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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung zum Verschwenken eines Flügels mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Die Erfindung kann in einer Antriebseinrichtung zum Verschwenken eines Flügels Anwendung finden, wobei unter einem Flügel insbesondere ein Tür- oder Fensterflügel verstanden wird. Als Türflügel wird der schwenkbare Teil einer Tür bezeichnet, für den auch die Bezeichnung Türblatt geläufig ist.
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Derartige Antriebseinrichtungen sind bekannt. Eine solche Antriebseinrichtung umfasst eine elektrische Maschine sowie ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Getriebe. Über das Getriebe ist die elektrische Maschine mit einer Schließereinheit gekoppelt. Diese Schließereinheit umfasst einen mechanischen Energiespeicher und ein mit dem Energiespeicher gekoppeltes Schließerrad. Über das Getriebe sind der Rotor der elektrischen Maschine und das Schließerrad wirkverbunden, so dass der Flügel entweder durch die elektrische Maschine oder durch die Schließereinheit oder durch beide angetrieben werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Antriebseirichtung aufzuzeigen, mit welcher ein zuverlässiges Schließen eines Flügels ermöglicht wird, bevorzugt wobei der für die Antriebseirichtung benötigte Bauraum möglichst gering zu halten ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Antriebseinrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und in den Figuren angegeben. Merkmale und Details, die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung beschrieben sind, gelten dabei auch in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder der erfindungsgemäßen Verwendung und umgekehrt. Dabei können die in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Besonders vorteilhaft wird eine Antriebseinrichtung zum Verschwenken eines Flügels um eine Flügelachse, insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels aufgezeigt. Die Antriebseinrichtung weist ein Motor-Getriebe-Modul auf, das eine elektrische Maschine aufweist, wobei die elektrische Maschine einen, insbesondere einzigen, Stator und einen, insbesondere einzigen, um eine Maschinenachse drehbaren Rotor aufweist. Die Antriebseirichtung weist auch ein Getriebe auf, wobei die Antriebseinrichtung eine um eine Abtriebsachse drehbare Abtriebswelle aufweist. Besonders vorteilhaft bei der Antriebseinrichtung ist es, dass das Getriebe ein Übersetzungsverhältnis als Quotient aus der Drehzahl des Rotors als Dividend und der Drehzahl der Abtriebswelle aufweist, wobei das Übersetzungsverhältnis kleiner ist als 125, bevorzugt kleiner ist als 100, besonders bevorzugt kleiner ist als 75.
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Durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, welches kleiner ist als 125, bevorzugt kleiner ist als 100, besonders bevorzugt kleiner ist als 75, wird ein kompakter Aufbau des Getriebes ermöglicht, so dass die Antriebseinrichtung insgesamt kompakt baut, wobei aber auch eine Reibungsreduktion erreicht wird. Auch die Effizienz des Getriebes kann dabei erhöht werden, denn bei kleinen Übersetzungsverhältnissen können Energieverluste reduziert werden.
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Bei bekannten Antriebseinrichtungen erweist es sich als nachteilig, dass dem Drehmoment, welches von dem Schließer-Modul zum Schließen des Flügels bereitgestellt wird, ein relativ hohes Drehmoment entgegengerichtet ist, welches durch das Getriebe und/oder die elektrische Maschine hervorgerufen wird. Dieses Drehmoment muss zum Schließen des Flügels von dem Schließer-Modul überwunden werden. Insbesondere in einem Notfall, beispielsweise bei einem Brand oder einem Stromausfall, kann die Funktionalität der elektrischen Maschine nicht gewährleistet werden. In idealer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens durch die erfindungsgemäße Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, welches kleiner ist als 125, bevorzugt kleiner ist als 100, besonders bevorzugt kleiner ist als 75, kann das dem Schließer-Modul entgegenwirkende Drehmoment beim Schließen des Flügels reduziert werden. Daher kann auch im Notfall, beispielsweise bei einem Brand, ein sicheres rein mechanisches Schließen durch das Schließer-Modul ermöglicht werden.
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Insbesondere kann die Abtriebswelle insbesondere drehfest mit einem Hebel zur Ausbildung einer Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Flügel oder mit einer Zarge verbunden sein. Dabei dient der Hebel zur Ausbildung der Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Flügel oder mit der Zarge, wobei die Antriebseinrichtung wahlweise an der Zarge oder an dem Flügel montierbar ist. Von dem Begriff Zarge wird im Sinne der Erfindung auch ein Türrahmen oder Fensterrahmen umfasst. Insbesondere kann der Hebel derart ausgebildet sein, dass eine Spannungsversorgung der elektrischen Maschine und/oder zumindest ein Steuerungssignal für die elektrische Maschine über den Hebel an das Motor-Getriebe-Modul, insbesondere an die elektrische Maschine, übertragbar sind.
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Insbesondere kann das Motor-Getriebe-Modul ein Motor-Getriebe-Gehäuse aufweisen. Insbesondere kann die elektrische Maschine vollständig innerhalb des Motor-Getriebe-Gehäuses angeordnet sein. Insbesondere kann die Abtriebswelle zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, innerhalb des Motor-Getriebe-Gehäuses angeordnet sein.
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Dabei bedeutet die Formulierung - innerhalb des Gehäuses -, dass die Elemente zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in dem vom Gehäuse gebildeten Raum angeordnet sind.
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Insbesondere kann die elektrische Maschine als Motor und/oder Generator ausgebildet sein. Als Motor kann die Maschine aus elektrischer Energie eine Drehbewegung, insbesondere ein Drehmoment, erzeugen. Als Generator kann die Maschine aus einer Drehbewegung, insbesondere aus einem Drehmoment, elektrische Energie erzeugen.
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Mit den Begriffen Achse, Flügelachse und Abtriebsachse sind virtuelle Achsen, insbesondere auch Drehachsen, gemeint, die in ihrer Erstreckung grundsätzlich nicht begrenzt sind. Mit der Maschinenachse ist die Drehachse gemeint, um welche sich der Rotor der elektrischen Maschine dreht.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine, insbesondere als Motor, ein Verhältnis aus dem maximalen Drehmoment zu der axialen Erstreckung der Maschine aufweist, das größer ist als 30 Nm/m, bevorzugt größer ist als 100 Nm/m, besonders bevorzugt größer ist als 200 Nm/m. Insbesondere kann dieses Verhältnis größer als 50 Nm/m, bevorzugt größer als 70 Nm/m, besonders bevorzugt größer als 150 Nm/m, sein. Insbesondere kann die elektrische Maschine eine Drehmomentdichte, also Drehmoment zu Motorvolumen, von größer oder gleich 6000 Nm/m^3, bevorzugt von größer oder gleich 15000 Nm/m^3 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 20000 Nm/m^3 und/oder eine Drehmomentkonstante von größer oder gleich 0,1 Nm/A, bevorzugt von größer oder gleich 0,2 Nm/A und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,3 Nm/A aufweisen. Diese Ausgestaltungen der elektrischen Maschine ermöglichen einen kompakten Aufbau des Getriebes und derart kleine Übersetzungsverhältnisse, wobei dennoch ein zuverlässiges, insbesondere unterstütztes Öffnen und/oder ein zuverlässiges Schließen des Flügels ermöglicht wird. Die Antriebseinrichtung baut daher insgesamt kompakt.
