DE4111699A1 - Buerstenlose uebertragungsvorrichtung fuer elektrische signale - Google Patents

Buerstenlose uebertragungsvorrichtung fuer elektrische signale

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    • H01R35/02—Flexible line connectors without frictional contact members

Description

Hintergrund und Umfeld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine bürstenlose Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale und sie betrifft im einzelnen eine Verbesserung bei einer bürstenlosen Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale, die dazu geeignet ist, elektrische Signale zwischen einem festen und einem drehbaren Körper zu übertragen, die entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gegeneinander um eine vorbestimmte Anzahl von Drehungen gedreht werden, wie sie zum Beispiel bei Lenkvorrichtungen in Autos verwendet werden.
Stand der Technik
Die Fig. 1a und 1b zeigen ein Beispiel einer bürstenlosen Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale nach dem Stand der Technik, bei der ein drehbarer Körper (das heißt ein zylindrischer Rotor) 101 drehbar in der Mitte eines festen Körpers (d. h. einem hohlen zylindrischen Gehäuse) 102 gelagert ist, wobei die beiden Teile konzentrisch zueinander sind mit einem kreisringförmigen Raum zwischen ihnen. Innerhalb dieses Raumes ist ein flexibler elektrischer Leiter 103 in mehreren Windungen um den äußeren Umfang des Rotors 101 gewickelt und ein inneres Ende des elektrischen Leiters 103 ist am Rotor 101 befestigt, und das äußere Ende des elektrischen Leiters 103 ist am Gehäuse 102 befestigt.
Der flexible elektrische Leiter 103 ist ein bandähnlicher, flexibler und gedruckter Schaltkreis (d. h. ein Kabelbaum) z. B. zum Verbinden elektrischer Teile, die am Rotor 101 angeordnet sind, mit anderen elektrischen Teilen, die am festen Gehäuse 102 angeordnet sind, wobei die beiden Teile jeweils durch die Leitungs-Muster des elektrischen Leiters 103 miteinander verbunden werden.
Die Fig. 1a zeigt den Zustand, in dem der elektrische Leiter 103 im Gegenuhrzeigersinn voll auf dem Rotor 101 durch M Umdrehungen so aufgewickelt worden ist, daß er in dichter Berührung mit der äußeren Umfangsfläche des Rotors 101 liegt, wobei lediglich das äußere Ende 103a des elektrischen Leiters 103 mit dem festen Gehäuse 102 verbunden ist. In diesem Zustand ist es unmöglich, den Rotor 101 weiter im Gegenuhrzeigersinn relativ zum festen Gehäuse zu verdrehen. Die Fig. 1b zeigt andererseits einen Zustand, in dem der elektrische Leiter 103 im Uhrzeigersinn voll durch N Umdrehungen vom Rotor 101 abgewickelt ist und zwar so, daß er in enger Berührung mit der inneren Umfangsfläche des festen Gehäuses ist, wobei nur das innere Ende 103b des elektrischen Leiters 103 mit dem Rotor 101 verbunden ist. In diesem Zustand ist es unmöglich, den Rotor 101 weiter im Uhrzeigersinn relativ zum festen Gehäuse 102 zu drehen.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung nach dem Stand der Technik besteht jedoch ein Problem darin, daß dann, wenn die Zahl der Umdrehungen des Rotors 101 relativ zum festen Gehäuse 102 vergrößert werden muß, die Länge des flexiblen elektrischen Leiters 103 unausweichlich ansteigt und daß demzufolge sowohl der elektrische Widerstand als auch die Kosten für den elektrischen Leiter 103 ansteigen.
Wenn z. B. der elektrische Leiter 103 im Gegenuhrzeigersinn mit drei Umdrehungen auf den Rotor 101 aufgewickelt wird und der Rotor im Uhrzeigersinn mit einer Umdrehung abgewickelt wird, dann beträgt die Zahl der verbleibenden Windungen des elektrischen Leiters 103 auf dem Rotor 101 2 (3-1). Allgemein gesprochen ist dann, wenn der elektrische Leiter 103 im Gegenuhrzeigersinn auf den Rotor 101 durch M Umdrehungen aufgewickelt wird und der Rotor 101 danach im Uhrzeigersinn durch X Umdrehungen abgewickelt wird, die Zahl der verbleibenden Windungen N des elektrischen Leiters 103 auf dem Rotor N = M-X.
