 respectively the cones there 9 is present or guided.

Vorgesehen ist des Weiteren ein innerer Abstützring 14, der aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nur gestrichelt gezeichnet ist, da er ansonsten die Taumelscheibe 2 und den Stator 10 überdecken würde. Der Abstützring 14 ist quasi von vorne auf die Taumelscheibe aufgesetzt. Am inneren Abstützring 14 sind zur Taumelscheibe 2 hin vorspringende weitere Zapfen 15 runden Querschnitts vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen 16 der Taumelscheibe eingreifen. Der Durchmesser der Zapfen 15 ist deutlich kleiner als der Durchmesser der Taumelscheibenausnehmungen 16. Der innere Abstützring 14 ist der Abtrieb, der bei Drehung der Taumelscheibe 2 gedreht wird und über den das Drehmoment auf ein nachgeschaltetes Bauteil übertragen wird. Infolge des Durchmesserunterschiedes der Zapfen 15 zu den Ausnehmungen 16 ist sichergestellt, dass der über nicht näher gezeigte Lagermittel drehgelagerte innere Abstützring 14 um die Zentralachse 3 dreht, wenngleich die Taumelscheibe 2 diesbezüglich eine exzentrische Bewegung vornimmt. Der Abtrieb erfolgt über einen am inneren Abstützring 14 vorgesehenen, nur gestrichelt gezeigten Zapfen.Furthermore, an inner support ring is provided 14 , which is drawn here for clarity only dashed lines, because he otherwise the swash plate 2 and the stator 10 would cover. The support ring 14 is almost put on the swash plate from the front. On the inner support ring 14 are to the swash plate 2 towards protruding further cones 15 provided round cross-section, which in corresponding recesses 16 engage the swash plate. The diameter of the pins 15 is significantly smaller than the diameter of the Taumelscheibenausnehmungen 16 , The inner support ring 14 is the downforce that occurs when the swash plate is rotated 2 is rotated and over which the torque is transmitted to a downstream component. Due to the difference in diameter of the pins 15 to the recesses 16 is ensured that the bearing means not shown in detail rotatably mounted inner support ring 14 around the central axis 3 turns, though the swash plate 2 in this respect makes an eccentric movement. The output takes place via a on the inner support ring 14 provided, shown only dashed pins.

Der Betrieb des Zykloidgetriebes 1 erfolgt allein aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen der Taumelscheibe 2 und dem über die Felderzeugungsmittel 11 erzeugten Magnetfeld. Zu diesem Zweck steuert die nicht näher gezeigte Ansteuereinrichtung die einzelnen Spulen 12 der Reihe nach kurzzeitig an, so dass je nach gewünschter Bewegungsgeschwindigkeit ein umlaufendes, sich also drehendes Magnetfeld ergibt, das auf die Taumelscheibe 2 wirkt. Über dieses Magnetfeld wird die Taumelscheibe 2 folglich umlaufend in Richtung des Stators 10 bewegt. Diese Anziehungsbewegung verbunden mit der kontinuierlichen Feldänderung führt dazu, dass die Taumelscheibe 2 über ihre kurvige Berandung 4 auf den Zapfen 9 abwälzt. Infolge der zahlenmäßigen Differenz zwischen Wellenbergen 5/Wellentälern 6 und Zapfen 9 kommt es zu einer übersetzten Bewegung, die auf dem mit der Taumelscheibe 2 zwangsläufig bewegten inneren Abstützring 14, der den Abtrieb darstellt, übertragen wird. Die Taumelscheibenbewegung 2 erfolgt hiermit also allein auf elektromagnetischem Wege, mechanische Komponenten sind hierfür nicht erforderlich.The operation of the cycloid gearbox 1 occurs solely due to the magnetic interaction between the swash plate 2 and about the field generating means 11 generated magnetic field. For this purpose, the drive means not shown in detail controls the individual coils 12 in sequence for a short time, so that, depending on the desired movement speed, a circulating magnetic field results, that is, on the swash plate 2 acts. About this magnetic field is the swash plate 2 consequently circulating in the direction of the stator 10 emotional. This attraction movement combined with the continuous field change causes the swash plate 2 over her curvy boundary 4 on the cones 9 rolls. As a result of the numerical difference between wave crests 5 / Troughs 6 and cones 9 There is a translated motion on the swash plate 2 inevitably moving inner support ring 14 , which represents the output, is transmitted. The swash plate movement 2 This is done solely by electromagnetic means, mechanical components are not required for this purpose.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Zykloidgetriebes 1, wobei hier nur die Taumelscheibe sowie der Stator 10 gezeigt sind. Der äußere Abstützring 7 entspricht dem Abstützring 7 aus den 1 und 2. 3 shows a further embodiment of a cycloidal gear 1 , where only the swash plate and the stator 10 are shown. The outer support ring 7 corresponds to the support ring 7 from the 1 and 2 ,