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In bevorzugter Ausgestaltung weist die Antriebseinrichtung ein Schließer-Modul mit einem mechanischen Energiespeicher und einem Übersetzungselement zur Übersetzung der linearen Bewegung des Energiespeichers in eine Drehbewegung des Übersetzungselements auf.
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Insbesondere können die Abtriebsachse und die Drehachse des Übersetzungselements parallel zueinander verlaufen. Einerseits drehen sich die Abtriebswelle und das Übersetzungselement dadurch nicht um dieselbe Drehachse und können an unterschiedlichen Positionen, insbesondere modular, angeordnet werden. Andererseits werden durch den parallelen Verlauf Energieverluste reduziert und die Montage erleichtert.
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Insbesondere kann der mechanische Energiespeicher eine oder mehrere Druckfedern und/oder Zugfedern umfassen, die über einen Laschenwagen mit dem Übersetzungselement zur Übersetzung der linearen Bewegung des Energiespeichers in eine Drehbewegung des Übersetzungselements verbunden sind. Insbesondere kann das Übersetzungselement als Kurvenscheibe, besonders bevorzugt als herzförmige Hubkurvenscheibe, ausgebildet sein.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung weist die Antriebseinrichtung ein Schnittstellenelement zur Ausbildung einer Wirkverbindung zwischen dem Motor-Getriebe-Modul und dem Schließer-Modul auf. Bevorzugt ist, dass das Schnittstellenelement zumindest ein Zahnrad aufweist, insbesondere mehrere Zahnräder aufweist.
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Insbesondere kann die elektrische Maschine mit dem Getriebe in einem Motor-Getriebe-Gehäuse angeordnet sein, wobei der Energiespeicher mit dem Übersetzungselement und/oder einem Schließer-Rad in dem Schließer-Gehäuse angeordnet sein können. Dabei können das Motor-Getriebe-Gehäuse und ein Schließer-Gehäuse einander zugewandte Öffnungen umfassen, durch die das Getriebe und das Übersetzungselement mittels des Schnittstellenelements miteinander in Wirkverbindung stehen Das Motor-Getriebe-Gehäuse kann zumindest eine weitere Öffnung koaxial zu der Abtriebswelle für die Verbindung mit dem Hebel aufweisen.
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Insbesondere kann das Motor-Getriebe-Gehäuse eine erste Öffnung aufweisen, wobei das Schließer-Gehäuse eine zweite Öffnung umfasst. Das Motor-Getriebe-Gehäuse und das Schließer-Gehäuse sind derart zueinander angeordnet, dass durch die erste und die zweite Öffnung das Schließer-Modul, insbesondere der Energiespeicher, und das Getriebe, insbesondere die Abtriebswelle, mittels des Schnittstellenelements miteinander in Wirkverbindung stehen.
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Bevorzugt ist, dass das Schnittstellenelement in das Motor-Getriebe-Gehäuse des Motor-Getriebe-Moduls und/oder in das Schließer-Gehäuse des Schließer-Moduls hineinragt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Schnittstellenelement in den von dem jeweiligen Gehäuse gebildeten Raum hineinragt.
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Noch weiter bevorzugt ist, dass das Schnittstellenelement zumindest teilweise von einem Schließer-Rad, insbesondere Schließer-Zahnrad, gebildet ist oder mit dem Schließer-Rad in Eingriff steht. Das Schließer-Rad ist koaxial, insbesondere drehfest, mit dem Übersetzungselement verbunden. Bevorzugt ist, dass das Übersetzungselement und das Schließer-Rad formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sind, bevorzugt einstückig ausgebildet sind. Insbesondere kann das Übersetzungselement und/oder das Schließer-Rad zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb des Schließer-Gehäuses angeordnet sein. Insbesondere kann die Abtriebswelle zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, innerhalb des Schließer-Gehäuses des Schließer-Moduls angeordnet sein.
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Weiter bevorzugt ist, dass das Schließer-Modul einen fixierten Achskörper aufweist, wobei das Übersetzungselement und das Schließer-Zahnrad an dem Achskörper drehbar gelagert sind.
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Insbesondere kann das Schließer-Modul das Schließer-Gehäuse aufweisen, wobei der Achskörper an dem Schließer-Gehäuse fixiert ist.
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Insbesondere kann das Motor-Getriebe-Gehäuse mit dem Schließer-Gehäuse kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein, bevorzugt mittels zumindest einer Verschraubung und/oder einer Verstiftung und/oder einer Presspassung und/oder einer T-Nut und/oder einer Schnappverbindung.
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Insbesondere kann das Motor-Getriebe-Gehäuse eine oder mehrere vorgefertigte Aufnahmestellen zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit der elektrischen Maschine und/oder dem Getriebe und/oder der Abtriebswelle aufweisen. Insbesondere kann das Schließer-Gehäuse eine oder mehrere vorgefertigte Aufnahmestellen zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit dem Schließer-Rad und/oder dem Übersetzungselement und/oder dem Achskörper und/oder dem Laschenwagen aufweisen.
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In weiter bevorzugter Ausgestaltung kann das Getriebe ein mit der Abtriebswelle koaxiales, bevorzugt drehfestes, Abtriebsrad, insbesondere Abtriebszahnrad aufweisen. Das Abtriesrad kann das Schnittstellenelement bilden, oder kann mit dem Schnittstellenelement in Eingriff stehen.
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Insbesondere kann das Abtriebsrad und die Abtriebswelle, formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein, bevorzugt einstückig ausgebildet sein.
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Insbesondere können das Abtriebsrad und das Schließer-Rad als ineinandergreifende Zahnräder ausgebildet sein.
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Insbesondere kann die Drehachse des Abtriebsrads zwischen der Drehachse des Schließer-Rads und der Maschinenachse verlaufen. Alternativ oder kumulativ kann die Drehachse des Abtriebsrads parallel zu der Drehachse des Schließer-Rads und/oder zu der Maschinenachse verlaufen.
