DE102012210242A1 - Electric motor with planetary gear - Google Patents

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DE102012210242A1
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Abstract

Ein Elektromotor 10 umfasst einen Stator 12 und einen relativ zum Stator 12 drehbaren Rotor 14, der im Stator 12 aufgenommen ist. Der Elektromotor 10 umfasst ein Planetengetriebe 24, das zumindest teilweise innerhalb des Rotors 14 angeordnet ist.An electric motor 10 includes a stator 12 and a rotatable relative to the stator 12 rotor 14 which is received in the stator 12. The electric motor 10 includes a planetary gear 24, which is at least partially disposed within the rotor 14.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor.The invention relates to an electric motor.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Insbesondere in Fahrzeugen wie PKW, LKW und Bussen werden eine Vielzahl von Antrieben eingesetzt, um Aktuatoren, wie Fensterheber, Getriebeschaltungen, Lüftungsklappen oder Ähnliches zu bewegen. Diese Antriebe umfassen häufig einen Elektromotor, der jedoch normalerweise eine relativ hohe Drehzahl aufweist.Especially in vehicles such as cars, trucks and buses, a variety of drives are used to move actuators, such as windows, transmission circuits, ventilation flaps or the like. These drives often include an electric motor, but usually has a relatively high speed.

Elektromotoren mit Getriebe, sogenannte Getriebemotoren, können eingesetzt werden, um hohe Drehmomente bei kleinen Drehzahlen mit kostengünstigen elektrischen Antrieben darstellen zu können. Electric motors with gears, so-called geared motors, can be used to represent high torques at low speeds with cost-effective electric drives.

Anstatt eines Getriebemotors kann ein Direktantrieb eingesetzt werden, der ohne ein Getriebe auskommt, dafür in der Regel aber mehr Bauraum beansprucht als ein Getriebemotor. Ein Elektromotor mit einem zusätzlichen Getriebe ist jedoch kleiner und kann erheblich kostengünstiger sein.Instead of a geared motor can be used a direct drive, which does not require a gearbox, but usually takes more space than a geared motor. An electric motor with an additional gear, however, is smaller and can be considerably cheaper.

Ein Getriebemotor kann beispielsweise einen typischerweise im Bereich von 2000 rpm bis 6000 rpm drehenden Elektromotor aufweisen, der durch das Getriebe mit einer Übersetzung ins Langsame in den Bereich um 1000 rpm gebracht wird. Hierbei ist eine Erhöhung des Nutzmomentes näherungsweise um den Getriebeübersetzungsfaktor gegenüber dem Wellenmoment des Elektromotors möglich. A geared motor may, for example, have an electric motor typically rotating in the range from 2000 rpm to 6000 rpm, which is brought into the range around 1000 rpm by the transmission with a gear ratio at a slow speed. In this case, an increase in the useful torque is approximately possible by the gear ratio factor with respect to the shaft torque of the electric motor.

In der Regel wird das Getriebe axial an den Elektromotor angebaut, was die axiale Länge des Getriebemotors erhöht.In general, the transmission is mounted axially on the electric motor, which increases the axial length of the geared motor.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Falls ein Antrieb mit einer geringen axialen Länge benötigt wird, ist ein axialer Getriebeanbau ungünstig, da das Getriebe erheblich zur axialen Länge beiträgt.If a drive with a small axial length is required, an axial gear mounting is unfavorable, since the gearbox contributes significantly to the axial length.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen kompakten, in axialer Richtung kurzen Getriebemotor bereitzustellen.It is an object of the invention to provide a compact, short in the axial direction geared motor.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.This object is solved by the subject matter of the independent claim. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and from the following description.

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, der einen Stator und einen relativ zum Stator drehbaren Rotor, der im Stator aufgenommen ist, umfasst. Der Elektromotor umfasst weiter ein Planetengetriebe, das zumindest teilweise innerhalb des Rotors angeordnet ist. Mit anderen Worten ist das Planetengetriebe in den Rotor des Elektromotors integriert. Auch kann das Planetengetriebe vollständig im Rotor aufgenommen sein.The invention relates to an electric motor comprising a stator and a rotor rotatable relative to the stator, which is accommodated in the stator. The electric motor further comprises a planetary gear, which is at least partially disposed within the rotor. In other words, the planetary gear is integrated in the rotor of the electric motor. Also, the planetary gear can be completely absorbed in the rotor.

