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电 减振器

阅读：1发布：2020-05-24

专利汇可以提供电减振器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种电减振器，用于对第一与第二质量之间的相对运动进行减振，包括通过质量运动驱动的发电机，其中，所述发电机集成在传动装置中，其中，形成定子的第一传动装置元件(2)通过所述质量运动而转动，由此，形成转子的第二传动装置元件(4)转动，所述第二传动装置元件与所述第一传动装置元件(2)直接或间接地经变速地耦合，其中，或者在所述第一或者在所述第二传动装置元件(2，4)上设置有用于产生磁场的机构(14，22)。，下面是电减振器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电减振器，用于对第一与第二质量之间的相对运动进行减振，包括通过质量运动驱动的发电机，其特征在于：所述发电机集成在传动装置中，其中，形成定子的第一传动装置元件(2)通过所述质量运动而转动，由此，形成转子的第二传动装置元件(4)转动，所述第二传动装置元件与所述第一传动装置元件(2)直接或间接地经变速地耦合，其中，或者在所述第一或者在所述第二传动装置元件(2，4)上设置有用于产生磁场的机构(14，
22)。
2.根据权利要求1的减振器，其特征在于：在所述第一传动装置元件(2)上作为磁场产生机构设置有多个用于外励的绕组(14，22)或多个用于自励的恒磁元件，在所述第二传动装置元件(4)上设置有多个用于引导所产生的电流的绕组，或者
在所述第一传动装置元件(2)上设置有多个用于引导所产生的电流的绕组，在所述第二传动装置元件(4)上作为磁场产生机构设置有多个用于外励的绕组(14，22)或多个用于自励的恒磁元件。
3.根据权利要求1或2的减振器，其特征在于：所述第二传动装置元件(4)设置在环状或柱状的第一传动装置元件(2)的内部，或者
所述第一传动装置元件(2)设置在环状或柱状的第二传动装置元件(4)的内部。
4.根据权利要求1或2的减振器，其特征在于：所述第一传动装置元件(2)的转动方向与所述第二传动装置元件(4)的转动方向相反。
5.根据权利要求1或2的减振器，其特征在于：所述传动装置是应力波传动装置，包括形成第一传动装置元件(2)的具有外齿部(3)的环状或柱状的柔性单元、具有与所述柔性单元的外齿部(3)啮合的内齿部(13)的刚性单元(12)以及设置在所述柔性单元内部的使所述柔性单元变形地与所述柔性单元共同作用并且形成第二传动装置元件(4)的椭圆形的转动元件(5)。
6.根据权利要求5的减振器，其特征在于：在所述第一与所述第二传动装置元件(2，4)之间设置有柔性的滚动轴承(10)。
7.根据权利要求6的减振器，其特征在于：所述滚动轴承(10)是滚子轴承或滚针轴承。
8.根据权利要求1或2的减振器，其特征在于：所述传动装置是行星传动装置，包括形成第一传动装置元件(2)的空心轮(21)、与所述空心轮啮合的行星轮(25)以及与所述行星轮(25)啮合的形成第二传动装置元件(4)的太阳轮(27)。
9.根据权利要求1或2的减振器，其特征在于：所述传动装置是摆线传动装置，包括形成第一传动装置元件(2)的环状或柱状单元(38)，所述环状或柱状单元与在边缘侧呈齿状型廓化的盘形凸轮(33)连接，所述盘形凸轮本身与固定的呈齿状型廓化的壳体件(34)啮合，其中，在所述盘形凸轮(33)上设置插入到所述第一传动装置元件(2)中的第二传动装置元件(4)。
10.根据权利要求9的减振器，其特征在于：插入到所述第一传动装置元件(2)中的第二传动装置元件(4)设置在孔中。

说明书全文

电减振器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电减振器，用于对第一与第二质量之间的相对运动进行减振，包括通过质量运动驱动的发电机。

背景技术

[0002] 在很多技术领域中都需要对能振动的机械系统的两个构件之间的相对运动进行减振。一个例子是——但绝不是限制，在底盘上在车身的悬架的区域中在机动车车身上对振动进行减振。为此特别是使用液压减振器。但这种液压减振器不能获得或者是利用在减振时从系统抽取的能量。

[0003] 为此，DE 10115858A1公知了一种电减振器，所述电减振器使用发电机，所述发电机通过质量运动来驱动。众所周知，发电机包括定子和可相对于所述定子转动的转子以及相应的磁场产生机构，其中，在转子相对于定子转动时由于在磁场中转动运动而产生电流，即因此获得能量。这就是说，一方面由于为了在磁场中执行转动运动要施加的能量而进行减振，另一方面，能量以在发电机侧产生的可相应馈入到整车电路网络中的电流的形式得到利用。

