CN101675270B - 同轴传动机构 - Google Patents

Abstract

在一种同轴传动机构、尤其是一种具有驱动件(7)和从动件(3)的空心轴传动机构中，其中通过若干沿着径向可运动的齿段(5)来实现驱动件(7)和从动件(3)之间的驱动力矩的传动和传递，空心轮(1)或者尤其是用来接受空心轮内制齿(13)的壳体由多个零件形成。

Description

同轴传动机构

技术领域

本发明涉及一种同轴传动机构，尤其地，本发明涉及一种具有驱动件和从动件的空心轴传动机构，其中通过若干沿着径向可运动的齿段来实现驱动件和从动件之间的驱动力矩的传动和传递。

背景技术

传统的传动机构在市场中公开了各种各样的形状和实施方式并且可以被买到。传统的同轴传动机构的缺点是，它们构造起来很复杂，并且只容许内轴和空心轴，与传动机构的总直径相比，该内轴和空心轴具有很小的直径。此外，传统的同轴传动机构构造起来很复杂并且只允许很小的内径。此外，与所利用的功率相比，传统的同轴传动机构很笨重、太宽并且直径较大。

EP0201730A1和FR755284公开了一种同轴传动机构。在这种机构中各存在这样的可能性，即把行星齿轮传动机构***到空心轴中。但是，不利的是，受到结构尺寸大小的限制，不能***具有这样功率数据的行星齿轮传动机构，即该功率数据适合于空心轴传动机构或者导致合理的技术引用。

此外，在使用相同机身壳体和使用若干相同结构件的情况下，通过确保任何种类的改建变形和扩建变形，可以实现同轴传动机构的普通使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种开始时所述的那种同轴传动机构，该传动机构克服了所述的缺点，该传动机构提供了较大的内径并且通常即使在确保任何种类的改建变形和扩建变形的情况下也能被制造出。

本发明通过以下的技术方案实现这个目的。

依据本发明提出一种同轴传动机构，尤其是一种具有驱动件和从动件的空心轴传动机构，其中通过若干沿着径向可运动的齿段来实现驱动件和从动件之间的驱动力矩的传动和传递，其中，驱动件形成为空心轴，前级被***到该空心轴内。

前述的同轴传动机构，其中前级作为行星齿轮前级被***到驱动件中。

前述的同轴传动机构，其中前级是行星齿轮前级，其中单个行星齿轮与驱动件的内制齿相啮合。

前述的同轴传动机构，其中该单个行星齿轮被支承在行星齿轮支架内，该支架布置在从动件内。

前述的同轴传动机构，其中行星齿轮啮合共同的太阳轮，该太阳轮通过一个被支承在轴承壳体内的驱动轴可以被驱动。

前述的同轴传动机构，其中接受驱动轴的轴承壳体沿着轴向可与第一壳体件相连接。

前所述的同轴传动机构，其中具有太阳轮、行星齿轮、行星齿轮支架和太阳轮的驱动轴的整个行星齿轮前级共轴线地被***到从动级内部中。

依据本发明还提出一种同轴传动机构，尤其是一种具有驱动件和从动件的空心轴传动机构，其中通过若干沿着径向可运动的齿段来实现驱动件和从动件之间的驱动力矩的传动和传递，其中，第一前级和与之相连接的电动驱动器共轴线地被***到形成为空心轴的驱动件内。

前述的同轴传动机构，其中第一前级形成为行星齿轮前级，在该前级中，若干行星齿轮啮合驱动件的内制齿，其中行星齿轮被支承在共同的行星齿轮支架内。

前述的同轴传动机构，其中行星齿轮通过共同的太阳轮可以被驱动。

前述的同轴传动机构，其中太阳轮通过电动驱动器可以被驱动，该驱动器共轴线地布置在两个壳体件内并且几乎或者完全布置在从动级内，及通过马达壳体来保持，其中马达壳体沿着轴向与第一壳体件相连接。