Bei dieser Ausgestaltung sind die Magnetfelderzeugungsmittel 11, hier also die Spulen 12, vollständig in den Stator 10 integriert, d. h., sie schließen im Wesentlichen randbündig ab, stehen also nicht wie bei den Ausführungsformen nach 1 und 2 hervor. Auch sind hier insgesamt acht Spulen 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 1 und 2 beträgt.In this embodiment, the magnetic field generating means 11 So here are the coils 12 completely in the stator 10 integrated, ie, they close substantially flush with the edge, so are not as in the embodiments according to 1 and 2 out. Also here are a total of eight coils 12 Thus, therefore, four pairs of coils provided, which is conducive to better resolution, after the angle between two adjacent coils 45 ° instead of 60 ° in the embodiment of the 1 and 2 is.

An der Taumelscheibe 2 ist an ihrem Innenrand 17 im gezeigten Beispiel ein Träger 18 beispielsweise aus Kunststoff angeordnet, vorzugsweise aufgeklebt, in den eine Vielzahl einzelner permanentmagnetischer Elemente 19 eingebettet sind. Die permanentmagnetischen Elemente sind allesamt mit gleicher Polausrichtung angeordnet. Im gezeigten Beispiel sei angenommen, dass der Südpol S vom Stator entfernt und der Nordpol N statornah ist. Die permanentmagnetischen Elemente 19 sind bündig respektive vollständig im Träger 18 eingebettet.At the swash plate 2 is at its inner edge 17 in the example shown, a carrier 18 arranged, for example, made of plastic, preferably glued, in which a plurality of individual permanent magnetic elements 19 are embedded. The permanent magnetic elements are all arranged with the same pole orientation. In the example shown, it is assumed that the south pole S is removed from the stator and the north pole N is statornah. The permanent magnetic elements 19 are flush respectively completely in the carrier 18 embedded.

Diese Ausgestaltung lässt nicht nur ein aktives „Anziehen” der Taumelscheibe 2 an den Stator respektive die bestromte Spule 12 zu, sondern an der gegenüberliegenden Seite durch Bestromen der zweiten Spule des Spulenpaars auch ein aktives Abstoßen der Taumelscheibe. Diese zweite Spule 12 erzeugt ein entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld wie die gegenüberliegende erste Spule 12 des Spulenpaars. Infolge der gleichen Polausrichtung der Elemente 19 an der Taumelscheibe 2 erfolgt an dieser Seite folglich eine Abstoßung, d. h., dass die magnetische Wechselwirkung zwischen beiden bestromten Spulen und der Taumelscheibe 2 in die gleiche Richtung wirkt. Dies führt dazu, dass die Relativbewegung der Taumelscheibe gegen den äußeren Abstützring 7 verbessert respektive verstärkt werden kann.This embodiment does not only allow an active "tightening" of the swash plate 2 to the stator or the energized coil 12 to but on the opposite side by energizing the second coil of the coil pair also active repulsion of the swash plate. This second coil 12 generates an oppositely directed magnetic field like the opposite first coil 12 of the coil pair. Due to the same polar orientation of the elements 19 on the swash plate 2 Consequently, a repulsion occurs on this side, ie, that the magnetic interaction between the two energized coils and the swash plate 2 works in the same direction. This causes the relative movement of the swash plate against the outer support ring 7 improved respectively can be strengthened.

Auch bei dieser Ausgestaltung wird zum Rotieren der Taumelscheibe kontinuierlich die Bestromung der einzelnen Spulen 12 respektive der Spulenpaare geändert, so dass insgesamt ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird.In this embodiment too, the energization of the individual coils is continuously used to rotate the swash plate 12 respectively the coil pairs changed, so that a total of a rotating magnetic field is generated.

Selbstverständlich ist es möglich, die permanentmagnetischen Elemente 19 auch unmittelbar in die Taumelscheibe 2, die dann beispielsweise aus Kunststoff ist, zu integrieren, wozu entsprechende Ausnehmungen oder dergleichen an der Taumelscheibe vorgesehen sind, in die die permanentmagnetischen Elemente 19 beispielsweise eingeklebt sind. Auf einen separaten Träger kann dann verzichtet werden.Of course it is possible, the permanent magnetic elements 19 also directly into the swash plate 2 , which is then for example made of plastic, to integrate, for which corresponding recesses or the like are provided on the swash plate, in which the permanent magnetic elements 19 glued example. On a separate carrier can then be dispensed with.

