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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 17.
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Eine
Lageranordnung dieser Art ist bekannt (
WO 2002/081938 ). Bei der bekannten
Lageranordnung, die als Radiallager oder als Radial- und Axiallager
für das getriebeseitige Ende einer Anker- oder Motorwelle
eines elektromotorischen Antriebs für Funktionselemente
eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Scheibenwischers, ausgebildet
ist, wird das als Lagerbuchse ausgeführte Lagerelement
durch eine Öffnung an der Außenseite des Getriebegehäuses
in eine im Getriebegehäuse gebildete Kammer eingesetzt,
und zwar in einer Achsrichtung parallel zur Achse der Anker- und
Motorwelle derart, dass nach dem Einsetzen ein durch eine Wellendurchtrittsöffnung
in die Kammer hineinreichendes Wellenende der Anker- oder Motorwelle
in der Lagerbuchse aufgenommen ist. Bei durch weitere Lager gelagerter und
dadurch ausgerichteter Anker- oder Motorwelle wird die Lagerbuchse
durch Einbringen einer Fixiermasse und durch Aushärten
dieser Masse in der Kammer fixiert. Die Lagerbuchse ist dabei so
ausgebildet und angeordnet, dass sie beim Einbringen der Fixiermasse
die Wellendurchtrittsöffnung gegen ein Eindringen dieser
Masse verschließt. Nachteilig ist bei der bekannten Lageranordnung
u. a., dass das Gehäuse an seiner Außenseite im
Bereich der Lageranordnung eine Öffnung aufweisen muss
und dadurch ein hermetischer und insbesondere auch wasserdichter
Abschluss des Gehäuses im Bereich der Lageranordnung nicht
in jedem Fall gewährleistet ist. Weiterhin ist es bei dieser
bekannten Lageranordnung erforderlich, dass die Lagerbuchse bzw.
deren Lagerbohrung an einem Ende verschlossen ist.
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Bekannt
ist weiterhin eine Lageranordnung (
US 6,809,447 B1 ), die ebenfalls ein als Radial-
und Axiallager wirkendes Stützlager für ein getriebeseitiges
Wellenende einer Anker- oder Motorwelle bildet. Diese bekannte Lageranordnung
ist dadurch realisiert, dass das Wellenende in eine Erweiterung
des Innenraumes des Getriebegehäuses hineinreicht und der
von dem Wellenende nicht eingenommene Teilraum dieser Erweiterung über
zwei Kanäle und in zwei Verfahrensschritten mit einem Kunststoff
oder Kunstharz ausgefüllt wird, welches nach dem Aushärten
das mit dem Wellenende zusammenwirkende Radial- und Axiallager bildet.
Da dieses ausschließlich aus Kunststoff besteht, ist mit
dieser bekannten Lageranordnung die erforderliche Standzeit oder
Lebensdauer insbesondere auch bei höheren Leistungen nicht
erreichbar.
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Bekannt
ist weiterhin eine Lageranordnung zur radialen und axialen Abstützung
des getriebeseitigen Wellenendes einer Anker- oder Motorwelle eines
elektromotorischen Scheibenwischerantriebs (
US 5,213,000 ). Diese bekannte Lageranordnung besteht
im wesentlichen aus einem aus Kunststoff gefertigten Halter, in
dem eine aus einem metallischen Werkstoff gefertigte Lagerbuchse
als radiales Stützlager für das Wellenende, sowie
eine ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff gefertigte Kugel als
axiale Abstützung des Wellenendes aufgenommen sind. Der
Halter ist in eine Erweiterung des Innenraumes eines Getriebegehäuses
eingesetzt, und zwar derart, dass er einen in dieser Erweiterung
gebildeten Teilraum gegen den Innenraum des Getriebegehäuses
dicht verschließt. Durch eine in den Teilraum eingebrachte
Fixiermasse in Form eines aushärtenden Kunststoffes wird
der Halter fixiert.