[0004] 在由DE 10115858A1公知的系统中，发电机固定在车身侧，这就是说，定子与车身固定地设置在第一减振器件上。转子通过传动装置例如滚珠丝杠与可相对于第一减振器件直线运动的第二减振器件连接。丝杠被接收在固定地连接在所述第二减振器件中的螺母中。在第二减振器件直线运动时，丝杠转动，由此，转子旋转。由此，虽然可实现在减振器的旋转运动与直线运动之间的比例的一定程度的增大，但那里描述的系统设计非常麻烦，此外，通过传动装置使直线运动转换成旋转运动容易产生误差。

发明内容

[0005] 由此，本发明的问题在于，给出一种电减振器，所述电减振器与此相比容易设计且功能可靠。

[0006] 为了解决所述问题，提出开头所述类型的电减振器，在所述电减振器中，发电机集成在传动装置中，其中，形成定子的第一传动装置元件通过质量运动而转动，由此，形成转子的第二传动装置元件转动，所述第二传动装置元件与第一传动装置元件直接或间接地经变速地耦合，其中，在第一或者在第二传动装置元件上设置有用于产生磁场的机构。

[0007] 在根据本发明的电减振器中，发电机特别有利地直接集成在传动装置中，即不是如现有技术中公知的那样连接在所述传动装置后面。这允许结构非常小的单元的布局。此外，根据本发明的减振器的工作原理与由现有技术公知的减振器相比较完全是新的。定子本身不是固定的结构元件，而是所述定子在工作中本身主动转动。这就是说，所述定子以某种形式直接或间接地与运动质量这样耦合，使得所述定子在质量运动时旋转。由于定子的通过传动装置传动比给定的直接或间接的耦合，由所述旋转强制性地得到形成转子的第二传动装置元件的旋转，当在定子上设置有磁场产生机构时，所述第二传动装置元件在磁场中转动，由此，在为此设置的电流产生机构中在转子侧产生电流。这就是说，在此仅仅旋转运动得到利用或者是引入到减振系统中，所述旋转运动可实现通过发电机或者是发电机功能进行减振以及以发电机侧产生的电流的形式回收减振能量。此外，由于使用这种传动装置，也可实现定子与转子之间的相对于大的最后与传动比例相关的相对运动，当这样设计传动装置，使得第一传动装置元件的转动方向与第二传动装置元件的转动方向相反时，所述相对运动由此还可增大。这就是说，所述第一传动装置元件和所述第二传动装置元件以不同的方向转动，由此，所述第一传动装置元件与所述第二传动装置元件之间的相对移位比在相同转动方向的情况下更大。通过定子的反向运动，定子和转子的产生磁场或者是产生电流的元件之间的相对速度也强制性地提高。总体而言，通过这种相反的转动运动实现减振的平滑效果，同时，效率提高。磁场产生机构或者可设置在定子上，由此，在转子侧生成电流。作为替换方案，磁场产生机构也可设置在转子中，由此，在定子上在那里所设置的电流产生机构中生成电流。

[0008] 在定子本身即第一传动装置元件上作为磁场产生机构或者设置有多个允许外励的绕组，这就是说，所述绕组待被通电以产生磁场。作为替换方案也可考虑，在定子上设置有多个用于自励的恒磁元件。在转子本身即第二传动装置元件上作为电流产生机构设置有多个用于引导所产生的电流的绕组，这就是说，在那里感应电流。通过绕组可将电流分接出并且例如馈入到安装有减振器的机动车的整车电路网络中。不言而喻，也可颠倒布置产生电流的件，这就是说，产生磁场的绕组或恒磁体也可设置在转子上并且感应绕组设置在定子上。

[0009] 作为传动装置可使用不同的传动装置类型。根据第一发明构型，传动装置可以是应力波传动装置，所述应力波传动装置通常也被称为谐波传动装置。这种应力波传动装置包括形成第一传动装置元件的具有外齿部的环状或柱状的柔性单元、具有与柔性单元的外齿部啮合的内齿部的刚性单元以及设置在柔性单元内部的使所述柔性单元变形地与所述柔性单元共同作用并且形成第二传动装置元件的椭圆形的转动元件。在通常也被称为柔性齿轮的柔性单元上或者存在产生磁场的绕组或产生磁场的恒磁元件，柔性齿轮形成定子。通常也被称为圆形齿轮的刚性单元是传动装置壳体构件并且相对于定子以及相对于转子位置固定地设置。柔性齿轮以其外齿部与圆形齿轮的内齿部啮合，但其中齿数如在应力波传动装置中通常的那样是不同的。最后，设置有形成转子的椭圆形的转动元件，所述椭圆形的转动元件使柔性单元变形地并且由此以公知的方式使柔性齿轮的外齿部与圆形齿轮的内齿部之间的齿啮合或者是齿啮合的角位置变化地与所述柔性单元共同作用。