Wenn der flexible elektrische Leiter 103 voll abgewickelt ist, wird er in enge Berührung mit der Innenumfangsfläche des festen Gehäuses 102 gebracht. Wenn daher die Zahl der eng aneinanderliegenden Windungen in voll abgewickelten Zustand mit N bezeichnet wird, und die Zahl der eng aneinanderliegenden Windungen in voll aufgewickeltem Zustand mit M, dann kann die benötigte Länge L2 beim elektrischen Leiter 103 nach dem Stand der Technik grob ausgedrückt werden durch die Gleichung
L2 = π d1M = π d2N = π d2(M-X),
wobei d1 den Außendurchmesser des Rotors 101 bezeichnet und d2 den Innendurchmesser des festen Gehäuses 102. Daher ist
M = (d/2/(d2-d1)) X.
Das bedeutet, daß L2 auch anders ausgedrückt werden kann, nämlich
L2 = π d1(d2/(d2-d1)) X.
Um die oben erwähnten Probleme zu überwinden, offenbart die japanische veröffentlichte und geprüfte Patentanmeldung Nr. 63-5 519 einen solchen Aufbau, daß Planetenzahnräder vorgesehen sind, die mit dem Rotor im Zahneingriff stehen, wobei der elektrische Leiter durch eine Spule gelagert ist, die koaxial mit den Planetenzahnrädern angeordnet ist, um auf diese Weise die effektive Länge des flexiblen elektrischen Leiters zu vermindern. Da bei dem Aufbau nach dem Stande der Technik der Mittelabschnitt des flexiblen elektrischen Leiters jedoch durch die Planetenspule getragen wird, entstehen eine Reihe von Problemen: Der elektrische Leiter tendiert dazu, in seinem Mittelabschnitt abgebogen zu werden; er neigt ferner dazu, beschädigt zu werden; die Flexibilität und die Haltbarkeit des elektrischen Leiters verschlechtert sich, weil der elektrische Leiter um die Planetenspule mit einem relativ kleinen Durchmesser auf- und abgewickelt wird; ferner wird auf den Berührungsabschnitt zwischen dem Gehäuse und dem elektrischen Leiter eine größere Belastung aufgebracht, so daß die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen nicht gesichert ist.
Im Hinblick auf die genannten Probleme liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine bürstenlose Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale anzugeben, bei der die effektive Länge des flexiblen elektrischen Leiters vermindert werden kann, ohne daß dabei die Zahl der Umdrehungen des Rotors vermindert werden müßte und ohne daß dabei der flexible elektrische Leiter scharf gebogen würde.
Um diese Aufgabe zu lösen, umfaßt die bürstenlose Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale nach der vorliegenden Erfindung die folgenden Teile: Einen Rotor 10, 30; ein festes Gehäuse 12, 34 zum drehbaren Lagern des Rotors; wenigstens ein Getriebezahnrad 20, 22, 44, das in Zahneingriff sowohl mit dem Rotor als auch mit dem festen Gehäuse ist; ein im Raum zwischen dem Rotor und dem festen Gehäuse angeordnetes Zwischenglied 16, 40, das in derselben Richtung und synchron mit dem Rotor in einer über das Getriebezahnrad bewirkten vorbestimmten Untersetzung umläuft; wenigstens eine Führungsrolle 26, 48, die auf dem Zwischenglied drehbar gelagert ist; und einen flexiblen elektrischen Leiter 14, der zwischen dem Rotor und dem festen Gehäuse aufwickelbar ist, wobei der flexible elektrische Leiter um den Rotor herum in einer ersten Drehrichtung aufwickelbar ist und dann um die Führungsrolle herumgeführt wird, so daß es bei einer Umdrehung in eine zweite Richtung auf dem Zwischenglied aufgewickelt wird.
