DE102005061006A1

DE102005061006A1 - drive unit

Info

Publication number: DE102005061006A1
Application number: DE200510061006
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Tecinsky
Original assignee: TECINSKY ANNA MARIA; TECINSKY ANNA-MARIA
Current assignee: TECINSKY ANNA MARIA; TECINSKY ANNA-MARIA
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-06-21
Also published as: WO2007071715A1

Abstract

Bei einer elektrischen Antriebseinheit (11), bei der mehrere Elektromotoren (1a, b) mit ihren Motorwellen auf ein zentrales Mittenzahnrad (5) arbeiten, wird zusätzlich eine alle Ritzel (4) außen umgebende und mit diesen kämmende Außenhülse (6) angeordnet zur mechanischen Stabilisierung und Wahlfreiheit zwischen zwei Untersetzungsstufen.In an electric drive unit (11), in which several electric motors (1a, b) work with their motor shafts on a central central gear (5), an outer sleeve (6) surrounding and meshing with all of the pinions (4) is additionally arranged for mechanical Stabilization and freedom of choice between two reduction levels.

Description

I. AnwendungsgebietI. Field of application

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit.The The invention relates to an electric drive unit.

II. Technischer HintergrundII. Technical background

Elektrische Antriebseinheiten umfassen wenigstens einen Elektromotor sowie – je nach dem geforderten Drehmoment und der geforderten Drehzahl – ein nachgeschaltetes mechanisches Getriebe.electrical Drive units comprise at least one electric motor and - depending on the required torque and the required speed - a downstream mechanical transmission.

Denn herkömmliche elektrische Antriebe weisen Unzulänglichkeiten auf:

– Bei niedrigen Drehzahlen, also im Anlaufbereich, besitzen Elektromotore ein sehr geringes Drehmoment. Wenn also hohe Gewichte langsam angetrieben bzw. aus dem Stillstand beschleunigt werden müssen, werden hierfür häufig großvolumige Elektromotoren eingesetzt, und deren Drehzahl mit aufwendigen großen und schweren mechanischen Getrieben untersetzt und dabei deren Drehmoment vergrößert.
– Auf der anderen Seite besitzen übliche Elektromotore eine hohe Massenträgheit, sind also bei hohen Drehzahlen zwar hinsichtlich der Drehzahl steuerbar, aber davon angetriebene Bauteile nur mit großem Aufwand so steuerbar, dass exakte Positionen präzise anfahrbar sind. Insbesondere stellt es einen hohen Aufwand dar, flexible Drehmoment- bzw. Drehzahlverläufe mit ein und derselben Antriebseinheit zu lösen, wie es typischerweise dann benötigt wird, wenn zunächst ein großer Weg mit geringem Kraftaufwand schnell überwunden werden soll, und danach ein z.B. kurzer Weg mit hohem Drehmoment bewältigt werden muss, wie dies bei vielen Anwendungen der Fall ist.
– Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass herkömmliche Elektromotoren – in Relation zum zu erbringenden Drehmoment – hohe Strom- und/oder Spannungswerte benötigen, ein hohes Gewicht besitzen und/oder viel Bauraum benötigen. Gleiches gilt auch für die einem Elektromotor im Falle von Antriebsaufgaben mit hohem Drehmoment nachgeschalteten mechanischen Getriebe.
– Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei Ausfall des Elektromotors in der Regel die gesamte Antriebseinheit außer Funktion ist und längere Zeit außer Funktion bleibt, bis der Elektromotor repariert oder ausgetauscht ist.

Because conventional electric drives have shortcomings:

- At low speeds, ie in the starting range, electric motors have a very low torque. So if high weights must be driven slowly or accelerated from standstill, this large-volume electric motors are often used, and their speed underpinned with complex large and heavy mechanical gearboxes and thereby increases their torque.
- On the other hand, conventional electric motors have a high inertia, so although they are controllable in terms of speed at high speeds, but driven components only with great effort so controllable that exact positions are precisely approachable. In particular, it is a great deal of effort to solve flexible torque and speed curves with one and the same drive unit, as is typically required when first a large path with little effort to be overcome quickly, and then a short way, for example, high Torque must be handled, as is the case in many applications.
- Another disadvantage is that conventional electric motors - in relation to the torque to be supplied - need high current and / or voltage values, have a high weight and / or require a lot of space. The same applies to an electric motor in the case of high-torque drive tasks downstream mechanical transmission.
- Another disadvantage is that in case of failure of the electric motor usually the entire drive unit is out of order and remains out of service for a long time until the electric motor is repaired or replaced.

