DE102008053567A1

DE102008053567A1 - Elektrischer Antrieb

Info

Publication number: DE102008053567A1
Application number: DE102008053567A
Authority: DE
Inventors: Richard Guttenberger; Roland Wick; Robert Hörauf
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb mit einem Kommutatormotor, der einen bewickelten Rotor mit einem Kommutator, einen mit Permanentmagneten versehenen Stator und eine statorfeste Bürstentragplatte aufweist, welche Bürsten trägt, die mit dem Kommutator in elektrischem Kontakt stehen, und mit einem Untersetzungsgetriebe, das ein statorfestes Hohlrad als Bestandteil eines Planetengetriebes aufweist. Aufgabe der Erfindung ist es einen elektrischen Antrieb darzustellen der aus möglichst wenigen Bauteilen besteht, der einfach aufgebaut und schnell und wirtschaftlich herstell- und montierbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bürstentragplatte und das Hohlrad aus dem gleichen Material bestehen und einstückig sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrischen Antrieb mit einem Kommutatormotor, der einen bewickelten Rotor mit einem Kommutator, einen mit Permanentmagneten versehenen Stator und eine statorfeste Bürstentragplatte aufweist, welche Bürsten trägt, die mit dem Kommutator in elektrischem Kontakt stehen, und mit einem Untersetzungsgetriebe, das ein statorfestes Hohlrad als Bestandteil eines Planetengetriebes aufweist.
Aus der DE 19711423 C1 ist ein elektrischer Antrieb mit einem Standard-Kommutatormotor und einem daran montierten Planetengetriebe bekannt. Der Kommutatormotor weist einen Lagerschild und eine Bürstenbrücke auf. Zur Montage des Planetengetriebes ist am Lagerschild eine Adapterplatte montiert. Das Hohlrad des Planetengetriebes besteht aus einem Kunststoffmaterial und ist Bestandteil des Getriebegehäuses. Der bekannte Antrieb ist sehr variabel einsetzbar, benötigt aber eine relativ große Anzahl an Teilen.
Aufgabe der Erfindung ist es einen elektrischen Antrieb darzustellen der aus möglichst wenigen Bauteilen besteht, der einfach aufgebaut und schnell und wirtschaftlich herstell- und montierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Da die Bürstentragplatte und das Hohlrad aus dem gleichen Material bestehen und einstückig sind, kann ein Urformwerkzeug eingespart werden und die Montagezeit verringert werden.
Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Bürstentragplatte als Lagerschild mit einem Lager einzusetzen, in dem der Rotor drehbar gelagert ist. Hierdurch wird ein zusätzliches Bauteil eingespart.
Dadurch, dass eine Stirnseite des Hohlrades im Verzahnungsbereich mehrere Winkelbereiche aufweist, die unterschiedlich weit axial vorspringen, kann die Montage der Planetenräder vereinfacht werden, weil diese nacheinander mit der Verzahnung des Hohlrades in Eingriff kommen.
Zweckmäßigerweise sind die Bürsten auf einer ersten dem Kommutatormotor zugewandten Seite der Bürstentragplatte und das Hohlrad auf einer zweiten dem Untersetzungsgetriebe zugewandten Seite der Bürstentragplatte angeordnet ist. Die Bürstentragplatte bildet damit die Trennebene zwischen Motorteil und Getriebeteil.
Es wird vorgeschlagen das an sich bekannte Umspritzen eines Leitbleches zur elektrischen Verschaltung der Bürsten und/oder Entstörbauteilen und/oder Sensoren auch auf das einstückige Bauteil aus Bürstenbrücke und Hohlrad anzuwenden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Hohlrad als Getriebegehäuse verwendet, wodurch ein weiterer Montageschritt und ein weiteres Bauteil entfallen können.
Alternativ dazu kann es aus wirtschaftlicher Sicht sinnvoller sein, dass auf einer Seite der Bürstentragplatte ein Leitblech zur elektrischen Verschaltung von Bürsten und/oder Entstörbauteilen und/oder Sensoren montiert ist. Die Montage kann in bekannter Weise durch umbiegen von Laschen des Leitblechs, durch Heißumformen von aus der Bürstenbrückenebene über Ausnehmungen des Leitblech vorspringende Zapfen, durch Einklemmen von mit Widerhaken versehenen abgebogenen Laschen in Schlitze der Bürstenbrücke oder dgl. erfolgen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform eines Antriebes,
