DE102007041797A1 - Drive unit for an adjusting device of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit für eine Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Antriebsmotor, der eine drehbar gelagerte Antriebswelle antreibt, und mit einer Getriebewelle, die mit der Antriebswelle derart gekoppelt ist, dass bei einer Drehung der Antriebswelle die Getriebewelle mitgenommen wird, wobei die Antriebswelle und die Getriebewelle koaxial hintereinander angeordnet sind. Dabei werden die Antriebswelle (10) und die Getriebewelle (20) durch elastische Mittel miteinander gekoppelt, über die sich die Antriebswelle (10) und die Getriebewelle (20) in axialer Richtung aneinander abstützen.The invention relates to a drive unit for an adjusting device of a motor vehicle, with a drive motor which drives a rotatably mounted drive shaft, and with a transmission shaft which is coupled to the drive shaft such that upon rotation of the drive shaft, the transmission shaft is entrained, wherein the Drive shaft and the transmission shaft are arranged coaxially one behind the other. In this case, the drive shaft (10) and the transmission shaft (20) are coupled together by elastic means, via which the drive shaft (10) and the transmission shaft (20) are supported in the axial direction to each other.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a drive unit for an adjusting device of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Antriebseinheit umfasst einen Antriebsmotor, der eine drehbar gelagerte Antriebswelle antreibt, sowie eine Getriebewelle, die mit der Antriebswelle über eine Kupplung gekoppelt ist, so dass bei einer Drehung der Antriebswelle die Getriebewelle mitgenommen wird. Dabei sind die Antriebswelle und die Getriebewelle entlang einer Achse, das heißt koaxial, hintereinander angeordnet, so dass sie im Ergebnis eine durchgehende Welle bilden, deren Länge (Ausdehnung in axialer Richtung) im Wesentlichen der Summe der Länge der Antriebswelle sowie der Getriebewelle entspricht.A Such drive unit comprises a drive motor, the one rotatably mounted drive shaft drives, and a transmission shaft, which is coupled to the drive shaft via a coupling is, so that upon rotation of the drive shaft, the transmission shaft is taken. Here are the drive shaft and the transmission shaft along an axis, that is coaxial, one behind the other arranged so that they form a continuous wave as a result, their length (extent in the axial direction) substantially the sum of the length of the drive shaft and the transmission shaft equivalent.
Die Getriebewelle dient zum Antreiben eines Getriebeelementes der Antriebseinheit, das drehfest auf der Getriebewelle gelagert sein kann, wie zum Beispiel einer auf der Getriebewelle gelagerten Schnecke. Über jenes Getriebeelement kann ein im Betrieb des Antriebsmotors erzeugtes und eine Drehbewegung der Antriebswelle sowie der Getriebewelle erzeugendes Drehmoment in eine Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs eingeleitet werden, um ein Verstellteil der Verstelleinrichtung, wie zum Beispiel ein verstellbares Sitzteil eines Kraftfahrzeugsitzes oder eine verstellbare Fensterscheibe, entlang einer gewünschten Richtung zu bewegen.The Transmission shaft is used to drive a transmission element of the drive unit, which can be rotatably mounted on the transmission shaft, such as a mounted on the gear shaft screw. About that Transmission element can be generated during operation of the drive motor and a rotational movement of the drive shaft and the transmission shaft generating Torque introduced into an adjustment of a motor vehicle be to an adjustment part of the adjustment, such as an adjustable seat part of a motor vehicle seat or an adjustable Window pane to move along a desired direction.
An ihrem jeweiligen der Kupplung abgewandten Ende sind die motorseitige Antriebswelle sowie die Getriebewelle jeweils axial abgestützt (gelagert), so dass an der Antriebseinheit auftretende axiale Kräfte abgeleitet werden können, insbesondere in die Fahrzeugstruktur bzw. in eine an der Fahrzeugstruktur vorgesehene Lager- bzw. Gehäusebaugruppe der Antriebseinheit.At their respective end facing away from the clutch are the motor side Drive shaft and the transmission shaft axially supported in each case (stored), so that occurring on the drive unit axial forces can be derived, in particular in the vehicle structure or in a provided on the vehicle structure bearing or housing assembly the drive unit.
Hierbei ist zu beachten, dass die sich aus der Summe der Längen der Antriebswelle sowie der Getriebewelle ergebende Gesamtlänge der aus der Antriebswelle und der Getriebewelle resultierenden Welle Fertigungs- und Montagetoleranzen unterliegt, ebenso wie der Abstand zwischen den fahrzeugstrukturseitigen Lagerstellen, die der axialen Lagerung je eines Endes der Antriebswelle und der Getriebewelle dienen.in this connection It should be noted that this is the sum of the lengths the drive shaft and the transmission shaft resulting total length the shaft resulting from the drive shaft and the gear shaft Manufacturing and assembly tolerances is subject, as well as the distance between the vehicle structural side bearings, the axial Storage of one end of the drive shaft and the gear shaft serve.