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Bekannt
ist weiterhin eine Lageranordnung (
US
5,399,025 ), die ausschließlich als axiales Stützlager
für das getriebeseitige Wellenende einer Anker- oder Motorwelle
ausgeführt ist, und zwar unter Verwendung einer das Wellenende
axial abstützenden Lagerplatte, die einen im Getriebegehäuse
ausgebildeten Teilraum zum restlichen Innenraum des Getriebegehäuses
dicht verschließt. In den Teilraum wird über eine
an der Außenseite des Getriebegehäuses vorgesehene Öffnung
eine Fixiermasse in Form eines aushärtenden Kunststoffs
eingebracht, und zwar derart, dass diese Masse den Teilraum vollständig ausfüllt
und zugleich auch eine axiale Zustellung der Lagerplatte zur Motorwelle
bewirkt. Nachteilig ist auch bei dieser bekannten Lageranordnung
wiederum, dass das Getriebegehäuse im Bereich der Lageranordnung
an der Außenseite nicht hermetisch dicht verschlossen ist,
sondern eine Öffnung aufweisen muss.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Lageranordnung aufzuzeigen, die sowohl
als Radiallager, als auch als Radial- und Axiallager in vereinfachter
Weise, insbesondere auch kostensparend realisiert werden kann, und
zwar ohne Öffnungen oder Fenster an der Außenseite
des Gehäuses im Bereich der Lageranordnung. Zur Lösung
dieser Aufgabe ist eine Lageranordnung entsprechend dem Patentanspruch
1 ausgebildet. Ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Lageranordnung
ist Gegenstand des Patentanspruches 17.
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Die
erfindungsgemäße Lageranordnung kann in einem
einfachen Prozess und unter Verwendung von einfachen und preiswert
vorgefertigten Lagerelementen, beispielsweise Lagerbuchsen realisiert
werden, ohne dass an der Außenseite des die Lageranordnung
aufweisenden Gehäuses Öffnungen oder Fenster für
die Herstellung der Lageranordnung erforderlich sind. Die erfindungsgemäße
Ausbildung der Lageranordnung gewährleistet somit u. a. einen
dichten, insbesondere auch wasserdichten Abschluss des jeweiligen
Gehäuses im Bereich der Lageranordnung.
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Als
Fixiermasse eignet sich bei der erfindungsgemäßen
Lageranordnung beispielsweise ein aushärtender Kunststoff
oder Kleber, beispielweise ein Zweikomponenten-Kunststoff oder -Kunstharz-Kleber.
Das Einbringen der Fixiermasse in die das Lagerelement aufnehmende
Kammer erfolgt kraftlos oder weitestgehend kraftlos, beispielsweise allein
unter Ausnutzung der Schwerkraft, so dass Krafteinwirkungen auf
das Lagerelement und damit auf die Anker- oder Motorwelle bei der
Herstellung der Lageranordnung vermieden sind.
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Da
die Ausrichtung des Lagerelementes der Lageranordnung an der bereits
ausgerichteten Anker- oder Motorwelle erfolgt, sind hochpräzise
und damit teuere Bauteile für die Lageranordnung vermieden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Lagerelement als
preiswerte, beidendig offene Lagerbuchse auszuführen.
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Die
erfindungsgemäße Lageranordnung eignet sich insbesondere
als Stützlager, z. B. für ein Ende der Anker-
oder Motorwelle. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigen:
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1 in
vereinfachter Teildarstellung und im Schnitt ein Getriebegehäuse
eines elektromotorischen Scheibenwischerantriebs zusammen mit einer in
einer Lageranordnung im Getriebegehäuse gelagerten Anker-
oder Motorwelle;
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2–4 jeweils
in vereinfachter Darstellung die Verfahrensschritte beim Einsetzen
und Fixieren des als Lagerbuchse ausgebildeten Lagerelementes der
Lageranordnung der 1.
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In
den Figuren ist 1 das Getriebegehäuse eines elektromotorischen
Scheibenwischerantriebs bestehend aus einem Elektromotor mit Getriebe.