前述的同轴传动机构，其中电动驱动器的转子和定子或者励磁线圈共轴线地、几乎或者完全地被布置在从动级内。

前述的同轴传动机构，其中行星齿轮支架共轴线地被***到从动件内并且被固定连接起来。

前述的同轴传动机构，其中该固定件由两个沿着轴向并排布置的壳体件形成，空心轮内制齿沿着轴向呈圆环形地被***到这两个壳体件之间。

前述的同轴传动机构，其中通过若干贯通的固定件，使两个壳体件与布置于它们之间的空心轮内制齿相互可以连接。

前述的同轴传动机构，其中每个壳体件具有从动轴承表面，从动轴承沿着轴向被支承在该从动轴承表面上，通过轴承接受件在该轴承表面上形成从动件的轴承结构，其中从动轴承各在前侧从外部沿着轴向可以***到壳体件中。

前述的同轴传动机构，其中驱动件共轴线地被***到从动件内，及具有这样的至少一个外部外形，即在旋转运动时，该外形使齿段逆着空心轮内制齿进行运动，其中，沿着轴向各在外形的旁边设置驱动轴承，该驱动轴承在内部支撑在从动件的对面。

前述的同轴传动机构，其中从动件通过前侧的从动轴承来支撑，及通过轴承接受件被支承在壳体件的对面。

前述的同轴传动机构，其中各在外形旁边的两侧上形成轴承座，以沿着轴向把驱动件支承在从动件的对面。

在本发明中，下面这些证明是特别有利的，即提供一种这样的同轴传动机构、尤其是空心轴传动机构，它确保驱动件的内径较大。

若干沿着径向可向外运动的齿段被支撑在驱动件中，这些齿段与空气轮的空心轮内制齿啮合。

通过沿着轴向各自在两侧上与空心轮内制齿相连接的壳体件的多部件性，也可以灵活地把本来的(eigentlichen)从动件支承到壳体件上并且因此支承到空心轮内制齿上。

在这种方式中，可以提供一种很紧凑的同轴传动机构，在总直径较小及宽度较小时，该同轴传动机构具有最大可能的较大内径，因此可以提供一种这样的新可能性，即同轴传动机构通过较大的功率密度***到最有差异的区域中。

在这种基本和基础传动机构中，第一前级作为行星齿轮前级例如可以被***到驱动件中，该第一前级通过不同的驱动轴小齿轮，或者如在其它实施例中所示的那样通过独立的、电动地、共轴线地***到内部中的电子驱动器来驱动。

此外，还可以考虑的是，具有较大驱动功率的空心轴电子驱动器通过较大的内径沿着轴向与壳体件相连接、尤其沿着轴向与驱动件相连接，其中具有大约相同内径的空心轴转子可以直接与驱动件相连接。它通过相应的马达壳体和包括于其中的线圈绕组来驱动和支承。

以这种方式可以制造出具有很大内径、最小外部直径和较大驱动功率的同轴传动机构。

在本发明的另一个实施例中，一个前级、优选为行星齿轮前级呈圆环形地、沿着轴向被***到传统的基本传动机构或者同轴传动机构和空心轴电子驱动器之间，因此也可以形成空心轴传动机构、尤其是具有空心轴电子驱动器、前级的同轴传动机构和最大内径的本来空心轴传动机构。

