DE102008043173A1

DE102008043173A1 - Getriebe-Antriebseinheit mit einer Selbsthemmvorrichtung

Info

Publication number: DE102008043173A1
Application number: DE102008043173A
Authority: DE
Inventors: Tarek Mili; Detlef Lauk; Uwe Merkelbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2010-01-07
Also published as: US8823228B2; KR20110040813A; KR101648020B1; EP2297839A2; JP2011526777A; WO2010000650A2; CN102144348A; WO2010000650A3; JP5570505B2; US20110221291A1; CN102144348B

Abstract

Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor (12) und einem von diesem angetriebenen Getriebe (14), wobei das Getriebe (14) ein Abtriebselement (70) und eine Selbsthemmvorrichtung (60) mit einem Sperrelement (63, 55) aufweist, und das Sperrelement das Getriebe (12) für Drehmomente sperrt, die vom Abtriebselement (70) auf das Getriebe (12) eingeleitet werden, wobei das Getriebe (12) mit seiner Getriebeverzahnung (47) und einer Motorwellenlagerung (32, 28) wirkungsgradoptimiert mit minimaler Reibung ausgebildet ist, und der Antriebsmotor (12) als Erregermagnet einen hülsenförmigen Ringmagneten (18) aufweist, der in einem einen magnetischen Rückschluss bildenden Poltopf (16) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit mit einer Selbsthemmvorrichtung insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Mit der DE 197 53 106 C2 ist eine Lastdrehmomentsperre bekannt geworden, die in einem Antriebsstrang eingebaut ist und beim Stillstand des Antriebs selbstständig die vom Abtrieb eingeleiteten Drehmomente sperrt. Die von der Antriebsseite eingeleiteten Drehmomente hingegen werden in beiden Drehrichtungen übertragen. Hierzu wird eine Antriebswelle von den Anbauteilen einer Abtriebswelle durchdrungen. Zwischen diesen beiden gegeneinander verdrehbaren Wellen sind radiale Stege, sowie Klemm- bzw. Sperrelemente angeordnet, die in Abhängigkeit von der antriebsseitigen oder abtriebsseitigen Einleitung der Drehmomente eine Drehung gegenüber einer Klemmringeinheit zulassen oder blockieren. Eine solche Lastdrehmomentsperre besteht aus einer Vielzahl von Einzelteilen, die aufwendig zu montieren sind und viel Bauraum beanspruchen. Dadurch ist die Getriebe-Antriebseinheit relativ groß und schwer ausgebildet, wodurch ein entsprechend leistungsstarker Elektromotor zum Antrieb erforderlich ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteil der Erfindung
Die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit mit einer Selbsthemmvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die kostengünstige Ausbildung eines Getriebes mit reduzierter Reibung bei gleichen Anwendungen gleichzeitig ein Antriebsmotor mit geringerem Gewicht verwendet werden kann. Hierzu ist der Erregermagnet des Elektromotors als relativ klein- und leichtbauender Ringmagnet ausgebildet, der das Ankerpaket mit den Wicklungsspulen umschließt. Dadurch dass die Lastmomentsperre durch eine separate Selbsthemmvorrichtung ausgebildet ist, kann ein wirkungsgradoptimiertes Getriebe auch für Stellantriebe verwendet werden, bei dem das Getriebe bei einer abtriebseitigen Lasteinwirkung gesperrt werden soll, wie dies beispielsweise in Fensterheber-, Schiebedach-, Wischer- oder Sitzantrieben erforderlich ist.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im abhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. So kann die Leistungsdichte des Antriebsmotors dadurch gesteigert werden, dass der permanenterrege Magnet des Elektromotors auch mehr als zwei Magnetpole aufweisen kann. Bevorzugt wird eine gradzahlige Magnetpolanzahl verwendet, beispielsweise 2, 4, 6 oder 8 Magnetpole, wobei bei der Ausbildung von genau 4 Magnetpolen ein optimaler Kompromiss zwischen der Steigerung der Leistungsdichte und der Magnetisierbarkeit des Ringmagneten für diese Motorgrößen erzielt wird.
