DE10229601B4

DE10229601B4 - actuator

Info

Publication number: DE10229601B4
Application number: DE2002129601
Authority: DE
Inventors: Martin-Peter Bolz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2022-06-29
Also published as: DE10229601A1

Abstract

Stellantrieb (10) mit einem Elektromotor (12), der über ein Zahnradgetriebe (14) in Planetenbauweise, das ein erstes gehäusefestes Zentralrad (16) und ein zweites drehbares Zentralrad (18) umfasst, eine Abtriebswelle (32) antreibt, wobei beide Zentralräder (16, 18) jeweils mit mindestens einem Planetenrad (20, 22) Getriebestufen mit unterschiedlichen Untersetzungen bilden, und wobei das zum ersten Zentralrad (16) gehörige Planetenrad (20) mit dem zum zweiten Zentralrad (18) gehörigen Planetenrad (22) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (12) einen Planetenträger (26) antreibt, der zwischen den Zentralrädern (16, 18) angeordnet ist und an dem paarweise die Planetenräder (20, 22) drehbar gelagert sind, wobei mindestens ein Lagergehäuse (42) der Planetenräder (20, 22) über radial verlaufende, drehelastische Stege (44, 46) mit dem Planetenträger (26) verbunden ist und Bremsbacken (48) aufweist, die mit Bremsflächen (64) am abtriebsseitigen Zentralrad (18) und am Gehäuse (50) des Stellantriebs (10) zusammenwirken.An actuator (10) having an electric motor (12) which drives a driven shaft (32) via a planetary gear transmission (14) comprising a first fixed central wheel (16) and a second rotatable central wheel (18), both central gears ( 16, 18) each with at least one planet gear (20, 22) form gear stages with different ratios, and wherein the first central wheel (16) associated planetary gear (20) with the second central gear (18) associated planetary gear (22) is rotatably connected , characterized in that the electric motor (12) drives a planetary carrier (26) which is arranged between the central wheels (16, 18) and on which the planet gears (20, 22) are rotatably mounted in pairs, wherein at least one bearing housing (42) the planetary gears (20, 22) via radially extending, torsionally elastic webs (44, 46) with the planet carrier (26) is connected and brake shoes (48) having brake surfaces (64) on the output side Zent ralrad (18) and on the housing (50) of the actuator (10) cooperate.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einem Stellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.The invention is based on an actuator according to the preamble of claim 1.

Grundsätzlich besteht ein Wunsch nach immer leistungsstärkeren und kompakteren Stellantrieben mit besseren Wirkungsgraden. In der Kraftfahrzeugindustrie werden diese z. B. zum Antrieb von Scheibenwischern, Fensterhebern, Sitzen, Schiebedächern oder dgl. eingesetzt. Insbesondere bei Zweimotoren-Wischanlagen werden Stellantriebe benötigt, die ein sehr hohes Moment erzeugen und in einem äußerst beengten Bauraum untergebracht werden müssen. Ziel ist es z. B. einen Stellantrieb mit einem Bauvolumen von ungefähr 500 cm³ zu schaffen, der mit einem reversierbaren Elektromotor mit 60 Zyklen pro Sekunde ein Abtriebsmoment von 35 Nm erzeugt. In der Regel soll die Stellung des Stellmotors beibehalten werden, wenn der Antrieb abgeschaltet ist, d. h. dass ein vom Abtrieb rückwirkendes Drehmoment sich ortsfest abstützt, z. B. über selbsthemmende Getriebe. Diese besitzen in der Regel schlechtere Wirkungsgrade als Getriebe ohne Selbsthemmung.Basically, there is a desire for ever more powerful and compact actuators with better efficiencies. In the automotive industry, these z. B. for driving windshield wipers, window regulators, seats, sliding roofs or the like. Used. In particular, in twin-motor wiper systems actuators are required, which generate a very high torque and must be accommodated in a very cramped space. The goal is z. B. to create an actuator with a volume of about 500 cm ³ , which generates a torque of 35 Nm with a reversible electric motor with 60 cycles per second. In general, the position of the servomotor should be maintained when the drive is switched off, ie that a retroactive from the output torque is supported stationary, z. B. over self-locking gear. These usually have worse efficiencies than transmissions without self-locking.

