Innovaciones continuas, mejoras y adaptaciones hacen que, desde su invención, los reductores de Harmonic Drive® resulten interesantes para diversos sectores. Hoy, son la primera opción cuando se trata de aplicaciones que requieren una elevada precisión de posicionamiento y de repetición. Ya sea en la carcasa, como actuador con motor y codificador o en el marco de configuraciones específicas de clientes con materiales especiales o elementos de configuración: la capacidad adaptativa de los reductores armónicos permiten su variada utilización. A lo largo de décadas, un aspecto ha permanecido constante: el principio de funcionamiento del reductor armónico de Harmonic Drive®.
El reductor armónico Harmonic Drive® se basa fundamentalmente en tres componentes. Por un lado, el denominado Wave Generator, un disco de acero elíptico en el corazón del reductor que dispone de un buje central y de un cojinete de bolas especial elíptico moldeable. Además, el Wave Generator está conectado con el eje del motor. De otro lado, el reductor armónico está compuesto del Flexspline, un casquillo cilíndrico moldeable con dentado radial situado alrededor de la parte exterior y con el Circular Spline. Como anillo exterior cilíndrico y fijo, este último rodea tanto al Wave Generator como al Flexspline y está equipado de un dentado interior. Aquí es significativa la cantidad de dientes: el dentado exterior del Flexspline posee menos dientes que el dentado interior del Circular Spline. Frecuentemente la diferencia mencionada es de dos dientes. Normalmente, el Wave Generator se utiliza como miembro de entrada y el Flexspline como elemento de salida del mecanismo.
El Wave Generator, con forma de elipse, como elemento accionado, inicia el proceso del reductor armónico Harmonic Drive® y moldea introductoriamente el Flexspline. Este se encuentra en las áreas situadas en frente del eje grande de elipse, en contacto con el Circular Spline de dentado interior. Mediante la rotación del Wave Generator se trasladan el eje grande de elipse y, con ello, también al área de contacto de los dientes. La clave del diseño y del modo de funcionamiento del reductor armónico de Harmonic Drive® es que el Flexspline tiene menos dientes que el Circular Spline. Con una diferencia de dos dientes, después de medio giro del Wave Generator se genera un movimiento relativo entre Flexspline y Circular Spline de un diente. Después de una rotación completa la diferencia ya es de dos dientes.
Características y ventajas del reductor armónico Harmonic Drive®
Las características y las ventajas esenciales del reductor armónico respecto a otros tipos de reductor más convencionales se basan fundamentalmente en la interacción de su sencilla construcción y el principio único de la deformación elástica de ruedas dentadas de acero. Los reductores Harmonic Drive® presentan a lo largo de toda su vida útil absoluta libertad de juego y conservan a lo largo de la totalidad del ámbito de par motores una alta resistencia a la torsión. Pequeñas dimensiones y reducido peso en comparación con los tipos de reductores convencionales los hacen idóneos para aplicaciones y, respectivamente, sistemas compactos y ligeros. Debido a las altas proporciones de reducción con tan solo tres componentes básicos y orientación coaxial de los componentes mencionados, los reductores armónicos pueden integrarse sin problemas en aplicaciones ya existentes.
Las mencionadas características son posibles, entre otras cosas, gracias a la integración de un eje hueco central. Este ofrece espacio a ejes, cables y otros medios o componentes y es parte integrante de un modo de construcción fácil de utilizar para el usuario. Altas reducciones en un nivel, altos grados de efectividad y muy buenos valores en el ámbito de la precisión de posicionamiento y de repetición hablan a favor de los reductores armónicos.
Reductores armónicos en la práctica: Ámbitos de aplicación
Cuando Walton Musser concibió el principio de Harmonic Drive® en el año 1955, se pensaba en su uso para la ingeniería espacial y fue auspiciado sobre todo por la NASA. Los reductores armónicos de Harmonic Drive AG viajaron a la Luna y a Marte, han abandonado nuestro sistema solar y, en el futuro, probablemente llegarán a planetas aún no descubiertos. Aún hoy se utilizan reductores armónicos en el espacio sideral. Pudieron ampliar sensiblemente su espectro de aplicaciones y, junto a motor, regulador, instrumentos de medición y frenos, son un componente de extrema importancia en los sistemas de accionamiento complejos.
Entre los ámbitos de aplicación se encuentra la robótica, en la que los reductores armónicos actúan principalmente como accionamiento de eje para robots de muy distintos tipos. Los reductores armónicos también se utilizan como accionamiento en la simulación de vuelo, en el marco de la orientación de antenas parabólicas dentro de la industria automovilística y en máquinas de herramientas.