DE102016119091A1

DE102016119091A1 - Actuator for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016119091A1
Application number: DE102016119091.8A
Authority: DE
Inventors: Andres Tönnesmann; Martin Nowak; Michael Sanders; Markus von Scheven
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-12
Anticipated expiration: 2036-10-08
Also published as: DE102016119091B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktuator (10) für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Elektromotor (18), welcher eine Antriebswelle (62) antreibt, einer Elektronikeinheit (30), und einem zweistufigen Planetengetriebe (66), welches die Antriebswelle (62) mit einer Abtriebswelle (106) des Aktuators (10) verbindet. Das Planetengetriebe (66) umfasst ein Sonnenrad (70), welches an der Antriebswelle (62) ausgebildet ist, ein ortsfestes Hohlrad (98), welches mit einem Gehäuse (14) des Aktuators (10) verbunden ist, ein Abtriebswellenhohlrad (102), welches an der Abtriebswelle (106) ausgebildet ist, und Planetenräder (74, 79), welche über das Sonnenrad (70) antreibbar sind. Die Planetenräder (74) der ersten Getriebestufe (78) sind mit dem ortsfesten Hohlrad (98) im Eingriff und die Planetenräder (79) der zweiten Getriebestufe (82) sind mit dem Abtriebswellenhohlrad (102) im Eingriff sind. Das Planetengetriebe (66) umfasst ferner einen Planetenradträger (94), über welchen die Planetenräder (74, 79) der ersten und zweiten Getriebestufe (78, 82) gelagert sind. Die Planetenräder (74) der ersten Getriebestufe (78) sind an dem Planetenradträger (94) relativ zu den Planetenrädern (79) der zweiten Getriebestufe (82) verdrehbar gelagert und die Planetenräder (74) der ersten Getriebestufe (78) und die Planetenräder (79) der zweiten Getriebestufe (82) sind mit dem Sonnenrad (70) im Eingriff.The present invention relates to an actuator (10) for an internal combustion engine having an electric motor (18) which drives a drive shaft (62), an electronics unit (30), and a two-stage planetary gear (66) which drives the drive shaft (62) with an output shaft (106) of the actuator (10) connects. The planetary gear (66) comprises a sun gear (70) formed on the drive shaft (62), a fixed ring gear (98) connected to a housing (14) of the actuator (10), a driven shaft gear (102), which is formed on the output shaft (106), and planet gears (74, 79) which are drivable via the sun gear (70). The planetary gears (74) of the first gear stage (78) are engaged with the stationary ring gear (98) and the planet gears (79) of the second gear stage (82) are engaged with the output shaft ring gear (102). The planetary gear (66) further comprises a planet carrier (94), via which the planet gears (74, 79) of the first and second gear stage (78, 82) are mounted. The planetary gears (74) of the first gear stage (78) are rotatably mounted on the planet carrier (94) relative to the planet gears (79) of the second gear stage (82) and the planet wheels (74) of the first gear stage (78) and the planet wheels (79 ) of the second gear stage (82) are engaged with the sun gear (70).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktuator für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Elektromotor, welcher eine Antriebswelle antreibt, einer Elektronikeinheit, und einem zweistufigen Planetengetriebe, welches die Antriebswelle mit einer Abtriebswelle des Aktuators verbindet. Das Planetengetriebe umfasst ein Sonnenrad, welches an der Antriebswelle ausgebildet ist, ein ortsfestes Hohlrad, welches mit einem Gehäuse des Aktuators verbunden ist, ein Abtriebswellenhohlrad, welches an der Abtriebswelle ausgebildet ist, und Planetenräder, welche über das Sonnenrad antreibbar sind. Die Planetenräder der ersten Getriebestufe sind mit dem ortsfesten Hohlrad im Eingriff und die Planetenräder der zweiten Getriebestufe sind mit dem Abtriebswellenhohlrad im Eingriff. Das Planetengetriebe umfasst ferner einen Planetenradträger, über welchen die Planetenräder gelagert sind.The present invention relates to an actuator for an internal combustion engine with an electric motor which drives a drive shaft, an electronic unit, and a two-stage planetary gear, which connects the drive shaft with an output shaft of the actuator. The planetary gear includes a sun gear formed on the drive shaft, a stationary ring gear connected to a housing of the actuator, a driven shaft ring gear formed on the output shaft, and planet gears drivable via the sun gear. The planet gears of the first gear stage are engaged with the stationary ring gear and the planet gears of the second gear stage are engaged with the output shaft ring gear. The planetary gear further comprises a planet carrier, over which the planetary gears are mounted.