因此，在驱动件的内径形成得很大时可以传递很大的力矩，其中，明确地使整个同轴传动机构的结构大小和结构重量全部最小化。

附图说明

本发明的其它优点、特征和零件由优选实施例的下面描述和参照附图来给出，在附图中：

图1a是通过同轴传动机构、尤其是通过空心轴传动机构的横向剖视图；

图1b是通过图1a的同轴传动机构的纵向剖视图；

图2a是通过具有本发明所***的前级的、图1b的同轴传动机构的另一个实施例的纵向剖视图；

图2b是通过具有共轴线***的前级和连接起来的电动驱动器的同轴传动机构的另一个实施例的纵向剖视图；

图3是通过形成为同轴传动机构的、具有连接起来的空心轴电子驱动器的同轴传动机构的另一个实施例的纵向剖视图；

图4是通过具有连接起来的空心轴电子驱动器和前级的同轴传动机构的另一个实施例的纵向剖视图。

1：空心轮           2：齿

3：从动件           4：引导件

5：齿段             6：齿侧

7：驱动件           8：外形

9：轮廓             10：壳体件

11：壳体件          12：从动轴承表面

13：空心轮内制齿    14：固定件

15：从动轴承        16：轴承接受件

17：轴承接受件      18：驱动轴承

19：轴承座          20：轴承座

21：突出部          22：轴承保持环

23：前级            24：行星齿轮

25：内制齿          26：行星齿轮支架

27：太阳轮          28：驱动轴

29：驱动小齿轮      30：轴承

31：轴承壳体        32：电子驱动器

33：励磁线圈        34：马达壳体

35：马达轴          36：空心轴电子驱动器

37：线圈绕组        38：空心轴转子

39：测量轴          40：传感器件

41：壳体件          42：轴承

R₁：同轴传动机构    R₂：同轴传动机构

R₃：同轴传动机构    R₄：同轴传动机构

R₅：同轴传动机构    D：内径

M：中间轴线

具体实施方式

根据图1a，本发明的同轴传动机构R₁具有空心轮1，该空气轮1具有内置的齿2。从动件3在空心轮1的内部形成，该从动件3具有若干引导件4，齿段5沿着径向可来回运动地支承在这些引导件4中，及在一端上(einends)设置有齿侧6。

形成为空心轴的驱动件7设置在具有上述齿段5的从动件3内部中，该驱动件具有外部外形8。该外形8以一个轮廓、多个不同轮廓或者多个提高部形成多边形或者凸轮形状。

如果驱动件7例如可旋转地绕着中间轴线M被驱动，那么该单个的齿段5沿着径向相应地、有条件地经过外形8通过它的外部轮廓9向外地运动到空心轮1的齿2中。通过不同数量的空心轮1的齿2对不同数量的齿段5(这些齿段5部分保持啮合)可以调整传动比。在这种情况下，通过驱动件7来引入的、被传动的驱动功率有选择地通过从动件3或者空心轮1来导出。

在这种情况下重要的是，从动件3形成为固定的元件并且空心轮1作为从动件沿着径向可以旋转，或者空心轮1是固定的并且用来接受齿段5的从动件3形成为纯粹的从动件。在这里包括这两个可能性和变形。

图1b的纵向截面视图所示的本同轴传动机构R₁的结构证明特别有利于获得尽可能大的驱动件7的内径D。在这种情况下，本发明的空心轮1由第一壳体件10、第二壳体件11和空心轮内制齿13构成，该内制齿13形成为圆环形。

两个壳体件10、11具有一个向内定向的、向外倾斜的从动轴承表面12。空心轮内制齿13沿着轴向被置入到两个壳体件10、11之间。通过若干固定件14，使第一壳体件10固定地或者可再拆卸地连接到本来的(eigentlichen)空心轮1上，及沿着轴向使随后的空心轮内制齿13固定地或者可再拆卸地连接到本来的空心轮1上，及使连接于其上的壳体件11固定地或者可再拆卸地连接到本来的空心轮1上。

不用固定件14，而是可以使用焊接连接等等来使具有空心轮内制齿13的壳体件10与壳体件11相固定。本发明不局限于此。

但是，由多个元件构成的空心轮1被证明特别有利于获得尽可能大的内径D。此外，在使用相同或者类似壳体件10、11的情况下，不同的空心轮内制齿13通常与不同的大小和传动比一起使用，或者在磨损时在一定情况下进行更换。

在空心轮内制齿13内形成一些齿2，齿段5通过驱动件7的旋转驱动被***到这些齿2内。

在这种情况下，在本发明中下面这些被证明是有利的，即空心轮1尤其在壳体件10、11上通过它的向外倾斜的从动轴承表面12沿着径向和轴向可被对中地支承在驱动件7的对面上。在这种情况下，从动轴承15在驱动件7的凸缘侧上通过轴承接受件16与从动件3相连接。

