DE10314771A1

DE10314771A1 - Drive motor for motor vehicle ancillaries, comprises electric motor and integral epicyclic gearing

Info

Publication number: DE10314771A1
Application number: DE2003114771
Authority: DE
Inventors: Jochen Moench
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-14

Abstract

The planet wheel (32) is hollow with internal and external teeth (36, 38). It is mounted for rotation on an eccentric (20) turning about an axis (50) concentric with the drive shaft (44) in a casing (12). Drive is provided by an electric motor (14). The central sun wheel has external teeth meshing with the internal teeth of the planet wheel (32). The other central wheel (30) is hollow with internal teeth (40) meshing with the external teeth of the planet wheel (32).

Description

Stand der TechnikState of technology

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 the claim 1 off.

Grundsätzlich besteht ein Wunsch nach immer leistungsstärkeren und kompakteren Stellantrieben. 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.Basically there is a desire for ever more powerful and compact actuators. In the motor vehicle industry, these are used, for example, to drive windshield wipers, window regulators, seats, sunroofs or the like. In the case of two-motor wiper systems in particular, actuators are required which generate a very high torque and must be accommodated in an extremely cramped installation space. The aim is, for example, to create an actuator with a construction volume of approximately 500 cm ³ , which generates an output torque of 35 Nm with a reversible electric motor with 60 cycles per second.

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 Elek tromotor, 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 An adjustment device for adjusting a second part relative to a first part, in particular for adjusting joint parts, such as robot joint parts, is known. The device comprises an electric motor, for example 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 gear for short. It has two central gears, which are designed as ring gears with internal gears, and each mesh with planet gears with corresponding external gears. One central wheel is fixedly connected to the first component, while the other central wheel is fixedly connected to the second component and is rotatably mounted relative to the first central wheel. As a rule, the first component is stationary, for example by being connected to a housing part of the electric motor. The first central gear forms a first gear stage with the planet gears assigned to it, while the second central gear forms a second gear stage with the planet gears assigned to it. The planet gears of both gear stages are connected to each other in a rotationally fixed manner. One of the gear stages is driven by the motor shaft of the electric motor via a sun gear. By selecting the gear ratio of the gear stages it can be achieved that the output of the actuator has an identical or an opposite direction of rotation relative to the drive. Furthermore, a high reduction ratio of the known planetary gear combined with a corresponding efficiency results in self-locking, so that torque can be transmitted from the drive to the output, but not in the opposite direction from the output to the drive.

Solche Planetengetriebe sind ferner aus VDI-Berichte 672, Verein deutscher Ingenieure „Planetengetriebe, eine leistungsfähige Komponente der Antriebstechnik", VDI-Verlag 1988, bekannt. Auf den Seiten 146, 147 sind in Bild 2 und Bild 3 selbsthemmungsfähige Planetengetriebe gezeigt und unter Ziffer 3 auf Seite 147 die Bedingungen für eine Selbsthemmung definiert.Such Planetary gears are also from VDI reports 672, Verein deutscher Engineers "planetary gears, a powerful Drive Technology Component ", VDI publishing house 1988, known. On pages 146, 147 are in Figure 2 and Figure 3 self-locking Planetary gears shown and the conditions in section 3 on page 147 for one Self-locking defined.

Aus der US 4 918 344 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 slow-running servo drive for robots and similar automatically controllable machines is also known. The drive motor includes, for example, a direct current motor, an alternating current motor, direct drive motor or stepper motor, which works together with a high-reduction planetary gear. The planetary gear is a friction planetary gear, in which the moments between the gear elements, the central gears and the planet gears are transmitted by friction. The central wheels and the planet wheels are designed as rollers. Slip between the gear elements does not guarantee a clear assignment of the actuating movement on the drive to the actuating movement on the output.

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 overdrives a disc on a sun gear of a first gear stage, the planetary gears in a more forceful manner Connected to the sun gear and a first ring gear that with the housing of the electric motor is rotatably connected. A planet carrier, at which the planet gears the first gear stage are rotatably supported with another Sun gear coupled to the corresponding planet gears and a second ring gear belongs to a second gear stage. On 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 self-locking on the second fixed to the housing Support ring gear. The planetary gear, which can also be designed as a single-stage gear can, has no self-locking.

