DE102015206818A1

DE102015206818A1 - Electric drive unit, as well as a roll stabilizer comprising such a drive unit and a manufacturing method of such a roll stabilizer

Info

Publication number: DE102015206818A1
Application number: DE102015206818.8A
Authority: DE
Inventors: Robert Maly
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-04-15
Filing date: 2015-04-15
Publication date: 2016-10-20

Abstract

Elektrische Antriebseinheit (10), insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, sowie ein Wankstabilisator (22) beinhaltend eine solche Antriebseinheit (10) und ein Herstellungsverfahren eines solchen Wankstabilisators (22), mit einem Elektromotor (12), der einen Rotor (26) aufweist, der innerhalb eines Stators (24) angeordnet ist, wobei der Stator (24) in einem Statorgehäuse (25) angeordnet ist, das an einer ersten axialen Seite (13) ein Lagerschild ((31) aufweist, in dem der Rotor (26) mittels eines Wälzlagers (33) gelagert ist, und an der zweiten, axial gegenüberliegenden Seite (43) ein Planetengetriebe (16) direkt an dem axial offenen Statorgehäuse (25) angeordnet ist, und der Rotor (26) direkt radial mittels Planetenräder (48) des Planetengetriebes (16) gelagert ist.Electric drive unit (10), in particular for adjusting moving parts in the motor vehicle, and a roll stabilizer (22) comprising such a drive unit (10) and a method of producing such a roll stabilizer (22), comprising an electric motor (12) having a rotor (26) which is arranged inside a stator (24), wherein the stator (24) is arranged in a stator housing (25) which has on a first axial side (13) a bearing plate (31) in which the rotor (26 ) is mounted by means of a rolling bearing (33), and on the second, axially opposite side (43) a planetary gear (16) directly to the axially open stator housing (25) is arranged, and the rotor (26) directly radially by means of planetary gears (48 ) of the planetary gear (16) is mounted.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Antriebseinheit, insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, sowie auf einen Wankstabilisator beinhaltend eine solche Antriebseinheit und ein Herstellungsverfahren eines solchen Wankstabilisators nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to an electric drive unit, in particular for adjusting moving parts in the motor vehicle, and to a roll stabilizer comprising such a drive unit and a manufacturing method of such a roll stabilizer according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Eine derartige Antriebseinrichtung ist aus der DE 10 2009 001 419 A1 bekannt. Diese Antriebseinrichtung umfasst einen elektrischen Antriebsmotor, der als Innenläufermotor ausgeführt ist. Der Stator ist in einer Motorpatrone aufgenommen, die sich in einer Rohrhülse befindet, welche an den Stirnseiten von Flanschen verschlossen ist, wobei ein erster Flansch eine Elektronikeinheit für die Steuerung des Antriebsmotors und der zweite, gegenüberliegende Flansch Teil eines Lenkgetriebes ist, über das die Antriebsbewegung des Motors zur Servounterstützung in ein Lenksystem eines Fahrzeugs eingespeist wird. Die Motorpatrone ist über Lagerschilde an den stirnseitigen Flanschen abgestützt und mit diesen verschraubt. Der Rotor des Elektromotors ist dabei in den zwei axial gegenüberliegenden drehfesten Lagerschilden der Motorpatrone gelagert.Such a drive device is from the DE 10 2009 001 419 A1 known. This drive device comprises an electric drive motor, which is designed as an internal rotor motor. The stator is housed in a motor cartridge, which is located in a tube sleeve which is closed at the end faces of flanges, wherein a first flange is an electronic unit for controlling the drive motor and the second, opposite flange part of a steering gear, via which the drive movement the motor is fed to the power assistance in a steering system of a vehicle. The motor cartridge is supported by end shields on the end flanges and screwed to them. The rotor of the electric motor is mounted in the two axially opposite rotationally fixed end shields of the motor cartridge.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass durch die Lagerung des Rotors unmittelbar im Planetengetriebe eine Überbestimmung der Rotorlagerung vermieden wird. Dadurch kann eine Beschädigung der Kugellager wirkungsvoll vermieden werden. Dadurch, dass auf der axialen Seite des Planetengetriebes ein separates Wälzlager für die Lagerung der Rotorwelle eingespart werden kann, verkürzt sich die Baulänge der Getriebe-Antriebseinheit deutlich. Dabei bewirkt der Verzahnungseingriff des Abtriebsritzels auf der Rotorwelle mit dem Planetenrädern des Planetengetriebes eine zuverlässige radiale Lagerung der Rotorwelle innerhalb des Gehäuses des Elektromotors. Aufgrund der exakten Lagerung der Planetenräder im Gehäuse, und dem geringen radialen Spiel zwischen den Planetenrädern und dem Abtriebsritzel, ist die Rotorwelle durch den Getriebeeingriff in das Planetengetriebe ausreichend radial gelagert.The device according to the invention and the manufacturing method according to the generic type of the independent claims have the advantage that an over-determination of the rotor bearing is avoided by the bearing of the rotor directly in the planetary gear. As a result, damage to the ball bearings can be effectively avoided. Characterized in that on the axial side of the planetary gear, a separate rolling bearing for the storage of the rotor shaft can be saved, the length of the transmission drive unit significantly reduced. In this case, the meshing engagement of the output pinion on the rotor shaft with the planetary gears of the planetary gear causes a reliable radial bearing of the rotor shaft within the housing of the electric motor. Due to the exact bearing of the planet gears in the housing, and the small radial clearance between the planet gears and the output pinion, the rotor shaft is supported by the gear engagement in the planetary gear sufficiently radially.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Ausbildungen möglich. Besonders vorteilhaft weist das Planetengetriebe ein äußeres Hohlrad auf, indem sich die Planetenräder abwälzen. Durch die Lagerung der mindestens drei Planetenräder im Planetenträger, wird durch diese auch das Abtriebsritzel radial exakt gelagert, das auf dem Rotor angeordnet ist.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claims are possible training. Particularly advantageously, the planetary gear has an outer ring gear, in that the planetary gears roll off. Due to the mounting of the at least three planet gears in the planet carrier, the output pinion is mounted radially exactly by this, which is arranged on the rotor.

