EP2839571A2 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung und/oder regelung der elektromechanischen aktuierung einer planetengetriebeanordnung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung und/oder regelung der elektromechanischen aktuierung einer planetengetriebeanordnung

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EP2839571A2
EP2839571A2 EP13718831.4A EP13718831A EP2839571A2 EP 2839571 A2 EP2839571 A2 EP 2839571A2 EP 13718831 A EP13718831 A EP 13718831A EP 2839571 A2 EP2839571 A2 EP 2839571A2
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EP
European Patent Office
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planetary gear
electromagnetic coil
gear arrangement
coil ring
ring
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13718831.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Kienke
Rolf Schüler
Christoph Schuhn
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Johnson Controls GmbH
Original Assignee
Johnson Controls GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
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    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H—ELECTRICITY
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12—Machines characterised by the modularity of some components

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling and / or regulating the electromechanical actuation of a planetary gear arrangement. Furthermore, the invention relates to a method for controlling and / or regulating the electromechanical actuation of a
  • Planetary gear arrangement and a planetary gear arrangement with a device for controlling and / or regulating their
  • Planetary gear in particular a wobble mechanism, also referred to as Kappelmotor.
  • An electromechanical actuation of a planetary gear comprises a stator ring with a plurality of circumferentially arranged
  • Electromagnet Conventionally, each electromagnet must be controlled separately, resulting in a number of usually 6 electromagnets to 12 individual leads. This complicates the contact and leads to large supply diameters and high costs.
  • Object of the present invention is to provide a comparison with the prior art improved method and over the prior Technique improved device for controlling and / or regulating the electromechanical actuation of a planetary gear arrangement and a planetary gear arrangement with an improved device for controlling and / or regulating their electromechanical actuation specify.
  • the device for controlling and / or regulating the
  • Electromechanical actuation of a planetary gear arrangement comprises a commutation electronics, which is designed as an electronic circuit board and directly to a
  • Electromagnetic coil ring of the electromechanical actuation is arranged or which is disposed within a housing which receives the planetary gear assembly and the means for their electromechanical actuation.
  • the electromagnetic coil ring is formed from a plurality of annularly arranged electromagnetic coils, which by means of the commutation in the circumferential direction of the
  • Electromagnetic coil ring are alternately activated circumferentially.
  • Electromagnetic coil ring directly, in particular without intermediate lines, contacted with the electronic circuit board of the commutation.
  • a contacting of the electromagnetic coils in the solenoid coil ring is simplified and a length of the leads between Kommutleiterselektronik and electromagnetic coils is minimized by their spatially dense arrangement.
  • the commutation electronics is coupled to a bus system which preferably has three supply lines. In this way, the number of leads for control and / or
  • the planetary gear arrangement is expediently as a single open planetary gear
  • Planetary gear formed As a result, particularly high torques can be generated at comparatively low speeds.
  • a drive unit formed from a planetary gear arrangement with a plurality of planetary gears is particularly compact and inexpensive.
  • Electromagnetic coils according to the invention by means of
  • Electromagnet coil ring alternately activated circumferentially, the commutation electronics is controlled by a bus system. In this way, the number of leads for control and / or
  • each electromagnetic coil of the electromagnetic coil ring is controlled and / or regulated separately by means of the commutation electronics.
  • each electromagnetic coil can be controlled and / or regulated separately, so that a particularly sensitive and efficient control and / or regulation of the device is made possible.
  • Electromagnetic coils of the electromagnetic coil ring by means of Commutation electronically controlled and / or regulated.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an electromechanically actuated planetary gear arrangement
  • Figure 2 schematically an exploded perspective view of a
  • Electromagnet coil ring which is designed as a stator ring with a retaining ring
  • FIG. 3 is a perspective exploded view of an electromechanically actuated planetary gear arrangement with commutation electronics
  • Figure 4 schematically shows a perspective view of a
  • Figure 5 schematically shows an internal structure and an internal
  • FIG. 6 shows schematically a block diagram of a device for
  • FIG. 1 schematically shows a perspective view of a
  • electromechanically actuated planetary gear assembly 1 shown.