In einer ersten Ausführungsform besteht das Zwischenglied aus einer zylindrischen Wand 16b und die Führungsrolle 26 ist drehbar nahe einer Öffnung 24 gelagert, die in der zylindrischen Wand ausgebildet ist; der flexible elektrische Leiter wird dabei um den Rotor in einem kreisringförmigen Raum aufgewickelt, der radial innerhalb der Führungsrolle liegt und er wird um die zylindrische Wand herum in einem kreisringförmigen Raum abgewickelt, der radial außerhalb der Führungsrolle liegt. Dabei umfaßt das Getriebe wenigstens ein erstes Zwischenzahnrad 20, das am festen Gehäuse drehbar gelagert und im Zahneingriff mit dem Rotor ist sowie ein zweites Zwischenzahnrad 22, das am festen Gehäuse drehbar gelagert ist und im Zahneingriff sowohl mit dem ersten Getriebezahnrad als auch mit dem Zwischenglied ist. Bei einer zweiten Ausführungsform besteht das Zwischenglied aus einer Vielzahl von im Kreis angeordneten Führungsrollen 48, wobei der flexible elektrische Leiter um den Rotor in einem kreisringförmigen Raum aufgewickelt wird, der radial innerhalb der Führungsrolle liegt und wobei er um die im Kreis angeordneten Führungsrollen herum abgewickelt wird in einem kreisringförmigen Raum, der radial außerhalb der Führungsrollen liegt. Das Getriebe besteht in diesem Falle aus mehreren Planetenrädern 44, die drehbar an dem Zwischenglied gelagert sind und längs einer Nut 38 bewegbar sind, die zwischen dem Rotor und dem festen Gehäuse ausgebildet ist, wobei die Planetenräder im Zahneingriff sowohl mit dem Rotor als auch mit dem festen Gehäuse sind.
Da bei der bürstenlosen Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale nach der vorliegenden Erfindung der vom Rotor abgewickelte flexible elektrische Leiter um das Zwischenglied herum bzw. um die im Kreis herum angeordneten Führungsrollen abgewickelt werden kann, die beide einen größeren Durchmesser haben als der Rotor, aber eine Umlaufzahl haben, die kleiner ist als der Rotor, ist es möglich, die Länge des flexiblen elektrischen Leiters im Vergleich mit der Vorrichtung nach dem Stand der Technik, die lediglich einen Rotor, ein festes Gehäuse und einen flexiblen elektrischen Leiter umfaßt, zu vermindern, wenn der Rotor im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen verdreht wird.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun Ausführungsbeispiele der bürstenlosen Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale nach der vorliegenden Erfindung beispielsweise im einzelnen beschrieben. Es zeigen die
Fig. 1a und 1b sind Draufsichten auf eine bürstenlose Übertragung für elektrische Signale nach dem Stand der Technik, die zum Zwecke der Erläuterung dargestellt sind, wobei Fig. 1a den Zustand darstellt, in dem der Rotor im Gegenuhrzeigersinn voll aufgewickelt ist und Fig. 1b den Zustand, in dem der Rotor im Uhrzeigersinn voll abgewickelt ist;
Fig. 2 ist ein Längsschnitt, der eine erste Ausführungsform der Übertragungseinrichtung für elektrische Signale nach der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2;
Fig. 5 ist ein Längsschnitt, der eine zweite Ausführungsform der Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale nach der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 6 ist ein Querschnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5; und
Fig. 7 ist ein Querschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 5.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zwischenplatte oder ein Zwischenglied vorzusehen, das vom Rotor in derselben Drehrichtung, aber mit einer niedrigeren Umlaufgeschwindigkeit angetrieben wird wie der Rotor, so daß der flexible elektrische Leiter auf der Zwischenplatte auf- und abgewickelt werden kann, die einen größeren Durchmesser hat als der Rotor, wodurch auf diese Weise die effektive Länge des flexiblen elektrischen Leiters verringert werden kann.
Die Fig. 2, 3 und 4 stellen eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß der Zeichnung besteht die Vorrichtung aus einem Rotor 10, der zum Beispiel synchron mit einer nicht dargestellten Lenksäule verdreht wird, einem festen Gehäuse 12, in dem der Rotor konzentrisch drehbar gelagert ist, einer ringförmigen Zwischenplatte 16, die drehbar im Zwischenraum zwischen dem Rotor 10 und dem festen Gehäuse 12 angeordnet ist, ferner aus zwei Zwischenzahnrädern 20 und 22, die drehbar am festen Gehäuse 12 gelagert sind, und zwar zwischen dem Rotor 10 und der Zwischenplatte 16, sowie aus einer Führungsrolle 26, die drehbar an der Zwischenplatte 16 gelagert ist und schließlich aus einem flexiblen elektrischen Leiter 14.