Aus der DE 100 03 350 A1 ist eine Verstellvorrichtung zum Verstellen eines zweiten Teiles gegenüber einem ersten Teil, insbesondere zum Verstellen von Gelenkteilen bekannt, wie z. B. Robotergelenkteilen. Die Vorrichtung umfasst einen Elektromotor, z. B. einen schnell laufenden Elektromotor kleiner Baugröße mit einem geringen Drehmoment, der über ein Planetengetriebe mit einer hohen Untersetzung das erste Bauteil zum zweiten Bauteil verstellt. Das Planetengetriebe ist als ein reduziertes Koppelgetriebe ausgebildet, das auch kurz Wolfrom-Getriebe genannt wird. Es besitzt zwei Zentralräder, die als Hohlräder mit Innenverzahnungen ausgebildet sind, und jeweils mit Planetenrädern mit entsprechenden Außenverzahnungen kämmen. Ein Zentralrad ist mit dem ersten Bauteil fest verbunden, während das andere Zentralrad mit dem zweiten Bauteil fest verbunden und relativ zum ersten Zentralrad drehbar gelagert ist. In der Regel ist das erste Bauteil ortsfest, indem es beispielsweise mit einem Gehäuseteil des Elektromotors verbunden ist. Das erste Zentralrad bildet mit den ihm zugeordneten Planetenrädern eine erste Getriebestufe, während das zweite Zentralrad mit den ihm zugeordneten Planetenrädern eine zweite Getriebestufe bildet. Die Planetenräder beider Getriebestufen sind jeweils drehfest miteinander verbunden. Eine der Getriebestufe wird von der Motorwelle des Elektromotors über ein Sonnenrad angetrieben. Durch die Wahl der Übersetzungen der Getriebestufen kann erreicht werden, dass der Abtrieb des Stellantriebs relativ zum Antrieb eine gleiche oder eine entgegengesetzte Drehrichtung aufweist. Ferner ergibt sich aus einer hohen Untersetzung des bekannten Planetengetriebes verbunden mit einem entsprechenden Wirkungsgrad eine Selbsthemmung, so dass zwar vom Antrieb zum Abtrieb ein Drehmoment übertragen werden kann, jedoch nicht in umgekehrter Richtung vom Abtrieb zum Antrieb hin.From the DE 100 03 350 A1 is an adjusting device for adjusting a second part relative to a first part, in particular for the adjustment of joint parts known, such. B. robot joint parts. The device comprises an electric motor, for. B. a fast-running electric motor of small size with a low torque, which adjusts the first component to the second component via a planetary gear with a high reduction ratio. The planetary gear is designed as a reduced coupling gear, which is also called Wolfrom transmission briefly. It has two central wheels, which are formed as ring gears with internal teeth, and each mesh with planetary gears with corresponding external teeth. A central gear is fixedly connected to the first component, while the other central gear is fixedly connected to the second component and rotatably mounted relative to the first central wheel. In general, the first component is stationary, for example, by being connected to a housing part of the electric motor. The first central gear forms with its associated planetary gears, a first gear stage, while the second central gear with its associated planetary gears forms a second gear stage. The planet gears of both gear stages are each rotatably connected to each other. One of the gear stage is driven by the motor shaft of the electric motor via a sun gear. By choosing the ratios of the gear stages can be achieved that the output of the actuator relative to the drive has the same or an opposite direction of rotation. Furthermore, results from a high reduction of the known planetary gear connected to a corresponding efficiency, a self-locking, so that although a torque can be transmitted from the drive to the output, but not in the opposite direction from the output to the drive out.

