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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen Hilfsantrieb für die Verwendung bei Fahrzeugen gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 und dabei speziell auf einen elektromotorischen Hilfsantrieb in Form eines Wischermotors, wie er aus der
DE 198 20 798 A1 bekannt ist.
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Elektromotorische Hilfsantriebe zur Verwendung bei Fahrzeugen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt und werden beispielsweise für die motorische Sitzverstellung, für das motorische Öffnen und Schließen von Fahrzeugfenstern sowie insbesondere auch als Wischermotoren eingesetzt und bestehen in der Regel aus einem Elektromotor und einem mit dem Elektromotor verbundenem Getriebe, beispielsweise Schneckengetriebe. Um ein Eindringen insbesondere von Feuchtigkeit und Wasser zu vermeiden, ist der Innenraum eines solchen elektromotorischen Hilfsantriebes, d.h. der Innenraum des Motorgehäuses sowie der Innenraum des Getriebegehäuses, über Dichtungen nach außen hin dicht verschlossen, wobei allerdings in der Regel eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Motorgehäuses und dem Innenraum des Getriebegehäuses besteht.
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Während des Betriebes von elektromotorischen Hilfsantrieben, beispielsweise Scheibenwischermotoren erfolgt durch elektrische Verlustwärme insbesondere in den Wicklungen der Elektromotoren eine erhebliche Erwärmung des in dem Innenraum des jeweiligen Hilfsantriebes eingeschlossenen und in der Regel von Luft gebildeten Volumens, mit der Folge, dass bei Erwärmung der Druck im Hilfsantrieb-Innenraum ansteigt und nach dem Abschalten des Hilfsantriebes und Abkühlen des Elektromotors wieder abfällt. Bei diesem Abkühlen kann sich möglicherweise im Hilfsantrieb-Innenraum sogar ein Unterdruck einstellen, und zwar dann, wenn bei einem vorausgegangenen durch Erwärmung erfolgten Druckanstieg Luft aus dem Hilfsantrieb-Innenraum beispielsweise über nachgebende Dichtungen nach außen in die Umgebung verdrängt wurde. In jedem Fall stellen diese temperaturbedingten Druckschwankungen insbesondere für die vorhandenen Dichtungen oder Dichtsysteme des Motor- und/oder Getriebegehäuses eine hohe Belastung dar, und zwar mit der Gefahr, dass die Dichtungssysteme versagen und entsprechend Wasser oder Feuchtigkeit aus dem äußeren Umfang in das Innere des Hilfsantriebs eindringt und dort Schäden, insbesondere auch an elektrischen Bauteilen verursacht, bis zu einem Ausfall dieser Bauteile und des Hilfsantriebes.
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Um derartige temperaturbedingte Druckschwankungen im Inneren des Hilfsantriebes zu vermeiden, ist bereits bekannt (
DE 37 16 912 A1 ,
FR 2 854 023 A1 ) an dem mit dem lnnenraum des Motorgehäuses in Verbindung stehenden Getriebegehäuse eine Entlüftungsöffnung vorzusehen, die durch ein geeignetes Filter oder eine geeignete Membrane gegen Eindringen von Wasser sowie Staub geschützt ist, über die aber ein Druckausgleich möglich ist. Diese bekannten Maßnahmen für den Druckausgleich erfordern zusätzliche Bauteile und deren Montage und sind daher kostenaufwendig. Weiterhin besteht bei einer Beschädigung der Membran oder des Filters die Gefahr eines Eindringens von Feuchtigkeit, Wasser, Schmutz und/oder andrer Fremdkörper in das Innere des Hilfsantriebes.
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2006 061 250 A1 ist es darüber hinaus bekannt, den Innenraum des Motorgehäuses bei einem elektromotorischen Hilfsantrieb mit dem Innenraum des Tragelements für einen Druckausgleich zu verbinden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hilfsantrieb aufzuzeigen, der diese Nachteile vermeidet und bei hoher Betriebssicherheit kostengünstig realisiert werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Hilfsantrieb entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
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Bei der Erfindung wird das Volumen des Innenraumes des geschlossenen Hohlprofils des Tragelementes, über das der Hilfsantrieb an einem Fahrzeug oder einer Fahrzeugkomponente gehalten ist, als Zusatzvolumen für den Druckausgleich verwendet, d.h. dieses Zusatzvolumen bildet zusammen mit dem Volumen des Innenraumes des Hilfsantriebes ein ausreichend großes Volumen, mit dem übergroße Dichtungen oder Dichtsysteme schädigende, temperaturbedingte Druckschwankungen im Inneren des Hilfsantriebes bzw. im Inneren des Motorgehäuses und des Getriebegehäuses vermieden werden.