Das feste Gehäuse 12 besteht aus einer kreisrunden Bodenplatte 12a und einem zylindrischen, kappenförmigen Deckel 12b, der mit einer nicht dargestellten Öffnung versehen ist, durch die der flexible elektrische Leiter 14 herausgeführt ist, um auf diese Weise an äußere Schaltkreise angeschlossen zu werden. Ein inneres Ende des flexiblen elektrischen Leiters 14 ist ferner mit der äußeren Umfangsfläche des Rotors 10 verbunden und ein äußeres Ende des flexiblen elektrischen Leiters 14 ist an der Innen-Umfangsfläche des festen Gehäuses 12 befestigt. Die Zwischenplatte 16 besteht aus einer kreisrunden Bodenplatte 16a, die drehbar mit dem Rotor 10 über zwei Zahnräder 20 und 22 verbunden ist sowie aus einer zylindrischen Wand 16b, die sich von der Bodenplatte 16a aus in axialer Richtung erstreckt und um welche der flexible elektrische Leiter 14 auf- und abgewickelt werden kann.
Der untere Teil des äußeren Umfangs des Rotors 10 ist als Außenverzahnung 10a ausgebildet. An der inneren Umfangsfläche der Bodenplatte 16a der Zwischenplatte 16 ist eine Innenverzahnung 18 ausgebildet. Die beiden Zwischenzahnräder 20 und 22 liegen zwischen dem Rotor 10 und der Zwischenplatte 16, wobei sie jeweils mit der Außenverzahnung 10a und der Innenverzahnung 18 im Zahneingriff sind.
Wenn der Rotor 10 sich daher, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, im Uhrzeigersinn dreht, also in der Aufwickelrichtung, dann dreht sich das erste Zwischenzahnrad 20 im Uhrzeigersinne und das zweite Zwischenzahnrad 22 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, wobei die Zwischenplatte 16 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, weil die beiden Zwischenzahnräder 20 und 22 auf der Bodenplatte 12a des festen Gehäuses 12 gelagert sind. In diesem Zusammenhang sollte festgehalten werden, daß die Zwischenplatte 16 in derselben Drehrichtung umläuft wie der Rotor 10, jedoch mit einer niedrigeren Drehzahl als der Rotor 10, wobei jedoch die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 10 dieselbe ist wie die der Zwischenplatte 16, wenn das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 20 und 22 1 : 1 ist.
Das Drehzahl-Untersetzungsverhältnis der Zwischenplatte 16 zum Rotor 10 kann dadurch in geeigneter Weise eingestellt werden, daß die Durchmesser, d. h. das Übersetzungsverhältnis, der beiden Zwischenräder 20 und 22 in geeigneter Weise festgelegt wird. In dem Fall, in dem die Durchmesser der beiden Zwischenräder 20 und 22 einander gleich sind, ist das Drehzahlverhältnis des Rotors 10 zur Zwischenplatte 16 im Verhältnis d1/d2 vermindert, wobei d1 den äußeren Umfang des Rotors 10 und d2 den Innendurchmesser der Zwischenplatte 16 bezeichnen.
An der Zwischenplatte 16 ist ferner eine Führungsrolle 26 drehbar gelagert. Der flexible elektrische Leiter 14, dessen inneres Ende auf dem Außenumfang des Rotors 10 befestigt ist, ist zur Hälfte um die Führungsrolle 26 herumgeschlungen und dann auf der äußeren Umfangsfläche der Zwischenplatte 16 aufgewickelt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Das äußere Ende des flexiblen elektrischen Leiters 14 ist an der Innenumfangsfläche des festen Gehäuses 12 befestigt. Der Raum zwischen dem Rotor 10 und dem festen Gehäuse 12 ist ferner in eine innere Aufwickelkammer A und eine äußere Abwickelkammer B geteilt und zwar durch die zylindrische Wand 16b. In dieser Wand 16b der Zwischenplatte 16 befindet sich eine Öffnung 24, durch die der flexible elektrische Leiter 14 hindurchgeht.