Besonders günstig ist es, die Wandstärke des Ringmagneten zwischen 0,5 mm und 3 mm auszubilden, wobei bei einer vergleichsweise geringen Wandstärke von 0,5 mm bis 1,5 mm – z. B. näherungsweise 1,0 mm – eine besonders günstige Leistungsstromdichte des Elektromotors erzielt werden kann. Für die Gewichtsreduktion des Gesamtantriebs ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn die Relation zwischen dem Außendurchmesser des Ringmagneten und dessen Wandstärke in etwa zwischen 15:1 und 40:1 liegt.
Zweckmäßigerweise wird für die Herstellung eines solchen ringförmigen Magneten ein hochenergetisches Magnetmaterial verwendet, vorzugsweise Selten–Erde-Elemente. Dabei kann dieses Material besonders kostengünstig durch Sintern oder in einem Kunststoff gebunden zu einem ringförmigen Magnet geformt werden. NdFeB ist dabei ein besonders bevorzugter Hochenergie-Magnetwerkstoff.
Vorteilhaft ist es, den Ringmagneten in einem kreisförmigen Poltopf anzuordnen, der vorzugsweise mittels Tiefziehen hergestellt wird. Dabei beträgt der Außendurchmesser des Poltopfs beispielsweise zwischen 25 mm und 33 mm und die Wandstärke etwa zwischen 1 mm bis 2 mm, die für den magnetischen Rückschluss ausreichend ist. Bevorzugt ist die Wandstärke des Poltopfs im zylindrischen Bereich ungefähr 1,5 mm dick.
Um die Leistungsdichte des Elektromotors zu erhöhen sind die Lamellen des Ankerpakets aus einem hochwertigen Eisenwerkstoff und insbesondere aus einem dünneren Lamellenblech (verglichen mit marktüblichen Standardlamellen) hergestellt, sodass im Zusammenspiel mit dem dünnwandigen Ringmagneten der Wirkungsgrad des Elektromotors deutlich gesteigert wird.
Wird das Getriebe der Getriebeantriebseinheit als Schneckengetriebe ausgeführt, kann die Verzahnung zwischen der auf der Antriebswelle angeordneten Schnecke und dem korrespondierenden Schneckenrad besonders reibungsarm ausgeführt werden. Hierzu weist die Schneckenverzahnung einen reduzierten Eingriffswinkel von beispielsweise 4° bis 8° auf und die Oberflächen der Verzahnung können mit einer niedrigen Reibzahl (Reib = ca. 0,025) besonders wirkungsgradoptimiert ausgeführt werden. Dazu kann ein wirkungsgradoptimiertes Schmiermittel, z. B. Topas L32 verwendet werden.
Um die Reibung der Getriebe-Antriebseinheit zu minimieren ist die Antriebswelle einerseits mit einem Kugellager gelagert, das direkt im Getriebegehäuse, vorzugsweise in einem axialen zylindrischen Fortsatz desselben, angeordnet ist. Im Poltopf, vorzugsweise an dessen Bodenfläche, ist die Antriebwelle hingegen mittels eines Gleitlagers gelagert, dass vorzugsweise aus Sinterbronze gebildet ist.
Dabei kann das Kugellager alle einwirkenden Axialkräfte der Antriebswelle aufnehmen, so dass das Gleitlager im Polgehäuse als Loslager ausgebildet ist, wodurch die Reibung der Getriebe-Antriebseinheit zusätzlich reduziert wird.
Die Schnecke wird fertigungstechnisch besonders günstig mittels eines Roll- oder Rollierverfahrens direkt auf die Antriebswelle mittels plastischer Materialumformung angeformt. Der Außendurchmesser der Schnecke ist deutlich größer, als der Durchmesser der Antriebswelle in den zur Schnecke benachbarten Bereichen. Für dieses Verfahren eignet sich besonders ein Durchmesser der Antriebswelle von etwa 5 bis 8 mm, wobei besonders bevorzugt eine 6 mm – Welle verwendet wird. Die Antriebwelle im Bereich der Schnecke kann bevorzugt einstückig mit der Ankerwelle im Bereich des Lamellenpakets ausgebildet sein – in einer alternativen Ausführung jedoch auch als getrennte Bauteile, die dann beispielsweise mittels einer Kupplung verbunden sind.