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Bei einer bevorzugten, als Wischermotor ausgeführten Ausbildung des Hilfsantriebes sind der Wischermotor bzw. dessen Motorgehäuse oder Getriebegehäuse üblicherweise an dem als Tragelement dienenden Rohr befestigt, welches beidendig durch eine beispielsweise von jeweils einem ein Lagerstück für eine Wischwelle bildenden Abschlussstück verschlossen ist und allein schon aufgrund seiner relativ großen Länge ein großes Zusatzvolumen bildet. Dieses Zusatzvolumen steht mit dem Innenraum des Wischermotors und dabei bevorzugt mit dem Innenraum des Getriebegehäuses für den Druckausgleich in Verbindung, sodass bei dieser bevorzugten Ausführungsform Bauteile, die bei Wischermotoren ohnehin vorhanden sind, für den Druckausgleich genutzt werden.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellung den elektromotorischen Antrieb bzw. Wischermotor einer Scheibenwischanlage, zusammen mit einem Tragrahmen;
- 2 in vereinfachter Darstellung einen Schnitt entsprechend der Linie A - A der 1.
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In den Figuren ist 1 ein Wischermotor, der in bekannter Weise aus einem Elektromotor 2 mit den bei der dargestellten Ausführungsform napf- oder becherartigen Motorgehäuse 3 sowie aus einem beispielsweise als Schneckengetriebe ausgebildeten Getriebe 4 mit Getriebegehäuse 5 besteht.
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Im Motorgehäuse 3 sind wesentliche Funktionselemente des Elektromotors 2 untergebracht, u.a. der Stator, der Rotor sowie auch die Motorwicklung(en). Das Getriebegehäuse 5 dient u.a. zur Aufnahme der Getriebeelemente, zur Lagerung der Motorwelle des Elektromotors 2 oder einer Verlängerung dieser Motorwelle, zur Lagerung der Ausgangswelle 6 des Wischermotors 1 sowie auch zur Aufnahme von elektrischen oder elektronischen Komponenten für den Betrieb und/oder die Steuerung des Elektromotors 2. Der Elektromotor 2 ist mit seinem Motorgehäuse 3 an das Getriebegehäuse 5 derart angeflanscht, dass der Innenraum des Motorgehäuses 3 mit dem Innenraum 5.1 des Getriebegehäuses 5 zumindest für einen Druckausgleich in Verbindung steht. Der Innenraum des Motorgehäuses 3 sowie der Innenraum 5.1 des Getriebegehäuses 5 sind durch die Verwendung entsprechender Dichtungen hermetisch oder weitestgehend hermetisch nach außen hin dicht verschlossen.
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Mit 7 ist in der 1 ein Tragelement oder Tragrahmen bezeichnet, der als nach außen hin geschlossenes Rohr- oder Hohlprofil ausgeführt ist, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform bestehend aus dem Rohr oder Rahmenrohr 8 mit dem Innenraum 9. An den beiden Enden 8.1 und 8.2 sind das Rahmenrohr 8 bzw. dessen Innenraum 9 zumindest weitestgehend dicht verschlossen, und zwar jeweils durch ein Lagerstück 10, welches als Lager für eine nicht dargestellte Wischwelle dient und mit einem zapfenartigen Abschnitt 10.1 in das betreffende Ende 8.1 bzw. 8.2 hineinreicht und dort in geeigneter Weise, beispielsweise durch Crimpen am Lagerrohr 8 befestigt ist.
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Zwischen den beiden Enden 8.1 und 8.2 und bei der dargestellten Ausführungsform etwa in der Mitte des Rahmenrohres 8 ist der Wischermotor 1 am Rahmenrohr befestigt, und zwar mit dem Getriebegehäuse 5 durch Festklemmen oder Verspannen unter Verwendung eines rohrschellenartigen Spannbleches 11. Wie insbesondere die 2 zeigt, ist das Getriebegehäuse 5 im Bereich dieser Befestigung an seiner Außenfläche mit einer an den Außenquerschnitt des Rahmenrohres 8 angepassten muldenartigen Vertiefung oder Aufnahme 12 geformt, in der das Motorgehäuse 5 durch das Spannblech 11 klemmend am Rahmenrohr 8 gehalten ist. Zur Erzielung einer drehsicheren Verbindung zwischen dem Getriebegehäuse 3 und dem Rahmenrohr 8 ist an der Außenfläche des Getriebegehäuses 5 im Bereich der muldenförmigen Vertiefung 12 wenigstens ein Dorn oder Zapfen 13 angeformt, der durch eine Öffnung 14 im Rahmenrohr 8 in dessen Innenraum 9 hineinreicht. Der Zapfen 13 ist als Hohlzapfen mit einem Kanal 13.1 ausgebildet, der sowohl zum Innenraum 5.1 des Getriebegehäuses 5, als auch am freien Ende des Zapfens 13 offen ist, so dass bei am Tragrahmen 5 montiertem Wischermotor 1 der Innenraum 5.1 mit dem Innenraum 9 in Verbindung steht. Bei der dargestellten Ausführungsform ist weiterhin ein beispielsweise von einem O-Ring gebildeter Dichtungsring 15 vorgesehen, der den Übergang zwischen dem Rand der Öffnung 14 und der Außenfläche des Zapfens 13 abdichtet. Anstelle eines Dichtungsringes 15 können auch ein anderes Dichtungselement oder eine andere Dichtung vorgesehen sein, beispielsweise auch in Form einer Dichtmasse.