Durch Integration des Getriebes in den Rotor des Motors kann ein Getriebemotor mit sehr kurzer axialer Baulänge geschaffen werden. Diese Bauweise erlaubt insbesondere eine minimale axiale Länge des Rotors. Es kann eine echte Integration des Getriebes in den Elektromotor erfolgen, und nicht nur ein Anbau des Getriebes an den Motor.By integrating the gearbox in the rotor of the motor, a geared motor with a very short axial length can be created. This design allows in particular a minimum axial length of the rotor. It can be a real integration of the transmission in the electric motor, and not just an attachment of the transmission to the engine.

Für das Getriebe ist kein zusätzlicher axialer Bauraum erforderlich, da es in den Rotor des Motors integriert ist. Insgesamt ergibt sich für die Anordnung eine minimale axiale Baulänge, die kleiner als 30 mm (inklusive Gehäuse) sein kann.For the transmission no additional axial space is required because it is integrated in the rotor of the motor. Overall, the arrangement results in a minimum axial length that can be less than 30 mm (including the housing).

Damit kann der Elektromotor bei sehr beengten axialen Raumverhältnissen verwendet werden, wie sie oft im Motorraum von Kraftfahrzeugen zu finden sind. Nebenaggregate, die am Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angebaut werden und die einen Elektromotor umfassen, müssen oft einen axial kurzen Bauraum aufweisen, um die Einbaumaße des Verbrennungsmotors mit Anbauteilen nicht zu verletzen. Derartige Nebenaggregate können mit einem Elektromotor, wie er obenstehend und untenstehend beschrieben ist, umgesetzt werden.Thus, the electric motor can be used in very tight axial space conditions, as they are often found in the engine compartment of motor vehicles. Auxiliary units, which are mounted on the drive motor of the motor vehicle and which comprise an electric motor, often have to have an axially short installation space in order not to injure the mounting dimensions of the internal combustion engine with attachments. Such ancillaries can be implemented with an electric motor as described above and below.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Planetengetriebe ein Hohlrad mit einem nach innen gerichteten Zahnkranz, ein Sonnenrand mit einem nach außen gerichteten Zahnkranz und mehrere zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad aufgenommene Planetenräder, die von einem Planetenträger bzw. Steg gehalten werden.According to one embodiment of the invention, the planetary gear comprises a ring gear with an inwardly directed sprocket, a sun edge with an outwardly directed sprocket and a plurality of recorded between the ring gear and the sun gear planetary gears, which are held by a planet carrier or web.

Andere Bauformen von Planetengetrieben können abweichend aufgebaut sein und beispielsweise zwei Sonnenräder, untereinander kämmende Planetenradpaare oder gestufte Planetenräder umfassen. Durch den anderen Aufbau können beispielsweise Übersetzungsverhältnisse realisiert werden, die mit einem einfachen Planetenradsatz nicht darstellbar sind.Other types of planetary gears may have a different structure and include, for example, two sun gears, intermeshing Planetenradpaare or stepped planetary gears. By the other structure, for example, gear ratios can be realized that can not be displayed with a simple planetary gear set.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Rotor Erregermagnete, beispielsweise Permanentmagnete, die auf dem äußeren Hohlrad des Planentengetriebes angeordnet sind. Dieser Aufbau erlaubt es, das Hohlrad zugleich als Funktionsteil des Rotors zu verwenden. According to one embodiment of the invention, the rotor comprises exciter magnets, for example permanent magnets, which are arranged on the outer ring gear of the planetary gear. This structure makes it possible to use the ring gear at the same time as a functional part of the rotor.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Stator nach innen gerichtete Statorzähne, die von einer Wicklung umwickelt sind. Der Elektromotor kann beispielsweise ein elektronisch kommutierter (EC-)Motor mit Einzelzahnbewicklung und/oder ein elektronisch kommutierter Innenläufermotor sein.According to one embodiment of the invention, the stator comprises inwardly directed stator teeth, which are wound by a winding. The electric motor may be, for example, an electronically commutated (EC) motor with single tooth winding and / or an electronically commutated internal rotor motor.

