DE4422492A1 - Motor mit einem Umlaufgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Motor mit einem Umlaufgetriebe.

Ein Umlaufgetriebe kann z. B. aus einem exzentrisch gelager­ ten Planetenrad bestehen, das aus zwei koaxial zueinander angeordneten Zahnrädern zusammengesetzt ist. Das erste Planetenzahnrad wirkt zusammen mit einem dritten Zahnrad und das zweite Planetenzahnrad mit einem vierten Zahnrad.

Um dieses Getriebe kompakt bauen zu können und darüber hinaus ein definiertes Übersetzungs- bzw. Untersetzungs­ verhältnis zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß das dritte Zahnrad gehäusefest im Gehäuse des Umlaufgetriebes angeord­ net ist, daß das vierte Zahnrad mit der Abtriebswelle ver­ bunden ist und daß das Planetenrad mit der Motorwelle ge­ koppelt ist.

Die exzentrische Lagerung des Planetenrades sowie die Kupp­ lung mit der Motorwelle kann in einfacher Weise durch eine exzentrische Ausgestaltung des Motorwellenendes erreicht werden. Dies kann z. B. ein exzentrisch angesetzter Stift sein. Das Planetenrad wird auf dem Stift gelagert.

Diese Konstruktion empfiehlt sich in der Regel aber nur dann, wenn im Getriebe keine großen Momente übertragen wer­ den müssen. Wenn dies der Fall ist, müssen die Zahnräder relativ breit ausgelegt werden, so daß das Planetenrad eine entsprechende Gesamtbreite aufweist. Die Stift­ länge muß wiederum der Planetenradbreite angepaßt sein. In diesem Fall ist aber zu befürchten, daß der frei herausra­ gende Stift durchgebogen wird. Dem könnte begegnet werden, indem die Motorwelle besonders stabil ausgeführt und beson­ ders sicher gelagert wird. Die dazu auf zuwendenden Kosten sind aber erheblich und für ein in großen Mengen herge­ stelltes Produkt nicht zu tolerieren. Als Alternative wird daher vorgeschlagen, daß das Planetenrad exzentrisch auf der Abtriebswelle gelagert wird.

In Weiterführung dieses Gedankens wird vorgeschlagen, daß eine Exzenterbuchse auf der Abtriebswelle gelagert ist und daß das Planetenrad konzentrisch zur Exzenterbuchse auf der Exzenterbuchse gelagert ist und daß die Motorwelle mit der Exzenterbuchse gekoppelt ist.

Dies bedeutet, daß der Motor weiterhin den Antrieb des Planetenrads bewirkt, die Kräfte, die auf das Planetenrad wirken, aber über die Exzenterbuchse bzw. die Abtriebswelle abgeleitet werden.

Bei dieser Konstruktion kann das motorseitige Ende der Exzenterbuchse gehäusefest gelagert werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ge­ häuse zu schaffen, das geeignet ist, den Motor sowie das Umlaufgetriebe aufzunehmen. Dazu wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse des Motors und das Gehäuse des Getriebes topf­ förmig sind, wobei die Gehäuse mit ihren offenen Enden an­ einander stoßen und daß im Übergangsbereich der Gehäuse ein Einsatzstück vorgesehen ist, auf den die Gehäuse aufgesteckt sind.

Bei einer derartigen Gestaltung des Gehäuses kann die ge­ häusefeste Anordnung des dritten Zahnrades dadurch bewirkt werden, daß das dritte Zahnrad am Einsatzstück ausgebildet ist.

Falls eine Konstruktion mit einer Exzenterbuchse vorgesehen sein soll, kann diese mit ihrem Ende, das dem Motor zuge­ wandt ist, ebenfalls im Einsatz gelagert werden.

Unabhängig davon, welche der Konstruktionen gewählt wird, kann in jedem Fall die Motorwelle im Einsatz gelagert werden. Dabei kann das Motorwellenlager mittels einer Rast­ vorrichtung gehalten werden.

