SpannungsweRengetriebe Die Erfindung betrifft ein Spannungswellengetriebe zum übertragen von Drehbewegungen, mit zwei form schlüssig, vorzugsweise über eine Umfangsverzahnung, oder reibungsschlüssig miteinander in Eingriff bring baren Ringelementen, von denen das eine ein starres Ringelement und das andere ein radial ausbiegbares, gleichachsig zu dem starren Ringelement angeordnetes Spannrad ist,
und mit elektromagnetischen Mitteln zum Erzeugen einer auf dem Umfang des Spannrades fort schreitenden Ausbiegewelle.
Das erfindungsgemässe Spannungswellengetriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Mittel einen magnetisch auf ein oder mehrere Stator- felder ansprechenden Anker zum Ausbiegen des Spann rades an voneinander in Abstand liegenden Umfangs stellen zum Ineingriffbringen mit dem starren Ringele ment enthalten, wobei die Eingriffsstellen zum Antreiben des Spannrades unter dem Einfluss des oder der Stator- felder sich kontinuierlich drehen.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend Ausfüh rungsbeispiele des Spannungswellengetriebes nach der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines elektromagnetischen Spannungswellengetriebes mit einem Stator, einem aus biegbaren Spannrad, einem Ringrad und einem Pulver kernanker, Fig. 2 eine Endansicht des in Fig. 1 dargestellten Stators im erregten Zustand,
Fig. 3 einen Viertelkreis im Querschnitt und in grösserem Masstab des ausgebogenen Spannrades mit eingreifendem Ringrad, Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, die jedoch eine Anordnung ohne Zähne darstellt, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1 in kleinerem Masstab, der jedoch schematisch einen Anker mit einer Spiralfeder zeigt,
Fig. 6 eine Bruchstückansicht einer abgeänderten Form des in Fig. 1 dargestellten Spannrades, das aus nichtleitendem Kunststoffmaterial besteht und mit ring förmig im Abstand voneinander angeordneten, verstär kenden Drähten versehen ist, Fig. 7 eine Ansicht einer abgeänderten Form eines Spannungswellengetriebes, das dem in Fig. 1 gezeigten sehr ähnlich ist, jedoch einen Anker mit einer endlosen Kette besitzt, Fig. 8 eine Schnittansicht nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7 wobei angenommen wird,
dass der Stator er regt ist, Fig. 9 eine Viertelkreisansicht des ausbiegbaren Spannrades der Fig. 7 in grösserem Masstab, Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Ansicht, wobei jedoch Ring- und Spannrad ohne Zähne ausgebildet sind, Fig. 11 eine Schnittansicht nach der Linie XI XI in Fig. 7, Fig. 12 eine Seitenansicht eines weiteren Spannungs- wellengetriebes, dessen Teile in nicht erregtem Zustand gezeigt werden,
Fig. 13 eine Schnittansicht nach der Linie XIII- XIII in Fig. 12, Fig. 14 einen Bruchteil eines Spannungswellenge- triebes, das gegenüber dem in Fig. 12 dargestellten etwas abgeändert ist, wobei der Spannungswellenerzeuger ge gen Drehen gesperrt oder frei auf der Kraftabgabewelle drehbar sein kann, Fig. 15 eine Schnittansicht nach der Linie XV-XV in Fig. 12,
wobei die Form des Spannungswellengetrie- bes etwas abgeändert ist, und Fig. 16 in grösserem Masstab eine Schnittansicht, die grösstenteils mit der rechten Hälfte der Fig. 15 über einstimmt, die aber einen Spannungswellenerzeuger der in Fig. 12 gezeigten Art zeigt.
Das Spannungswellengetriebe nach den Fig. 1 bis 3 besitzt eine Kraftabgabewelle 12, die in Abschlussplat- ten 14 und 16 eines ortsfesten Gehäuses 20 drehbar ge lagert ist. Das Gehäuse hat ein zylindrisches Gestell 18. Zum Zusammenhalten des Gehäuses und Festlegen eines Rigrades 22 im Gehäuse 20 erstrecken sich Haltestan gen 24 (nur eine in Fig. 1 dargestellt) axial durch Ab standsringe 26, 28 und 30 (Fig. 1), das Ringrad und die Abschlussplatten. Auf die Stangenenden sind Muttern 32 aufgeschraubt.
