電減振器的製作方法

2023-06-16 03:19:36 2

專利名稱：電減振器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電減振器，用於對第一與第二質量之間的相對運動進行減振，包括通過質量運動驅動的發電機。
背景技術：
在很多技術領域中都需要對能振動的機械系統的兩個構件之間的相對運動進行減振。一個例子是——但絕不是限制，在底盤上在車身的懸架的區域中在機動車車身上對振動進行減振。為此特別是使用液壓減振器。但這種液壓減振器不能獲得或者是利用在減振時從系統抽取的能量。為此，DE 10115858A1公知了一種電減振器，所述電減振器使用發電機，所述發電機通過質量運動來驅動。眾所周知，發電機包括定子和可相對於所述定子轉動的轉子以及相應的磁場產生機構，其中，在轉子相對於定子轉動時由於在磁場中轉動運動而產生電流， 即因此獲得能量。這就是說，一方面由於為了在磁場中執行轉動運動要施加的能量而進行減振，另一方面，能量以在發電機側產生的可相應饋入到整車電路網絡中的電流的形式得到利用。在由DE 10115858A1公知的系統中，發電機固定在車身側，這就是說，定子與車身固定地設置在第一減振器件上。轉子通過傳動裝置例如滾珠絲槓與可相對於第一減振器件直線運動的第二減振器件連接。絲槓被接收在固定地連接在所述第二減振器件中的螺母中。在第二減振器件直線運動時，絲槓轉動，由此，轉子旋轉。由此，雖然可實現在減振器的旋轉運動與直線運動之間的比例的一定程度的增大，但那裡描述的系統設計非常麻煩，此夕卜，通過傳動裝置使直線運動轉換成旋轉運動容易產生誤差。

發明內容
由此，本發明的問題在於，給出一種電減振器，所述電減振器與此相比容易設計且功能可靠。為了解決所述問題，提出開頭所述類型的電減振器，在所述電減振器中，發電機集成在傳動裝置中，其中，形成定子的第一傳動裝置元件通過質量運動而轉動，由此，形成轉子的第二傳動裝置元件轉動，所述第二傳動裝置元件與第一傳動裝置元件直接或間接地經變速地耦合，其中，在第一或者在第二傳動裝置元件上設置有用於產生磁場的機構。在根據本發明的電減振器中，發電機特別有利地直接集成在傳動裝置中，即不是如現有技術中公知的那樣連接在所述傳動裝置後面。這允許結構非常小的單元的布局。此夕卜，根據本發明的減振器的工作原理與由現有技術公知的減振器相比較完全是新的。定子本身不是固定的結構元件，而是所述定子在工作中本身主動轉動。這就是說，所述定子以某種形式直接或間接地與運動質量這樣耦合，使得所述定子在質量運動時旋轉。由於定子的通過傳動裝置傳動比給定的直接或間接的耦合，由所述旋轉強制性地得到形成轉子的第二傳動裝置元件的旋轉，當在定子上設置有磁場產生機構時，所述第二傳動裝置元件在磁場中轉動，由此，在為此設置的電流產生機構中在轉子側產生電流。這就是說，在此僅僅旋轉運動得到利用或者是引入到減振系統中，所述旋轉運動可實現通過發電機或者是發電機功能進行減振以及以發電機側產生的電流的形式回收減振能量。此外，由於使用這種傳動裝置，也可實現定子與轉子之間的相對於大的最後與傳動比例相關的相對運動，當這樣設計傳動裝置，使得第一傳動裝置元件的轉動方向與第二傳動裝置元件的轉動方向相反時，所述相對運動由此還可增大。