DE102012024113A1

DE102012024113A1 - Actuator i.e. choke actuator, for motor car, has electromotor with motor axles whose first axles support first group of gear wheels of gears and secondary axles support second group of gear wheels of gears

Info

Publication number: DE102012024113A1
Application number: DE201210024113
Authority: DE
Inventors: Uwe Klippert
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-12

Abstract

The actuator (1) has multistage gears (5) coupled with an outer runner motor i.e. brushless electromotor (3), for producing adjusting force that acts on a driving end of the gears. A gear stage is formed as output-side arranged worm gear stage (20), and two gear stages are formed as spur gear stages (17-19). Motor axles (10) of the brushless electromotor are provided with first axles for supporting a first group of gear wheels (23, 26, 27) of the gears and secondary axles (30) for supporting a second group of gear wheels (21, 24, 25, 28) of the gears.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb für ein Stellglied eines Kraftfahrzeugs, insbesondere auf einen Luftklappenverstellantrieb.The invention relates to an actuator for an actuator of a motor vehicle, in particular to a Luftklappenverstellantrieb.

Zur Verstellung von beweglichen Fahrzeugteilen (Stellgliedern), beispielsweise von Luftklappen im Motorraum des Fahrzeugs, werden meist elektrische Stellantriebe verwendet. Diese Stellantriebe umfassen einen Elektromotor und ein diesem abtriebsseitig nachgeordnetes Getriebe zur Wandlung und Übertragung der von dem Elektromotor erzeugten Stellkraft auf das Stellglied.For adjusting moving vehicle parts (actuators), such as louvers in the engine compartment of the vehicle, usually electric actuators are used. These actuators comprise an electric motor and a gear downstream of this on the output side for the conversion and transmission of the actuating force generated by the electric motor to the actuator.

Zur Gewichtsreduzierung werden häufig möglichst leistungsarme Elektromotoren in den Stellantrieben eingesetzt, zumal die Luftklappen häufig nur eine vergleichsweise geringe Verstellleistung benötigen. Allerdings wird der Bauraum des Stellantriebs dann durch die Größe des Getriebes erhöht, da aufgrund der geringen Leistung des Elektromotors eine hohe Übersetzung der Stellkraft erforderlich ist, um dennoch das für die Verstellung benötigte Drehmoment aufbringen zu können. Um bei hoher Übersetzung ein möglichst klein bauendes Getriebe einsetzen zu können, sind allerdings häufig komplexe und damit kostenintensive Getriebebauformen nötig.To reduce weight often low-power electric motors are used in the actuators, especially since the louvers often require only a comparatively low Verstellleistung. However, the space of the actuator is then increased by the size of the transmission, since due to the low power of the electric motor, a high gear ratio of the force is required to still apply the torque required for the adjustment can. However, in order to be able to use a gearbox that is as small as possible with a high gear ratio, complex and thus costly gearbox designs are often necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakten und dennoch einfach aufgebauten Stellantrieb anzugeben.The invention has for its object to provide a compact, yet simple actuator.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Stellantrieb für ein Stellglied eines Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.This object is achieved by an actuator for an actuator of a motor vehicle having the features of claim 1. Advantageous and partly inventive embodiments and further developments of the invention are set forth in the dependent claims and the description below.

Der erfindungsgemäße Stellantrieb umfasst ein Gehäuse, ein mehrstufiges Zahnradgetriebe, das auf seiner Abtriebsseite mit dem Stellglied koppelbar oder gekoppelt ist, sowie einen als Außenläufermotor ausgeführten Elektromotor zum Erzeugen einer Stellkraft, die antriebsseitig auf das Zahnradgetriebe wirkt. Mindestens eine Getriebestufe des Zahnradgetriebes ist hierbei als abtriebsseitig angeordnete Schneckengetriebestufe ausgeführt, wobei mindestens zwei Getriebestufen des Zahnradgetriebes als Stirnradgetriebestufen ausgebildet sind. Des Weiteren bildet die Motorachse des Elektromotors eine erste, vorzugsweise starre Achse zur Lagerung einer ersten Gruppe von Zahnrädern des Zahnradgetriebes. Der Stellantrieb umfasst außerdem eine zweite, vorzugsweise ebenfalls starre Achse zur Lagerung einer zweiten Gruppe von Zahnrädern des Zahnradgetriebes.The actuator according to the invention comprises a housing, a multi-stage gear transmission which is coupled or coupled on its output side with the actuator, as well as an external rotor motor designed as an electric motor for generating a force acting on the drive side on the gear transmission. At least one gear stage of the gear transmission is in this case designed as an output side arranged worm gear stage, wherein at least two gear stages of the gear transmission are designed as Stirnradgetriebestufen. Furthermore, the motor axis of the electric motor forms a first, preferably rigid axle for supporting a first group of toothed wheels of the toothed wheel transmission. The actuator also includes a second, preferably also rigid axle for supporting a second group of gears of the gear transmission.