Aktuatoren werden beispielsweise zur Verstellung von Klappen in Kraftfahrzeugen, wie bspw. Abgasklappen eingesetzt. Zur Verstellung solcher Klappen werden oft hohe Stellkräfte bzw. Momente benötigt. Zur Erzeugung solcher Stellkräfte bzw. Momente wird ein Drehmoment eines Elektromotors bspw. über ein Planetengetriebe untersetzt. Actuators are used, for example, for adjusting flaps in motor vehicles, such as exhaust flaps. To adjust such valves often high restoring forces or moments are required. To generate such restoring forces or torques, a torque of an electric motor is, for example, reduced by a planetary gear.

Die WO 2016/091580 A2 offenbart einen Aktuator mit einem Elektromotor, der eine Antriebswelle antreibt und mit einem zweistufigen Planetengetriebe, welches die Antriebswelle mit einer Abtriebswelle des Aktuators verbindet. An der Antriebswelle ist ein Sonnenrad ausgebildet, welches im Eingriff mit zwei Planetenrädern einer ersten Getriebestufe ist. Die Planetenräder der ersten Getriebestufe sind zusätzlich mit einem ortsfesten Hohlrad im Eingriff. Zwei Planetenräder einer zweiten Getriebestufe sind drehfest mit den Planetenrädern der ersten Getriebestufe verbunden und sind auf einer Achse lagernd in einem als Käfig ausgebildeten Planetenradträger gelagert. Die Planetenräder der zweiten Getriebestufe sind im Eingriff mit einem durch die Abtriebswelle ausgebildeten Hohlrad. The WO 2016/091580 A2 discloses an actuator with an electric motor that drives a drive shaft and a two-stage planetary gear that connects the drive shaft to an output shaft of the actuator. On the drive shaft, a sun gear is formed, which is in engagement with two planetary gears of a first gear stage. The planet gears of the first gear stage are additionally engaged with a stationary ring gear. Two planetary gears of a second gear stage are non-rotatably connected to the planetary gears of the first gear stage and are mounted on an axle in stock in a cage formed as a planet carrier. The planet gears of the second gear stage are engaged with a ring gear formed by the output shaft.

Der Aktuator nach dem Stand der Technik hat die Nachteile, dass sehr viele Montageschritte notwendig sind. Beispielsweise sind die Planetenräder der ersten Getriebestufe verdrehfest mit den Planetenräder der zweiten Getriebestufe zu verbinden. Dazu ist ein zusätzlicher Verfahrensschritt notwendig. In einem weiteren Verfahrensschritt müssen die Planetenräder in dem Planetenradträger angeordnet werden, so dass eine Achse durch den Planetenradträger und die Planetenräder hindurchgeschoben werden muss, um die Planetenräder im Planetenradträger zu lagern.The actuator according to the prior art has the disadvantages that very many assembly steps are necessary. For example, the planet gears of the first gear stage to be rotationally connected to the planet gears of the second gear stage. This requires an additional process step. In a further method step, the planetary gears must be arranged in the planet carrier, so that an axis must be pushed through the planet carrier and the planet gears to support the planetary gears in the planet carrier.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, einen Aktuator für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, welcher einfacher und wirtschaftlicher herstellbar ist und geringe Radialkräfte aufweist. The object of the present invention is thus to provide an actuator for an internal combustion engine, which is simpler and more economical to produce and has low radial forces.