Aus der US 4 918 344 A ist ferner ein langsam laufender Servoantrieb für Roboter und ähnlich automatisch steuerbare Maschinen bekannt. Der Antriebsmotor umfasst beispielsweise einen Gleichstrommotor, einen Wechselstrommotor, Direktantriebsmotor oder Schrittmotor, der mit einem hoch untersetzenden Planetengetriebe zusammenarbeitet. Das Planetengetriebe ist ein Reibungsplanetengetriebe, bei dem die Momente zwischen den Getriebeelementen, den Zentralrädern und den Planetenrädern kraftschlüssig durch Reibung übertragen werden. Die Zentralräder und die Planetenräder sind als Rollen ausgebildet. Durch Schlupf zwischen den Getriebeelementen ist eine eindeutige Zuordnung der Stellbewegung am Antrieb zur Stellbewegung am Abtrieb nicht gewährleistet.From the US 4,918,344 A Furthermore, a slow-running servo drive for robots and similar automatically controllable machines is known. The drive motor includes, for example, a DC motor, an AC motor, direct drive motor or stepper motor, which cooperates with a high-stepping planetary gear. The planetary gear is a friction planetary gear in which the moments between the transmission elements, the central gears and the planetary gears are frictionally transmitted by friction. The central wheels and the planet wheels are designed as rollers. Due to slip between the transmission elements, an unambiguous assignment of the adjusting movement on the drive for adjusting movement on the output is not guaranteed.

Das Planetengetriebe, das kompakt und leicht gestaltet ist, ist zumindest teilweise innerhalb eines hohlzylindrischen Rotors des Elektromotors untergebracht. Der Rotor treibt über eine Scheibe ein Sonnenrad einer ersten Getriebestufe an, deren Planetenräder in kraftschlüssiger Verbindung mit dem Sonnenrad und einem ersten Hohlrad stehen, das mit dem Gehäuse des Elektromotors drehfest verbunden ist. Ein Planetenträger, an dem die Planetenräder der ersten Getriebestufe drehbar gelagert sind, ist mit einem weiteren Sonnenrad gekoppelt, das mit entsprechenden Planetenrädern und einem zweiten Hohlrad zu einer zweiten Getriebestufe gehört. Ein zweiter Planetenträger, an dem die Planeten der zweiten Getriebestufe drehbar gelagert sind, ist mit der Abtriebswelle des Stellantriebs gekoppelt, während die Planetenräder sich kraftschlüssig an dem zweiten gehäusefesten Hohlrad abstützen. Das Planetengetriebe, das auch als einstufiges Getriebe ausgebildet sein kann, besitzt keine Selbsthemmung.The planetary gear, which is compact and lightweight, is at least partially housed within a hollow cylindrical rotor of the electric motor. The rotor drives via a disc to a sun gear of a first gear stage, whose planet gears are in frictional connection with the sun gear and a first ring gear, which is rotatably connected to the housing of the electric motor. A planet carrier on which the planetary gears of the first gear stage are rotatably mounted, is coupled to a further sun gear, which belongs to corresponding planetary gears and a second ring gear to a second gear stage. A second planet carrier, on which the planets of the second gear stage are rotatably mounted, is coupled to the output shaft of the actuator, while the planetary gears are non-positively supported on the second housing-fixed ring gear. The planetary gear, which can also be designed as a single-stage gearbox, has no self-locking.