Ein ausbiegbares Spannrad 34 (Fig. 1) hat ein of fenes Ende 36, einen Mittelteil 38 mit nach aussen ste henden Zähnen (Fig. 1 und 3), die an in gleichem Ab stand voneinander liegenden Umfangsstellen mit dem Ringrad 22 in Eingriff kommen, und einen Flansch 40, der an einem mit der Kraftabgabewelle 12 verbundenen Kragen 42 befestigt ist. Durch elektromagnetische Mit tel wird das ausbiegbare Spannrad 34 an seinem offenen Ende 36 und in seinem gezahnten Mittelteil 38 aus sei ner kreisförmigen in eine elliptische Form radial ausge bogen.
Die zwischen dem Spannrad 34 und dem Ring rad 22 bestehende Zahndifferenz ist zwei oder ein Viel faches dieser Zahl, wobei die Anzahl der Zähne das Reduktionsverhältnis der Zahnradübersetzung bestimmt.
Zur Erzeugung einer Spannungs- oder Ausbiegewel- le enthält das Gehäuse einen genuteten Stator 44, der ein sich fortwährend drehendes Magnetfeld erzeugt. Die ser Stator entspricht demjenigen eines konventionellen, zwei- oder dreiphasigen Wechselstrommotors, und er weist einen aus Lamellen bestehenden Kern 46 auf. Ein Anker 50 (Fig. 1 bis 3) besitzt einen festen, aus radialen Lamellen bestehenden Kern 52, eine Schicht magneti scher Teilchen 54, z. B.
Eisenpulver, und zwei axial im Abstand voneinander liegende Trennwände 56, die das Pulver zwischen dem Kern 52 und der inneren Seite des Spannrades 34 gegenüber dem Statorkern 46 fest halten. Der Anker 50 spricht auf das umlaufende Magnet feld an, das durch den Stator 44 erzeugt wird.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, wird der beschränkte kreisringförmige Raum, der durch die Trennwände 56, das Spannrad 34 und den Ankerkern 52 begrenzt ist, vorzugsweise nicht vollkommen durch das Pulver be legt, wobei Nuten 58 (Fig. 3) in der Peripherie des Ker nes 52 Speicher bilden, in die sich das Pulver einschie ben kann, wenn sich die Nebenachse der Ellipsenform des Spannrades 34 über den betreffenden Nuten befin det. Zur einstellbaren Befestigung des Ankers 50 auf der Kraftabgabewelle liegen zwei Eisenzwingen 60 an den äusseren Seiten der Trennwände 56 an, wobei in den Zwingen sitzende Halteschrauben 62 mit der Kraft abgabewelle 12 in Berührung stehen.
Eine veränderte Bauweise der in Fig. 1 bis 5 oder 7 bis 10 dargestellten Spannungswellengetriebe gestattet den Wegfall eines separaten Ringrades 22, indem man Zähne 63 (Fig. 11) in die inneren Enden der Statorla- mellen 46 schneidet. In diesem Fall bildet also der Sta- torkern selbst ein feststehendes, starres Ringelement.
Das Getriebe der Fig. 1 bis 3 arbeitet wie ein Syn chronmotor. Ein dreiphasiger, sinusförmiger Wechsel strom, der den Spulen des Stators 44. zugeführt wird, er zeugt ein sich gleichmässig drehendes Magnetfeld. Die ses Magnetfeld wirkt auf das magnetische Pulver 54 der art, dass die Teile 36 und 38 des Spannrades 34 an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen radial nach aus sen gedrückt werden, so dass diese Teile 36 und 38 eine elliptische Form annehmen, deren Hauptachse sich mit dem Magnetfeld dreht. An den derart nach aussen ge- drückten Stellen des Teiles 38 des Spannrades 34 stehen dessen Zähne vollständig in Eingriff mit dem Ringrad 22 (siehe Fig. 3).
Aus Fig. 2 und 3 ist .ebenfalls ersicht lich, dass auf der Nebenachse der elliptischen Form des Spannrades 34 das Pulver 54 nicht radial nach aus sen gedrückt wird, sondern nach innen verschoben wird, wobei die Nuten 58 stärker, aber noch nicht vollständig, mit Pulver belegt werden. An den Hauptachsenstellen, an denen sich das dichteste Kraftfeld befindet, staut und verdichtet sich das Pulver, wobei das Pulver ver festigt wird und somit eine Brücke bildet, die einen ra dial ausbiegenden Druck auf das Spannrad 34 ausübt.