Jede andere Bauform eines EC-Innenläufermotors ist ebenfalls geeignet. In beiden beschriebenen Fällen können auch andere Motorprinzipien als ein EC-Motor angewandt werden. Any other type of EC internal rotor motor is also suitable. In both cases described, motor principles other than an EC motor may be used.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Stator wenigstens 9, beispielsweise 12 Statorzähne. Auf diese Weise kann der Elektromotor hochpolig ausgebildet werden, was den magnetischen Fluss eines Teilpoles reduziert. Entsprechend dünn kann der magnetische Rückschluss (d. h. das Joch) in Stator und Rotor ausgeführt werden. Damit kann eine übliche Dimensionierung des Hohlrads (bzw. dessen radiale Dicke) ausreichen, die Funktion „Rückschluss“ des magnetischen Kreises des Elektromotors zu übernehmen. Ein hochpoliger Stator kann zudem den Vorteil aufweisen, dass die Einzelwicklungen eine kleinere Windungszahl aufweisen (verglichen mit einem niederpoligeren Elektromotor identischer Außenabmessungen und Leistung), was schlankere Wicklungsköpfe erlaubt und so die axiale Baulänge des Stators des Elektromotors weiter verringern kann.According to one embodiment of the invention, the stator comprises at least 9, for example 12 stator teeth. In this way, the electric motor can be formed high-pole, which reduces the magnetic flux of a Teilpoles. The magnetic return (that is, the yoke) in the stator and rotor can be made correspondingly thin. Thus, a conventional dimensioning of the ring gear (or its radial thickness) are sufficient to take over the function "conclusion" of the magnetic circuit of the electric motor. A high-pole stator can also have the advantage that the individual windings have a smaller number of turns (as compared to a lower-pole electric motor of identical outer dimensions and power), which allows slimmer winding heads and thus further reduce the axial length of the stator of the electric motor.

In Kombination mit einem kostengünstigeren Wickelkonzept „Einzelzahnbewicklung“, bei dem nur jeder Statorzahn einzeln bewickelt wird und damit keine Überkreuzungen mit Leitern anderer Wicklungen stattfinden, kann ein besonders kurzer Wickelkopf (d. h. der Bereich einer Wicklung in axialer Richtung über das Blechpaket hinaus) und damit eine entsprechend kurze Motorlänge realisiert werden. In combination with a less expensive winding concept "single tooth winding" in which only each stator tooth is wound individually and thus no crossings with conductors of other windings take place, a particularly short winding head (ie the area of a winding in the axial direction beyond the laminated core) and thus a correspondingly short motor length can be realized.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Motor elektronisch kommutiert. Ein Elektromotor in elektronisch kommutierter Ausführung kann in axialer Richtung sehr kurz ausgeführt werden, da eine elektromechanische Kommutierungseinrichtung entfallen kann.According to one embodiment of the invention, the motor is electronically commutated. An electric motor in electronically commutated design can be made very short in the axial direction, since an electromechanical commutation can be omitted.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet das äußere Hohlrad des Planetengetriebes einen magnetischen Rückschluss für den Stator. Dieser Aufbau erlaubt es, das Hohlrad als Joch des Rotors für den magnetischen Kreis des Elektromotors zu verwenden. Dazu kann das Hohlrad aus magnetisch leitfähigem Stahl aufgebaut sein.According to one embodiment of the invention, the outer ring gear of the planetary gear forms a magnetic conclusion for the stator. This structure makes it possible to use the ring gear as the yoke of the rotor for the magnetic circuit of the electric motor. For this purpose, the ring gear can be constructed of magnetically conductive steel.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Sonnenrad des Planentengetriebes starr mit dem Stator verbunden. Der Planetenträger des Planentengetriebes kann dann starr mit einer Motorwelle verbunden sein. Das Sonnenrad ist feststehend und der Planetenträger überträgt die Drehzahl nach außen, er kann einen Teil der Rotorwelle bilden. Damit kann mit dem Planetengetriebe eine Übersetzung ins Langsame und eine Erhöhung des Drehmoments erreicht werden. Eine derartige Ausführung kann in allen Fällen eingesetzt werden, wenn ein momentenstarker kompakter Antrieb benötigt wird. According to one embodiment of the invention, a sun gear of the planetary gear is rigidly connected to the stator. The planet carrier of the planetary gear can then be rigidly connected to a motor shaft. The sun gear is stationary and the planet carrier transmits the speed to the outside, it can form part of the rotor shaft. This can be achieved with the planetary gear a translation into slow and an increase in torque. Such an embodiment can be used in all cases when a torque-strong compact drive is needed.