Unter der Bezeichnung (starre) „Achse” wird hier und im Folgenden eine kreiszylindrische Stange verstanden, die verdrehfest gelagert ist und auf der die Zahnräder und der Außenläufer des Elektromotors beispielsweise mittels Wälzlager rotierbar gelagert sind. Mit anderen Worten sind die erste und die zweite Achse nicht zur Drehmomentübertragung vorgesehen.The term (rigid) "axis" is understood here and below a circular cylindrical rod which is mounted rotationally fixed and on which the gears and the external rotor of the electric motor are rotatably mounted, for example by means of rolling bearings. In other words, the first and second axles are not provided for torque transmission.

Durch die Verwendung der – vorzugsweise verlängerten – Motorachse des Elektromotors zur Lagerung sowohl des Außenläufers als auch der ersten Gruppe der Zahnräder kann der Stellantrieb auf einfache Weise besonders kompakt ausgeführt werden, da eine zusätzliche, d. h. von der Motorachse separate Achse zur Lagerung der ersten Gruppe der Zahnräder entfällt. Zudem stellt die Ausbildung der Getriebestufen als Stirnradgetriebestufen und Schneckengetriebestufe eine vergleichsweise einfache Ausführung des Zahnradgetriebes dar, beispielsweise im Vergleich zu einem ebenfalls kompakten aber komplexen Planetengetriebe.By using the - preferably extended - motor axis of the electric motor for supporting both the outer rotor and the first group of gears, the actuator can be made very compact in a simple manner, as an additional, d. H. separate axle for supporting the first group of gears is omitted from the motor axis. In addition, the formation of the gear stages as Stirnradgetriebestufen and worm gear stage is a comparatively simple embodiment of the gear transmission, for example, in comparison to a likewise compact but complex planetary gear.

Bei dem Elektromotor handelt es sich vorzugsweise um einen bürstenlosen Elektromotor, der auch als elektrisch kommutierter Elektromotor bezeichnet wird. Durch den Wegfall der (Kohle-)Bürsten weist der Elektromotor einen besonders einfachen mechanischen Aufbau auf. Zudem wird die Lebensdauer des Elektromotors vorteilhaft erhöht, da keine Bürsten vorhanden sind, die sich während des Betriebs des Elektromotors abnutzen können.The electric motor is preferably a brushless electric motor, which is also referred to as electrically commutated electric motor. By eliminating the (carbon) brushes, the electric motor has a particularly simple mechanical structure. In addition, the life of the electric motor is advantageously increased because there are no brushes that can wear during operation of the electric motor.

Der Stellantrieb ist vorzugsweise als Luftklappenstellantrieb zum Antrieb bzw. zur Verstellung von Luftklappen des Kraftfahrzeugs vorgesehen.The actuator is preferably provided as a damper actuator for driving or for adjusting the air flaps of the motor vehicle.

In zweckmäßiger Ausführung weist der Außenläufer des Elektromotors eine Anzahl von Permanentmagneten und einen magnetischen Rückschluss auf. Die Permanentmagneten und der Rückschluss sind dabei insbesondere mit Kunststoff umspritzt, so dass der Außenläufer eine Glocken- oder Topfform bildet, in die der Stator des Elektromotors hineinragt. Durch die Anordnung der Permanentmagneten sowie des Rückschlusses an dem (im Betrieb rotierenden) Außenläufer wird auf einfache Weise eine bürstenlose Ausführung des Elektromotors ermöglicht. Der innerhalb des topfförmig ausgeformten Außenläufers angeordnete Stator trägt bei dieser Ausführung des Außenläufers die im Betrieb des Elektromotors bestromten Feld- oder Spulenwicklungen.In an expedient embodiment, the external rotor of the electric motor has a number of permanent magnets and a magnetic return. The permanent magnets and the conclusion are in particular encapsulated with plastic, so that the external rotor forms a bell or cup shape into which protrudes the stator of the electric motor. Due to the arrangement of the permanent magnets and the conclusion of the (in operation rotating) external rotor is made possible in a simple manner, a brushless design of the electric motor. The arranged within the cup-shaped outer rotor stator carries in this embodiment of the external rotor in the operation of the electric motor energized field or coil windings.