Zum
Ausgleich derartiger Toleranzen ist es bekannt, dass sich das entsprechende
Ende der Antriebs- bzw. Getriebewelle über ein elastisches
Ausgleichselement an seiner zugeordneten axialen Lagerstelle abstützt,
vergleiche
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Antriebseinheit für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen der eingangs genannten Art im Hinblick auf den Axialspielausgleich weiter zu verbessern.Of the Invention is based on the problem, a drive unit for Adjustment devices in motor vehicles of the aforementioned Art with regard to the axial play compensation to further improve.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This Problem is inventively by the creation a drive unit with the features of claim 1 solved.
Danach sind die Antriebswelle und die Getriebewelle durch elastische Mittel miteinander gekoppelt, über die sich die Antriebswelle und die Getriebewelle axial aneinander abstützen.After that are the drive shaft and the transmission shaft by elastic means coupled together, over which the drive shaft and axially support the gear shaft.
Indem die elastischen Mittel in axialer Richtung unter einer gewissen Vorspannung stehen und die beiden Wellen, also die Antriebswelle und die Getriebewelle, entlang jener Richtung begrenzt zueinander verschieblich sind, lässt sich die axiale Ausdehnung der resultierenden Welle so anpassen, dass Montage- und Fertigungstoleranzen ohne weiteres kompensiert werden können. Mit anderen Worten drücken die unter elastischer Vorspannung stehenden elastischen Mittel die Antriebswelle und die Getriebewelle in axialer Richtung derart auseinander, dass sowohl die Antriebswelle als auch die Getriebewelle mit ihrem äußeren, der Kupplung abgewandten Ende jeweils gegen eine zugeordnete (karosseriestrukturseitige) Lagerstelle gedrückt werden kann.By doing the elastic means in the axial direction under a certain Preload and the two shafts, so the drive shaft and the transmission shaft, along that direction limited to each other are displaceable, the axial extent of the resulting shaft to adjust so that assembly and manufacturing tolerances can be easily compensated. In other words, press the under elastic prestressing elastic means the Drive shaft and the transmission shaft in the axial direction apart such that Both the drive shaft and the transmission shaft with its outer, the end facing away from the coupling in each case against an assigned (body structure-side) Bearing point can be pressed.
Die elastischen Mittel werden durch mindestens ein elastisches Element, zum Beispiel in Form eines Elastomerelementes (Gummielement) oder in Form einer Feder (Druckfeder, z. B. ausgeführt als Schraubenfeder) gebildet. Die Auswahl geeigneter elastischer Elemente hängt neben Kostengesichtspunkten insbesondere auch von der Belastung des elastischen Elementes im Betrieb sowie im Ruhezustand der Antriebseinheit ab.The elastic means are provided by at least one elastic element, for example in the form of an elastomeric element (rubber element) or in the form of a spring (compression spring, eg designed as a helical spring) educated. The selection of suitable elastic elements depends In addition to cost considerations, especially from the burden the elastic element during operation and in the idle state of the drive unit from.
Um die Beanspruchung des mindestens einen zwischen der Antriebs- und der Getriebewelle angeordneten elastischen Elementes möglichst zu begrenzen, kann beispielsweise ein Antriebsmotor ohne interne Selbsthemmung verwendet werden, dessen Rotor/Anker durch eine (vom Antriebsmotor separate) Bremseinrichtung (Gehemmebremse) im Ruhezustand des Motors momentenfrei gehalten wird. Hierdurch wird die motorseitige Druckbelastung des elastischen Elementes minimiert.Around the stress of at least one between the drive and the transmission shaft arranged elastic element as possible To limit, for example, a drive motor without internal Self-locking can be used, whose rotor / armature by a (from Drive motor separate) braking device (Gehemmebremse) in the idle state the engine is held torque-free. As a result, the motor-side Pressure load of the elastic element minimized.
Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass bei vielen Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen die zum Bewegen eines Verstellteiles erforderliche Verstellkraft bzw. das hiermit verbundene Verstellmoment von der Bewegungsrichtung abhängt. So ist beispielsweise für das Anheben einer Fensterscheibe regelmäßig eine große Kraft bzw. ein größeres Moment aufzubringen als für deren Absenken. Gleiches gilt für Sitzteile, die einerseits entgegen dem Gewicht des Sitzteiles und ggf. einer den Fahrzeugsitz nutzenden Person und andererseits mit Unterstützung des Gewichtes des entsprechenden Sitzteiles und ggf. eines Fahrzeuginsassen bewegt werden können. Es ist dann zweckmäßig, die Antriebseinheit so auszulegen, dass bei der Verstellbewegung mit der vergleichsweise größeren Kraft- bzw. Drehmomentbelastung möglichst wenig Druck auf das elastische Element ausgeübt wird.Furthermore, it should be noted that in many Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen required to move an adjustment Verstell force or the adjustment torque associated therewith depends on the direction of movement. For example, a large force or a larger moment is usually required to lift a windowpane regularly than for its lowering. The same applies to seat parts that can be moved on the one hand against the weight of the seat part and possibly a person using the vehicle seat and on the other hand with the support of the weight of the corresponding seat part and possibly a vehicle occupant. It is then expedient to design the drive unit in such a way that as little pressure as possible is exerted on the elastic element during the adjustment movement with the comparatively larger force or torque load.
Mit den vorbeschriebenen Maßnahmen soll erreicht werden, dass zur axialen Verspannung der Antriebswelle und der Getriebewelle in zueinander entgegengesetzten Richtungen ein möglichst einfaches und kostengünstiges elastisches Element, wie zum Beispiel ein Gummi- bzw. allgemein Elastomerkörper, eingesetzt werden kann.With the measures described above should be achieved that for the axial clamping of the drive shaft and the transmission shaft in opposite directions as possible simple and inexpensive elastic element, such as Example, a rubber or generally elastomeric body, used can be.
Die Kupplung, die der Verbindung der Antriebswelle und der Getriebewelle an ihren einander zugewandten Enden dient, kann eine Aufnahme bzw. einen Käfig umfassen, in dem sich die beiden Wellen über die besagten elastischen Mittel aneinander abstützen können, wobei eine begrenzte axiale Verschieblichkeit der beiden Wellen zueinander ermöglicht werden muss. In der Aufnahme werden zudem die elastischen Mittel angeordnet, über die sich die beiden Wellen aneinander abstützen.The Coupling, the connection of the drive shaft and the transmission shaft serves at their mutually facing ends, a receptacle or a Cage in which the two waves over the said elastic means can support one another, with a limited axial mobility of the two shafts must be made possible to each other. In the recording will be In addition, the elastic means arranged over which support the two waves together.
Beispielsweise kann eine der beiden Wellen, insbesondere die Getriebewelle, an einem Endabschnitt eine (im Querschnitt ringförmig umlaufende) Aufnahme bilden, in der der Endabschnitt der anderen Welle, also insbesondere der Antriebswelle, aufgenommen wird. Die letztgenannte, andere Welle kann hierzu beispielsweise am entsprechenden Endabschnitt mit einer (kugelförmigen) Kalotte versehen sein, über die sie in der zugeordneten Aufnahme der anderen Welle gelagert wird.For example can one of the two waves, in particular the transmission shaft to an end portion a (circular in cross-section) Shaping form, in which the end portion of the other shaft, ie in particular the drive shaft is received. The latter, Other wave can do this, for example, at the corresponding end portion be provided with a (spherical) cap which they stored in the associated receptacle of the other shaft becomes.
Indem die beiden Wellen an ihren einander zugeordneten Endabschnitten über geeignete Führungsmittel, z. B. über eine Führungseinrichtung, bei der ein der einen Welle zugeordnetes Führungselement in einen der anderen Welle zugeordneten Schlitz eingreift, begrenzt axial verschieblich zueinander sind, wird einerseits eine drehfeste Verbindung der beiden Wellen in Umfangsrichtung und andererseits eine begrenzte Verschieblichkeit der Wellen zueinander in axialer Richtung gewährleistet.By doing the two waves at their associated end portions over suitable guide means, for. B. via a guide device, in one of the shaft associated with a guide element engages in a slot assigned to the other shaft, limited are axially displaceable to each other, on the one hand a non-rotatable Connection of the two shafts in the circumferential direction and on the other hand a limited mobility of the waves to each other in axial Direction guaranteed.