Weiterhin empfiehlt es sich, die Exzenterbuchse aus Sinter­ material zu fertigen, die mit Schmiermittel, vorzugsweise Schmieröl, getränkt wird.

Die Abtriebswelle wird vorzugsweise im Topfboden des Ge­ triebegehäuses gelagert. Die Länge des Radiallagers sollte länger sein als der doppelte Durchmesser der Abtriebswelle.

Im folgenden soll die Erfindung anhand zweier Ausführungs­ beispiele genauer erläutert werden.

Dabei stellt die

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungs­ form dar.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen.

Die einzelnen Elemente der in den Zeichnungen dargestellten Konstruktion werden nur insoweit beschrieben, als sie im Zusammenhang für die vorliegende Erfindung wesentlich sind. Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1 mit einem ersten Gehäuseab­ schnitt 2 und einem zweiten Gehäuseabschnitt 3. Die beiden Gehäuseabschnitte 2 und 3 sind über einen Einsatz 4 mitein­ ander verbunden, wobei die Gehäuseabschnitte durch den Ein­ satz hintergreifende Laschen 5 und Schraubverbindungen an einer axialen Verschiebung gegenüber dem Lagereinsatz 4 ge­ hindert sind. Die Welle 7 des Ankers 8 eines Elektromotors ist über ein erstes und ein zweites Kalottenlager 9, 10 in dem ersten Gehäuseabschnitt 2 bzw. dem Einsatz 4 drehbar gelagert, wobei das Kalottenlager Toleranzen in der Anord­ nung der Lager auszugleichen vermag, soweit diese nicht ideal miteinander fluchten.

Der zweite Gehäuseabschnitt 3 umgreift im wesentlichen ein Umlaufgetriebe 11, welches unter anderem mit einem vierten Zahnrad 12 versehen ist, welches einseitig in einem Radial­ lager 14 drehbar und axial unverschiebbar gelagert ist. Das Radiallager ist relativ lang gewählt, damit auf das vierte Zahnrad 12 ausgeübte Querkräfte, die zu einen auf das Radiallager 14 einwirkenden Drehmoment führen, besser abge­ fangen werden können. Die Lagerung des vierten Zahnrades 12 geschieht über die Abtriebswelle 15 des Umlaufgetriebes 11, welches die auf das vierte Zahnrad ausgeübte Drehkraft zu stellende Elemente eines Schiebedaches, eines Kraftfahr­ zeugsitzes oder eines Fensters überträgt.

Auf das vierte Zahnrad 12 wird die auf die Motorwelle 7 ausgeübte Drehkraft über ein drittes Planetenzahnrad 16 übertragen, welches über eine Exzenterbuchse 17 auf einer in Richtung Welle 7 ragenden Wellenverlängerung 18 der Ab­ triebswelle 15 drehbar gelagert ist. Dabei ist die Exzen­ terbuchse 17 sowohl gegenüber der Wellenverlängerung 18 als auch gegenüber dem ersten Planetenzahnrad 16 drehbar.

Um nun die Drehzahl der Motorwelle 7 auf die gewünschte Drehzahl der Abtriebswelle 15 herabzusetzen, ist die Motor­ welle 7 mit der Abtriebswelle 15 über ein sogenanntes Um­ laufgetriebe verbunden. Dabei wird durch eine in eine ent­ sprechende Ausnehmung 20 der Exzenterbuchse 17 eingreifende Klaue 19 der Motorwelle eine Drehkraft auf die Exzenter­ buchse 17 ausgeübt. Der Ansatz 19 an der Welle 7 muß also in Verbindung mit der Ausnehmung 20 des Exzenters 17 derart beschaffen sein, daß die Welle 7 die Exzenterbuchse 17 mit­ nimmt. Außerdem hat die Ausnehmung 20 in radialer Richtung gegenüber dem Ansatz 19 eine derart vergrößerte Weite daß der Ansatz 19 in jeder zugeordneten Drehstellung der Exzen­ terbuchse 17 in die Ausnehmung 20 eingeführt werden kann.