Besonders günstig ist es, das Hohlrad einstückig mit dem Gehäuse des Elektromotors auszubilden, so dass das Hohlrad die axiale Verlängerung des Motorgehäuses bildet. Alternativ kann das Hohlrad auch separat hergestellt werden und anschließend mit dem Gehäuse verbunden werden. Beispielsweise kann das Hohlrad mit dem Gehäuse verklebt oder verschweißt werden, oder mit einem Bund axial innerhalb des Gehäuses eingepresst werden.To form the ring gear in one piece with the housing of the electric motor, so that the ring gear forms the axial extension of the motor housing is particularly favorable. Alternatively, the ring gear can also be made separately and then connected to the housing. For example, the ring gear can be glued or welded to the housing, or be pressed with a collar axially within the housing.

Das Abtriebsritzel ist bevorzugt einstückig mit dem Rotor ausgebildet, indem am Ende der Rotorwelle eine entsprechende Verzahnung ausgeformt wird. Dadurch werden Montagetoleranzen durch die Montage eines separaten Abtriebsritzels auf der Rotorwelle eliminiert.The output pinion is preferably formed integrally with the rotor by a corresponding toothing is formed at the end of the rotor shaft. As a result, mounting tolerances are eliminated by mounting a separate output pinion on the rotor shaft.

Dadurch, dass der Rotor direkt in dem Planetengetriebe radial gelagert ist, entfällt die Anordnung eines Wälz- oder Gleitlagers für die Rotorwelle auf der axialen Seite des Planetengetriebes. Deshalb kann komplett auf die Anordnung eines Lagerschilds für solch ein Lager der Rotorwelle verzichtet werden. Das bedeutet, dass die Rotorwelle axial zwischen dem Rotor und dem Planetengetriebe keine zusätzliche radiale Lagerung aufweist. Um ein Axialspiel des Planetengetriebes, beispielsweise verursacht durch die Lagerung der Planetenräder im Planetenträger, zu verhindern, ist zwischen dem Planetengetriebe und dem Rotor ein axiales Federelement angeordnet, dass das Planetengetriebe axial gegen den Elektromotor verspannt.The fact that the rotor is mounted radially directly in the planetary gear, eliminates the arrangement of a rolling or sliding bearing for the rotor shaft on the axial side of the planetary gear. Therefore, can be completely dispensed with the arrangement of a bearing plate for such a bearing of the rotor shaft. This means that the rotor shaft has no additional radial bearing axially between the rotor and the planetary gear. In order to prevent axial play of the planetary gear, for example caused by the bearing of the planetary gears in the planet carrier, an axial spring element is arranged between the planetary gear and the rotor, so that the planetary gear clamps axially against the electric motor.

Besonders günstig ist es, wenn das axiale Federelement mittels Halteelementen am Elektromotor zumindest radial befestigt ist. Hierzu kann beispielsweise am Rotor oder am Stator axial ein Kunststoffhalter angeordnet sein, der das Federelement aufnimmt.It is particularly favorable if the axial spring element is fastened at least radially by means of holding elements on the electric motor. For this purpose, for example, can be arranged axially on the rotor or on the stator, a plastic holder which receives the spring element.

Da der Planententräger eine Relativbewegung zum Rotor und auch zum Stator ausführt, ist zwischen dem Planetengetriebe und dem Elektromotor ein Wälzlager – insbesondere ein Kugellager – angeordnet, um die Relativbewegung aufzunehmen. Dadurch kann das axiale Federelement eine axiale Vorspannkraft zwischen dem Planetengetriebe und dem Elektromotor trotz deren Relativbewegung zueinander aufbringen (Drehbewegung). Zweckmäßigerweise ist dabei ein Innenring des Kugellagers am Planetenträger befestigt, wo hingegen sich das axiale Federelement axial am Außenring des Kugellagers axial abstützt. Das Kugellager zwischen dem Planetengetriebe und dem Elektromotor kann besonders günstig auf einer Buchse drehfest befestigt werden, die als axialer Fortsatz des Planetenträgers ausgebildet ist und die Rotorwelle umschließt. Der Planetenträger weist des Weiteren die Lager für die Planetenräder auf, die für eine exakte Lagerung besonders günstig als Kugellager ausgebildet sind.Since the planet carrier executes a relative movement to the rotor and also to the stator, a roller bearing - in particular a ball bearing - is arranged between the planetary gear and the electric motor in order to absorb the relative movement. Thereby, the axial spring element can apply an axial biasing force between the planetary gear and the electric motor despite their relative movement to each other (rotational movement). Appropriately, an inner ring of the ball bearing is fastened to the planet carrier, whereas, on the other hand, the axial spring element is axially supported axially on the outer ring of the ball bearing. The ball bearing between the planetary gear and the electric motor can be special be mounted rotatably on a sleeve which is formed as an axial extension of the planet carrier and surrounds the rotor shaft. The planet carrier further has the bearing for the planetary gears, which are designed for accurate storage particularly favorable than ball bearings.