Es ist zu verstehen, dass eine Motorwelle dazu ausgeführt ist, Drehmoment vom Elektromotor weg oder zum Elektromotor hin zu übertragen. Eine Motorwelle kann also als mechanische Schnittstelle zum Elektromotor aufgefasst werden, die dazu dient, den Motor mit einer weiteren mechanischen Baugruppe zu verbinden.It is to be understood that a motor shaft is configured to transmit torque away from the electric motor or toward the electric motor. A motor shaft can thus be understood as a mechanical interface to the electric motor, which serves to connect the motor with another mechanical assembly.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Planetenträger des Planentengetriebes starr mit dem Stator verbunden. Das Sonnenrad des Planentengetriebes kann dann starr mit einer Motorwelle verbunden sein. Um eine Erhöhung der Rotordrehzahl zu erhalten, kann der Planetenträger feststehend ausgeführt sein und das Sonnenrad als Momentenausgang verwendet werden. Die Übersetzung erfolgt hier ins Schnelle, das erzeugte Drehmoment wird vermindert.According to one embodiment of the invention, the planet carrier of the planetary gear is rigidly connected to the stator. The sun gear of the planetary gear can then be rigidly connected to a motor shaft. In order to obtain an increase in the rotor speed, the planet carrier can be made stationary and the sun gear can be used as a torque output. The translation takes place here fast, the generated torque is reduced.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Planetenträger des Planentengetriebes starr mit einer ersten Motorwelle verbunden und das Sonnenrad des Planentengetriebes starr mit einer zweiten Motorwelle verbunden. Auf diese Weise kann der Elektromotor als Motor mit integriertem Additionsgetriebe verwendet werden. Ein derartiger Elektromotor kann beispielsweise bei einer Nockenwellenphasenverstellung einer Nockenwelle gegenüber der zweiten Nockenwelle in Zylinderköpfen von Fahrzeugen mit Otto- oder Dieselmotor eingesetzt werden.According to one embodiment of the invention, the planet carrier of the planetary gear is rigidly connected to a first motor shaft and the sun gear of the planetary gear rigidly connected to a second motor shaft. In this way, the electric motor can be used as a motor with integrated adder. Such an electric motor can be used for example in a camshaft phase adjustment of a camshaft relative to the second camshaft in cylinder heads of vehicles with gasoline or diesel engine.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.Embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

Die 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 1 shows a plan view of an electric motor according to an embodiment of the invention.

Die 2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Stators für einen Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 2 shows a three-dimensional view of a stator for an electric motor according to an embodiment of the invention.

Die 3 zeigt eine Schnittansicht durch einen Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 3 shows a sectional view through an electric motor according to an embodiment of the invention.

Die 4 zeigt eine Schnittansicht durch einen Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. The 4 shows a sectional view through an electric motor according to an embodiment of the invention.

Die 5 zeigt eine Schnittansicht durch einen Elektromotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.The 5 shows a sectional view through an electric motor according to an embodiment of the invention.

Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Basically, identical or similar parts are provided with the same reference numerals.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of embodiments

1 zeigt einen Elektromotor 10, der einen Stator 12, einen Rotor 14 und ein Planetengetriebe 24 umfasst. Der Rotor 14 ist relativ zum Stator 12 um eine Motorachse M drehbar. 1 shows an electric motor 10 that is a stator 12 , a rotor 14 and a planetary gear 24 includes. The rotor 14 is relative to the stator 12 rotatable about a motor axis M.