Die DE 44 12 898 A1 zeigt ein Planentengetriebe, das beispielsweise als Wolfrom-Getriebe ausgebildet ist mit integriertem Elektromotor. Mit der DE 1 203 076 A ist ein Planetengetriebe bekannt geworden, bei dem in der Radialebene geteilte Planetenräder elastisch nachgiebig mit den das Drehmoment weiterleitenden Teilen verbunden sind. In der DE 85 13 219 U1 ist ein Elektromotor offenbart, in dessen innerem Hohlraum ein Planetengetriebe angeordnet ist, wobei der Stator das Hohlrad bildet, das mit den Planetenrädern kämmt.The DE 44 12 898 A1 shows a planetary gear, which is designed for example as a Wolfrom gear with integrated electric motor. With the DE 1 203 076 A a planetary gear has become known, in which divided in the radial plane planet gears are elastically yielding connected to the torque transmitting parts. In the DE 85 13 219 U1 discloses an electric motor, in the inner cavity of a planetary gear is arranged, wherein the stator forms the ring gear, which meshes with the planetary gears.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Nach der Erfindung treibt der Elektromotor einen Planetenträger an, der zwischen den gleichartigen Zentralrädern angeordnet ist und an dem paarweise die Planetenräder drehbar gelagert sind. Mindestens ein Lagergehäuse der Planetenräder ist über radial verlaufende, drehelastische Stege mit dem Planetenträger verbunden. Es weist im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Planetenträgers verlaufende Bremsbacken auf, die mit Bremsflächen am abtriebsseitigen Zentralrad und am Gehäuse des Stellantriebs zusammenwirken. Treibt der Elektromotor den Planetenträger an, wirken auf die Planetenräder in Bezug auf den Planetenträger symmetrische Kräfte, so dass sich das Lagergehäuse der Planetenräder nicht verdreht und die Bremsbacken zum Gehäuse und zum abtriebsseitigen Zentralrad frei laufen. Erfolgt jedoch der Antrieb vom abtriebsseitigen Zentralrad her, wirken auf die Planetenräder und auf das Lagergehäuse in entgegengesetzter Umfangsrichtung Kräfte, so dass das Lagergehäuse mit den Bremsbacken um eine radiale Achse durch die drehelastischen Stege verdreht wird. Die Bremsbacken werden an die Bremsflächen am abtriebsseitigen Zentralrad und am Gehäuse des Stellantriebs angepresst und blockieren somit das Planetengetriebe. Daher kann der Stellantrieb von der Abtriebsseite her nicht bewegt werden und bleibt in der Position stehen, in der der Elektromotor abgeschaltet wurde. Da der Sperrmechanismus der Bremsbacken in beiden Drehrichtungen des Elektromotors in gleicher Weise wirksam ist, ist der erfindungsgemäße Stellantrieb auch für den Einsatz reversierbarer Elektromotoren geeignet.According to the invention, the electric motor drives a planet carrier, which is arranged between the same type of central wheels and on which the planetary gears are rotatably mounted in pairs. At least one bearing housing of the planet gears is connected via radially extending, torsionally elastic webs with the planet carrier. It has essentially in the circumferential direction of the planet carrier extending brake shoes, which cooperate with braking surfaces on the output side central wheel and the housing of the actuator. If the electric motor drives the planet carrier, symmetrical forces act on the planetary gears with respect to the planet carrier, so that the bearing housing of the planetary gears does not twist and the brake shoes run free to the housing and to the output side central wheel. However, if the drive from the output side central gear ago, acting on the planetary gears and the bearing housing in the opposite circumferential direction forces, so that the bearing housing is rotated with the brake shoes about a radial axis through the torsionally elastic webs. The brake shoes are pressed against the braking surfaces on the output-side central wheel and on the housing of the actuator and thus block the planetary gear. Therefore, the actuator can not be moved from the output side and stops in the position in which the electric motor has been turned off. Since the locking mechanism of the brake shoes is effective in the same direction in both directions of rotation of the electric motor, the actuator according to the invention is also suitable for the use of reversible electric motors.

Zweckmäßigerweise sind die beiden Zentralräder Hohlräder, zwischen denen der Planetenträger mittels einer Nabe auf der Abtriebswelle gelagert ist. In radialer Richtung sind zwischen der Nabe und einem äußeren, zylindrischen Kranz des Planetenträgers die Lagergehäuse für die Planetenräder angeordnet, die durch die drehelastischen Stege einerseits mit der Nabe und andererseits mit dem zylindrischen Kranz verbunden sind. Auf dem äußeren zylindrischen Kranz sitzt ein Rotor des Elektromotors, der auch einstückig mit dem zylindrischen Kranz ausgebildet sein kann. Um den Bauraum in axialer Richtung gut zu nutzen, überlappt der Kranz mit dem Rotor die Zentralräder axial mindestens teilweise. Auch das am Gehäuse fest angeordnete Hohlrad kann mit einem Gehäusedeckel ein Teil bilden, wobei zweckmäßigerweise die Verzahnung des Hohlrads an dem Gehäusedeckel angespritzt ist. Somit erhält man ein kompakt bauendes, kostengünstiges Getriebe für den Stellantrieb.Conveniently, the two central gears are ring gears, between which the planet carrier is mounted by means of a hub on the output shaft. In the radial direction between the hub and an outer cylindrical ring of the planet carrier bearing housings for the planet gears are arranged, which are connected by the torsionally elastic webs on the one hand to the hub and on the other hand to the cylindrical rim. On the outer cylindrical ring sits a rotor of the electric motor, which may also be formed integrally with the cylindrical ring. In order to make good use of the installation space in the axial direction, the ring with the rotor overlaps the central wheels axially at least partially. Also, the housing fixedly arranged ring gear can form a part with a housing cover, wherein expediently the toothing of the ring gear is molded onto the housing cover. Thus, you get a compact, low-cost gearbox for the actuator.

