IMPULSOR ARMÓNICO Y RUEDAS DE ENGRANAJE INTERNO PARA UN IMPULSOR EE ESTE TIPO La invención se refiere a un impulsor armónico y ruedas de engranaje interno para tales impulsores de conformidad con el 5 preámbulo respectivo de las reivindicaciones principales, como se desprende del documento DE 1 96 50 716 Cl que se refiere a un impulsor excéntrico con protección contra sobrecarga. La función de dicho impulsor excéntrico o armónico - que se 10 conoce también como impulsor de ranura circular - como sistema de autobloqueo muy reductor con un árbol de salida coaxial con el árbol impulsor se basa en el hecho que el i- generador de ondas rotatorio deforma radialmente un aro de" , rueda de engranaje interno, que se conoce también como ranura
15 flexible, orbitalmente y de esta forma presiona orbitalmente su superficie lateral externa hacia fuera localmente contra la superficie lateral interna cilindrica hueca de la circunferencia ligeramente más grande de un anillo de soporte estacionario dimensionalmente estable. Por consiguiente, la 0 rueda de engranaje interno en sí o bien su aro de rueda montado rotatoriamente ahí rueda en el anillo de soporte de manera no positiva a través de superficie de fricción o bien positivamente a través de derxaa.=, la r^eda c b e su aro girando más leptarer.te qo.e el n clee im lsar impulsado per 5 meoor del generan:! de ondas ce confo mida cor. la diferencia
de circunferencia. Este movimiento rotatorio, que es mucho más lento en relación con el impulsor, es transmitido de preferencia a través del dentado externo del aro de rueda al dentado interno de un anillo externo hueco cilindrico adicional del anillo de salida que es concéntrico con el anillo de soporte pero no estacionario. El impulso del generador de ondas se efectúa habitualmente a través de. un motor de corriente directa de voltaje extremadamente bajo, coaxialmente bridado, de alta velocidad, y por consiguiente económico, cuya rotación es reducida por consiguiente a un movimiento de rotación mucho más lento de par motor correspondientemente mayor. En las modalidades . de tales impulsores armónicos conocidos a partir del_ modelo de utilidad alemán 2 96 14 738 y descritos con mayores detalles en el artículo "Genial einfach [Ingeniosamente sencillo]"' por H. Hirn (KEM Antriebstechnik, Número 11/1996) , un núcleo motor no redondo (en corte transversal axial aproximadamente triangular o de preferencia ovalado), como generador de ondas, gira de manera concéntrica en el cubo de la rueda de engranaje interno radialmente deformable. Rayos dimensionalmente estables, que actúan como varillas de empuje orientadas radialorenoe, entre el cubo deformado radialmente por el úcleo impolser y e are dentaco externair.er e, también alialmente defor atle oe e?tra rueda ae engrana". P3 ican rae el xßnoa. externo,
conformidad con su deformación radial orbital, se enganche con el dentado interno del anillo de soporte en cualquier momento solamente sobre un segmento curvo limitado que rueda ahi. La estabilidad dimensional de los rayos debe ser garantizada sobre todo en la dirección radial con el objeto de que sea posible transmitir la deformación radial orbital del cubo (se conoce como rueda de engranaje interno en la publicación previa que constituye el tipo genérico) generada por el generador de ondas al aro (conocido como la rueda de engranaje externo ahí) . Sin embargo, durante la operación de rodada del aro en el anillo de soporte, que se efectúa bajo carga, los rayos de este segmento, que son lineales ahí y descritos como flexibles en la dirección periférica, son también sometidos a un esfuerzo de doblado en ambos extremos. Si se doblan en la dirección periférica fuera de la dirección radial, el diámetro del aro disminuye hasta que se enganche con el anillo de soporte. Los rayos actúan por consiguiente como protección contra sobrecarga en el impulsor armónico. La invención se basa en el problema técnico de desarrollar el impulsor armónico previamente conccido o su rueda de engranaje interno, conservando sus ventajas en términos de aparato y aplicación, de tal manera que pueda diseñarse de manera eonsiderabler.ente ~és flexible en particular en cuanto a las condiciones cinéticas cuando la croteocion centra
