DE19827756A1

DE19827756A1 - Servomotor and planetary gearing forming a drive

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Publication number: DE19827756A1
Application number: DE1998127756
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 1999-12-30

Abstract

A motor (1) operates as an electric motor and gearing (2) as planetary gearing. The motor and gearing are fitted in each other and brought together in a case (3) with a cover (4) and a bearing flange (5). The motor includes a coil (6) fitted in the case and a rotor (7) turning around the gearing inside the coil.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit einem Motor und einem Getriebe, wobei der Motor als Elektromotor oder als hydraulischer Motor, vorzugsweise als Servomotor, und das Getriebe vorzugsweise als Planetengetriebe ausgeführt ist.The invention relates to a drive with a motor and a transmission, the Motor as an electric motor or as a hydraulic motor, preferably as a servo motor, and the gear is preferably designed as a planetary gear.

Antriebe der hier in Rede stehenden Art sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Die Antriebe umfassen einen Elektromotor und ein Getriebe, wobei das Getriebe an den Elektromotor angeflanscht ist. Bei dem Motor handelt es sich vorzugsweise um einen Servomotor, der in der Literatur oftmals auch als Stellmotor bezeichnet wird. Ein Sol cher Elektromotor wird oftmals zur automatischen Ausführung oder Unterstützung mechanischer Stell-, Schalt- und Regelvorgänge, z. B. zur Steuerung von Flugzeug leitwerken und Motorpotentiometern verwendet. Grundsätzlich läßt sich ein solcher Motor zum Antrieb jedweder Mechanik einsetzen, insbesondere zur Erzeugung eines hohen Drehmoments.Drives of the type in question are well known from practice. The Drives include an electric motor and a transmission, the transmission to the Electric motor is flanged. The motor is preferably a Servo motor, often referred to in the literature as a servomotor. A sol The electric motor is often used for automatic execution or support mechanical actuating, switching and control processes, e.g. B. to control aircraft tail units and motor potentiometers used. Basically, one can Use a motor to drive any mechanical system, especially to generate one high torque.

Bei dem Getriebe handelt es sich vorzugsweise um ein Planetengetriebe, welches in der Literatur oft auch als Umlaufgetriebe bezeichnet wird. Unter einem solchen Planetengetriebe versteht man meist ein Zahnradgetriebe (Stirnrad- oder Kegelradge triebe), in dem sich mindestens ein Rad (Umlaufrad, Planetenrad) außer um die ei gene Achse (Umlaufachse) mit seiner Achse auch noch um eine andere Achse (Zentralachse) drehen kann. Das Getriebe kann ein- oder mehrstufig ausgeführt sein. Unterschiedlichste Bauformen sind aus der Praxis bekannt.The gear is preferably a planetary gear, which in the literature is often referred to as epicyclic gear. Under one Planetary gear is usually understood to be a gear transmission (spur gear or bevel gear gears), in which at least one wheel (planet gear, planet gear) except around the egg axis (orbital axis) with its axis also around another axis (Central axis) can rotate. The gearbox can be designed in one or more stages. A wide variety of designs are known from practice.

Der gattungsbildende Antrieb umfaßt die voranstehend genannten Baugruppen - Motor und Getriebe - in voneinander unabhängigen Bauformen, wobei üblicherweise das in einem eigenen Gehäuse untergebrachte Getriebe an den Motor bzw. an das Gehäuse des Motors angeflanscht wird. Entsprechend erstreckt sich eine Motorwelle- in der Regel über eine Adapterhülse - in das Getriebe hinein, wobei das Getriebe bzw. das Getriebegehäuse fest an den Motor bzw. an das Motorgehäuse an geflanscht ist. Eine solche lineare oder abgewinkelte Anordnung von Motor und Ge triebe verursacht eine ganz erhebliche Baugröße des Antriebs, so daß ein solcher Antrieb nur dort einsetzbar ist, wo hinreichend Raum zur Verfügung steht. Insbeson dere im Hinblick auf eine zunehmend geforderte Miniaturisierung solcher Baugrup pen ist der bekannte Antrieb problematisch. The generic drive comprises the above-mentioned modules - Engine and transmission - in mutually independent designs, usually the gearbox housed in its own housing to the engine or to the Flange of the motor housing. Accordingly, a motor shaft extends usually via an adapter sleeve - into the gearbox, the gearbox or the gear housing to the motor or to the motor housing flanged. Such a linear or angled arrangement of motor and Ge Drives caused a very large size of the drive, so that one The drive can only be used where there is sufficient space available. In particular with regard to the increasingly required miniaturization of such assemblies pen the known drive is problematic.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der gattungsbildenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß eine Reduzie rung der Baugröße bei Realisierung einer möglichst einfachen Konstruktion möglich ist.The present invention is therefore based on the object of driving the Generic type to develop and develop such that a reduction The size can be reduced if the construction is as simple as possible is.