Um zu verhindern, dass Schmiermittel vom Planetengetriebe in den Elektromotor eindringt, ist axial zwischen dem Planetengetriebe und dem Elektromotor eine Abschirmscheibe angeordnet, die vorzugsweise am äußeren Gehäuse oder am Hohlrad befestigt ist. Um ein Kurzschluss der Statorwicklung zu vermeiden, ist diese Abschirmscheibe vorteilhafte aus Kunststoff ausgebildet und kann insbesondere axial direkt am Stator anliegen.In order to prevent lubricant from penetrating from the planetary gear in the electric motor, a shielding disc is arranged axially between the planetary gear and the electric motor, which is preferably fixed to the outer housing or the ring gear. In order to avoid a short circuit of the stator winding, this shield is advantageously made of plastic and can in particular rest axially directly on the stator.

Um den Planetenträger vor der Montage im Wankstabilisator für den Transport der Antriebseinheit mit dem Elektromotor zu verbinden, ist auf der Rotorwelle eine ringförmige Montagehilfe angeordnet, auf die der axiale Fortsatz des Planetenträgers aufschiebbar ist. Dadurch soll verhindert werden, dass sich der Planetenträger beim Transport axial von der Rotorwelle löst. An der Stirnseite der Rotorwelle, die näherungsweise axial mit dem Planetengetriebe abschließt, ist besonders günstig eine Zentrierbohrung angeordnet, mittels der eine zweite Getriebestufe radial und/oder axial exakt zum Planetengetriebe positioniert werden kann. Dadurch kann eine sehr kompakte Getriebeuntersetzung im Wankstabilisator realisiert werden.In order to connect the planet carrier before assembly in the roll stabilizer for transporting the drive unit to the electric motor, an annular mounting aid is arranged on the rotor shaft, on which the axial extension of the planet carrier can be pushed. This is to prevent the planet carrier from being released axially from the rotor shaft during transport. At the end face of the rotor shaft, which terminates approximately axially with the planetary gear, a centering hole is particularly favorably arranged, by means of which a second gear stage can be positioned radially and / or axially exactly to the planetary gear. As a result, a very compact gear reduction in the roll stabilizer can be realized.

Der Elektromotor ist bevorzugt als elektronisch kommutierter EC-Motor ausgebildet, bei dem der Stator mittels der Steuerelektronik, die axial gegenüberliegend zum Planetengetriebe angeordnet ist, angesteuert wird. Der Rotor, der hier bevorzugt keine Wicklung, sondern lediglich Permanentmagnete aufweist, ist auf der Elektronikseite mittels eines Festlagers in einem drehfest angeordneten Lagerschild zwischen dem Elektromotor und der Steuerelektronik gelagert. Zur elektrischen Verbindung der Statorwicklung mit der Steuerelektronik weist das Lagerschild entsprechende axiale Öffnungen für die elektrischen Anschlüsse auf.The electric motor is preferably designed as an electronically commutated EC motor, in which the stator is controlled by means of the control electronics, which is arranged axially opposite to the planetary gear. The rotor, which here preferably has no winding, but only permanent magnets, is mounted on the electronics side by means of a fixed bearing in a rotationally fixed bearing plate between the electric motor and the control electronics. For electrical connection of the stator winding with the control electronics, the bearing plate has corresponding axial openings for the electrical connections.

Eine solche Antriebseinheit kann besonders günstig in einem sogenannten Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug verwendet werden, der die Drehbewegung um eine Fahrzeuglängsachse gezielt beeinflussen kann. Das zylindrische Gehäuse der Antriebseinheit passt hierbei genau in ein Zylinderrohr des Wankstabilisators, wobei am Planetengetriebe axial eine weitere Getriebestufe montiert wird, um das Drehmoment des Elektromotors von der Achsaufhängung auf die Fahrzeugachse zu übertragen.Such a drive unit can be used particularly favorably in a so-called roll stabilizer for a motor vehicle, which can specifically influence the rotational movement about a vehicle longitudinal axis. The cylindrical housing of the drive unit fits exactly into a cylinder tube of the roll stabilizer, wherein the planetary gear axially another gear stage is mounted to transmit the torque of the electric motor from the axle suspension to the vehicle axle.

Zur Montage des Wankstabilisators wird zuerst der Elektromotor mit der Steuereinheit und dem Planetengetriebe zu einer vorgefertigten Baueinheit zusammengefügt, bevor diese Baueinheit dann in ein zylindrisches Rohr des Wankstabilisators eingesetzt wird. Anschließend kann axial die zweite und oder dritte Getriebestufe montiert werden, die das Abtriebsmoment an einen Abtriebshebel weiterleitet.For mounting the roll stabilizer, the electric motor with the control unit and the planetary gear is first assembled to form a prefabricated unit, before this unit is then inserted into a cylindrical tube of the roll stabilizer. Subsequently, axially the second and or third gear stage can be mounted, which forwards the output torque to an output lever.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:Show it:

1 einen internen, unveröffentlichten Stand der Technik einer elektrischen Antriebseinheit, 1 an internal, unpublished state of the art of an electric drive unit,

2 eine erfindungsgemäße elektrische Antriebseinheit und 2 an electric drive unit according to the invention and

3 in einer Detailansicht ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. 3 in a detailed view, another embodiment of the invention.