Da auf Grund des Sperrmechanismus durch die Bremsbacken das Planetengetriebe selbst keine Selbsthemmung besitzen muss, kann es unter Berücksichtigung eines optimalen Wirkungsgrads ausgelegt werden, wodurch sich ebenfalls eine relativ kleine Bauweise, insbesondere für den Elektromotor, ergibt.Since due to the locking mechanism by the brake shoes, the planetary gear itself does not have to have self-locking, it can be designed taking into account optimal efficiency, which also results in a relatively small construction, especially for the electric motor results.

Das Planetengetriebe kann so ausgelegt werden, dass die Drehrichtung des Rotors des Elektromotors mit der Drehrichtung der Abtriebswelle übereinstimmt oder nicht. Stimmen die Drehrichtungen überein, wird ein zusätzliches Drehmoment zum weiteren Verkippen der Bremsbacken erzeugt. Die so entstehende zusätzliche Selbstverstärkung des Bremsmoments entspricht einer auflaufenden Bremsbacke einer Trommelbremse. Daher sind zum Auslösen der Bremsfunktion nur geringe Antriebskräfte an der Abtriebswelle erforderlich.The planetary gear can be designed so that the rotational direction of the rotor of the electric motor coincides with the direction of rotation of the output shaft or not. If the directions of rotation coincide, an additional torque is generated for further tilting of the brake shoes. The resulting additional self-amplification of the braking torque corresponds to an accumulating brake shoe of a drum brake. Therefore, only low driving forces on the output shaft are required to trigger the brake function.

Geht vom Elektromotor kein Antriebsmoment aus, wird ein von der Abtriebswelle kommendes Moment im Sperrmechanismus abgefangen und gehalten. Ein Rastmoment des elektronisch kommutierten Elektromotors schwächt die Funktion des Sperrmechanismus etwas, da es immer der Drehbewegung entgegenwirkt. Es ist daher zweckmäßig, das Rastmoment des Elektromotors zu verhindern bzw. möglichst klein zu halten, so dass das Kippmoment, das aus den tangenzialen Kräften der Planetenräder trotzdem resultiert, größer ist als das Federmoment der drehelastischen Stege. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, das Rastmoment stark zyklisch schwankend auszulegen, so dass es zumindest zeitweise nahe null ist.If the electric motor does not drive torque, a torque coming from the output shaft is intercepted and held in the locking mechanism. A cogging torque of the electronically commutated electric motor weakens the function of the locking mechanism something, since it always counteracts the rotational movement. It is therefore expedient to prevent or minimize the cogging torque of the electric motor, so that the overturning moment, which nevertheless results from the tangenzial forces of the planet gears, is greater than the spring moment of the torsionally elastic webs. A second possibility is to interpret the cogging torque strongly cyclically fluctuating, so that it is at least temporarily close to zero.

Solche kompakt bauenden Stellantriebe eignen sich besonders für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen, z. B. für den Antrieb von Scheibenwischern, da sie sehr leicht sind und nur wenig Bauraum beanspruchen.Such compact actuators are particularly suitable for use in motor vehicles, eg. As for the drive of windscreen wipers, since they are very light and require little space.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:Show it:

1 einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stellantrieb entsprechend der Linie I-I in 2, 1 a schematic cross section through an actuator according to the invention according to the line II in 2 .

2 einen schematischen Längsschnitt entsprechend der Linie II-II in 1, 2 a schematic longitudinal section along the line II-II in 1 .