Zur Lagerung des Schneckenrads ist in der Bodenfläche des Getriebegehäuses ein Lagerdom ausgebildet, der in die Nabe des Schneckenrads eingreift. Der Lagerdom ist dabei beispielsweise einstückig mit dem Getriebegehäuseboden aus Kunststoff gefertigt. Alternativ kann auch ein Lagerbolzen aus einem anderen Material (z. B. Metall) zur Aufnahme des Schneckenrads im Getriebegehäuse angeordnet sein.
Zur Bestromung des Elektromotors sind die Kohlebürsten vorteilhaft als Hammerbürsten ausgebildet, deren Federlaschen sich in axialer Richtung entlang der Antriebswelle erstrecken. Besonders günstig ist dabei eine Anordnung von zwei Kohlebürsten, die in Umfangsrichtung um 90° versetzt angeordnet sind. Dabei ist der Bürstenträger ringförmig ausgebildet, und innerhalb eines ringförmigen Fortsatzes des Getriebegehäuses eingefügt.
Da die gesamten auf die Antriebswelle einwirkenden Axialkräfte von dem Kugellager aufgenommen werden, das im Getriebegehäuse angeordnet ist, wirken an der Schnittstelle zwischen dem Poltopf und dem Getriebegehäuse keine großen Zugkräfte. Daher kann der Poltopf vorteilhaft mittels eines Formschlusses, beispielsweise durch Verstemmen oder eine andere Materialumformung zuverlässig miteinander verbunden werden. Dazu wird der Poltopf vorteilhaft auf der zylindrischen Außenwand des Getriebegehäuse-Fortsatzes angeordnet. Zwischen dem Poltopf und dem Getriebegehäuse ist beispielsweise als Dichtung ein O-Ring angeordnet der ebenfalls auf den zylindrischen Fortsatz des Getriebegehäuses aufgeschoben wird.
Die Selbsthemmvorrichtung weist als Sperrelement in einer bevorzugten Ausführung eine Schlingfeder auf, die in zwischen dem Schneckenrad und dem Mitnehmer eingefügt ist. Dabei ist eine Bremstrommel der Feder im Getriebegehäuse oder in dessen Deckel oder in einem separaten Bauteil aufgenommen.
Besonders Bauraum sparend liegt die Schlingfeder dabei radial am Getriebegehäuse an, und greift ohne Verwendung von zusätzlichen separaten Bauelementen einerseits in das Schneckenrad und andererseits in den Mitnehmer, bzw. das Abtriebselement ein.
Die Selbsthemmvorrichtung mit dem Sperrelement kann auch in das Verstellsystem des beweglichen Teils integriert sein, beispielsweise als Bestandteil von Sitzelementen oder einer Fensterheber-Mechanik. Dabei kann das Getriebe direkt am Antriebsmotor und/oder im Verstellsystem angeordnet sein. Dabei ist der Antriebsmotor und/oder zumindest ein Teil des Getriebes immer wirkungsgradoptimiert ausgebildet. Bevorzugt ist der Antriebsmotor zusammen mit zumindest einem Teil des Getriebes als integrierte, kompakte Baueinheit ausgebildet, die eine definierte Schnittstelle zu dem zu verstellenden Teil, bzw. dessen Verstellsystem bildet. Die Selbsthemmvorrichtung ist vorteilhaft in der separierbaren (zulieferbaren) Antriebsmotor-Getriebeeinheit angeordnet, kann aber auch im zu verstellenden Teil oder in dessen Verstellsystem angeordnet sein. In jedem Fall wird günstigerweise das von dem beweglichen Teil auf die Getriebe-Antriebseinheit einwirkende Lastmoment wirksam gesperrt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit,
2 einen Querschnitt durch das Polgehäuse, und
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Schlingfeder als Selbsthemmvorrichtung.