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Insbesondere kann ein Übersetzungsverhältnis von dem Übersetzungselement zu der Abtriebswelle im Bereich von 0,6 bis 1,1, bevorzugt im Bereich von 0,65 bis 1,05, besonders bevorzugt im Bereich von 0,7 bis 1,0, insbesondere 0,75 bis 0,9 liegen. Mit dem Übersetzungsverhältnis ist hierbei der Quotient aus einer Drehzahl des Übersetzungselements als Dividend und einer Drehzahl der Abtriebswelle oder der Quotient aus einem Drehmoment des Übersetzungselements als Dividend und einem Drehmoment der Abtriebswelle gemeint.
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Bevorzugt ist das Getriebe als Zahnradgetriebe, bevorzugt als insbesondere mehrstufiges Stirnradgetriebe und/oder als Planetengetriebe oder als Exzentergetriebe ausgebildet.
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Insbesondere kann das Getriebe als eine Kombination aus Planetengetriebe und Stirnradgetriebe ausgebildet sein. Dabei kann ein Hohlrad des Planetengetriebes eine Außenverzahnung aufweisen und als Stirnrad agieren, insbesondere wobei das Hohlrad in Eingriff mit dem Schließer-Rad des Schließer-Moduls und/oder dem Schnittstellenelement steht und/oder wobei das Hohlrad das Schnittstellenelement bildet.
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Als Planetengetriebe kann das Getriebe ein mit dem Rotor drehfestes, insbesondere einstückiges, Sonnenrad, mehrere um das Sonnenrad an einem Planetenträger befestigte Planetenräder und das mit den Planeten in Eingriff stehende Hohlrad aufweisen. Dabei kann das Hohlrad drehbar gelagert sein und den Leistungsausgang des Planetengetriebes bilden, wobei der Planetenträger feststehend ausgeführt ist. Alternativ kann der Planetenträger drehbar gelagert sein und den Leistungsausgang des Planetengetriebes bilden, wobei das Hohlrad feststehend ausgeführt ist. Die Begriffe Planet und Planetenrad werden synonym verwendet.
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Als Planetengetriebe kann das Getriebe ferner zumindest eine Wolfromstufe aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform einer derartigen Wolfromstufe weist das Planetengetriebe eine erste Getriebestufe und eine zweite Getriebestufe auf, wobei die erste Getriebestufe ein Sonnenrad, mehrere erste an einem Planetenträger befestigten, von dem Sonnenrad angetriebenen Planeten und ein erstes feststehendes Hohlrad umfasst und die zweite Getriebestufe ein zweites drehbares Hohlrad, zweite mit den ersten Planeten drehfeste, insbesondere einstückige Planeten umfasst, wobei die zweiten Planeten das zweite Hohlrad antreiben. Insbesondere kann das zweite Hohlrad dabei den Leistungsausgang des Planetengetriebes bilden.
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Als Exzentergetriebe kann das Getriebe als Planeten-Exzentergetriebe und/oder Wellgetriebe ausgeführt sein.
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Insbesondere kann dabei eine Dämpfung der Bewegung des Energiespeichers hydraulikfrei erfolgen. Alternativ oder kumulativ kann die Antriebseinrichtung ausschließlich über das Getriebe und die elektrische Maschine die Bewegung des Energiespeichers dämpfen.
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Noch weiter bevorzugt kann das Getriebe ein erstes koaxial mit der Maschinenachse drehbares Getriebeelement aufweisen. Insbesondere kann das erste Getriebeelement drehfest mit dem Rotor verbunden sein, wobei bevorzugt ist, dass das Getriebe ein zweites Getriebeelement aufweist, welches mit dem ersten Getriebeelement wirkverbunden ist. Besonders bevorzugt ist, dass eine Drehachse des zweiten Getriebeelements in einem Bauraum zwischen der Maschinenachse und einer virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine verlängerten äußeren Mantelfläche des Rotors oder einer virtuell in axialer Richtung der Maschine verlängerten äußeren Mantelfläche des Stators, insbesondere parallel zu der Maschinenachse, verläuft. Insbesondere kann das zweite Getriebeelement mittels eines zweiten Stirnrads oder mittels eines Planetenrads gebildet werden. Dadurch wird eine kompakte Bauweise in radialer Richtung der elektrischen Maschine erreicht.
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Bevorzugt ist dabei, dass das erste und das zweite Getriebeelement oder das gesamte Getriebe vollständig in einem Bauraum angeordnet ist, wobei der Bauraum durch eine virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine verlängerte äußere Mantelfläche des Rotors oder durch eine virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine verlängerte äußere Mantelfläche des Stators begrenzt wird.
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Besonders bevorzugt ist, dass die elektrische Maschine als Axialflussmaschine ausgebildet ist. Bevorzugt ist, dass der Stator eine oder mehrere Spulen aufweist und der Rotor einen oder mehrere Permanentmagneten aufweist. Insbesondere kann zumindest ein, insbesondere jeder, Permanentmagnet plattenförmig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Rotor eine Rotorplatte, insbesondere Rotorscheibe aufweisen. Ferner kann zumindest ein, insbesondere jeder, Permanentmagnet von der Rotorplatte des Rotors in axialer Richtung der Maschine, insbesondere in Richtung zu dem Stator, abstehen. Insbesondere kann die Rotorplatte eine oder mehrere Vertiefungen, insbesondere eine der Anzahl der Permanentmagneten entsprechende Anzahl an Vertiefungen, aufweisen, wobei in jeweils einer Vertiefung ein Permanentmagnet einliegt. Insbesondere kann dabei die Form der Vertiefung, insbesondere jeder Vertiefung, der Form des einliegenden Permanentmagneten entsprechen. Dies dient zur Sicherung der Permanentmagnete auf dem Rotor, insbesondere auf der Rotorplatte.
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Bei der Axialflussmaschine wird der magnetische Fluss hauptsächlich parallel zu der Maschinenachse der elektrischen Maschine gebildet. Die Axialflussmaschine weist eine im Vergleich zu anderen Maschinentypen geringe axiale Baulänge auf. Unter der axialen Baulänge wird eine Baulänge in einer zu der Maschinenachse parallelen Richtung verstanden. Die Verwendung einer Axialflussmaschine ermöglicht daher eine Reduktion der Abmessungen der elektrischen Maschine in axialer Richtung. Hierdurch kann eine kompakte Ausgestaltung des Motor-Getriebe-Moduls ermöglicht werden. Insbesondere kann es sich bei der Axialflussmaschine um eine bürstenlose Gleichstrommaschine, insbesondere eine sogenannte BLDC-Maschine, handeln. Eine derartige Maschine ist wie eine Drehstrom-Synchronmaschine mit Erregung durch Permanentmagnete aufgebaut.