Aus der EP 0 211 000 war es bereits bekannt, mehrere Elektromotore mit ihren Abtriebsritzeln jeweils gemeinsam auf ein zentrales Mittenzahnrad arbeiten zu lassen. Nachteilig sind dabei jedoch die mangelhafte Abstützung der einzelnen Motorritzel auf der Außenseite sowie das feststehende und nicht allzu hohe Untersetzungsverhältnis dieser bekannten Antriebseinheit.From the EP 0 211 000 It was already known to let several electric motors with their output pinions each work together on a central center gear. The disadvantage here, however, the poor support of the individual motor pinion on the outside and the fixed and not too high reduction ratio of this known drive unit.

III. Darstellung der ErfindungIII. presentation the invention

a) Technische Aufgabea) Technical task

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine Antriebseinheit zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.It is therefore the object according to the invention, to create a drive unit that has the disadvantages of the state the technology avoids.

b) Lösung der Aufgabeb) Solution of the task

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 16 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These The object is solved by the features of claim 1 and 16. advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Durch die Anordnung einer innenverzahnten Außenhülse auf der Außenseite der Motorritzel, die mit diesen kämmt, wird zum einen eine höhere mechanische Stabilität des Getriebes erreicht und zum anderen eine zweite Abtriebsmöglichkeit für die Antriebseinheit geschaffen, die eine Flexibilität im Untersetzungsverhältnis bietet.By the arrangement of an internally toothed outer sleeve on the outside The motor pinion, which meshes with these, on the one hand, a higher mechanical stability achieved the transmission and on the other a second output possibility for the Drive unit created that offers flexibility in the reduction ratio.

Diese Flexibilität kann in Form eines Getriebebausatzes noch gesteigert werden, indem der Bausatz unterschiedlich große Motorritzel umfasst und analog dazu unterschiedlich große Außenhülsen und/oder Mittenzahnräder. Falls dabei das Mittenzahnrad im Gehäuse drehbar gelagert ist, können die Motore ortsfest angeordnet sein, und die gegenüber dem Mittenzahnrad dann nochmals deutlich langsamer drehende Außenhülse als Abtriebswelle der Antriebseinheit verwendet werden, wodurch eine höhere Untersetzung als bei bisher bekannten Getrieben erzielt wird.These flexibility Can be further increased in the form of a gear kit by the kit varies in size Motor pinion includes and analogous to different sized outer sleeves and / or Middle gears. If the center gear is rotatably mounted in the housing, the motors be arranged stationary, and the opposite to the center gear then again significantly slower rotating outer sleeve as the output shaft of the drive unit be used, creating a higher Reduction is achieved as in previously known gearboxes.

Vorzugsweise ist dabei das Getriebe so gestaltet, dass wahlweise das drehende Mittenzahnrad oder die drehende Außenhülse als Abtriebswelle benutzt werden, und dadurch – auch bei laufenden Motoren – eine Umschaltung des Untersetzungsverhältnisses möglich ist.Preferably In this case, the transmission is designed so that either the rotating Center gear or the rotating outer sleeve used as the output shaft be, and by it - too with running engines - one Switching the reduction ratio is possible.

So kann man sich beispielsweise vorstellen, dass die Motorritzel genauso groß sind wie das Mittenzahnrad.So For example, imagine that the engine sprockets are the same are big like the center gear.