Da Pulver eine geringere magnetische Permeabilität als festes Material besitzt, besteht bei solchen Pulver brücken eine geringere Drehkraftabgabe als bei den im folgenden beschriebenen kettenartigen Ankern.
Wenn das Spannrad 34 vollständig aus Metall be steht, entsteht natürlicherweise etwas Streufluss. Ein aus Kunststoff bestehendes Spannrad kann verwendet werden und die gewünschte Widerstandsfähigkeit sowie auch einen geringeren Streufluss aufweisen, wenn, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, Drähte 64 oder andere geeignete metallische Einlagen in dem Kunststoff zur Verstärkung des Teiles 36 verwendet werden. Zur Verminderung von Wirbelstrombildungen können die Metallteile sich kreis förmig um die Drehachse erstrecken und in axialem Ab stand voneinander angeordnet sein.
Fig. 5 zeigt einen Anker 66 eines Spannungswel- lengetriebes, dessen übrige Teile im wesentlichen den in Fig. 1 bis 4 dargestellten Teilen entsprechen. Ein flacher Metallstreifen 68 von hoher magnetischer Permeabili- tät ist in Spiralfederform gewickelt und enthält eine Vielzahl von Windungen, deren radialer Abstand in Fig. 5 zur klareren Darstellung übertrieben ist.
Die Breite des Metallstreifens 68 kann mit der axialen Länge des Statorkernes 46 übereinstimmen, und seine Dicke kann z. B. ungefähr 0,02 bis 0,2 mm betragen je nach der erwünschten Biegefestigkeit des Ankers. Die Dicke des Streifens 68 ist somit normalerweise beträchlich gerin ger als die der ausbiegbaren Wand des Spannrades 34.
Die äusserste Windung des Streifens 68 ist in ent spanntem Zustand kreisförmig und steht in Berührung mit der kreisförmigen Innenwand des Teiles 36. Bei Erregung durch ein Magnetfeld wird die äusserste Win dung (die innerste Windung, falls der Anker ausserhalb des Spannrades und der Stator innen angeordnet sind) des Streifens 68 mit einem sehr hohen Magnetfluss ge sättigt und erhält eine elliptische Form, die auch auf das Spannrad 34 übertragen wird.
An den diametral gegenüberliegenden Stellen der Magnetflusskonzentration verlagern sich die verschiedenen Windungen radial nach aussen, um so den Magnetfluss besser aufzunehmen, während sich die Windungsteile bei den Enden der Ne benachse der Ellipsenform nach innen verlagern. Die Hauptachse der Ellipsenform des Streifens 68 und des Spannrades 34 dreht sich synchron mit der Drehung des Magnetfeldes. Die Arbeitsweise dieses Federankers hat sich allgemein mit anderen hier beschriebenen An kerarten als gleichwertig erwiesen und ist sogar vom wirt schaftlichen Standpunkt und von der Einfachheit der Bauart her gesehen überlegen.
Die Anordnung nach Fig. 7 bis 10 ist der der Fig. 1 bis 4 ähnlich, wobei entsprechende Teile mit densel ben Bezugszeichen versehen sind. Nur der mit 70 be zeichnete Anker muss also beschrieben werden. Wie bei der Anordnung nach Fig. 1 bis 5 ist der Anker gleich achsig mit dem Spannrad 34 angeordnet und wird durch den Stator mit einem sich drehenden Magnetfeld beein- flusst. Der Anker 70 hat eine kreisförmige, endlose Ket tenform. Vorzugsweise besteht er aus einer Anzahl Schleifen von festen Gliedern 72, die nebeneinander, mit ihren Enden in schwenkbarer Verbindung, angeord net sind.
Jedes Glied hat vorzugsweise ein konvexes Ende 74 und ein dazu passendes konkaves Ende 76 (Fig. 8 bis 10). Die Glieder stellen zusammen ein lamellenartiges und radial ausbiegbares, kreisförmi ges Gebilde dar, welches auf das umlaufende magneti sche Feld anspricht.
Im Betrieb verläuft der Hauptfluss des magnetischen Kraftfeldes von dem Stator 44 radial durch das Spann rad 34 und teilt sich dann, um kreisförmig durch die Glieder 72 und durch die gegenüberliegende Seite des Spannrades 34 zu fliessen und dann in den Stator zu rückzukehren. Der Anker 70 nimmt dementsprechend eine elliptische Form an, deren Hauptachse sich mit dem Magnetfeld dreht. Infolgedessen wird das Spann rad 34 elliptisch ausgebogen und an gegenüberliegenden Stellen in Eingriff mit dem Ringrad 22 (Fig. 10) oder dem Ringrad 22 der Fig. 9 gebracht, so dass das Spann rad 34 und die Kraftabgebewelle 12 gedreht werden.
