DE10262404B3 - Electric motor, in particular for a windscreen wiper device and windscreen wiper device, in particular for a motor vehicle - Google Patents

Electric motor, in particular for a windscreen wiper device and windscreen wiper device, in particular for a motor vehicle Download PDF

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Rudolf Braun
Rene Brunner
Norbert Wegner
Michael Rummel
Ansgar Grass
Thomas Weigold
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Abstract

Elektromotor (10) mindestens umfassend ein Abtriebselement (24) und ein Positionsbestimmungselement (20) wobei das Positionsbestimmungselement (20) am Abtriebselement (24) mittels Verprägen befestigt ist, wobei das Abtriebselement (24) mindestens eine Abtriebswelle (22) und ein damit wirkverbundenes Zahnrad (18) umfasst, wobei das Positionsbestimmungselement (20) axial zur Abtriebswelle angeordnet ist, wobei das Positionsbestimmungselement (20) von im Wesentlichen zylindrischer Gestalt ist, und entlang seiner Längserstreckung mindestens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, wobei das Positionsbestimmungselement (20) Kerben aufweist, welche im Bereich des größeren Durchmessers des Positionsbestimmungselementes (20) angeordnet sind.Electric motor (10) comprising at least one output element (24) and a position determining element (20) wherein the position determining element (20) on the output member (24) is fixed by means of Verprägen, wherein the output member (24) at least one output shaft (22) and a gear operatively connected thereto (18), wherein the position determining member (20) is disposed axially of the output shaft, the position determining member (20) being of substantially cylindrical shape and having along its longitudinal extent at least two portions of different diameters, the position determining member (20) having notches , which are arranged in the region of the larger diameter of the position-determining element (20).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor sowie eine Scheibenwischvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to an electric motor and a windscreen wiper device, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of the independent claims.

Es sind schon zahlreiche Elektromotoren für Scheibenwischvorrichtungen bekannt, welche ein Abtriebselement aufweisen, das aus einer Abtriebswelle und einem Zahnrad besteht, auf dem ein Magnet als Positionsbestimmungselement angeordnet ist. Bei derartigen Elektromotoren wird mittels eines Hall-Elementes die Position der Abtriebswelle ermittelt, indem das Magnetfeld des Magnets detektiert wird. Die Magneten sind hier üblicherweise durch Clipse am Zahnrad befestigt. Eine derartige Verbindung ist jedoch aufwändig, kostenintensiv und toleranzbehaftet. Häufig müssen die Magnete noch mittels Klebstoff gegen ein zufälliges Lösen gesichert werden.There are already numerous electric motors for windscreen wiper devices are known, which have an output element which consists of an output shaft and a gear on which a magnet is arranged as a position-determining element. In such electric motors, the position of the output shaft is determined by means of a Hall element by the magnetic field of the magnet is detected. The magnets are usually attached by clips on the gear. However, such a connection is complex, expensive and subject to tolerances. Often the magnets must still be secured by adhesive against accidental loosening.

Die DE 41 38 194 A1 , DE 101 18 387 A1 , DE 197 27 383 C2 , DE 101 04 035 A1 , JP H07-67 293 A und die JP H08-47 206 A und DE 101 51 706 A1 weisen Merkmale nach Gattung der unabhängigen Ansprüche auf.The DE 41 38 194 A1 . DE 101 18 387 A1 . DE 197 27 383 C2 . DE 101 04 035 A1 . JP H07-67 293 A and the JP H08-47 206 A and DE 101 51 706 A1 have features according to the preamble of the independent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den Merkmalen des Hauptanspruches hat den Vorteil, dass das Positionsbestimmungselement am Abtriebselement mittels Verprägen befestigt ist. Dadurch werden keine zusätzlichen Clipshaken mehr benötigt, um den Magnet auf dem Zahnrad zu befestigen. Dies führt zu einer Kostensenkung aufgrund der Reduzierung der Anzahl der benötigten Bauelemente. Weiterhin wird auf diese Weise der Verbindungsprozess vereinfacht, da Verprägungsprozesse relativ einfach automatisierbar sind. Darüber hinaus werden durch den Verprägeprozess Teiletoleranzen ausgeglichen, so daß sich das Positionsbestimmungselement spielfrei befestigt ist und auch nicht geringfügig verdrehen kann.The electric motor according to the invention with the features of the main claim has the advantage that the position-determining element is attached to the output element by means of embossing. This eliminates the need for additional clip hooks to secure the magnet to the gear. This leads to a cost reduction due to the reduction of the number of required components. Furthermore, the connection process is simplified in this way, since stamping processes are relatively easy to automate. In addition, part tolerances are compensated by the Verprägeprozess, so that the position-determining element is attached without play and also can not rotate slightly.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.The measures listed in the dependent claims, advantageous refinements and improvements of the main claim features.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abtriebselement mindestens eine Abtriebswelle und ein damit wirkverbundenes Zahnrad umfasst, da auf diese Weise das Positionsbestimmungselement direkt auf das Zahnrad verprägt werden kann.It is particularly advantageous if the output element comprises at least one output shaft and a gear connected thereto, since in this way the position-determining element can be stamped directly onto the gear.