這就是說，所述第一傳動裝置元件和所述第二傳動裝置元件以不同的方向轉動，由此，所述第一傳動裝置元件與所述第二傳動裝置元件之間的相對移位比在相同轉動方向的情況下更大。通過定子的反向運動，定子和轉子的產生磁場或者是產生電流的元件之間的相對速度也強制性地提高。總體而言，通過這種相反的轉動運動實現減振的平滑效果，同時，效率提高。磁場產生機構或者可設置在定子上，由此，在轉子側生成電流。作為替換方案，磁場產生機構也可設置在轉子中，由此，在定子上在那裡所設置的電流產生機構中生成電流。在定子本身即第一傳動裝置元件上作為磁場產生機構或者設置有多個允許外勵的繞組，這就是說，所述繞組待被通電以產生磁場。作為替換方案也可考慮，在定子上設置有多個用於自勵的恆磁元件。在轉子本身即第二傳動裝置元件上作為電流產生機構設置有多個用於引導所產生的電流的繞組，這就是說，在那裡感應電流。通過繞組可將電流分接出並且例如饋入到安裝有減振器的機動車的整車電路網絡中。不言而喻，也可顛倒布置產生電流的件，這就是說，產生磁場的繞組或恆磁體也可設置在轉子上並且感應繞組設置在定子上。作為傳動裝置可使用不同的傳動裝置類型。根據第一發明構型，傳動裝置可以是應力波傳動裝置，所述應力波傳動裝置通常也被稱為諧波傳動裝置。這種應力波傳動裝置包括形成第一傳動裝置元件的具有外齒部的環狀或柱狀的柔性單元、具有與柔性單元的外齒部嚙合的內齒部的剛性單元以及設置在柔性單元內部的使所述柔性單元變形地與所述柔性單元共同作用並且形成第二傳動裝置元件的橢圓形的轉動元件。在通常也被稱為柔性齒輪的柔性單元上或者存在產生磁場的繞組或產生磁場的恆磁元件，柔性齒輪形成定子。 通常也被稱為圓形齒輪的剛性單元是傳動裝置殼體構件並且相對於定子以及相對於轉子位置固定地設置。柔性齒輪以其外齒部與圓形齒輪的內齒部嚙合，但其中齒數如在應力波傳動裝置中通常的那樣是不同的。最後，設置有形成轉子的橢圓形的轉動元件，所述橢圓形的轉動元件使柔性單元變形地並且由此以公知的方式使柔性齒輪的外齒部與圓形齒輪的內齒部之間的齒嚙合或者是齒嚙合的角位置變化地與所述柔性單元共同作用。如果現在定子固定地與可擺動地被支承著的構件例如在彈入運動時擺動的橫嚮導臂或類似裝置連接，則柔性齒輪相對於圓形齒輪扭轉，由此得到橢圓形的轉動元件即轉子的由於柔性齒輪變形的變化而產生的轉動。柔性齒輪即定子的轉動角度例如取值為 74 72圈，轉子由於傳動比而多次轉過完整的360°。即傳動裝置運行在此與轉動元件主動轉動並且柔性齒輪大致作為輸出裝置工作的諧波傳動裝置通常應用相比較顛倒。為了使橢圓形的轉動元件儘可能輕地在定子即柔性齒輪上滾動，符合目的地在第一與第二傳動裝置元件之間設置有柔性的滾動軸承、尤其是滾子軸承或滾針軸承。由此，所述兩個傳動裝置元件之間的摩擦可大幅降低。可作為替換方案使用的傳動裝置類型是行星傳動裝置。所述行星傳動裝置包括形成第一傳動裝置元件的空心輪、位置固定地設置在相應的傳動裝置殼體構件上的與所述空心輪嚙合的行星輪以及與行星輪嚙合的形成第二傳動裝置元件的太陽輪。即空心輪形成定子，所述定子通過質量稍微轉動，所述定子例如通過橫嚮導臂或類似裝置耦合在所述質量上。