Bei Anwendungen, bei denen zunächst ein langer Weg bei geringem Kraftaufwand schnell überwunden werden soll, und anschließend ein kurzer Weg mit hohem Kraftaufwand (typischer Vorgang: schließen einer Schleuse oder eines Ventils), so kann der lange Weg schnell überwunden werden, indem hierbei das Mittenzahnrad der Antriebseinheit als Abtriebswelle benutzt wird mit der Folge, dass sich die Abtriebswelle so schnell dreht wie die einzelnen Elektromotore, allerdings keine Vervielfachung des Drehmoments gegenüber der Summe der Momente der Motoren erzielt wird.In applications where first a long way with little effort is to be overcome quickly, and then a short way with high effort (typical process: close a lock or a valve), so the long way can be overcome quickly by doing the center gear the drive unit is used as the output shaft with the result that the output shaft rotates as fast as the individual electric motors, but no multiplication of the rotation moments against the sum of the moments of the motors is achieved.

Wenn dann gegen Ende der Bewegung ein hohes Drehmoment benötigt wird und nur noch ein geringer Restweg zu überwinden ist, wird auf die Außenhülse als Abtriebselement umgeschaltet mit der Folge, dass sich die Abtriebswelle sehr viel langsamer dreht, dabei jedoch ein sehr viel höheres Drehmoment als zuvor das Mittenzahnrad zur Verfügung stellt. Die Größe der Motorritzel hängt dabei unter anderem davon ab, wie groß der Unterschied im Untersetzungsverhältnis des Getriebes zwischen Mittenzahnrad und Außenhülse sein soll. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch die Anordnung von drei bis sechs Elektromotoren über den Umfang des Mittenzahnrades verteilt erwiesen, auch was die mechanische Stabilität des Getriebes angeht:
Da die Verzahnungen solcher Getriebe hohen Belastungen ausgesetzt sind, ist es sinnvoll, diese Belastungen auf eine möglichst große Anzahl von gleichzeitig im Eingriff befindlichen Zahnpaarungen zu verteilen. Diese Anzahl der Zahnpaarungen hängt von der Anzahl der eingesetzten Motorritzel und damit Motore ab.If then at the end of the movement, a high torque is required and only a small residual distance is overcome, is switched to the outer sleeve as the output element with the result that the output shaft rotates much slower, but at a much higher torque than before provides the center gear. The size of the motor pinion depends among other things on how big the difference in the reduction ratio of the transmission between the center gear and outer sleeve should be. However, the arrangement of three to six electric motors distributed over the circumference of the central gear wheel has proved particularly advantageous, also with regard to the mechanical stability of the gearbox:
Since the gears of such gear are exposed to high loads, it makes sense to distribute these loads on as many as possible simultaneously engaged tooth pairings. This number of tooth pairings depends on the number of motor pinions used and thus motors.

Um möglichst viele einzelne Motore auf ein Mittenzahnrad bzw. eines der erfindungsgemäßen Getriebe wirken zu lassen, sind die Motoren meist schlank, beinahe stiftförmig, mit einer axialen Erstreckung, die mindestens das dreifache, besser das fünffache ihres Durchmessers beträgt, gestaltet und ragen z.B. in unterschiedliche Richtungen von der Ebene des Mittenzahnrades ab, sei es in unterschiedliche radiale Richtungen oder in die beiden unterschiedlichen axialen Richtungen.Around preferably many individual motors on a center gear or one of the transmission according to the invention To be effective, the engines are usually slim, almost pin-shaped, with an axial extent that is at least three times better five times of their diameter, designed and protrude e.g. in different directions from the plane of the center gear, be it in different radial directions or in the two different axial directions.

Vor allem beim Abragen in die axialen Richtungen können derartige Antriebseinheiten in fast beliebiger Anzahl kaskadiert werden und auf eine über mehrere Antriebseinheiten axial durchgehende gemeinsame Außenhülse und Mittenzahnrad arbeiten.In front especially when projecting in the axial directions, such drive units be cascaded in almost any number and on one over several Drive units axially continuous common outer sleeve and Center gear work.

Die innerhalb einer Antriebseinheit auf ein Getriebe arbeitenden Elektromotore benötigen wegen ihrer mechanischen Kopplung keine aufwendige elektronische Synchronisation, sondern es genügt der Betrieb mit den gleichen elektrischen Parametern.The within a drive unit on a gearbox operating electric motors need because of their mechanical coupling no elaborate electronic Synchronization, but it is enough Operation with the same electrical parameters.