Eine optimale Positionsbestimmung ist dann ermöglicht, wenn das Positionsbestimmungselement axial zur Abtriebswelle angeordnet ist. Darüber hinaus wird auf diese Weise der benötigte Bauraum auf ein Minimum reduziert.An optimal position determination is made possible when the position-determining element is arranged axially to the output shaft. In addition, the required space is reduced to a minimum in this way.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Abtriebselement eine Anlagefläche aufweist, die der Kontur des Positionsbestimmungselementes im Wesentlichen folgt, da auf diese Weise der Verprägeprozess besonders einfach realisiert werden kann.It is also advantageous if the output element has a contact surface which substantially follows the contour of the position-determining element, since in this way the stamping process can be realized particularly easily.

Weiterhin ist es als vorteilhaft anzusehen, wenn das Positionsbestimmungselement in einer schalenartigen Aufnahme des Antriebselements formschlüssig aufgenommen ist. Dies gilt insbesondere, wenn die Aufnahme Wände aufweist, die das Positionsbestimmungselement in radialer Richtung nicht überragen. Auf diese Weise ist einerseits die Positionierung des Positionsbestimmungselement in radialer Richtung sichergestellt. Weiterhin ist das Positionsbestimmungselement auf diese Weise leicht zugänglich, sodass ein Sensor zur Abtastung des Positionsbestimmungselementes in einfacher Weise angeordnet werden kann.Furthermore, it is considered to be advantageous if the position-determining element is received in a form-fitting manner in a shell-like receptacle of the drive element. This applies in particular if the receptacle has walls which do not project beyond the position-determining element in the radial direction. In this way, on the one hand, the positioning of the position-determining element in the radial direction is ensured. Furthermore, the position-determining element is easily accessible in this way, so that a sensor for scanning the position-determining element can be arranged in a simple manner.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Positionsbestimmungselement als Magnet ausgebildet ist, da diese in großen Stückzahlen kostengünstig erhältlich sind, mittels Hall-Sensoren in einfacher Weise detektierbar sind und zahlreiche Verfahren zur Auswertung derartiger Signale bereits im Stand der Technik bekannt sind.It is also advantageous if the position-determining element is designed as a magnet, since these are available inexpensively in large numbers, can be detected in a simple manner by means of Hall sensors, and numerous methods for evaluating such signals are already known in the prior art.

Die Genauigkeit der Positionsbestimmung wird erhöht, wenn das Positionsbestimmungselement in Bezug auf das Abtriebselement radial unbeweglich ist.The accuracy of the position determination is increased when the position-determining element is radially immovable with respect to the output element.

Eine besonders gute Verbindung ergibt sich dann, wenn das Positionsbestimmungselement durch Heißverprägen am Abtriebselement befestigt ist.A particularly good connection results when the position-determining element is fixed by hot stamping on the output element.

Eine erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung mit den Merkmalen eines der vorhergehenden Ansprüche hat den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig herstellbar ist und weniger fehleranfällig ist als konventionelle Scheibenwischvorrichtungen.A windshield wiper device according to the invention with the features of one of the preceding claims has the advantage that it is simple and inexpensive to produce and less prone to error than conventional windshield wiper devices.

Zeichnungendrawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:

1 ein erfindungsgemäßer Elektromotor in schematischer Darstellung, 1 an inventive electric motor in a schematic representation,

2, ein Abtriebselement und ein Positionsbestimmungselement eines erfindungsgemäßen Elektromotors in einer perspektivischen Explosionsdarstellung und 2 , an output element and a position determining element of an electric motor according to the invention in a perspective exploded view and

3 ein Abtriebselement mit einem Positionsbestimmungselement eines erfindungsgemäßen Elektromotors in perspektivischer Darstellung. 3 an output element with a position-determining element of an electric motor according to the invention in a perspective view.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Elektromotor 10 in einer schematischen Darstellung. Dieser umfasst im Wesentlichen ein Polgehäuse 12, aus dem eine Ankerwelle 14 ragt, welche an ihrem freien Ende eine Schnecke 16 trägt. Diese Schnecke 16 kämmt ein Zahnrad 18 als Schneckenrad, in dessen Zentrum ein Positionsbestimmungselement 20 angeordnet ist. Das Zahnrad 18 treibt eine Abtriebswelle 22 (2) an, welche gemeinsam das Abtriebselement 24 bilden. 1 shows an electric motor according to the invention 10 in a schematic representation. This essentially comprises a pole housing 12 from which an armature shaft 14 protrudes, which at its free end a snail 16 wearing. This snail 16 combs a gear 18 as a worm wheel, in the center of which a position determining element 20 is arranged. The gear 18 drives an output shaft 22 ( 2 ), which together the output element 24 form.

In 2 ist das Abtriebselement 24 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung detailliert dargestellt. Die Abtriebswelle 22 ist an einem Ende ihrer Längserstreckung drehfest mit dem Zahnrad 18 verbunden. Auf dem Zahnrad 18 ist auf der dem freien Ende der Abtriebswelle 22 abgewandten Seite eine Aufnahme 26 angeordnet, welche schalenartig ausgebildet ist und somit als Boden eine Anlagefläche 28 aufweist, welche von einer Wand 30 kragenartig umschlossen ist. Die Anlagefläche 28 und die kragenartige Wand 30 folgen im Wesentlichen der Kontur des Positionsbestimmungselementes 20. In einer Variation können natürlich auch mehrere Wände vorgesehen sein bzw. die Wand 30 eine oder mehrere Aussparungen bzw. Durchbrüche aufweisen. Die Höhe h der Wand 30 ist dabei gerade so hoch gewählt, dass sie mit der Höhe H des Positionsbestimmungselementes 20 identisch ist und damit in montierter Lage bündig abschließt. Natürlich kann die Höhe h der Wände 30 auch etwas geringer oder höher sein als die Höhe H des Positionsbestimmungselementes 20.In 2 is the output element 24 shown in detail in a perspective exploded view. The output shaft 22 is at one end of its longitudinal extension against rotation with the gear 18 connected. On the gear 18 is on the free end of the output shaft 22 opposite side a shot 26 arranged, which is cup-shaped and thus as a ground a contact surface 28 which is from a wall 30 is enclosed like a collar. The contact surface 28 and the collar-like wall 30 essentially follow the contour of the position-determining element 20 , In a variation, of course, several walls can be provided or the wall 30 have one or more recesses or openings. The height h of the wall 30 is just chosen so high that they with the height H of the position determining element 20 is identical and thus flush in mounted position. Of course, the height h of the walls 30 also slightly lower or higher than the height H of the position determining element 20 ,

Wie in 2 dargestellt, ist sowohl die Anlagefläche 28 wie auch die Fläche des Positionsbestimmungselementes 20 kreisförmig und im Zentrum des Zahnrades 18 koaxial zur Abtriebswelle 22 angeordnet. Natürlich sind auch andere Formen, wie eine Ellipsenform oder eine Rechteckform möglich.As in 2 shown, is both the contact surface 28 as well as the surface of the position determining element 20 circular and in the center of the gear 18 coaxial with the output shaft 22 arranged. Of course, other forms, such as an ellipse shape or a rectangular shape are possible.

In einer Variation kann das Positionsbestimmungselement auch ringförmig ausgebildet sein, sodass die Wand 30 im Zentrum des ringförmigen Positionsbestimmungselementes 20 angeordnet ist.In a variation, the position-determining element may also be annular, so that the wall 30 in the center of the annular position determining element 20 is arranged.

