DE102009029530A1

DE102009029530A1 - Getriebe-Antriebseinheit

Info

Publication number: DE102009029530A1
Application number: DE102009029530A
Authority: DE
Inventors: Tarek Mili; Detlef Lauk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2011-03-24
Also published as: US20120247245A1; WO2011032759A1; CN102482911B; US8887591B2; IN2012DN00300A; CN102482911A; EP2478176A1

Abstract

Eine Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere ein Fensterheberantrieb, weist ein antriebsseitiges, in einem Getriebegehäuse (15) drehbar angeordnetes Getriebeelement (11) auf, mit dem ein Antriebsdrehmoment auf wenigstens einen Mitnehmer (25, 26) eines abtriebsseitigen Kupplungselements (20) übertragbar ist. Ferner ist eine Lastdrehmomentsperre vorgesehen, mit der ein von dem abtriebsseitigen Kupplungselement (20) über den wenigstens einen Mitnehmer (25, 26) eingeleitetes Drehmoment sperrbar ist, wobei die Lastdrehmomentsperre ein vorzugsweise als Schlingfeder ausgebildetes Sperrelement (42) aufweist, das zum Sperren des Drehmoments mit einem drehfest im Getriebegehäuse (15) angeordneten Element zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das drehfest angeordnete Element gleichzeitig als radiales Lager für das antriebsseitige Getriebeelement (11) ausgebildet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Getriebe-Antriebseinheit ist aus der DE 10 2005 012 938 A1 bekannt. Bei der bekannten, als Fensterheberantrieb ausgebildeten Getriebe-Antriebseinheit ist ein als Getriebeelement ausgebildetes Stirnrad auf einer Antriebswelle gelagert, welche wiederum in einer Achse befestigt ist. Ferner ist ein als Schlingfeder ausgebildetes Sperrelement vorgesehen, das innerhalb einer ortsfest angeordneten Hohlwelle gelagert ist. Es sind somit für die Lagerung des Stirnrades und der Schlingfeder unterschiedliche Bauelemente vorgesehen. Dies bedingt, dass die Toleranzen der Bauelemente entsprechend angepasst werden müssen, was eine aufwändige und somit relativ kostenintensive Fertigung erforderlich macht.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gesetzt, eine Getriebe-Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine einfachere und somit kostengünstigere Herstellbarkeit ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Getriebe-Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, für die Lagerung des Getriebeelementes und des Sperrelements ein einziges Bauteil vorzusehen, welches zusätzlich zu seiner Funktion der Lagerung des Sperrelements die radiale Lagerung des Getriebeelements übernimmt. Dadurch ist es erforderlich, lediglich ein einziges Bauteil in der benötigten Genauigkeit herzustellen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Um die Verschleißfestigkeit einerseits und die Geräuscharmut andererseits sicherzustellen ist es in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass das drehfest angeordnete Element eine aus Metall oder aus Kunststoff bestehende Bremstrommel und das Getriebeelement ein aus Kunststoff bestehendes Stirnrad ist.
Kostengünstig herstellbar und kompakt im Aufbau ist die Getriebe-Antriebseinheit insbesondere, wenn die Bremstrommel im Wesentlichen hülsenförmig oder topfförmig ausgebildet ist und mit ihrer Außenwand als Lager für das Stirnrad und mit ihrer Innenwand als Lager für das Sperrelement wirkt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es dabei vorgesehen, dass zur Reduzierung der Reibung zwischen dem Stirnrad und der Bremstrommel an der Außenwand der Bremstrommel oder an der zylindrischen Innenwand des Stirnrads Rippen angeformt sind, die als Lagerstellen für das Stirnrad wirken.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Rippen in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind und sich in Längsrichtung erstrecken, um eine gleichmäßige Belastung des Lagers und einen gleichmäßigen Verschleiß zu ermöglichen.
Um eine einfache und kostengünstige Möglichkeit der Herstellung der Rippen zu ermöglichen ist es dabei insbesondere vorteilhaft, wenn die Rippen am Stirnrad ausgebildet bzw. einstückig angeformt sind und das Stirnrad als Spritzgussteil ausgebildet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Bremstrommel radial angeordnete Befestigungslaschen aufweist, die in entsprechende Aussparungen des Getriebegehäuses formschlüssig eingreifen. Dadurch wird eine sichere und einfache Befestigung der Bremstrommel in dem Getriebegehäuse ermöglicht.
Um eine einfache Montage der Bauteile und insbesondere des Stirnrads zu ermöglichen, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass das Stirnrad axial innerhalb des Getriebegehäuses zwischen einem Gehäuseboden und einem als separatem Bauteil ausgebildeten Gehäusedeckel gelagert ist.