Diese Aufgabe wird durch einen Aktuator für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an actuator for an internal combustion engine with the features of claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Aktuator sind die Planetenräder der ersten Getriebestufe an dem Planetenradträger relativ zu den Planetenrädern der zweiten Getriebestufe verdrehbar gelagert und die Planetenräder der ersten Getriebestufe und die Planetenräder der zweiten Getriebestufe sind mit dem Sonnenrad im Eingriff. Die Planetenräder der ersten Getriebestufe sind somit unabhängig von den Planetenrädern der zweiten Getriebestufe drehbar, so dass eine Winkelgeschwindigkeit der Planetenräder der ersten Getriebestufe unterschiedlich zu einer Winkelgeschwindigkeit der Planetenräder der zweiten Stufe sein kann, während die Lage der Achsen zueinander gleich bleibt. Dadurch entfallen Verfahrensschritte und konstruktive Maßnahmen, um die Planetenräder der ersten Getriebestufe mit den Planetenrädern der zweiten Getriebestufe verdrehfest zu verbinden. Der Aktuator ist dadurch einfacher und wirtschaftlicher herstellbar. Die Planetenräder beider Getriebestufen kämmen zudem mit dem Sonnenrad, so dass alle Planetenräder mit dem Hohlrad bzw. dem Abtriebswellenhohlrad und dem Sonnenrad in Kontakt sind. Dadurch werden die Planetenräder von dem Sonnenrad abgestützt, so dass eine geringe Radiallast an den Achsen der Planetenräder auftritt und das Drehmoment über mehrere Planetenräder übertragen wird. Dadurch wird ein guter Getriebewirkungsgrad erzielt und der Verschleiß minimiert. Die Komponenten des Planetengetriebes können dadurch kleiner dimensioniert werden, so dass der Aktuator wirtschaftlicher herstellbar ist. Beispielsweise kann aufgrund der geringen Radiallast auf einen Käfig als Planetenradträger verzichtet werden.In the actuator according to the invention, the planetary gears of the first gear stage are rotatably mounted on the planet carrier relative to the planetary gears of the second gear stage and the planet gears of the first gear stage and the planet gears of the second gear stage are engaged with the sun gear. The planetary gears of the first gear stage are thus rotatable independently of the planet gears of the second gear stage, so that an angular velocity of the planet gears of the first gear stage may be different from an angular velocity of the planet gears of the second stage, while the position of the axes remains equal to each other. This eliminates procedural steps and constructive measures to rotationally connect the planetary gears of the first gear stage with the planetary gears of the second gear stage. The actuator is thus easier and more economical to produce. The planet gears of both gear stages also mesh with the sun gear, so that all the planet gears with the ring gear and the output shaft and the sun gear are in contact. Thereby, the planet gears are supported by the sun gear, so that a small radial load on the axes of the planetary gears occurs and the torque is transmitted through a plurality of planetary gears. This achieves good transmission efficiency and minimizes wear. The components of the planetary gear can thereby be made smaller, so that the actuator can be produced more economically. For example, due to the low radial load can be dispensed with a cage as a planet carrier.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Verzahnung des Sonnenrades für beide Getriebestufen identisch, wobei sich eine Zähnezahl der Planetenräder und des Hohlrades der ersten Getriebestufe von einer Zähnezahl der Planetenräder und des Abtriebswellenhohlrades der zweiten Getriebestufe unterscheidet. Das Sonnenrad hat somit für beide Getriebestufen gleich viele Zähne. Die Zähne des Sonnenrades können sich somit über beide Getriebestufen erstrecken, so dass das Sonnenrad einfacher und damit wirtschaftlicher herstellbar ist und beide Planetenradsätze abgestützt werden.In a preferred embodiment of the invention, the teeth of the sun gear for both gear stages is identical, wherein a number of teeth of the planet gears and the ring gear of the first gear stage differs from a number of teeth of the planetary gears and the output shaft ring gear of the second gear stage. The sun gear thus has the same number of teeth for both gear stages. The teeth of the sun gear can thus extend over both gear stages, so that the sun gear is simpler and thus more economical to produce and both planetary gear sets are supported.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die erste Getriebestufe zwei Planetenräder auf. Vorzugsweise sind die Planetenräder an diametral gegenüberliegenden Seiten des Planetenradträgers angeordnet, so dass sich die entgegengesetzt wirkenden Kräfte aufheben. Dadurch kann auf eine Lagerung des Planetenradträgers auf einer Achse verzichtet werden. Der Aktuator kann dadurch einfacher und wirtschaftlicher hergestellt werden.In a further preferred embodiment of the invention, the first gear stage on two planet gears. Preferably, the planet gears arranged on diametrically opposite sides of the planet carrier, so that cancel the opposing forces acting. This can be dispensed with storage of the planet carrier on an axis. The actuator can be made easier and more economical.