Gemäss Fig. 12 und 13 ist eine Kraftabgebewelle 110 in axial voneinander entfernten Lagern 112 und 114 eines vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Ge häuses<B>116,</B> 118 drehbar gelagert. Ein Ringrad 120 (Fig. 12) ist durch auf einem Kreis verteilte Schrauben 122 gegen Drehbewegung an dem Gehäuseteil<B>116</B> fest gelegt. Falls erwünscht oder erforderlich, kann ein öl- getränkter Filzring 121 in eine Nut des Ringrades 120 eingepasst werden.
Das Ringrad 120 ist mit Innenzähnen 126 versehen und gleichachsig mit der Kraftabgabewel- le 110 angeordnet, wobei ein ausbiegbares Spannrad 128 konzentrisch mit der Kraftabgab.ewelle 110 inner halb des Ringrades 120 angeordnet ist. Neben seinem offenen Ende hat das Spannrad axial nach aussen ste hende Zähne 130, die mit den Zähnen 126 zusammmen- wirken. Wie in bekannten Getrieben dieser Art ist die Anzahl der Zähne des Spannrades wenigstens um zwei oder ein Vielfaches von zwei geringer als die Anzahl der Zähne des Ringrades 120. Die Anzahl der Ringrad zähne kann z.
B. 312 betragen und die Anzahl der Zäh ne des Spannrades 310. Im folgenden wird nun ein neu er elektromagnetisch betriebener Spannungswellenerzeu- ger beschrieben, der keine Rotationsleistung zur radialen Ausbiegung der Zähne des Spannrades 128 und zur Fort pflanzung der radialen Ausbiegewelle zum Antreiben der Umfangsstellen mit ineinandergreifenden Zähnen be nötigt. Dieser Spannungswellenerzeuger besteht aus einem Anker 132 und einem elektromagnetischen Sta- tor 134 zum radialen Ausbiegen des Ankers 132.
Der Anker 132 enthält eine kreisförmig angeord nete Reihe von magnetisch leitenden Lamellen 136, die auf der von dem Ringrad 120 entfernten Seite des Spann rades 128 angeordnet sind. Vorzugsweise bestehen die Lamellen 136 aus einem Material, das nicht dauerma gnetisch wird, wie z. B. Vanadiumpernrendur, wobei je de Lamelle ausserdem mit einer magnetisch nichtlei tenden Substanz bedeckt ist. Die Lamellen können eine Dicke von 0,34 mm haben. Die Lamellen sind an ihrem einen Ende auf einem Ring 140 (Fig. 12), vorzugs weise aus nichtleitendem Material, schwenkbar gelagert.
Dieser Ring 140 ist mit der Kraftabgabewelle 110 durch einen Ringflansch 142 verbunden, wobei Halteschrau ben 144 sich durch den Ring 140 und den Flansch 142 erstrecken und in Gewindelbohrungen eingeschraubt sind, die in dem geflanschten Lagerende des Spannra des 128 ausgebildet sind. Zur radialen Verschiebung der anderen Enden der Lamellen nach aussen sind diese anderen Enden der Lamellen 136 mit Vorsprüngen 145 versehen. Diese vorstehenden äusseren Endteile der Lamellen 136 besitzen axial voneinander entfernte, nach aussen gerichtete Flächen 146. Nach aussen ge richtete Flächen 148 auf einem Mittelteil der Lamellen sind so angeordnet, dass sie sich, wenn sie im Betrieb nach aussen verschoben werden, an die Innenseite des Spannrades 128 gegenüber den Zähnen 130 anlegen.
Um eine axiale Verschiebung der Lamellen zu ver hindern, jedoch ein unabhängiges radiales Verschieben nach der Erregung des Stators zu ermöglichen, wie im folgenden erklärt wird, erstrecken sich drei nichtleitende Gummibänder 150 quer durch die Lamellen. Zur Er leichterung des Aufbaues kann ein solches Band wel ches in einer Normalebene zur Kraftabgabewelle 110 angeordnet ist, aus zwei, drei oder mehreren nichtleiten den Bestandteilen bestehen, die sich in Umfangsrichtung überlappen können.
Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt wird, enthält der Stator 134 sechzehn Paare von Magnetspulen 152 in kreisförmiger Anordnung, wobei die Magnetspulen jedes Paares in Reihe geschaltet sind. Die Magnetspulen sind auf den Schenkeln von sechzehn U-förmigen Kernen 154 angeordnet. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, sind die Ker ne 154 lamelliert, und sie haben Polflächen 156 und 158, die gegenüber den Larnellenflächen 146 des Ankers 132 angeordnet sind. Ein Klemmring 160 nimmt Schrau ben 162 auf, die sich zwischen den Kernen erstrecken und in das Ringrad 120 eingeschraubt sind, um die Kerne gegen eine relative Bewegung innerhalb des Gehäuses festzuhalten.
Um mit einem Spannungswellengetriebe der vor stehend beschriebenen Art eine grössere Arbeitsleistung zu erreichen, kann zusätzlich zu dem beschriebenen Sta- tor ein weiterer Stator innerhalb der Lamellen 136 ver wendet werden, wobei der innere Stator ungefähr 90 ausser Phase mit dem äusseren Stator erregt wird und falls erforderlich eine geringere Anzahl von Kernen hat.
Wie in Fig. 14 angegeben, muss der Anker 132 nicht unbedingt selbst zum Antrieb beitragen, indem er an der Kraftabgabewelle 110 angeschlossen ist, sondern kann auch gegen eine Drehbewegung gehalten werden (durch nicht gezeigte Mittel) oder kann einfach ein unabhängi ges Drehen mit eigener Geschwindigkeit ausführen. In der letzteren Anordnung ist das Spannrad 128 durch Schrauben 170 (nur eine davon in Fig. 14 dargestellt) an dem Flansch 142 gehalten. Ein Ring 172, auf dem die Lamellen 136 schwenkbar gelagert sind ist seiner seits mittels eines Lagers 174 auf der Welle 110 dreh bar gelagert.
Dieses Lager 174 ist gegen axiale Verschie bung in einer Richtung durch einen Verankerungsring 176 gehalten. Die elliptisch ausgebogene Form, welche die elektromagnetisch nach aussen verschobenen Lamel len<B>136</B> annehmen, dreht sich synchron mit dem Spann rad 128, obwohl die Lamellen selbst sich nicht drehen.
In der Fig. 15 ist ein zahnloses , d. h. ein durch Wälzreibung betriebenes elektromagnetisches Spannungs- wellengetriebe dargestellt, dessen Bauweise ähnlich der in Fig. 12 dargestellten Bauweise ist, mit der Aus nahme, dass die Zähne 126 und die Zähne 130, die in Fig. 16 gezeigt werden, wegfallen. Wie zu erwarten, er gibt diese Art von Kraftantrieb eine geringere Arbeits leistung, da der Zahneingriff wegfällt; diese Bauweise ist jedoch billiger in der Herstellung, und die Arbeits- leistung ist auf verschiedenen Gebieten vollkommen ausreichend.
Ein weiterer Vorteil der zahnlosen wie auch der gezahnten Bauweise besteht darin, dass, wenn eine grössere Wirtschaftlichkeit oder eine kompakte Bauweise wünschenswert erscheinen, das kreisförmige Ringrad oder das Spannrad mit dem Gehäuse zusam men hergestellt werden können.
Tension shaft gear The invention relates to a tension shaft transmission for the transmission of rotary movements, with two ring elements which can be brought into engagement with one another in a form-fitting manner, preferably via a circumferential toothing, or with a friction fit, of which one is a rigid ring element and the other is a radially bendable, coaxial with the rigid ring element Tension wheel is
and with electromagnetic means for generating a flexing wave progressing on the circumference of the tensioning wheel.
The tension wave transmission according to the invention is characterized in that the electromagnetic means contain an armature, which is magnetically responsive to one or more stator fields, for bending the tensioning wheel at a distance from one another, for engaging with the rigid ring element, the engagement points for driving the tensioning wheel rotate continuously under the influence of the stator field or fields.