  • Such an electromechanically actuated planetary gear arrangement 1 comprises at least one externally toothed motor shaft 2, an internally toothed drive ring 3, a stator core 4, a motor shaft 5 and a housing 10.
  • the planetary gear arrangement 1 is preferably designed as a single open planetary gear, for example a wobble gear, or as a combination of several open planetary gear.
  • Such an open planetary gear is a simple planetary gear with only one
  • the central wheel and a non-coaxial rotating connecting shaft of a planetary gear.
  • the central wheel is, for example, in one possible
  • the motor shaft 5 is in a conventional manner, for example as
  • Excenter shaft is formed and has the end preferably a drive pinion 6.
  • Motor shaft 5 conventional keyway or spline assemblies for coupling with other components to be formed.
  • the stator 4 comprises a plurality of annularly arranged electromagnetic coils 7, which are preferably designed as electric lifting magnets and are surrounded by magnetic plates 9.
  • the stator 4 as
  • Electromagnetic coil ring 8 is formed.
  • FIG. 2 schematically shows a perspective exploded view of such an electromagnetic coil ring 8.
  • the electromagnetic coil ring 8 is preferably formed from a plurality of annularly arranged electromagnetic coils 7, which are held and positioned, for example by means of a retaining ring 21 to each other.
  • an inner circumference 1 1 of the electromagnetic coil ring 8 is preferably formed from a plurality of annularly arranged electromagnetic coils 7, which are held and positioned, for example by means of a retaining ring 21 to each other.
  • Electromagnetic coil ring 8 corresponding to the drive ring 3 and its actuated by the solenoid coil ring 8 motion formed.
  • Electromagnetic coil ring 8 the drive ring 3 on the outside.
  • Electromagnet coil ring 8 the drive rings 3 of a multi-stage
  • the electromagnetic coil ring 8 acts on the internally arranged, externally toothed motor shaft 2, wherein the electromagnetic coil ring 8 is preferably the front side of the planetary gear assembly 1.
  • Motor shaft gears 2 of a multi-stage electromechanically actuated open planetary gear 1 act.
  • the gear stages of the electromechanically actuated planetary gear assembly 1 are not arranged as shown in Figure 1 within the electromagnetic coil ring 8, but the gear stages are each frontally on
  • Electromagnetic coil ring 8 is arranged.
  • the internally toothed drive ring 3 is arranged displaceably and non-rotatably in the electromagnetic coil ring 8.
  • Motor shaft 2 is at least partially or partially arranged in the internally toothed drive ring 3, that a
  • External teeth 12 of the motor shaft 2 on an internal toothing 13 of the drive ring 3 can roll in a conventional manner.
  • the external teeth 12 and the internal teeth 13 with the same module numbers of teeth, which differ by at least one tooth, wherein the number of teeth of the internal teeth 13 is greater than the number of teeth of the external teeth 12.
  • the motor shaft 2 is against rotation on the turn rotatable in
  • Housing 10 arranged motor shaft 5 is arranged.
  • FIG. 3 schematically shows a perspective exploded view of the electromechanically actuated planetary gear arrangement 1 with commutation electronics 14.
  • the commutation electronics 14 is designed as a conventional electronic circuit board.
  • FIG. 4 schematically shows a perspective view of such a commutation electronic unit 14 designed as an electronic circuit board.
  • Electromagnetic coils 7 of the electromagnetic coil ring 8 directly, i. without intermediate lines, contacted with the electronic circuit board of the commutation 14. It is the
  • Commutation 14 arranged directly on the electromagnetic coil ring 8.
  • Commutation electronics 14 disposed within the housing 10, which is the planetary gear assembly 1 and the means for its electromechanical actuation in the manner of a conventional
  • Electric motor receives.
  • Electromagnet coil ring 8 simplified and a length of the leads between Kommutierungselektronik 14 and electromagnetic coils 7 is minimized due to their spatially dense arrangement.
  • each electromagnetic coil 7 is controlled and / or regulated separately by means of the commutation electronics 14.
  • Commutation electronics 14 jointly controlled and / or regulated.
  • the bus system 17 is preferably designed as a CAN (Controller Area Network) or LIN (Local Interconnect Network) bus.