In dem mittels eines Deckels 2 und wenigstens einer Dichtung 3 nach
außen hin dicht verschlossenen Gehäuseinnenraum 4 ist
u. a. eine Anker- oder Motorwelle 5 mit ihrem dem nicht
dargestellten Anker bzw. Motor entfernt liegenden Wellenabschnitt
oder Wellenende 5.1 in einer als Radiallager bzw. als radiales
Stützlager ausgebildeten Lageranordnung 6 drehbar
gelagert, und zwar zur weiteren Abstützung zusätzlich
zu nicht dargestellten und in einem Motorgehäuse und/oder
im Getriebegehäuse 1 vorgesehenen Lagern (z. B.
auch Kugellagern). Mit WA ist die Achse der Anker- oder Motorwelle 5 bezeichnet.
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Die
Lageranordnung 6 besteht im wesentlichen aus einem Lagerelement
in Form einer Lagerbuchse 7, die aus einem für
derartige Buchsen geeigneten verschleißfesten Werkstoff,
beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist. Die
Lagerbuchse 7, in die das Wellenende 5.1 hineinreicht,
ist im Innenraum 8 einer an der Innenseite des Getriebegehäuses 1 einstückig
mit diesem Gehäuse ausgebildeten Tasche oder Kammer 9 angeordnet
und in dieser Kammer 9 durch eine geeignete, beispielsweise
von einem ausgehärteten Kunststoff oder Kunstharz gebildete
Fixiermasse 10 gehalten. Die Kammer 9 bzw. deren
Innenraum 8 sind lediglich zum Gehäuseinnenraum 4 hin
offen, und zwar über eine Wellendurchtrittsöffnung 11 für
die Anker- oder Motorwelle 5 bzw. das Wellenende 5.1 und über
eine zusätzliche Öffnung 8.1, die gegenüber
der Wellendurchtrittsöffnung 11 radial versetzt
an der bei geschlossenem Getriebegehäuse 1 dem
Deckel 2 zugewandten Seite der Kammer 9 vorgesehen
ist. An der Gehäuseaußenseite sind die Kammer 9 bzw.
deren Innenraum 8 durch das Getriebegehäuse 1,
d. h. durch den Gehäuseboden 1.1 und die Gehäuseumfangswand 1.2 absolut
dicht verschlossen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform ist der Innenraum 8 von
Teilabschnitten des Gehäusebodens 1.1 und der
Gehäuseumfangswand 1.2 sowie von drei rechtwinklig
aneinander anschließenden Wandabschnitten 9.1 bzw. 9.2 begrenzt,
die jeweils vom Gehäuseboden 1.1 in den Gehäuseinnenraum 4 vorstehen
und von denen der Wandabschnitt 9.1 parallel und im Abstand
zu bzw. von dem den Innenraum 8 begrenzenden Abschnitt
der Umfangswand 1.2 und die beiden parallel zu einander
angeordneten sowie voneinander beabstandeten Wandabschnitte 9.2 senkrecht
zum Wandabschnitt 9.1 sowie zu dem den Innenraum 8 begrenzenden
Abschnitt der Umfangswand 1.1 orientiert sind. Der Wandabschnitt 9.1 ist
weiterhin zumindest an seiner dem Innenraum 8 zugewandten
Innenfläche auch senkrecht zur Wellenachse WA orientiert.
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Der
Wandabschnitt 9.1 weist die Wellendurchtrittsöffnung 11 auf,
durch die die Anker- oder Motorwelle 5 mit ihrem Wellenende 5.1 in
die im Innenraum 8 angeordnete Lagerbuchse 7 hineinreicht. Der
Querschnitt der beispielsweise kreisförmig ausgebildeten
Wellendurchtrittsöffnung 11 ist größer
als der Außendurchmesser des Wellenendes 5.1,
aber kleiner als der Außendurchmesser, den die Lagerbuchse 7 an
ihrem dem Wandabschnitt 9.1 benachbarten Ende aufweist,
so dass auch bei einer gegenüber der Achse der Wellendurchtrittsöffnung 11 versetzten
Achse WA die Wellendurchtrittsöffnung 11 am Innenraum 8 ausreichend
durch die Lagerbuchse 7 verschlossen ist.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform ist die Lagerbuchse 7 an
ihrer Außenfläche kreiszylinderförmig
ausgebildet. Auch eine andere Formgebung ist für die Lagerbuchse 7 möglich.