In 1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 dargestellt, die einen Antriebmotor 12 und ein Getriebe 14 aufweist. Der Antriebsmotor 12 weist als Motorgehäuse 15 einen Poltopf 16 auf, in dem als Erregermagnet ein Ringmagnet 18 angeordnet ist. Der Ringmagnet 18 ist im Ausführungsbeispiel als Hochenergiepermanentmagnet ausgebildet, der als Selten-Erden-Material NdFnB enthält. Innerhalb des Ringmagneten 18 ist ein Lamellenblechpaket 20 mit mehreren Lamellen 21 angeordnet, das auf einer Antriebswelle 22 befestigt ist. Das Lamellenpaket 20 weist eine elektrische Wicklung 24 auf, die mit einem Kommutator 26 verbunden ist. Die Antriebwelle 22 ist im Poltopf 16 mittels eines Gleitlagers 28 gelagert, das hier als Sinterbronze-Buchse 29 ausgebildet ist. Das Gleitlager 28 ist dabei als Loslager ausgebildet, wodurch die Antriebwelle 22 im Gleitlager 28 in Axialrichtung 23 verschiebbar ist. Näherungsweise ist in einem mittleren Bereich der Antriebwelle 22 ein Kugellager 32 angeordnet, das nach fertiger Montage fest im Getriebegehäuse 36 fixiert ist. Das Kugellager 32 ist mit einem Innenring 33 auf der Antriebwelle 22 befestigt, und mit einem Außenring 34 im Getriebegehäuse 36. Dadurch ist das Kugellager 32 als Festlager ausgebildet, das alle axial auf die Antriebwelle 22 einwirkende Kräfte aufnimmt. Das freie Ende 30 der Antriebswelle 22 ragt durch einen zylindrischen Fortsatz 38 des Getriebegehäuse 36 und in das Getriebegehäuse 36 hinein. Sie bildet daran keinen Anschlag. Auf der Antriebwelle 22 ist im Bereich des Getriebegehäuses 36 eine Schnecke 40 angeordnet. Die Schnecke 40 wird beispielsweise mittels plastischer Materialumformung direkt aus der Antriebswelle 22 geformt, vorzugsweise mittels Rollieren. Der Außendurchmesser 42 der Schnecke 40 ist größer als der Außendurchmesser 44 der Antriebwelle 22 im übrigen Bereich der Antriebwelle 22. Die Schnecke 40 kämmt mit einem Schneckenrad 46, das mit seiner Nabe 45 auf einem Lagerdom 48 beziehungsweise einem Lagerbolzen 49 gelagert ist. Der Lagerdom 48 ist beispielsweise einstückig mit der Bodenfläche 50 des Getriebegehäuses 36 ausgebildet. Das Getriebegehäuse 36 weist eine kreisförmige, radiale Wand 52 auf, die einen Durchbruch 53 zur Schnecke 40 hin aufweist. Die Schnecke 40 bildet mit dem Schneckenrad 46 eine Schneckenverzahnung 47, die besonders wirkungsgradoptimiert ausgebildet ist. So weist die Schneckenverzahnung 47 einen reduzierten Eingriffswinkel (4° bis 8°) auf und einen reduzierten Reibwert von näherungsweise 0,025.