Vorzugsweise weist die zweite Getriebestufe drei Planetenräder auf. Die Planetenräder sind vorzugsweise symmetrisch an dem Planetenradträger gelagert. Dadurch heben sich die Kräfte an den Planetenrädern größtenteils gegenseitig auf. Dadurch kann auf eine Lagerung des Planetenradträgers auf einer Achse verzichtet werden. Der Aktuator kann dadurch einfacher und wirtschaftlicher hergestellt werden. Zudem werden die Abtriebskräfte auf mehrere Planetenräder verteilt, so dass diese kleiner dimensioniert werden können.Preferably, the second gear stage on three planet gears. The planet gears are preferably mounted symmetrically on the planet carrier. As a result, the forces on the planet gears largely cancel each other out. This can be dispensed with storage of the planet carrier on an axis. The actuator can be made easier and more economical. In addition, the output forces are distributed over several planet gears, so that they can be made smaller.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Abtriebswelle in einem Gehäuse des Aktuators gelagert. Zwischen Gehäuse und Abtriebswelle sind folglich Lager angeordnet, so dass die Abtriebswelle über das Gehäuse gelagert ist. Querkräfte auf die Abtriebswelle können dadurch optimal durch die Strukturelemente des Gehäuses aufgenommen werden.In a preferred embodiment, the output shaft is mounted in a housing of the actuator. Between the housing and the output shaft therefore bearings are arranged so that the output shaft is mounted on the housing. Transverse forces on the output shaft can be optimally absorbed by the structural elements of the housing.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet. Die Hohlwelle ist somit hohlzylindrisch ausgebildet. Die Hohlwelle ist somit ähnlich einem Rohr ausgebildet. Mit einer solchen Welle kann trotz hoher Biegefestigkeit Material eingespart werden. Dadurch können die Herstellungskosten des Aktuators gesenkt und das Gewicht reduziert werden.In a preferred embodiment of the invention, the drive shaft is designed as a hollow shaft. The hollow shaft is thus formed as a hollow cylinder. The hollow shaft is thus formed similar to a tube. With such a wave material can be saved despite high bending strength. As a result, the manufacturing cost of the actuator can be reduced and the weight can be reduced.

Insbesondere kann so die Antriebswelle auf der Abtriebswelle gelagert werden. Es sind somit zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle Lager angeordnet, über welche die Antriebswelle auf der Abtriebswelle gelagert ist. Dadurch wird ein hohes Maß an Koaxialität der Antriebswelle zur Abtriebswelle erzielt, so dass auch eine Drehung beider Wellen koaxial zueinander ist. In particular, so the drive shaft can be mounted on the output shaft. There are thus arranged between the drive shaft and output shaft bearing, via which the drive shaft is mounted on the output shaft. As a result, a high degree of coaxiality of the drive shaft to the output shaft is achieved, so that a rotation of both shafts is coaxial with each other.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Planetenradträger zwischen den Getriebestufen angeordnet. Der Planetenradträger ist somit zwischen den Planetenrädern der ersten Getriebestufe und den Planetenräder der zweiten Getriebestufe angeordnet. Die Planetenräder beider Getriebestufe können dadurch, durch lediglich ein einziges Element gelagert werden, welches zwischen den Getriebestufen angeordnet ist. Dadurch benötigt das Planetengetriebe weniger Bauraum. Ein solcher Planetenradträger weist zudem einen einfachen Aufbau auf. In a preferred embodiment of the invention, the planet carrier is arranged between the gear stages. The planet carrier is thus arranged between the planet gears of the first gear stage and the planet gears of the second gear stage. The planet gears of both gear stage can be stored by only a single element, which is arranged between the gear stages. As a result, the planetary gear requires less space. Such a planet carrier also has a simple structure.