In 1 ist auf der rechten Seite 13 ein Elektromotor 12 mit einer Steuereinheit 14 dargestellt, die zusammen mit einem Planetengetriebe 16 auf der linken Seite 43 eine elektrische Antriebseinheit 10 darstellt. Bei dieser Ausführung wird zuerst der Elektromotor 12 als fertige, funktionsfähige Baueinheit in einem Kundengehäuse 20 montiert und anschließend axial das als abgeschlossene Einheit ausgebildete Planetengetriebe 16 in das Kundengehäuse 20 eingefügt. Das Kundengehäuse 20 ist als zylindrisches Gehäuserohr 21 ausgebildet, das beispielsweise Teil eines Wankstabilisators 22 in einem Kraftfahrzeug ist. Der Elektromotor 12 weist einen Stator 24 mit einem Statorgehäuse 25 auf, wobei radial innerhalb des Stators 24 ein Rotor 26 aufgenommen ist. Der Elektromotor 12 ist beispielsweise als EC-Motor ausgebildet, bei dem elektrische Spulen 28 des Stators 24 durch die Steuereinheit 14 elektronisch kommutiert werden. Der Rotor 26 weist hierbei Permanentmagnete 30 auf, durch die dann eine Rotorwelle 27 in Drehung versetzt wird. Die Rotorwelle 27 ist mittels einem ersten Lagerschild 31 zur Steuereinheit 14 hin (rechte Seite 13) und einem zweiten Lagerschild 32 zum Planetengetriebe 16 hin (linke Seite 43) gelagert. Das erste Lagerschild 31 nimmt in einer topfförmigen Lageraufnahme 36 ein erstes Kugellager 33 auf, das als Loslager ausgebildet ist. Die Rotorwelle 27 ragt axial durch das erste Kugellager 33 hindurch in die Steuereinheit 14 hinein. Dabei ist am axialen Ende der Rotorwelle 27 ein magnetischer Signalgeber 15 angeordnet, dessen Signal zur Bestimmung der Rotorlage detektiert wird. Zur Bestromung der Statorspulen 28 weist das erste Lagerschild 31 eine Durchführung 38 für die elektrischen Anschlussleitungen auf. Im zweiten Lagerschild 32 ist eine zweite Lageraufnahme 37 ausgebildet, die ein zweites Kugellager 34 aufnimmt. Das zweite Kugellager 34 ist hierbei als Festlager ausgebildet, das die Rotorwelle 27 axial gegenüber dem Statorgehäuse 25 fixiert. Beide Lagerschilde 31, 32 sind fest mit dem Statorgehäuse 25 verbunden und sind beispielsweise über radial äußere Bünde 41, 42 axial in das zylinderförmige Statorgehäuse 25 eingepresst. Bei der Ausführungen gemäß 1 wird nach der Montage des funktionsfähigen Elektromotors 12 im Kundengehäuse 20 das Planetengetriebe 16 auf ein Abtriebsritzel 44 der Rotorwelle 27 axial aufgeschoben. Das Planetengetriebe 16 weist ein Hohlrad 46 mit einer Innenverzahnung 47 auf, in dem sich mehrere Planetenräder 48 mit ihrer Außenverzahnung 49 abwälzen. Die Planetenräder 48 sind in einem Planetenträger 50 gelagert, der ein Abtriebselement 52 für eine nächste Getriebestufe aufweist. Die Planetenräder 48 kämmen direkt mit dem Abtriebsritzel 44 der Rotorwelle 27, das beispielsweise als Schrägverzahnung bzw. Geradeverzahnung 45 ausgeführt ist. Die Planetenräder 48 sind beispielsweise mittels Kugellager 51 im Planetenträger 50 gelagert. Dabei sind im Planetenträger 50 Planetenradachsen 53 angeordnet, die hier direkt als Innenbahn für die Kugellager 51 ausgebildet sind. Der Planetenträger 50 ist als eine Art Käfig ausgebildet, zwischen dessen beiden Seitenwangen die Planetenräder 48 mit ihren Planetenradachsen gelagert sind. Da das Planetengetriebe 16 mit sehr geringen Toleranzen gefertigt ist, ist die Rotorwelle 27 über deren Abtriebsritzel 44 auch durch die Planetenräder 48 und das Hohlrad 46 radial im Kundengehäuse 20 gelagert. Da die Planetenräder 48 und das Kugellager 34 axial relativ eng benachbart auf der Rotorwelle 27 angeordnet sind, kommt es hierbei zu einer unerwünschten Überbestimmung der Rotorwellenlagerung. Zur Eliminierung des Axialspiels des Planetengetriebes 16 weist der Planetenträger 50 eine Aufnahme 54 für ein Getriebe-Kugellager 56 auf, das sich über ein axiales Federelement 58 am Elektromotor 12 abstützt. Beispielsweise ist ein Innenring 60 des Getriebe-Kugellagers 56 auf der als Hülse 55 ausgebildeten Aufnahme 54 des Planetenträgers 50 angeordnet, wobei sich ein Außenring 61 des Getriebe-Kugellagers 56 axial am axialen Federelement 58 abstützt. Das axiale Federelement 58 stützt sich dabei am feststehenden Außenring 62 des zweiten Kugellagers 34 ab. Das Hohlrad 46 des Planetengetriebes 16 ist in 1 nicht direkt mit dem Elektromotor 12 verbunden, sondern nach dessen axialen Montage im Kundengehäuse 20 in letzterem befestigt. Beispielsweise ist das Hohlrad 46 mit dem Kundengehäuse 20 mittels einer Schweißnaht 19 verschweißt.In 1 is on the right side 13 an electric motor 12 with a control unit 14 shown together with a planetary gear 16 on the left 43 an electric drive unit 10 represents. In this embodiment, first the electric motor 12 as a finished, functional unit in a customer housing 20 mounted and then axially trained as a closed unit planetary gear 16 in the customer case 20 inserted. The customer case 20 is as a cylindrical housing tube 21 formed, for example, part of a roll stabilizer 22 in a motor vehicle. The electric motor 12 has a stator 24 with a stator housing 25 on, being radially inside the stator 24 a rotor 26 is included. The electric motor 12 is designed, for example, as an EC motor, in which electric coils 28 of the stator 24 through the control unit 14 be commutated electronically. The rotor 26 here has permanent magnets 30 on, through which then a rotor shaft 27 is set in rotation. The rotor shaft 27 is by means of a first end shield 31 to the control unit 14 down (right side 13 ) and a second end shield 32 to the planetary gear 16 down (left side 43 ) stored. The first bearing shield 31 takes in a cup-shaped bearing receptacle 36 a first ball bearing 33 on, which is designed as a floating bearing. The rotor shaft 27 protrudes axially through the first ball bearing 33 through the control unit 14 into it. It is at the axial end of the rotor shaft 27 a magnetic signal generator 15 arranged, whose signal is detected to determine the rotor position. For energizing the stator coils 28 indicates the first bearing plate 31 an implementation 38 for the electrical connection cables. In the second bearing plate 32 is a second camp admission 37 formed, which is a second ball bearing 34 receives. The second ball bearing 34 is here designed as a fixed bearing that the rotor shaft 27 axially opposite the stator housing 25 fixed. Both end shields 31 . 32 are fixed to the stator housing 25 connected and are for example via radially outer frets 41 . 42 axially in the cylindrical stator housing 25 pressed. In the embodiments according to 1 will be after the installation of the functioning electric motor 12 in the customer case 20 the planetary gear 16 on a driven pinion 44 the rotor shaft 27 pushed axially. The planetary gear 16 has a ring gear 46 with an internal toothing 47 on, in which there are several planetary gears 48 with its external teeth 49 roll off. The planet wheels 48 are in a planet carrier 50 stored, which is an output element 52 for a next gear stage. The planet wheels 48 comb directly with the output pinion 44 the rotor shaft 27 , for example, as helical or straight teeth 45 is executed. The planet wheels 48 are for example by means of ball bearings 51 in the planet carrier 50 stored. Here are in the planet carrier 50 planet gear 53 arranged here directly as an inner track for the ball bearings 51 are formed. The planet carrier 50 is designed as a kind of cage, between the two side walls of the planetary gears 48 are stored with their Planetenradachsen. Because the planetary gear 16 manufactured with very small tolerances, is the rotor shaft 27 over the output pinion 44 also through the planet wheels 48 and the ring gear 46 radially in the customer case 20 stored. Because the planetary gears 48 and the ball bearing 34 axially relatively close together on the rotor shaft 27 are arranged, it comes here to an undesirable overdetermination of the rotor shaft bearing. To eliminate the axial play of the planetary gear 16 points the planet carrier 50 a recording 54 for a gearbox ball bearing 56 on, which is about an axial spring element 58 on the electric motor 12 supported. For example, an inner ring 60 of the gearbox ball bearing 56 on the sleeve 55 trained recording 54 of the planet carrier 50 arranged, with an outer ring 61 of the gearbox ball bearing 56 axially on the axial spring element 58 supported. The axial spring element 58 relies on the fixed outer ring 62 of the second ball bearing 34 from. The ring gear 46 of the planetary gear 16 is in 1 not directly with the electric motor 12 connected, but after its axial mounting in the customer housing 20 attached in the latter. For example, the ring gear 46 with the customer case 20 by means of a weld 19 welded.