Wie aus der Zeichnung deutlich ersichtlich, ist die Mittel­ linie der Exzenterbuchse in der in der Zeichnung darge­ stellten Lage nach oben versetzt. Damit greift eine erste Außenverzahnung (erstes Planetenzahnrad 21) bei der in der Zeichnung dargestellten Lager oben in eine in den Lagerein­ satz 4 eingearbeitete Innenverzahnung (drittes Planetenzahnrad 22) ein. Mit der Drehbewegung der Exzenterbuchse 17 wandert der Eingriffspunkt in Umfangsrichtung der Außenver­ zahnung des ersten Planetenzahnrades 21. Da die Zähnezahl der Außenverzahnung kleiner gewählt ist als die der Innen­ verzahnung wird sich das Zahnrad entsprechend dem durch die unterschiedliche Zähnezahl vorgegebenen Übersetzungsver­ hältnis entgegen der Drehbewegung der Exzenterbuchse 17 drehen.

Die Drehbewegung des ersten Planetenzahnrades 16 wird über die Außenverzahnung des zweiten Planetenzahnrades 23 auf die Innenverzahnung 24 des vierten Zahnrades 12 übertragen. Da das Planetenzahnrad über die Exzenterbuchse 17 exzen­ trisch gelagert ist, läuft wiederum der in der Zeichnung gerade oben befindliche Eingriffspunkt 25 des Außengewindes 23 in das Innengewinde 24 längs des Umfangs des Außengewin­ des 23 um. Dabei weist wiederum das Außengewinde 23 eine geringere Zähnezahl als das Innengewinde 24 auf. Hierdurch ergibt sich wiederum eine Herabsetzung der Drehgeschwindig­ keit des vierten Zahnrades 12 gegenüber der Drehgeschwin­ digkeit des Planetenzahnrades 16.

Für die Ausführung ist charakteristisch, daß die Exzenter­ buchse 17 zwar von der Motorwelle 7 angetrieben wird, aber nicht auf dieser gelagert ist oder dieser fest zugeordnet ist. Die Exzenterbuchse 17 sitzt vielmehr auf der Wellen­ verlängerung 18 und damit auf der Abtriebswelle 15. Hier­ durch ist die Lage der Exzenterbuchse 17 und damit des Pla­ netenzahnrades 16 sowie dessen Außenverzahnung 23 besonders genau gegenüber der Lage des vierten Zahnrades 12 und damit dessen Innenverzahnung 24 festgelegt. Da Innenverzahnung 24 und Wellenverlängerung 18 starr zueinander liegen, können hier auch besonders große Kräfte übertragen werden, ohne daß im Angriffsbereich die Außenverzahnung 23 außer Ein­ griff zu der Innenverzahnung 24 kommt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Exzenterbuchse 17 an seinem in der Zeichnung linken Ende im Bereich der Krafteinwirkung der Motorwelle 7 drehbar gelagert, was ins­ besondere zum Ausgleich von Toleranzen besonders günstig durch ein weiteres Kalottenlager 26 geschehen kann. Damit ist der Lagereinsatz 4 nicht nur bestimmend für die Verbin­ dung der beiden Gehäuseabschnitte 2 und 3, sondern auch für die Aufnahme sowohl der Lagerung 10 der Welle 7 als auch der Lagerung 26 der Exzenterbuchse 17. Durch die erfin­ dungsgemäße Anordnung läßt sich eine besonders große Dreh­ zahluntersetzung erreichen, was anders ausgedrückt bedeu­ tet, daß sich mit einem sehr kleinen Abmessungen des Motor große Antriebskräfte erzielen lassen.

In der Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform zur Fig. 1 dargestellt. Die Ausführungsformen stimmen überein, soweit nicht im folgenden eine andere Darstellung erfolgt.

Das Planetenrad 16 wird nicht wie gemäß Fig. 1 auf der Ab­ triebswelle gelagert, sondern auf einen exzentrisch ange­ ordneten Verlängerungsstift 30 an der Motorwelle 7. Dieser Stift kann in die Stirnseite der Motorwelle 7 eingesteckt sein oder aber aus einem Verlängerungsstück der Motorwelle 7 herausgedreht worden sein.