Based on the drawing Ausfüh approximately examples of the voltage wave transmission according to the invention are explained below. The drawings show: FIG. 1 a side view of an electromagnetic stress wave transmission with a stator, a core armature composed of a flexible tensioning wheel, a ring wheel and a powder, FIG. 2 an end view of the stator shown in FIG. 1 in the excited state,
3 shows a quadrant in cross section and on a larger scale of the bent tensioning wheel with engaging ring wheel, FIG. 4 shows a view similar to FIG. 3, but depicts an arrangement without teeth, FIG. 5 shows a section along the line VV in FIG on a smaller scale, but showing schematically an armature with a spiral spring,
Fig. 6 is a fragmentary view of a modified form of the tensioning wheel shown in Fig. 1, which consists of a non-conductive plastic material and is provided with ring-shaped spaced apart, reinforcing wires, Fig. 7 is a view of a modified form of a tension wave transmission, which is the in Fig. 1 is very similar, but has an anchor with an endless chain, Fig. 8 is a sectional view along the line VIII-VIII in Fig. 7, assuming
that the stator is excited, FIG. 9 a quadrant view of the flexible tensioning wheel of FIG. 7 on a larger scale, FIG. 10 a view corresponding to FIG. 9, but with the ring and tensioning wheel being designed without teeth, FIG. 11 a sectional view according to the line XI XI in Fig. 7, Fig. 12 a side view of a further tension shaft gear, the parts of which are shown in the non-excited state,
13 shows a sectional view along the line XIII-XIII in FIG. 12, FIG. 14 shows a fraction of a tension wave transmission which is somewhat modified compared to that shown in FIG. 12, the tension wave generator being locked against rotation or free on the power output shaft 15 is a sectional view along the line XV-XV in FIG. 12,
the shape of the tension wave gear being slightly modified, and FIG. 16, on a larger scale, a sectional view which largely corresponds to the right half of FIG. 15, but which shows a tension wave generator of the type shown in FIG.
The tension wave transmission according to FIGS. 1 to 3 has a power output shaft 12 which is rotatably mounted in end plates 14 and 16 of a stationary housing 20. The housing has a cylindrical frame 18. To hold the housing together and to set a rig wheel 22 in the housing 20, Haltestan gene 24 (only one shown in Fig. 1) extend axially through spacer rings 26, 28 and 30 (Fig. 1), the Ring wheel and the end plates. Nuts 32 are screwed onto the rod ends.
A bendable tensioning wheel 34 (Fig. 1) has an open end 36, a central part 38 with outward ste existing teeth (Fig. 1 and 3), which stood at the same from each other circumferential points come into engagement with the ring gear 22, and a flange 40 attached to a collar 42 connected to the power output shaft 12. By electromagnetic with tel the deflectable tensioning wheel 34 is bent radially out at its open end 36 and in its toothed central part 38 from its circular in an elliptical shape.
The existing tooth difference between the tensioning wheel 34 and the ring 22 is two or a multiple of this number, the number of teeth determining the reduction ratio of the gear ratio.
The housing contains a grooved stator 44, which generates a continuously rotating magnetic field, in order to generate a tension or deflection shaft. The water stator corresponds to that of a conventional, two- or three-phase AC motor, and it has a core 46 consisting of lamellas. An anchor 50 (Fig. 1 to 3) has a solid, consisting of radial lamellae core 52, a layer of magnetic shear particles 54, for. B.
Iron powder, and two axially spaced partition walls 56, which hold the powder between the core 52 and the inner side of the tensioning wheel 34 with respect to the stator core 46. The armature 50 responds to the rotating magnetic field that is generated by the stator 44.
As can be seen from FIGS. 2 and 3, the restricted circular space which is limited by the partition walls 56, the tensioning wheel 34 and the armature core 52 is preferably not completely laid by the powder, with grooves 58 (FIG. 3) in the periphery of the core 52 form memory into which the powder can slide ben when the minor axis of the elliptical shape of the tensioning wheel 34 is located above the relevant grooves. For the adjustable fastening of the armature 50 on the power output shaft, two iron clamps 60 rest on the outer sides of the partition walls 56, with retaining screws 62 seated in the clamps being in contact with the power output shaft 12.
A modified design of the stress wave transmission shown in FIGS. 1 to 5 or 7 to 10 allows the omission of a separate ring gear 22 by cutting teeth 63 (FIG. 11) into the inner ends of the stator lamellae 46. In this case, the stator core itself forms a stationary, rigid ring element.