Das Positionsbestimmungselement 20 ist von im Wesentlichen zylindrischer Gestalt und weist entlang seiner Längserstreckung, also entlang seiner Höhe H mindestens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf. Bei der Montage wird der Bereich mit dem größeren Durchmesser mit der Anlagefläche 28 in Berührung gebracht und das Positionsbestimmungselement mit den Wänden 30 des Abtriebselementes verprägt. Durch den dadurch entstehenden Hinterschnitt ist das Positionsbestimmungselement 20 am Abtriebselement 24 axial fixiert. Hierzu kann das Positionsbestimmungselement 20 auch kegelförmig ausgebildet sein.The position determining element 20 is of substantially cylindrical shape and has along its longitudinal extent, ie along its height H at least two sections with different diameters. During assembly, the area with the larger diameter with the contact surface 28 brought into contact and the position determining element with the walls 30 of the output element imprinted. Due to the resulting undercut is the position determining element 20 on the output element 24 axially fixed. For this purpose, the position determining element 20 also be cone-shaped.

Zur radialen Fixierung weist das Positionsbestimmungselement 20 noch einige Kerben auf, welche hier im Bereich des größeren Durchmessers des Positionsbestimmungselementes 20 angeordnet sind, sodass Material aus den Wänden 30 beim Verprägen in die Kerben fließen kann. Auf diese Weise ergibt sich eine optimale radiale Fixierung des Positionsbestimmungselementes 20 auf dem Abtriebselement 24.For radial fixation, the position determining element 20 still a few notches, which here in the range of the larger diameter of the position determining element 20 arranged so that material from the walls 30 can flow into the notches when stamping. In this way, results in an optimal radial fixation of the position determining element 20 on the output element 24 ,

In 3 ist das Abtriebselement 24 mit dem Positionsbestimmungselement 20 in montierter Darstellung gezeigt. Das Positionsbestimmungselement 20 ist in die schalenartige Aufnahme 26 eingesetzt und mittels Heißverprägen dort befestigt. Natürlich kann das Positionsbestimmungselement 20 auch durch ein anderes bekanntes Verprägeverfahren, wie Ultraschallverprägen oder Verprägen durch Kaltverformen befestigt sein.In 3 is the output element 24 with the position determining element 20 shown in assembled form. The position determining element 20 is in the cup-like receptacle 26 used and fixed there by means of hot stamping. Of course, the position determining element 20 also be fixed by another known Verprägeverfahren, such as ultrasound embossing or embossing by cold forming.

Beim Heißverprägen fließt Material der Wände 30 um den Bereich des größeren Durchmessers des Positionsbestimmungselement 20 herum und sichert es somit gegen Herausfallen. Durch die Kerben oder Noppen am Positionsbestimmungselement 20 oder an der Aufnahme 26 entsteht ein Formschluß zwischen der Aufnahme 26 und dem Positionsbestimmungselement 20, sodass sich eine radiale Sicherung des Positionsbestimmungselementes 20 auf dem Abtriebselement 24 ergibt. Die Wände 30 der Aufnahme 26 schließen hierbei bündig mit der der Abtriebswelle 22 abgewandten Oberseite des Positionsbestimmungselementes 20 ab, sodass die Zugänglichkeit des Positionsbestimmungselementes 20 gewährleistet ist.When heat embossing flows material of the walls 30 around the area of the larger diameter of the position determining element 20 around and thus secures it against falling out. Through the notches or nubs on the position determining element 20 or at the reception 26 creates a positive connection between the recording 26 and the position determining element 20 , so that a radial securing of the position determining element 20 on the output element 24 results. The walls 30 the recording 26 close in this case flush with the output shaft 22 facing away from the top of the position determining element 20 so that the accessibility of the position determining element 20 is guaranteed.