  • the housing 10 is preferably formed in a conventional manner media-tight and encloses the components of the electromechanically actuated planetary gear assembly 1, in particular the
  • Electromagnet coil ring 8 and the commutation 14 are preferably in two parts from a
  • Gear housing portion 15 and a lid 16 which can be arranged on the end side formed.
  • FIG. 5 shows schematically and by way of example an internal structure and an internal interconnection of the commutation electronics 14.
  • the commutation electronics 14 is designed as a conventional control unit, in particular as an integrated control unit, within which the individual functions for controlling and / or regulating the
  • the commutation electronics 14 are supplied by the bus system 17 with control signals, for example position information or travel paths and directions, which are converted by means of the commutation electronics 14 into corresponding commutation signals for the electromagnetic coils 7 of the electromagnetic coil ring 8.
  • control, regulation, evaluation and / or analysis modules that are implemented as control programs and / or acquisition and analysis programs integrated.
  • control programs for example, control, regulation, evaluation and / or analysis modules that are implemented as control programs and / or acquisition and analysis programs integrated.
  • Commutation electronics 14 sensor signals, for example, from position or position sensors, supplied, which are processed by at least one of the modules for generating control signals and / or output signals.
  • the position feedback is preferably carried out by means of the pulses of the electromagnetic coils 7, which are evaluated by means of the commutation electronics 14, so that no separate sensors are required.
  • Electromagnetic coils 7 are corresponding power semiconductors 19, for example, power transistors, associated with which the
  • electromagnetic coils 7 are shown in the figure 5 only by way of example and can be expanded accordingly in practice, so that, for example, twelve electromagnetic coils 7 with the
  • Commutation electronics 14 are controlled.
  • FIG. 6 shows schematically a block diagram of a device 20 for carrying out the method according to the invention.
  • control signals are transmitted to the commutation electronics 14 by means of the bus system 17. These control signals are within the
  • Commutation electronics 14 by means of the microprocessor 18 in
  • the commutation signals are amplified by the power semiconductor 19 and the electromagnetic coils 7 fed.
  • the electromagnetic coils 7 are alternately circumferentially activated in the circumferential direction of the electromagnetic coil ring 8, so that their respective magnetic field acts on the internally toothed drive ring 3 and sets it in a circular motion.
  • Electromagnet coils 7 to be activated simultaneously.
  • Internal toothing 13 causes a rolling of the outer toothing 12 of the motor shaft 2 on the inner toothing 13 of the drive ring 3 and a resulting rotation of the motor shaft 2 and the motor shaft 5 and the drive pinion 6 coupled thereto.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung (1), umfassend eine Kommutierungselektronik (14), welche als eine elektronische Leiterplatte ausgebildet und direkt an einem Elektromagnetspulenring (8) der elektromechanischen Aktuierung innerhalb eines Gehäuses (10) angeordnet ist, welches die Planetengetriebeanordnung (1) und die Mittel zu deren elektromechanischer Aktuierung aufnimmt, wobei der Elektromagnetspulenring (8) aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneten Elektromagnetspulen (7) gebildet ist, welche mittels der Kommutierungselektronik (14) in Umfangsrichtung des Elektromagnetspulenrings (8) abwechselnd umlaufend aktivierbar sind.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer
Planetengetriebeanordnung sowie eine Planetengetriebeanordnung mit einer Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung deren
elektromechanischen Aktuierung.
Im Stand der Technik wird eine piezoelektrische Aktuierung eines
Planetengetriebes, insbesondere eines Taumelgetriebes, auch als Kappelmotor bezeichnet.
Eine elektromechanische Aktuierung eines Planetengetriebes umfasst einen Statorring mit einer Vielzahl von umlaufend angeordneten
Elektromagneten. Herkömmlicherweise muss dabei jeder Elektromagnet separat angesteuert werden, was bei einer Anzahl von üblicherweise 6 Elektromagneten zu 12 einzelnen Zuleitungen führt. Dies erschwert die Kontaktierung und führt zu großen Zuleitungsdurchmessern und hohen Kosten.
Aus der DE 103 09 076 A1 ist es bekannt, mehrere Einzelspulen gleichzeitig zu bestromen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung und eine Planetengetriebeanordnung mit einer verbesserten Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung deren elektromechanischen Aktuierung anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung wird die Aufgabe durch die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.