Gleiches gilt auch für die innerhalb einer Baugruppe mehreren zusammengeschalteten und auf eine gemeinsame Außenhülse bzw. Mittenzahnrad arbeitenden mehreren Antriebseinheiten und deren Elektromotore.The same applies to which interconnected within a module and on a common outer sleeve or Mittenzahnrad working several drive units and their electric motors.

Dabei kann insbesondere die Zentralwelle, die die Mittenzahnräder miteinander verbindet, als Hohlwelle ausgebildet sein und durch diese hindurch Steuerleitungen und/oder Stromversorgungsleitungen zu den einzelnen ortsfest montierten Elektromotoren geführt werden.there In particular, the central shaft, which the center gears with each other connects, be designed as a hollow shaft and through this control lines and / or power supply lines to the individual stationary mounted Electric motors led become.

Vor allem bei der kaskadierten Bauform ist darauf zu achten, dass dennoch die einfache Austauschbarkeit der einzelnen Motore, insbesondere deren Einschiebbarkeit in axialer Richtung, erhalten bleibt, um einen der Hauptvorteile der elektrischen Antriebseinheit nutzen zu können:
Falls nämlich einer der Elektromotore defekt ist, kann er bei entsprechender Ausbildung seiner Halterung einfach in axialer Richtung samt seiner Abtriebswelle und des darauf befestigten Ritzels aus dem Getriebe herausgezogen werden, ohne dass die Antriebseinheit stillgesetzt werden muss. Diese verliert lediglich an Leistung aufgrund eines fehlenden Elektromotors.Especially in the cascaded design is important to ensure that the simple interchangeability of the individual motors, in particular their insertion in the axial direction, is maintained in order to use one of the main advantages of the electric drive unit can:
Namely, if one of the electric motors is defective, it can be easily pulled out of the gearbox in the axial direction together with its output shaft and the pinion mounted thereon, with appropriate training of its holder, without the drive unit must be shut down. This only loses power due to a missing electric motor.

Anschließend kann ein Ersatzmotor oder auch der reparierte defekte Motor ebenfalls ohne Stillsetzung der Antriebseinheit wieder mit seinem Ritzel zwischen Mittenzahnrad und Außenhülse eingeschoben werden.Then you can a replacement engine or the repaired defective engine also without stopping the drive unit again with its pinion between Center gear and outer sleeve inserted become.

Eine Betriebsunterbrechung der von der Antriebseinheit angetriebenen Vorrichtung ist dabei nicht nötig, was insbesondere für alle sicherheitsrelevanten Anwendungen von großer Bedeutung ist, in denen bisher Elektromotore komplett redundant zur Verfügung gestellt werden mussten.A Interruption of the driven by the drive unit Device is not necessary which in particular for all safety-relevant applications is of great importance in which previously electric motors had to be made completely redundant available.

Da eine elektrische Synchronisation der einzelnen Motore nicht notwendig ist, fällt auch die notwendige elektronische Steuerung relativ einfach aus und kann zumindest eine komplette Antriebseinheit mit allen Elektromotoren gemeinsam steuern, insbesondere bei Kaskadierung mehrerer Antriebseinheiten in einer Baugruppe die Motore der gesamten Baugruppe.There an electrical synchronization of the individual motors not necessary is, falls also the necessary electronic control relatively easy and can at least a complete drive unit with all electric motors control together, especially when cascading multiple drive units in one module, the motors of the entire module.

Dadurch, dass sehr kleine und mit Niederspannung betreibbare Motoren verwendet werden, können die Motore so ausgelegt werden, dass sie direkt mit den Spannungswerten arbeiten können, die von handelsüblichen Solarzellen zur Verfügung gestellt werden bzw. von einem von Solarzellen als Zwischenpuffer gespeisten elektrischen Akkumulator.Thereby, that uses very small and low voltage operable motors can, can The motors are designed to be directly connected to the voltage values can work, those of commercial Solar cells available or one of solar cells as an intermediate buffer powered electric accumulator.