Es wird nun der Vorgang des Auf- und Abwickelns des flexiblen elektrischen Leiters 14 erläutert. Wenn der Rotor 10 in Fig. 4 im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird, dann dreht sich die Zwischenplatte 16 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn und der flexible elektrische Leiter 14 wird auf der Außen-Umfangsfläche des Rotors 10 über die drehbare Führungsrolle 26 durch die zylindrische Wand 16b der Zwischenplatte 16 hindurch aufgewickelt, so daß der flexible elektrische Leiter 14 aus der äußeren Abwickelkammer B in die innere Aufwickelkammer A verlagert wird. Hierbei sollte festgestellt werden, daß der flexible elektrische Leiter 14 auf der zylindrischen Wand 16b der Zwischenplatte 16 nicht gleitet.
Wenn der Rotor 10 andererseits in Fig. 4 im Uhrzeigersinn verdreht wird, dann dreht sich die Zwischenplatte 16 ebenfalls im Uhrzeigersinn und der flexible elektrische Leiter 14 wird an der inneren Umfangsfläche des festen Gehäuses über die drehbare Führungsrolle 26 durch die zylindrische Wand 16b der Zwischenplatte 16 hindurch ohne Gleitvorgang abgelegt, so daß der flexible elektrische Leiter 14 aus der inneren Aufwickelkammer A in die äußere Abwickelkammer B verlagert wird.
Obwohl bei dem oben beschriebenen Vorgang die Drehgeschwindigkeit der Zwischenplatte 16 geringer ist als die des Rotors, wobei das Untersetzungsverhältnis vom Rotor 10 zur Zwischenplatte 16 d1/D2 < 1 ist, da die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 10 mit der der Zwischenplatte 16 gleich ist; auf diese weise wird der flexible elektrische Leiter 14 um die Zwischenplatte 16 herum auf- und abgewickelt, ohne daß eine Spannung oder eine Lose auftritt, wobei vorausgesetzt wird, daß das Übersetzungsverhältnis der beiden Zwischenräder 20 und 22 1 : 1 ist.
Wenn der Rotor 10 beispielsweise um 360° verdreht wird, dann verdreht sich die Zwischenplatte 16 um (d1/D2) · 360°. In diesem Fall kann die Abwicklungs-Länge des flexiblen elektrischen Leiters 14 von der Vorrichtung durch die Formel ausgedrückt werden
πd₁-πd₁ · (d₁/D₂)
=πd₁(1-d₁/D₂)
Wenn sich mithin der Rotor 10x-mal dreht, dann betrügt die Abwickel-Länge L1 des flexiblen elektrischen Leiters 14
L₁=πd₁(1-d₁/D₂) · X
Das Verhältnis zwischen der Länge L2 bei der Vorrichtung nach dem Stand der Technik und der Länge L1 bei der Vorrichtung nach der Erfindung, die jeweils dann benötigt wird, wenn der Rotor sich x-mal verdreht, ist
L₂ (Stand der Technik) : L₁ (Erfindung)
=πd₁[d₂/(d₂-d₁)]X : πd₁(1-d₁/D₂)X
=1/(1-d₁/d₂) : 1-d₁/D₂
da d₂<d₁ oder D₂<d₁, L₂<L₁
Auf diese Weise ist es möglich, bei der Vorrichtung nach der Erfindung die Länge L1 des flexiblen elektrischen Leiters 14 im Verhältnis zur Länge L2 beim Stand der Technik zu vermindern, die dann benötigt wird, wenn der Rotor um eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen gedreht wird.
In den Fig. 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Rotor 30 mit einer sich nach außen erstreckenden Unterteilungswand (Flansch) 32 versehen und das feste Gehäuse 34 ist mit einer sich nach innen erstreckenden Unterteilung 36 versehen, so daß zwischen den beiden Unterteilungen eine kreisringförmige Nut 38 entsteht. Zwischen diesen beiden Unterteilungen 32 und 36 ist eine kreisringförmige Zwischenplatte oder ein Glied 40 drehbar gelagert. Das bedeutet, daß drei Achsen 42 auf der unteren Fläche der Zwischenplatte 40 in gleichmäßigen Winkelabständen von 120° so befestigt sind, daß sie durch die Nut 38 hindurchragen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Auf den drei Achsen 42 sind jeweils Planetenräder 44 drehbar gelagert, wobei sie sowohl mit der Außenverzahnung 30a auf der äußeren unteren Umfangsfläche des Rotors 30 als auch mit der Innenverzahnung 34a auf der inneren unteren Umfangsfläche des festen Gehäuses 34 im Zahneingriff stehen. Wenn der Rotor 30 sich infolgedessen beispielsweise im Uhrzeigersinn verdreht, verdrehen sich die Planetenräder im Gegenuhrzeigersinn und die Zwischenplatte 40 verdreht sich ebenfalls im Uhrzeigersinn, wie diese in Fig. 6 dargestellt ist.