In der älteren Patentanmeldung DE 102 43 809.9 ist ein Stellantrieb mit einem Elektromotor beschrieben, der über ein Zahnradgetriebe in Planetenbauweise eine Abtriebswelle antreibt. Das Planetengetriebe umfasst ein erstes gehäusefestes Zentralrad und ein zweites drehbares, mit dem Abtrieb verbundenes Zentralrad. Beide Zentralräder sind gleichartig, z.B. Hohlräder. Sie bilden jeweils mit mindestens einem Planetenrad Getriebestufen mit unterschiedlichen Untersetzungen, wobei das zum ersten Zentralrad gehörige Planetenrad mit dem zum zweiten Zentralrad gehörigen Planetenrad drehfest verbunden ist. Die beiden miteinander verbundenen Planetenräder bilden ein so genanntes Stufenplanetenrad, das an seinen Stufen entsprechend den Übersetzungen unterschiedliche Verzahnungen aufweist. Der Elektromotor treibt den Planetenträger an, an dem die Planetenräder drehbar gelagert sind. Als Elektromotor wird bevorzugt ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor verwendet, dessen Rotor das Planetengetriebe umgibt. Solche Stellantriebe eignen sich für Stellaufgaben aler Art, u.a. auch für den Antrieb von Scheibenwischern von Kraftfahrzeugen. Sie besitzen einen hohen Wirkungsgrad und beanspruchen nur einen geringen Bauraum.In the earlier patent application DE 102 43 809.9 describes an actuator with an electric motor that drives an output shaft via a planetary gear train. The planetary gear comprises a first central wheel fixed to the housing and a second rotatable central wheel connected to the output. Both central gears are of the same type, eg ring gears. They each form gear stages with different gear ratios with at least one planet gear, the planet gear belonging to the first central gear being connected in a rotationally fixed manner to the planet gear belonging to the second central gear. The two interconnected pla Netenrad form a so-called stepped planetary gear, which has different gears on its steps according to the translations. The electric motor drives the planet carrier on which the planet gears are rotatably mounted. An electronically commutated direct current motor, the rotor of which surrounds the planetary gear, is preferably used as the electric motor. Such actuators are suitable for all types of actuation tasks, including for driving windshield wipers of motor vehicles. They are highly efficient and take up little space.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Nach der Erfindung ist das Planetenrad als Hohlrad mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung ausgebildet und auf einem Exzenter drehbar gelagert. Dieser ist seinerseits in einem Gehäuse drehbar gelagert, und zwar um eine Drehachse, die koaxial zur Abtriebswelle verläuft. Ein Elektromotor treibt über Exzenter ein Sonnenrad an, das mit seiner Außenverzahnung in die Innenverzahnung des Planetenrads eingreift. Dieses treibt über seine Außenverzahnung ein Hohlrad an, das mit einer Abtriebswelle triebmäßig verbunden ist. Das Wolfrom-Planetengetriebe mit nur einem exzentrisch gelagerten Planetensatz, der jedoch nicht wie üblich axial, sondern radial in die Verzahnungen der Zentralräder eingreift und auf ein innen- und außenverzahntes Hohlrad reduziert ist, besitzt die für Planetengetriebe üblichen Vorteile wie eine hohe Leistungsdichte sowie einen großen Übersetzungsbereich und ist zudem extrem kurz bauend. Es besteht aus wenigen, einfach zu tolerierenden und zu fügenden Teilen und kann durch die Innen-/Außenverzahnungen für den Bauraum relativ hohe Momente übertragen. Durch die in den Verzahnungen niedrigen Geschwindigkeiten ist die zu erwartende Geräuschentwicklung gering, zumal wenn die Verzahnung in Ausgestaltung der Erfindung als Schrägverzahnung und/oder als Hochverzahnung ausgebildet ist. Ferner kann die Geräuschemission verringert werden, wenn die Zahnräder oder zumindest ihre Verzahnungen aus Kunststoff hergestellt sind.To the invention is the planet gear as a ring gear with an internal toothing and an external toothing trained and rotatably mounted on an eccentric. This is in turn in a housing rotatably mounted, namely about an axis of rotation, which is coaxial to the output shaft runs. An electric motor drives over Eccentric on a sun gear, which with its external teeth in the internal teeth of the Planetary gear engages. This drives through its external teeth a ring gear, which is drivingly connected to an output shaft is. The Wolfrom planetary gear with only one eccentrically mounted Planetary set, however, not radial as usual, but radial in the toothing of the central wheels engages and reduced to an internally and externally toothed ring gear is that for Planetary gear usual Advantages such as a high power density and a large translation range and is also extremely short. It consists of a few, simple to be tolerated and to be added Divide and can by the internal / external teeth for the installation space transmit relatively high moments. Due to the low speeds in the toothing, the expected noise level low, especially if the teeth in the embodiment of the invention as helical teeth and / or is designed as a high toothing. Furthermore, the noise emission be reduced if the gears or at least their gears out Plastic are made.