Hinsichtlich der Planetengetriebeanordnung mit einer Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung der Planetengetriebeanordnung wird die Aufgabe durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Die Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der
elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung umfasst erfindungsgemäß eine Kommutierungselektronik, welche als eine elektronische Leiterplatte ausgebildet und direkt an einem
Elektromagnetspulenring der elektromechanischen Aktuierung angeordnet ist oder welche innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, welches die Planetengetriebeanordnung und die Mittel zu deren elektromechanischer Aktuierung aufnimmt. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ein Verkabelungs- und ein Kontaktierungsaufwand der elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung signifikant reduziert.
Weiterhin vereinfacht eine Verwendung der integrierten
Kommutierungselektronik die Anforderungen an ein separates
Sitzsteuergerät.
Weiterhin sind vorteilhafterweise ein Zuleitungsdurchmesser und die Herstellungskosten reduziert.
Zweckmäßigerweise ist der Elektromagnetspulenring aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneten Elektromagnetspulen gebildet, welche mittels der Kommutierungselektronik in Umfangsrichtung des
Elektromagnetspulenrings abwechselnd umlaufend aktivierbar sind.
Besonders bevorzugt sind die Elektromagnetspulen des
Elektromagnetspulenrings direkt, insbesondere ohne zwischengeschaltete Leitungen, mit der elektronischen Leiterplatte der Kommutierungselektronik kontaktiert. Dadurch ist eine Kontaktierung der Elektromagnetspulen im Elektromagnetspulenring vereinfacht und eine Länge der Zuleitungen zwischen Kommutierungselektronik und Elektromagnetspulen ist bedingt durch deren räumlich dichte Anordnung minimiert.
Besonders vorteilhafterweise ist die Kommutierungselektronik mit einem Bussystem gekoppelt, welches bevorzugt drei Zuleitungen aufweist. Auf diese Weise ist die Anzahl an Zuleitungen zur Steuerung und/oder
Regelung der elektromechanischen Aktuierung der
Planetengetriebeanordnung signifikant reduziert. In einer ersten Ausführungsvariante ist die Planetengetriebeanordnung zweckmäßigerweise als ein einzelnes offenes Planetengetriebe
ausgebildet.
In einer alternativen Ausführungsvariante ist die
Planetengetriebeanordnung als Kombination mehrerer offener
Planetengetriebe ausgebildet. Dadurch sind besonders hohe Drehmomente bei vergleichsweise geringen Drehzahlen erzeugbar. Eine aus einer Planetengetriebeanordnung mit mehreren Planetengetrieben gebildete Antriebseinheit ist besonders kompakt und preiswert.
Beim Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der
elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung werden die in einem Elektromagnetspulenring ringförmig angeordneten
Elektromagnetspulen erfindungsgemäß mittels der
Kommutierungselektronik in Umfangsrichtung des
Elektromagnetspulenrings abwechselnd umlaufend aktiviert, wobei die Kommutierungselektronik mittels eines Bussystems angesteuert wird. Auf diese Weise ist die Anzahl an Zuleitungen zur Steuerung und/oder
Regelung der elektromechanischen Aktuierung der
Planetengetriebeanordnung signifikant reduziert.
In einer ersten Ausführungsvariante wird jede Elektromagnetspule des Elektromagnetspulenrings separat mittels der Kommutierungselektronik gesteuert und/oder geregelt. Dadurch kann jede Elektromagnetspule separat gesteuert und/oder geregelt werden, so dass eine besonders feinfühlige und effiziente Steuerung und/oder Regelung der Vorrichtung ermöglicht ist.
In einer zweiten Ausführungsvariante werden mehrere
Elektromagnetspulen des Elektromagnetspulenrings mittels der Kommutierungselektronik gemeinsam gesteuert und/oder geregelt. Dadurch ist eine elektrische Kontaktierung der Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer
Planetengetriebeanordnung weiter vereinfacht.
