DE102007009566A1 - Getriebe-Antriebseinheit mit gehäusefestem Lagerbolzen - Google Patents
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Abstract
Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, mit einem einen kreisförmigen Gehäuseboden (24) aufweisenden Getriebegehäuse (14), in dem ein Getriebezahnrad (20) auf einem gehäusefesten - sich in axialer Richtung (30) erstreckenden - Lagerbolzen (22) drehbar gelagert ist, wobei sich der Gehäuseboden (24) über verschiedene axial beabstandete Ebenen (28) erstreckt.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung geht aus von einer Getriebe-Antriebseinheit insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Mit der
DE 100 49 463 A1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit bekannt geworden, bei der ein Abtriebsrad drehbar auf einem gehäusefesten Lagerbolzen angeordnet ist. Der Lagerbolzen ist hierbei einstückig mit dem Boden des Getriebegehäuses aus Kunststoff gefertigt. Der Gehäuseboden erstreckt sich im wesentlichen in einer Ebene quer zum Lagerbolzen, wobei zur Versteifung am Getriebeboden Rippen angeformt sind, die sich an einem zentralen Fortsatz im Bereich des Lagerbolzen abstützen. - Offenbarung der Erfindung
- Vorteile der Erfindung
- Die erfindungsgemäß Getriebe-Antriebseinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Ausformung des Gehäusebodens in verschiedenen Ebenen bezüglich der Axialrichtung der Getriebeboden eine hohe Festigkeit aufweist, die auf den Lagerbolzen einwirkende Kräfte aufnehmen kann. Durch die axial versetzt angeordneten Bodenbereiche wird eine elastische Verformung des Gehäusebodens vermieden, wodurch die Geometrie des Getriebegehäuses auch beim Einwirken äußerer Kräfte weitgehend konstant bleibt.
- Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, den Gehäuseboden in Umfangsrichtung in verschiedenen Ebenen bezüglich der Axialrichtung auszubilden, da hierdurch die gesamte Bodenfläche gegenüber der über den Lagerbolzen eingeleiteten Momente stabilisiert wird.
- Zweckmäßigerweise sind die verschiedenen Ebenen des Gehäusebodens mittels Stufen und/oder Wellen miteinander verbunden, so dass der Gehäuseboden in Umfangsrichtung näherungsweise eine Rechteckkurve beschreibt.
- Weist der Gehäuseboden im wesentlichen eine konstante Materialstärke auf – insbesondere auch an den Stufen – kann der Gehäuseboden günstig mittels Kunststoffspritzgießen hergestellt werden, ohne dass es zu einer störenden Verformung der Bodenfläche beim Abkühlen kommt.
- Von Vorteil ist es, am Gehäuseboden kuchenstückartige bzw. teilkreisförmige Vertiefungen abwechselnd mit entsprechenden Erhöhungen auszuformen. Dadurch kann über den gesamten radialen Bereich des Gehäusebodens eine ausreichende Stabilität desselben erzielt werden. Dabei ist der Abstand der Stufen zueinander in den radial äußeren Bereichen größer als in radial weiter innenliegenden Bereichen.
- Günstig ist es, in einem radial inneren Bereich den Gehäuseboden derart auszubilden, dass er über den gesamten Umfang in einer einzigen Ebene, vorzugsweise mit einer konstanten Materialstärke ausgebildet ist. In diesem Bereich kann der Lagerbolzen einstückig mit dem Gehäuseboden ausgeformt werden, so dass der Gehäuseboden kontinuierlich in den Bolzen übergeht. Dabei geht die Wand des Gehäusebodens, die im wesentlichen quer zur Axialrichtung angeordnet ist, mittels eines Radius in die Wandung des Bolzens über, der sich in axialer Richtung erstreckt. Durch den trichterförmigen Übergang vom Gehäuseboden zu dem Bolzen können die bei Belastungen auftretende Scherkräfte besonders gut vom Gehäuseboden aufgenommen werden.
- Der Lagerbolzen ist günstigerweise hohl ausgebildet, so dass bei relativ geringen Materialstärken auch größere Bolzendurchmesser erzielt werden können. Der Lagerbolzen ist dadurch praktisch als Hohlwelle ausgebildet, die an ihren beiden Enden offen ist, und in ihrem mittleren Bereich zur Stabilisierung einen Quersteg aufweist.
- Sind die Erhöhungen und Vertiefungen des Gehäusebodens bezüglich der Radial-Richtung gewölbt ausgebildet, wird der Gehäuseboden auch in radialer Richtung zusätzlich stabilisiert. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn die unterschiedlichen Bereiche des Gehäusebodens konvex und konkav zueinander (bezüglich der Axialrichtung) ausgebildet sind.