Der erfindungsgemäße Antrieb löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist ein Antrieb der gattungsbildenden Art dadurch gekennzeichnet, daß der Motor und das Getriebe - ein- oder mehrstufig - ineinander angeordnet und gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht sind.The drive according to the invention achieves the above object through the features of claim 1. Thereafter, a drive of the generic type is thereby characterized in that the engine and the gearbox - one or more stages - into each other arranged and housed together in one housing.

Erfindungsgemäß wird von dem aus der Praxis bekannten modularen Aufbau eines herkömmlichen Antriebs abgegangen. Statt der separaten Baugruppen - Motor und Getriebe, jeweils in einem separaten Gehäuse - wird eine Art monolithische Bau weise gewählt, nämlich dahingehend, daß der Motor und das Getriebe ineinander angeordnet sind. Dazu sind Motor und Getriebe in einem einzigen Gehäuse unterge bracht, so daß sich aufgrund dieser besonderen Anordnung und Unterbringung eine kompakte - monolithische - Baugruppe ergibt. Bereits aufgrund der Tatsache, daß Motor und Getriebe in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind, reduziert sich der Raumbedarf ganz erheblich. Die quasi Verschachtelung bzw. Anordnung von Motor und Getriebe ineinander führt abermals zu einer Reduzierung der Baugröße, da nämlich freie Räume in raffinierter Weise nutzbar sind.According to the modular structure known from practice, a conventional drive. Instead of separate assemblies - motor and Gears, each in a separate housing - becomes a kind of monolithic construction chosen wisely, namely in that the engine and the gearbox interlock are arranged. The engine and transmission are housed in a single housing brings, so that due to this special arrangement and accommodation compact - monolithic - assembly results. Already because of the fact that The engine and gearbox are housed in a single housing the space requirement quite considerably. The quasi nesting or arrangement of Motor and gearbox in one another leads to a reduction in size, because free spaces can be used in a sophisticated way.

Im Konkreten könnte der Motor im wesentlichen um das Getriebe herum angeordnet sein. Mit anderen Worten ist im Rahmen einer solchen Ausgestaltung das Getriebe im Zentrum des Gehäuses angeordnet, wobei sich der Motor um das Getriebe herum - zwischen Gehäuse und Getriebe - erstreckt. Der Abtrieb des Motors greift dabei als Antrieb des Getriebes unmittelbar in dieses ein, so daß sich aus dem Gehäuse heraus lediglich eine einzige Abtriebswelle nach außen erstreckt, nämlich die Ab triebswelle des Getriebes.In concrete terms, the motor could essentially be arranged around the transmission be. In other words, the transmission is part of such an embodiment arranged in the center of the housing, with the motor around the gearbox - between housing and gearbox - extends. The engine output takes effect as the drive of the gearbox directly into it so that it emerges from the housing out only a single output shaft extends outwards, namely the Ab drive shaft of the transmission.

In vorteilhafter Weise ist der Motor zumindest weitgehend symmetrisch um das Ge triebe herum angeordnet. Sofern es sich bei dem Motor um einen Elektromotor han delt, kann dieser eine ortsfest im Gehäuse angeordnete Wicklung umfassen. Inner halb der Wicklung ist ein im wesentlichen um das Getriebe drehender Rotor vorge sehen, so daß sich der Elektromotor insgesamt zwischen dem innen liegenden Ge triebe und der Innenwandung des Gehäuses erstreckt. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung dreht der Rotor innerhalb der Wicklung um das Getriebe.Advantageously, the motor is at least largely symmetrical about the Ge shoots arranged around. If the motor is an electric motor delt, this can include a fixedly arranged winding in the housing. Inner half of the winding is a rotor rotating essentially around the gearbox see so that the electric motor as a whole between the inner Ge drives and the inner wall of the housing extends. As part of such The rotor rotates around the transmission within the winding.