Anhand der beigefügten schematischen Figuren wird die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigen: schematisch eine perspektivische Darstellung einer elektromechanisch aktuierten Planetengetriebeanordnung,
Figur 2 schematisch eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
Elektromagnetspulenrings, welcher als Statorring mit einem Haltering ausgebildet ist,
Figur 3 schematisch eine perspektivische Explosionsdarstellung einer elektromechanisch aktuierten Planetengetriebeanordnung mit einer Kommutierungselektronik,
Figur 4 schematisch eine perspektivische Darstellung einer als
elektronische Leiterplatte ausgebildete
Kommutierungselektronik,
Figur 5 schematisch einen internen Aufbau und eine interne
Verschaltung einer Kommutierungselektronik und
Figur 6 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Figur 1 ist schematisch eine perspektivische Darstellung einer
elektromechanisch aktuierten Planetengetriebeanordnung 1 dargestellt. Eine solche elektromechanisch aktuierte Planetengetriebeanordnung 1 umfasst zumindest ein außenverzahntes Motorwellenrad 2, einen innenverzahnten Antriebsring 3, ein Statorpaket 4, eine Motorwelle 5 und ein Gehäuse 10.
Die Planetengetriebeanordnung 1 ist bevorzugt als ein einzelnes offenes Planetengetriebe, beispielsweise ein Taumelgetriebe, oder als Kombination mehrerer offener Planetengetriebe ausgebildet. Ein solches offenes Planetengetriebe ist ein einfaches Planetengetriebe mit nur einem
Zentralrad und einer nicht koaxialen umlaufenden Anschlusswelle eines Planetenrads. Das Zentralrad ist beispielsweise in einer möglichen
Ausführungsform vom äußeren, innenverzahnten Beschlagteil und das Planetenrad vom inneren, außenverzahnten Beschlagteil eines nicht dargestellten Sitzverstellmechanismus gebildet.
Die Motorwelle 5 ist in herkömmlicher Weise beispielweise als
Excenterwelle ausgebildet und weist endseitig bevorzugt ein Antriebsritzel 6 auf.
In nicht dargestellten Ausführungsvarianten können endseitig der
Motorwelle 5 herkömmliche Passfeder- oder Keilwellenanordnungen zur Koppelung mit anderen Komponenten ausgebildet sein.
Das Statorpaket 4 umfasst eine Mehrzahl von ringförmig angeordneten Elektromagnetspulen 7, welche bevorzugt als elektrische Hubmagneten ausgebildet sind und von Magnetblechen 9 umgeben sind. In einer alternativen Ausführungsvariante ist das Statorpaket 4 als
Elektromagnetspulenring 8 ausgebildet.
Figur 2 zeigt schematisch eine perspektivische Explosionsdarstellung eines solchen Elektromagnetspulenrings 8.
Der Elektromagnetspulenring 8 ist vorzugsweise aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneten Elektromagnetspulen 7 gebildet, welche beispielsweise mittels eines Halterings 21 aneinander gehalten und positioniert sind. Dabei ist ein Innenumfang 1 1 des
Elektromagnetspulenrings 8 korrespondierend zum Antriebsring 3 und dessen vom Elektromagnetspulenring 8 aktuierten Bewegung ausgeformt.
Wirkt der Elektromagnetspulenring 8 auf den außen angeordneten, innenverzahnten Antriebsring 3 ein, umschließt oder umgibt der
Elektromagnetspulenring 8 den Antriebsring 3 außenseitig.
In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann der
Elektromagnetspulenring 8 die Antriebsringe 3 eines mehrstufigen
Getriebemotors umschließen.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsvariante wirkt der Elektromagnetspulenring 8 auf das innen angeordnete, außenverzahnte Motorwellenrad 2 ein, wobei der Elektromagnetspulenring 8 bevorzugt stirnseitig an der Planetengetriebeanordnung 1 ist.
In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsvariante kann der
Elektromagnetspulenring 8 auf mehrere außenverzahnte
Motorwellenräder 2 eines mehrstufigen elektromechanisch aktuierten offenen Planetengetriebes 1 einwirken. In dieser Ausführungsvariante sind die Getriebestufen der elektromechanisch aktuierten Planetengetriebeanordnung 1 nicht wie in Figur 1 dargestellt innerhalb des Elektromagnetspulenrings 8 angeordnet, sondern die Getriebestufen sind jeweils stirnseitig am
Elektromagnetspulenring 8 angeordnet.
