DE102008044394A1

DE102008044394A1 - Elektrischer Antriebsmotor, insbesondere für eine Scheibenwischvorrichtung

Info

Publication number: DE102008044394A1
Application number: DE102008044394A
Authority: DE
Inventors: Achim Hawighorst; Mario Huesges
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2010-06-10

Abstract

Ein elektrischer Antriebsmotor weist eine drehbar gelagerte Ankerwelle auf, auf der ein Kugellager befestigt ist, dessen Außenring in einem Lagersitz in einem Gehäuse aufgenommen und mithilfe eines Arretierglieds axial gesichert ist. Das Arretierglied ist als zweischenklige Klammer ausgebildet, deren einer Schenkel den Außenring des Kugellagers hintergreift und deren zweiter Schenkel an einer Wand im Gehäuse mit axialem Abstand zum ersten Schenkel abgestützt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antriebsmotor, insbesondere für eine Scheibenwischvorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
In der DE 102 59 154 A1 wird eine Scheibenwischvorrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die einen so genannten Wischerdirektantrieb aufweist, bei der eine Abtriebswelle, welche von einer Ankerwelle des elektrischen Antriebsmotors angetrieben wird, unmittelbar mit einem Wischarm der Scheibenwischvorrichtung gekoppelt ist und diesen in eine pendelnde Drehbewegung versetzt. Die Abtriebswelle ist Teil einer Getriebeeinheit, die gemeinsam mit dem elektrischen Antriebsmotor die Antriebsvorrichtung bildet und in einem Getriebegehäuse angeordnet ist, in welchem auch ein Lager für die Ankerwelle des Antriebsmotors aufgenommen ist. Das Lager befindet sich an der freien Stirnseite der Ankerwelle in dem Getriebegehäuse.
Der elektrische Antriebsmotor ist im Betrieb der Scheibenwischervorrichtung hohen Kräften bzw. Momenten unterworfen. Im Fahrtbetrieb ist der Wischarm der Scheibenwischvorrichtung der Windkraft ausgesetzt, die über das Getriebe auch auf den elektrischen Antriebsmotor wirkt. Die Höhe der Windkraft ändert sich hierbei in Abhängigkeit des Anstellwinkels des Wischarms, wobei im Verlauf der Rückstellbewegung ausgehend von der maximal ausgestellten, aufrechten Position des Wischarms in Richtung zurück zur Ruhestellung gegen die Windkraft gearbeitet werden muss. Die hohen Kräfte und Momente führen zu einer Axialkraft auf die Ankerwelle, die über die Lagerung der Ankerwelle vom Gehäuse aufgenommen werden muss. Im Falle eines Lagerspiels führt die Axialkraft zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung in Form von Klopfen.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen die Ankerwelle eines elektrischen Antriebsmotors sicher und spielfrei im Gehäuse zu lagern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Der elektrische Antriebsmotor wird vorzugsweise in Scheibenwischvorrichtungen für Kraftfahrzeuge eingesetzt. In Betracht kommt sowohl eine Anwendung für Wischerdirektantriebe, bei denen die Antriebsbewegung der Ankerwelle über eine Getriebeeinheit auf eine Abtriebswelle übertragen wird, welche unmittelbar mit dem Wischarm gekoppelt ist und diesen in eine pendelnde Drehbewegung versetzt. Es ist aber auch möglich, die Drehbewegung der Abtriebswelle über ein Wischergestänge auf den Wischarm zu übertragen.
Der Antriebsmotor weist eine drehbar gelagerte Ankerwelle auf, auf der ein Kugellager befestigt ist. Das Kugellager besitzt einen Innenring, der axial und in Umfangsrichtung fest mit der Ankerwelle verbunden ist, sowie einen drehbar am Innenring gelagerten Außenring, der gehäuseseitig arretiert ist. Die Arretierung erfolgt mithilfe eines Arretierglieds, welches als zweischenkelige Klammer ausgebildet ist, wobei ein Schenkel des Arretierglieds den Außenring des Kugellagers hintergreift und der zweite Schenkel der Klammer an einer Wand im Gehäuse mit axialem Abstand zum ersten Schenkel abgestützt ist.
In dieser Ausführung erstreckt sich die Klammer zumindest im Wesentlichen in Achsrichtung des elektrischen Antriebsmotors und sichert den Außenring des Kugellagers mit Formschluss im Gehäuse. Der Formschluss wird über den einen Schenkel der Klammer erreicht, die den Außenring stirnseitig hintergreift, wobei der zweite Schenkel auf der axial gegenüberliegenden Seite der Klammer einen Abschnitt der Gehäusewand hintergreift und insoweit ebenfalls mit Formschluss im Gehäuse gesichert ist.
Bei dem Gehäuse handelt es sich insbesondere um ein Getriebegehäuse einer Getriebeeinheit, die gemeinsam mit dem elektrischen Antriebsmotor die Antriebsvorrichtung bildet. Die Getriebeeinheit ist mit dem Stator- bzw. Motorgehäuse des Antriebsmotors verbunden.
Mithilfe der Klammer ist die Ankerwelle axial im Gehäuse gesichert und kann dementsprechend auch über einen langen Betriebszeitraum hohe Kräfte ohne die Gefahr eines Lagerspiels und einer damit einhergehenden Geräuschentwicklung aufnehmen. Insgesamt werden hierdurch die Betriebssicherheit sowie der Komfort verbessert.
Die axiale Sicherung wird mit einfachen konstruktiven Maßnahmen mithilfe der Klammer realisiert. Grundsätzlich genügt es, eine U-förmige Klammer zu verwenden, die mit axialer Ausrichtung im Gehäuse eingesetzt wird und den Außenring des Kugellagers, welches auf der Ankerwelle aufsitzt, axial hintergreift. Die Klammer erstreckt sich hierbei zumindest mit einer Achskomponente im Gehäuse, zweckmäßigerweise ist aber die Klammer vollständig in Achsrichtung ausgerichtet, so dass keine Biegemomente quer zur Klammerebene wirksam werden. Die beiden freien Schenkel der U-förmigen Klammer hintergreifen mit Formschluss den Außenring des Kugellagers sowie eine Wand in dem Gehäuse.