3 einen schematischen Teilschnitt entsprechend der Linie III-III in 2 bei antreibendem Elektromotor und 3 a schematic partial section along the line III-III in 2 with driving electric motor and

4 einen Schnitt entsprechend der 3 mit aktivem Sperrmechanismus. 4 a cut according to the 3 with active locking mechanism.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Ein Stellantrieb 10 besteht im Wesentlichen aus einem Elektromotor 12 und einem Zahnradgetriebe 14 in Planetenbauweise. Der Elektromotor 12, der zweckmäßigerweise ein elektronisch kommutierter Motor ist, besitzt einen Stator 28 mit Räumen 34 für die Aufnahme von nicht dargestellten Wicklungen. Der Stator 28 bildet mit seitlichen Gehäusedeckeln 50 das Gehäuse des Stellantriebs 10. In den Gehäusedeckeln 50 ist eine Abtriebswelle 32 drehbar gelagert, auf der ein zweites Zentralrad 18 in Form eines Hohlrads drehfest sitzt. Ein erstes Zentralrad 16 ist gegenüberliegend gehäusefest an einem Gehäusedeckel 50 angeordnet und zweckmäßigerweise an diesem angespritzt. Zwischen den Zentralrädern 16, 18 ist auf der Abtriebswelle 32 ein Planetenträger 26 drehbar gelagert, der eine Nabe 36 und einen äußeren Kranz 38 besitzt. Neben radial verlaufenden Speichen 40 verbinden Lagergehäuse 42 die Nabe 36 mit dem Kranz 38, indem sie einerseits über einen radial verlaufenden drehelastischen Steg 44 mit der Nabe 36 und andererseits einen gleichen Steg 46 mit dem äußeren Kranz 38 verbunden sind. In den Lagergehäusen 42, die in Umfangsrichtung zwischen den Speichen 40 angeordnet sind, sind Planetenräder 20, 22 gelagert, wobei die Planetenräder 20 mit dem ersten Zentralrad 16 und die Planetenräder 22 mit dem zweiten Zentralrad 18 kämmen. Entweder können die Planetenräder 20, 22 drehbar auf einer im Lagergehäuse 42 fest sitzenden Planetenachse 24 gelagert sein oder auf der Planetenachse 24 fest sitzen, die dann ihrerseits im Lagergehäuse 42 drehbar gelagert ist. Mit dem äußeren Kranz 38 des Planetenträgers 26 ist ein Rotor 30 des Elektromotors 12 fest verbunden bzw. einstückig ausgebildet. Durch die Wahl der Übersetzungen der Getriebestufen kann erreicht werden, dass der Rotor 30 die gleiche Drehrichtung besitzt wie die Abtriebswelle 32 oder eine entgegengesetzte.An actuator 10 consists essentially of an electric motor 12 and a gear transmission 14 in planetary construction. The electric motor 12 , which is suitably an electronically commutated motor, has a stator 28 with rooms 34 for receiving windings, not shown. The stator 28 forms with lateral housing covers 50 the housing of the actuator 10 , In the housing covers 50 is an output shaft 32 rotatably mounted on the second central wheel 18 in the form of a ring gear rotatably seated. A first central wheel 16 is opposite to the housing fixed to a housing cover 50 arranged and expediently molded on this. Between the central wheels 16 . 18 is on the output shaft 32 a planet carrier 26 rotatably mounted, which is a hub 36 and an outer wreath 38 has. In addition to radial spokes 40 connect bearing housing 42 the hub 36 with the wreath 38 , on the one hand, via a radially extending torsionally elastic web 44 with the hub 36 and on the other hand a same footbridge 46 with the outer wreath 38 are connected. In the bearing housings 42 running in the circumferential direction between the spokes 40 are arranged planet gears 20 . 22 stored, with the planetary gears 20 with the first central wheel 16 and the planet wheels 22 with the second central wheel 18 comb. Either the planetary gears can 20 . 22 rotatable on one in the bearing housing 42 firmly seated planetary axis 24 be stored or on the planet's axis 24 sit firmly, then in turn in the bearing housing 42 is rotatably mounted. With the outer wreath 38 of the planet carrier 26 is a rotor 30 of the electric motor 12 firmly connected or integrally formed. By choosing the ratios of the gear stages can be achieved that the rotor 30 the same direction of rotation as the output shaft 32 or an opposite one.