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit 10 gemäß 2 stellt der Elektromotor 12 zusammen mit dem Planetengetriebe 16 eine funktionsfähige vorgefertigte Baueinheit dar. Der Kern der Erfindung besteht darin, das zweite Lagerschild 32 mit dem zweiten Kugellager 34 wegzulassen, wodurch die Baueinheit insgesamt axial wesentlich kürzer baut. Da viele Merkmale der Getriebeantriebseinheit 10 aus der 1 identisch sind mit den Merkmalen der erfindungsgemäßen Antriebseinheit 10 gemäß 2, soll hier nur auf die Unterschiede der Figuren eingegangen werden. Durch das Weglassen des zweiten Kugellagers 34 ist nun die Rotorwelle 27 auf deren Abtriebsseite 43 ausschließlich radial durch die Planetenräder 48 gelagert. Beispielsweise weist das Planetengetriebe 16 genau drei Planetenräder 48 auf, die alle mit ihrer Außenverzahnung 49 in das Abtriebsritzel 44 der Rotorwelle 27 eingreifen. Durch die hohe Fertigungsgenauigkeit des Planetengetriebes und die Lagerung der Planetenräder 48 mittels der Kugellager 51 im Planetenträger 50 ist so eine ausreichend präzise Radiallagerung der Rotorwelle 27 realisiert, ohne dass es zu einer überbestimmten Lagerung durch das vorherige zweite Kugellager 34 kommt. Bei dieser Ausführung ist das Hohlrad 46 fest mit dem Statorgehäuse 25 verbunden, so dass der Elektromotor 12 zusammen mit dem Planetengetriebe 16 eine in sich vollständige funktionierende Baueinheit bildet – auch schon bevor diese Baueinheit in das Kundengehäuse 20 des Wankstabilisators 22 eingebaut ist. Da das zweite Kugellager 34 weggelassen wird, ist nun das erste Kugellager 33 auf der rechten Seite 13 als Festlager ausgebildet. Hingegen bildet die Lagerung auf der Abtriebsseite 43 mit dem axialen Federelement 58 ein Loslager. Das Getriebekugellager 56 ist auf der Aufnahmehülse 54 des Planetenträgers 50 angeordnet und stützt sich radial und axial am Planetenträger 50 ab. Da erfindungsgemäß auf das zweite Lagerschild 32 verzichtet wird, stützt sich nun das axiale Federelement 58 axial am Rotor 26 ab. Das Getriebe-Kugellager 56 gleicht die Drehbewegung des Planetenträgers 50 gegenüber dem Rotor 26 aus, so dass das axiale Federelement 58 sowohl gegenüber dem Außenring 61, als auch gegenüber dem Rotor 26 bevorzugt drehfest axial angepresst wird. Das axiale Federelement 58 ist beispielsweise als federnder Wellring 59 ausgebildet, der die Rotorwelle 27 vollständig umschließt. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung kann sich das axiale Federelement 58 auch axial am Stator 24 abstützen, da das Getriebe-Kugellager 56 die Relativdrehung des Planetenträgers 50 sowohl gegenüber dem Rotor 26, als auch gegenüber dem Stator 24 ausgleicht. Die Aufnahme 54 für das Getriebe-Kugellager 56 ist als axialer Fortsatz des Planetenträgers 50 ausgebildet, der die Rotorwelle 27 radial beabstandet als zylindrische Hülse 55 umgibt. Das Hohlrad 46 ist beispielsweise axial auf das axial offene Statorgehäuse (ohne ein zweites Lagerschild 32) aufgepresst. In einer nicht dargestellten Variation kann das Hohlrad 46 auch einstückig mit dem Statorgehäuse 25 ausgebildet werden. Dabei kann an der Abtriebsseite 43 des Statorgehäuses 25 in diesem die Innenverzahnung 47 des Hohlrades 46 ausgebildet werden.In the electric drive unit according to the invention 10 according to 2 represents the electric motor 12 together with the planetary gear 16 a functional prefabricated unit. The core of the invention is the second end shield 32 with the second ball bearing 34 omit, whereby the assembly builds axially much shorter overall. Because many features of the gear drive unit 10 from the 1 identical to the features of the drive unit according to the invention 10 according to 2 , should be discussed here only on the differences of the figures. By omitting the second ball bearing 34 is now the rotor shaft 27 on the output side 43 only radially through the planet gears 48 stored. For example, the planetary gear 16 exactly three planet wheels 48 on, all with their external teeth 49 in the output pinion 44 the rotor shaft 27 intervention. Due to the high manufacturing accuracy of the planetary gear and the bearing of the planetary gears 48 by means of the ball bearings 51 in the planet carrier 50 is such a sufficiently precise radial bearing of the rotor shaft 27 realized, without causing an overdetermined storage by the previous second ball bearing 34 comes. In this embodiment, the ring gear 46 firmly with the stator housing 25 connected so that the electric motor 12 together with the planetary gear 16 a self-contained functional unit forms - even before this unit in the customer housing 20 of the roll stabilizer 22 is installed. Because the second ball bearing 34 is omitted, is now the first ball bearing 33 On the right side 13 designed as a fixed camp. By contrast, the storage forms on the output side 43 with the axial spring element 58 a floating bearing. The gearbox bearing 56 is on the receiving sleeve 54 of the planet carrier 50 arranged and supports radially and axially on the planet carrier 50 from. Since according to the invention on the second bearing plate 32 is omitted, now supports the axial spring element 58 axially on the rotor 26 from. The gearbox ball bearing 56 resembles the rotational movement of the planet carrier 50 opposite the rotor 26 out, so that the axial spring element 58 both opposite the outer ring 61 , as well as towards the rotor 26 preferably rotationally pressed axially. The axial spring element 58 is for example as a resilient corrugated ring 59 formed, which is the rotor shaft 27 completely encloses. In an alternative embodiment, not shown, the axial spring element 58 also axially on the stator 24 support, as the transmission ball bearings 56 the relative rotation of the planet carrier 50 both opposite the rotor 26 , as well as towards the stator 24 balances. The recording 54 for the gearbox ball bearing 56 is as an axial extension of the planet carrier 50 formed, which is the rotor shaft 27 radially spaced as a cylindrical sleeve 55 surrounds. The ring gear 46 is for example axially on the axially open stator housing (without a second end shield 32 ) pressed on. In a variation, not shown, the ring gear 46 also in one piece with the stator housing 25 be formed. It can be on the output side 43 of the stator housing 25 in this the internal toothing 47 of the ring gear 46 be formed.