Die Wand, an der der zweite Schenkel der Klammer abgestützt ist, ist vorzugsweise eine Lagerstützwand, die Bestandteil des Lagersitzes zur Aufnahme des Außenrings des Kugellagers ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Klammer an einem sonstigen Gehäusebauteil außerhalb des Lagersitzes abzustützen.
Der Lagersitz ist insbesondere einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet und erstreckt sich von der Innenseite der Gehäusewand ausgehend radial nach innen. In dieser Ausführung umgreift der Lagersitz die eingeschobene Ankerwelle in Radialrichtung.
Die Klammer kann den Lagersitz gemäß einer ersten Ausführung über dessen vollständige axiale Erstreckung umgreifen oder aber, gemäß einer alternativen Ausführung, nur über einen Teil der axialen Erstreckung. Bei vollständiger axialer Umklammerung müssen entsprechend länger ausgebildete Klammern eingesetzt werden als bei einer nur teilweisen axialen Umklammerung des Lagersitzes. Allerdings müssen bei teilweiser axialer Umklammerung zusätzliche Einkerbungen oder Ausnehmungen für den zweiten Schenkel der Klammer vorgesehen sein, wobei diese Einkerbungen bzw. Ausnehmungen sich in einem axialen Mittelteil des Lagersitzes befinden.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Scheibenwischvorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
2 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung, bestehend aus einem elektrischen Antriebsmotor und einer Getriebeeinheit,
3 einen Schnitt durch die Antriebsvorrichtung mit einer Darstellung der Lagerung der Ankerwelle im Getriebegehäuse, wobei ein Kugellager, welches auf der Ankerwelle aufsitzt, von einer sich in Achsrichtung erstreckenden Klammer umgriffen wird,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Kugellager auf der Ankerwelle von einer Klammer umgriffen wird, die sich axial nur über einen Teil des Lagersitzes im Getriebegehäuse erstreckt.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Scheibenwischvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, die eine Antriebsvorrichtung 3 umfasst sowie einen von der Antriebsvorrichtung 3 betätigten Wischarm und ein am Wischarm 4 gehaltenes Wischblatt 5, das auf einer Fahrzeugscheibe 2 aufliegt. Der Antriebsmotor ist als Elektromotor ausgeführt. Der Wischarm 4 ist drehbar gelagert und führt bei einer Betätigung des elektrischen Antriebsmotors eine rotatorische Pendelbewegung aus.
Wie 2 zu entnehmen, umfasst die Antriebsvorrichtung 3 den elektrischen Antriebsmotor 6 sowie eine Getriebeeinheit in einem Getriebegehäuse 14, das fest mit dem Stator- bzw. Motorgehäuse 7 des elektrischen Antriebsmotors 6 verbunden ist. In dem Statorgehäuse 7 ist eine Rotor- bzw. Ankerwelle 10 drehbar gelagert, die Träger einer Spule 9 ist, welche über einen Kommutator bestrombar ist. Auf der Innenseite des Gehäuses 7 sind Permanentmagnete 8 befestigt.
Die Ankerwelle 10 trägt auf ihrem außerhalb des Statorgehäuses 7 gelegenen Wellenabschnitt, welcher in das Getriebegehäuse 14 einragt, ein Gewinde 11, das mit einem Zahnrad 12 kämmt, welches auf einer Abtriebswelle 13 drehfest angeordnet ist. Das Gewinde 11 und das Zahnrad 12 bilden hierbei gemeinsam mit der Abtriebswelle 13 das im Getriebegehäuse 14 angeordnete Getriebe. Die Abtriebswelle 13 treibt zweckmäßigerweise unmittelbar den Wischarm 4 an (1).
In 3 ist die Antriebsvorrichtung 3 im Detail dargestellt. Die Antriebsvorrichtung 3 umfasst den elektrischen Antriebsmotor 6 sowie die Getriebeeinheit in dem Getriebegehäuse 14, das außerdem einen Lagersitz 16 zur Lagerung eines Kugellagers 15 aufweist. Das Kugellager 15 ist mit einem Innenring 15a versehen, welcher in Achsrichtung sowie in Umfangsrichtung fest mit der Ankerwelle 10 verbunden ist. Der Außenring 15b des Kugellagers 15 kann um den Innenring 15a rotieren und ist fest in dem Lagersitz 16 im Gehäuse 14 verankert.
Die Verankerung des Außenrings 15b im Lagersitz 16 erfolgt mithilfe einer Klammer 18, die U-förmig ausgebildet ist und zwei offene, gegenüber einem Mittelteil der Klammer abgewinkelte Schenkel 18a und 18b aufweist, von denen der erste Schenkel 18a den Außenring 15b axial und mit Formschluss hintergreift. Der zweite, axial gegenüberliegende Schenkel 18b liegt an einer Lagerstützwand 17 an, die den Lagersitz 16 begrenzt, welcher als Bauteil des Gehäuses 14 ausgebildet ist. Die Klammer 18 erstreckt sich in Achsrichtung, also in Richtung der Längsachse der Ankerwelle 10, und sichert den Außenring 15b in Achsrichtung im Gehäuse 14. Über die Klammer 18 wird das Kugellager 15 gegen die Innenseite der Lagerstützwand 17 gedrückt, so dass das Kugellager 15 axial unverrückbar im Gehäuse 14 gehalten ist. Die Sicherung erfolgt über einen Formschluss, da die beiden Schenkel 18a und 18b der Klammer 18 in Achsrichtung gesehen den Außenring 15b bzw. die Lagerstützwand 17 formschlüssig hintergreifen.
Die Klammer 18 kann in eine Nut eingesetzt werden, die in den Lagersitz 16 eingebracht ist. Im Ausführungsbeispiel sind zweckmäßigerweise zumindest zwei diametral gegenüberliegende Klammern 18 vorgesehen, um eine einseitige Abstützung zu vermeiden. Gegebenenfalls sind über den Umfang verteilt mehr als zwei derartige Klammern vorgesehen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 erstreckt sich die Klammer 18 nicht über die gesamte axiale Länge des Lagersitzes 16, sondern nur über eine axiale Teillänge. In die radiale Außenseite des Lagersitzes 16 ist eine Nut 19 eingebracht, zweckmäßigerweise eine umlaufende Nut, in die der Schenkel 18b der Klammer 18 verrastend und mit Formschluss eingreift. Die Nut 19 befindet sich in Achsrichtung zumindest annähernd in der Mitte des Lagersitzes 16. Die Ausführung gemäß 4 erlaubt die Verwendung kleinerer Klammern 18.
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 10259154 A1 [0002]