In vorteilhafter Ausführung ist mindestens die antriebsseitige, d. h. die dem Elektromotor nachgeschaltete Getriebestufe durch zwei schräg verzahnte Stirnräder gebildet, die im Vergleich zu den Zahnrädern der übrigen Getriebestufen einen höheren Überdeckungsgrad aufweisen. Als „Überdeckungsgrad” wird hierbei das Maß eines Zahnradpaares bezeichnet, das angibt, wie viele Zähne zeitgleich im Eingriff stehen. Bei schräg verzahnten Stirnrädern wird der Überdeckungsgrad beispielsweise durch die Breite der Zahnräder bzw. der Zähne und/oder durch den Winkel der Zähne zur Rotationsachse beeinflusst. In bevorzugter und einfacher Ausführung sind hierbei die beiden Zahnräder der antriebsseitigen Getriebestufe insbesondere breiter als die Zahnräder der übrigen Getriebestufen ausgeführt. Der hohe Überdeckungsgrad der antriebsseitigen Getriebestufe führt zu einem ruhigen Lauf dieser Getriebestufe und damit auch zu einer besonders geringen Geräuschentwicklung.In an advantageous embodiment, at least the drive-side, that is, the downstream of the electric motor gear stage formed by two helical spur gears having a higher degree of coverage compared to the gears of the other gear stages. As "coverage" here is the measure of a gear pair indicates how many teeth are engaged at the same time. For helical spur gears, the degree of overlap is influenced, for example, by the width of the gears or the teeth and / or by the angle of the teeth relative to the axis of rotation. In a preferred and simple embodiment, in this case the two gears of the drive-side gear stage are in particular made wider than the gears of the other gear stages. The high degree of overlap of the drive-side gear stage leads to a smooth running of this gear stage and thus also to a particularly low noise.

Zweckmäßigerweise ist das dem Außenläufer zugeordnete antriebsseitige Zahnrad der antriebsseitigen Getriebestufe einstückig mit dem Außenläufer verbunden. In fertigungstechnisch vorteilhafter Ausführung ist das antriebsseitige Zahnrad hierbei in einem Kunststoff-Spritzgießprozess, gegebenenfalls in einem Mehrkomponenten-Spritzgießprozess, an den Außenläufer angeformt. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform, bei der Verbindungselemente zur kraftschlüssigen Verbindung des antriebsseitigen Zahnrads mit dem Außenläufer entfallen können.Appropriately, the external rotor associated drive-side gear of the drive-side gear stage is integrally connected to the external rotor. In production-technically advantageous embodiment, the drive-side gear is in this case formed in a plastic injection molding process, optionally in a multi-component injection molding process, to the external rotor. This results in a particularly compact design, can be omitted in the connecting elements for non-positive connection of the drive-side gear with the external rotor.

Die abtriebsseitige Schneckengetriebestufe umfasst ein (stirnverzahntes) Schneckenrad und eine sogenannte Schnecke. Die Schnecke ist als ein entlang seiner Rotationsachse langgestrecktes, zylinderförmiges Zahnrad ausgeführt, dessen Zähne vergleichbar zu den Gängen einer Schraube um den Zylinder des Zahnrads gewunden sind. In bevorzugter Ausführung ist das Schneckenrad abtriebsseitig in dem Zahnradgetriebe angeordnet und dabei insbesondere derart in dem Gehäuse aufgenommen, dass das Stellglied des Kraftfahrzeugs auf beiden Seiten des Schneckenrades mit diesem koppelbar oder gekoppelt ist. Die Rotationsachse des Schneckenrades steht dabei vorzugsweise senkrecht zu der ersten und der zweiten (starren) Achse. Im Rahmen der Erfindung ist es hierbei auch denkbar, dass die Rotationsachse des Schneckenrades windschief zu der ersten und der zweiten Achse steht.The output-side worm gear stage includes a (spur gear) worm wheel and a so-called worm. The worm is designed as a cylinder-shaped gearwheel elongated along its axis of rotation, the teeth of which are wound around the cylinder of the gearwheel comparable to the threads of a screw. In a preferred embodiment, the worm wheel is arranged on the output side in the gear transmission and in particular accommodated in the housing such that the actuator of the motor vehicle can be coupled or coupled on both sides of the worm wheel with this. The axis of rotation of the worm wheel is preferably perpendicular to the first and the second (rigid) axis. In the context of the invention, it is also conceivable that the axis of rotation of the worm wheel is skewed to the first and the second axis.

Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, eine Steuerelektronik, die zur Ansteuerung, insbesondere zur elektrischen Kommutierung des (bürstenlosen) Elektromotors vorgesehen ist, außerhalb des Gehäuses des Stellantriebs, beispielsweise in einer zentralen Steuereinheit des Kraftfahrzeugs, anzuordnen bzw. zu integrieren. In bevorzugter Ausführung ist allerdings die Steuerelektronik in dem Gehäuse des Stellantriebs aufgenommen.In principle, it is possible within the scope of the invention to arrange or integrate control electronics, which are provided for controlling, in particular for electrical commutation of the (brushless) electric motor, outside the housing of the actuator, for example in a central control unit of the motor vehicle. In a preferred embodiment, however, the control electronics is accommodated in the housing of the actuator.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Steuerelektronik dabei unmittelbar neben dem Außenläufer des Elektromotors angeordnet und weist einen Hallsensor auf, der zur Ermittlung einer Drehstellung des Außenläufers vorgesehen ist. Bevorzugt ist der Hallsensor dabei derart an der Steuerelektronik angeordnet, dass er in unmittelbarer Gegenüberstellung zu dem Außenläufer positioniert ist. Die Steuerelektronik ist dabei insbesondere dazu eingerichtet, die Wicklungen des Stators in Abhängigkeit der mittels des Hallsensors ermittelten Drehstellung des Außenläufers anzusteuern bzw. zu bestromen.In an expedient embodiment, the control electronics are arranged directly next to the external rotor of the electric motor and has a Hall sensor, which is provided for determining a rotational position of the external rotor. Preferably, the Hall sensor is arranged on the control electronics such that it is positioned in direct opposition to the outer rotor. The control electronics are in particular configured to control or energize the windings of the stator as a function of the rotational position of the external rotor determined by means of the Hall sensor.

Um eine unabhängige, d. h. redundante Energieversorgung des Elektromotors und/oder der gegebenenfalls vorhandenen Steuerelektronik zu ermöglichen, ist in vorteilhafter Ausführung in dem Gehäuse ein elektrochemischer Speicher angeordnet. Bei dem elektrochemischen Speicher handelt es sich beispielsweise um einen Akkumulator (kurz: Akku) oder um eine Batterie.To an independent, d. H. To enable redundant power supply of the electric motor and / or the possibly existing control electronics, an electrochemical storage is arranged in an advantageous embodiment in the housing. The electrochemical storage is, for example, an accumulator (in short: battery) or a battery.

Zweckmäßigerweise sind in dem Gehäuse mehrere Steckkontakte zur elektrischen und/oder elektronischen Signalübertragung mit dem Elektromotor und/oder mit der gegebenenfalls vorhandenen Steuerelektronik angeordnet. Die Steckkontakte sind dabei gegenüber dem Gehäuse nach innen versetzt, sodass diese den durch das Zahnradgetriebe abgedeckten Bauraum nicht vergrößern. Insbesondere sind die Steckkontakte in einer nach innen in das Gehäuse eingeformten Steckermulde angeordnet, die zur Aufnahme und Halterung eines komplementären Steckers vorgesehen ist.Conveniently, a plurality of plug contacts for electrical and / or electronic signal transmission to the electric motor and / or with the optional control electronics are arranged in the housing. The plug contacts are offset relative to the housing inwards, so that they do not increase the space covered by the gear box space. In particular, the plug contacts are arranged in a molded-in in the housing plug recess, which is provided for receiving and holding a complementary plug.