Vorzugsweise ist der Planetenradträger als Ring ausgebildet, welcher an den den Getriebestufen zugewandten Seiten Achsen aufweist, auf denen die Planetenräder gelagert sind. Von den beiden Seitenflächen des Ringes ragen somit stiftförmige Elemente ab, welche die Achsen der Planetenräder bilden. Die Planetenräder werden somit lediglich durch die Achsen an dem Planetenradträger gelagert. Eine solche Lagerung ist einfach und wirtschaftlich herzustellen. Preferably, the planet carrier is designed as a ring, which has on the sides facing the gear stages axes on which the planetary gears are mounted. From the two side surfaces of the ring thus protrude pin-shaped elements which form the axes of the planetary gears. The planet gears are thus stored only by the axes of the planet carrier. Such storage is simple and economical to manufacture.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Elektromotor ein BLDC Motor ist. Aufgrund der fehlenden Bürsten ist ein solcher bürstenloser Gleichstrommotor platzsparender im Gehäuse anzuordnen. Durch den Wegfall von den verschleißenden Bürsten ist dieser Elektromotor zudem deutlich wartungsärmer. It is particularly advantageous if the electric motor is a BLDC motor. Due to the lack of brushes, such a brushless DC motor is space-saving to arrange in the housing. By eliminating the wear of brushes, this electric motor is also significantly less maintenance.

Es wird somit ein Aktuator für eine Verbrennungskraftmaschine geschaffen, welcher einfacher und somit wirtschaftlicher herstellbar ist.There is thus provided an actuator for an internal combustion engine, which is simpler and thus more economical to produce.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. In diesen zeigen:Further details and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the embodiment in conjunction with the drawings. In these show:

1: Längsschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Aktuators für eine Verbrennungskraftmaschine, und 1 FIG. 3: a longitudinal section of the actuator according to the invention for an internal combustion engine, and FIG

2: Explosionszeichnung des Aktuators. 2 : Exploded view of the actuator.

Die 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Aktuators 10 für eine Verbrennungskraftmaschine. Der Aktuator 10 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 14, innerhalb dessen ein als BLDC Motor ausgebildeter Elektromotor 18 angeordnet ist. Der Elektromotor 18 umfasst einen drehfest mit dem Gehäuse 14 verbundenen Stator 22, welcher einen mit Permanentmagneten ausgestatteten Rotor 26 antreibt.The 1 shows a longitudinal sectional view of the actuator according to the invention 10 for an internal combustion engine. The actuator 10 includes a multi-part housing 14 , within which an electric motor designed as a BLDC motor 18 is arranged. The electric motor 18 includes a rotationally fixed to the housing 14 connected stator 22 , which is a rotor equipped with permanent magnets 26 drives.

An einem axialen Ende des Rotors 26 ist eine Elektronikeinheit 30 angeordnet, über welche der Stator 22 kommutiert wird. Die Elektronikeinheit 30 umfasst eine Platine 34, auf welcher Kommutierungssensoren 38 angeordnet sind, welche über magnetisch leitfähige Elemente 42, die zwischen Kommutierungssensor 38 und Rotor 26 angeordnet sind, das Magnetfeld des Rotors 26 und damit die Winkelposition von diesem detektieren. Die Platine 34 ist elektrisch über Kontakte 46 einer Steckerbuchse 50 kontaktiert. Zur Bestromung des Stators 22 ist eine Statorverschaltungseinheit 54 über Verbindungselementen 58 elektrisch mit der Platine 34 verbunden.At one axial end of the rotor 26 is an electronics unit 30 arranged over which the stator 22 is commuted. The electronics unit 30 includes a circuit board 34 on which commutation sensors 38 which are arranged via magnetically conductive elements 42 between commutation sensor 38 and rotor 26 are arranged, the magnetic field of the rotor 26 and thus detect the angular position of this. The board 34 is electrically via contacts 46 a socket 50 contacted. For energizing the stator 22 is a stator interconnection unit 54 over fasteners 58 electrically with the board 34 connected.