- Um eine definierte Einbauposition der Getriebe-Antriebseinheit zu ermöglichen, wird an der Außenseite des Gehäusebodens eine definierte Anschlagsfläche angeformt, die sich senkrecht zur Axialrichtung des Bolzens erstreckt. Diese kann vorteilhaft im gleichen Prozessschritt mit dem Spritzgießen angeformt werden, vorzugsweise zusammen mit einer zweiten definierten Anschlagsfläche des Getriebegehäuses. Hierdurch kann die Antriebseinheit mit einer definierten Fläche sehr exakt an einem karosseriefesten Halteteil positioniert und befestigt werden.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 Eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Gehäuseboden einer Getriebe-Antriebseinheit, -
2 schematisch einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß des Schnitt II-II in1 und -
3 schematisch einen Schnitt in Umfangsrichtung durch einen erfindungsgemäßen Gehäuseboden gemäß der Darstellung III-III in1 . - In
1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit10 dargestellt, wie sie beispielsweise zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug verwendet wird. Dabei ist an einem Elektromotor12 ein Getriebegehäuse14 angeflanscht, in das eine Ankerwelle16 des Elektromotors12 hineinragt. Auf der Ankerwelle16 ist beispielsweise eine Schnecke18 angeordnet, die mit einem Getriebezahnrad20 kämmt, das auf einem Lagerbolzen22 drehbar gelagert ist. Vom Getriebezahnrad20 wird das Antriebsmoment beispielsweise an eine Mechanik oder an einen Seilzug übertragen, um beispielsweise eine Fensterscheibe im Kraftfahrzeug automatisch zu betätigen. Das Getriebegehäuse14 weist einen kreisförmigen Gehäuseboden24 auf, dessen Durchmesser größer ist als der des Getriebezahnrads20 . Am Gehäuseboden24 ist einstückig mit diesem der Lagerbolzen22 angeformt, wobei das gesamte Getriebegehäuse14 im Ausführungsbeispiel mittels kunststoffspritzgießen hergestellt ist. Der Lagerbolzen22 ist im Mittelpunkt des Gehäusebodens24 angeordnet und ist als Hohlwelle26 ausgebildet. Der Gehäuseboden24 weist unterschiedliche Bereiche auf, die bezüglich einer Ebene28 quer zur Axialrichtung30 des Lagerbolzens22 als Vertiefungen32 und Erhöhungen34 ausgebildet sind. Die Erhöhungen34 und Vertiefungen32 sind näherungsweise teilkreisförmig, also tortenstückförmig ausgebildet. Die Vertiefungen32 und die Erhöhungen34 erstrecken sich jeweils in zwei axial beabstandeten Ebenen28 und sind durch Stufen36 im Gehäuseboden24 miteinander verbunden. - In
3 ist ein Schnitt durch den Gehäuseboden24 in Umfangsrichtung40 gemäß des Schnitts III-III dargestellt, wodurch sich im wesentlichen rechteckförmige Profile38 entlang der Umfangsrichtung40 ergeben. Im Ausführungsbeispiel gemäß3 weisen die Erhöhungen34 beispielsweise in Umfangsrichtung40 eine größere Breite44 auf, als die Breite42 der Vertiefungen32 . Dabei ist die Materialstärke46 des Gehäusebodens24 über die gesamte Bodenfläche näherungsweise konstant ausgebildet. Die Stufen36 zwischen den Erhöhungen34 und den Vertiefungen32 sind hier näherungsweise rechtwinklig ausgebildet, können in einer Variation aber auch mehr wellenförmig mit einem kontinuierlichen Übergang zwischen den Ebenen28 ausgebildet sein. Der Gehäuseboden24 geht dann bezüglich der Umfangsrichtung40 in Wellenform39 kontinuierlich von einer axialen Ebene28 in die andere axiale Ebene28 über, wie dies in3 gestrichelt dargestellt ist. Dabei weist der Gehäuseboden24 keine Unterbrechung oder freie Enden auf. Die Breiten32 und34 der Vertiefungen32 und Erhöhungen34 ändern sich in Radial-Richtung48 , wobei sich ein radial innerer Bereich50 anschließt, in dem sich der Gehäuseboden24 bezüglich der Umfangsrichtung40 in einer Ebene28 erstreckt. Die Stufen36 weisen eine Kante37 auf, die näherungsweise in radialer Richtung48 verläuft. Die Stufen36 weisen ebenfalls eine Stufenhöhe35 auf, die in einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß2 bezüglich der Radial-Richtung48 variiert. - Im Ausführungsbeispiel in
2 sind sowohl die Vertiefungen32 , als auch die Erhöhungen34 bezüglich der Radial-Richtung48 gewölbt ausgebildet. Da die beiden Wölbungen62 entgegengesetzt zueinander ausgebildet sind, ergibt sich in einem radial mittleren Bereich52 eine maximale Stufenhöhe35 , hingegen an den radial äußeren Bereichen54 und zum radial inneren Bereich50 hin eine geringere Höhe35 der Stufe36 . Wie im Schnitt der2 deutlich zu erkennen ist, geht der Gehäuseboden24 bezüglich der Radial-Richtung48 kontinuierlich in die Wandung56 der Hohlwelle26 über. Dabei ist zwischen dem im wesentlichen quer zur Axialrichtung30 angeordneten Gehäuseboden24 und der in Axialrichtung30 sich erstreckenden Hohlwelle26 ein Radius60 ausgebildet. Dieser Radius60 bildet zusammen mit der Wölbung62 des Gehäusebodens24 eine trompetenförmige, beziehungsweise