Der Abstand, den die dem Innenraum 8 zugewandten Innenflächen
der Wandabschnitte 9.2 voneinander aufweisen, ist größer
als der Außendurchmesser der Lagerbuchse 7. Die
Querschnittsabmessung, die der Innenraum 8 in Richtung
senkrecht zur Ebene des Wandabschnitts 9.1 aufweist, d.
h. der Abstand den die dem Innenraum 8 zugewandte Innenfläche
des Wandabschnitts 9.1 von der gegenüberliegenden
Innenfläche der Gehäuseumfangswand 1.1 besitzt,
ist gleich, allenfalls geringfügig größer
als die axiale Länge der Lagerbuchse 7. Der Wandabschnitt 9.1 sowie
auch der gegenüberliegende Teil der Gehäuseumfangswand 1.2 bilden
somit eine axiale Abstützung für die Lagerbuchse 7.
Durch die Wahl des Abstandes zwischen dem Wandabschnitt 9.1 und
der gegenüberliegenden Gehäuseumfangswand 1.2 in
der vorgenannten Weise ist weiterhin gewährleistet, dass
ein evt. zwischen der Lagerbuchse 7 und dem Wandabschnitt 9.1 und/oder
der Gehäuseumfangswand 1.2 verbleibender Spalt
so gering ist, dass die den Innenraum 8 außerhalb
der Lagerbuchse 7 zumindest zum großen Teil ausfüllende
Fixier- und Füllmasse 10 aufgrund ihrer Viskosität
auch im noch nicht ausgehärtetem Zustand nicht durch diesen
Spalt hindurch z. B. an die Innenseite der Lagerbuchse 7 und/oder
an die Anker- oder Motorwelle 5 und/oder in den Innenraum 4 gelangen
kann.
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Um
die Anbindung der ausgehärteten Fixiermasse an die Innenflächen
der Kammer 9 zu verbessern, sind diese Innenflächen
bei der dargestellten Ausführungsform zumindest teilweise
profiliert, d. h. mit einer Rippung 12 versehen.
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Im
Gehäuseinnenraum 4 sind weitere Funktionselementes
des als Schneckenuntersetzungsgetriebes ausgebildeten Getriebes
vorgesehen, und zwar u. a. ein Schneckenrad 13, welches
auf einer in der 1 mit unterbrochenen Linien
angedeuteten und im Getriebegehäuse 1 sowie auch
im Deckel 2 gelagerten Getriebeausgangswelle 14 angeordnet ist.
Die Anker- oder Motorwelle 5 ist für das Zusammenwirken
mit dem Schneckenrad 13 in bekannter Weise auf einer Teillänge
als Schnecke ausgeführt.
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Die 2–4 zeigen
die wesentlichen Schritte der Montage der Lageranordnung 6.
Entsprechend der 2 wird bei offenem Getriebegehäuse 1 zunächst
die Lagerbuchse 7 in den Innenraum 8 eingesetzt,
und zwar derart, dass die Achse der Lagerbuchse 7 achsgleich
oder im wesentlichen achsgleich mit der Achse der Wellendurchtrittsöffnung 11 orientiert
ist. Im Anschluss daran wird das Wellenende 5.1 vom Gehäuseinnenraum 4 her
durch die Wellendurchtrittsöffnung 11 in die Lagerbuchse 7 eingeführt,
wie dies in der 3 dargestellt ist. Nach der
vollständigen Montage des Elektromotors sowie nach der
Lagerung der Anker- oder Motorwelle 5 an den weiteren,
nicht dargestellten Lagern im Motorgehäuse oder Getriebegehäuse 1,
d. h. nach der endgültigen Ausrichtung der Welle 5 erfolgt
dann entsprechend der 4 das Fixieren der Lagerbuchse 7 im
Innenraum 8 durch Einbringen der abbindenden bzw. aushärtenden
Fixiermasse 10. Hierfür wird das oben offene Getriebegehäuse 1 mit
der ausgerichteten Ankerwelle 5 mit der offenen Seite des
Innenraums 8 unter einer in der 4 schematisch
als Düse dargestellten Abgabevorrichtung 15 für
die Fixiermasse 10 positioniert, so dass eine dosierte,
den Innenraum 8 außerhalb der Lagerbuchse 7 vollständig
oder nahezu vollständig ausfüllende Menge der Fixiermasse 10 eingebracht
werden kann, und zwar derart, dass die Lagerbuchse 7 vollständig
von dieser Masse umschlossen ist.