In 3 ist die Detailansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dargestellt. Das Hohlrad 46 weist hier eine radiale Schulter 64 auf, an der das Statorgehäuse 25 axial anliegt. Dabei kann zwischen einem ringförmigen axialen Fortsatz 66 des Hohlrads 46 und dem zylindrischen Statorgehäuse 25 eine Presspassung ausgebildet sein. Zusätzlich kann das Hohlrad 46 beispielsweise mittels Laserschweißen oder Reibschweißen mit dem Statorgehäuse 25 verbunden werden. Im Ausführungsbeispiel weist das Hohlrad 46 einen geringen radialen Überstand 68 gegenüber dem Statorgehäuse 25 auf, mit dem die Antriebseinheit 10 in das zylindrische Gehäuserohr 21 des Wankstabilisators 22 eingepresst wird. Auf der Seite 13 des Steuergeräts 14 weist das erste Lagerschild 31 beispielsweise einen Lagerschild-Überstand 70 auf, der in fertig montiertem Zustand am Kundengehäuse 20 radial anliegt. Durch den radialen Abstand wird eine Schallentkopplung zwischen dem Statorgehäuse 25 und dem zylindrischen Gehäuserohr 21 des Wankstabilisators 22 realisiert. Aufgrund des erfindungsgemäßen fehlenden zweiten Lagerschildes 32, bestünde nun die Möglichkeit, das Schmiermittel vom Planetengetriebe 16 in den Elektromotor 12 eindringt. Um dies zu verhindern, ist zwischen dem Planetengetriebe 16 und dem Elektromotor 12 eine Abschirmscheibe 72 angeordnet, die sich insbesondere radial vom Hohlrad 46 bis hin zum Getriebe-Kugellager 56 erstreckt. Die Abschirmscheibe 72 ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet und kann axial daher sehr nah an den Statorspulen 28 angeordnet werden, oder auch direkt am Stator 24 befestigt werden. Alternativ kann die Abschirmscheibe 72 an ihrem radial äußeren Rand am Hohlrad 46 oder am Statorgehäuse 25 befestigt, insbesondere eingepresst werden. Zwischen der Abschirmscheibe 72 und dem Außenring 61 des Getriebe-Kugellagers 56 – oder dem Hohlrad 46 – kann ein Dichtring 88 angeordnet werden, um das Schmiermittel im Planetengetriebe 16 zu halten. Zur Fixierung des axialen Federelements 58 ist ein Halteelement 74 angeordnet, dass das axiale Federelement 58 radial führt. Dadurch kann das axiale Federelement 58 beispielsweise vor der Montage des Planetengetriebes 16 im Halteelement 74 vorfixiert werden. Bevorzugt ist das Haltelement 74 am Rotor 26, bzw. direkt auf der Rotorwelle 27 befestigt. In einer nicht dargestellten Alternative kann das Halteelement 74 jedoch auch am Stator 24 oder am Hohlrad 46 fixiert werden. In 3 weist das Halteelement 74 eine Buchse 76 auf, die auf die Rotorwelle 27 aufgeschoben ist. Im Ausführungsbeispiel weist die Buchse 76 eine konische Außenwand 78 auf, die als Montagehilfe 80 für die Rotorwelle 27 im Planetengetriebe 16 ausgebildet ist. Dabei wird die Hülse 55 des Planetenträgers 50 axial auf den Konus 78 der Montagehilfe 80 aufgeschoben. Die Rotorwelle 27 endet axial etwa bündig mit dem Planetengetriebe 16. An der Stirnseite 82 der Rotorwelle 27 ist eine konische Bohrung 84 ausgebildet, die zur Montage und/oder radialen Positionierungen einer weiteren Getriebestufe im Gehäuserohr 21 dient. Das Abtriebselement 52 des Planetenträgers 50 ist hierzu beispielsweise als Innenvielzahn 92 ausgebildet, in das eine entsprechende nicht dargestellte Verzahnung einer zweiten Getriebestufe eingreift.In 3 the detail view of another embodiment of the invention is shown. The ring gear 46 here has a radial shoulder 64 on, on which the stator housing 25 axially abutting. It can be between an annular axial extension 66 of the ring gear 46 and the cylindrical stator housing 25 be formed a press fit. In addition, the ring gear can 46 for example by means of laser welding or friction welding with the stator housing 25 get connected. In the exemplary embodiment, the ring gear 46 a small radial projection 68 opposite the stator housing 25 on, with which the drive unit 10 into the cylindrical housing tube 21 of the roll stabilizer 22 is pressed. On the website 13 of the control unit 14 indicates the first bearing plate 31 for example, a bearing plate overhang 70 on, in the assembled state on the customer housing 20 radially abuts. Due to the radial distance is a sound decoupling between the stator 25 and the cylindrical housing tube 21 of the roll stabilizer 22 realized. Due to the missing second bearing plate according to the invention 32 Now, there is the possibility of the lubricant from the planetary gear 16 in the electric motor 12 penetrates. To prevent this is between the planetary gear 16 and the electric motor 12 a shielding screen 72 arranged, in particular radially from the ring gear 46 right up to the gearbox ball bearing 56 extends. The shielding screen 72 is preferably made of plastic and can therefore be axially very close to the stator coils 28 be arranged, or directly on the stator 24 be attached. Alternatively, the shielding 72 at its radially outer edge on the ring gear 46 or on the stator housing 25 attached, in particular to be pressed. Between the screen 72 and the outer ring 61 of the gearbox ball bearing 56 - or the ring gear 46 - can be a sealing ring 88 be arranged to lubricate the planetary gear 16 to keep. For fixing the axial spring element 58 is a holding element 74 arranged that the axial spring element 58 radially leads. This allows the axial spring element 58 for example, before mounting the planetary gear 16 in the holding element 74 be prefixed. Preferably, the retaining element 74 on the rotor 26 , or directly on the rotor shaft 27 attached. In an alternative, not shown, the retaining element 74 but also on the stator 24 or on the ring gear 46 be fixed. In 3 has the retaining element 74 a socket 76 on that on the rotor shaft 27 is deferred. In the exemplary embodiment, the socket 76 a conical outer wall 78 on that as an assembly aid 80 for the rotor shaft 27 in the planetary gear 16 is trained. This is the sleeve 55 of the planet carrier 50 axially on the cone 78 the mounting aid 80 postponed. The rotor shaft 27 Ends axially approximately flush with the planetary gear 16 , At the front 82 the rotor shaft 27 is a conical bore 84 designed for mounting and / or radial positioning of another gear stage in the housing tube 21 serves. The output element 52 of the planet carrier 50 For this purpose, for example, as Innenvielzahn 92 formed, in which engages a corresponding toothing, not shown, a second gear stage.

Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Ausbildung des Elektromotors 12 und des Planetengetriebes 16 variiert werden. Die Art der Verbindung zwischen dem Hohlrad 46 und dem Statorgehäuse 25, sowie die Ausbildung und Anordnung des axialen Federelements 58 und dessen Halteelement 74 sowie des Planetenträgers 50 und der Verzahnungsgeometrie der Planetenräder 48 können den äußeren Anforderungen und den Fertigungsmöglichkeiten angepasst werden. Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise für das Verstellen von beweglichen Teilen im Kraftfahrzeug, insbesondere für die Verstellung der Achsaufhängung durch einen Wankstabilisator, ist jedoch nicht auf diese Verwendung beschränkt.It should be noted that, with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and in the description, a variety of possible combinations of the individual features are possible with one another. For example, the specific training of the electric motor 12 and the planetary gear 16 be varied. The type of connection between the ring gear 46 and the stator housing 25 , As well as the design and arrangement of the axial spring element 58 and its retaining element 74 as well as the planet carrier 50 and the gearing geometry of the planet gears 48 can be adapted to the external requirements and production possibilities. The invention is particularly suitable for the adjustment of moving parts in the motor vehicle, in particular for the adjustment of the axle suspension by a roll stabilizer, but is not limited to this use.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009001419 A1 [0002]