Der Stator 12 umfasst eine Mehrzahl von nach innen (d. h. in Richtung der Motorachse M) gerichteten Statorzähnen 16, die jeweils von einer Wicklung 18 umwickelt sind (siehe 2). Wird die Wicklung von einem Strom durchflossen, erzeugt sie in dem zugehörigen Statorzahn 16 ein magnetisches Feld. Die 12 Statorzähne 16 des Stators 12 sind gleichmäßig um die Drehachse M des Rotors 14 angeordnet.The stator 12 comprises a plurality of stator teeth directed inwards (ie in the direction of the motor axis M) 16 , each of a winding 18 are wrapped (see 2 ). If the winding is traversed by a current, it generates in the associated stator tooth 16 a magnetic field. The 12 stator teeth 16 of the stator 12 are even around the axis of rotation M of the rotor 14 arranged.

Das Zusammenspiel der magnetischen Durchflutungen in Stator 12 und Rotor 14, die beispielsweise durch Permanentmagnete und Statorströme durch die Wicklungen 18 erzeugt werden, treiben dann den Rotor 14 an. Um eine umlaufende Drehdurchflutung und damit ein kontinuierliches ggfs. zeitlich schwankendes Drehmoment zu erreichen, müssen die Statorströme kommutiert werden. Das Kommutieren kann mittels einer elektronischen Steuerung erfolgen.The interplay of magnetic flux in stator 12 and rotor 14 , for example, by permanent magnets and stator currents through the windings 18 are generated, then drive the rotor 14 at. In order to achieve a circulating rotational flow and thus a continuous possibly temporally fluctuating torque, the stator currents must be commutated. The commutation can be done by means of an electronic control.

Der Rotor 14 wiederum umfasst eine Mehrzahl von Erregermagneten 20 und eine Welle 22. Die Erregermagnete 20 sind um die Drehachse M auf oder innerhalb der Welle 22 angeordnet, über die ein magnetischer Rückschluss des magnetischen Kreises des Elektromotors 10 erfolgen kann. Die Welle 22 stellt also das Joch des Rotors 14 dar.The rotor 14 in turn comprises a plurality of exciter magnets 20 and a wave 22 , The exciter magnets 20 are about the rotation axis M on or within the shaft 22 arranged, via which a magnetic inference of the magnetic circuit of the electric motor 10 can be done. The wave 22 thus represents the yoke of the rotor 14 represents.

In den Rotor 14 ist ein Planetengetriebe 24 integriert, das vollständig in den zylinderförmigen Raum aufgenommen ist, der durch den Bereich innerhalb des Stators 12 definiert ist.In the rotor 14 is a planetary gear 24 integrated, which is completely absorbed in the cylindrical space, by the area inside the stator 12 is defined.

Das Planetengetriebe 24 umfasst ein Hohlrad 26 mit einem nach innen gerichteten Zahnkranz 28, ein Sonnenrad 30 mit einem nach außen gerichteten Zahnkranz 32 und mehrere Planetenräder 34, (hier beispielhaft drei gezeichnet), die in radialer Richtung bezüglich der Drehachse M zwischen dem Hohlrad 26 und dem Sonnenrad 30 angeordnet sind.The planetary gear 24 includes a ring gear 26 with an inwardly directed sprocket 28 , a sun wheel 30 with an outwardly directed sprocket 32 and several planet gears 34 , (drawn here by way of example three), in the radial direction with respect to the axis of rotation M between the ring gear 26 and the sun wheel 30 are arranged.

Das Hohlrad 26 ist aus der Welle 22 gebildet, so dass der Rotor 14 das Hohlrad 26 des Planentengetriebes 24 umfasst. Umgekehrt ist das Joch 22 des Rotors 14 durch das Hohlrad 26 gebildet.The ring gear 26 is from the wave 22 formed, so that the rotor 14 the ring gear 26 of the planetary gearbox 24 includes. The reverse is the yoke 22 of the rotor 14 through the ring gear 26 educated.