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Mit dem Begriff der Spule ist ein elektrischer Leiter mit zumindest einer Wicklung gemeint. Der elektrische Leiter kann dabei als, insbesondere mittels einer Beschichtung, bevorzugt mittels eines Isolierlacks, isolierter Draht und/oder isoliertes Band ausgeführt sein. Hierzu kann der Leiter eine Isolierbeschichtung, insbesondere einen Isolierlack, aufweisen. Insbesondere kann die Spule als vergossene Spule ausgebildet sein, wobei einzelne Wicklungen der Spule mittels eines Vergussmaterials voneinander elektrisch isoliert.
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Insbesondere können die Spulen des Stators derart angeordnet sein, dass durch die Spule oder die Spulen ein magnetischer Fluss in einer Richtung parallel zu der Maschinenachse erzeugbar ist. Insbesondere der Stator kann eine oder mehrere Spulen, bevorzugt 7 bis 16, besonders bevorzugt 10 bis 14 Spulen aufweisen, wobei die Spule oder die Spulen des Stators derart angeordnet sind, dass durch die Spule oder die Spulen der magnetische Fluss in der Richtung parallel zu der Maschinenachse erzeugbar ist.
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Insbesondere kann die Antriebseinrichtung zum Bewegen oder Verschwenken des Flügels, insbesondere des Türflügels oder des Fensterflügels, mit der elektrischen Maschine vorgesehen sein, wobei die elektrische Maschine als Axialflussmaschine ausgebildet ist und den, insbesondere einzigen, Stator und den, insbesondere einzigen, um die Maschinenachse gegenüber dem Stator drehbaren Rotor aufweisen kann.
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Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft hinsichtlich der kompakten Bauweise bei gleichzeitig hoher Leistung, wobei zudem eine Bauraumeinsparung erreichbar ist.
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Die Axialflussmaschine kann als Motor und/oder Generator ausgebildet sein. Als Motor kann die Axialflussmaschine aus elektrischer Energie eine Drehbewegung, insbesondere ein Drehmoment, erzeugen. Als Generator kann die Axialflussmaschine aus einer Drehbewegung, insbesondere aus einem Drehmoment, elektrische Energie erzeugen.
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Insbesondere kann der Rotor zumindest einen Permanentmagneten aufweisen, wobei der Permanentmagnet entlang eines virtuellen Kreises um die Maschinenachse angeordnet ist und einen ersten Winkelbereich aufspannt, und der Stator den Statorsockel mit zumindest dem von dem Statorsockel, insbesondere in axialer Richtung der Axialflussmaschine, abstehenden Statorzahn aufweist, wobei der Statorzahn entlang eines virtuellen Kreises um die Maschinenachse angeordnet ist und einen zweiten Winkelbereich aufspannt, wobei das Verhältnis des ersten Winkelbereichs als Dividend zu dem zweiten Winkelbereich im Bereich von 1,1 bis 1,6, bevorzugt im Bereich von 1,2 bis 1,5, besonders bevorzugt im Bereich von 1,3 bis 1,4, liegt. Bei mehreren Zähnen und/oder Magneten kann jeder Zahn zu jedem Magneten das oben genannte Verhältnis aufweisen. Alternativ oder kumulativ kann bei mehreren Magneten und Zähnen ein summierter Bereich also ein Verhältnis in einem Bereich von 1,3 bis 1,9 oder sogar von 1,5 bis 1,8 liegen.
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In Sinne der Erfindung bedeutet Kreis um Maschinenachse, dass die Maschinenachse den Mittelpunkt des Kreises bildet.
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Dabei kann eine parallel zum Statorsockel verlaufende Fläche des Statorzahns, insbesondere jeden Statorzahns, derart ausgeführt sein, dass sich die Fläche in radialer Richtung des Stators ausgehend von der Maschinenachse erweitert.
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Alternativ oder kumulativ kann eine parallel zum Statorsockel verlaufende Fläche des Permanentmagnets, insbesondere jedes Permanentmagnets, derart ausgeführt sein, dass sich die Fläche in radialer Richtung des Rotors ausgehend von der Maschinenachse erweitert. Auf diese Weise können das angegebene Verhältnis des ersten Winkelbereichs als Dividend zu dem zweiten Winkelbereich entlang des radialen Verlaufes des Stators konstant gehalten werden. Insbesondere kann die parallel zum Statorsockel verlaufende Fläche des Statorzahns, insbesondere jeden Statorzahns, entlang des axialen Verlaufes des Statorzahns konstant bleiben.
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Insbesondere kann zumindest ein, insbesondere jeder, Permanentmagnet plattenförmig ausgebildet sein. Ferner kann zumindest ein, insbesondere jeder, Permanentmagnet von einer Rotorscheibe des Rotors in axialer Richtung der Maschine, insbesondere in Richtung zu dem Stator, abstehen.
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Insbesondere kann der Stator den Statorsockel aufweisen, der einen, insbesondere plattenförmigen, Sockelabschnitt und mehrere von einer gemeinsamen Oberfläche des Sockelabschnitts, insbesondere in axialer Richtung der Maschine, abstehende Statorzähne aufweist, wobei bevorzugt sein kann, dass um zumindest einen, insbesondere jeden, Statorzahn, zumindest eine Wicklung mittelbar oder unmittelbar gewickelt ist.
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Weiter bevorzugt ist, dass der Stator einen Statorsockel und mehrere von dem Statorsockel, insbesondere in axialer Richtung der Maschine, abstehende Statorzähne aufweist, wobei mittelbar oder unmittelbar um zumindest einen der Statorzähne, insbesondere um jeden Statorzahn, eine Spule gewickelt ist. Insbesondere können die Statorzähne dabei von einer gemeinsamen Oberfläche des Statorsockels abstehen. Insbesondere kann der Statorsockel mit zumindest einem, insbesondere jedem, Statorzahn formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein oder einstückig ausgebildet sein.
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Insbesondere kann zumindest ein Zahn einen Zahnmantel aufweisen, wobei um den Zahnmantel die Spule angeordnet sein kann. Insbesondere kann der Zahnmantel elektrisch Isolierend sein, bevorzugt zumindest teilweise aus einem Kunststoff bestehen, besonders bevorzugt als Spritzgussbauteil ausgebildet sein.
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Weiter bevorzugt kann die elektrische Maschine mehrere Statorzähne und mehrere Permanentmagnete aufweisen, wobei ein Verhältnis der Anzahl der Permanentmagnete als Dividend zu der Anzahl der Statorzähne zwischen 1,1 und 1,6, bevorzugt zwischen 1,2 und 1,4, besonders bevorzugt bei 4/3 liegt.