Um zu vermeiden, dass die Axialkräfte, die durch die Schrägverzahnung entstehen, die Lager der Zahnräder belasten, ist es zweckmäßig, dass gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Schrägungswinkel der Verzahnungen zwischen dem ersten Zentralrad und dem Planetenrad so auf den Schrägungswinkel der Verzahnungen zwischen dem Planetenrad und dem zweiten Zentralrad abgestimmt sind, dass sich unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Untersetzungsverhältnisse die aus der Schrägverzahnung resultierenden Axialkräfte weit gehend aufheben. Ferner ist es zweckmäßig, die Untersetzungen der Getriebestufen so zu wählen, dass das Planetengetriebe Selbsthemmung aufweist. Dadurch wird ohne großen Aufwand die jeweilige Stellposition des Stellantriebs gesichert. Die Zusammenhänge zwischen den Übersetzungen, dem Wirkungsgrad und der Selbsthemmung sind z.B. in Konstruktionsbücher, Band 26, „Zahnradgetriebe", Johannes Looman, Springer Verlag Berlin 1970, Seiten 26 bis 31, für vergleichbare Planetengetriebe dargestellt.Around to avoid the axial forces, through the helical teeth arise, the bearings of the gears burden, it is appropriate that according to one Another embodiment of the invention, the helix angle of the teeth between the first central gear and the planet gear so on the helix angle the gears between the planet gear and the second central gear are agreed that taking into account the different Reduction ratios the from the helical gearing resulting axial forces cancel as far as possible. It is also expedient to reduce the To select gear stages so that the planetary gear has self-locking. This will do without huge Effort the respective position of the actuator secured. Contexts between translations, efficiency and self-locking are e.g. in construction books, volume 26, "Gear Transmission", Johannes Looman, Springer Verlag Berlin 1970, pages 26 to 31, for comparable planetary gears shown.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele 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 result from the following description of the drawing. Exemplary embodiments are shown in the drawing presented the invention. The drawing, the description and the Expectations contain numerous features in combination. The specialist will the features also expediently look at them individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stellantrieb und 1 a schematic longitudinal section through an actuator according to the invention and

2 eine Variante zu 1. 2 a variant too 1 ,

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

Ein Stellantrieb 10 umfasst im Wesentlichen einen Elektromotor 14, vorzugsweise einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor mit einem Stator 16 und einem Rotor 18, und ein Planetengetriebe 26 mit einem ersten Zentralrad 28 und einem zweiten Zentralrad 30 sowie einem Planetenrad 32, das das erste Zentralrad 28 mit dem zweiten Zentralrad 30 triebmäßig verbindet.An actuator 10 essentially comprises an electric motor 14 , preferably an electronically commutated DC motor with a stator 16 and a rotor 18 , and a planetary gear 26 with a first central wheel 28 and a second central wheel 30 and a planet gear 32 which is the first central wheel 28 with the second central wheel 30 instinctively connects.

Der Rotor 18 des Elektromotors 14 treibt über eine Scheibe 22 einen Exzenter 20 an, der mittels Lager 24 um eine Rotationsachse 50 im Gehäuse 12 drehbar gelagert ist.The rotor 18 of the electric motor 14 drives over a disc 22 an eccentric 20 at the by means of camp 24 about an axis of rotation 50 in the housing 12 is rotatably mounted.

