[发明专利]用于传递扭矩的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于传递和/或产生扭矩的装置，该装置带有驱动轴和从动轴，磁流变介质的由场引起的力作用到所述轴上。

背景技术

磁流变流体，通常也简写为MRF，是一种类似让铁磁流体对磁场作出反应，但又与铁磁流体不同，在此固化的液体。磁流变流体是数量级为微米的磁性粒子的悬浮液，该悬浮液在所施加的磁场内构成链。这提高了磁流变液体直至固化时的表观粘度。

磁流变流体的这些物理特性允许特别地通过所施加的电场仿佛可调地传递扭矩，如在US 7,240,485B2中所公开的那样。

但如果作用到磁流变流体上的压力过大，那么这些压力就会摧毁在磁场中所形成的链，从而使可传递的力受到限制。

发明内容

在这种技术背景下，本发明任务在于，提供一种用于传递扭矩的装置，在该装置中，通过在磁流变介质中的电的以及磁的场引起的力也能传递较大的力，这种装置特别地、无集电环地构造并可以用来产生扭矩，此外，该装置机械构造简单。

在用于传递和/或产生扭矩、带有驱动轴和从动轴(在磁流变介质中的由场引起的力作用到所述轴上)的装置中，这个技术问题依据权利要求1通过如下的措施解决，即，驱动轴在壳体中终止在法兰中，在该法兰上布置至少一个圆柱体，并且该圆柱体同轴地在从动轴上延伸(übergreifen)，以构成用磁流变介质填充的间隙。

根据本发明的装置可以以有利的方式应用为马达用于通过施加电场而产生扭矩，但也可以应用为可以负载扭矩的发电机，从而使在此普遍使用的名称：驱动轴和从动轴鉴于它们的功能按照所选择的工作方式进行互换。

重要的优点还在于，用磁流变介质填充的间隙的有效圆柱体面可以既在轴向上又在径向上构造得较大，从而通过这样的简单的措施就已经能传递足够大的扭矩。

在此，尤其考虑到的是，驱动轴和从动轴在壳体内分别终止在转子的圆形的法兰中，在每个法兰上布置了至少一个圆柱体，并且这些圆柱体同轴地彼此交错以构成用磁流变介质填充的间隙。通过该措施精确地限定了间隙。若圆柱体之间出现相对速度，就实现了圆柱体表面之间的磁流变液体的剪切，在施加合适的电磁场时能够通过出现的粘度变化来调整这种剪切。

如果施加的是旋转场，那么可以实现的是，扭矩可以既提供在驱动轴上又提供在从动轴上。

为了产生待施加的电磁场进一步如下地设置，即，通过壳体构成指向壳体内部、被驱动轴贯穿的芯，所述芯在进一步的结构性设计方案中承载了场发生器。这些措施实现了根据本发明的装置的无集电环的设计，因为场发生器可以毫无困难地通过所述装置的壳体通电。

圆柱体在该特别地带有场发生器的芯上延伸，因此确保了用磁流变介质填充的间隙优化地位于场发生器的磁场的影响范围内。

进一步的结构性措施设置了，在内部的场发生器和从动轴的转子的径向内置的圆柱体之间布置的内部的气隙和/或在驱动轴的转子的径向外置的圆柱体和壳体之间布置的外部的气隙。

因此仅通过在转子的两个圆柱体之间的、填充有磁流变介质的间隙就实现了驱动轴的转子与从动轴的转子的耦合。

除了通过轴向延伸或扩大半径来简单地从几何上扩大有效的间隙面外，也可以通过如下措施提高有效的间隙面，即，每个法兰具有多个同轴地布置的圆柱体，且这些圆柱体彼此交错以构成多个用磁流变介质填充的间隙。

因此优选地得到一种结构，该结构在轴向纵剖面内从内向外地具有：在芯和/或场发生器与从动轴的转子的径向内置的圆柱体之间的内部气隙；然后在从动轴的转子的径向内置的圆柱体和驱动轴的转子的径向内置的圆柱体之间的用磁流变介质填充的间隙；接着在驱动轴的转子的径向内置的圆柱体和从动轴的转子的径向外置的圆柱体之间的、再次用磁流变介质填充的间隙；很快直至在从动轴的转子的径向外置的圆柱体和壳体之间的外部间隙。

在此，这些间隙相宜地彼此连接，从而使磁流变介质能够无阻碍地流通。

为此，在结构性设计方案中设置了，从动轴的转子的径向内置的圆柱体在该圆柱体的与法兰对置的侧面上具有环形盘，圆柱体反向自由收尾地布置在该环形盘上，然后这些圆柱体插入到驱动轴的转子的法兰上布置的圆柱体之间的环形间隙中。

尤其在这类级联的、在轴向纵剖面中曲折形地示出的、用磁流变介质填充的间隙中可以有目的地设置同轴地在外部包围圆柱体的场发生器。

如果设置了内部的和外部的场发生器，且此外在外部的场发生器和驱动轴的转子的径向外置的圆柱体之间设置了用磁流变介质填充的间隙，那么径向内置的间隙例如可以用于联接，外部的间隙则可以在相应地施加磁场时用于制动。