Im Hinblick auf eine kompakte Ausgestaltung des Antriebs könnte der Rotor eine stirnseitige Rotorplatte aufweisen, an die sich mittig eine nach innen gerichtete Welle oder ein Wellenstumpf anschließt. Entsprechend könnte der Rotor abtriebsseitig mit der Welle oder mit dem Wellenstumpf in das Getriebe hinein wirken. Die Welle bzw. der Wellenstumpf könnte wiederum gegenüber dem Gehäuse gelagert sein, wobei diese Lagerung der Welle bzw. des Wellenstumpfs im Konkreten innerhalb eines Getriebegehäuses angeordnet sein kann.With regard to a compact design of the drive, the rotor could be a have end-side rotor plate, to which an inward shaft is centered or connects a stub shaft. Accordingly, the rotor could be on the output side the shaft or with the shaft stub into the gear. The wave or the stub shaft could in turn be mounted opposite the housing, whereby this bearing of the shaft or the shaft stump in the concrete within a Gear housing can be arranged.

Das Getriebegehäuse ist vorzugsweise mittig innerhalb des Gehäuses des gesamten Antriebs angeordnet, und zwar drehfest. Dazu könnte das Getriebegehäuse von der Innenseite her an die Innenwandung des Gehäuses angeflanscht sein, nämlich vor zugsweise abtriebsseitig an der Innenwandung des Gehäuses.The gear housing is preferably centered within the housing of the whole Drive arranged, and non-rotatably. To do this, the gear housing of the Flanged inside to the inner wall of the housing, namely before preferably on the output side on the inner wall of the housing.

Die sich in das Getriebe hinein erstreckende Welle bzw. der Wellenstumpf des Ro tors und somit des Motors könnte in weiter vorteilhafter Weise mit einem innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Ritzel verbunden sein. Ebenso ist es denkbar, daß die Welle bzw. der Wellenstumpf integraler Bestandteil des Ritzels ist. Zwischen dem Ritzel und der Innenwandung des Getriebegehäuses ist mindestens ein Plane tenrad angeordnet, welches zwischen dem Ritzel und der Innenwandung des Getrie begehäuses abrollt. Im Konkreten dreht das Planetenrad einerseits um eine eigene Drehachse und andererseits um die Drehachse des Ritzels. Dabei treibt das Plane tenrad ein um das Ritzel drehendes Planetengehäuse an.The shaft extending into the gearbox or the stub shaft of the Ro tors and thus the engine could be more advantageously with an inside the gear housing arranged pinion. It is also conceivable that the shaft or the stub shaft is an integral part of the pinion. Between the pinion and the inner wall of the gear housing is at least one tarpaulin arranged tenrad, which between the pinion and the inner wall of the transmission rolls off the housing. In concrete terms, the planet gear rotates on the one hand on its own Axis of rotation and on the other hand about the axis of rotation of the pinion. The tarpaulin drives tenrad a planetary housing rotating around the pinion.

Nun könnte die Drehung des Planetenradgehäuses wie auch immer auf eine Ab triebswelle übertragen werden. Im Rahmen einer besonders einfachen Ausgestal tung ist jedoch das Planetenradgehäuse fest mit einer Abtriebswelle verbunden oder ist zumindest teilweise integraler Bestandteil der Abtriebswelle. Insoweit führt die Drehung des Planetenradgehäuses zu einer unmittelbaren Drehung der Abtriebs welle, ohne daß weitere Kupplungsteile oder dgl. erforderlich sind. Now the rotation of the planetary gear housing could down to whatever drive shaft are transmitted. As part of a particularly simple design However, the planet gear housing is fixedly connected to an output shaft or is at least partially an integral part of the output shaft. So far Rotation of the planet gear housing for an immediate rotation of the output shaft without the need for further coupling parts or the like.

Die Abtriebswelle erstreckt sich vom Inneren des Gehäuses, d. h. aus dem Getriebe gehäuse heraus, durch die Wandung des Gehäuses (der gesamten Anordnung) nach außen. Dabei ist die Abtriebswelle gegenüber dem Gehäuse und/oder gegen über dem Getriebegehäuse gelagert, wobei die dazu vorgesehenen Lager ortsfest mit dem Gehäuse und/oder mit dem Getriebegehäuse verbunden sind.The output shaft extends from the interior of the housing, i. H. from the transmission out of the housing, through the wall of the housing (the entire arrangement) outward. The output shaft is against the housing and / or against mounted above the gearbox housing, the bearings provided for this purpose being stationary are connected to the housing and / or to the gear housing.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol gende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbei spiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebs.There are now several ways to teach the present invention advantageous to design and develop. This is on the one hand on the claims subordinate to claim 1, on the other hand to the successor Explanation of an embodiment of the invention with reference to the drawing to refer. In conjunction with the explanation of the preferred embodiment Game of the invention with reference to the drawing are also generally preferred Refinements and developments of teaching explained. In the drawing shows the only figure in a schematic side view, partially cut, an embodiment of a drive according to the invention.

Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebs. Dieser Antrieb umfaßt einen Motor 1 und ein Getriebe 2, wobei es sich bei dem Motor 1 um einen Elektro motor und bei dem Getriebe 2 um ein Planetengetriebe handelt.The single figure shows a schematic side view, partially in section, of an embodiment of a drive according to the invention. This drive comprises a motor 1 and a gear 2 , wherein the motor 1 is an electric motor and the gear 2 is a planetary gear.

Erfindungsgemäß sind Motor 1 und Getriebe 2 ineinander angeordnet und gemein sam in einem Gehäuse 3 untergebracht. Das Gehäuse 3 umfaßt wiederum einen Gehäusedeckel 4 und einen Lagerflansch 5.According to the invention, motor 1 and transmission 2 are arranged one inside the other and housed together in a housing 3 . The housing 3 in turn comprises a housing cover 4 and a bearing flange 5 .

Die einzige Figur läßt deutlich erkennen, daß der Motor 1 symmetrisch um das Ge triebe 2 herum angeordnet ist.The single figure clearly shows that the motor 1 is arranged symmetrically around the gear 2 Ge.

Im Konkreten umfaßt der Motor 1 eine ortsfest im Gehäuse 3 angeordnete Wicklung 6 und einen innerhalb der Wicklung 6 um das Getriebe 2 drehenden Rotor 7. Der Rotor 7 dreht innerhalb der Wicklung 6 um das Getriebe 2 und umfaßt eine stirnsei tige Rotorplatte 8. Von dort aus erstreckt sich ein nach innen, d. h. in das Getriebe 2 hinein, gerichteter Wellenstumpf 9, der als Abtrieb des Motors 1 dient. Der Wellen stumpf 9 ist fest mit der Rotorplatte 8 verbunden bzw. an diese angeschraubt.Specifically, the motor 1 comprises a winding 6 arranged in a stationary manner in the housing 3 and a rotor 7 rotating within the winding 6 about the transmission 2 . The rotor 7 rotates within the winding 6 around the transmission 2 and includes a front end rotor plate 8th From there extends an inwardly directed shaft end 9 , ie into gear 2 , which serves as an output of motor 1 . The shaft stump 9 is firmly connected to the rotor plate 8 or screwed to it.

Des weiteren läßt die Figur erkennen, daß der Wellenstumpf 9 gegenüber dem Ge häuse 3 gelagert ist. Dazu sind innerhalb des Getriebegehäuses 10 bzw. in einem das Getriebegehäuse 10 abschließenden Lagerflansch 11 besondere Lager 12 vor gesehen.Furthermore, the figure shows that the stub shaft 9 is mounted opposite the housing 3 Ge. For this purpose, special bearings 12 are seen within the gear housing 10 or in a bearing flange 11 that closes the gear housing 10 .

Das Getriebegehäuse 10 ist stirnseitig durch den Lagerflansch 11 abgeschlossen. Auf der gegenüberliegenden Seite ist das Getriebegehäuse 10 an die Innenwandung des Gehäuses 3 angeflanscht. Dadurch ist das Getriebegehäuse 10 drehfest inner halb des Gehäuses 3 angeordnet.The gear housing 10 is closed at the end by the bearing flange 11 . On the opposite side, the gear housing 10 is flanged to the inner wall of the housing 3 . As a result, the gear housing 10 is arranged non-rotatably inside half of the housing 3 .

Der sich in das Getriebe 2 hinein erstreckende Wellenstumpf 9 ist bei dem hier ge wählten Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil eines innerhalb des Getriebege häuses 10 angeordneten Ritzels 13. Dieses Ritzel 13 ist demnach durch den Motor 1 bzw. den Rotor 7 drehangetrieben. Zwischen dem Ritzel 13 und der Innenwandung 14 des Getriebegehäuses 10 rollt ein Planetenrad 15 ab, wobei das Planetenrad 15 wiederum ein um das Ritzel 13 drehendes Planetenradgehäuse 16 antreibt. Das Planetenrad 15 ist mittels eines Nadellagers 17 gelagert.The extending into the gear 2 shaft stub 9 is in the embodiment selected here ge integral part of a housing 10 arranged within the gearbox pinion 13th This pinion 13 is accordingly driven in rotation by the motor 1 or the rotor 7 . A planet gear 15 rolls between the pinion 13 and the inner wall 14 of the transmission housing 10 , the planet gear 15 in turn driving a planet gear housing 16 rotating about the pinion 13 . The planet gear 15 is supported by means of a needle bearing 17 .