The transmission of Figs. 1 to 3 works like a Syn chronmotor. A three-phase, sinusoidal alternating current, which is fed to the coils of the stator 44, generates a uniformly rotating magnetic field. This magnetic field acts on the magnetic powder 54 in such a way that the parts 36 and 38 of the tensioning wheel 34 are pressed radially outward at two diametrically opposite points, so that these parts 36 and 38 assume an elliptical shape whose main axis coincides with the Magnetic field rotates. At the points of the part 38 of the tensioning wheel 34 that are pressed outward in this way, its teeth are fully in engagement with the ring wheel 22 (see FIG. 3).
From FIGS. 2 and 3 it can also be seen that on the minor axis of the elliptical shape of the tensioning wheel 34, the powder 54 is not pressed radially outward, but is shifted inward, the grooves 58 being stronger, but not yet completely. be coated with powder. The powder accumulates and compacts at the main axis points, where the densest force field is located, whereby the powder is solidified and thus forms a bridge that exerts a radial bending pressure on the tensioning wheel 34.
Since powder has a lower magnetic permeability than solid material, there is a lower torque output in such powder bridges than in the case of the chain-like anchors described below.
If the tensioning wheel 34 is made entirely of metal, there is naturally some leakage flux. A tensioning wheel made of plastic can be used and have the desired resistance and also a lower leakage flux if, as can be seen from FIG. 6, wires 64 or other suitable metallic inserts are used in the plastic to reinforce the part 36. To reduce eddy currents, the metal parts can extend in a circular shape around the axis of rotation and in axial distance from each other can be arranged.
5 shows an armature 66 of a voltage shaft transmission, the other parts of which essentially correspond to the parts shown in FIGS. 1 to 4. A flat metal strip 68 of high magnetic permeability is wound in the form of a spiral spring and contains a large number of turns, the radial spacing of which is exaggerated in FIG. 5 for the sake of clarity.
The width of the metal strip 68 can match the axial length of the stator core 46, and its thickness can e.g. B. about 0.02 to 0.2 mm depending on the desired flexural strength of the anchor. The thickness of the strip 68 is thus normally considerably less than that of the deflectable wall of the tensioning wheel 34.
The outermost turn of the strip 68 is circular in the relaxed state and is in contact with the circular inner wall of the part 36. When excited by a magnetic field, the outermost turn (the innermost turn, if the armature is arranged outside the tensioning wheel and the stator inside are) of the strip 68 saturated with a very high magnetic flux and is given an elliptical shape, which is also transferred to the tensioning wheel 34.
At the diametrically opposite points of the magnetic flux concentration, the various windings shift radially outward in order to better absorb the magnetic flux, while the winding parts shift inward at the ends of the secondary axis of the elliptical shape. The major axis of the elliptical shape of the strip 68 and the tensioning wheel 34 rotates in synchronism with the rotation of the magnetic field. The operation of this spring anchor has generally proven to be equivalent to other anchor types described here and is even superior from an economic point of view and from the simplicity of the design.
The arrangement according to FIGS. 7 to 10 is similar to that of FIGS. 1 to 4, with corresponding parts being provided with the same reference numerals. So only the anchor marked 70 needs to be described. As in the arrangement according to FIGS. 1 to 5, the armature is arranged coaxially with the tensioning wheel 34 and is influenced by the stator with a rotating magnetic field. The anchor 70 has a circular, endless chain shape. Preferably it consists of a number of loops of fixed links 72 which are arranged side by side, with their ends in a pivotable connection.
Each link preferably has a convex end 74 and a mating concave end 76 (Figs. 8-10). The links together represent a lamellar and radially flexible, circular structure that responds to the rotating magnetic field.
In operation, the main flux of the magnetic force field from the stator 44 is radial through the tensioning wheel 34 and then divides to flow circularly through the members 72 and through the opposite side of the tensioning wheel 34 and then return to the stator. The armature 70 accordingly assumes an elliptical shape, the main axis of which rotates with the magnetic field. As a result, the tensioning wheel 34 is elliptically bent and brought into engagement at opposite points with the ring gear 22 (Fig. 10) or the ring gear 22 of Fig. 9, so that the tensioning wheel 34 and the power output shaft 12 are rotated.
According to FIGS. 12 and 13, a power output shaft 110 is rotatably mounted in axially spaced apart bearings 112 and 114 of a housing 116, 118 preferably made of aluminum. A ring gear 120 (FIG. 12) is fixed against rotational movement on the housing part 116 by screws 122 distributed in a circle. If desired or necessary, an oil-soaked felt ring 121 can be fitted into a groove of the ring wheel 120.