Des Weiteren ist in der Getriebeverzahnung 47 ein spezieller Schmierstoff angeordnet, der die Reibung der Schneckenverzahnung 47 deutlich reduziert. Ebenso ist das Schneckenrad 46 mittels eines speziellen Schmierstoffes auf dem Lagerdom 48 gelagert.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist die Getriebe-Antriebseinheit 10 eine Selbsthemmvorrichtung 60 auf, die als Ausrücksperre 61 entlang des Lagerbolzens 49 des Schneckenrads 47 beweglich ausgebildet ist. Hierzu weist ein Kupplungselement 62 entlang der Schneckenradachse 58 auf die auf einem korrespondierenden Oberflächenprofil 68 des Schneckenrads 46 aufliegen. Aufgrund einer relativen Drehbewegung des Kupplungselements 62 gegenüber dem Schneckenrad 46 führt das Kupplungselement 62 eine Bewegung entlang der Schneckenradachse 58 auf, wobei ein federndes Rückstellelement 68 eine entsprechende Gegenkraft gegen die Ausrückung des Kupplungselements 62 aufbringt. Das Kupplungselement 62 ist drehfest mit einem Abtriebselement 70 verbunden, das das Drehmoment beispielsweise an ein zu verstellendes Teil am Kraftfahrzeug überträgt. Das Abtriebselement 70 ist im Ausführungsbeispiel mittels eines Klemmrings 73 auf dem Lagerbolzen 49 axial fixiert. Im ausgerückten Zustand ist das Kupplungselement 62 mit dem Schneckenrad 46 durch den Antriebmotor 12 frei drehbar. Wirkt jedoch ein Lastmoment vom Antriebselement 70 auf die Getriebeantriebseinheit 10 ein, wird das Kupplungselement 62 aufgrund der Relativbewegung zu dem Schneckenrad 46 und dessen Oberflächenprofil 66 entlang der Schneckenradachse 58 gegenüber dem Getriebegehäuse 36 eingerückt. Dadurch bildet sich ein Formschluss 72 zwischen dem Kupplungselement 62 und dem Getriebegehäuse 36, der beim Einwirken eines Lastmoments sperrt. Im Ausführungsbeispiel ist der Formschluss 72 beispielsweise als umlaufende Verzahnung 74 des Kupplungselements 62 ausgebildet, die in eine entsprechende Gegenausformung 76 des Getriebegehäuses 36 – beispielsweise in der kreisförmigen Getriebewand 52 – eingreift. Das Abtriebselement 70 ist als Abtriebsritzel 71 mit einer Außenverzahnung ausgebildet, die beispielsweise mit einem Hebermechanismus eines Fensterhebers wirkverbunden ist.
Der Poltopf 16 ist mit dem Getriebegehäuse 36 über dessen zylindrischen Fortsatz 38 verbunden. Dabei wird die Innenfläche 17 des Poltopfs 16 radial an der äußeren Oberfläche 39 des zylindrischen Fortsatzes 38 abgestützt. Der zylindrische Fortsatz 38 weist beispielsweise einen Bund 78 auf, an dem eine Ringdichtung 80 – beispielsweise ein Ohrring – anliegt, der durch den Poltopf 16 gegen den Bund 78 gepresst wird. Der Poltopf 16 ist dabei mittels plastischer Materialumformung 94 formschlüssig mit dem zylindrischen Fortsatz 38 verbunden. Dabei wird beispielsweise der Poltopf 16 mittels Stempelwerkzeugen gegenüber der äußeren Oberfläche 39 des zylindrischen Fortsatzes 38 verstemmt. Im Inneren des zylindrischen Fortsatzes 38 ist ein Bürstenhalter 82 angeordnet, der die Antriebswelle 22 ringförmig umschließt. Am Bürstenhalter 82 sind Kohlebürsten 84 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel als Hammerbürsten 85 ausgebildet sind. Die Hammerbürsten 85 weisen Federhebel 83 auf, die sich entlang der Antriebwelle 22 erstrecken, und am Kommutator 26 anliegen. Am Bürstenhalter 82 sind weitere elektronische Bauelemente 86 angeordnet, beispielsweise Entstörelemente 87 (Drosseln, Kondensatoren, Dioden) und ein Thermoschutzschalter 88. Zusätzlich können metallische Abschirmbleche 89 zur Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung (Farraday Käfig) am Bürstenhalter 82 angeordnet sein. Ebenso sind magnetische Sensoren 90 angeordnet, die zur Drehlageerkennung der Antriebswelle 22 das magnetische Gebersignal eines Sensormagneten 92 detektieren, der beispielsweise ringförmig auf der Antriebswelle 22 angeordnet ist. Das Kugellager 32 ist relativ nah an der Schnecke 40 auf der Antriebswelle 22 befestigt und wird bei der Montage nach dem Einführen in den zylindrischen Fortsatz 38 mittels eines Fixierelements 31 innerhalb des zylindrischen Fortsatzes 38 verspannt.