Der innenverzahnte Antriebsring 3 ist verschiebbar und verdrehsicher im Elektromagnetspulenring 8 angeordnet. Das außenverzahnte
Motorwellenrad 2 ist zumindest teil- oder abschnittsweise derart im innenverzahnten Antriebsring 3 angeordnet, dass eine
Außenverzahnung 12 des Motorwellenrads 2 an einer Innenverzahnung 13 des Antriebsrings 3 in herkömmlicher Weise abwälzen kann. Dabei weisen die Außenverzahnung 12 und die Innenverzahnung 13 bei gleichem Modul Zähnezahlen auf, die sich um wenigstens einen Zahn unterscheiden, wobei die Zähnezahl der Innenverzahnung 13 größer als die Zähnezahl der Außenverzahnung 12 ist.
Das Motorwellenrad 2 ist verdrehsicher auf der ihrerseits drehbar im
Gehäuse 10 angeordneten Motorwelle 5 angeordnet.
Figur 3 zeigt schematisch eine perspektivische Explosionsdarstellung der elektromechanisch aktuierten Planetengetriebeanordnung 1 mit einer Kommutierungselektronik 14.
Dabei ist die Kommutierungselektronik 14 als herkömmliche elektronische Leiterplatte ausgebildet. Figur 4 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung einer solchen als elektronische Leiterplatte ausgebildeten Kommutierungselektronik 14. Mittels der Kommutierungselektronik 14 erfolgt eine Steuerung und/oder Regelung der Mittel zur elektromechanischen Aktuierung der Planetengetriebeanordnung 1 , insbesondere des Elektromagnetspulenrings 8.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind die
Elektromagnetspulen 7 des Elektromagnetspulenrings 8 direkt, d.h. ohne zwischengeschaltete Leitungen, mit der elektronischen Leiterplatte der Kommutierungselektronik 14 kontaktiert. Dabei ist die
Kommutierungselektronik 14 direkt am Elektromagnetspulenring 8 angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die
Kommutierungselektronik 14 innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet, welches die Planetengetriebeanordnung 1 und die Mittel zu dessen elektromechanischer Aktuierung nach Art eines herkömmlichen
Elektromotors aufnimmt.
Derart ist eine Kontaktierung der Elektromagnetspulen 7 im
Elektromagnetspulenring 8 vereinfacht und eine Länge der Zuleitungen zwischen Kommutierungselektronik 14 und Elektromagnetspulen 7 ist bedingt durch deren räumlich dichte Anordnung minimiert.
In einer ersten Ausführungsvariante wird jede Elektromagnetspule 7 separat mittels der Kommutierungselektronik 14 gesteuert und/oder geregelt.
In einer alternativen Ausführungsvariante werden mehrere
Elektromagnetspulen 7, beispielsweise zwei, mittels der
Kommutierungselektronik 14 gemeinsam gesteuert und/oder geregelt.
Eine Ansteuerung der Kommutierungselektronik 14 erfolgt mittels eines herkömmlichen Bussystems 17, welches bevorzugt drei Zuleitungen aufweist. Das Bussystem 17 ist dabei vorzugsweise als CAN- (Controller Area Network) oder LIN- (Local Interconnect Network) Bus ausgebildet.
Das Gehäuse 10 ist in herkömmlicher Weise bevorzugt mediendicht ausgebildet und umschließt die Komponenten der elektromechanisch aktuierten Planetengetriebeanordnung 1 , insbesondere den
Elektromagnetspulenring 8 und die Kommutierungselektronik 14. Dabei ist das Gehäuse 10 bevorzugt zweiteilig aus einem
Getriebegehäuseabschnitt 15 und einem daran endseitig anordenbaren Deckel 16 gebildet.
Figur 5 zeigt schematisch und beispielhaft einen internen Aufbau und eine interne Verschaltung der Kommutierungselektronik 14.
Die Kommutierungselektronik 14 ist als herkömmliche Steuereinheit, insbesondere als integrierte Steuereinheit, ausgebildet, innerhalb der die einzelnen Funktionen zur Steuerung und/oder Regelung der
elektromechanischen Aktuierung der Planetengetriebeanordnung 1 als Programmabläufe auf einem Mikroprozessor 18 ablaufen.