Die Planentenräder 34 sind Zahnräder, die auf den beiden Zahnkränzen 28, 32 kämmen, und deren Achsen über einen kreisförmigen Planetenträger 36 bzw. Steg 36 miteinander mechanisch starr verbunden sind.The planet wheels 34 are gears that are on the two sprockets 28 . 32 comb, and their axes via a circular planet carrier 36 or bridge 36 mechanically rigidly connected to each other.

Die 3 zeigt eine Schnittansicht des Elektromotors 10 aus der 1 entlang der Achse A-A.The 3 shows a sectional view of the electric motor 10 from the 1 along the axis AA.

Das Sonnenrad 30 ist statorfest und mechanisch starr mit dem Stator 12 über eine Verbindungsscheibe 38 mit dem Stator 12 verbunden. Nur der Planetenträger 36 mit den Planetenrädern 34 ist beweglich zum Stator 12 angeordnet. Eine Motorwelle 40, die entlang der Drehachse M verläuft, ist mit dem Planetenträger 36 verbunden. Über die Motorwelle 40 können weitere Baugruppen durch den Elektromotor 10 mit Drehmoment versorgt werden.The sun wheel 30 is stator resistant and mechanically rigid with the stator 12 over a connecting disc 38 with the stator 12 connected. Only the planet carrier 36 with the planet wheels 34 is movable to the stator 12 arranged. A motor shaft 40 , which runs along the axis of rotation M, is connected to the planet carrier 36 connected. About the motor shaft 40 can further assemblies by the electric motor 10 be supplied with torque.

In dieser Anordnung dreht sich bei Betrieb des Elektromotors 10 der Rotor 14 und damit das Hohlrad 26 schneller als der Planetenträger 36 und die Motorwelle 40. Das Planetengetriebe 24 weist also eine Übersetzung ins Langsame auf, was zu einer Verminderung der Drehzahl und zu einer Erhöhung des Drehmoments führt.In this arrangement rotates during operation of the electric motor 10 the rotor 14 and thus the ring gear 26 faster than the planet carrier 36 and the motor shaft 40 , The planetary gear 24 So has a translation to slow, which leads to a reduction in speed and an increase in torque.

Die 4 zeigt eine Variante eines Elektromotors 10 analog der 3, bei dem jedoch das Sonnenrad 30 nicht mit dem Stator 12 mechanisch starr verbunden ist. Stattdessen ist der Planetenträger 36 statorfest und mechanisch starr mit dem Stator 12 über eine Verbindungsscheibe 42 verbunden. Das Sonnenrad 30 ist gegenüber dem Stator und dem Planetenträger 36 drehbar und mit einer Motorwelle 44 verbunden, die mit einer weiteren Baugruppe zur Drehmomentübertragung verbunden werden kann.The 4 shows a variant of an electric motor 10 analogous to 3 in which, however, the sun gear 30 not with the stator 12 mechanically rigidly connected. Instead, the planetary carrier 36 stator fixed and mechanically rigid with the stator 12 over a connecting disc 42 connected. The sun wheel 30 is opposite the stator and the planet carrier 36 rotatable and with a motor shaft 44 connected, which can be connected to another assembly for transmitting torque.

In dieser Variante besteht nun die Möglichkeit, die verfügbare Drehzahl des Elektromotors 10 zu erhöhen, da sich bei entsprechender Wahl der Durchmesser der Planetenräder 34 und des Sonnenrads 30 das Sonnenrad schneller dreht als der Rotor 14. Das Planetengetriebe 24 weist also eine Übersetzung ins Schnelle (d.h. eine Übersetzung größer 1) auf, was zu einer Erhöhung der Drehzahl und zu einer Verminderung des Drehmoments führt.In this variant, there is now the possibility of the available speed of the electric motor 10 increase, as with appropriate choice of the diameter of the planetary gears 34 and the sun wheel 30 the sun gear rotates faster than the rotor 14 , The planetary gear 24 Thus, it has a high speed ratio (ie, a ratio greater than 1), which results in an increase in speed and a reduction in torque.