sobrecarga responde y por consiguiente de tal manera que tenga una mayor variedad de usos. Según la presente invención, este objeto se logra a través del impulsor armónico según el tipo genérico y su rueda de engranaje interno diseñados con las características de la reivindicación principal respectiva. Por consiguiente, la rueda de engranaje interno sigue equipada con rayos, que ya no son dimensionalmente estables en la dirección periférica con un esfuerzo crítico, una respuesta dependiente del par de torsión - y opcionalmente dependiente de la dirección de rotación - de esta función de protección contra sobrecarga siendo entonces específicamente construccionalmente influenciable con relación a muchos parámetros debido a la forma especial o combinación especial de materiales de los rayos, según la invención. De conformidad con lo mencionado, dicha deformación restaurable ocurre según la rigidez a la flexión de los rayos cuando el segmento del aro de rueda asignado a su orientación radial se encuentra directamente enganchado con el anillo de soporte y un esfuerzo de doblado crítico especificado construccionalmente es rebasado durante la operación de rodada. En cuanto a este aspecto, la capacidad de deformación de los rayes puede por consiguiente ser diseñada de tal manera que sea independiente de la dirección de rotación del núcleo impulsor en el cubo de la rueda de tal manera que se provoca
el funcionamiento de una protección contra sobrecarga o el accionamiento del embrague deslizante en ambas direcciones de impulsión. Por otra parte, esta función puede también ser definida de tal manera que sea dependiente de la dirección de rotación del rayo que tiene, debido a su geometría o combinación de materiales, una rigidez a la flexión diferente en una dirección de rotación en comparación con la otra dirección - hasta la característica de marcha a rueda libre en una dirección con transmisión de energía solamente en la otra dirección especificada, la dirección de trabajo. Esto se debe al hecho que la deformación del árbol de rayo, que es sometido a sobrecarga o bien que ya no es rígido en cuanto a la flexión en la dirección de contra rotación, acorta la
^longitud radialiaente efectiva del rayo de la rueda de engranaje interno y por consiguiente la deformación radial local del aro de rueda, es decir su enganchamiento de dentado con la rueda de ' soporte que se atranca después y por consiguiente sale de enganchamiento, como resultado de lo cual la transmisión de energía y movimiento a través del impulsor armónico se interrumpe. Por consiguiente, a través de las medidas según la presente invención, es decir, como resultado de influenciar el enganc amiento de dentado, el parámetro de dentado en el aro de rueda (ranura flexible, es modificado de tal .manera que, cuando se rebasa el par de torsión máxime especificado,
ocurre un atranca iento del dentado. Este provoca que la impulsión se detiene en caso de sobrecarga, oon lo que esta limitación de par de torsión a través del pandeo de los rayes hasta la marcha a rueda libre debido a la inclinación de los rayos con relación a las radiales o bien debido al doblado de los rayos puede también depender de la dirección, sin que se tenga que introducir ensamblajes funcionales adicionales para esto antes o después del impulsor armónico. En cuanto a los demás detalles así como desarrollos adicionales de la invención, se hace referencia a la siguiente descripción de las modalidades ilustrativas preferidas de la solución de conformidad con la presente invención y a otras reivindicaciones y también, para compleméntatela divulgación, a nuestras dos solicitudes de patentes alemanas actuales con el mismo título. En el dibujo, que es ampliado no totalmente a escala y simplificado a lo esencial en términos de función, con geometría de dentado muy aproximada: La figura 1 muestra la mitad superior del aro de rueda, que rueda en el anillo de soporte fijado con relación al bastidor, en una rueda de engranaje interno de impulsor armonice con rayos sólidos paralelepípedos que pc son rígidos con relaoión flexión, :Diao; laner .*., t
a la división transversal de su árbol er. una forma axialmente paralela con relación al eje de impulsión, La figura 2 muestra parte de los rayos de la figura 1 conectados (a) elásticamente en ambos lados (b) elásticamente de un solo lado y (c) de manera pivotante en un lado, La figura 3 muestra en una modificación de la figura 2 (a) la mitad inferior de un aro de rueda, que rueda en el anillo de soporte fijado con relación al
. bastidor, en una rueda de engranaje interno de impulsor armónico con rayos que no son rígidos a
-* • j la flexión^ en caso apropiado en una forma
¿dependiente de la dirección de rotación, debido a hendiduras que son radiales con relación al eje del impulsor, y Las figuras 4 y 5 muestran en una modificación de la figura 3 la mitad superior y, respectivamente, en modificación de la figura 4, la mitad inferior de un aro de rueda, que rueda en un anillo de soporte fijado con relación al bastidor, en una rueda de engranaje interno de impulsor armónico con un rayo que no es rígido a la flexión en forma dependiente de la dirección dí — .. _ d.