[0010] 如果现在定子固定地与可摆动地被支承着的构件例如在弹入运动时摆动的横向导臂或类似装置连接，则柔性齿轮相对于圆形齿轮扭转，由此得到椭圆形的转动元件即转子的由于柔性齿轮变形的变化而产生的转动。柔性齿轮即定子的转动角度例如取值为1 1
/4～ /2圈，转子由于传动比而多次转过完整的360°。即传动装置运行在此与转动元件主动转动并且柔性齿轮大致作为输出装置工作的谐波传动装置通常应用相比较颠倒。

[0011] 为了使椭圆形的转动元件尽可能轻地在定子即柔性齿轮上滚动，符合目的地在第一与第二传动装置元件之间设置有柔性的滚动轴承、尤其是滚子轴承或滚针轴承。由此，所述两个传动装置元件之间的摩擦可大幅降低。

[0012] 可作为替换方案使用的传动装置类型是行星传动装置。所述行星传动装置包括形成第一传动装置元件的空心轮、位置固定地设置在相应的传动装置壳体构件上的与所述空心轮啮合的行星轮以及与行星轮啮合的形成第二传动装置元件的太阳轮。即空心轮形成定子，所述定子通过质量稍微转动，所述定子例如通过横向导臂或类似装置耦合在所述质量上。通过定子转动，由于通过行星轮耦合于是进行形成转子的太阳轮的经变速的转动，其中，转子自然处于柱状或环状的空心轮内部，由此，与电流产生相联系地产生减振。

[0013] 可在根据本发明的减振器中使用的第三传动装置类型是摆线传动装置。所述摆线传动装置包括形成第一传动装置元件的环状或柱状单元，所述环状或柱状单元与在边缘侧呈齿状型廓化的盘形凸轮连接，所述盘形凸轮本身与固定的呈齿状型廓化的壳体件啮合，其中，在盘形凸轮上优选在孔中设置插入到第一传动装置元件中的第二传动装置元件。这种摆线传动装置也允许高的传动比，由此，第一传动装置元件即定子的小的角转动可经高变速地传递给转子即第二传动装置元件。第二传动装置元件在此偏心地设置在在外侧呈波纹状型廓化的盘形凸轮上，所述盘形凸轮在具有相应配合齿部的固定的壳体环内部转动，但可在其中径向运动。另外，第一传动装置元件即具有相应耦合栓的环状或柱状单元与盘形凸轮耦合，所述耦合栓插入到盘形凸轮的直径较大的孔中，由此，所述盘形凸轮在与转动轴线固定地布置第一传动装置元件即定子时可执行径向运动。这种摆线传动装置的功能也已充分公知，其中，发电机的集成在此也导致非常良好的经平滑的减振。附图说明

[0014] 从下面所描述的实施例中以及借助于附图得到本发明的其它优点、特征和细节。附图表示：

[0015] 图1第一实施形式的根据本发明的减振器的解剖视图，

[0016] 图2图1中的减振器的组装好的视图，

[0017] 图3图2中的减振器的正面视图，

[0018] 图4安装在摇臂中的减振器，

[0019] 图5在机动车桥的区域中减振器的可能安装状况的原理视图，

[0020] 图6根据本发明的第二实施形式的减振器的解剖视图，

[0021] 图7图6中的组装好的减振器的原理视图，

[0022] 图8第三实施形式的根据本发明的减振器的解剖视图，以及

[0023] 图9图8中的组装好的减振器的立体视图。

具体实施方式

[0024] 图1示出了第一实施形式的根据本发明的电减振器1的解剖视图。所述减振器最后由传动装置组成，发电机直接集成在所述传动装置中。减振器包括第一传动装置元件2，所述第一传动装置元件形成定子并且设置有用于产生磁场的机构。所述第一传动装置元件2在这里所示的传动装置即应力波传动装置(也被称为谐波传动装置)中由柱状的柔性套筒即所谓的柔性齿轮构成，所述柔性齿轮在其外侧具有齿部3。在内侧设置有在此未详细示出的用于可能的自励的恒磁体或用于可能的外励的绕组，以便产生磁场。