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Insbesondere kann der Stator für die Axialflussmaschine zum Bewegen des Flügels, insbesondere des Türflügels oder des Fensterflügels, mit dem, insbesondere plattenförmigen, Statorsockel und mehreren von einer gemeinsamen Oberfläche des Sockelabschnitts, insbesondere in axialer Richtung der Axialflussmaschine, abstehende Statorzähne aufweisen, wobei vorgesehen sein kann, dass der Statorsockel eine Lageraufnahme zur Aufnahme eines Wälzlagers oder eines Gleitlagers aufweist. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft hinsichtlich der kompakten Bauweise in axialer Richtung. Insbesondere kann die Lageraufnahme an einem mit dem Stator formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbundenen oder einstückig ausgebildeten, feststehenden Bolzen angeordnet sein. Insbesondere können die Statorzähne formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Statorsockel verbunden sein.
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Bevorzugt kann die Antriebseinrichtung zur Verwendung in einem Drehflügel-Antrieb vorgesehen sein. Bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung kann es sich also insbesondere um eine Drehflügel-Antriebseinrichtung handeln. Bei einem Drehflügelantrieb wird ein Flügel von einer Schließstellung, in der der Flügel an einem Rahmen oder einer Zarge anliegt, zu einer Offenstellung um eine Flügelachse mittels der Antriebseinrichtung verschwenkt, wobei das Drehmoment mittels eines Hebels von der Abtriebswelle der Antriebseinrichtung auf die Tür oder auf die Zarge übertragen wird. Die Antriebseinrichtung kann dabei am Flügel, wobei eine Laufschiene an der Zarge angeordnet werden kann, oder an der Zarge, wobei an dem Flügel eine Laufschiene angeordnet sein kann, montiert werden. Der Drehflügelantrieb kann dabei neben der Antriebseinrichtung auch den Hebel und/oder die Laufschiene und/oder den Flügel umfassen. Insbesondere beim Einsatz an Brandschutzflügeln kann die Antriebseinrichtung dabei das Schließer-Modul aufweisen. Im Brandfalle ist so mittels des Schließer-Moduls ein Schließen des Brandschutzflügels, insbesondere frei von manueller Betätigung, sichergestellt.
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Insbesondere kann sein, dass die Antriebseinrichtung eine Platine aufweist und der Stator eine oder mehrere Spulen aufweist, wobei die Spulen mit der Platine elektrisch verbunden sind. Eine Platine ist im Sinne der Erfindung ein plattenförmiges, insbesondere bestücktes, Element zur Leitung von elektrischer Energie. Die Platine kann als Leiterkarte ausgebildet sein. Die Begriffe werden im Folgenden synonym verwendet. Die Platine kann mehrere Schichten umfassen und/oder Kunststoff aufweisen und/oder flexibel ausgeführt sein.
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Insbesondere kann die Platine als massive Aluminiumleiterkarte ausgeführt sein. Diese Ausgestaltung ist hinsichtlich guter Wärmeleitungseigenschaften vorteilhaft.
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Insbesondere kann dabei zumindest eine, insbesondere jede, Spule in oder auf der Platine integriert sein, insbesondere in dem Material der Platine, angeordnet sein.
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Insbesondere kann die die elektrische Maschine in der Ausgestaltung als Axialflussmaschine eine Platine aufweisen, die in einem Bauraum zwischen dem Statorsockel und dem Rotor angeordnet ist, wobei zumindest eine, insbesondere jede, der Spulen, mit der Platine elektrisch verbunden ist.
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Insbesondere kann die Spule mit der Platine verlötet sein. Insbesondere kann sich die Leiterkarte dabei zumindest teilweise über einen Bauraum erstrecken, der von einer in axialer Richtung der elektrischen Maschine verlängerten Mantelfläche des Stators und/oder von einer in axialer Richtung der elektrischen Maschine verlängerten Mantelfläche des Rotors begrenzt wird. Insbesondere kann die Platine parallel zu dem Statorsockel angeordnet sein.
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Insbesondere kann der Stator den, insbesondere plattenförmigen, Statorsockel und mehrere von dem Statorsockel in axialer Richtung der Maschine abstehende Statorzähne aufweisen, wobei die Platine in einer ersten, insbesondere zu dem Statorsockel parallelen, Ebene angeordnet ist, wobei die erste Ebene in einem Zwischenraum zwischen den Statorzähnen und dem Rotor liegt. Insbesondere kann die Platine auf den Statorzähnen aufliegen. Insbesondere kann die Platine in einem Luftspalt zwischen Stator und Rotor angeordnet sein.
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Insbesondere kann der Stator mehrere von dem Statorsockel in axialer Richtung der elektrischen Maschine abstehende Statorzähne aufweisen, wobei die Platine in einer zweiten, insbesondere zu dem Statorsockel parallelen, Ebene angeordnet ist, wobei die zweite Ebene von zumindest einem, insbesondere jedem Statorzahn, des Stators durchbrochen wird. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft hinsichtlich einer weiteren Bauraumeinsparung in axialer Richtung. Insbesondere kann die Platine einen oder mehrere Durchbrüche, insbesondere der Anzahl der Statorzähne entsprechende Anzahl von Durchbrüchen, aufweisen, welche von den Statorzähnen durchgriffen werden. Insbesondere kann die Form der jeweiligen Durchbrüche der Fläche der jeweiligen Zähne parallel zur Platine entsprechen. Insbesondere kann die Platine einen einzelnen Durchbruch für mehrere oder alle Zähne umfassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren angegeben zum Verschwenken des Flügels, insbesondere des Türflügels oder des Fensterflügels, von einer Schließstellung bei einem Öffnungswinkel von 0° zu einer Offenstellung bei einem Öffnungswinkel größer als 0° und/oder von der Offenstellung bei dem Öffnungswinkel größer als 0° zu der Schließstellung bei dem Öffnungswinkel von 0° mittels eines Flügel-Drehmoments, wobei das Flügel-Drehmoment ein, insbesondere von einer Person erzeugtes, manuelles Drehmoment und ein Antriebsdrehmoment umfasst. Das Antriebsdrehmoment wird mittels der Antriebseinrichtung mit dem Motor-Getriebe-Modul, dem Schließer-Modul und einem Steuerungsmodul erzeugt. Das Motor-Getriebe-Modul weist eine elektrische Maschine auf, umfassend den, insbesondere einzigen, Stator und den, insbesondere einzigen, Rotor. Das Schließer-Modul weist den, insbesondere mechanischen, Energiespeicher auf. Das Steuerungsmodul weist eine Steuerungseinrichtung auf. Das Antriebsdrehmoment umfasst ein mittelbar oder unmittelbar von der elektrischen Maschine erzeugtes Maschinenmoment und ein von dem Schließer-Modul erzeugtes Schließer-Moment. Das Maschinenmoment ist bei zumindest einem der Öffnungswinkel größer 0° größer als 0 Nm.