debido a una forma que es curva con relación a la dirección radial hacia el eje de impulsor. El dibujo ilustra, en cada caso, en sección transversal cortada, vistas hacia los lados de extremo 13 de varias ruedas con engranaje interno 15, cada una de ellas equipada con varios rayos idénticos 21, dentro de su anillo de soporte
11, que es, en cada caso, fijo con relación al bastidor y en forma de un cilindro hueco dimensionalmente estable, de impulsores armónicos 12. Es cierto para cada uno de los impulsores armónicos 12 ilustrados que su núcleo impulsor 14 dimensionalmente estable no redondo (de preferencia ovalado en corte transversal axial de conformidad con lo ilustrado) se extiende coaxialmente a través de la rueda de engranaje interno 15 radialmente deformable con su aro de rueda 13. En el núcleo impulsor 14 a su vez, que puede girar de manera concéntrica en la rueda de engranaje ' interno 15, se encuentra un árbol impulsor 16, que puede ser directamente el árbol motor de un dispositivo de impulsión (no visible en la ilustración en corte, que se encuentra concéntricamente arriba del plano del dibujo por ejemplo en forma de un motor eléctrico o motor de fluido) , se engancha, coaxialmente otra vez, con ei eje de impulsor 24, pero en este- caso de manera retaciornalítente fija." El árbol de rueda 13, que es deformado rurbitaimente de manera
no redonda en corte transversal por el núcleo impulsor 14 a través de 1.a acción de varilla de presión radial de los rayos 21, se encuentra conectado de manera rotatoria a la superficie lateral interna 18 hueco cilindrica dimensionalmente estable del anillo de soporte estacionario 11 de manera no positiva o bien, como se ilustra, positivamente a través de un dentado radial 19/20 solamente en extensión de dos radios mayores del núcleo de impulsión 14 a lo largo de este segmento curvo de su superficie lateral externa 17 que es desplazada radialmente hacia el exterior suficientemente lejos ahí. Cuando el núcleo impulsor 14 gira, el dentado externo orbitalmente radialmente deformado 19 rueda en el anillo de soporte 11 y, tomando en cuenta su circunferencia más pequeña, efectúa menos que una revolución entera con cada revolución del núcleo impulsor 14. En cuanto a este aspecto, el aro 13 puede girar con relación a la rueda de engranaje interno 15, y la rueda de engranaje interno 15 puede también estar totalmente parada. Este aro dentado externamente 13 se extiende por lo menos con su dentado 19 axialmente por debajo del plano de dibujo y fuera del anillo de soporte 11 en un anillo externo cilindrico hueco dimensionalmente estable adicional que es axialmente adyacente al anillo de soporte 11 visible en ei dibujo pero en este caso no se coloca de manera estacionaria sino que es montado, come anillo de salida coaxial de este
i pulsor muy reductor 12, de manera rotatoria a través del dentado 19 del aro 13. Para que los anillos externos (anillo de soporte 11 y anillo de salida) que, como la rueda de engranaje interno 15, son habitualmente producidos también a 5 través del molde de plástico por inyección, no se amplían radialmente bajo carga y entonces permiten que su dentado respectivo se atranque con relación al aro 13, son estabilizadas dimensionalmente de manera apropiada mediante anillos de refuerzo elaborados, por ejemplc, de metal, que
10 son aplicados subsecuentemente o bien todavía mejor moldeados directamente (no visible a partir del plano en corte del dibujo) . La rueda de engranaje interno radialmente Qeformable ?a- axialmente larga y radialmente ancha es ensamblada a partir
15 de numerosos rayos de tipo varilla de presión interconectados de manera móvil idénticos 21 que se encuentran uno al lado del otro en forma de rayos. Cada uno de estos rayos 21 per se dimensionalmente estables consisten primero y sobre todo de un árbol paralelepípedo 22 que se extiende aproximadamente
20 sobre la longitud axial del núcleo de impulsión 14 y por consiguiente la rueda de engranaje interno 15 y de su are 13. 0 bien el árbol, según la Figura 1, se encuentra soportado por su pata 23 directamente a lo largo de la generatriz y, con relación al eje ae impulsión 24, raciaIntente en la lateral externa redonda en orte .tran=