通过轴承接受件16在前侧使从动轴承15在壳体件11内、尤其在从动轴承表面12上进入和产生支承。在对置侧上，通过环绕的轴承接受件17使轴承15支撑在壳体件10的从动轴承表面12上。轴承接受件17本身支撑在从动件3上。在这种方式中，通过由多个元件构成的壳体件10、11及空心轮内制齿13，使所有的结构件共轴线地安装在从动件3上，尤其即使在***齿段5时，也是如此。

此外，在本发明中下面这些被证明是有利的，即从动件3通过驱动轴承18支撑或者支承在共轴线地内置的驱动件7上。驱动件7通过驱动轴承18共轴线地支承在从动件3内，其中它们布置在各沿着轴向邻近于外形8的轴承座19、20上。在从动件3的区域内，由它形成一个突出部21，该突出部21有助于驱动轴承18的轴向止挡。该沿着轴向对置的驱动轴承18通过轴承保持环22来固定在从动件3上。

在这种方式中，提供了一种这样的同轴传动机构R₁，即该传动机构R₁允许驱动件7的内径D很大，而且具有这样的总直径，即在同轴传动机构的宽度很小时，该总直径很小。在这种方式中，提供了一种最外部紧凑的同轴传动机构。

在图2a中主要示出了一种同轴传动机构R₂，该同轴传动机构的基本结构和构造与图1b的同轴传动机构R₁相符合。在这里不同的是，在也作为空心轴来实现的驱动件7内，它与前级23、尤其是行星齿轮前级(Planetenvorstufe)相啮合。在这种情况下，前级23共轴线地被***到形成得很大的驱动件7的内径D内部中，及有条件地通过较大的内径D允许前级23具有很大的效率。

形成为行星齿轮前级的前级23通过若干行星齿轮24与驱动件7的内制齿25相啮合。这些行星齿轮24通过共同的行星齿轮支架26来支承，该行星齿轮支架26又共轴线地与从动件3相连接。行星齿轮24借助共同的太阳轮27来啮合。在这种情况下，力矩通过在必要时具有支承的端轮毂29、驱动小齿轮、花键槽、配合弹簧或者类似物的驱动轴28来传动。驱动轴28通过轴承30支撑在轴承壳体31上，并且沿着轴向与壳体件10相连接。

在本发明中下面这些是有利的，即前级(Vorstufe)23可以共轴线地***到同轴传动机构R₂内部中，及，有条件地通过使驱动件7的内径D按照比例形成得较大，合适的变换级、尤其是前级23被共轴线地***到同轴传动机构R₂内部中。这里，在同轴传动机构R₂的总直径最小的情况下，在宽度最小时，前级23仍然可以成一体地形成在同轴传动机构R₂内部中。

在图2b的实施例中，示出了同轴传动机构R₃，该传动机构R₃基本上与同轴传动机构R₁的构造相符合。在该机构中，也如在同轴传动机构R₂中一样，前级23用作行星齿轮前级。现在，共轴线地、至少部分地在驱动件7内，电动驱动器32直接地与太阳轮27连接，从而驱动第一前级23、尤其是行星前级。

在这种情况下，一些相应的励磁线圈33被布置在马达壳体34中，而该马达壳体34沿着轴向与壳体件10相连接。马达轴35的轴承30也支撑在马达壳体34内，该马达轴35还接受在这里没有详细示出的相应永磁体、磁产生(Magnetentwicklung)或者类似物。

在本发明中重要的是，也在内部并且共轴线地、有条件地通过使从动件3的内径D很大，不仅第一前级23共轴线地、成一体地形成在同轴传动机构R₃中，而且电动驱动器32至少部分共轴线地、成一体地形成在同轴传动机构R₃中。

在图3的实施例中示出了另一个同轴传动机构R₄，该同轴传动机构R₄基本上与同轴传动机构R₁相一致。下面这些在这里被证明是特别有利的，即空心轴电子驱动器36在前侧沿着轴向与驱动件7相连接。空心轴电动驱动器36具有马达壳体34，该马达壳体在前侧并且沿着轴向直接与同轴传动机构R₄的壳体件10相连接。