Der Kommutierungselektronik 14 werden mittels des Bussystems 17 Steuersignale, beispielsweise Positionsangaben oder Verfahrwege und - richtungen, zugeführt, welche mittels der Kommutierungselektronik 14 in entsprechende Kommutierungssignale für die Elektromagnetspulen 7 des Elektromagnetspulenrings 8 umgesetzt werden.
Dazu sind in der Kommutierungselektronik 14 Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, z. B. Steuer-, Regel-, Auswerte- und/oder Analysemodule, die als Steuerprogramme und/oder Erfassungs- und Analyseprogramme implementiert sind, integriert. In nicht näher dargestellter Art und Weise können der
Kommutierungselektronik 14 Sensorsignale, beispielsweise von Positionsoder Lagesensoren, zugeführt werden, die von mindestens einem der Module zur Erzeugung von Steuersignalen und/oder Ausgabesignalen verarbeitet werden.
Die Positionsrückmeldung erfolgt bevorzugt mittels der Impulse der Elektromagnetspulen 7, welche mittels der Kommutierungselektronik 14 ausgewertet werden, so dass keine separaten Sensoren erforderlich sind.
Den Ausgängen des Mikroprozessors 18 zur Steuerung der
Elektromagnetspulen 7 sind entsprechende Leistungshalbleiter 19, beispielsweise Leistungstransistoren, zugeordnet, welche die
Ausgangssignale des Mikroprozessors 18 in herkömmlicher Weise verstärken und mit den Elektromagnetspulen 7 elektrisch gekoppelt sind.
Dabei ist eine Anzahl der Elektromagnetspulen 7 in der Figur 5 nur beispielhaft dargestellt und in der Praxis entsprechend erweiterbar, so dass beispielsweise zwölf Elektromagnetspulen 7 mit der
Kommutierungselektronik 14 ansteuerbar sind.
Figur 6 zeigt schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 20 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mittels des Bussystems 17 Steuersignale an die Kommutierungselektronik 14 übermittelt. Diese Steuersignale werden innerhalb der
Kommutierungselektronik 14 mittels des Mikroprozessors 18 in
entsprechende Kommutierungssignale für die Elektromagnetspulen 7 des Elektromagnetspulenrings 8 umgesetzt. Die Kommutierungssignale werden mittels der Leistungshalbleiter 19 verstärkt und den Elektromagnetspulen 7 zugeleitet.
Anhand dieser Kommutierungssignale werden die Elektromagnetspulen 7 in Umfangsrichtung des Elektromagnetspulenrings 8 abwechselnd umlaufend aktiviert, so dass deren jeweiliges Magnetfeld auf den innenverzahnten Antriebsring 3 einwirkt und diesen in eine kreisende Bewegung versetzt.
Besonders bevorzugt werden die in Umfangsrichtung des
Elektromagnetspulenrings 8 benachbarten Elektromagnetspulen 7 überlappend aktiviert, woraus ein verbesserter Drehmomentverlauf resultiert. Dabei können in Abhängigkeit eines Wirkungsgrads und/oder eines Drehmomentverlaufs mehrere benachbart angeordnete
Elektromagnetspulen 7 gleichzeitig aktiviert sein.
Die kreisende Bewegung des Antriebsrings 3 und seiner
Innenverzahnung 13 bewirkt ein Abwälzen der Außenverzahnung 12 des Motorwellenrads 2 an der Innenverzahnung 13 des Antriebsrings 3 und eine daraus resultierende Rotation des Motorwellenrads 2 und der mit diesem gekoppelten Motorwelle 5 sowie des Antriebsritzels 6.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens sind ein Verkabelungs- und ein Kontaktierungsaufwand der elektromechanischen Aktuierung der Planetengetriebeanordnung 1 signifikant reduziert.