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Der Dorn bzw. Zapfen 13 reicht mit einer relativ großen axialen Länge in den Innenraum 9 des Rahmenrohres 8 hinein, sodass grundsätzlich auch auf den Dichtungsring 15 oder eine entsprechende Dichtung verzichtet werden kann, da evt. durch die Öffnung 14 eindringendes und sich im Rahmenrohr 8 sammelndes Wasser erst bis zum freien Ende des Zapfens 13 ansteigen müsste, bevor es über den Kanal 13.1 in den Innenraum 5.1 des Getriebegehäuses 5 gelangen könnte, was auch während einer längeren Lebens- bzw. Betriebsdauer eines mit dem Scheibenwischerantrieb bzw. Motor 1 versehenen Fahrzeuges unwahrscheinlich ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Befestigung des Wischermotors 1 an dem Rahmenrohr 8 so erfolgt, das im Einbauzustand des Wischermotors 1 der Dorn bzw. Zapfen 13 mit einer Achse in vertikaler oder im Wesentlichen in vertikaler Richtung orientiert ist.
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Insbesondere während des Betriebes des Wischermotors 1 erfolgt u.a. durch die Verlustwärme der Wicklung(en) eine nicht unerhebliche Erwärmung des in dem Motorgehäuses 3 sowie auch in dem Getriebegehäuse 5 eingeschlossenen Luft- oder Gasvolumens, was zu einer erheblichen Erhöhung des Innendrucks im Motorgehäuse 3 und im Getriebegehäuse 5 führen würde. Dies wird bei der Erfindung dadurch verhindert, dass über den Kanal 13.1 ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum 5.1 des Getriebegehäuses 5 und damit zwischen dem Inneren des Wischermotors 1 und dem allein schon aufgrund der Länge des Tragrohres 7 relativ großen Innenraum 9 ermöglicht wird. Dieser Druckausgleich ist unter Vermeidung von konstruktiv aufwendigen und kostenintensiven Maßnahmen wirksam möglich und verhindert insbesondere auch eine Schädigung von den Innenraum des Motorgehäuses 3 sowie insbesondere den Innenraum 5.1 des Getriebegehäuses 5 abdichtenden Dichtungen und deren Funktion.
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Das Rahmenrohr 8 besitzt eine relativ große Länge, sodass auch das in diesem Rahmenrohr 8 aufgenommene Luft- oder Ausgleichsvolumen relativ groß ist. Weiterhin besitzt der Kanal 13.1 einen Strömungsquerschnitt, der wesentlich kleiner ist als die Querschnitte der unmittelbar anschließenden Volumen, d.h. der Innenräume 5.1 und 9.1, sodass lediglich bei dem Druckausgleich über den Kanal 13.1 erwärmte Luft in den Innenraum 9 einströmen kann, sich aber abgesehen von dieser den Druckausgleich bewirkenden Strömung keine die Luft im Innenraum 9 erwärmende Strömung (durch Konvektion) aus dem Getriebegehäuse 5.1 in den Innenraum 9 ausbilden kann. Auch dies trägt zusätzlich zu dem großen Ausgleichsvolumen im Rahmenrohr 8 wesentlich zur Effektivität des Druckausgleichs bei.
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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 Gedanke verlassen wird.
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So ist es beispielsweise möglich, die verdrehungssichere Verbindung zwischen dem Getriebegehäuse 5 und dem Rahmenrohr 8 nicht mit einem Zapfen 13, sondern auf andere Weise zu erreichen, beispielsweise dadurch, dass das Getriebegehäuse 5 an seiner Außenseite mit einer vertieften Aufnahme für das Rahmenrohr 8 versehen ist, in der dieses Rahmenrohr beim Verspannen so verformt wird, dass es im Bereich der vertieften Aufnahmen einen von der Kreisform abweichenden Außenquerschnitt aufweist. Bei einer Ausführung ohne den Zapfen 13 sind dann das Getriebegehäuse 5 und das Rahmenrohr 8 mit jeweils wenigstens einer Öffnung versehen, die im montierten Zustand für die Verbindung zwischen dem Getriebegehäuseinnenraum 5.1 und dem Innenraum 9 deckungsgleich oder zumindest teilweise deckungsgleich angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wischermotor
- 2
- Elektromotor
- 3
- Motorgehäuse
- 4
- Getriebe
- 5
- Getriebegehäuse
- 5.1
- Innenraum des Getriebegehäuses 5
- 6
- Ausgangswelle des Wischermotors
- 7
- Tragrahmen
- 8
- Rahmenrohr
- 8.1, 8.2
- Ende des Rahmenrohres 8
- 9
- Innenraum des Rahmenrohres 8
- 10
- Lagerstück
- 10.1
- zapfenartiger Abschnitt des Lagerstücks 10
- 11
- Spannblech
- 12
- Vertiefung
- 13
- Dorn oder Zapfen
- 13.1
- Kanal im Zapfen 13
- 14
- Öffnung im Rahmenrohr 8
- 15
- Dichtung