Im Rahmen der Erfindung ist es dabei möglich, dass die Steckkontakte unmittelbar auf der Steuerelektronik fixiert sind und durch das Gehäuse durchragen, oder dass die Steckkontakte in dem Gehäuse eingeformt und innenseitig beispielsweise über ein oder mehrere Kabel mit der Steuerelektronik kontaktiert sind. In einer optionalen Ausführung, insbesondere um eine redundante Energieversorgung sicherzustellen, weist das Gehäuse einen zweiten Satz Steckkontakte auf, die insbesondere in einer weiteren Steckermulde angeordnet sind.In the context of the invention, it is possible that the plug contacts are fixed directly on the control electronics and protrude through the housing, or that the plug contacts are formed in the housing and the inside contacted, for example via one or more cables to the control electronics. In an optional embodiment, in particular to ensure a redundant power supply, the housing has a second set of plug contacts, which are arranged in particular in a further plug recess.

In vorteilhafter Ausführung ist die Steuerelektronik dazu eingerichtet, den Elektromotor schrittweise anzusteuern. Mit anderen Worten kann der Elektromotor mehrere Zwischenstellungen des Stellglieds anfahren, die zwischen zwei Extremstellungen des Stellglieds angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, dass beispielsweise die Luftklappen des Kraftfahrzeugs mehrere Zwischenstellungen einnehmen können und dadurch der Luftstrom durch die mittels der Luftklappen verschließbaren Lüftungsöffnungen besonders präzise eingestellt werden kann.In an advantageous embodiment, the control electronics is set up to control the electric motor step by step. In other words, the electric motor can approach a plurality of intermediate positions of the actuator, which are arranged between two extreme positions of the actuator. This makes it possible that, for example, the louvers of the motor vehicle can occupy several intermediate positions and thereby the air flow can be adjusted very precisely by the closable by means of the louvers ventilation openings.

Vorzugsweise umfasst das Zahnradgetriebe des Stellantriebs insbesondere vier Getriebestufen, von denen drei als Stirnradgetriebestufen ausgebildet sind. Die vier Getriebestufen sind dabei insbesondere mit einer vergleichsweise hohen Getriebeübersetzung ausgebildet. Insbesondere ist der Elektromotor vergleichsweise leistungsarm ausgeführt, wobei die Getriebeübersetzung des Zahnradgetriebes beispielsweise ein Verhältnis von 1:500 aufweist, so dass dennoch ein hohes Abtriebsmoment am Schneckenrad erreicht wird. Die aufgrund der hohen Übersetzung geringe Verstellgeschwindigkeit, die mittels des Schneckenrades auf das Stellglied bzw. die Luftklappe übertragen wird, ist bei der Verwendung des Stellantriebs als Luftklappenstellantrieb nicht relevant.Preferably, the gear transmission of the actuator in particular comprises four gear stages, of which three are designed as Stirnradgetriebestufen. The four gear stages are in particular a comparatively high Gear ratio formed. In particular, the electric motor is designed comparatively low power, wherein the gear ratio of the gear transmission, for example, has a ratio of 1: 500, so that nevertheless a high output torque is achieved on the worm wheel. The low due to the high translation speed, which is transmitted by means of the worm wheel on the actuator or the air damper, is not relevant when using the actuator as a damper actuator.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 einen Stellantrieb mit einem Elektromotor, einem Zahnradgetriebe, einer Steuerelektronik und einem Gehäuse, wobei das Gehäuse geöffnet ist, 1 an actuator with an electric motor, a gear transmission, a control electronics and a housing, wherein the housing is open,

2 den Stellantrieb in einer Ansicht auf eine Oberseite des Gehäuses. 2 the actuator in a view on an upper side of the housing.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are always provided with the same reference numerals in all figures.

In 1 und 2 ist ein Stellantrieb 1 für ein Stellglied eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Bei dem Stellantrieb handelt es sich um einen Luftklappenstellantrieb zur Verstellung der Luftklappen des Kraftfahrzeugs. Der Stellantrieb 1 umfasst ein Gehäuse 2 sowie einen in dem Gehäuse 2 angeordneten Elektromotor 3 mit einer zugeordneten Steuerelektronik 4 und ein Zahnrad-Getriebe 5, das ebenfalls innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist.In 1 and 2 is an actuator 1 shown for an actuator of a motor vehicle. The actuator is an air damper actuator for adjusting the air flaps of the motor vehicle. The actuator 1 includes a housing 2 and one in the housing 2 arranged electric motor 3 with an associated control electronics 4 and a gear transmission 5 that is also inside the case 2 is arranged.