Auf der Zwischenplatte 40 sind ferner in regelmäßigen Winkelabständen mehrere Achsen 46 (sieben Stück in Fig. 7) angeordnet und auf den Achsen 46 sind jeweils Führungsrollen 48 gelagert.
Das innere Ende des flexiblen elektrischen Leiters 14 ist an der äußeren Umfangsfläche des Rotors 30 befestigt und das äußere Ende des flexiblen elektrischen Leiters 14 ist um irgendeine der Führungsrollen 48 halb herumgelegt und dann um die äußeren Umfangs-Berührungspunkte der übrigen Führungsrollen 48. Das äußere Ende des flexiblen elektrischen Leiters 14 ist an der Innenumfangsfläche des festen Gehäuses 34 befestigt.
Wenn bei dieser Ausführungsform der Rotor 30 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 7 verdreht wird, dann wird der flexible elektrische Leiter 14 innerhalb des inneren Raumes zwischen dem Rotor 30 und den Führungsrollen 48 aufgewickelt. Wenn der Rotor 30 im Uhrzeigersinn verdreht wird, wird der flexible elektrische Leiter 14 innerhalb des äußeren Raumes zwischen den Führungsrollen 48 und dem festen Gehäuse 34 abgewickelt. Da die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 10, 30 ferner gleich mit der der Zwischenplatte 16, 40 ist, wird der flexible elektrische Leiter 14 um die Zwischenplatte 40 herum auf- oder abgewickelt, ohne einer Spannung oder einer Lose unterworfen zu sein.
Wenn bei dieser Ausführungsform der flexible elektrische Leiter 14 vom Rotor 30 abgewickelt wird, wird der elektrische Leiter 14 schonender von Innenraum in den Außenraum der Führungsrollen und umgekehrt verschoben, obwohl der elektrische Leiter 14 mit den Führungsrollen 48 in Berührung kommt, da diese Führungsrollen 48 drehbar sind. Da bei dieser Ausführungsform der flexible elektrische Leiter 14 um irgendeine der Führungsrollen 48 halb herumgelegt werden kann, kann der elektrische Leiter 14 leicht im festen Gehäuse 34 montiert werden. Da der elektrische Leiter 14 um den Rotor 30 herum auf- und abgewickelt werden kann, wobei er in Berührung mit den äußeren Umfangsflächen der Führungsrollen 48 steht, kann der Rotor 30 innerhalb des festen Gehäuses 34 gleichmäßiger verdreht werden.
Da bei der bürstenlosen Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale nach der vorliegenden Erfindung, wie dies oben beschrieben ist, der vom Rotor abgewickelte flexible elektrische Leiter auf dem Zwischenglied oder auf den in Ringform angeordneten Führungsrollen abgewickelt werden kann, welche beiden Teile bzw. Teilegruppen jeweils einen größeren Durchmesser haben als der Rotor und mit einer Drehgeschwindigkeit bewegt werden, die kleiner ist als die des Rotors (die Umfangsgeschwindigkeit ist in beiden Fällen gleich), kann die Länge des flexiblen elektrischen Leiters, die beim Drehen des Rotors um eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen benötigt wird, im Vergleich zu einer üblichen Vorrichtung verringert werden, wodurch sowohl der elektrische Widerstand als auch die Kosten für den flexiblen elektrischen Leiter vermindert werden können.
Da der flexible elektrische Leiter darüber hinaus über die Zwischenplatte oder über die im Kreis angeordneten Führungsrollen aufgewickelt wird, die beide jeweils einen relativ großen Durchmesser haben, ist es möglich, daß der flexible elektrische Leiter davor bewahrt wird, scharf geknickt und daher zerstört zu werden, ohne daß dabei ein wesentlicher Einfluß auf die Flexibilität oder die Haltbarkeit des elektrischen Leiters ausgeübt wird.