Auf diese Art und Weise können vor allem in abgelegenen Gebieten der dritten Welt auch sicherheitsrelevante, einer hohen Ausfallsicherheit bedürfende, elektrische Vorrichtung abseits aller konventionellen Stromnetze betrieben werden.On this way you can especially in remote areas of the third world and security-related, a high reliability required, electrical device operated away from all conventional power grids.

Falls eine noch stärkere Drehzahluntersetzung und einhergehende Drehmoment-Multiplikation erforderlich ist als durch die z.B. axiale Kaskadierung von erfindungsgemäßen Antriebseinheiten erzielbar, können solche Antriebseinheiten auch mit ihren jeweiligen Abtriebswellen als Planetenräder in einem Planetengetriebe einer übergeordneten Antriebsbaugruppe fungieren.If an even greater speed reduction and associated torque multiplication is required than achievable by, for example, axial cascading of drive units according to the invention, such drive units can also have their respective output shafts as planet gears in a planetary gearbox of a superordinate drive train act group.

c) Ausführungsbeispielec) embodiments

Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:embodiments according to the invention in the following example closer described. Show it:

1: eine erfindungsgemäße Antriebseinheit, 1 a drive unit according to the invention,

2: eine axial kaskadierte Baugruppe und 2 : an axially cascaded assembly and

3: eine radial kaskadierte Baugruppe. 3 : a radially cascaded assembly.

1a zeigt die erfindungsgemäße Antriebseinheit in axialer Richtung und 1b im Axialschnitt. 1a shows the drive unit according to the invention in the axial direction and 1b in axial section.

1a zeigt am besten, wie die Ritzel 4, die auf den Abtriebswellen 3a, b der einzelnen Elektromotore 1a, b angeordnet sind, kreisförmig um ein Mittenzahnrad 5 herum angeordnet sind und auf ihrer Innenseite mit der Außenverzahnung 7 dieses Mittenzahnrades 5 kämmen, und gleichzeitig auf ihrer Außenseite mit der Innenverzahnung 8 einer alle Ritzel 4 außen umlaufenden Außenhülse 6, die konzentrisch zum Mittenzahnrad angeordnet ist. 1a best shows how the pinions 4 on the output shafts 3a , b of each electric motor 1a , B are arranged, circular around a center gear 5 are arranged around and on the inside with the external teeth 7 this center gear 5 comb, and at the same time on its outside with the internal teeth 8th one all pinions 4 outer circumferential outer sleeve 6 , which is arranged concentrically to the center gear.

Da die Motore 1 dabei ortsfest im normalerweise die gesamte Antriebseinheit umgebenden Gehäuse 12 angeordnet sind, drehen sich bei Betrieb der Motore, also der Ritzel 4, sowohl das Mittenzahnrad 5 als auch die Außenhülse 6, jedoch in entgegengesetzte Richtungen und mit unterschiedlicher Drehzahl.Because the motors 1 while stationary in the housing normally surrounding the entire drive unit 12 are arranged, rotate during operation of the motors, so the pinion 4 , both the center gear 5 as well as the outer sleeve 6 but in opposite directions and at different speeds.

Da alle Ritzel 4 mit denselben gemeinsamen Zahnrädern 5, 6 kämmen, erfolgt eine zwangsweise mechanische Synchronisation, so dass eine genaue elektrische Synchronisation der einzelnen Motoren 1a, b nicht notwendig ist.Because all the pinions 4 with the same common gears 5 . 6 comb, there is a forced mechanical synchronization, so that a precise electrical synchronization of the individual motors 1a , b is not necessary.

Durch die Außenhülse 6 werden die Ritzel 4 zwangsweise im Eingriff mit dem Mittenzahnrad 5 gehalten, so dass deren Paarung nicht außer Eingriff geraten kann, da die Ritzel 4 nicht radial nach außen weggedrückt werden können.Through the outer sleeve 6 be the pinions 4 forcibly engaged with the center gear 5 held, so that their mating can not disengage, since the pinion 4 can not be pushed away radially outward.

