DE102005052675A1

DE102005052675A1 - Getriebe-Antriebseinheit mit Luftleitelementen

Info

Publication number: DE102005052675A1
Application number: DE200510052675
Authority: DE
Inventors: Orlando Gabriel De Dias; Mario Huesges
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-05-10

Abstract

Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere zum Verstellen von beweglichen Teilen im Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), in dem eine von einem Elektromotor (16) angetriebene Ankerwelle (14) mit einem darauf drehfest gelagerten Antriebsrad (24) und ein Abtriebsrad (30) angeordnet sind, wobei das Antriebsrad (24) eine Verzahnung (26) aufweist, die mit einer Gegenverzahnung (28) des Abtriebsrads (34) kämmt, wobei an dem Abtriebsrad (30) Luftleitelemente (38) angeordnet sind, die im Betriebszustand eine Luftverwirbelung im Bereich zwischen dem Antriebsrad (24) und dem Abtriebsrad (30) erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit, insbesondere zum Verstellen von beweglichen Teilen im Kraftfahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.

Mit der DE 103 306 14 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt geworden, bei der auf einer Ankerwelle zwischen einem Lager und dem Kollektor eine Anlaufscheibe angeordnet ist. Die Anlaufscheibe weist an ihrem Aussenumfang Lüfterschaufeln auf, um einen axialen Luftstrom zu erzeugen, der die Bürstenanordnung kühlt. Eine solche Lüftervorrichtung ist direkt im Gehäuse des Elektromotors angeordnet und ist daher nicht geeignet, Komponenten eines im Elektromotor nachgeordneten Getriebes zu kühlen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass zur Kühlung der im Getriebegehäuse angeordneten Getriebekomponenten kein zusätzliches Bauteil notwendig ist, wie dies beispielsweise bei einem separaten Lüfterrad der Fall ist. Durch die Anordnung von Luftleitmitteln direkt auf dem Abtriebsrad wird praktisch kein zusätzlicher Bauraum benötigt, um die im Leistungsfluss stehenden Bauteile mittels Luftverwirbelung effektiv zu kühlen. Dadurch können Getriebe-Antriebseinheiten mit höherer Leistungsdichte, bzw. kleiner bauende Antriebseinheiten realisiert werden.

Durch die in den Unteransprüchen ausgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung nach dem unabhängigen Anspruch möglich. Besonders günstig ist es, wenn eine Seitenfläche des Abtriebsrads als Grundfläche dient, auf der Lüfterschaufeln angeordnet sind, die sich im normalen Betriebszustand der Antriebseinheit mit dem Abtriebsrad drehen.

Um insbesondere die Verzahnung des Antriebsrads und die korrespondierende Gegenverzahnung des Abtriebsrads wirksam zu kühlen, ist es von Vorteil, die Luftleitmittel im äußeren radialen Bereich, in unmittelbarer Nähe zur Gegenverzahnung anzubringen.

Ein besonders starker, auf die Verzahnung gerichteter Luftstrom kann erzielt werden, indem die Luftleitmittel als axial über der Seitenfläche vorstehende Stege ausgebildet sind, die sich vom inneren des Abtriebsrads nach aussen erstrecken.

Weist das Getriebegehäuse an seiner Innenseite Kühlflächen auf, kann der erwärmte Luftstrom schnell abgekühlt werden. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Kühlfläche eine große Oberfläche, beispielsweise eine Oberflächenstruktur aufweist, die insbesondere aus gut wärmeleitendem Material, wie beispielsweise Metall, gebildet ist.

In einer bevorzugten Ausführung ist das Antriebsrad als Antriebsschnecke ausgebildet, die über eine Schneckenverzahnung mit einem Schneckenzahnrad als Abtriebsrad kämmt. Durch die Ausbildung der Luftleitelemente auf dem Schneckenzahnrad kann hierbei die Getriebeverzahnung besonders effektiv gekühlt werden, ohne dass zusätzliche Bauteile oder Bauraum beansprucht wird.