[0025] 第二传动装置元件4形成转子，其中，所述第二传动装置元件4通过柔性齿轮本身的转动而转动。为此，第二传动装置元件4具有椭圆形的盘状的转动元件5，在所述转动元件上设置有长形的本体6，所述本体又具有多个区段7，在所述区段上设置有绕组8，在转动运动时在所述绕组中感应电流。在椭圆形的转动元件5上设置有包括多个呈滚子状及针状的滚动体10的柔性的滚动轴承9以及柔性的环状的轴承盖11。在装配位置中，第二传动装置元件4这样插入到第一传动装置元件2中，使得滚动轴承9或者是柔性盖11贴靠在第一传动装置元件的设置有外齿部3的区段的内侧上。通过所述椭圆形的转动元件5联合滚动轴承9，第一传动装置元件2即柔性齿轮呈椭圆形变形，椭圆形的转动元件5获得如通常所设置的那样的波形信号发生器的功能。

[0026] 另外，设置有刚性单元12，所述刚性单元待与第三对象固定地连接。所述刚性单元具有中央的穿通部，所述中央的穿通部具有内齿部13，第一传动装置元件2即柔性齿轮的外齿部3与所述内齿部啮合。所述刚性单元12形成圆形齿轮，如其从谐波传动装置中所公知的那样。由于内齿部3与外齿部13相比具有较少的齿以及稍小的直径，所以以公知的方式在转动运动时在通常的谐波传动装置中通过柔性发电机即在此通过转动元件5使得柔性齿轮旋转。但在根据本发明的减振器中工作方式相反，在此第一传动装置元件2即柔性齿轮转动，所述柔性齿轮由于传动装置传动比而使得第二传动装置元件4即在此使得转子明显较大地转动。

[0027] 图2和图3在装配位置中示出了减振器1。很明显，第二传动装置元件4或者是转子处于第一传动装置元件2的内部，即在此处于定子的内部，在所述第一传动装置元件的内侧示例性地示出了用于产生磁场的绕组14。第一传动装置元件2的外齿部3与固定的刚性单元12的内齿部13啮合。这从根据图3的视图中明显看出，图3示出了图1中的电减振器1的正面视图。在所述正面视图中，除了刚性单元12之外也示出了柔性单元2，在所述柔性单元中首先看到端面。但所述柔性的第一传动装置元件的对置的具有齿部的端部由于椭圆形的转动元件5而椭圆形地变形，由此，所述第一传动装置元件在此在齿部区域中也水平定向地椭圆形地变形并且在所述区域中外齿部3可与内齿部13啮合，而很明显在垂直的变形轴线的区域中齿部3不与齿部13啮合。变形通过椭圆形的转动元件5进行，所述椭圆形的转动元件如所述的那样通过针状或滚子状的滚动轴承10和外环形的支座11压在具有外齿部3的区段的内壁上。

[0028] 在如示例性地在图4中所示的装配位置中，减振器1以第一传动装置元件插入到杠杆元件16的孔15中，为此参见图4。第一传动装置元件2即定子或者是柔性齿轮与杠杆元件16固定地连接，由此，在绕孔轴线转动时第一传动装置元件主动地通过杠杆16转动。这种杠杆转动以及由此产生的第一传动装置元件2的转动现在导致：通过齿部耦合而强制性地使椭圆形的转动元件5被迫转动并且通过所述椭圆形的转动元件使整个第二传动装置元件4被迫转动，由此，绕组8因此在第一传动装置元件2即定子的所产生的磁场中转动并且因此感应电流。由于集成在传动装置中以及所给定的传动装置传动比，第二传动装置元件4与第一传动装置元件2的主动转动相比较而执行的角度明显大，另外，两个转动运动彼此相反，如通过图2和图3中的箭头所示。由此强制性地进行两个元件彼此相对的显著的相对转动，其中，转子转动是定子转动的多倍。例如，第一传动装置元件2即柔性齿轮的转动可以以90°在3～5个完整圈的范围内转换成经变速的转子运动。即在此纯转动运动用于减振和产生电流。减振作用基于：转子即第二转动传动装置元件4在第一传动装置元件2的磁场中转动，其中，从系统抽取的能量不损失，而是也显著地通过感应电流而回收。