Vom Bürstenhalter 82 führen Steckerpins 96 aus dem Getriebegehäuse 36 heraus, die beispielsweise in das Getriebegehäuse 36 eingespritzt sind. Über diese Steckerpins 96 wird die elektrische Strom- und/oder Sensorsignalübertragung gewährleistet. Am äußeren Umfang des Getriebegehäuses 36 sind Befestigungsdome 108 angeformt, mit denen die Getriebe-Antriebseinheit 10 beispielsweise an der Karosserie – insbesondere an der Fahrzeugtür angeschraubt – wird.
In 2 ist ein Querschnitt durch den Poltopf 16 mit dem Ringmagneten 18 dargestellt, um die Größenverhältnisse der Außendurchmesser 100, 101 und die Wandstärken 102, 103 des Polgehäuses 16 und des Ringmagneten 18 zu definieren. Zwischen dem Ringmagneten 18 und dem Poltopf ist als Verbindungsmittel beispielsweise ein Klebstoff 105 angeordnet.
In 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Selbsthemmvorrichtung 60 als Sperrelement eine Schlingfeder 55 aufweist. Dabei ist die Schlingfeder 55 zwischen dem Schneckenrad 46 und dem Getriebegehäuse 36 angeordnet. Die Schlingfeder 55 ist kreisförmig, koaxial zum Schneckenrad 46 ausgebildet und wird im gesperrten Zustand des Getriebes 14 gegen die Innenseite der kreisförmigen Getriebewand 52 angepresst. Dabei können Federenden 56 der Schlingfeder radial nach innen abgewinkelt sein, um einen Formschluss mit dem Schneckenrad 46 oder dem Mitnehmer 70 zu bilden. In diesem Ausführungsbeispiel ist im Getriebegehäuse 36 kein Lagerbolzen 49 angeordnet, sondern eine Durchgangsöffnung 51 in der Bodenfläche 50, wobei das Schneckenrad 46 direkt auf dem angeformten Lagerdom 48 gelagert ist.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung dargestellten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die Schlingfeder 55 bezüglich ihrer geometrischen Ausformung und ihrer Materialbeschaffenheit beliebig variiert werden, und beispielsweise eine Ummantelung aufweisen, die die Reibung gegenüber der Oberfläche der Getriebegehäuse 36 beeinflusst. Ebenso kann die Anzahl der Wicklungen und die Anordnung und Ausformung der Federenden 56 entsprechend angepasst werden. Die Anordnung der erfindungsgemäßen Lastdrehmomentsperre 60 innerhalb des Getriebes 14 kann ebenfalls variiert werden, wobei eine Anordnung zwischen dem letzten Abtriebselement 70 und dem Schneckenrad 46 besonders günstig ist, um die Getriebeverzahnung 47 vor einer übermäßigen Belastung zu schützen. Das Kupplungselement 62 kann direkt als Abtriebselement 70 oder als ein mit diesem wirkverbundenen Mitnehmerelement ausgebildet sein. Ebenso kann die konkrete Ausformung der Anlagefläche der Schlingfeder in Abhängigkeit der Ausformung der Schlingfeder 54, des Schneckenrades 46 und des Kupplungselementes 62 in vielfältiger Weise variiert werden. Bevorzugt wird die Getriebe-Antriebseinheit 10 zum Verstellen beweglicher Teile, wie beispielsweise einer Scheibe, einem Schiebedach, einem Wischer, einem Sitzteil oder einer Antriebskomponente im Kraftfahrzeug verwendet.