作为励磁线圈33的线圈绕组37设置在马达壳体34内，从而驱动具有永磁体或者类似物的空心轴转子38。空心轴转子38直接地与同轴传动机构R₄的驱动件7相连接。它基本上具有与驱动件7相同的内径D。

在前侧上，空心轴转子38通过轴承30支撑在马达壳体34上。此外，把旋转运动传递到传感器件40中的测量轴39和/或制动器与空心轴转子38相连接。

在这里特别有利的是，也通过保证尽可能大的内径D来使用空心轴电子驱动器36，该空心轴电子驱动器36具有相同或者相类似的横截面，并且确保整个驱动装置的驱动功率很大。

在图4的本发明实施例中示出了同轴传动机构R₅，该同轴传动机构R₅大约与图3的同轴传动机构R₄相符合。在这里不同的是，在空心轴电子驱动器36和同轴传动机构之间布置前级23，尤其地一个行星齿轮前级呈圆环形地沿着轴向布置在它们之间。

在这种情况下，形成空心轴形的太阳轮27啮合若干行星齿轮24，这些行星齿轮24与其它壳体件41的内制齿25相啮合，其中若干行星齿轮24通过共同的、布置成圆环形的行星齿轮支架26来引导。该行星齿轮支架26与驱动件7相连接。作为空心轴来实施的太阳轮27通过附加的轴承42支撑在驱动件7上。

此外，空心轴转子38通过两个位于前侧上的轴承30支撑在转子壳体34上，因此同时确保了空心轴形太阳轮27的前侧支承。

在本发明中，被证明是特别有利的，第一前级23、尤其是行星齿轮前级呈圆环形地、沿着轴向被***到空心轴电子驱动器36和本来(urspruenglich)同轴传动机构R₅的壳体件10之间，以循环地确保内径D较大。在这种方式中可以确保，在确保内径D获得最大的情况下，在外径尽可能小时，以最小的结构空间形成同轴传动机构R₅，该同轴传动机构R₅配置有前级23。

Claims (24)

1.一种同轴传动机构，是一种具有驱动件(7)和从动件(3)的空心轴传动机构，其中通过若干沿着径向可运动的齿段(5)来实现驱动件(7)和从动件(3)之间的驱动力矩的传动和传递，

其特征在于，

驱动件(7)形成为空心轴，前级(23)作为行星齿轮前级被***到该空心轴内。

2.根据权利要求1所述的同轴传动机构，其特征在于，其中单个行星齿轮(24)与驱动件(7)的内制齿(25)相啮合。

3.根据权利要求2所述的同轴传动机构，其特征在于，该单个行星齿轮(24)被支承在行星齿轮支架(26)内，该支架(26)布置在从动件(3)内。

4.根据权利要求3所述的同轴传动机构，其特征在于，行星齿轮(24)啮合太阳轮(27)，该太阳轮通过一个被支承在轴承壳体(31)内的驱动轴(28)被驱动。

5.根据权利要求4所述的同轴传动机构，其特征在于，接受驱动轴(28)的轴承壳体(31)沿着轴向与第一壳体件(10)相连接。

6.根据权利要求5所述的同轴传动机构，其特征在于，具有太阳轮(27)、行星齿轮(24)、行星齿轮支架(26)和太阳轮(27)的驱动轴(28)的整个行星齿轮前级(23)与从动件(3)共轴线地被***到从动件(3)内部中。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的同轴传动机构，其特征在于，在两个沿着轴向并排布置的壳体件(10、11)上设置有固定件，空心轮内制齿(13)沿着轴向呈圆环形地被***到这两个壳体件之间。

8.根据权利要求7所述的同轴传动机构，其特征在于，通过若干贯通的固定件(14)，使两个壳体件(10、11)与布置于它们之间的空心轮内制齿(13)相互连接。

9.根据权利要求8所述的同轴传动机构，其特征在于，每个壳体件(10、11)具有从动轴承表面(12)，从动轴承沿着轴向被支承在该从动轴承表面上，通过轴承接受件(16、17)在该轴承表面上形成从动件(3)的轴承结构，其中从动轴承各从外部沿着轴向***到壳体件(10、11)中。