通過定子轉動，由於通過行星輪耦合於是進行形成轉子的太陽輪的經變速的轉動，其中，轉子自然處於柱狀或環狀的空心輪內部，由此，與電流產生相聯繫地產生減振。可在根據本發明的減振器中使用的第三傳動裝置類型是擺線傳動裝置。所述擺線傳動裝置包括形成第一傳動裝置元件的環狀或柱狀單元，所述環狀或柱狀單元與在邊緣側呈齒狀型廓化的盤形凸輪連接，所述盤形凸輪本身與固定的呈齒狀型廓化的殼體件嚙合， 其中，在盤形凸輪上優選在孔中設置插入到第一傳動裝置元件中的第二傳動裝置元件。這種擺線傳動裝置也允許高的傳動比，由此，第一傳動裝置元件即定子的小的角轉動可經高變速地傳遞給轉子即第二傳動裝置元件。第二傳動裝置元件在此偏心地設置在在外側呈波紋狀型廓化的盤形凸輪上，所述盤形凸輪在具有相應配合齒部的固定的殼體環內部轉動， 但可在其中徑向運動。另外，第一傳動裝置元件即具有相應耦合栓的環狀或柱狀單元與盤形凸輪耦合，所述耦合栓插入到盤形凸輪的直徑較大的孔中，由此，所述盤形凸輪在與轉動軸線固定地布置第一傳動裝置元件即定子時可執行徑向運動。這種擺線傳動裝置的功能也已充分公知，其中，發電機的集成在此也導致非常良好的經平滑的減振。


從下面所描述的實施例中以及藉助於附圖得到本發明的其它優點、特徵和細節。 附圖表示圖1第一實施形式的根據本發明的減振器的解剖視圖，圖2圖1中的減振器的組裝好的視圖，圖3圖2中的減振器的正面視圖，圖4安裝在搖臂中的減振器，圖5在機動車橋的區域中減振器的可能安裝狀況的原理視圖，圖6根據本發明的第二實施形式的減振器的解剖視圖，圖7圖6中的組裝好的減振器的原理視圖，圖8第三實施形式的根據本發明的減振器的解剖視圖，以及圖9圖8中的組裝好的減振器的立體視圖。
具體實施例方式圖1示出了第一實施形式的根據本發明的電減振器1的解剖視圖。所述減振器最後由傳動裝置組成，發電機直接集成在所述傳動裝置中。減振器包括第一傳動裝置元件2， 所述第一傳動裝置元件形成定子並且設置有用於產生磁場的機構。所述第一傳動裝置元件 2在這裡所示的傳動裝置即應力波傳動裝置(也被稱為諧波傳動裝置)中由柱狀的柔性套筒即所謂的柔性齒輪構成，所述柔性齒輪在其外側具有齒部3。在內側設置有在此未詳細示出的用於可能的自勵的恆磁體或用於可能的外勵的繞組，以便產生磁場。第二傳動裝置元件4形成轉子，其中，所述第二傳動裝置元件4通過柔性齒輪本身的轉動而轉動。為此，第二傳動裝置元件4具有橢圓形的盤狀的轉動元件5，在所述轉動元件上設置有長形的本體6，所述本體又具有多個區段7，在所述區段上設置有繞組8，在轉動運動時在所述繞組中感應電流。在橢圓形的轉動元件5上設置有包括多個呈滾子狀及針狀的滾動體10的柔性的滾動軸承9以及柔性的環狀的軸承蓋11。在裝配位置中，第二傳動裝置元件4這樣插入到第一傳動裝置元件2中，使得滾動軸承9或者是柔性蓋11貼靠在第一傳動裝置元件的設置有外齒部3的區段的內側上。通過所述橢圓形的轉動元件5聯合滾動軸承9，第一傳動裝置元件2即柔性齒輪呈橢圓形變形，橢圓形的轉動元件5獲得如通常所設置的那樣的波形信號發生器的功能。另外，設置有剛性單元12，所述剛性單元待與第三對象固定地連接。所述剛性單元具有中央的穿通部，所述中央的穿通部具有內齒部13，第一傳動裝置元件2即柔性齒輪的外齒部3與所述內齒部嚙合。