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Insbesondere kann dies bei jedem Öffnungswinkel vorgesehen sein, der größer 0° ist.
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Der Begriff Schließbewegung wird im Folgenden mit einer Bewegung von der Offenstellung zu der Schließstellung synonym verwendet. Der Begriff Öffnungsbewegung wird im Folgenden mit einer Bewegung von der Schließstellung zu der Offenstellung synonym verwendet.
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Mit dem Begriff -moment sind mittelbar oder unmittelbar auf den Flügel ausgeübte Drehmomente gemeint.
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Mit dem Maschinenmoment größer als 0 Nm ist dabei ein Betrag des Maschinenmoments gemeint. Auf diese Weise ist damit sowohl ein die Schließbewegung unterstützendes Maschinenmoment, insbesondere zusätzliches Schließmoment, als auch ein der Schließbewegung der Tür, insbesondere einem Schließer-Moment des Schließer-Moduls, entgegenwirkendes Bremsmoment gemeint.
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Insbesondere kann das Steuerungsmodul in oder an dem Schließer-Modul angeordnet sein.
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Noch weiter bevorzugt ist, dass das Motor-Getriebe-Modul und/oder das Schließer-Modul und/oder das Steuerungsmodul zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb einer übergeordneten Verkleidung, also innerhalb eines übergeordneten Gehäuses angeordnet sind.
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Die Begriffe übergeordnetes Gehäuse und übergeordnete Verkleidung werden im Folgenden synonym verwendet.
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Insbesondere kann das Steuerungsmodul ein Steuerungsgehäuse aufweisen. Die Steuerungseinrichtung kann vollständig innerhalb des Steuerungsgehäuses angeordnet sein. Insbesondere kann das Steuerungsgehäuse mit dem übergeordneten Gehäuse und/oder mit dem Motor-Getriebe-Gehäuse und/oder mit dem Schließer-Gehäuse kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Insbesondere kann eine oder mehrere derartige Verbindungen in Form zumindest einer Verschraubung und/oder einer Verstiftung und/oder einer Presspassung und/oder einer T-Nut und/oder einer Schnappverbindung ausgeführt sein.
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Insbesondere kann bei einer Schließbewegung des Flügels von der Offenstellung zu der Schließstellung in einem ersten Verfahrensschritt vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine ein erstes Bremsmoment erzeugt, wobei das erste Bremsmoment dem Schließer-Moment des Schließer-Moduls entgegengerichtet ist, sodass die Schließbewegung des Flügels verlangsamt ausgeführt und/oder gestoppt wird.
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Insbesondere kann der erste Verfahrensschritt bei einem Öffnungswinkel kleiner als 70°, insbesondere kleiner als 60°, insbesondere kleiner als 50°, insbesondere kleiner als 40°, insbesondere kleiner als 30°, insbesondere kleiner als 20°, insbesondere, kleiner als 10° erfolgen.
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Insbesondere in einem, dem ersten Verfahrensschritt nachfolgenden, zweiten Verfahrensschritt kann die elektrische Maschine ein zusätzliches Schließmoment erzeugen, welches sich zu dem Schließer-Moment des Schließer-Moduls summiert, sodass die Schließbewegung des Flügels mit erhöhtem Antriebsdrehmoment erfolgt, wobei bevorzugt sein kann, dass die elektrische Maschine das zusätzliche Schließmoment erzeugt, wenn der Flügel einen ersten vorgegebenen Öffnungswinkel unterschritten hat, und wobei besonders bevorzugt sein kann, dass der erste vorgegebene Öffnungswinkel in einem Bereich von 1 Grad bis 7 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 5 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 3 Grad liegt.
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Insbesondere kann die elektrische Maschine das zusätzliche Schließmoment nur dann erzeugen, wenn der vorgegebene erste Öffnungswinkel in einem Bereich von 1 Grad bis 7 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 5 Grad, insbesondere in einem Bereich von 1 Grad bis 3 Grad liegt. Das bedeutet, dass die elektrische Maschine bei anderen Öffnungswinkeln kein zusätzliches Schließmoment erzeugt.
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Bei derartig kleinen Öffnungswinkeln ist sichergestellt, dass Verletzungsgefahren vermieden sind, da z.B. kein Finger mehr in mögliche Spalte zwischen Flügel und Zarge passt.
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Insbesondere kann das zusätzliche Schließmoment und/oder das erste Bremsmoment über ein Bedienelement der Antriebseinrichtung eingestellt werden.
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Insbesondere kann ein erster Öffnungswinkel-Bereich für die Durchführung des ersten Verfahrensschrittes und/oder ein zweiter Öffnungswinkel-Bereich für die Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes über ein Bedienelement der Antriebseinrichtung eingegeben werden.
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Insbesondere kann der Öffnungswinkel mittels einer Winkelmesseinrichtung der Antriebseinrichtung ermittelt werden. Bevorzugt kann sein, dass die Winkelmesseinrichtung als zumindest ein Hallsensor und/oder als zumindest ein Inertialsensor ausgeführt ist. Insbesondere kann der Inertialsensor an einem bewegten Teil, insbesondere an dem Rotor oder an dem Flügel oder an dem Hebel zur Verbindung der Antriebseinrichtung mit dem Flügel oder mit der Zarge angeordnet sein. Insbesondere kann der Hallsensor und/oder der Inertialsensor eine Stellung des Rotors erfassen.
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Insbesondere kann der Inertialsensor zur Erfassung der sechs möglichen kinematischen Freiheitsgrade über drei jeweils aufeinander orthogonal stehende Beschleunigungssensoren für die Erfassung der translatorischen Bewegung und/oder drei orthogonal zueinander angebrachte gyroskopische Sensoren für die Erfassung rotierender Bewegungen aufweisen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Hierin zeigt:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung;
- 2 die Antriebseinrichtung aus 1 als Einzelheit in einer perspektivischen Ansicht;
- 3 ein Übersetzungselement als Einzelheit in einer Draufsicht,
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antriebseinrichtung mit Planetengetriebe,
- 5 die Antriebseinrichtung aus 4 mit entferntem Hohlrad; und
- 6 eine Axialflussmaschine in prinzipieller Darstellung im Schnitt.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine Antriebseinrichtung 1 zum Verschwenken eines Flügels, insbesondere eines Türflügels oder eines Fensterflügels Die Antriebseinrichtung 1 weist ein Motor-Getriebe-Modul 3 auf, das ein Motor-Getriebe-Gehäuse 4, eine elektrische Maschine 6 mit einer Maschinenachse X1, ein Getriebe 7 mit einer um eine Abtriebsachse X2 drehbar gelagerten Abtriebswelle 8 zur Verbindung mit einem Hebel 9 aufweist. Die Antriebseinrichtung 1 weist auch ein Schließer-Modul 11 auf, das ein Schließer-Gehäuse 12 sowie einen mechanischen Energiespeicher 13 aufweist. Die Antriebseinrichtung 1 weist ein Schnittstellenelement zur Ausbildung einer Wirkverbindung zwischen dem Motor-Getriebe-Modul 3 und dem Schließer-Modul 11 auf.