1b zeigt, dass sich die in der Regel schlanken, zylindrischen Elektromotore 1a von der Ebene des Mittenzahnrades 5 und der Außenverzahnung 7 der Außenhülse 6 axial weg erstrecken, in 1b alle in die gleiche axiale Richtung 10. 1b shows that are usually sleek, cylindrical electric motors 1a from the plane of the center gear 5 and the external teeth 7 the outer sleeve 6 extend axially away, in 1b all in the same axial direction 10 ,

1b zeigt ferner, dass alle Elektromotore 1b von der gleichen elektronischen Steuerung 9 aus gesteuert und mit elektrischer Energie versorgt werden, die vorzugsweise direkt oder zwischengepuffert über einen elektrischen Akkumulator 14 von einer Solarzelle 13 stammt, deren erzeugter Strom jedoch mit dem ursprünglichen Spannungswert verwendet und nicht hochtransformiert wird. 1b also shows that all electric motors 1b from the same electronic control 9 be controlled from and supplied with electrical energy, preferably directly or buffered via an electric accumulator 14 from a solar cell 13 However, the generated current is used with the original voltage value and is not transformed up.

1b zeigt ferner in der linken Hälfte, dass der Elektromotor z. B. 1a mittels einer Haltevorrichtung 19 so im Gehäuse 12 befestigt ist, dass er durch einfaches Ein- und Ausschieben in axialer Richtung gewechselt werden kann und dabei auch sein Ritzel 4 außer bzw. in Eingriff mit der Außenhülse 6 sowie dem Mittenzahnrad 5 gelangt. 1b also shows in the left half that the electric motor z. B. 1a by means of a holding device 19 so in the case 12 is fastened that it can be changed by simply pushing in and out in the axial direction and thereby also its pinion 4 out of engagement with the outer sleeve 6 and the center gear 5 arrives.

Während in der linken Bildhälfte der 1b die Außenhülse 6 als Zentralwelle 15 und damit Abtrieb der Antriebseinheit dient, umfasst in der rechten Hälfte die Zentralwelle 15 ein Schaltrad 18, mittels dessen die Zentralwelle 15 wahlweise vom Mittenzahnrad 5 oder von der Außenhülse 6 angetrieben werden kann.While in the left half of the picture 1b the outer sleeve 6 as the central shaft 15 and thus output of the drive unit is used, comprises in the right half of the central shaft 15 a ratchet wheel 18 by means of which the central shaft 15 optionally from the center gear 5 or from the outer sleeve 6 can be driven.

Zu diesem Zweck besteht eine der möglichen Lösungen darin, auch das Mittenzahnrad 5 radial nach außen zu verlängern bis auf den Außenumfang der Außenhülse 6, und auf beiden eine Außenverzahnung einzubringen, die jedoch in axialer Richtung voneinander beabstandet sind.For this purpose, one of the possible solutions is the center gear 5 extend radially outward to the outer periphery of the outer sleeve 6 , And bring on both an external toothing, but which are spaced apart in the axial direction.

In dem ein ringförmig beide umgebendes Schaltrad 18 mit der Zentralwelle 5 drehfest verbunden ist, jedoch axial verschoben werden kann, kann es wahlweise mit dem Mittenzahnrad 5 oder der Außenhülse 6 in Eingriff gebracht werden. Das Schaltrad kann auch – wie ein Motorritzel – radial zwischen Mittenzahnrad und Außenhülse 6 kämmen.In the one annular both surrounding ratchet wheel 18 with the central shaft 5 rotatably connected, but can be moved axially, it can optionally with the center gear 5 or the outer sleeve 6 be engaged. The ratchet can also - like a motor pinion - radially between the center gear and outer sleeve 6 comb.

1c zeigt ferner die Teile eines Bausatzes, in dem hinsichtlich des Durchmessers unterschiedlich große Ritzel 4, 4', 4'' verfügbar sind um auf die Abtriebswellen 3 aller Motoren 1 einer Antriebseinheit aufgesetzt zu werden, dann natürlich von jeweils gleicher Größe. 1c further shows the parts of a kit, in terms of diameter different sized pinion 4 . 4 ' . 4 '' available around the output shafts 3 all engines 1 a drive unit to be placed, then of course of the same size.