Das erste Zentralrad 28 ist als Sonnenrad ausgebildet und über eine Achse 46 drehfest mit dem Gehäuse 12 verbunden, während das zweite Zentralrad 30, ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung 40, eine Abtriebswelle 44 antreibt, die koaxial zur Rotationsachse 50 verläuft und durch Lager 42 im Gehäuse 12 drehbar gelagert ist. Radial zwischen dem ersten Zentralrad 28 und dem zweiten Zentralrad 30 ist das Planetenrad 32 vorgesehen, das als Hohlrad ausgebildet ist und mit einer Innenverzahnung 36 mit einer Außenverzahnung 34 des ersten Zentralrads 28 sowie mit einer Außenverzahnung 38 mit der Innenverzahnung 40 des zweiten Zentralrads 30 kämmt. Die zwei Zahneingriffsstellen zwischen dem Planetenrad 32 und dem ersten Zentralrad 28 sowie zwischen dem Planetenrad 32 und dem zweiten Zentralrad 30 liegen diametral zur Drehachse 50 bzw. zur Abtriebswelle 44.The first central wheel 28 is designed as a sun gear and over an axis 46 non-rotatable with the housing 12 connected while the second central wheel 30 , a ring gear with internal teeth 40 , an output shaft 44 drives the coaxial to the axis of rotation 50 runs and through camp 42 in the housing 12 is rotatably mounted. Radially between the first central wheel 28 and the second central wheel 30 is the planet gear 32 provided that is designed as a ring gear and with an internal toothing 36 with an external toothing 34 of the first central wheel 28 as well as with external teeth 38 with the internal toothing 40 of the second central wheel 30 combs. The two meshing points between the planet gear 32 and the first central wheel 28 as well as between the planet gear 32 and the second central wheel 30 lie diametrically to the axis of rotation 50 or to the output shaft 44 ,

Das Planetenrad 32 ist drehbar auf dem Exzenter 20 gelagert. Wird der Exzenter 20 vom Elektromotor 14 angetrieben, dreht sich das Planetenrad 32 um seine zentrische Symmetrieachse, die ihrerseits um die Rotationsachse 50 kreist. Dabei ist die Exzentrizität des Exzenters 20 auf die Zähnezahlen und Verzahnungsgeometrien der Verzahnungen 34, 36, 38, 40 so abgestimmt, das der Zahneingriff zwischen den Zahnrädern 28, 30, 32 während des Betriebs gewährleistet ist. Durch die Wahl der Zähnezahlen lässt sich ein extrem breiter Untersetzungsbereich erreichen. Die Untersetzung berechnet sich für ein stehendes erstes Zentralrad 28 und den Abtrieb über das zweite Zentralrad 30 mit n2 = n2' = nS(Z2 – Z1)/Z1 = nS(Z2/Z1 – 1) n3 = nS(Z3 – Z2')/Z2' – nS(Z2 – Z1)/Z1 = nS(Z3/Z2' – 1) – nS(Z2/Z1 – 1) = nS(Z3/Z2' – Z2/Z1) i = nAntrieb/nAbtrieb = nS/n3 = 1/((Z3/Z2') – (Z2/Z1))wobei
n₂ = Drehzahl der Außenverzahnung 38 des Planetenrads 32,
n₂' = Drehzahl der Innenverzahnung 36 des Planetenrads 32,
n_S = Drehzahl des Exzenters 20,
Z₁ = die Zähnezahl der Außenverzahnung 34,
Z₂ = die Zähnezahl der Innenverzahnung 36,
Z₂' = die Zähnezahl der Außenverzahnung 38,
Z₃ = die Zähnezahl der Innenverzahnung 40,
i = die Übersetzung des Planetengetriebes 26
ist.The planet gear 32 is rotatable on the eccentric 20 stored. Becomes the eccentric 20 from the electric motor 14 driven, the planet gear turns 32 about its central axis of symmetry, which in turn is about the axis of rotation 50 circles. Here is the eccentricity of the eccentric 20 on the number of teeth and gear geometry of the gear 34 . 36 . 38 . 40 so matched that the meshing between the gears 28 . 30 . 32 is guaranteed during operation. By choosing the number of teeth, an extremely wide reduction range can be achieved. The reduction is calculated for a stationary first central wheel 28 and the output via the second central wheel 30 With n 2 = n 2 '= n S (Z 2 - Z 1 ) / Z 1 = n S (Z 2 / Z 1 - 1) n 3 = n S (Z 3 - Z 2 ') / Z 2 '- n S (Z 2 - Z 1 ) / Z 1 = n S (Z 3 / Z 2 '- 1) - n S (Z 2 / Z 1 - 1) = n S (Z 3 / Z 2 '- Z 2 / Z 1 ) i = n drive / n output = n S / n 3 = 1 / ((Z 3 / Z 2 ') - (Z 2 / Z 1 )) in which
n ₂ = speed of the external toothing 38 of the planet gear 32 .
n ₂ '= speed of the internal toothing 36 of the planet gear 32 .
n _S = speed of the eccentric 20 .
Z ₁ = the number of teeth on the external toothing 34 .
Z ₂ = the number of teeth of the internal toothing 36 .
Z ₂ '= the number of teeth on the external toothing 38 .
Z ₃ = the number of teeth of the internal toothing 40 .
i = the translation of the planetary gear 26
is.