Bezugszeichenliste
1 Planetengetriebeanordnung
2 außenverzahntes Motorwellenrad
3 innenverzahnter Antriebsring
4 Statorpaket
5 Motorwelle
6 Antriebsritzel
7 Elektromagnetspule
8 Elektromagnetspulenring
9 Magnetblech
10 Gehäuse
1 1 Innenumfang
12 Außenverzahnung
13 Innenverzahnung
14 Kommutierungselektronik
15 Getriebegehäuseabschnitt
16 Deckel
17 Bussystem
18 Mikroprozessor
19 Leistungshalbleiter
20 Vorrichtung
21 Haltering

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der
elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung (1 ) umfassend eine Kommutierungselektronik (14), welche als eine elektronische Leiterplatte ausgebildet und direkt an einem
Elektromagnetspulenring (8) der elektromechanischen Aktuierung innerhalb eines Gehäuses (10) angeordnet ist, welches die
Planetengetriebeanordnung (1 ) und die Mittel zu deren
elektromechanischer Aktuierung aufnimmt, wobei der
Elektromagnetspulenring (8) aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneten Elektromagnetspulen (7) gebildet ist, welche mittels der Kommutierungselektronik (14) in Umfangsrichtung des
Elektromagnetspulenrings (8) abwechselnd umlaufend aktivierbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnetspulen (7) des Elektromagnetspulenrings (8) direkt, insbesondere ohne
zwischengeschaltete Leitungen, mit der elektronischen Leiterplatte der Kommutierungselektronik (14) kontaktiert sind.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierungselektronik (14) mit einem Bussystem (17) gekoppelt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (17) drei Zuleitungen aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetengetriebeanordnung (1 ) als ein einzelnes offenes Planetengetriebe ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Planetengetriebeanordnung (1 ) als Kombination mehrerer offener Planetengetriebe ausgebildet ist.
7. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung einer Planetengetriebeanordnung (1 ),
dadurch gekennzeichnet, dass die in einem
Elektromagnetspulenring (8) ringförmig angeordneten
Elektromagnetspulen (7) mittels der Kommutierungselektronik (14) in Umfangsrichtung des Elektromagnetspulenrings (8) abwechselnd umlaufend aktiviert werden, wobei die Kommutierungselektronik (14) mittels eines Bussystems (17) angesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektromagnetspule (7) des Elektromagnetspulenrings (8) separat mittels der
Kommutierungselektronik (14) gesteuert und/oder geregelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektromagnetspulen (7) des Elektromagnetspulenrings (8) mittels der Kommutierungselektronik (14) gemeinsam gesteuert und/oder geregelt werden.
10. Planetengetriebeanordnung (1 ) mit einer Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der elektromechanischen Aktuierung der
Planetengetriebeanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001128432A (ja) * 1999-09-10 2001-05-11 Jianzhun Electric Mach Ind Co Ltd 交流電源駆動式直流ブラシレス電動機
DE10147225A1 (de) * 2001-09-14 2003-04-10 Brose Fahrzeugteile Antriebseinheit mit einem Elektromotor für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen
US6700244B2 (en) * 2002-06-04 2004-03-02 Chun-Pu Hsu Three-in-one structural combination magneto motor power system
JP2004067039A (ja) * 2002-08-09 2004-03-04 Sanyo Electric Co Ltd ハブモータユニット
DE10245663A1 (de) * 2002-09-30 2004-04-08 Robert Bosch Gmbh Symmetrischer Antrieb für Wischerkomponenten
DE10300641A1 (de) * 2003-01-09 2004-07-22 Siemens Ag Stellantrieb
DE10309076A1 (de) * 2003-03-03 2004-09-16 Robert Bosch Gmbh Motor für eine Motor-Getriebe-Kombination mit reduziertem Bauraumbedarf
DE10334594A1 (de) * 2003-07-28 2005-02-24 Faurecia Innenraum Systeme Gmbh Elektromotor
DE102005023202A1 (de) * 2004-10-02 2006-09-07 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller
JP2006217779A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Yasuo Fujii 減速機一体型アクチュエータ
JP2008062802A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Denso Corp 通信システム及びアドレス割り当て方法
JP2008219972A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Jtekt Corp 電動モータ
US20100016114A1 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Din-Shan Chang Modular robot control system
DE102008059354A1 (de) * 2008-11-25 2010-05-27 Keiper Gmbh & Co. Kg Antriebseinheit für einen Fahrzeugsitz
JP5487733B2 (ja) * 2009-06-05 2014-05-07 日産自動車株式会社 スイッチング素子一体型回転電機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2013156582A2 *

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