所述剛性單元12形成圓形齒輪，如其從諧波傳動裝置中所公知的那樣。由於內齒部3與外齒部13相比具有較少的齒以及稍小的直徑，所以以公知的方式在轉動運動時在通常的諧波傳動裝置中通過柔性發電機即在此通過轉動元件5使得柔性齒輪旋轉。但在根據本發明的減振器中工作方式相反，在此第一傳動裝置元件2即柔性齒輪轉動，所述柔性齒輪由於傳動裝置傳動比而使得第二傳動裝置元件4即在此使得轉子明顯較大地轉動。圖2和圖3在裝配位置中示出了減振器1。很明顯，第二傳動裝置元件4或者是轉子處於第一傳動裝置元件2的內部，即在此處於定子的內部，在所述第一傳動裝置元件的內側示例性地示出了用於產生磁場的繞組14。第一傳動裝置元件2的外齒部3與固定的剛性單元12的內齒部13嚙合。這從根據圖3的視圖中明顯看出，圖3示出了圖1中的電減振器1的正面視圖。在所述正面視圖中，除了剛性單元12之外也示出了柔性單元2，在所述柔性單元中首先看到端面。但所述柔性的第一傳動裝置元件的對置的具有齒部的端部由於橢圓形的轉動元件5而橢圓形地變形，由此，所述第一傳動裝置元件在此在齒部區域中也水平定向地橢圓形地變形並且在所述區域中外齒部3可與內齒部13嚙合，而很明顯在垂直的變形軸線的區域中齒部3不與齒部13嚙合。變形通過橢圓形的轉動元件5進行，所述橢圓形的轉動元件如所述的那樣通過針狀或滾子狀的滾動軸承10和外環形的支座11壓在具有外齒部3的區段的內壁上。在如示例性地在圖4中所示的裝配位置中，減振器1以第一傳動裝置元件插入到槓桿元件16的孔15中，為此參見圖4。第一傳動裝置元件2即定子或者是柔性齒輪與槓桿元件16固定地連接，由此，在繞孔軸線轉動時第一傳動裝置元件主動地通過槓桿16轉動。 這種槓桿轉動以及由此產生的第一傳動裝置元件2的轉動現在導致通過齒部耦合而強制性地使橢圓形的轉動元件5被迫轉動並且通過所述橢圓形的轉動元件使整個第二傳動裝置元件4被迫轉動，由此，繞組8因此在第一傳動裝置元件2即定子的所產生的磁場中轉動並且因此感應電流。由於集成在傳動裝置中以及所給定的傳動裝置傳動比，第二傳動裝置元件4與第一傳動裝置元件2的主動轉動相比較而執行的角度明顯大，另外，兩個轉動運動彼此相反，如通過圖2和圖3中的箭頭所示。由此強制性地進行兩個元件彼此相對的顯著的相對轉動，其中，轉子轉動是定子轉動的多倍。例如，第一傳動裝置元件2即柔性齒輪的轉動可以以90°在3 5個完整圈的範圍內轉換成經變速的轉子運動。即在此純轉動運動用於減振和產生電流。減振作用基於轉子即第二轉動傳動裝置元件4在第一傳動裝置元件2的磁場中轉動，其中，從系統抽取的能量不損失，而是也顯著地通過感應電流而回收。
圖5示出了可能的結構狀況。作為機動車的一部分示出了車輪17與車輪支架18， 在所述車輪支架上設置有滑動杆19，所述滑動杆例如與槓桿元件16連接。槓桿元件16繞轉動軸線D被擺動地支承著，其中，根據本發明的減振器1處於所述轉動軸線D中。不言而喻也可考慮將所述減振器1直接集成在如示例性所示的一個或兩個橫嚮導臂20的轉動懸架中。在任意情況中，定子即第一傳動裝置元件2總是與驅動裝置連接，所述定子是從動元件，而轉子即第二傳動裝置元件4始終是從動元件。如果現在車輪17彈入或彈出，則槓桿元件16通過滑動杆19運動，由此，所述槓桿元件繞轉動軸線D轉動，由此，根據本發明的減振器1以所述方式工作。