Der Rotor 26 ist fest mit einer als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 62 verbunden, so dass die Antriebswelle 62 mit dem Rotor 26 rotiert. An einem zur Elektronikeinheit 30 gegenüberliegenden axialen Ende des Rotors 26 ist ein zweistufiges Planetengetriebe 66 angeordnet, welches ein mit der Antriebswelle 62 verbundenes Sonnenrad 70, aufweist. Das Planetengetriebe 66 umfasst zusätzlich Planetenräder 74 einer ersten Getriebestufe 78 und Planetenräder 79 einer zweiten Getriebestufe 82, welche mit dem Sonnenrad 70 im Eingriff sind, so dass diese über das Sonnenrad 70 antreibbar sind. Eine Verzahnung 86 des Sonnenrades 70 ist dabei für beide Getriebestufen 78, 82 identisch. The rotor 26 is fixed to a drive shaft designed as a hollow shaft 62 connected so that the drive shaft 62 with the rotor 26 rotates. At one to the electronics unit 30 opposite axial end of the rotor 26 is a two-stage planetary gear 66 arranged, which one with the drive shaft 62 connected sun gear 70 , having. The planetary gear 66 also includes planet gears 74 a first gear stage 78 and planet gears 79 a second gear stage 82 , which with the sun wheel 70 are engaged, so this over the sun gear 70 are drivable. A gearing 86 of the sun wheel 70 is there for both gear stages 78 . 82 identical.

Die erste Getriebestufe 78 umfasst zwei Planetenräder 74 währenddessen die zweite Getriebestufe 78 drei Planetenräder 79 umfasst (siehe 2). Erfindungsgemäß sind die Planetenräder 74 der ersten Getriebestufe 78 und die Planetenräder 79 der zweiten Getriebestufe 82 auf Achsen 90 gelagert, welche sich von einem ringförmigen Planetenradträger 94, der zwischen den Getriebestufen 78, 82 angeordnet ist, axial erstrecken. Dadurch sind die Planetenräder 74 der ersten Getriebestufe 78 an dem Planetenradträger 94 relativ zu den Planetenrädern 79 der zweiten Getriebestufe 82 verdrehbar gelagert, während ihre Achsen 90 fest zueinander angeordnet sind. The first gear stage 78 includes two planet gears 74 meanwhile the second gear stage 78 three planet wheels 79 includes (see 2 ). According to the invention, the planet gears 74 the first gear stage 78 and the planet wheels 79 the second gear stage 82 on axes 90 stored, which differs from an annular planet carrier 94 that's between the gear stages 78 . 82 is arranged to extend axially. This causes the planetary gears 74 the first gear stage 78 on the planet carrier 94 relative to the planet wheels 79 the second gear stage 82 rotatably supported while their axes 90 are fixed to each other.

Die Planetenräder 74 der ersten Getriebestufe 78 sind im Eingriff mit einem ortsfesten Hohlrad 98, welches im Gehäuse 14 befestigt ist. Die Planetenräder 79 der zweiten Getriebestufe 82 sind im Eingriff mit einem Abtriebswellenhohlrad 102, welches an einer Abtriebswelle 106 befestigt ist. Eine Anzahl an Zähnen 110 der Planetenräder 74 und an Hohlradzähnen 111 der ersten Getriebestufe 78 unterscheidet sich dabei von einer Anzahl an Zähnen 112 der Planetenräder 79 und an Abtriebswellenhohlradzähnen 113 der zweiten Getriebestufe 82, so dass eine Untersetzung der Drehung der Antriebswelle 62 zur Drehung der Abtriebswelle 106 erzielt wird.The planet wheels 74 the first gear stage 78 are engaged with a stationary ring gear 98 which is in the housing 14 is attached. The planet wheels 79 the second gear stage 82 are engaged with a driven shaft 102 , which is connected to an output shaft 106 is attached. A number of teeth 110 the planet wheels 74 and at Hohlradzähnen 111 the first gear stage 78 differs from a number of teeth 112 the planet wheels 79 and at output shaft hollow gear teeth 113 the second gear stage 82 , so that a reduction of the rotation of the drive shaft 62 for rotation of the output shaft 106 is achieved.

