DE3634894A1

DE3634894A1 - Antriebsvorrichtung mit einem elektromotor und einem diesem vorgeschalteten getriebe in einem gemeinsamen gehaeuse

Info

Publication number: DE3634894A1
Application number: DE19863634894
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Wittenstein; Bernhard Dipl Ing Orlowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-14
Filing date: 1986-10-14
Publication date: 1987-12-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, bei der ein Elektromotor und ein diesem vorgeschaltetes Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.

Soweit solche Antriebseinrichtungen z.B. aus DE- AS 14 25 813 bekannt sind, besitzen sie einen recht komplizierten und raumaufwendigen Aufbau.

Hier eine Verbesserung in Richtung einer kompakteren und ein facher aufgebauten Baueinheit zu schaffen, ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung der gattungs gemäßen Antriebsvorrichtung nach den kennzeichnenden Merk malen des Anspruchs 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung eignet sich insbe sondere für Fälle, in denen einerseits zur Erzielung einer kompakten raumsparenden Bauweise hochdrehende Elektromotoren erwünscht sind, andererseits aber die Drehzahlen für den an zutreibenden Gegenstand bei gleichzeitig gefordertem hohem Drehmoment erheblich niedriger liegen.

Die Verwendung eines Planetengetriebes mit zum Teil in das mit dem Motor gemeinsame Gehäuse integrierten Teilen führt sowohl radial als auch axial zu einer insgesamt äußerst kleinen Bauweise.

Indem die Läuferwelle des Elektromotors erfindungsgemäß an einem Ende direkt in dem Planetengetriebe abgestützt ist, wird gegenüber dem Einbau in einem separaten Motorgehäuse das dort an diesem Ende des Gehäuses erforderliche Lager ganz eingespart. Die Lagerung kann dadurch an den höhere Dreh momente aufweisenden Abtriebsbereich verlegt werden.

Durch die Anordnung des die Läufer-Welle in dem Elektromotor- Raumes allein stützenden und axial fixierenden Lagers in ei nem abnehmbaren Stirndeckel des gemeinsamen Motorgetriebe- Gehäuses läßt sich die Antriebsleistung einer solchen Antriebs vorrichtung durch baukastenmäßige Erweiterung einer im wesent lichen unverändert bleibenden Basiseinheit auf einfache Weise nach dem Baukastenprinzip erweitern. Denn zur Leistungser höhung ist es lediglich erforderlich, axial zusätzliche in Gehäuseanbauelemente eingebaute Ständerwicklungen vor dem Aufbringen des Stirndeckels an das Grundgehäuse anzusetzen. Zusätzlich ist dann nur noch der Läufer bzw. die Läufer-Welle längenmäßig entsprechend anzupassen.

Insbesondere verglichen mit Fällen, in denen Vorschaltgetrie be und Elektromotoren mit jeweils eigenständigen getrennten Gehäusen miteinander zu verbinden sind, bietet die erfindungs gemäße Ausführung den Vorteil einer einfachen und stabilen Gehäuse-Standlagerung (ortsfeste Lagerung über an dem Ge häuse angebrachte Füße), wenn eine solche anstelle einer Flanschverbindung an den anzutreibenden Gegenstand gewünscht ist. Denn durch die Integration von Getriebe und Elektromotor existiert auch bei kleiner und schmaler Bauweise des Getrie bes noch ein ausreichend breites Gesamtgehäuse, das ohne Schwierigkeiten als Standgehäuse montierbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 ein integriertes Motor-Getriebe-Gehäuse im Längs schnitt, in dem der oberhalb der Antriebsachse liegende Teil eine Anflansch- und der unterhalb jener Achse liegende Teil eine Fußausführung dar stellt,

Fig. 2 eine Ansicht des Gehäuses.

In einem einheitlichen Motor-Getriebe-Gehäuse 1, das im wesentlichen die Form eines einseitig geschlossenen Zylinder mantels aufweist, sind getrennte Räume zur Aufnahme eines Elektromotors (Raum 2) und eines Planetengetriebes (Raum 3) vorgesehen. Die Hauptteile des Elektromotors sind die in dem Gehäuse unbeweglich montierten Ständer 4 mit ihren Strom leitungswicklungen sowie der auf der Welle 5 montierte Läu fer 6.

Das Planetengetriebe setzt sich zusammen aus dem Umlaufträ ger 7, mit dem die Abtriebswelle 8 fest verbunden ist. An dem Umlaufträger angelenkt sind drei Planetenräder 9, die in einem fest am Innenumfang des Gehäuses 1 angebrachten Hohlrad 10 kämmen. Der Umlaufträger 9 ist zweifach gelagert und zwar ein mal in der geschlossenen Stirnwand des Gehäuses 1 über ein an der Abtriebswelle 8 angreifendes und diese axial fixier endes Wälzlager 11 sowie über ein zweites zwischen Hohl rad 10 und der Trennwand 12 zwischen den Räumen 2 und 3 am Innenumfang des Gehäuses 1 angreifendes Wälzlager 13.