In einer alternativen Ausführung ist das Antriebs- und das Abtriebsrad mit einer Stirnradverzahnung ausgebildet, wobei die Luftleitmittel direkt auf dem Abtriebsrad angeformt sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders, Getriebebauteile in einem geschlossenen Getriebegehäuse mittels Luftverwirbelung zu kühlen. Dabei kann beispielsweise an das Getriebegehäuse mit den Poldocks eines Elektromotors verbunden sein, oder aber den gesamten Elektromotor innerhalb des Gehäuses aufnehmen.

Eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit stellt der Antrieb eines Scheibenwischer-Systems im Kraftfahrzeug dar, wobei die Wischer vorzugsweise über ein Kurbelgetriebe angetrieben werden.

Zeichnungen
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit mit geöffnetem Gehäuse und 2 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Abtriebsrads.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 dargestellt, wie sie beispielsweise für den Antrieb von Scheibenwischer im Kraftfahrzeug verwendet wird. In einem Getriebegehäuse 12 ist eine Ankerwelle 14 gelagert, die von einem Elektromotor 16 angetrieben wird. Der Elektromotor 16 weist ein in einem Poltropf 18 gelagertes Ankerpaket 20 auf, das zusammen mit einem Kollektor 22 auf der Ankerwelle 14 angeordnet ist. Das Gehäuse 12 ist hierbei als Getriebegehäuse 13 ausgebildet, an das das Polgehäuse 18 des Elektromotors 16 angeflanscht ist. Im Gehäuse 12 ist auf der Ankerwelle 14 drehfest ein Antriebselement 24 gelagert, das mit einer Verzahnung 26 in eine entsprechende Gegenverzahnung 28 eines Abtriebsrads 30 greift. Das Antriebsrad 24 ist hierbei als Schnecke 25 ausgebildet, die mit einem Schneckenzahnrad 31 als Abtriebsrad 30 kämmt. Das Schneckenzahnrad 31 ist auf einer Achse 32 senkrecht zur Ankerwelle 14 gelagert und überträgt das Antriebsmoment des Elektromotors 16 auf ein nicht näher dargestelltes Kurbelgetriebe des Wischersystems. Das Abtriebsrad 30 ist auf einer gehäusefesten Welle 33 entlang der Achse 32 gelagert und ist nach der vollständigen Montage eines nicht näher dargestellten Gehäusedeckels auch axial fixiert. Auf dem Abtriebsrad 30 sind Luftleitelemente 38 angeordnet, die als Stege 40 ausgebildet sind und sich von einem axialen Bereich 42 zum Umfang 44 hin erstrecken. Die Stege 40 sind hierbei als gerade Lüfterschaufeln 39 ausgebildet, die sich in axialer Richtung 32 von einer Seitenfläche 46 des Abtriebsrads 30 erheben. Wird die Getriebe-Antriebseinheit 10 zum Verstellen eines beweglichen Teils eingeschaltet, werden mit dem Abtriebsrad 30 die Luftleitelemente 38 in Rotation versetzt, wodurch die Luft im Gehäuseinnenraum 48 durchwirbelt wird. Dabei entsteht insbesondere ein Luftstrom in radialer Richtung bzgl. des Abtriebsrads 30, wodurch dessen Gegenverzahnung 28 und auch die Verzahnung 26 des Antriebsrads 24 luftgekühlt werden. Das Gehäuse 12 weist an seiner Innenwand 50 Kühlflächen 52 auf, die eine Oberflächenstruktur 54 zur Vergrößerung der Oberfläche aufweisen. Die Kühlflächen 52 sind beispielsweise aus Metall hergestellt und leiten die Wärme durch die Wand 51 des Gehäuses 12 an die äußere Umgebung 56 ab. Das Getriebegehäuse 13 ist beispielsweise aus Kunststoff hergestellt, wobei die Kühlflächen 52 in einer Variation wärmeleitend mit dem Polgehäuse 18 aus Metall verbunden sind. Die Seitenfläche 46 des Abtriebsrads 30 stellt somit die Basis für ein Lüfterzahnrad vor, von der aus sich die Lüfterschaufeln in axialer Richtung 33 erstrecken.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform des Abtriebsrads 30 dargestellt, bei dem die Luftleitelemente 38 einstückig mit dem Abtriebsrad 30 ausgebildet sind. Die Luftleitelemente 38 sind hierbei als gewölbte Lüfterschaufeln 39 ausgebildet, die sich in radialer Richtung erstrecken. Da das Abtriebsrad 30 zusammen mit den Luftleitelementen 38 als Kunststoff-Spritzguss-Teil ausgebildet wird, wird durch das Anformen der Luftleitelemente 38 keinerlei zusätzlicher Aufwand verursacht. Die Gegenverzahnung 28 ist als gerade Stirnradverzahnung ausgebildet, die entsprechend mit einem nicht näher dargestellten Stirnradritzel als Antriebsrad 24 der Ankerwelle 14 kämmt. Das Abtriebsrad 30 weist eine Nabe 58 auf, mit der das Abtriebsrad 30 auf der Welle 33 gelagert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Welle 33 des Abtriebsrads 30 näherungsweise parallel zur Ankerwelle 14.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Ausgestaltung der Luftleitmittel 38 entsprechend der Getriebebauteile 24, 30, 26, 28 vorgenommen werden, so dass sich eine für deren Kühlung optimale Luftströmung ausbildet. Anstelle der Lüfterschaufeln 39 können beispielsweise Schlitze, Aussparungen oder Abrisskanten angeformt sein, die eine Luftverwirbelung bewirken. Ebenso kann auch das Getriebe variiert werden, beispielsweise ein mehrstufiges Getriebe verwendet werden, oder die Getriebeverzahnung variiert werden. In einer alternativen Ausführung kann auch der Elektromotor 16 mit dem Antriebsrad 24 und dem Abtriebsrad 30 in einem gemeinsamen Gehäuse 12 gelagert werden. Die Getriebe-Antriebseinheit 10 ist nicht für das Betreiben eines Wischersystems beschränkt, sondern kann beispielsweise auch zum Verstellen von anderen beweglichen Teilen im Kraftfahrzeug verwendet werden.