Das drehende Planetenradgehäuse 16 ist integraler Bestandteil einer Abtriebswelle 18, so daß die Drehung des Planetenradgehäuses 16 unmittelbar zu einer Drehung der Abtriebswelle 18 führt. Die Abtriebswelle 18 ist im Lagerflansch 5 des Gehäuses 3 gelagert, wozu dort besondern Lager 19 vorgesehen sind.The rotating planet gear housing 16 is an integral part of an output shaft 18 , so that the rotation of the planet gear housing 16 leads directly to a rotation of the output shaft 18 . The output shaft 18 is mounted in the bearing flange 5 of the housing 3 , for which purpose bearings 19 are provided in particular.

Die Abtriebswelle 18 erstreckt sich vom Getriebe 2 aus durch den Lagerflansch 5 des Gehäuses 3 hindurch nach außerhalb des Gehäuses 3, und dient dort zum Antrieb beliebiger Systeme.The output shaft 18 extends from the gearbox 2 through the bearing flange 5 of the housing 3 to the outside of the housing 3 , and is used to drive any systems there.

Abschließend sei hervorgehoben, daß das voranstehend erörterte Ausführungsbei spiel der Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Aus führungsbeispiel einschränkt.In conclusion, it should be emphasized that the embodiment discussed above game serves to discuss the claimed teaching, but not to the end limited leadership example.

Claims

1. Drive with a motor ( 1 ) and a gear ( 2 ), wherein the motor ( 1 ) as an electric motor or as a hydraulic motor, preferably as a servo motor, and the gear ( 2 ) is designed in one or more stages, preferably as a planetary gear, thereby characterized e that the motor ( 1 ) and the gear ( 2 ) are arranged in one another and are housed together in a housing ( 3 ).

2. Drive according to claim 1, characterized in that the motor ( 1 ) is arranged in the essential we around the transmission ( 2 ).

3. Drive according to claim 2, characterized in that the motor ( 1 ) is arranged at least largely symmetrically around the transmission ( 2 ).

4. Drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the motor ( 1 ) has a fixedly arranged in the housing ( 3 ) winding ( 6 ) and within the winding ( 6 ) substantially around the gear ( 2 ) rotating rotor ( 7 ).

5. Drive according to claim 4, characterized in that the rotor ( 7 ) rotates within half of the winding ( 6 ) around the gear ( 2 ).

6. Drive according to claim 4 or 5, characterized in that the rotor ( 7 ) acts on the output side with a shaft or a stub shaft ( 9 ) into the transmission ( 2 ).

7. Drive according to claim 6, characterized in that the shaft or the stub shaft ( 9 ) relative to the housing ( 3 ) is mounted.

8. Drive according to claim 7, characterized in that the bearing of the shaft or the stub shaft ( 9 ) takes place within a gear housing ( 10 ).

9. Drive according to claim 8, characterized in that the gear housing ( 10 ) within the housing ( 3 ) is arranged rotatably.

10. Drive according to claim 9, characterized in that the gear housing ( 10 ) is preferably connected on the output side to the housing ( 3 ) - on the inner wall thereof.

11. Drive according to one of claims 6 to 10, characterized in that the shaft or the stub shaft ( 9 ) with a within the gear housing ( 10 ) arranged pinion ( 13 ) connected or is an integral part of the pinion ( 13 ).

12. Drive according to claim 11, characterized in that between the pinion ( 13 ) and the inner wall ( 14 ) of the gear housing ( 10 ) rolls at least one tarpaulin ( 15 ).

13. Drive according to claim 12, characterized in that the planet gear ( 15 ) drives a around the pinion ( 13 ) rotating planet gear housing ( 16 ).

14. Drive according to claim 13, characterized in that the planetary gear housing ( 16 ) is fixedly connected to an output shaft ( 18 ).

15. Drive according to claim 13, characterized in that the planetary gear housing ( 16 ) is at least partially an integral part of an output shaft ( 18 ).

16. Drive according to claim 14 or 15, characterized in that from the drive shaft ( 18 ) extends through the wall of the housing ( 3 ) to the outside.

17. Drive according to claim 16, characterized in that the output shaft ( 18 ) relative to the housing ( 3 ) and / or relative to the gear housing ( 10 ) is mounted