DE102008035667B4

DE102008035667B4 - Getriebemotor

Info

Publication number: DE102008035667B4
Application number: DE200810035667
Authority: DE
Inventors: Ralf Edelbrock
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-08-01
Also published as: DE102008035667A1

Abstract

Getriebemotor (1) mit einer Antriebswelle (10), einer auf der gleichen Achse liegenden Abtriebswelle (50) und einem, die Antriebs- und Abtriebswelle verbindenden Planetengetriebe (20, 30, 40), wobei an der der Antriebswelle (10) zugewandten Stirnseite (51) der Abtriebswelle (50) ein Reflektor (R) vorgesehen ist, um einen von einem Sender (S) ausgehenden Lichtstrahl (L) hin zu einem Empfänger (E) zu reflektieren, wobei der Reflektor (R) so angeordnet ist, dass er in genau einer Position der sich drehenden Abtriebswelle (50) den Lichtstrahl (L) auf den Empfänger (E) reflektiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (S) auf der der Abtriebswelle (50) gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle (10) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Getriebemotor gemäß Anspruch 1.
Ein Getriebemotor, eine Kombination aus einem Motor und einem Getriebe, kommt immer dann zum Einsatz, wenn auf der Abtriebsseite besondere Anforderungen an Geschwindigkeit und Drehmoment gestellt werden, die sich so nicht alleine mit einem Motor realisieren lassen. Sollen Antriebs- und die Abtriebsachse auf der gleichen Achse zum liegen kommen, werden als Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebswelle Planetengetriebe eingesetzt. Ein Planetengetriebe, oft auch Planetenradgetriebe genannt, ist eine spezielle Bauform eines Zahnradgetriebes, das sehr kompakt ist. Damit Antrieb und Abtrieb in einer definierten Winkelposition zueinander stehen, ist eine Positionsbestimmung des Planetengetriebes in Bezug auf den Motor notwendig. Diese Positionsbestimmung erfolgt heute üblicherweise über zusätzliche elektrische oder mechanische Geber auf der Abtriebsseite. Solche mechanischen Geber sind aber verschleißanfällig und aufwändig. Bei elektrischen Gebern kann es zudem zu elektromagnetischen Störungen durch die notwendigen Kabelzuführungen kommen.
Die DE 102 01 141 A1 offenbart ein Verfahren zur Feststellung der Abweichung eines Stellgetriebes von einer vorgegebenen Ausgangsdrehstellung und ein entsprechend ausgebildetes Stellgetriebe. Dabei erfolgt die Feststellung der Abweichung durch einen in das Stellgetriebe integrierten, nach dem magnetoresistiven Wirkprinzip arbeitenden Sensor. Als Träger für den benötigten Magneten wird die Stirnseite eines freien Wellenendes der Antriebswelle innerhalb des Stellgetriebes in Ausrichtung auf eine fest angeordnete gegenüberliegende sensitive Einheit des Sensors verwendet.
In der US 4 502 045 ist ein optisches Gerät zur Überwachung kritischer Geschwindigkeiten eines rotierenden Körpers be schrieben. Hierbei wird das Licht einer Lichtquelle von einem auf den Körper angebrachten Reflektor reflektiert und über einen Lichtleiter an eine Auswerteeinrichtung geleitet.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Getriebemotor mit einer Positionsbestimmung bereitzustellen, der die bekannten Nachteile überwindet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Getriebemotor nach Anspruch 1, mit einer Antriebswelle, einer auf der gleichen Achse liegenden Abtriebswelle, und einem die Antriebs- und Abtriebswelle verbindenden Planetengetriebe, wobei an der der Antriebswelle zugewandten Stirnseite der Abtriebswelle ein Reflektor vorgesehen ist, um einen von einem Sender ausgehenden Lichtstrahl hin zu einem Empfänger zu reflektieren, wobei der Reflektor so angeordnet ist, dass er in genau einer Position der sich drehenden Abtriebswelle den Lichtstrahl auf den Empfänger reflektiert. Dabei ist der Sender auf der der Abtriebswelle gegenüber liegenden Seite der Antriebswelle angeordnet.
Eine wenig aufwändige und möglichst platzsparende Anordnung wird erreicht, wenn der Sender so angeordnet ist, dass der Lichtstrahl in der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle verläuft. Besonders einfach lässt sich eine solche Anordnung realisieren, bei der der Lichtstrahl in der Hohlwelle außermittig und weitgehend parallel zur Achse der Hohlwelle verläuft. Dann kann der Reflektor ein einfaches planes Spiegelelement sein, das auf die Stirnseite der Abtriebswelle aufgebracht ist und das den vom Sender kommenden Lichtstrahl wiederum nahezu parallel zu einem am Sender angeordneten Empfänger zurückreflektiert.
Eine sichere Führung des Lichtstrahls, zumindest vom Sender zum Reflektor, kann durch einen ggf. an der Innenwand der Hohlwelle angebrachten Lichtwellenleiter erreicht werden. Weitere durch die Hohlwelle geführte Leitungen oder auch Verschmutzungen können so den Lichtstrahl nicht beeinflussen.
Anhand der nachfolgenden Figuren soll nun exemplarisch die Erfindung näher beschrieben werden. Dabei zeigen
1 eine erste erfindungsgemäße Ausbildung des Getriebemotors,
2 eine weitere erfindungsgemäße Ausbildung des Getriebemotors.
In 1 ist schematisch ein Ausschnitt eines Getriebemotors 1, mit Antriebswelle 10, Abtriebswelle 50 und ein die beiden verbindendes Planetengetriebe dargestellt. Das Planetengetriebe umfasst dabei einen Planetenträger 20, mehrere Plane tenräder 30 sowie ein Sonnenrad 40. Der Planetenträger 20 ist fest mit Antriebswelle 10 verbunden. Das Sonnenrad 40 ist fest mit der Abtriebswelle 50 verbunden. Die Planetenräder 30 bilden das Verbindungsglied zwischen Planetenträger 20 und Sonnenrad 40 und bewirken in ihrer Anordnung mit dem Sonnenrad 40 die gewünschte Übersetzung des Planetengetriebes. Sowohl Antriebs- 10 als auch Abtriebswelle 50 sind in einer Achse A angeordnet, um die sie sich drehen. Erfindungsgemäß ist nun ein Reflektor R auf der Stirnseite 51 der Abtriebswelle vorgesehen. Dieser Reflektor R ist im vorliegenden Beispiel in seiner Form und seinen Abmessungen so ausgebildet und so angeordnet, dass ein von einem Sender S ausgehender Lichtstrahl L nahezu parallel zurückreflektiert wird. Ein Empfänger E, nahezu an der gleichen Stelle wie der Sender S angeordnet, empfängt so genau in einer Position der sich drehenden Abtriebswelle wieder den vom Sender S ausgehenden und vom Reflektor R reflektierten Lichtstrahl L. Dabei wird eine um so bessere Auflösung erreicht, je weiter außermittig der Lichtstrahl L parallel zur Achse A verläuft und je kleiner die Oberfläche des Reflektors ist. Ist der Empfänger E mit einer Geberauswerteeinrichtung der Abtriebswelle 50 verbunden, kann über diese Regelschleife eine automatische Bestimmung der Position und damit auch die Festlegung einer Nullmarke der Abtriebswelle erfolgen.
In 2 ist eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform des Getriebemotors 1 dargestellt, bei der der Lichtstrahl L nicht parallel zur Achse A verläuft. Hier ist der plane Reflektor R leicht schräg zur Oberfläche der Stirnseite 51 der Abtriebswelle 50 angeordnet. So kann erreicht werden, dass Sender S und Empfänger E nicht am gleichen Ort auf der der Abtriebswelle 50 gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle 10 angeordnet werden müssen. Zu beachten ist lediglich, dass Sender S, Reflektor R und Empfänger E so angeordnet sind, dass in genau einer Position der sich drehenden Abtriebswelle 50 der Lichtstrahl vom Reflektor R zum Empfänger E hin reflektiert wird.
Neben diesen beiden gezeigten Ausführungsbeispielen sind viele weitere denkbar, solange sichergestellt ist, dass genau in einer Position der sich drehenden Abtriebswelle 50 der Lichtstrahl L auf den Empfänger E reflektiert wird. Genauso könnten auch Lichtwellenleiter vorgesehen sein, die zumindest teilweise den Lichtstrahl in der Hohlwelle führen. So könnte beispielsweise in der in 2 gezeigten Ausführungsform ein Lichtwellenleiter an der Innenwand der Hohlwelle angebracht sein, so dass in einer bestimmten Position der Antriebswelle 10 der vom Sender S ausgehende Lichtstrahl L von diesem Lichtwellenleiter hin zum Reflektor geführt wird. Der Lichtwellenleiter könnte hierbei bis zum Ende der Hohlwelle 10 führen. An dieser Stelle würde dann der Lichtstrahl L aus dem Lichtwellenleiter ausgekoppelt und bei der richtigen Position der Abtriebswelle auf den Reflektor R treffen.