Wenn der flexible elektrische Leiter ferner im Kontakt mit mehreren Führungsrollen auf- oder abgewickelt wird (beim zweiten Ausführungsbeispiel) ist es möglich, die Reibung zwischen beiden Oberflächen des flexiblen elektrischen Leiters zu vermindern und daher den Rotor gleichmäßiger umlaufen zu lassen, wobei gleichzeitig die Arbeit des Zusammenbaus vereinfacht wird.

Claims (5)

1. Bürstenlose Übertragungsvorrichtung für elektrische Signale, gekennzeichnet durch
  • a) einen Rotor (10, 30);
  • b) ein festes Gehäuse (12, 34) zum drehbaren Lagern des Rotors;
  • c) wenigstens ein Getriebezahnrad (20, 22, 44) im Zahneingriff zwischen dem Rotor und dem festen Gehäuse;
  • d) ein im Raum zwischen dem Rotor und dem festen Gehäuse angeordnetes Zwischenglied (16, 40), des synchron und in derselben Richtung wie der Rotor in einem durch das Getrieberad vorbestimmten Untersetzungsverhältnis umläuft;
  • e) wenigstens eine drehbar am Zwischenglied gelagerte Führungsrolle (26, 48); und
  • f) einen flexiblen elektrischen Leiter (14), der zwischen dem Rotor und dem festen Gehäuse aufwickelbar ist, wobei der elektrische Leiter auf dem Rotor in dessen erster Drehbewegung aufgewickelt und dann über die Führungsrolle umgeführt wird, um auf diese Weise bei einer zweiten, entgegengesetzt zur ersten gerichteten Drehbewegung auf das Zwischenglied aufgewickelt zu werden.
2. Bürstenlose Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (16) als zylindrische Wand (16b) ausgebildet ist und daß die Führungsrolle (26) drehbar nahe einer Öffnung (24) gelagert ist, die in der zylindrischen Wand (16) vorhanden ist, wobei der flexible elektrische Leiter (14) um den Rotor in einem kreisringförmigen Raum aufgewickelt wird, der radial innerhalb der Führungsrolle (26) liegt und wobei der Leiter um die zylindrische Wand (16) herum in einem kreisringförmigen Raum abgewickelt wird, der radial außerhalb der Führungsrolle liegt.
3. Bürstenlose Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe wenigstens aus folgenden Rädern besteht:
  • a) einem ersten Zwischenzahnrad (20), das drehbar am festen Gehäuse (12) gelagert ist und im Zahneingriff mit dem Rotor (10) steht und
  • b) einem zweiten Zwischenzahnrad (22), das am festen Gehäuse drehbar gelagert ist und sowohl mit dem ersten Getriebezahnrad (20) als auch mit dem Zwischenglied (16) kämmt.
4. Bürstenlose Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (40) mit mehreren, im Kreis angeordneten Führungsrollen (48) versehen ist, wobei der flexible elektrische Leiter (14) auf dem Leiter in einem kreisringförmigen Raum radial innerhalb der Führungsrollen (48) aufgewickelt wird und wobei der elektrische Leiter (14) auf den im Kreis angeordneten Führungsrollen (48) in dem kreisringförmigen Raum radial außerhalb der Führungsrollen (48) abgewickelt wird.
5. Bürstenlose Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus mehreren Planetenrädern (44) besteht, die drehbar auf dem Zwischenglied (40) gelagert sind und längs einer kreisringförmigen Nut (38) bewegt werden, die zwischen dem Rotor (40) und dem festen Gehäuse (34) gebildet ist, wobei die Planetenräder (44) im Zahneingriff sowohl mit dem Rotor als auch mit dem festen Gehäuse sind.
DE4111699A 1990-08-08 1991-04-10 Übertragungsvorrichtung Expired - Lifetime DE4111699C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8411590 1990-08-08
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DE4111699A1 true DE4111699A1 (de) 1992-02-13
DE4111699C2 DE4111699C2 (de) 2001-09-27

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DE4111699A Expired - Lifetime DE4111699C2 (de) 1990-08-08 1991-04-10 Übertragungsvorrichtung

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