Dabei kann zumindest ein Teil des Getriebes 14 – und damit auch die Selbsthemmvorrichtung 60 – als Bestandteil des zu verstellenden Teils, bzw. dessen Verstellsystems ausgebildet sein. Die Kundenanschluss-Schnittstelle zwischen dem Antriebsmotor 12 und dem Verstellsystem kann dabei so gewählt werden, dass die Selbsthemmvorrichtung 60 im Verstellsystem des zu verstellenden Teils integriert ist, oder im Getriebegehäuse 36 angeordnet ist, das mit dem Potopf 16 unmittelbar verbunden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19753106 C2 [0002]

Claims

Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor (12) und einem von diesem angetriebenen Getriebe (14), wobei das Getriebe (14) ein Abtriebselement (70) und eine Selbsthemmvorrichtung (60) mit einem Sperrelement (62, 55) aufweist, und das Sperrelement (62, 55) das Getriebe (12) für Drehmomente sperrt, die vom Abtriebselement (70) auf das Getriebe (12) eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (12) mit seiner Getriebeverzahnung (47) und einer Motorwellenlagerung (32, 28) wirkungsgradoptimiert mit minimaler Reibung ausgebildet sind, und der Antriebsmotor (12) als Erregermagnet einen hülsenförmigen Ringmagneten (18) aufweist, der in einem einen magnetischen Rückschluss bildenden Poltopf (16) angeordnet ist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringmagnet (18) in Umfangsrichtung zwei oder mehr – vorzugsweise genau vier – Magnetpole (19) aufweist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringmagnet (18) eine radiale Wandstärke (102) zwischen 0.5 und 3 mm – vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm – und/oder ein Verhältnis des Außendurchmessers (100) zur Wandstärke (102) zwischen 15:1 und 40:1 aufweist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringmagnet (18) als Hochenergie-Magnet ausgebildet ist und Selten-Erde-Elemente enthält, und insbesondere aus gesintertem oder in Kunststoff gebundenem NdFeB gebildet ist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Poltopf (16) als Tiefziehteil mit einem kreisrunden Außendurchmesser (101) von ca. 25 bis 33 mm ausgebildet ist und eine radiale Wandstärke (103) von 1 bis 2 mm aufweist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (12) einen Rotor mit einem Lamellenpaket (20) für die elektrische Drahtwicklung (24) aufweist, wobei die Lamellen (21) eine Materialstärke in axialer Richtung (23) von kleiner als 1,0 mm aufweisen.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14) als Schneckengetriebe (14) ausgebildet ist und dessen Schneckenverzahnung (47) einen reduzierten Eingriffswinkel – von insbesondere 4° bis 8° und einer Reibzahl näherungsweise 0,025 aufweist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle (22) mittels einem Gleitlager (28) – das insbesondere als Sinterbronze-Buchse (29) hergestellt ist – im Poltopf (16) und mittels einem Kugellager (32) im Getriebegehäuse (36) gelagert ist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (22) im Getriebegehäuse (36) und Polgehäuse (16) in Axialrichtung (23) ausschließlich durch das als Festlager ausgebildete Kugellager (32) gelagert ist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (44) der Antriebswelle (22) zwischen 5 und 7 mm – insbesondere 6 mm – beträgt, und die Schnecke (40) auf die Antriebswelle (22) aufrolliert ist und eine größeren Außendurchmesser (42) aufweist, als der Durchmesser (44) der Antriebswelle (22).
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14) eine Schneckenrad (46) aufweist, das auf einem Lagerbolzen (49) oder Lagerdom (48) aus Kunststoff gelagert ist
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem kreisringförmig um die Antriebswelle (22) angeordneten Bürstenträger (82) sich in axialer Richtung (23) Hammerbürsten (85) erstrecken, wobei die Hammerbürsten (85) vorzugsweise um ungefähr 90° bezüglich der Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Poltopf (16) mittels plastischer Materialumformung (94) mit dem Getriebegehäuse (36) verbunden ist, und insbesondere auf einen hülsenförmigen axialen Fortsatz (38) des Getriebegehäuses (36) aufgeschoben ist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (62, 55) als Schlingfeder (55) ausgebildet ist, die – insbesondere radial – zwischen dem Schneckenrad (46) und dem Getriebegehäuse (36) angeordnet ist.
Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (55) mit ihrem Außendurchmesser (42) an der Innenwand (52) des Getriebegehäuses (36) zum anliegen kommt und mit ihren Enden (56) – insbesondere unmittelbar – mit dem Schneckenrad (46) und dem Abtriebselement (70) verbunden ist.