Ein zu der Elektronikeinheit 30 axial entgegengesetztes Ende der Abtriebswelle 106 ragt aus dem Gehäuse 14 heraus und wird über eine Dichtung 114 nach außen hin abgedichtet. Auf diesem Ende kann bspw. ein Klappenkörper angeordnet werden. Die Abtriebswelle 106 ist über ein erstes Abtriebswellenlager 115 und ein zweites Abtriebswellenlager 118 in dem Gehäuse 14 gelagert. Das erste Abtriebswellenlager 115 ist dabei an einer radialen Außenseite 119 eines das Abtriebswellenhohlrad 102 tragenden Verbindungsabschnitts 120 angeordnet, währenddessen das zweite Abtriebswellenlager 118 an einem axialen Ende des Teils der Abtriebswelle 106 angeordnet ist, welches sich in Richtung der Elektronikeinheit 30 durch die als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle 62 erstreckt.One to the electronics unit 30 axially opposite end of the output shaft 106 protrudes from the case 14 out and about a seal 114 sealed to the outside. For example, a flap body can be arranged on this end. The output shaft 106 is via a first output shaft bearing 115 and a second output shaft bearing 118 in the case 14 stored. The first output shaft bearing 115 is on a radial outside 119 one of the output shaft ring gear 102 carrying connection section 120 arranged, while the second output shaft bearing 118 at an axial end of the part of the output shaft 106 is arranged, which is in the direction of the electronics unit 30 by the drive shaft designed as a hollow shaft 62 extends.

Die Antriebswelle 62 ist über ein erstes Antriebswellenlager 122, welches radial innenliegend zu dem ersten Abtriebswellenlager 115 zwischen einem Antriebswellenaußenumfang U_A und dem Verbindungsabschnitt 120 des Abtriebswellenhohlrades 102 angeordnet ist, und einem zweiten Antriebswellenlager 126, welches axial gegenüberliegend zu dem zweiten Abtriebswellenlager 118 zwischen einem Antriebswelleninnenumfang U_I und der Abtriebswelle 106 angeordnet ist, gelagert. An einem zur Elektronikeinheit 30 weisenden Ende der Abtriebswelle 106 ist ein Sensormagnet 130 angeordnet, welcher mit einem auf der Platine 34 angeordneten Positionssensor 134 zusammenwirkt, so dass eine Winkelposition der Abtriebswelle 106 detektierbar ist. The drive shaft 62 is about a first drive shaft bearing 122 which is radially inward of the first output shaft bearing 115 between a drive shaft outer circumference U _A and the connecting portion 120 the output shaft hollow wheel 102 is arranged, and a second drive shaft bearing 126 axially opposite the second output shaft bearing 118 between a drive shaft inner circumference U _I and the output shaft 106 is arranged, stored. At one to the electronics unit 30 pointing end of the output shaft 106 is a sensor magnet 130 arranged, which with one on the board 34 arranged position sensor 134 cooperates, so that an angular position of the output shaft 106 is detectable.