Da die Ritzel 4, 4', 4'' alle die gleiche Art der Verzahnung besitzen, können sie jeweils mit dem gleichen Mitenzahnrad 5 kämmen, und benötigen lediglich entsprechend unterschiedlich große Außenhülsen 6, 6', 6''.Because the pinions 4 . 4 ' . 4 '' all have the same type of gearing, they can each use the same miter gear 5 comb, and only need correspondingly different sized outer sleeves 6 . 6 ' . 6 '' ,

Wie 1c anschaulich zeigt, unterscheidet sich die Drehzahl zwischen Mittenzahnrad 5 und Außenhülse 6 bzw. 6' bzw. 6'' – abgesehen von der Drehrichtung – umso stärker, je größer die dazwischen angeordneten Ritzel 4, 4', 4'' sind.As 1c clearly shows, the speed varies between the center gear 5 and outer sleeve 6 respectively. 6 ' respectively. 6 '' - apart from the direction of rotation - the stronger, the larger the interposed pinion 4 . 4 ' . 4 '' are.

2 zeigt eine Vervielfachung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit in axialer Richtung:
Wie in der linken Bildhälfte dargestellt, können Mittenzahnrad 5 und Außenhülse 6 in axialer Richtung und modulartig formschlüssig vielfach aneinander gesetzt werden, wobei von jeder Ebene der Mittenzahnräder 5 aus die Elektromotore 1 nur in eine Richtung abstehen, vorzugsweise in die Richtung, in welche sich die als Hohlwelle ausgebildete Zentralwelle 15 und/oder die Außenhülse 6 ebenfalls erstrecken. 2 shows a multiplication of the drive unit according to the invention in the axial direction:
As shown in the left half of the picture, can center gear 5 and outer sleeve 6 be placed in the axial direction and modular form-fitting many times together, being of each level of the centers gears 5 from the electric motors 1 protrude only in one direction, preferably in the direction in which the central shaft designed as a hollow shaft 15 and / or the outer sleeve 6 also extend.

Auf diese Art und Weise kann eine in axialer Richtung kaskadierte Baugruppe geschaffen werden, die in Abtriebsdrehzahl der Abtriebsdrehzahl einer einzelnen Antriebseinheit entspricht, deren Drehmoment jedoch der Summe der Drehmomente der einzelnen Antriebseinheiten entspricht.On this way can be a cascaded in the axial direction assembly be created in the output speed of the output speed a single drive unit corresponds, but the torque the sum of the torques of the individual drive units corresponds.

Dagegen zeigt 3 eine radial kaskadierte Baugruppe, bei der mehrere Antriebseinheiten mit ihren Zentralwellen 15 als Planetenräder in einem Planetengetriebe laufen, wobei wahlweise das Sonnenrad oder die Außenhülse dieses Planetengetriebes als Abtriebswelle der Baugruppe dienen.On the other hand shows 3 a radially cascaded assembly, in which several drive units with their central shafts 15 run as planetary gears in a planetary gear, optionally serve the sun gear or the outer sleeve of this planetary gear as the output shaft of the assembly.

Bei dieser Lösung ist zwar die Anzahl der Antriebseinheiten, die auf diese Art und Weise gekoppelt werden können, aus Gründen des Bauraumes begrenzt, jedoch bietet diese radiale Kaskadierung den Vorteil, dass dabei die gesamte Baugruppe hinsichtlich ihrer Abtriebsdrehzahl nochmals gegenüber den Abtriebsdrehzahlen der einzelnen Antriebseinheiten untersetzt ist und dementsprechend das von der Baugruppe erzeugte Drehmoment höher ist als die Summe der Drehmomente der einzelnen Antriebseinheiten.at this solution Although the number of drive units, in this way and Way, for reasons limited space, but this radial cascading offers the Advantage that while the entire assembly in terms of their output speed again opposite the Output speeds of the individual drive units is stocky and accordingly, the torque generated by the assembly is higher as the sum of the torques of the individual drive units.