2a eine räumliche Darstellung eines Hohlrades gemäß der vierten Ausführungsform,
2b eine räumliche Darstellung des Hohlrades aus 5a aus anderer Perspektive,
3 eine Teilschnittansicht eines Planetengetriebes,
4 eine Darstellung der Bürstenbrücke mit einem Leitblech und
5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform eines elektrischen Antriebs 1, bestehend aus einem Elektromotor 2 und einem Planetengetriebe 3. Der Elektromotor 2 ist ein Kommutatormotor, mit einem Gehäusetopf 18, einem bewickelten Rotor 19 mit einem Kommutator 7 und einer Bürstenbrücke 13, die als Lagerschild dient. Das Planetengetriebe 3 umfasst ein mit der Bürstenbrücke 13 einstückiges Hohlrad mit der Hohlradverzahnung 4, ein Sonnenrad 14, einen Planetenträger 5 und Planetenräder 6a, 6b, 6c. Die Stirnseite 9 des Hohlrads ist in drei Winkelbereiche 8a, 8b, 8c unterteilt. Die Stirnseite 9 springt in diesen drei Winkelbereichen 8a, 8b, 8c unterschiedlich weit vor, so dass bei der Montage die Planetenräder 6a, 6b, 6c nacheinander in Eingriff mit der Hohlradverzahnung 4 kommen. Der Ausgang des Planetengetriebes 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Zahnstangengetriebe getrieblich verbunden. Der Antrieb dient z. B. als AGR-Antrieb.
2a und 2b zeigen das mit der Bürstenbrücke 13 einstückige Hohlrad, mit der Hohlradverzahnung 4 aus unterschiedlicher Perspektive. Die Planetenräder sind identisch ausgebildet und die Stirnseite 9 des Hohlrades ist in drei Bereiche 8a, 8b, 8c unterteilt, die jeweils ca. 120° des Umfangs einnehmen. Die Bereiche 8a, 8b, 8c springen unterschiedlich weit aus der Stirnseite 9 des Hohlrads 4 hervor.
3 zeigt eine Teilschnittansicht des Planetengetriebes 3, mit der Bürstenbrücke 13 als Hohlrad und der Hohlradverzahnung 4, dem Planetenträger 5, den Planetenrädern 6a, 6b, 6c, dem Sonnenrad 14 und einem Bürstenköcher 16. Der Bürstenköcher ist der dem Kommutatormotor zugewandten Seite der Bürstenbrücke 13 angeordnet.
4 ist Darstellung der Bürstenbrücke 13 mit einem Leitblech 20, das an seinen Enden als Kontakte 10 für einen Anschlussstecker ausgebildet ist. Die Bürstenbrücke 13 ist mit Leitblechen versehen, die über Schneidklemmkontakte 24 mit dem Leitblech 20 elektrisch kontaktiert ist. Weiter zeigt 4 die Bestückung der Bürstenbrücke 13 mit Bürstenköchern 16, Bürsten 15, Bürstenfedern 17, die durch Aufnahmedorne 20 gehalten sind. Die Bürstenbrücke 13 ist mit einem Zentrierring 23 einstückig, der als Anlagefläche im Motorgehäuse 18 dient.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebs, wobei der wesentliche Unterschied darin besteht, dass die Bürstenbrücke 13, insbesondere das Hohlrad hier auch als Gehäuseteil dient. Das Getriebegehäuse wird komplettiert durch einen Gehäusedeckel 21 der zusammen mit der Bürstenbrücke 13 an einem Flansch 26 des Gehäusetopfs 18 des Elektromotors mittels Befestigungsschrauben 22 verbunden ist. Weiter zeigt 5 eine Welle 11, die Bestandteil des Rotors 19 ist. Der Rotor weist einen Kommutator 7 auf, der über die Bürsten 15, die in den Bürstenköchern längsbeweglich geführt sind mit elektrischem Strom versorgt werden. Die Bürsten 15 und der Bürstenköcher sind auf der Bürstenbrücke 13 angeordnet. Die Bürstenbrücke 13 dient als Lagerschild mit einem Lager 27, das hier als Kugellager ausgeführt ist. Auf der dem Kommutatormotor abgewandten Seite der Bürstenbrücke ist die Welle 11 mit dem Sonnenrad 14 fest verbunden, das mit Planetenrädern 6 getrieblich in Eingriff ist. Die Planetenräder sind auf einem Planetenträger 5 aufgenommen und mit der Hohlradverzahnung 4 der Bürstenbrücke 13 in Eingriff. Der Planetenträger 5 ist mit einem zweiten Sonnenrad 28 einstückig, und auf der Welle 11 frei drehbeweglich gelagert. Das zweite Sonnenrad 28 ist mit Planetenrädern 30 eines zweiten Planetenradsatzes getrieblich in Eingriff, welche axial versetzt in die gleiche Hohlradverzahnung 4 der Bürstenbrücke 13 eingreifen. Die Planetenräder 30 sind auf einem zweiten Planetenträger 29 gelagert, der mit einem Ausgangsritzel 25 einstückig ist.
Die gezeigten Ausführungsformen sind nur beispielhaft beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.