圖6和圖7示出了減振器1的根據本發明的第二實施形式，其中，相同的參考標號用於相同或基本上相同的構件。在此也設置有第一傳動裝置元件2，由於傳動裝置在此構造成行星傳動裝置，所述第一傳動裝置元件涉及空心輪21。在空心輪21的內側又設置有用於產生磁場的機構例如在此也為繞組22以及未詳細示出的內齒部23。在所述的例子中，在位置固定的剛性的支承裝置M上轉動地支承著三個行星輪25，所述行星輪分別通過也未詳細示出的外齒部沈與空心輪21的內齒部23嚙合。另外，設置有太陽輪27，所述太陽輪是第二傳動裝置元件4的一部分並且所述太陽輪通過也未詳細示出的外齒部觀與行星輪25嚙合。在太陽輪27上設置有延續部，在所述延續部上設置有相應的具有繞組四的區段39，在磁場中旋轉時在所述繞組中感應電流。在裝配好的狀態中，在柱狀的定子即在此在第一傳動裝置元件2中也存在轉子即在此為第二傳動裝置元件4。如果現在減振器1如例如在圖1中就第一實施形式而言所示出的那樣插入到擺動槓桿16的柱狀孔中並且第一傳動裝置元件2與擺動槓桿16固定地連接，則在槓桿繞傳動裝置的轉動軸線旋轉時產生第一傳動裝置元件2即定子也轉動。由於通過不同的彼此嚙合的輪進行傳動，太陽輪27旋轉，因此整個第二傳動裝置元件4旋轉。 繞組四在通過定子的繞組22產生的磁場中旋轉，由此又產生電流。在此，轉動元件即第一和第二傳動裝置元件2、4的旋轉方向相反。在所述發明構型中，與通過所生成的電流回收從系統抽取的能量相聯繫，也可實現非常良好的減振。圖8和圖9示出了具有偏心輪傳動裝置的電減振器1的第三發明替換方案。在此也設置有第一傳動裝置元件2，所述第一傳動裝置元件形成定子。所述第一傳動裝置元件通過柱狀套筒構成，在所述柱狀套筒的內側又設置有用於產生磁場的繞組30。在一個端側上設置有栓31，所述栓插入到盤形凸輪33的直徑更大的孔32中，所述盤形凸輪在邊緣側具有波紋狀的形廓部，參見圖8。在位置固定的剛性單元34上設置有伸出的栓35，所述栓像齒部那樣與盤形凸輪33的形廓部嚙合。第二傳動裝置元件44的一個栓35被無相對轉動地接收在盤形凸輪33的中央孔中，其中，在該栓35上又設置有本體，在所述本體上在相應的突出部36上設置有繞組37，所述繞組用於產生電流。在也與擺動槓桿16或類似裝置固定地連接的第一傳動裝置元件2旋轉時，盤形凸輪33主動轉動，所述盤形凸輪在邊緣側與栓35即剛性單元34的齒部嚙合。在此，第二傳動裝置元件4轉動，這如由這種偏心輪傳動裝置或擺線傳動裝置所公知的那樣，其中，第二傳動裝置元件4的旋轉運動由於傳動裝置傳動比而比第一傳動裝置元件2的所施加的旋轉運動明顯大。根據本發明的不同的減振器類型的主要特徵分別在於發電機直接集成在傳動裝置本身中，而與使用何種具體的傳動裝置類型無關。另一個重要特徵在於真正的定子即產生激勵磁場的元件始終在此分別由空心柱狀的第一傳動裝置元件1構成，主動地通過擺動槓桿或類似裝置轉動——當產生質量運動時，如其例如當在安裝在機動車中車輪彈入時使用的那樣。通過對應的傳動裝置傳動比，由對應的第二傳動裝置元件構成的電樞的旋轉運動明顯較大，由此可實現相應高的電流產生率。 在所述的實施例中磁場產生始終通過設置在定子側的機構來進行，而電流在轉子側生成，也可顛倒布置產生電流的構件，這就是說，磁場產生機構設置在轉子上，而在定子側在那裡的繞組中感應電流。