Der Elektromotor 3 ist als Außenläufermotor ausgebildet. Der Elektromotor 3 umfasst hierbei einen topfförmig ausgebildeten Außenläufer 6. An seiner Topfinnenseite trägt der Außenläufer 6 eine Anzahl von Permanentmagneten 7 sowie einen nicht näher dargestellten magnetischen Rückfluss. Innerhalb des topfförmigen Außenläufers 6 ist ein mit Drahtwicklungen versehener Stator 8 angeordnet, der über drei Klemmanschlüsse 9 elektrisch mit der Steuerelektronik 4 gekoppelt ist. Der Stator 8 ist mittels einer Motorachse 10 verdrehfest in dem Gehäuse 2 gelagert. Der Außenläufer 6 ist dagegen auf der Motorachse 10 rotierbar zu dem Stator 8 gelagert. Die Motorachse 10 stellt somit auch die Rotationsachse des Außenläufers 6 dar.The electric motor 3 is designed as an external rotor motor. The electric motor 3 in this case comprises a cup-shaped external rotor 6 , On its inside the pot carries the external rotor 6 a number of permanent magnets 7 and a non-illustrated magnetic reflux. Inside the pot-shaped external rotor 6 is a wire wound stator 8th arranged, via three terminal connections 9 electrically with the control electronics 4 is coupled. The stator 8th is by means of a motor axis 10 rotationally fixed in the housing 2 stored. The external rotor 6 is on the motor axis 10 rotatable to the stator 8th stored. The motor axis 10 thus also represents the axis of rotation of the outer rotor 6 represents.

Die Steuerelektronik 4 trägt einen Hallsensor 12, der zur Ermittlung einer Drehstellung des Außenläufers 6 bezüglich der Motorachse 10 vorgesehen ist und mit einem geringen Luftspalt zu dem Außenläufer 6 angeordnet ist. Die Steuerelektronik 4 ist dazu eingerichtet, die Wicklungen des Stators 8 in Abhängigkeit der Drehstellung des Außenläufers 6 zu bestromen, so dass der Außenläufer 6 über das Magnetfeld des Stators 8 in Drehung versetzt wird. Des Weiteren umfasst die Steuerelektronik 4 mehrere Steckkontakte 14, die zur Signalübertragung mit einer übergeordneten Steuereinheit des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind und die durch eine Steckermulde 16 des Gehäuses 2 nach außen ragen. Die Steckermulde 16 ist zur Aufnahme eines komplementär ausgeformten Steckers, der die der übergeordneten Steuereinheit zugeordneten Kontakte trägt, vorgesehen.The control electronics 4 carries a Hall sensor 12 for determining a rotational position of the external rotor 6 with respect to the motor axis 10 is provided and with a small air gap to the external rotor 6 is arranged. The control electronics 4 is adapted to the windings of the stator 8th depending on the rotational position of the external rotor 6 to energize, leaving the outrunner 6 over the magnetic field of the stator 8th is set in rotation. Furthermore, the control electronics includes 4 several plug contacts 14 , which are provided for signal transmission with a higher-level control unit of the motor vehicle and by a connector recess 16 of the housing 2 protrude outward. The plug recess 16 is for receiving a complementary shaped connector, which carries the parent control unit associated contacts provided.

Das Zahnradgetriebe 5 wird durch vier Getriebestufen gebildet. Die erste Getriebestufe, die mit dem Elektromotor 3 gekoppelt ist, wird dabei als Antriebsstufe 17 bezeichnet. Die kraftübertragungstechnisch nachgeordnete zweite und dritte Getriebestufe werden hier und im Folgenden als erste Zwischenstufe 18 und zweite Zwischenstufe 19 bezeichnet. Die vierte, abtriebsseitig angeordnete Getriebestufe ist in Form einer Schneckengetriebestufe 20 ausgeführt und umfasst eine Schnecke 21 und ein abtriebsseitiges Schneckenrad 22. Die Antriebsstufe 17 umfasst ein mit dem Außenläufer 6 einstückig verbundenes Antriebsritzel 23 und ein Antriebsrad 24, die miteinander im Eingriff stehen. Das Antriebsritzel 23 und das Antriebsrad 24 sind schrägverzahnt im Vergleich zu den nachgeschalteten Zahnrädern breiter ausgeführt, so dass sie einen hohen Überdeckungsgrad aufweisen und sich eine hohe Laufruhe einstellt.The gear transmission 5 is formed by four gear stages. The first gear stage, with the electric motor 3 is coupled, is doing as a drive stage 17 designated. The transmission and transmission second subordinate second gear stage are here and below as the first intermediate stage 18 and second intermediate 19 designated. The fourth, arranged on the output side gear stage is in the form of a worm gear stage 20 executed and includes a screw 21 and a driven-side worm wheel 22 , The drive stage 17 includes one with the outer rotor 6 integrally connected drive pinion 23 and a drive wheel 24 who are engaged with each other. The drive pinion 23 and the drive wheel 24 are made helical in comparison to the downstream gears wider, so that they have a high degree of coverage and adjusts a smooth running.