del núcleo impulsor 14, o bien la pata 23 surge radialmente a partir de un cubo de rueda 25 radialmente deformable, como en la Figura 3. La región de contacto de cada pata 23 y, según el caso, la superficie lateral interna del cubo 25 están 5 equipadas de manera práctica con un revestimiento 42 resistente a la temperatura y resistente al desgaste, dimensionalmente estable, o bien en un inserto que se desliza fácilmente con relación al material de la superficie lateral de núcleo de impulsión. 10 Opuesto a la pata 23, cada uno de los árboles 22 de rayo en forma de T per se dimensionalmente estable termina en una cabeza 26, de preferencia relativamente comprimible
-r - -¡eelásticamente radialmente, que soporta el aro 13 en ""forma
-rotacionalmente rígida o bien sobre el cual se desliza el aro
15 13 con buenas propiedades de deslizamiento. La cabeza 26 tiene esencialmente la forma en corte transversal de un sector cilindrico o un sector cilindrico hueco que se extiende axialmente de manera paralela sobre la longitud del núcleo de impulsión 14 y por consiguiente sobre la longitud
20 axialmente paralela del árbol 22. En contraste con esta modalidad ilustrativa, sin embargo, un aro separado 13 que puede ser íocalmente radialmente ampliado orbitalmente que no tiene que ser oortadc por la rueda de en ranaje interne 15, sino que la secuencia periférica e=paziai de las cabezas 26
25 puede también servir directamente como la superficie lateral
externa 17 de una rueda de engranaje interna 15 con un aro de rueda (13) formada en una sola pieza con este, dicha superficie es discontinua en la dirección periférica, equipada con dentado externo 19 y es prensada radialmente en la superficie lateral interna 18 del anillo de soporte 11 orbitalmente. El soporte lateral de los rayos 21 en su secuencia periférica con relación entre ellos, y por consiguiente al mismo tiempo su colocación circular y su colección móvil para formar la rueda de engranaje interno ensamblada 15, puede ser construida a través de brazos cortos 28 formados lateralmente opuestos entre ellos y de preferencia en una sola pieza con el árbol ^respectivo 22 (de conformidad con la Figura 1, por ejemplo), peroxtambién, en lugar de esto, o además de esto, a través de la colocación de los rayos 21 a lo largo de la circunferencia del cubo de rueda 25 (ver Figura 3) . Durante la operación del impulsor 12, los rayos 21, que transmiten primariamente la fuerza de deformación radial orbital a partir del núcleo impulsor 14 al aro 13 en forma de tipo de varilla de presión, son también sometidos a un esfuerzo de doblado según la dirección de rotación del núcleo de impulsión 14. De conformidad con la invención, el par de torsión que puede ser transmitido a través del impulsor 12 es limitado en este oaso por la rigidez a" la fricción de los rayos 21 específicamente debilitados. De conformidad con la
Figura 1 y Figura 2, para este propósito se contempla dividir los árboles paralelepípedos 22 de los rayos 21 de manera paralela al eje del impulsor 24 aproximadamente centralmente, es decir, aproximadamente a la mitad a lo largo de su extensión longitudinal radial, y en cada caso para interconectar los árboles de dos partes a través de este espacio ,45 por medio de un acoplamiento flexible 46. Para la Figura 2 (a) y (b) , acoplamientos 46 elásticamente extensibles se proporcionan para estos puentes, dos de los cuales se colocan en los dos extremos del espacio divisor 45, en el primero, y uno de los cuales se coloca en la extensión del espacio divisor 45 en el último. De esta forma, el hecho de girar (de conformidad con lo indicado por las flechas en el dibujo) de las dos partes del árbol 22 fcon relación entre ellas, con soporte mutuo de las caras de extremo opuestas entre ellas en el espacio de divino 45, es posible cuando la tensión de par de torsión entre el núcleo de impulsión 14 y el anillo de soporte 11 rebasa un valor de respuesta construccionalmente especificado. Este valor de respuesta puede ser influenciado a través de la posición, la dirección, y la geometría del espacio divisor 45 en el árbol 22 y también a través del comportamiento de extensión de los acoplamientos 46 con relación entre ellos a; o bien a través de la posición de acoplamiento de la parte interna del espacio divisor 45 (b) . De esta forma, es también posible