Sofern keine Permanentmagnete eingesetzt werden, können Elemente bestehend aus weichmagnetischen Metallplättchen oder Ähnlichem verwendet werden, die beispielsweise ähnlich wie in 3 gezeigt äquidistant am Innenumfang der Taumelscheibe angeordnet sind. Über diese Metallbleche z. B. aus Eisen (Trafoblech), die wiederum schnell ummagnetisierbar sind, kann die Taumelscheibenbewegung über das rotierende Magnetfeld erzeugt werden.Unless permanent magnets are used, elements consisting of soft magnetic metal plates or the like may be used, which may be similar to those in FIG 3 are shown equidistantly arranged on the inner circumference of the swash plate. About these metal sheets z. B. of iron (transformer plate), which in turn are quickly reloadable, the swash plate movement can be generated via 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. 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. Ein Exzenter, ein Untersetzungsgetriebe und ein Motor sind hier nicht erforderlich. Der Aufbau ist auch wesentlich kompakter als bei bisher bekannten Zykloidgetrieben.In summary, it should be noted that in the cycloidal drive according to the invention, the wobbling motion of the swash plate and thus the gear exclusively through the interaction of the swash plate, whether it consists entirely of soft magnetic material that it has integrated soft magnetic elements or that permanent magnetic elements are provided with the above the magnetic field generating means generated on the stator magnetic field takes place and it comes to a power transmission. As a result of the rotation of the electric field, that is to say a change in the energization of the coils, the magnetic field is rotated, resulting in the tumbling motion and the swashplate "continues to rotate" over the circumference, that is, rolls on the outer support ring. An eccentric, a reduction gear and a motor are not required here. The structure is also much more compact than previously known cycloidal gears.

Claims (9)

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 (3) liegender Stator (10) vorgesehen ist, um den die Taumelscheibe (2) dreht, und der mehrere verteilt angeordnete, ein veränderbares Magnetfeld erzeugende Felderzeugungsmittel (11, 12) aufweist, wobei die Taumelscheibe (2) mit dem Magnetfeld wechselwirkt und über dieses gedreht wird.Cycloidal transmission comprising at least one swash plate, which is eccentrically rotatable about a central axis and is coupled to an inner support ring and meshes with its profiled edge with an outer support ring, wherein the output via the inner or outer support ring, characterized in that one in the central axis ( 3 ) lying stator ( 10 ) is provided around which the swash plate ( 2 ), and the plurality of distributed, variable magnetic field generating field generating means (FIG. 11 . 12 ), wherein the swash plate ( 2 ) interacts with the magnetic field and is rotated over this. Zykloidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Felderzeugungsmittel (11, 12) in den Stator (10) integriert sind.Cycloidal gear according to claim 1, characterized in that the field generating means ( 11 . 12 ) in the stator ( 10 ) are integrated. Zykloidgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Felderzeugungsmittel (11, 12) unmittelbar im Bereich der Mantelfläche des Stators (10) vorgesehen sind.Cycloidal gear according to claim 2, characterized in that the field generating means ( 11 . 12 ) directly in the region of the lateral surface of the stator ( 10 ) are provided. Zykloidgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (10) eine glatte zylindrische Mantelfläche aufweist.Cycloidal gear according to claim 2 or 3, characterized in that the stator ( 10 ) has a smooth cylindrical surface. Zykloidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Felderzeugungsmittel (11, 12) am Stator (10), von diesem abstehend, angeordnet sind.Cycloidal gear according to claim 1, characterized in that the field generating means ( 11 . 12 ) on the stator ( 10 ), projecting from this, are arranged. Zykloidgetriebe nach einem er vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (2) zumindest im Bereich des Innenrands der vom Stator (10) durchsetzten Durchbrechung (13), vorzugsweise insgesamt, aus einem ferromagnetischen Material besteht.Cycloidal gear according to one of the preceding claims, characterized in that the swash plate ( 2 ) at least in the region of the inner edge of the stator ( 10 penetrated breakthrough ( 13 ), preferably in total, consists of a ferromagnetic material. Zykloidgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (2) im Bereich des Innenrands der vom Stator durchsetzten Durchbrechung (13, 17) permanentmagnetische oder weichmagnetische Elemente (19) aufweist.Cycloidal gear according to one of claims 1 to 5, characterized in that the swash plate ( 2 ) in the region of the inner edge of the perforation penetrated by the stator ( 13 . 17 ) permanent magnetic or soft magnetic elements ( 19 ) having. Zykloidgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetischen oder weichmagnetischen Elemente (19) direkt am Innenrand oder randseitig integriert angeordnet sind.Cycloid gear according to claim 7, characterized in that the permanent magnetic or soft magnetic elements ( 19 ) are arranged directly on the inner edge or edge integrated. Zykloidgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetischen oder weichmagnetischen Elemente (19) in einem Träger (18), insbesondere aus Kunststoff, eingebettet sind, der am Innenrand (17) angeordnet ist.Cycloid gear according to claim 7, characterized in that the permanent magnetic or soft magnetic elements ( 19 ) in a carrier ( 18 ), in particular of plastic, embedded on the inner edge ( 17 ) is arranged.
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