In Umfangsrichtung des Planetenträgers 26, zu beiden Seiten einer Planetenachse, besitzt das Lagergehäuse 42 Bremsbacken 48, die die Planetenräder 20, 22 axial überragen und mit Bremsflächen 64 an dem zweiten Zentralrad 18 und mit weiteren Bremsflächen 66 am Gehäusedeckel 50 zusammenwirken.In the circumferential direction of the planet carrier 26 , on both sides of a planetary axis, has the bearing housing 42 brake shoes 48 that the planetary gears 20 . 22 projecting axially and with braking surfaces 64 at the second central wheel 18 and with additional braking surfaces 66 on the housing cover 50 interact.

Werden der Rotor 30 und mit ihm der Planetenträger 26 angetrieben, wirken durch das Drehmoment über die Planetenräder 20, 22 auf die Planetenachse 24 Kräfte in Richtung der Pfeile 54, 56 und 58 (3). Da die Kräfte symmetrisch zu einer Drehachse 70 liegen, die radial durch die drehelastischen Stege 44, 46 verläuft, die das Lagergehäuse 42 mit den Bremsbacken 48 hält, wird das Lagergehäuse 42 mit den Bremsbacken 48 nicht verschwenkt, so dass die Bremsbacken 48 frei zwischen den Bremsflächen 64, 66 laufen. Der Abtrieb erfolgt dabei über das zweite Zentralrad 18 in Richtung des Pfeiles 52 auf die Abtriebswelle 32.Be the rotor 30 and with him the planet carrier 26 driven, act by the torque on the planetary gears 20 . 22 on the planet axis 24 Forces in the direction of the arrows 54 . 56 and 58 ( 3 ). Because the forces are symmetrical to a rotation axis 70 lie radially through the torsionally elastic webs 44 . 46 runs, which is the bearing housing 42 with the brake shoes 48 holds, the bearing housing 42 with the brake shoes 48 not pivoted, so the brake shoes 48 free between the braking surfaces 64 . 66 to run. The output takes place via the second central wheel 18 in the direction of the arrow 52 on the output shaft 32 ,