權利要求
1.一種電減振器，用於對第一與第二質量之間的相對運動進行減振，包括通過質量運動驅動的發電機，其特徵在於所述發電機集成在傳動裝置中，其中，形成定子的第一傳動裝置元件( 通過所述質量運動而轉動，由此，形成轉子的第二傳動裝置元件(4)轉動， 所述第二傳動裝置元件與所述第一傳動裝置元件( 直接或間接地經變速地耦合，其中， 或者在所述第一或者在所述第二傳動裝置元件(2，4)上設置有用於產生磁場的機構(14， 22)。
2.根據權利要求1的減振器，其特徵在於在所述第一傳動裝置元件(2)上作為磁場產生機構設置有多個用於外勵的繞組(14，22)或多個用於自勵的恆磁元件，在所述第二傳動裝置元件(4)上設置有多個用於引導所產生的電流的繞組，或者反之。
3.根據權利要求1或2的減振器，其特徵在於所述第二傳動裝置元件(4)設置在環狀或柱狀的第一傳動裝置元件O)的內部，或者反之。
4.根據上述權利要求之一的減振器，其特徵在於所述第一傳動裝置元件O)的轉動方向與所述第二傳動裝置元件的轉動方向相反。
5.根據上述權利要求之一的減振器，其特徵在於所述傳動裝置是應力波傳動裝置， 包括形成第一傳動裝置元件O)的具有外齒部(3)的環狀或柱狀的柔性單元、具有與所述柔性單元的外齒部⑶嚙合的內齒部(13)的剛性單元(12)以及設置在所述柔性單元內部的使所述柔性單元變形地與所述柔性單元共同作用並且形成第二傳動裝置元件的橢圓形的轉動元件(5)。
6.根據權利要求5的減振器，其特徵在於在所述第一與所述第二傳動裝置元件0，4) 之間設置有柔性的滾動軸承(10)、尤其是滾子軸承或滾針軸承。
7.根據權利要求1至4之一的減振器，其特徵在於所述傳動裝置是行星傳動裝置，包括形成第一傳動裝置元件( 的空心輪(21)、與所述空心輪嚙合的行星輪0 以及與所述行星輪0 嚙合的形成第二傳動裝置元件(4)的太陽輪(XT)。
8.根據權利要求1至4之一的減振器，其特徵在於所述傳動裝置是擺線傳動裝置， 包括形成第一傳動裝置元件O)的環狀或柱狀單元(38)，所述環狀或柱狀單元與在邊緣側呈齒狀型廓化的盤形凸輪(3 連接，所述盤形凸輪本身與固定的呈齒狀型廓化的殼體件 (34)嚙合，其中，在所述盤形凸輪(3 上優選在孔中設置插入到所述第一傳動裝置元件 (2)中的第二傳動裝置元件G)。
全文摘要
本發明涉及一種電減振器，用於對第一與第二質量之間的相對運動進行減振，包括通過質量運動驅動的發電機，其中，所述發電機集成在傳動裝置中，其中，形成定子的第一傳動裝置元件(2)通過所述質量運動而轉動，由此，形成轉子的第二傳動裝置元件(4)轉動，所述第二傳動裝置元件與所述第一傳動裝置元件(2)直接或間接地經變速地耦合，其中，或者在所述第一或者在所述第二傳動裝置元件(2，4)上設置有用於產生磁場的機構(14，22)。
文檔編號F16H49/00GK102575741SQ201080045425
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月11日 優先權日2009年10月9日
發明者M·威萊姆斯 申請人:奧迪股份公司