Die erste Zwischenstufen 18 umfasst ein erstes Zwischenritzel 25, das einstückig mit dem Antriebsrad 24 verbunden ist, und ein erstes Zwischenrad 26, das mit dem ersten Zwischenritzel 25 kämmt. Die zweite Zwischenstufe 19 umfasst ein zweites Zwischenritzel 27, das wiederum mit dem ersten Zwischenrad 26 einstückig verbunden ist, und ein mit dem zweiten Zwischenritzel 27 kämmendes zweites Zwischenrad 28. Das zweite Zwischenrad 28 ist wiederum einstückig mit der Schnecke 21 gefertigt. Die Zahnräder des Zahnrad-Getriebes 5 sind aus Kunststoff spritzgegossen. Die Übersetzung des Zahnrad-Getriebes 5 beträgt in geeigneter Dimensionierung 1:500.The first intermediate stages 18 includes a first intermediate pinion 25 that is integral with the drive wheel 24 connected, and a first intermediate 26 that with the first intermediate pinion 25 combs. The second intermediate 19 includes a second intermediate pinion 27 that in turn with the first intermediate 26 is integrally connected, and one with the second intermediate pinion 27 meshing second idler 28 , The second idler 28 is in turn integral with the screw 21 manufactured. The gears of the gear transmission 5 are injection molded from plastic. The translation of the gear transmission 5 is in suitable dimensions 1: 500.

Das Antriebsritzel 23, das erste Zwischenrad 26 sowie das zweite Zwischenritzel 27 sind auf der Motorachse 10 drehbar gelagert. Die Motorachse 10 stellt somit eine erste Achse des Stellantriebs 1 dar. Das Antriebsrad 24, das erste Zwischenritzel 25, sowie das zweite Zwischenrad 28 und die Schnecke 21 sind dabei auf einer zweiten Achse 30 drehbar gelagert. Der Stellantrieb 1 umfasst somit lediglich zwei Achsen, nämlich die Motorachse 10 sowie die zweite Achse 30, zur Lagerung des Außenläufers 6 sowie der einzelnen Zahnräder.The drive pinion 23 , the first idler 26 and the second intermediate pinion 27 are on the motor axis 10 rotatably mounted. The motor axis 10 thus represents a first axis of the actuator 1 dar. The drive wheel 24 , the first intermediate pinion 25 , as well as the second intermediate wheel 28 and the snail 21 are on a second axis 30 rotatably mounted. The actuator 1 thus comprises only two axes, namely the motor axis 10 as well as the second axis 30 , for storage of the external rotor 6 as well as the individual gears.

Das Schneckenrad 22 ist mit seiner Rotationsachse 31 senkrecht zu der Motorachse 10 (und zu der zweiten Achse 30) ausgerichtet. Das Schneckenrad 22 weist innenseitig ein Keilnabenprofil 32 zur formschlüssigen Kopplung mit dem Stellglied und zur Kraftübertragung auf das Stellglied auf. Das Schneckenrad 22 ist hierbei derart ausgestaltet, dass das Stellglied an beiden Stirnseiten, d. h. in beide Richtungen der Rotationsachse 31, mit dem Schneckenrad 22 gekoppelt werden kann. Hierfür sind in beiden Gehäusehälften des Gehäuses 2 entsprechende, d. h. sich mit der Nabe des Schneckenrades 22 deckende, Durchbrüche ausgeformt.The worm wheel 22 is with its axis of rotation 31 perpendicular to the motor axis 10 (and to the second axis 30 ). The worm wheel 22 has a splined inside profile 32 for positive coupling with the actuator and for transmitting power to the actuator. The worm wheel 22 is here designed such that the actuator on both end faces, ie in both directions of the axis of rotation 31 , with the worm wheel 22 can be coupled. For this purpose, in both housing halves of the housing 2 corresponding, ie with the hub of the worm wheel 22 opaque, breakthroughs formed.