[0029] 图5示出了可能的结构状况。作为机动车的一部分示出了车轮17与车轮支架18，在所述车轮支架上设置有滑动杆19，所述滑动杆例如与杠杆元件16连接。杠杆元件16绕转动轴线D被摆动地支承着，其中，根据本发明的减振器1处于所述转动轴线D中。不言而喻也可考虑将所述减振器1直接集成在如示例性所示的一个或两个横向导臂20的转动悬架中。在任意情况中，定子即第一传动装置元件2总是与驱动装置连接，所述定子是从动元件，而转子即第二传动装置元件4始终是从动元件。如果现在车轮17弹入或弹出，则杠杆元件16通过滑动杆19运动，由此，所述杠杆元件绕转动轴线D转动，由此，根据本发明的减振器1以所述方式工作。

[0030] 图6和图7示出了减振器1的根据本发明的第二实施形式，其中，相同的参考标号用于相同或基本上相同的构件。在此也设置有第一传动装置元件2，由于传动装置在此构造成行星传动装置，所述第一传动装置元件涉及空心轮21。在空心轮21的内侧又设置有用于产生磁场的机构例如在此也为绕组22以及未详细示出的内齿部23。在所述的例子中，在位置固定的刚性的支承装置24上转动地支承着三个行星轮25，所述行星轮分别通过也未详细示出的外齿部26与空心轮21的内齿部23啮合。

[0031] 另外，设置有太阳轮27，所述太阳轮是第二传动装置元件4的一部分并且所述太阳轮通过也未详细示出的外齿部28与行星轮25啮合。在太阳轮27上设置有延续部，在所述延续部上设置有相应的具有绕组29的区段39，在磁场中旋转时在所述绕组中感应电流。

[0032] 在装配好的状态中，在柱状的定子即在此在第一传动装置元件2中也存在转子即在此为第二传动装置元件4。如果现在减振器1如例如在图1中就第一实施形式而言所示出的那样插入到摆动杠杆16的柱状孔中并且第一传动装置元件2与摆动杠杆16固定地连接，则在杠杆绕传动装置的转动轴线旋转时产生：第一传动装置元件2即定子也转动。由于通过不同的彼此啮合的轮进行传动，太阳轮27旋转，因此整个第二传动装置元件4旋转。绕组29在通过定子的绕组22产生的磁场中旋转，由此又产生电流。在此，转动元件即第一和第二传动装置元件2、4的旋转方向相反。在所述发明构型中，与通过所生成的电流回收从系统抽取的能量相联系，也可实现非常良好的减振。

[0033] 图8和图9示出了具有偏心轮传动装置的电减振器1的第三发明替换方案。在此也设置有第一传动装置元件2，所述第一传动装置元件形成定子。所述第一传动装置元件通过柱状套筒构成，在所述柱状套筒的内侧又设置有用于产生磁场的绕组30。在一个端侧上设置有栓31，所述栓插入到盘形凸轮33的直径更大的孔32中，所述盘形凸轮在边缘侧具有波纹状的形廓部，参见图8。在位置固定的刚性单元34上设置有伸出的栓35，所述栓像齿部那样与盘形凸轮33的形廓部啮合。第二传动装置元件44的一个栓35被无相对转动地接收在盘形凸轮33的中央孔中，其中，在该栓35上又设置有本体，在所述本体上在相应的突出部36上设置有绕组37，所述绕组用于产生电流。

[0034] 在也与摆动杠杆16或类似装置固定地连接的第一传动装置元件2旋转时，盘形凸轮33主动转动，所述盘形凸轮在边缘侧与栓35即刚性单元34的齿部啮合。在此，第二传动装置元件4转动，这如由这种偏心轮传动装置或摆线传动装置所公知的那样，其中，第二传动装置元件4的旋转运动由于传动装置传动比而比第一传动装置元件2的所施加的旋转运动明显大。

[0035] 根据本发明的不同的减振器类型的主要特征分别在于：发电机直接集成在传动装置本身中，而与使用何种具体的传动装置类型无关。另一个重要特征在于：真正的定子即产生激励磁场的元件始终在此分别由空心柱状的第一传动装置元件1构成，主动地通过摆动杠杆或类似装置转动——当产生质量运动时，如其例如当在安装在机动车中车轮弹入时使用的那样。通过对应的传动装置传动比，由对应的第二传动装置元件构成的电枢的旋转运动明显较大，由此可实现相应高的电流产生率。

[0036] 在所述的实施例中磁场产生始终通过设置在定子侧的机构来进行，而电流在转子侧生成，也可颠倒布置产生电流的构件，这就是说，磁场产生机构设置在转子上，而在定子侧在那里的绕组中感应电流。

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