1: Stellantrieb
2: Elektromotor
3: Planetengetriebe
4: Hohlradverzahnung
5: Planetenträger
6: Planetenräder
7: Kommutator
8: Winkelbereich
9: Stirnseite
10: Kontakte
11: Welle
12: Permanentmagnet
13: Bürstenbrücke
14: Sonnenrad
15: Bürsten
16: Bürstenköcher
17: Bürstenfeder
18: Gehäusetopf
19: Rotor
20: Aufnahmedorn
21: Gehäusedeckel
22: Befestigungsschrauben
23: Zentrierring
24: Schneidklemmkontakt
25: Ausgangsritzel
26: Flansch
27: Lager
28: zweites Sonnenrad
29: zweiter Planetenträger
30: zweiter Planetenradsatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19711423 C1 [0002]

Claims

Elektrischer Antrieb mit einem Kommutatormotor, der einen bewickelten Rotor mit einem Kommutator, einen mit Permanentmagneten versehenen Stator und eine statorfeste Bürstentragplatte aufweist, welche Bürsten trägt, die mit dem Kommutator in elektrischem Kontakt stehen, und mit einem Untersetzungsgetriebe, das ein statorfestes Hohlrad als Bestandteil eines Planetengetriebes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstentragplatte und das Hohlrad aus dem gleichen Material bestehen und einstückig sind.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstentragplatte als Lagerschild dient und ein Lager aufweist, in dem der Rotor drehbar gelagert ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten auf einer ersten dem Kommutatormotor zugewandten Seite der Bürstentragplatte und das Hohlrad auf einer zweiten dem Untersetzungsgetriebe zugewandten Seite der Bürstentragplatte angeordnet ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite des Hohlrades im Verzahnungsbereich mehrere Winkelbereiche aufweist, die unterschiedlich weit axial vorspringen.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad als Getriebegehäuse dient.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bürstentragplatte Leitbleche zur elektrischen Verschaltung von Bürsten und/oder Entstörbauteilen und/oder Sensoren durch Urformen eingebettet sind.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite der Bürstentragplatte ein Leitblech zur elektrischen Verschaltung von Bürsten und/oder Entstörbauteilen und/oder Sensoren montiert ist.