Das Zahnrad 18 ist typischerweise aus Kunststoff ausgebildet, jedoch kann dieses auch aus Metall oder aus einem Keramikwerkstoff hergestellt sein. Insbesondere glasfaserverstärkte Kunststoffe sind hierfür geeignet, die beispielsweise auch noch mit zusätzlichen Metalleinsätzen verstärkt sein können. Die Aufnahme 26 ist aus Kunststoff ausgebildet, kann prinzipiell aber auch aus Metall ausgebildet sein. In einer Variation kann die Aufnahme 26 auch direkt gemeinsam mit dem Zahnrad 18 in einem Spritzgussverfahren einstückig hergestellt worden sein. Die Abtriebswelle 22 ist hierbei in das Zahnrad eingepresst, sodass sich eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Abtriebswelle 22 und Zahnrad 18 ergibt. In einer weiteren Variation kann das Zahnrad auch direkt um die Abtriebswelle 22, insbesondere gemeinsam mit der Aufnahme 26, gespritzt werden.The gear 18 is typically formed of plastic, but this may also be made of metal or of a ceramic material. In particular, glass fiber reinforced plastics are suitable for this purpose, which can be reinforced, for example, even with additional metal inserts. The recording 26 is made of plastic, but may in principle also be formed of metal. In a variation, the recording 26 also directly together with the gear 18 be made in one piece in an injection molding process. The output shaft 22 is here pressed into the gear, so that a positive and non-positive connection between the output shaft 22 and gear 18 results. In a further variation, the gear can also directly around the output shaft 22 , in particular together with the recording 26 to be sprayed.

Claims (7)

Elektromotor (10) mindestens umfassend ein Abtriebselement (24) und ein Positionsbestimmungselement (20) wobei das Positionsbestimmungselement (20) am Abtriebselement (24) mittels Verprägen befestigt ist, wobei das Abtriebselement (24) mindestens eine Abtriebswelle (22) und ein damit wirkverbundenes Zahnrad (18) umfasst, wobei das Positionsbestimmungselement (20) axial zur Abtriebswelle angeordnet ist, wobei das Positionsbestimmungselement (20) von im Wesentlichen zylindrischer Gestalt ist, und entlang seiner Längserstreckung mindestens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, wobei das Positionsbestimmungselement (20) Kerben aufweist, welche im Bereich des größeren Durchmessers des Positionsbestimmungselementes (20) angeordnet sind.Electric motor ( 10 ) at least comprising an output element ( 24 ) and a position determining element ( 20 ) wherein the position determining element ( 20 ) on the output element ( 24 ) is secured by means of impressions, wherein the output element ( 24 ) at least one output shaft ( 22 ) and an active gear ( 18 ), wherein the position determining element ( 20 ) is arranged axially to the output shaft, wherein the position determining element ( 20 ) is of substantially cylindrical shape, and has along its longitudinal extent at least two sections with different diameters, wherein the position determining element ( 20 ) Has notches which in the region of the larger diameter of the position-determining element ( 20 ) are arranged. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebselement (24) eine Anlagefläche (28) aufweist, die der Kontur des Positionsbestimmungselements (20) im Wesentlichen folgt.Electric motor ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the output element ( 24 ) a contact surface ( 28 ), which corresponds to the contour of the position-determining element ( 20 ) essentially follows. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionsbestimmungselement (20) in einer schalenartigen Aufnahme des Abtriebselementes (24) welches Wände (30) aufweist die das Positionsbestimmungselement (20) in radialer Richtung nicht überragen.Electric motor ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the position-determining element ( 20 ) in a shell-like receptacle of the output element ( 24 ) which walls ( 30 ) which has the position determining element ( 20 ) do not protrude in the radial direction. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionsbestimmungselement (20) als Magnet ausgebildet ist.Electric motor ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the position-determining element ( 20 ) is designed as a magnet. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionsbestimmungselement (20) in Bezug auf das Abtriebselement (24) radial und/oder axial unbeweglich ist.Electric motor ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the position-determining element ( 20 ) with respect to the output element ( 24 ) is immovable radially and / or axially. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionsbestimmungselement (20) durch Heißverprägen am Abtriebselement (24) befestigt ist.Electric motor ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the position-determining element ( 20 ) by hot stamping on the output element ( 24 ) is attached. Scheibenwischvorrichtung mit einem Elektromotor (10) nach einem Anspruch 1.Windscreen wiper device with an electric motor ( 10 ) according to claim 1.
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