Im Allgemeinen kann ein Planetengetriebe 24 im Zweiwellenbetrieb und im Dreiwellenbetrieb arbeiten.In general, a planetary gear can 24 working in two-shaft operation and in three-shaft operation.

Bei den in den 3 und 4 gezeigten Varianten arbeitet das Planetengetriebe 24 im Zweiwellenbetrieb und hat lediglich einen einzigen Freiheitsgrad. Weiter wird im Zweiwellenbetrieb zwischen Standübersetzung und Umlaufübersetzung unterschieden. Bei der Standübersetzung steht der Planetenträger 36 still und Sonnenrad 30 sowie Hohlrad 26 bewegen sich. Bei der Umlaufübersetzung steht entweder das Sonnenrad 30 oder das Hohlrad 26 still. An- und Abtrieb erfolgen über eines der Räder 26, 30 und den Planetenträger 36.In the in the 3 and 4 Variants shown, the planetary gear works 24 in two-shaft operation and has only a single degree of freedom. Furthermore, a differentiation is made between stand translation and circulation ratio in two-shaft operation. In the stand translation is the planet carrier 36 still and sun gear 30 as well as ring gear 26 move. When the circulation ratio is either the sun 30 or the ring gear 26 quiet. Drive and drive take place via one of the wheels 26 . 30 and the planet carrier 36 ,

Im Dreiwellenbetrieb hat das Getriebe 24 zwei Freiheitsgrade. Bei drei zueinander beweglichen Komponenten 26, 30, 36 arbeitet das Getriebe 24 als Summiergetriebe oder Teilergetriebe. In three-wave operation has the transmission 24 two degrees of freedom. With three mutually movable components 26 . 30 . 36 the gear works 24 as summing gear or divider gear.

Beim Summiergetriebe treiben zwei der Komponenten 26, 30, 36 an und die verbleibende der Komponenten 26, 30, 36 ab. Die Antriebsdrehzahlen können frei gewählt werden. Die Abtriebsdrehzahl wird durch die beiden Antriebsdrehzahlen eindeutig bestimmt.At the summation gear drive two of the components 26 . 30 . 36 on and the remaining of the components 26 . 30 . 36 from. The drive speeds can be freely selected. The output speed is uniquely determined by the two drive speeds.

Beim Teilergetriebe treibt eine der Komponenten 26, 30, 36 an und die zwei verbleibenden Komponenten 26, 30, 36 treiben ab. Das Drehzahlverhältnis der beiden Abtriebskomponenten muss festgelegt sein. When Teilergetriebe drives one of the components 26 . 30 . 36 on and the two remaining components 26 . 30 . 36 abort. The speed ratio of the two output components must be specified.

Ein Beispiel für einen Dreiwellenbetrieb ist in der 5 gezeigt, die eine Variante eines Elektromotors 10 analog der 3, 4 zeigt, bei dem jedoch weder das Sonnenrad 30 noch der Planententräger 36 mit dem Stator 12 mechanisch starr verbunden ist.An example of a three-wave operation is in the 5 shown a variant of an electric motor 10 analogous to 3 . 4 shows, in which, however, neither the sun 30 nor the planetary carrier 36 with the stator 12 mechanically rigidly connected.

Damit ist die dritte Eingriffsmöglichkeit im Planetengetriebe 24 nicht ortsfest, sondern drehbar ausgeführt und ebenfalls mit einer Drehzahl bzw. einem Drehmoment beaufschlagbar. Man kann dann auf einfache Art und Weise ein in einem Elektromotor 10 raumsparend angeordnetes Additionsgetriebe (d. h. Summiergetriebe oder Teilergetriebe) erzeugen. This is the third possibility of intervention in the planetary gear 24 not stationary, but rotatable and also acted upon by a speed or torque. You can then easily in an electric motor 10 space-saving arranged addition gear (ie summing or divider gear) generate.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "encompassing" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims (10)