Je ähnlicher die Verzahnung Z₁ zu Z₂ und Z₂' zu Z₃ ausfallen, also Z2/Z1 ≈ Z3/Z2'desto ähnlicher wird das Verhältnis (Z₁Z₂'/Z₂Z₃) zu 1 und damit die Untersetzung 1:∞. Um eine Untersetzung von 1:63 zu erreichen, wie sie häufig für Stellantriebe in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, kann z.B. die Zahlenkombination
Z₁ = 29
Z₂ = 33
Z₂' = 39
Z₃ = 45
verwendet werden. Weitere Kombinationen lassen sich leicht z.B. mit Hilfe einer Tabellenkalkulation ermitteln.The more similar the teeth Z ₁ to Z ₂ and Z ₂ 'to Z ₃ turn out, that is Z 2 / Z 1 ≈ Z 3 / Z 2 ' the more similar the ratio (Z ₁ Z ₂ '/ Z ₂ Z ₃ ) to 1 and thus the reduction 1: ∞. To achieve a reduction ratio of 1:63, as is often used for actuators in motor vehicles, the number combination can be used
Z ₁ = 29
Z ₂ = 33
Z ₂ '= 39
Z ₃ = 45
be used. Other combinations can easily be determined using a spreadsheet, for example.

Grundsätzlich kann frei gewählt werden, welches der Zentralräder 28, 30 im Gehäuse 12 festgehalten wird. Da aus geometrischen Gründen beim vorgeschlagenen radialen Aufbau die Beträge der Zähnezahlen |Z₃| > |Z₂'|, |Z₂| > |Z₁| sein müssen, ist es, um hohe Untersetzungen zu erreichen, notwendig, das innere Zahnrad festzuhalten und das äußere Hohlrad als Abrieb zu verwenden und nicht, wie denkbar und vor allem konstruktiv einfacher ausführbar, die umgekehrte Zahnradkette auszuführen. Bildlich gesprochen wird durch das Abwälzen des Planetenrads 32 eine Drehung erzeugt, die ins Langsame untersetzt werden muss, was nur erreicht werden kann, indem man die Außenverzahnung 38 auf einem größeren Durchmesser der Innenverzahnung 40 und nicht die Innenverzahnung 36 auf einen kleineren Durchmesser der Außenverzahnung 34 abwälzt.In principle, you can freely choose which of the central wheels 28 . 30 in the housing 12 is held. Since for geometrical reasons the amounts of teeth | Z ₃ | > | Z ₂ '|, | Z ₂ | > | Z ₁ | must be, in order to achieve high reductions, it is necessary to hold the inner gear wheel and to use the outer ring gear as abrasion and not, as is conceivable and, above all, structurally simpler to carry out, the reverse gear chain. Metaphorically speaking is by rolling the planet gear 32 creates a rotation that has to be reduced, which can only be achieved by using the external toothing 38 on a larger diameter of the internal toothing 40 and not the internal teeth 36 to a smaller diameter of the external toothing 34 rolls.

Die Verzahnungen 34, 36, 38, 40 können aus Kunststoff hergestellt werden, indem sie auf einen metallischen Träger aufgespritzt werden oder indem die zugehörigen Zahnräder 28, 30, 32 aus Kunststoff hergestellt werden. Die Verzahnungen 34, 36, 38, 40 können ferner aus Geräusch- oder Festigkeitsgründen als Schrägverzahnung und/oder Hochverzahnung ausgebildet werden. Zum Ausgleich der exzentrisch um die Drehachse 50 rotierenden Massen des Planetenrads 32 wird zweckmäßigerweise eine Ausgleichsmasse 48 vorgesehen.The gears 34 . 36 . 38 . 40 can be made of plastic by being sprayed onto a metal carrier or by the associated gears 28 . 30 . 32 be made of plastic. The gears 34 . 36 . 38 . 40 can also be designed as helical teeth and / or high teeth for reasons of noise or strength. To compensate for the eccentric around the axis of rotation 50 rotating masses of the planet gear 32 is expediently a leveling compound 48 intended.