Der beschriebene erfindungsgemäße Aktuator weist somit einen verbesserten Aufbau auf, so dass die Herstellbarkeit vereinfacht ist und damit die Herstellungskosten reduziert sind.The described actuator according to the invention thus has an improved structure, so that the manufacturability is simplified and thus the manufacturing costs are reduced.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel eines Aktuators beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen und konstruktive Änderungen denkbar sind. Beispielsweise ist das Planetengetriebe nicht auf die gezeigte Anzahl an Planetenrädern beschränkt, so dass auch eine dazu verschiedene Anzahl an Planetenrädern verwendbar ist. Auch kann sich die Zähnezahl des Sonnenrades zwischen erster Getriebestufe und zweiter Getriebestufe ändern. It should be clear that the scope of protection is not limited to the described embodiment of an actuator, but various modifications and design changes are conceivable. For example, the planetary gear is not limited to the number of planetary gears shown, so that even a different number of planetary gears is used. Also, the number of teeth of the sun gear between the first gear and second gear can change.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Aktuator actuator
1414: Gehäuse casing
1818: Elektromotor electric motor
2222: Stator stator
2626: Rotor rotor
3030: Elektronikeinheit electronics unit
3434: Platine circuit board
3838: Kommutierungssensor commutation
4242: magnetisch leitfähiges Element magnetically conductive element
4646: Kontakte contacts
5050: Steckerbuchse socket
5454: Statorverschaltungseinheit Statorverschaltungseinheit
5858: Verbindungselement connecting member
6262: Antriebswelle drive shaft
6666: Planetengetriebe planetary gear
7070: Sonnenrad sun
7474: Planetenrad erste Getriebestufe Planetary gear first gear stage
7878: erste Getriebestufe first gear stage
7979: Planetenrad zweite Getriebestufe Planetary gear second gear
8282: zweite Getriebestufe second gear stage
8686: Verzahnung gearing
9090: Achse axis
9494: Planetenradträger planet
9898: Hohlrad ring gear
102102: Abtriebswellenhohlrad Abtriebswellenhohlrad
106106: Abtriebswelle output shaft
110110: Zähne Planetenrad erste Getriebestufe Teeth planet gear first gear stage
111111: Hohlradzähne Hohlradzähne
112112: Zähne Planetenrad zweite Getriebestufe Teeth planet gear second gear stage
113113: Abtriebswellenhohlradzähne Abtriebswellenhohlradzähne
114 114: Dichtung poetry
115115: erstes Abtriebswellenlager first output shaft bearing
118118: zweites Abtriebswellenlager second output shaft bearing
119119: radiale Außenseite radial outside
120120: Verbindungsabschnitt connecting portion
122122: erstes Antriebswellenlager first drive shaft bearing
126126: zweites Antriebswellenlager second drive shaft bearing
130130: Sensormagnet sensor magnet
134134: Positionssensor position sensor
U_A U _A: Antriebswellenaußenumfang Drive shaft outer periphery
U_I U _I: Antriebswelleninnenumfang Drive shaft inner periphery

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2016/091580 A2 [0003]

Claims

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine comprising: - an electric motor ( 18 ), which has a drive shaft ( 62 ), - an electronic unit ( 30 ), and - a two-stage planetary gear ( 66 ), which drives the shaft ( 62 ) with an output shaft ( 106 ) of the actuator ( 10 ), wherein the planetary gear ( 66 ): - a sun gear ( 70 ), which on the drive shaft ( 62 ) is formed, - a stationary ring gear ( 98 ), which with a housing ( 14 ) of the actuator ( 10 ), - an output shaft ( 102 ), which on the output shaft ( 106 ), - Planetary wheels ( 74 . 79 ), which via the sun gear ( 70 ) are driven, the planetary gears ( 74 ) of the first gear stage ( 78 ) with the stationary ring gear ( 98 ) are engaged and the planet gears ( 79 ) of the second gear stage ( 82 ) with the output shaft ring gear ( 102 ) are engaged, and - a planet carrier ( 94 ) over which the planet gears ( 74 . 79 ) of the first and second gear stage ( 78 . 82 ) are mounted, characterized in that the planetary gears ( 74 ) of the first gear stage ( 78 ) on the planet carrier ( 94 ) relative to the planetary gears ( 79 ) of the second gear stage ( 82 ) are mounted rotatably and that the planetary gears ( 74 ) of the first gear stage ( 78 ) and the planetary gears ( 79 ) of the second gear stage ( 82 ) with the sun wheel ( 70 ) are engaged.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the toothing ( 86 ) of the sun wheel ( 70 ) for both gear stages ( 78 . 82 ) is identical, wherein a number of teeth of the planetary gears ( 74 ) and the ring gear ( 98 ) of the first gear stage ( 78 ) of a number of teeth of the planet gears ( 79 ) and the output shaft hollow wheel ( 102 ) of the second gear stage ( 82 ) is different.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the first gear stage ( 78 ) two planet wheels ( 74 ) having.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear stage ( 82 ) three planet gears ( 79 ) having.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft ( 106 ) in a housing ( 14 ) of the actuator ( 10 ) is stored.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 62 ) is designed as a hollow shaft.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 62 ) on the output shaft ( 106 ) is stored.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the planet carrier ( 94 ) between the gear stages ( 78 . 82 ) is arranged.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the planet carrier ( 94 ) is formed as a ring, which at the gear stages ( 78 . 82 ) facing sides axes ( 90 ), on which the planet gears ( 74 . 79 ) are stored.

Actuator ( 10 ) for an internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 18 ) is a BLDC motor.