Claims

Elektrischer Antriebsmotor, insbesondere für eine Scheibenwischvorrichtung (1), mit einer in einem Stator drehbar gelagerten Ankerwelle (10), auf der ein Kugellager (15) befestigt ist, dessen Außenring (15b) in einem Lagersitz (16) in einem Gehäuse (14) aufgenommen und mithilfe eines Arretierglieds axial im Lagersitz (16) gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierglied als zweischenkelige Klammer (18) ausgebildet ist, deren einer Schenkel (18a) den Außenring (15b) des Kugellagers (15) hintergreift und deren zweiter Schenkel (18b) an einer Wand (17) im Gehäuse (14) mit axialem Abstand zum ersten Schenkel (18a) abgestützt ist.
Antriebsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand, an der der zweite Schenkel (18b) der Klammer (18) abgestützt ist, eine Lagerstützwand (17) des Lagersitzes (16) ist.
Antriebsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (18) in eine Nut (19) eingesetzt ist, die in den Lagersitz (16) eingebracht ist.
Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagersitz (16) einteilig mit dem Gehäuse (14) ausgebildet ist und sich von der Innenseite der Gehäuseaußenwand radial nach innen erstreckt.
Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (18) den Lagersitz (16) über dessen axiale Erstreckung umgreift.
Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (18) den Lagersitz (16) nur über einen Teil seiner axialen Erstreckung umgreift.
Antriebsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die radial außenliegende Außenwand des Lagersitzes (16) eine Nut (19) eingebracht ist, in die ein Schenkel (18b) der Klammer (18) eingreift.
Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14), in welchem sich der Lagersitz (16) befindet, ein Getriebegehäuse mit Getriebebauteilen ist, die mit der Ankerwelle (10) drehgekoppelt sind.