1a, b1a, b: Elektromotorelectric motor
22: Getriebetransmission
3a, b3a, b: Motorwellemotor shaft
44: Ritzelpinion
55: Mittenzahnradmiddle gear
66: Außenhülseouter sleeve
77: Außenverzahnungexternal teeth
88th: Innenverzahnunginternal gearing
99: Steuerungcontrol
1010: axiale Richtungaxial direction
1111: Antriebseinheitdrive unit
1212: Gehäusecasing
1313: Solarzellesolar cell
1414: Akkubattery pack
1515: Zentralwellecentral shaft
1616: Planetengetriebeplanetary gear
1717: Baugruppemodule
1818: Schaltradratchet

Claims

Electric drive unit ( 11 ) with - a plurality of low-current electric motors ( 1a , b), - a gearbox ( 2 ), in which the output shafts ( 3a , b) the electric motors ( 1a , b) with a center gear ( 5 ), characterized in that concentric with the central gear ( 5 ) and the thus meshing motor shafts ( 3a , b) an outer sleeve ( 6 ) with an internal toothing ( 8th ) is arranged, with the comb also all the motor shafts on its outside.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the center gear ( 5 ) in the housing ( 12 ) and the motors ( 1 ) are stationary, arranged and the outer sleeve ( 6 ) as the central wave ( 15 ) of the drive unit ( 11 ) serves.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the center gear ( 5 ) or the outer sleeve ( 6 ) optionally as a central shaft ( 15 ) of the drive unit ( 11 ) serves.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that three to six electric motors ( 1a , b) over the circumference of the center gear ( 5 ) are arranged distributed.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that from the plane of the center gear ( 5 ) from the motors in different directions, over both axial directions ( 10 ), stand up.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer sleeve ( 6 ) and / or the central shaft ( 15 ) of the center gear ( 5 ) are formed so long that in several axially spaced planes, the pinion ( 4 ) of annularly arranged groups of electric motors ( 1a , b) Combine with it.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the central shaft ( 15 ) is formed as a hollow shaft and through the hollow shaft through control lines or power supply lines to the individual electric motors ( 1a , b).

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motors ( 1a , b) in the housing ( 12 ) interchangeable, in particular in its axial direction ( 10 ), are designed for easy replacement of the motors.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motors ( 1a , b) servo motors are.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motors ( 1a , b) heavy duty motors with ironless armature and permanent stator are.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motors ( 1a , b) via a common electronic control system ( 9 ) feature.

Electric drive unit ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the energy supply via electricity generating solar cells ( 13 ), which is directly connected to the motors (without intermediate transformer). 1a , b) are connected.

Drive assembly ( 17 ) consisting of a plurality of drive units ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the output shafts ( 3a , b) the individual drive units ( 11 ) as planet gears in a planetary gear ( 16 ) are arranged.

Drive assembly ( 17 ) according to one of the preceding claims, characterized in that as the output shaft of the drive assembly ( 17 ) optionally the center gear ( 5 ) or the outer sleeve ( 6 ) of the planetary gear ( 16 ) of the assembly ( 17 ) is used while stopping the other component.

Drive assembly ( 17 ) according to one of the preceding claims, characterized in that all drive units ( 11 ) of the assembly ( 17 ) including their individual motors from a common electronic control system ( 9 ) are controlled from.

Kit for creating an electric drive unit ( 11 ) with several electric motors ( 1a , b) and a transmission ( 2 ), which has a center gear ( 5 ) and an externally toothed external nozzle, characterized in that the kit comprises: - at least one size of electric motors ( 1a , b), - at least two different sized pinions ( 4 ) for mounting on the motor shafts ( 3 ) of the electric motors ( 1a , b), - at least two different sized center gears ( 5 ) and / or outer sleeves ( 6 ).

Kit according to claim 16, characterized in that the kit different sizes of engines ( 1 . 1' ).

Kit according to claim 16 or 17, characterized in that the kit different housing forms, in particular axially differently long housing ( 12 ).

Kit according to one of claims 16 to 18, characterized in that the center gears ( 5 ) or its central shaft ( 15 ) and / or the outer sleeve ( 6 ) in the axial direction ( 10 ) Modularly extendable and form-fitting rotatably connected to each other are designed to be connected.