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Das Getriebe 7 weist ein Übersetzungsverhältnis als Quotient aus der Drehzahl des Rotors als Dividend und der Drehzahl der Abtriebswelle aufweist, wobei das Übersetzungsverhältnis kleiner ist als 125, bevorzugt kleiner ist als 100, besonders bevorzugt kleiner ist als 75 auf.
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Dabei dient der Hebel 9 zur Ausbildung einer Verbindung der Antriebseinrichtung 1 mit dem Flügel, also mit dem beispielhaften Türflügel oder Fensterflügel oder mit einer Zarge, wobei die Antriebseinrichtung 1 wahlweise an der Zarge oder an dem Flügel montierbar ist. Von dem Begriff Zarge wird im Sinne der Erfindung auch ein Türrahmen oder Fensterrahmen umfasst. Insbesondere kann der Hebel 9 derart ausgebildet sein, dass eine Spannungsversorgung der elektrischen Maschine 6 und/oder zumindest ein Steuerungssignal für die elektrische Maschine 6 über den Hebel 9 an das Motor-Getriebe-Modul 3, insbesondere an die elektrische Maschine 6 und/oder ein Steuerungsmodul 26, übertragbar sind. Der Hebel 9 ist in einer Laufschiene 2 geführt, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einer nicht dargestellten Zarge montiert wäre.
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Wie in den 1 und 2 deutlich zu erkennen ist, ist die Abtriebswelle 8 in einem Bauraum zwischen der Maschinenachse X1 der elektrischen Maschine 6 und dem Energiespeicher 13 angeordnet.
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Das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 weist eine erste Öffnung 16 auf, wobei das Schließer-Gehäuse 12 eine zweite Öffnung 17 aufweist. Wie in 1 erkennbar ist, sind das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 und das Schließer-Gehäuse 12 derart zueinander angeordnet, dass durch die erste Öffnung 16 und die zweite Öffnung 17 das Schließer-Modul 11, insbesondere der Energiespeicher 13, und das Getriebe 7, insbesondere die Abtriebswelle 8, mittels des Schnittstellenelements miteinander in Wirkverbindung stehen.
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Das Motor-Getriebe-Modul 3 und/oder das Schließer-Modul 11 ist jeweils zumindest teilweise, insbesondere vollständig, innerhalb eines übergeordneten Gehäuses 5 angeordnet. Das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 ist mit dem übergeordneten Gehäuse 5 und/oder mit dem Schließer-Gehäuse 12 kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Das Schließer-Gehäuse 12 ist mit dem übergeordneten Gehäuse 5 kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Eine oder mehrere derartige Verbindungen sind beispielhaft in Form zumindest einer Verschraubung ausgeführt.
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In den 1 und 2 ist erkennbar, dass die Abtriesachse X2 parallel zu der Maschinenachse X1 ist.
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Das Schließer-Modul 11 weist ein Übersetzungselement 18 zur Übersetzung einer linearen Bewegung des Energiespeichers 13 in eine Drehbewegung des Übersetzungselements 18 um eine Drehachse X3 des Übersetzungselements 18 auf. Wie beispielhaft in 1 erkennbar sind die Abtriebsachse X2 und die Drehachse X3 des Übersetzungselements 18 beabstandet voneinander und verlaufen parallel zueinander. Das Übersetzungselement 18 ist als Kurvenscheibe und zwar als herzförmige Hubkurvenscheibe ausgebildet und drehfest mit einem Schließer-Rad 10 drehbar gelagert.
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Beispielhaft ist der mechanische Energiespeicher 13 als Druckfeder ausgeführt. Die Druckfeder ist über einen Laschenwagen 27 mit dem Übersetzungselement 18 zur Übersetzung der linearen Bewegung des mechanischen Energiespeichers 13 in eine Drehbewegung des Übersetzungselements 18 verbunden. Der Laschenwagen 27 weist Gleitelemente 21 auf, die in 2 erkennbar sind. Der Laschenwagen 27 ist in 4 erkennbar.
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Das Schließer-Rad 10 ist koaxial und drehfest zu dem Übersetzungselement 18 zur Übersetzung der linearen Bewegung des Energiespeichers 13 in eine Drehbewegung des Übersetzungselements 18 angeordnet.
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Das Getriebe 7 weist ein mit der Abtriebswelle 8 koaxiales und drehfestes Abtriebsrad 22, insbesondere Abtriebszahnrad auf, wobei das Abtriebsrad 22 in Eingriff mit dem Schließer-Rad 10 steht.
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Das Schnittstelleelement ist in dem Ausführungsbeispiel zu den 1 und 2 von dem Abtriebsrad 22 gebildet.
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Beispielhaft weist das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 eine erste Wand 23 mit einer Abtriebsöffnung 24 zur insbesondere drehfesten Verbindung der Abtriebswelle 8 mit dem Hebel 9, eine zweite an die erste Wand 23 angrenzende Wand und eine dritte der zweiten Wand gegenüberliegende Wand auf, wobei die Antriebseinrichtung 1 derart ausgebildet ist, sowohl mit der zweiten Wand als auch mit der dritten Wand zugewandt zu dem Flügel, also zu dem beispielhaften Türflügel befestigt zu werden. Gleiches kann für das Schließer-Gehäuse 12 gelten. Das Motor-Getriebe-Gehäuse 4 aber auch das Schließer-Gehäuse 12 können jeweils quaderförmig ausgebildet sein, um die beidseitige Montierbarkeit zu ermöglichen.
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In 1 ist noch das Steuerungsmodul 26 erkennbar, das eine Steuerungseinrichtung aufweist. Das Steuerungsmodul 26 ist vollständig, innerhalb des übergeordneten Gehäuses 5 der Antriebseinrichtung 1 angeordnet ist.
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3 zeigt eine besondere Ausführungsform, wobei das Übersetzungselement 18 als Kurvenscheibe, und zwar als herzförmige Hubkurvenscheibe ausgebildet ist. Wie in 3 ferner erkennbar ist, ist ein fixierter Achskörper 19 angeordnet, wobei das Übersetzungselement 18 und das Schließer-Rad 10 an dem Achskörper 19 drehbar gelagert sind.