Claims

Electric drive unit ( 10 ), in particular for adjusting moving parts in the motor vehicle, with an electric motor ( 12 ), which has a rotor ( 26 ), which within a stator ( 24 ), wherein the stator ( 24 ) in a stator housing ( 25 ) arranged on a first axial side ( 13 ) a bearing plate (( 31 ), in which the rotor ( 26 ) by means of a rolling bearing ( 33 ) is mounted, characterized in that on the second, axially opposite side ( 43 ) a planetary gear ( 16 ) directly on the axially open stator housing ( 25 ), and the rotor ( 26 ) directly radially by means of planet gears ( 48 ) of the planetary gear ( 16 ) is stored.

Drive unit ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the planetary gear ( 16 ) a ring gear ( 46 ), which is connected to the planetary gears ( 48 ) meshes on a planet carrier ( 50 ) are mounted, and on a rotor shaft ( 27 ) of the rotor ( 26 ) an output pinion ( 44 ) is arranged, the planetary gears ( 48 ) drives.

Drive unit ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the ring gear ( 46 ) in one piece as part of the stator housing ( 25 ) or non-rotatably with the stator housing ( 25 ) or is connected, and in particular with an axial extension ( 66 ) into a cylindrical tube ( 21 ) of the stator housing ( 25 ) is pressed.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the output pinion ( 44 ) in one piece with the end of the rotor shaft ( 27 ) as a helical or straight toothing ( 45 ) is formed, which in corresponding oblique or straight toothings ( 49 ) of planetary gears ( 48 ) engages, which in turn with an internal toothing ( 47 ) of the ring gear ( 46 ) comb.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft ( 27 ) on the output side ( 43 ) radially exclusively by the meshing engagement of the planet gears ( 48 ) - and in particular without rotatable second bearing plate ( 32 ) - is stored.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that axially between the rotor ( 26 ) and the planetary gear ( 16 ) an axially resilient element ( 58 ) - in particular a corrugated spring ring ( 59 ) - is arranged to an axial play of the planetary gear ( 16 ).

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the axially resilient element ( 58 ) axially on the rotor ( 26 ) or on the stator ( 24 ) is supported, and in particular by means of a holding element made of plastic radially on the rotor ( 26 ) or on the stator ( 24 ) is fixed.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that axially between the rotor ( 24 ) and the planetary gear ( 16 ) a transmission ball bearing ( 56 ) arranged with a first bearing ring ( 60 ) - in particular the inner ring - on the planet carrier ( 50 ) and with a second bearing ring ( 61 ) - in particular the outer ring - on the resilient element ( 58 ) is present.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the planet gears ( 48 ) by means of rolling bearings ( 51 ) in the planet carrier ( 50 ) are stored, and the planet carrier ( 50 ) preferably an axial sleeve ( 55 ) as recording ( 54 ) for the gearbox ball bearing ( 56 ) having.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that axially between the planetary gears ( 48 ) and the stator ( 24 ) and / or rotor ( 26 ) a shielding disc ( 72 ) - in particular of plastic - arranged, preferably in the ring gear ( 46 ) or the stator housing ( 25 ) is to prevent ingress of lubricant from the planetary gear ( 16 ) in the electric motor ( 12 ) to prevent.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the rotor shaft ( 27 ) an assembly aid ( 80 ) for the centering of the rotor shaft ( 27 ) to the planet carrier ( 50 ) is arranged, in particular at the same time as a holding element ( 74 ) for the axially resilient element ( 58 ) is trained.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft ( 27 ) at its free end with the output pinion ( 44 ) on its front side ( 82 ) a hole with a cone ( 84 ), which for centering the planetary gear ( 16 ) and / or for mounting the next gear stage is used.

Drive unit ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the rotor ( 26 ) Permanent magnets are arranged, which by the electronically commutated stator coils ( 28 ) are caused to rotate, in particular the first end shield ( 31 ) an electrical feedthrough ( 38 ) for the connection of an electronic unit ( 14 ), which axially the planetary gear ( 16 ) is arranged opposite one another.

Roll stabilizer ( 22 ) for a motor vehicle with a drive unit ( 10 ) after one of the preceding claims, characterized in that the drive unit ( 10 ) in a cylinder tube ( 20 ) of the roll stabilizer ( 22 ) is used, and the planet carrier ( 50 ) an output element ( 52 ), which serves as a drive for a second gear stage, in particular axially adjacent to the planetary gear ( 16 ) in the cylinder tube ( 20 ) is arranged.

Method for producing a roll stabilizer ( 22 ) according to claim 14, characterized in that first the planetary gear ( 16 ) with the drive unit ( 10 ) - in particular the ring gear ( 46 ) with the stator housing ( 25 ) - before the drive unit ( 10 ) together with the planetary gear ( 16 ) in the cylinder tube ( 20 ) of the roll stabilizer ( 22 ) is installed.