Bei der Ausführung nach 1 ist das Planetengetriebe 26 innerhalb des Rotors 18 des Elektromotors angeordnet. Es ergibt sich dadurch eine sehr flache Bauweise.When running after 1 is the planetary gear 26 inside the rotor 18 arranged of the electric motor. This results in a very flat design.

Bei der Ausführung nach 2 ist das Planetengetriebe 26 axial versetzt zum Elektromotor 14 angeordnet. Diese Bauweise ist besonders interessant, wenn der Bauraum innerhalb des Rotors für das Planetengetriebe 26 nicht ausreicht oder eine maximale zulässige radiale Erstreckung nicht überschritten werden darf. Ferner lässt diese Ausführung einen Abtrieb durch die Motormitte auf beiden Seiten des Elektromotors 14 zu.When running after 2 is the planetary gear 26 axially offset from the electric motor 14 arranged. This design is particularly interesting if the space inside the rotor for the planetary gear 26 not sufficient or a maximum permissible radial extent must not be exceeded. This version also allows an output through the center of the motor on both sides of the electric motor 14 to.

Besonders geeignet sind zum Aufbau des erfindungsgmäßen Stellantriebs 10 Blechstanzteile und Blechumformteile, wodurch sich die Baulänge des Getriebes auf wenige Millimeter reduzieren lässt.Are particularly suitable for the construction of the actuator according to the invention 10 Sheet metal stampings and sheet metal parts, which means that the overall length of the gearbox can be reduced to a few millimeters.

Claims

Actuator ( 10 ) with an electric motor ( 14 ), which has a gear transmission ( 26 ) in planetary design, which is a first fixed central wheel ( 28 ) and a second rotatable central wheel ( 30 ) includes an output shaft ( 44 ) drives, the gears ( 34 . 40 ) of the two central wheels ( 28 . 30 ) each with a different toothing ( 36 . 38 ) of a planet gear ( 32 ) comb and form gear stages with different gear ratios, characterized in that the planet gear ( 32 ) as a ring gear with internal teeth ( 36 ) and an external toothing ( 38 ) trained and on an eccentric ( 20 ) is rotatably mounted, which is about a to the output shaft ( 44 ) coaxial rotation axis ( 50 ) rotatable in a housing ( 12 ) is stored and by the electric motor ( 14 ) is driven and that a central wheel ( 28 ) is a sun gear with its external teeth ( 24 ) in the internal toothing ( 36 ) of the planet gear ( 32 ) engages while the internal teeth ( 40 ) of the other central gear designed as a ring gear ( 30 ) with the external toothing ( 38 ) of the planet gear ( 32 ) combs.

Actuator ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the first central wheel designed as a sun gear ( 28 ) in the housing ( 12 ) is tight.

Actuator ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the reduction ratios of the gear stages are selected so that the planetary gear ( 26 ) Has self-locking.

Actuator ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear ( 26 ) within a rotor ( 18 ) of the electric motor ( 14 ) is housed.

Actuator ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the planetary gear ( 26 ) to the side of the electric motor ( 14 ) is arranged and the output shaft ( 44 ) across the actuator ( 10 ) is performed.

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 windshield wiper of a motor vehicle.

Actuator ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the gears ( 28 . 30 . 32 ) is made entirely of plastic or a toothing ( 34 . 36 . 38 . 40 ) made of plastic.

Actuator ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the toothings ( 34 . 36 . 38 . 40 ) are helical teeth.

Actuator ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the toothings ( 34 . 36 . 38 . 40 ) are designed as high toothing.

Actuator ( 10 ) according to one of claims 9 or 10, characterized in that the helix angle of the toothings ( 34 . 36 ) between the first central wheel ( 28 ) and the planet gear ( 32 ) so on the helix angle of the teeth ( 38 . 40 ) between the planet gear ( 32 ) and the second central wheel ( 30 ) are coordinated so that taking into account the different transmission ratios, the axial forces resulting from the helical teeth largely cancel each other out.

Actuator ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary gear ( 26 ) is constructed from sheet metal stampings and / or sheet metal parts.