Claims

Getriebemotor (1) mit einer Antriebswelle (10), einer auf der gleichen Achse liegenden Abtriebswelle (50) und einem, die Antriebs- und Abtriebswelle verbindenden Planetengetriebe (20, 30, 40), wobei an der der Antriebswelle (10) zugewandten Stirnseite (51) der Abtriebswelle (50) ein Reflektor (R) vorgesehen ist, um einen von einem Sender (S) ausgehenden Lichtstrahl (L) hin zu einem Empfänger (E) zu reflektieren, wobei der Reflektor (R) so angeordnet ist, dass er in genau einer Position der sich drehenden Abtriebswelle (50) den Lichtstrahl (L) auf den Empfänger (E) reflektiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (S) auf der der Abtriebswelle (50) gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle (10) angeordnet ist.
Getriebemotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (10) als Hohlwelle ausgebildet ist und der Lichtstrahl (L) in der Hohlwelle verläuft.
Getriebemotor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl in der Hohlwelle außermittig und weitgehend parallel zur Achse (A) der Hohlwelle (10) verläuft.
Getriebemotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtwellenleiter vorgesehen ist, der den Lichtstrahl (L) zumindest vom Sender (S) zum Reflektor (R) führt.
Getriebemotor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter an der Innenwand der Hohlwelle (10) parallel zur Achse angebracht ist.
Getriebemotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (E) mit einer Geberauswerteeinrichtung der Abtriebswelle (50) verbunden ist.