The ring gear 120 is provided with internal teeth 126 and is arranged coaxially with the power output shaft 110, a deflectable tensioning wheel 128 being arranged concentrically with the power output shaft 110 within the ring gear 120. In addition to its open end, the tensioning wheel has axially outwardly standing teeth 130 which cooperate with the teeth 126. As in known transmissions of this type, the number of teeth of the tensioning wheel is at least two or a multiple of two less than the number of teeth of the ring gear 120. The number of ring gear teeth can, for.
B. 312 and the number of teeth ne of the tensioning wheel 310. In the following, a new electromagnetically operated tension wave generator will now be described, which does not have any rotational power for the radial deflection of the teeth of the tensioning wheel 128 and for the propagation of the radial deflection shaft to drive the peripheral points with interlocking teeth be required. This stress wave generator consists of an armature 132 and an electromagnetic stator 134 for radial bending of the armature 132.
The armature 132 includes a circular angeord designated series of magnetically conductive lamellae 136 which are arranged on the side of the tensioning wheel 128 remote from the ring gear 120. Preferably, the lamellae 136 are made of a material that is not permanent magnetically, such as. B. Vanadium perendur, each de lamella is also covered with a magnetic non-conductive substance. The slats can have a thickness of 0.34 mm. The lamellas are pivotably mounted at one end on a ring 140 (FIG. 12), preferably made of non-conductive material.
This ring 140 is connected to the power output shaft 110 by an annular flange 142, whereby Halteschrau ben 144 extend through the ring 140 and the flange 142 and are screwed into threaded bores which are formed in the flanged bearing end of the Spannra 128. For the radial displacement of the other ends of the lamellae outwards, these other ends of the lamellae 136 are provided with projections 145. These protruding outer end parts of the lamellae 136 have axially spaced, outwardly directed surfaces 146. Outwardly directed surfaces 148 on a central part of the lamellae are arranged in such a way that, when they are displaced outward during operation, they move towards the inside of the Place the tensioning wheel 128 opposite the teeth 130.
In order to prevent axial displacement of the blades, but to allow independent radial displacement upon energization of the stator, as will be explained below, three non-conductive rubber bands 150 extend across the blades. To facilitate the structure, such a belt can be arranged in a normal plane to the power output shaft 110, consist of two, three or more non-conducting components that can overlap in the circumferential direction.
As shown in Figures 12 and 13, the stator 134 includes sixteen pairs of solenoids 152 in a circular arrangement, with the solenoids of each pair connected in series. The magnetic coils are arranged on the legs of sixteen U-shaped cores 154. As shown in FIG. 13, the cores 154 are laminated and they have pole faces 156 and 158 which are arranged opposite the lamellar faces 146 of the armature 132. A clamping ring 160 receives screws 162 which extend between the cores and are screwed into the ring gear 120 to hold the cores against relative movement within the housing.
In order to achieve a greater work performance with a voltage wave transmission of the type described above, a further stator can be used within the lamellae 136 in addition to the stator described, the inner stator being excited approximately 90 out of phase with the outer stator and if so required has a smaller number of cores.
As indicated in FIG. 14, the armature 132 does not necessarily have to contribute to the drive itself by being connected to the power output shaft 110, but can also be held against a rotational movement (by means not shown) or can simply rotate independently of its own Run speed. In the latter arrangement, tensioning wheel 128 is held on flange 142 by bolts 170 (only one of which is shown in FIG. 14). A ring 172, on which the lamellae 136 are pivotably mounted, is in turn mounted rotatably on the shaft 110 by means of a bearing 174.
This bearing 174 is held against axial displacement in one direction by an anchoring ring 176. The elliptically curved shape assumed by the slats 136, which are electromagnetically displaced outwards, rotates synchronously with the tensioning wheel 128, although the slats themselves do not rotate.
In Fig. 15 is a toothless, i.e. H. an electromagnetic voltage wave transmission operated by rolling friction is shown, the construction of which is similar to the construction shown in FIG. 12, with the exception that the teeth 126 and the teeth 130 which are shown in FIG. 16 are omitted. As expected, it gives this type of power drive a lower work performance, since the gear mesh is omitted; however, this type of construction is cheaper to manufacture and the labor output is perfectly adequate in various fields.
Another advantage of the toothless as well as the toothed design is that, if greater economy or a compact design appear desirable, the circular ring gear or the tensioning wheel can be manufactured together with the housing.