Zwischen dem Planetenrad 16 und dem Stift 30 ist eine Gleitbuchse 31 angeordnet. Diese kann z. B. aus Sintermate­ rial bestehen.

Für die Lagerung der Motorwelle 7 zur Getriebeseite hin ist ein Kugellager vorgesehen, daß im Einsatzstück 4 gehal­ ten ist. Zur Halterung des Kugellagers 32 ist ein sich axial erstreckender ringförmiger Vorsprung vorgesehen, der mit seiner einen Kante an dem Einsatzstück 4 anschließt und an dessen anderer Kante eine umlaufende Nase 35 vorgesehen ist. Der umlaufende Ring 33 ist einstückig mit dem Einsatz­ stück 4 ausgebildet. Der Ring 33 ist hinterschnitten (Ring­ nut 34), so daß der Ring aufgeweitet werden kann. Dies er­ möglicht es, das Kugellager axial einzusetzen. Sobald sich das Kugellager 32 in seiner Montageposition befindet, schnappt der Ring zurück, so daß die umlaufende Nase 35 das Kugellager 35 hintergreift und in der Montageposition fixiert.

Claims (11)

1. Motor mit einem Umlaufgetriebe (11), das aus einem ex­ zentrisch gelagerten Planetenrad (16) besteht, das aus zwei koaxial zueinander angeordneten Zahnrädern (21, 22) zusammengesetzt ist, wobei das erste Planetenzahnrad (21) mit einem dritten Zahnrad (22) und das zweite Pla­ netenzahnrad (23) mit einem vierten Zahnrad (24) zusam­ menwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Zahnrad (22) gehäusefest im Gehäuse (3) des Um­ laufgetriebes (11) angeordnet ist, daß das vierte Zahn­ rad (24) mit der Abtriebswelle (15) verbunden ist und das Planetenrad (16) mit der Motorwelle (7) gekoppelt ist.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Planetenrad auf einem Stift (30) gelagert ist, der als Verlängerung der Motorwelle (7) ausgebildet ist und exzentrisch zur Achse der Motorwelle (7) angeordnet ist.

3. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Planetenrad (16) exzentrisch auf der Ab­ triebswelle (15) gelagert ist.

4. Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Exzenterbuchse (17) auf der Abtriebs­ welle (15) gelagert ist, daß das Planetenrad (16) kon­ zentrisch zur Exzenterbuchse (17) auf der Exzenter­ buchse (17) gelagert ist und daß zwischen der Motorwel­ le und der Exzenterbuchse (17) eine spielbehaftete Kupplung vorgesehen ist.

5. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (2) des Motors (1) und das Ge­ häuse (3) des Getriebes (11) jeweils topfförmig ausge­ bildet sind, wobei die Gehäuse (2, 3) mit ihren offenen Enden aneinander stoßen und im Übergangsbereich der Ge­ häuse (2, 3) ein Einsatzstück (4) vorgesehen ist, auf den die Gehäuse (2, 3) aufgesteckt sind.

6. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß Befestigungsmittel vorgesehen sind, mit de­ nen der Einsatz (4) fest mit den Gehäusen (2, 3) verbun­ den wird, und daß das dritte Zahnrad (22) am Einsatz­ stück (4) ausgebildet ist.

7. Motor nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Exzenterbuchse (17) im Einsatz (4) gelagert ist.

8. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Motorwelle (7) im Einsatz (4) gelagert ist.

9. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Motorwellenlager mittels einer Rastvor­ richtung (33, 34, 35) im Einsatz (4) gehalten ist.

10. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Exzenterbuchse (17) aus Sintermaterial gefertigt ist, welches mit Schmiermittel, vorzugsweise Schmieröl getränkt ist.

11. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Radial­ lagers (14) der Abtriebswelle (15) länger ist als der doppelte Durchmesser der Abtriebswelle (15).