Elektromotor (10), umfassend: einen Stator (12), einen relativ zum Stator (12) drehbaren Rotor (14), der im Stator (12) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (10) ein Planetengetriebe (24) umfasst, das zumindest teilweise innerhalb des Rotors (14) angeordnet ist.Electric motor ( 10 ) comprising: a stator ( 12 ), one relative to the stator ( 12 ) rotatable rotor ( 14 ) in the stator ( 12 ), characterized in that the electric motor ( 10 ) a planetary gear ( 24 ) which at least partially within the rotor ( 14 ) is arranged. Elektromotor (10) nach Anspruch 1, wobei das Planetengetriebe (24) ein Hohlrad (26) mit einem nach innen gerichteten Zahnkranz (28), ein Sonnenrand (30) mit einem nach außen gerichteten Zahnkranz (32) und mehrere zwischen dem Hohlrad (26) und dem Sonnenrad (30) aufgenommene Planetenräder (34) umfasst, die von einem Planetenträger (36) gehalten werden.Electric motor ( 10 ) according to claim 1, wherein the planetary gear ( 24 ) a ring gear ( 26 ) with an inwardly directed sprocket ( 28 ), a sun edge ( 30 ) with an outwardly directed sprocket ( 32 ) and several between the ring gear ( 26 ) and the sun wheel ( 30 ) received planetary gears ( 34 ), by a planetary carrier ( 36 ) being held. Elektromotor (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rotor (14) Erregermagnete (20) auf einem oder innerhalb eines äußeren Hohlrad (26) des Planentengetriebes (24) umfasst.Electric motor ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein the rotor ( 14 ) Excitation magnets ( 20 ) on or within an outer ring gear ( 26 ) of the planetary gear ( 24 ). Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stator (12) nach innen gerichtete Statorzähne (16) umfasst, die von einer Wicklung (18) umwickelt sind.Electric motor ( 10 ) according to any one of the preceding claims, wherein the stator ( 12 ) inwardly directed stator teeth ( 16 ), which consists of a winding ( 18 ) are wrapped. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stator (12) wenigstens 9 Statorzähne (16) umfasst.Electric motor ( 10 ) according to any one of the preceding claims, wherein the stator ( 12 ) at least 9 stator teeth ( 16 ). Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor (12) elektronisch kommutiert ist. Electric motor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the engine ( 12 ) is electronically commutated. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein äußeres Hohlrad (26) des Planetengetriebes (24) einen magnetischen Rückschluss für den Stator (12) bildet.Electric motor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein an outer ring gear ( 26 ) of the planetary gear ( 24 ) a magnetic conclusion for the stator ( 12 ). Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Sonnenrad (30) des Planentengetriebes (24) starr mit dem Stator (12) verbunden ist, wobei ein Planetenträger (36) des Planentengetriebes (24) starr mit einer Motorwelle (40) verbunden ist.Electric motor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein a sun gear ( 30 ) of the planetary gear ( 24 ) rigidly with the stator ( 12 ), wherein a planetary carrier ( 36 ) of the planetary gear ( 24 ) rigidly with a motor shaft ( 40 ) connected is. Elektromotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Planetenträger (36) des Planentengetriebes (24) starr mit dem Stator (12) verbunden ist, wobei ein Sonnenrad (30) des Planentengetriebes (24) starr mit einer Motorwelle (44) verbunden ist.Electric motor ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, wherein a planet carrier ( 36 ) of the planetary gear ( 24 ) rigidly with the stator ( 12 ), wherein a sun gear ( 30 ) of the planetary gear ( 24 ) rigidly with a motor shaft ( 44 ) connected is. Elektromotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Planetenträger (36) des Planentengetriebes (24) starr mit einer ersten Motorwelle (40) verbunden ist, wobei ein Sonnenrad (30) des Planentengetriebes (24) starr mit einer zweiten Motorwelle (44) verbunden ist.Electric motor ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, wherein a planet carrier ( 36 ) of the planetary gear ( 24 ) rigidly with a first motor shaft ( 40 ), wherein a sun gear ( 30 ) of the planetary gear ( 24 ) rigidly with a second motor shaft ( 44 ) connected is.
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