Optional ist in der Steuerelektronik 4 ein Akku 33 zur redundanten Energieversorgung des Stallantriebs 1 integriert.Optional is in the control electronics 4 a battery 33 for the redundant energy supply of the stable drive 1 integrated.

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.The object of the invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other embodiments of the invention may be derived by those skilled in the art from the foregoing description.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Stellantriebactuator
22: Gehäusecasing
33: Elektromotorelectric motor
44: Steuerelektronikcontrol electronics
55: Zahnrad-GetriebeGear transmission
66: Außenläuferexternal rotor
77: Permanentmagnetpermanent magnet
88th: Statorstator
99: Klemmanschlussterminal connection
1010: Motorachsemotor axis
1212: HallsensorHall sensor
1414: Steckkontaktplug contact
1616: Steckermuldeplug cavity
1717: Antriebsstufedrive stage
1818: Zwischenstufeintermediate stage
1919: Zwischenstufeintermediate stage
2020: SchneckengetriebestufeWorm gear stage
2121: Schneckeslug
2222: Schneckenradworm
2323: Antriebsritzelpinion
2424: Antriebsraddrive wheel
2525: Zwischenritzelintermediate pinion
2626: Zwischenradidler
2727: Zwischenritzelintermediate pinion
2828: Zwischenradidler
3030: Achseaxis
3131: Rotationsachseaxis of rotation
3232: KeilnabenprofilSpline
3333: Akkubattery pack

Claims

Actuator ( 1 ), in particular air damper actuator, for an actuator of a motor vehicle, with a housing ( 2 ) and with a output side coupled to the actuator or coupled multi-stage gear transmission ( 5 ) and with a designed as an external rotor motor, in particular brushless electric motor ( 3 ) for generating a force, the drive side of the gear transmission ( 5 ) acts, - wherein at least one gear stage as the output side arranged worm gear stage ( 20 ) and at least two gear stages as spur gear stages ( 17 . 18 . 19 ), - the motor axis ( 10 ) of the electric motor ( 3 ) a first axis for supporting a first group of gears ( 23 . 26 . 27 ) of the gear transmission ( 5 ), and - wherein a second axis ( 30 ) for supporting a second group of gears ( 21 . 24 . 25 . 28 ) of the gear transmission ( 5 ) is provided.

Actuator ( 1 ) according to claim 1, wherein the external rotor ( 6 ) of the electric motor ( 3 ) a number of permanent magnets ( 7 ) and a magnetic return, and wherein the permanent magnets ( 7 ) and the conclusion are encapsulated with plastic.

Actuator ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the drive-side gear stage ( 17 ) helically toothed and compared to the other gear stages ( 18 . 19 . 20 ) has a higher degree of coverage.

Actuator ( 1 ) according to claim 3, wherein the drive-side gear ( 23 ) of the drive-side gear stage ( 17 ) in one piece with the outer rotor ( 6 ) connected is.

Actuator ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the output-side worm wheel ( 22 ) of the worm gear stage ( 20 ) in the housing ( 2 ) is added, that the actuator on both ends of the worm wheel ( 22 ) is coupled or coupled with this.

Actuator ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein in the housing ( 2 ) an electronic control system ( 4 ) for controlling the electric motor ( 3 ) is recorded.

Actuator ( 1 ) according to claim 6, wherein the control electronics ( 4 ) immediately next to the outer rotor ( 6 ) of the electric motor ( 3 ) is arranged and wherein at the control electronics ( 4 ) a Hall sensor ( 12 ) for determining a rotational position of the external rotor ( 6 ) of the electric motor ( 3 ) is arranged.

Actuator ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, wherein in the housing ( 2 ) an electrochemical storage ( 33 ) for independent power supply of the electric motor ( 3 ) and / or optionally the control electronics ( 4 ) is arranged.

Actuator ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, wherein in the housing ( 2 ) several Plug contacts ( 14 ) for electrical and / or electronic signal transmission with the electric motor ( 3 ) and / or optionally with the control electronics ( 4 ) are arranged, wherein the plug contacts ( 4 ) opposite the housing ( 2 ) are offset inwards.

Actuator ( 1 ) according to one of claims 6 to 9, wherein the control electronics ( 4 ) is adapted to the electric motor ( 3 ) step by step.

Actuator ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the gear transmission ( 5 ) by four gear stages ( 17 . 18 . 19 . 20 ) is formed.