Die an einer der beiden Wellen gebildete Aufnahme, in der die andere der beiden Wellen mit einem Endabschnitt aufgenommen ist, muss dabei nicht (ausschließlich) aus einstückig an jener Welle angeformten Komponenten bestehen, sondern sie kann zumindest teilweise auch aus drehfest an jener Welle fixierten Komponente bestehen, mittels derer ein Lager zur Aufnahme des zugeordneten Endabschnittes der anderen Welle gebildet wird.The on one of the two waves formed recording in which the other the two waves with one end section is added, it does not have to (exclusively) integrally formed on that shaft Components exist, but they can at least partially consist of non-rotatably fixed to that shaft component, by means derer a bearing for receiving the associated end portion of the another wave is formed.
Wenn die Endabschnitte der beiden Wellen, also der Antriebswelle einerseits und der Getriebewelle andererseits, über eine (z. B. kugelförmige) Kalotte ineinander gelagert werden, die auf den Endabschnitt einer der beiden Wellen aufgesetzt ist, lässt sich ein Baukastensystem realisieren, indem beispielsweise Antriebswellen (Motorwellen) mit unterschiedlichem Durchmesser Kalotten zugeordnet werden, die jeweils identische äußere Abmaße aufweisen und sich nur in ihrer Durchgangsöffnung (Bohrung) unterscheiden, in der ein Endabschnitt der Antriebswelle aufgenommen werden muss. Hierdurch kann ein und dieselbe Baugruppe, bestehend aus einer Kalotte mit bestimmten äußeren Abmaßen und einer zugeordneten Aufnahme (Lager), für unterschiedliche Durchmesser der Antriebswelle verwendet werden.If the end portions of the two shafts, so the drive shaft on the one hand and the transmission shaft, on the other hand, via a (eg, spherical) Dome be stored in each other, which is on the end of a the two shafts are placed, can be a modular system Realize by, for example, drive shafts (motor shafts) with different diameter calottes are assigned, respectively have identical outer dimensions and differ only in their through hole (hole), in which an end portion of the drive shaft must be received. This allows one and the same assembly, consisting of a dome with certain external dimensions and one assigned receptacle (bearing), for different diameters the drive shaft can be used.
Die Kalotte kann beispielsweise auf die zugeordnete Welle (Antriebswelle) aufgepresst werden, insbesondere bei Verwendung einer Metallkalotte, oder sie kann auf die zugeordnete Welle aufgespritzt werden, insbesondere bei Verwendung einer Kunststoffkalotte. Ferner können zwischen Kalotte und zugeordneter Aufnahme auch Adapterelemente, wie z. B. Kunststoffbuchsen, eingefügt werden.The Dome can, for example, on the associated shaft (drive shaft) be pressed, especially when using a metal dome, or it can be sprayed onto the associated shaft, in particular when using a plastic dome. Furthermore, between Dome and associated recording and adapter elements, such. B. Plastic bushings to be inserted.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren deutlich werden.Further Details and advantages of the invention will become apparent in the following Description of an embodiment with reference to the figures clearly become.
Es zeigen:It demonstrate:
In
Die
Motorbaugruppe
Die
Antriebswelle
Auf
der Getriebewelle
Die
in
Im
Fall eines Fensterhebers kann beispielsweise ein mit dem Getriebeelement
Wie
anhand
In
der Praxis unterliegt sowohl der Abstand zwischen den beiden Lagerstellen
L1, L2 in axialer Richtung a als auch die Gesamtlänge der
beiden Wellen
Hierzu
weist die Getriebewelle
Der
der Aufnahme der Kalotte
Vorliegend
stützt sich das innere Ende
Dadurch,
dass das unter Vorspannung stehende elastische Element
Die
Kopplung der beiden Wellen
Um
zu erreichen, dass die beiden Wellen
Im
Bereich der vorstehend beschriebenen, einen Axialspielausgleich
gewährleistenden Kupplung zwischen der Antriebswelle
Hinsichtlich
der Ausbildung der Kupplung, über die die Antriebswelle
Die
Druckbelastung des elastischen Elementes
Die
Antriebseinheit
Zur
Begrenzung der maximalen Deformation, die das elastische Element
Das
innere Ende
Die
Antriebseinheit
Zwar
variiert in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Antriebseinheit
Zusammenfassend
zeichnet sich die vorstehend anhand der
Dabei
ist die Antriebseinheit
Weiterhin
ist die maximal mögliche Deformation des elastischen Elementes
Ferner
kann durch die Auslegung der Motorbaugruppe
Die
genannten Maßnahmen tragen weiter dazu bei, dass die Belastung
des elastischen Elementes
Dadurch,
dass im Ausführungsbeispiel die beiden Wellen
Die
beschriebene Anordnung kann nach Art eines Baukastensystems zur
Verfügung gestellt werden, bei dem beispielsweise stets
ein und dieselben Abmessungen der Ausnehmung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140301 |