In die Planetenräder 9 greift die an ihrem einen Ende als Sonnenritzel 14 ausgebildete Läufer-Welle 5 ein. In der Trenn wand 12 sind der Läufer 6 und die zugehörige Welle 5 nicht gelagert. Dort sind lediglich Dichtmittel zur öldichten Trenn ung der beiden Räume 2 und 3 vorgesehen. Die zweite Lager ung der Welle 5 erfolgt ausschließlich an deren zweitem Ende in einem in einer abnehmbaren Stirnwand 15 angebrachten die Welle axial fixierenden Wälzlager 16.

Die Lagerung des Motor-Getriebe-Gehäuses 1 kann über an dem Gehäuse angeformte Füße 17 (Fuß- oder Standausführung) oder über an der Abtriebsstirnwand vorgesehene Flansche 18 er folgen.

Eine Leistungserhöhung des Elektromotors läßt sich auf denk bar einfache Weise dadurch erreichen, daß zwischen abnehm barer Stirnwand 15 und Gehäuse 1 ringförmige Gehäuse 1 Er weiterungselemente mit jeweils mindestens einer Reihe zusätz licher Ständer 4 Wicklungen baukastenförmig angefügt werden. Desgleichen läßt sich der Läufer 6 den zusätzlichen Ständer wicklungen entsprechend stufenweise verlängern. Für jede Leistungsstufe getrennt sind lediglich unterschiedlich lange Wellen 5 erforderlich.

Diese Art eines baukastenförmig erweiterbaren Antriebsauf baus ist ein besonderer Vorteil der Erfindung.

Als Typ eines einsetzbaren Elektromotors eignet sich ins besondere ein bürstenloser Drehstrom-Servomotor, der in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel nur schematisch dargestellt ist. Bei einem solchen Elektromotor mit einer Leistung von z.B. 400 Watt und einer Drehzahl von 5000 U/min, bei dem die Ständerwicklungen in einer Reihe auf dem Innenumfang des Ge häuses 1 gleichmäßig verteilt sind, läßt sich die Ausgangs drehzahl durch ein Planetengetriebe mit einem Übersetzungs verhältnis von i=13:1 erniedrigen bei gleichzeitiger Erhöh ung des Drehmomentes an der Läuferwelle 5 von 0,7 Nm auf ca. 9 Nm an der Abtriebswelle 8.

Claims

1. Antriebsvorrichtung, bei der ein Elektromotor und ein die sem vorgeschaltetes Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, das im wesentlichen aus einem mit Stirn wänden versehbaren Zylindermantel mit axial für das Getriebe getrennten Räumen besteht, gekennzeichnet durch die Merkmale:

a) das Getriebe ist ein Planetengetriebe,
b) der die Planetenräder (9) führende Umlaufträger (7) ro tiert um die Achse des Motor-Getriebe-Gehäuses (1), in dem er axial fixiert gelagert ist,
c) die Abtriebswelle (8) ist fest mit dem Umlaufträger (7) verbunden,
d) ein Hohlrad (10), auf dem die Planetenräder (9) abrollen, liegt kraftschlüssig an dem Innenumfang des zylindrischen Mantels des Motor-Getriebe-Gehäuses (1) an,
e) die mit der Abtriebswelle (8) fluchtende Läufer-Welle (5) des Elektromotors durchstößt mit ihrem einen Ende die Trennwand (12) zwischen den Räumen (2) und (3) des Mo tors bzw. des Getriebes,
f) das in den Getriebe-Raum (3) ragende Ende der Läufer- Welle (5) ist als in den Planetenrädern (9) kämmendes Sonnenritzel (14) ausgebildet,
g) die Ständer (4) mit den Erregerstromleiterwicklungen stützen sich am Innenumfang des Motor-Getriebe gehäuses (1) ab.

2.Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Welle (5), deren eines Ende in den Planetenrädern (9) geführt ist, zusätzlich lediglich noch an ihrem zweiten Ende gelagert ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht in den Planetenrädern (9) geführte Ende der Läufer-Welle (5) in einer abnehmbaren Stirnwand (15) des Motor-Getriebe-Ge häuses (1) angeordnet ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufträger (7) an seinem einen Ende zwischen dem die Planetenräder (9) führenden Hohlrad (10) und der Zwischen wand (12) zum Raum (2) des Elektromotors am inneren Umfang des Motor-Getriebe-Gehäuse (1)-Mantels und an seinem an deren Ende in der Gehäuse (1)-Stirnwand gelagert ist.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufträger (7) axial allein durch das die Abtriebswelle (8) in der Stirnwand stützende Lager (11) fixiert ist.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer-Welle (5) axial allein durch das in der abnehmbaren Stirnwand (15) vorgesehene Lager (16) fixiert ist.