Wird dagegen die Abtriebswelle in Richtung des Pfeiles 52 von der Abtriebswelle 32 angetrieben (4), wirken auf die Planetenachse 24 Kräfte in Richtung entgegengesetzter Pfeile 54 und 56, wodurch ein Drehmoment in Richtung des Pfeiles 60 um die Drehachse 70 entsteht. Durch die drehelastischen Stege 44, 46, durch die das Lagergehäuse 42 einerseits mit der Nabe 36 und andererseits mit dem äußeren Kranz 38 verbunden ist, dreht sich das Lagergehäuse 42 um die Drehachse 70, so dass die Bremsbacken 48 in Richtung des Pfeils 62 an den Bremsflächen 64 und in Richtung des Pfeils 68 an den Bremsflächen 66 zur Anlage gelangen und damit die Drehbewegung des Zahnradgetriebes 14 blockieren. Dabei ist es gleichgültig, ob die Antriebskraft auf die Abtriebswelle 32 in Richtung des Pfeiles 52 oder in entgegengesetzter Richtung wirkt. Ebenfalls ist es unerheblich für die Lösung des Sperrmechanismus in welcher Richtung der Elektromotor 12 den Planetenträger 26 antreibt. Daher ist der Sperrmechanismus sowohl für Elektromotoren 12 geeignet, die nur in einer Richtung drehen, als auch für Elektromotoren 12, die während des Betriebs ihre Drehrichtung ändern.If, however, the output shaft in the direction of the arrow 52 from the output shaft 32 powered ( 4 ), act on the planetary axis 24 Forces in the direction of opposite arrows 54 and 56 , causing a torque in the direction of the arrow 60 around the axis of rotation 70 arises. Through the torsionally elastic webs 44 . 46 through which the bearing housing 42 on the one hand with the hub 36 and on the other hand with the outer wreath 38 is connected, the bearing housing rotates 42 around the axis of rotation 70 so that the brake shoes 48 in the direction of the arrow 62 on the braking surfaces 64 and in the direction of the arrow 68 on the braking surfaces 66 get to the plant and thus the rotational movement of the gear transmission 14 To block. It does not matter if the driving force on the output shaft 32 in the direction of the arrow 52 or in the opposite direction. It is also irrelevant for the solution of the locking mechanism in which direction of the electric motor 12 the planet carrier 26 drives. Therefore, the locking mechanism is for both electric motors 12 suitable, which rotate only in one direction, as well as for electric motors 12 that change their direction of rotation during operation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Stellantriebactuator
1212: Elektromotorelectric motor
1414: Zahnradgetriebegear transmission
1616: erstes Zentralradfirst central wheel
1818: zweites Zentralradsecond central wheel
2020: erstes Planetenradfirst planetary gear
2222: zweites Planetenradsecond planetary gear
2424: Planetenachseplanetary axle
2626: Planetenträgerplanet carrier
2828: Statorstator
3030: Rotorrotor
3232: Abtriebswelleoutput shaft
3434: Raum für WicklungenRoom for windings
3636: Nabehub
3838: Kranzwreath
4040: Speichespoke
4242: Lagergehäusebearing housing
4444: Stegweb
4646: Stegweb
4848: Bremsbackebrake shoe
5050: Gehäusedeckelhousing cover
5252: Pfeilarrow
5454: Pfeilarrow
5656: Pfeilarrow
5858: Pfeilarrow
6060: Pfeilarrow
6262: Pfeilarrow
6464: Bremsflächebrake surface
6666: Bremsflächebrake surface
6868: Pfeilarrow
7070: Drehachseaxis of rotation

Claims

Actuator ( 10 ) with an electric motor ( 12 ), which via a gear transmission ( 14 ) in planetary construction, which is a first housing-fixed central wheel ( 16 ) and a second rotatable central wheel ( 18 ), an output shaft ( 32 ), both central gears ( 16 . 18 ) each with at least one planetary gear ( 20 . 22 ) Gear stages with different ratios, and wherein the first central ( 16 ) associated planetary gear ( 20 ) with the second central wheel ( 18 ) belonging planetary gear ( 22 ) is rotatably connected, characterized in that the electric motor ( 12 ) a planet carrier ( 26 ) between the central wheels ( 16 . 18 ) is arranged and on the pairs of the planet gears ( 20 . 22 ) are rotatably mounted, wherein at least one bearing housing ( 42 ) of planetary gears ( 20 . 22 ) via radially extending, torsionally elastic webs ( 44 . 46 ) with the planet carrier ( 26 ) and brake shoes ( 48 ), which with braking surfaces ( 64 ) on the output side central wheel ( 18 ) and on the housing ( 50 ) of the actuator ( 10 ) interact.

Actuator ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the two central wheels ( 16 . 18 ) Ring gears are that the planet carrier ( 26 ) on the output shaft ( 32 ) with a hub ( 36 ) is supported by the webs ( 44 . 46 ) and the bearing housings ( 42 ) with an outer, cylindrical wreath ( 38 ), on which a rotor ( 30 ) of the electric motor ( 12 ) sits.

Actuator ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the central wheels ( 16 . 18 ) with the wreath ( 38 ) overlap axially at least partially.

Actuator according to claim 2 or 3, characterized in that the housing-fixed central wheel ( 16 ) with a housing cover ( 50 ) forms a part.

Actuator according to claim 4, characterized in that the toothing of the central wheel ( 16 ) on the housing cover ( 50 ) is injected.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the direction of rotation of a rotor ( 30 ) of the electric motor ( 12 ) with the direction of rotation of the output shaft ( 32 ) matches.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the cogging torque of the electric motor ( 12 ) is small.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the cogging torque of the electric motor ( 12 ) is designed cyclically fluctuating.

Actuator ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 12 ) is an electronically commutated DC motor.

Actuator ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it serves to drive a windscreen wiper of a motor vehicle.