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Nach
dem Aushärten bzw. Abbinden der Fixiermasse 10 und
nach dem Montieren der weiteren Funktionselemente, insbesondere
auch des Schneckenrades 13 mit der Ausgangswelle 14 wird
das Getriebegehäuse 1 mit dem Deckel 2 verschlossen.
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Als
Füll- und Fixiermasse eignet sich beispielsweise ein bei
Umgebungstemperatur und/oder durch Energieeintrag, z. B. durch UV-Licht
und/oder durch Erwärmung aushärtender Kunststoff,
z. B. Zweikomponenten-Kunststoff, eine niedrig schmelzende Metalllegierung
usw.
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Ein
Vorteil der Lageranordnung 6 besteht u. a. darin, dass
Toleranzen hinsichtlich der Orientierung der Ankerwelle 5 bzw.
der Wellenachse WA bei der Fixierung der Lagerbuchse 7 kompensiert
werden, so dass eine exakte Ausrichtung der Lagerbuchse 7 in
Bezug auf die Achse der weiteren Lager und damit eine einwandfreie
Lagerung der Ankerwelle 5 an ihrem Wellenende 5.1 gewährleistet
sind. Dadurch, dass die axiale Länge der Lagerbuchse 7 geringfügig
kleiner ist als der Abstand zwischen der Innenfläche des
Wandabschnittes 9.1 und der gegenüberliegenden
Innenfläche der Gehäuseumfangswand 1.2 ist
auch ein Kippen der Lagerbuchse 7 um einen einen Toleranzausgleich
ermöglichenden Winkelbetrag um Achsen senkrecht zur Lagerbuchsenlängserstreckung
möglich.
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Besondere
Vorteile der erfindungsgemäßen Lageranordnung 6 sind
aber, dass diese Lageranordnung nach dem Schließen des
Getriebegehäuses 1 mit dem Deckel 2 nach
außen vollständig verschlossen im Getriebegehäuse
aufgenommen ist und das Getriebegehäuses 1 an
seiner Außenseite im Bereich der Lageranordnung 6 keine Öffnungen
oder Fenster aufweist.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen
sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der
der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
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Vorstehend
wurde davon ausgegangen, dass die Lageranordnung 6 bzw.
deren Lagerbuchse 7 ein zur zusätzlichen Abstützung
der Anker- oder Motorwelle 5 dienendes getriebeseitiges
Stützlager bilden. Auch andere Lager bzw. Lageranordnungen eines
elektromotorischen Antriebs für Funktionselemente eines
Fahrzeugs, beispielsweise für Scheibenwischer, können
in gleicher Weise ausgeführt sein.
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Weiterhin
besteht die Möglichkeit, anstelle einer Lagerbuchse auch
ein anderes Lagerelement zu verwenden, so dass die Lageranordnung
dann nicht nur als Radiallager, sondern als Radial- und Axiallager
wirkt.
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Weiterhin
kann auch auf die Profilierung 12 verzichtet sein.
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- 1
- Getriebegehäuse
- 2
- Deckel
- 3
- Dichtung
- 4
- Innenraum
- 5
- Anker-
oder Motorwelle
- 5.1
- Wellenende
- 6
- Lageranordnung
- 7
- Lagerbuchse
- 8
- Innenraum
- 9
- Kammer
- 9.1,
9.2
- Wandabschnitte
- 10
- Fixiermasse
- 11
- Wellendurchtrittsöffnung
- 12
- Profilierung
oder Rippung
- 13
- Schneckenrad
- 14
- Ausgangswelle
- 15
- Abgabevorrichtung
für die Fixiermasse
- WA
- Achse
der Anker- oder Motorwelle 5
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2002/081938 [0002]
- - US 6809447 B1 [0003]
- - US 5213000 [0004]
- - US 5399025 [0005]