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In den 4 und 5 ist die Antriebseinrichtung 1 in einer weiteren Ausgestaltung dargestellt, wobei das Getriebe 7 im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel zu den 1 und 2 als Planetengetriebe ausgeführt ist. Die Begriffe Planet und Planetenrad werden synonym verwendet.
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Als Planetengetriebe weist das Getriebe 7 zumindest eine Wolfromstufe auf. Eine derartige Wolfromstufe weist eine erste Getriebestufe und eine zweite Getriebestufe auf. Die erste Getriebestufe umfasst ein Sonnenrad, mehrere erste an einem Planetenträger befestigte, von dem Sonnenrad angetriebenen Planeten 31 und ein erstes, feststehendes Hohlrad. Das Sonnenrad und das erste feststehende Hohlrad sind in den 4 und 5 aufgrund des gewählten Schnittes nicht erkennbar. Die zweite Getriebestufe umfasst ein zweites drehbares Hohlrad 33, zweite mit den ersten Planeten 31 drehfeste, insbesondere einstückige Planeten 32. Die zweiten Planeten 32 treiben das zweite Hohlrad 33 an. Das zweite Hohlrad 33 bildet dabei den Leistungsausgang des Planetengetriebes. In 5 ist das zweite Hohlrad entfernt.
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Das Getriebe 7 gemäß dem Ausführungsbeispiel zu den 4 und 5 ist als eine Kombination aus Planetengetriebe und Stirnradgetriebe ausgebildet. Dabei weist das zweite Hohlrad 33 des Planetengetriebes eine Außenverzahnung 34 auf und agiert als Stirnrad. Das zweite Hohlrad 33 steht in Eingriff mit dem Schließer-Rad 10 des Schließer-Moduls 11. Das Schließer-Rad 10 bildet in dem Ausführungsbeispiel zu den 4 und 5 das Schnittstellenelement
Bei dem Ausführungsbeispiel zu den 4 und 5 ist die Abtriebsachse X2 koaxial zur Maschinenachse X1.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die elektrische Maschine 6 jeweils als Axialflussmaschine ausgeführt.
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Die elektrische Maschine 6 ist als Einzelheit in 6 prinzipiell dargestellt. Die elektrische Maschine 6 weist einen Stator 36 und einen Rotor 37 auf. Der Stator 36 weist einen plattenförmigen Statorsockel 38 und mehrere von dem Statorsockel 38 in axialer Richtung der elektrischen Maschine 6 abstehende Statorzähne 39 auf. Dabei ist um jeden der Statorzähne 39 jeweils eine Spule 41 angeordnet. Jeder Statorzahn 39 weist einen elektrisch isolierenden Zahnmantel 45 auf, wobei der Stator 36 mehrere Spulen 41 aufweist und jede der Spulen 41 um den Zahnmantel 45 und daher mittelbar über den Zahnmantel 45 um den Statorzahn 39 gewickelt ist. Die Statorzähne 39 durchgreifen dabei eine Platine 44, an welcher die Spulen 41 kontaktiert sind.
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In 6 ist erkennbar, dass der Stator 36 ferner einen feststehenden Bolzen 50 umfasst, wobei der Bolzen 50 [JEVB1]eine Lageraufnahme 46 zur Aufnahme eines Wälzlagers 47 aufweist. Beispielhaft ist in 6 ein Wälzlager 47 mit Kugeln 47' dargestellt. Die Antriebseinrichtung 1 umfasst das Wälzlager 47, zur drehbaren Lagerung des Rotors 37 gegenüber dem Stator 36, wobei das Wälzlager 47 an der Lageraufnahme 46 des Bolzens 50 aufgenommen ist. Der Rotor 37 ist mittels des Wälzlagers 47 an dem Stator 36 drehbar gelagert. In einer nicht dargestellten Ausführungsform, kann eine Lageraufahme direkt am Statorsockel vorgesehen sein, an welcher ein Wälzlager aufgenommen sein kann. Der Rotor 37 umfasst mehrere Permanentmagnete 48. Jeder Permanentmagnet 48 ist plattenförmig ausgebildet. Der Rotor 37 weist eine Rotorplatte 49 in Form einer Rotorscheibe auf. Ferner steht jeder Permanentmagnet 48 von der Rotorplatte 49 des Rotors 37 in axialer Richtung der elektrischen Maschine, insbesondere in Richtung zu dem Stator 36, ab.
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Wie am besten den 1 und 2 zu entnehmen ist, weist das Getriebe 7 ein erstes koaxial mit der Maschinenachse X1 drehbares Getriebeelement 42 auf, welches insbesondere drehfest mit dem Rotor 37 verbunden ist. Das Getriebe 7 weist weiter ein zweites Getriebeelement 43 auf, welches mit dem ersten Getriebeelement 42 wirkverbunden ist, wobei eine Drehachse X4 des zweiten Getriebeelements 43 in einem Bauraum zwischen der Maschinenachse X1 und einer virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine 6 verlängerten äußeren Mantelfläche des Rotors 37 oder einer virtuell in axialer Richtung der elektrischen Maschine 6 verlängerten äußere Mantelfläche des Stators 36, insbesondere parallel zu der Maschinenachse X1, verläuft.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebseinrichtung
- 2
- Laufschiene
- 3
- Motor-Getriebe-Modul
- 4
- Motor-Getriebe-Gehäuse
- 5
- übergeordnetes Gehäuse
- 6
- elektrische Maschine
- 7
- Getriebe
- 8
- Abtriebswelle
- 9
- Hebel
- 10
- Schließer-Rad
- 11
- Schließer- Modul
- 12
- Schließer- Gehäuse
- 13
- mechanischer Energiespeicher
- 16
- erste Öffnung in 4
- 17
- zweite Öffnung in 12
- 18
- Übersetzungselement
- 19
- Achskörper
- 21
- Gleitelemente
- 22
- Abtriebsrad von 7
- 23
- erste Wand von 4
- 24
- Abtriebsöffnung
- 26
- Steuerungsmodul
- 27
- Laschenwagen
- 31
- Planet
- 32
- Planet
- 33
- Hohlrad
- 34
- Außenverzahnung
- 36
- Stator
- 37
- Rotor
- 38
- Statorsockel
- 39
- Statorzähne
- 41
- Spule
- 42
- erstes Getriebeelement
- 43
- zweites Getriebeelement
- 44
- Platine
- 45
- Zahnmantel
- 46
- Lageraufnahme
- 47
- Wälzlager
- 47'
- Kugeln des Wälzlagers 47
- 48
- Permanentmagnet
- 49
- Rotorplatte
- 50
- Bolzen