trichterförmig Aufweitung der Hohlwelle26 zum Gehäuseboden24 hin. Die Hohlwelle26 weist in einem axial mittleren Bereich66 eine Versteifung68 auf, die den Innenraum70 des Getriebegehäuses14 gegenüber der Umgebung abschließt. Alternativ kann auch am inneren Ende72 der Hohlwelle26 ein Quersteg74 bzw. eine Versteifung68 ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel gemäß der2 ist der Lagerbolzen22 abgestuft, so dass er im Bereich des Gehäusebodens24 einen größeren Außendurchmesser75 aufweist als am inneren Ende72 . Des Weiteren weist der Lagerbolzen22 einen axialen Anschlag76 auf, an dem das Getriebezahnrad20 axial anliegt. Am Gehäuseboden24 ist vorzugsweise im Bereich der Erhöhung34 eine Anschlagsfläche78 ausgebildet, die zu einer definierten Positionierung der Getriebe-Antriebseinheit10 beispielsweise im Kraftfahrzeug dient. Die Anschlagsfläche78 ist beispielsweise ringförmig ausgebildet und erstreckt sich in einer Ebene quer zur Axialrichtung30 . Die Anschlagsfläche78 ist an der Außenseite des Gehäusebodens24 angeformt. Zusätzlich ist im Bereich der Ankerwelle16 eine weitere Anschlagsfläche79 ausgebildet, die beide gemeinsam in einem Arbeitsschritt beim Kunststoff-Spritzgießen des Getriebegehäuses14 ausgebildet werden können. Außerhalb des kreisförmigen Gehäusebodens24 sind des Weiteren einstückig Befestigungsösen80 angeformt, mittels derer die Getriebe-Antriebseinheit10 mit den Anschlagsflächen78 ,79 gegen ein Karosserieteil gepresst werden. - Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und der in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiel vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise der Lagerbolzen
22 auch als Metallstift ausgebildet sein, oder das Getriebezahnrad20 eine Stirnradverzahnung aufweisen. Wesentlich ist dabei, dass verschiedene Teile des Gehäusebodens24 in verschiedenen Ebenen28 bezüglich der Axialrichtung30 angeordnet sind. Dabei kann die Ausformung der sickenförmigen Vertiefungen32 auch variieren. Dabei können sich die Ebenen28 bezüglich der Radialrichtung48 und/oder der Umfangsrichtung40 auch kontinuierlich ändern, so dass sich ein kontinuierlicher Übergang des Gehäusebodens24 von einer ersten Ebene28 in eine zweite axial beabstandete Ebene28 ergibt. Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit10 für Fensterheber im Kraftfahrzeug verwendet, ist jedoch nicht auf eine solche Anwendung beschränkt. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10049463 A1 [0001]
Claims (12)
- Getriebe-Antriebseinheit (
10 ), insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, mit einem einen kreisförmigen Gehäuseboden (24 ) aufweisenden Getriebegehäuse (14 ), in dem ein Getriebezahnrad (20 ) auf einem gehäusefesten – sich in axialer Richtung (30 ) erstreckenden – Lagerbolzen (22 ) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Gehäuseboden (24 ) über verschiedene axial beabstandete Ebenen (28 ) erstreckt. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (
24 ) bezüglich der Umfangsrichtung (40 ) in verschiedenen axialen Ebenen (28 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (
24 ) in Umfangsrichtung (40 ) mehrere Stufen und/oder Wellen (36 ) aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke (
46 ) des Gehäuseboden (24 ) näherungsweise konstant ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (
24 ) teilkreisförmige Vertiefungen (32 ) und Erhöhungen (34 ) aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (
24 ) einen radial inneren Bereich (50 ) aufweist, in dem der Gehäuseboden (24 ) bezüglich der Umfangsrichtung (40 ) in einer einzigen Ebene (28 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (
24 ) zusammen mit dem Lagerbolzen (22 ) einstückig mittels Spritzguß-Verfahren gefertigt sind. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (
22 ) als Hohlwelle (26 ) ausgebildet ist, die insbesondere an beiden Enden (72 ,28 ) offen ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (
24 ) in radialer Richtung (48 ) kontinuierlich – insbesondere trompetentrichterförmig – in die Wandung (56 ) der Hohlwelle (26 ) übergeht. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden (
24 ) – insbesondere die Vertiefungen (32 ) und/oder Erhöhungen (34 ) – bezüglich der radialen Richtung (48 ) gewölbt ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Hohlwelle (
26 ) ein Quersteg (74 ,68 ) angeformt ist, der den Innenraum des Getriebegehäuses (14 ) zum Gehäuseboden (24 ) hin abschließt. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseboden (
24 ) – insbesondere an einer Erhöhungen (34 ) – eine definierte Anschlagsfläche (78 ) zur Positionierung der Getriebe-Antriebseinheit angeformt ist, die sich quer zur Axialrichtung (30 ) erstreckt.
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