Claims

Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere zum Verstellen von beweglichen Teilen im Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), in dem eine von einem Elektromotor (16) angetriebene Ankerwelle (14) mit einem darauf drehfest gelagerten Antriebsrad (24) und ein Abtriebsrad (30) angeordnet sind, wobei das Antriebsrad (24) eine Verzahnung (26) aufweist, die mit einer Gegenverzahnung (28) des Abtriebsrads (34) kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Abtriebsrad (30) Luftleitelemente (38) angeordnet sind, die im Betriebszustand eine Luftverwirbelung im Bereich zwischen dem Antriebsrad (24) und dem Abtriebsrad (30) erzeugen.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (38) als Lüfterschaufeln (39) ausgebildet sind, die an einer axialen Seitenfläche (46) des Abtriebsrads (30) angeordnet sind.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (38) im radial äußeren Bereich (62) des Abtriebsrads (30) angeordnet sind und insbesondere einen radialen Luftstrom erzeugen.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (38) als gerade oder gewölbte Stege (40) ausgebildet sind, die den Luftstrom insbesondere auf die Verzahnung (26) und/oder die korrespondierende Gegenverzahnung (28) leiten.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorlergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (38) einstückig mit dem Abtriebsrad (30) ausgebildet, und insbesondere mittels Kunststoff-Spritzguss-Verfahren hergestellt sind.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) an seiner Innenseite (50) Kühlflächen (52), insbesondere mit Kühlrippen (54) aufweist, die die Wärme durch die Gehäusewand (51) an die äußere Umgebung (56) abgeben.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (24) als Schnecke (25) und das Abtriebsrad (30) als Schneckenzahnrad (31) ausgebildet sind, wobei insbesondere die Drehachse (32) des Abtriebsrads (30) senkrecht zur Ankerwelle (14) ausgerichtet ist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (26) und die Gegenverzahnung (28) als gerade axiale Stirnradverzahnung oder als Schneckenverzahnung ausgebildet sind.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) als geschlossenes Getriebegehäuse (13) ausgebildet ist, an das ein den Elektromotor (16) aufnehmendes Polgehäuse (20) – insbesondere senkrecht zur Drehachse (32) des Abtriebsrads (30) – angeflanscht ist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (30) – insbesondere über ein Kurbelgetriebe – einen Scheibenwischer im Kraftfahrzeug antreibt.