especificar que el límite de carga en una dirección de rotación es diferente que en la dirección opuesta de rotación de tal manera que, por ejemplo durante la operación de instalación, se limite la carga de trabajo a un valor crítico para la función, pero, en el caso de una falla, para asegurar el movimiento hacia atrás alimentación completa de energía. Para un funcionamiento de rueda libre pura, lo único que se requiere, de conformidad con la Figura 2 (c) , es diseñar un acoplamiento sin elasticidad en este extremo del espacio divisor 45 que se encuentra en la dirección de rotación, en otras palabras, una articulación de doblado simple que, cuando se efectúa un movimiento de retroceso (en la dirección opuesta a la flecha en el dibujo) , permite que las caras de extremo en ambos lados del espacio divisor 45 se doblen y de esta forma debido al acortamiento de la longitud radial efectiva de los rayos 21, saca el dentado 19/20 del enganchamiento. Los acoplamientos 46 elásticos o bien no rígidos solamente a la flexión para puentear los espacios divisorios 45 pueden ser aplicados en forma de elementos de construcción separables, pero pueden también ser integrados simplemente en forma de tiras de película entre los árboles 22 en el transcurso de ia fabricación por moldeo por inyecció . En ia variante de ccnfor idau con la Figura 3, el árroi 22 de les rayos 21, en contraste oon las Figuras 1/2 'a, t , c) , va
no es dividido transversalmente sobre su longitud sino que, como una modificación de la Figura 2 (a) , es dividida longitudinalmente sobre una parte de su extensión longitudinal radial para formar dos ramificaciones laterales-47 con el objeto de provocar una zona terminadamente rígida a la flexión aproximadamente en la región central del árbol 22. Esta zona puede ser otra vez dimensionada de manera diferente para las dos direcciones de rotación por ejemplo, a través de un espesor diferente de las dos ramificaciones paralelas 47 del árbol dividido longitudinalmente 22. En un caso extremo, una de las ramificaciones paralelas 47 es totalmente omitida, de tal manera que se obtengan geometrías por ejemplo de conformidad con la Figura 4 y finalmente la forma de los rayos 21 de conformidad con la Figura 35, curva en una for a' delantera en la dirección de trabajo de rotación, para los árboles 22. Estas son ruedas de engranaje interno 15 con una característica de rueda libre en la dirección de rotación opuesta, que no provoca (como la dirección de trabajo indicada por la flecha respectiva) una expansión de la superficie lateral externa 17 para el enganchamiento local del aro 13 en el anillo de soporte 11. Con relación a este aspecto, el comportamiento de respuesta de la característica de marcha a rueda libre cuando el par de torsión " invertido puede también ser influenciada construooicnalmente, acemas de ser influenciada a través de
la geometría del borde delantero de estos rayos 21, a través de la posición radial de la sección transversal de impulsor y a través de la rigidez de los brazos de conexión periféricos 28 entre los rayos 21. De conformidad con la presente invención, un impulsor armónico 12 puede estar equipado por consiguiente con una protección contra sobre cargas construccionalmente fácilmente influenciable y característica de marcha a rueda libre a través de rayos 21 de su rueda de engranaje interna 15 que se deforman específicamente de manera dependiente del par de torsión o de manera dependiente de la dirección de rotación, es decir que no son rígidos a la flexión. Para este propósito, los árboles de rayos 22 son divididos ttansversalmente . jo bien en la dirección radial con relación al eje del impulsor 24. Esta división es puenteada de manera flexible en la dirección periférica de la rueda de engranaje interna 15 para reducir, cuando ocurre un esfuerzo de doblado correspondiente, la longitud efectiva del rayo 21 en la dirección radial con relación el eje 24 mediante el hecho de pandear el árbol 22 y por consiguiente discontinuar el enganchamiento de dentado local 19-20, en extensión del rayo 21, entre el aro de rueda de engranaje interno 13 y el anillo de soporte externo 11. Los acoplamientos 46 o ramificaciones 47 para puentear la división de rayos pueden ser diseñados diferentemente para las direcciones de rotación con el objeto
de lograr un comportamiento de respuesta diferente hasta la característica de marcha a rueda libre dependiente de la dirección en el caso de rayos 21 que son rígidos a la flexión solamente en una dirección de esfuerzo, por ejemplo, en el caso de la forma del árbol de rayos 22 que es fuertemente asimétrico con relación a las radiales.
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