10.根据权利要求9所述的同轴传动机构，其特征在于，驱动件(7)与从动件(3)共轴线地被***到从动件(3)内，及具有这样的至少一个外部的外形(8)，即在旋转运动时，该外形使齿段(5)相对于空心轮内制齿(13)进行运动，其中，沿着轴向各在该外形(8)的旁边设置驱动轴承(18)，该驱动轴承在内部支撑在从动件(3)相对的两面。

11.根据权利要求10所述的同轴传动机构，其特征在于，从动件(3)通过从动轴承(15)来支撑，及通过轴承接受件(16、17)被支承在壳体件(10、11)相对的两面。

12.根据权利要求11所述的同轴传动机构，其特征在于，各在该外形(8)旁边的两侧上形成轴承座(19、20)，以沿着轴向把驱动件(7)支承在从动件(3)相对的两面。

13.一种同轴传动机构，是一种具有驱动件(7)和从动件(3)的空心轴传动机构，其中通过若干沿着径向可运动的齿段(5)来实现驱动件(7)和从动件(11)之间的驱动力矩的传动和传递，

其特征在于，

第一前级(23)形成为行星齿轮前级，第一前级(23)和与之相连接的电动驱动器(32)与驱动件(7)共轴线地被***到形成为空心轴的驱动件(7)内。

14.根据权利要求13所述的同轴传动机构，其特征在于，在该前级中，若干行星齿轮(24)啮合驱动件(7)的内制齿(25)，其中行星齿轮(24)被支承在共同的行星齿轮支架(26)内。

15.根据权利要求14所述的同轴传动机构，其特征在于，行星齿轮(24)通过共同的太阳轮(27)被驱动。

16.根据权利要求15所述的同轴传动机构，其特征在于，太阳轮(27)通过电动驱动器(32)被驱动，该驱动器布置在两个壳体件(10、11)内并且与从动件(3)共轴线地布置在从动件(3)内，及通过马达壳体(34)来保持，其中马达壳体沿着轴向与第一壳体件(10)相连接。

17.根据权利要求16所述的同轴传动机构，其特征在于，电动驱动器(32)的转子和定子或者励磁线圈(33)与从动件(3)共轴线地被布置在从动件(3)内。

18.根据权利要求17所述的同轴传动机构，其特征在于，行星齿轮支架(26)与从动件(3)共轴线地被***到从动件(3)内并且被固定连接起来。

19.根据权利要求13至18中任一权利要求所述的同轴传动机构，其特征在于，在两个沿着轴向并排布置的壳体件(10、11)上设置有固定件，空心轮内制齿(13)沿着轴向呈圆环形地被***到这两个壳体件之间。

20.根据权利要求19所述的同轴传动机构，其特征在于，通过若干贯通的固定件(14)，使两个壳体件(10、11)与布置于它们之间的空心轮内制齿(13)相互连接。

21.根据权利要求20所述的同轴传动机构，其特征在于，每个壳体件(10、11)具有从动轴承表面(12)，从动轴承沿着轴向被支承在该从动轴承表面上，通过轴承接受件(16、17)在该轴承表面上形成从动件(3)的轴承结构，其中从动轴承各从外部沿着轴向***到壳体件(10、11)中。

22.根据权利要求21所述的同轴传动机构，其特征在于，驱动件(7)与从动件(3)共轴线地被***到从动件(3)内，及具有这样的至少一个外部的外形(8)，即在旋转运动时，该外形使齿段(5)相对于空心轮内制齿(13)进行运动，其中，沿着轴向各在该外形(8)的旁边设置驱动轴承(18)，该驱动轴承在内部支撑在从动件(3)相对的两面。

23.根据权利要求22所述的同轴传动机构，其特征在于，从动件(3)通过从动轴承(15)来支撑，及通过轴承接受件(16、17)被支承在壳体件(10、11)相对的两面。

24.根据权利要求23所述的同轴传动机构，其特征在于，各在该外形(8)旁边的两侧上形成轴承座(19、20)，以沿着轴向把驱动件(7)支承在从动件(3)相对的两面。

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