Um eine mechanische Entkoppelung des Kupplungselements und des mit dem Kupplungselement zusammenwirkenden Stirnrads zu ermöglichen ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Kupplungselement auf einem konzentrisch zur Bremstrommel angeordneten Lagerzapfen drehbar gelagert ist und mit parallel zur Achse angeordneten Mitnehmern mit radialem Spiel in Ausnehmungen des Stirnrads eingreift.
Hierbei lässt sich der Lagerzapfen besonders einfach und kostengünstig sowie genau herstellen, wenn diese einstückig am aus Kunststoff bestehenden Getriebegehäuse angeformt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit und
2 einen Längsschnitt durch die montierte Getriebe-Antriebseinheit gemäß der 1.
In den Figuren ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 für einen Verstellantrieb in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Fensterheberantrieb dargestellt. Die Getriebe-Antriebseinheit 10 umfasst ein als schräg verzahntes Abtriebszahnrad aus Kunststoff ausgebildetes Getriebeelement, welches im Folgenden als Stirnrad 11 bezeichnet wird. Das Stirnrad 11 wird von einem nicht gezeigten Elektromotor, wie in der DE 10 2005 012 938 A1 gezeigt, angetrieben. Hierzu weist der Elektromotor eine Antriebswelle 12 mit einem ebenfalls schräg verzahnten Zahnrad 13 auf, das mit der Außenverzahnung des Stirnrades 11 kämmt. Das Stirnrad 11 ist in einem aus Kunststoff bestehenden Getriebegehäuse 15 der Getriebe-Antriebseinheit 10 aufgenommen.
Das Getriebegehäuse 15 umfasst ein topfförmiges Grundteil 16 und einen an der Oberseite des Grundteils 16 angeordneten Gehäusedeckel 17. Der Gehäusedeckel 17 ist ringförmig ausgebildet und mit dem Grundteil 16 insbesondere durch Formschluss verrastbar. An dem Getriebegehäuse 15 ist einstückig ein Lagerzapfen 18 angeformt, dessen eines Ende 19 aus dem Gehäusedeckel 17 herausragt. Auf dem Lagerzapfen 18 ist ein Abtriebselement 20 drehbar gelagert. Das Abtriebselement 20 ist mittels eines Wellenspannrings 21 axial auf dem Lagerzapfen 18 gesichert.
Das Abtriebselement 20 weist auf der dem Gehäusedeckel 17 abgewandten Seite eine Verzahnung 23 auf, über die das Antriebsdrehmoment des Elektromotors auf eine nicht näher dargestellte Mechanik oder Kinematik eines Fensterhebers übertragbar ist, wodurch als bewegliches Teil eine Fensterscheibe verstellt wird. Ferner weist das Abtriebselement 20 zwei sich parallel und mit Abstand zum Lagerzapfen 18 erstreckende Mitnehmer 25, 26 auf, die in das Innere des Getriebegehäuses 15 hineinragen. Hierzu sind in der scheibenförmigen Oberseite 27 des Stirnrads 11 zwei Ausnehmungen 28, 29 ausgebildet (1).
Das Stirnrad 11 ist mit seinem Zahnkranz 31 in dem Getriebegehäuse 15 axial positioniert bzw. gelagert. Hierzu liegt beispielhaft und daher nicht einschränkend die Unterseite 32 des Zahnkranzes 31 auf einem ringförmig ausgebildeten Bodenbereich 33 des Grundteils 16 des Getriebegehäuses 15 auf. Die Oberseite 36 des Zahnkranzes 31 ist wiederum in Wirkverbindung mit dem Gehäusedeckel 17 angeordnet.
Teilweise innerhalb des Zahnkranzes 31 und auf der dem Gehäusedeckel 17 abgewandten Seite ist eine aus Metall oder aus Kunststoff bestehende Bremstrommel 34 im Getriebegehäuse 15 angeordnet. Die im Wesentlichen hülsenförmig oder topfförmig ausgebildete Bremstrommel 34 liegt dabei mit ihrem unterhalb des Stirnrads 11 befindlichen Teil ihrer Außenwand 35 an einer zylindrisch ausgebildeten Wand 37 des Grundteils 16 an. Die Wand 37 im Grundteil 16 weist ferner mehrere Aussparungen 38 auf, in die Befestigungslaschen 39 der Bremstrommel 34 formschlüssig eingreifen. Über an der Unterseite des Grundteils 16 ausgebildete Durchgangsbohrungen lassen sich die Befestigungslaschen 39 der Bremstrommel 34 mittels Befestigungsschrauben 41 fixieren.
Innerhalb der Bremstrommel 34 ist ein als Schlingfeder 42 ausgebildetes Sperrelement angeordnet, die als Lastdrehmomentsperre wirkt. Die Schlingfeder 42 weist zwei Enden 43, 44 auf, die radial nach innen ragen und mit den Mitnehmern 25, 26 des Abtriebselements 20 zusammenwirken. Die Schlingfeder 42 nimmt nahezu die gesamte Höhe der Wand 35 der Bremstrommel 34 ein und ist radial mit nur geringem Abstand zur Innenseite der Wand 35 angeordnet, so dass die Wand 35 an ihrer Innenseite als Lagerung für die Schlingfeder 42 dient.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wand 35 der Bremstrommel 34 nicht nur der Aufnahme bzw. Lagerung der Schlingfeder 42, sondern auch zur radialen Lagerung des Stirnrads 11 dient. Hierzu ist es vorgesehen, dass an der umlaufenden Innenseite 45 des Zahnkranzes 31 des Stirnrades 11 mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Lagerrippen 46 ausgebildet sind. Die Lagerrippen 46 wirken dabei mit dem oberhalb des Bodenbereichs 32 des Grundkörpers 16 befindlichen Bereich der Wand 35 der Bremstrommel 34 zusammen, indem die Lagerrippen 46 an der Außenseite der Wand 35 anliegen bzw. mit minimalem Spiel zu dieser beabstandet sind.
Die sich in Längsrichtung erstreckenden Lagerrippen 46 sind vorzugsweise einstückig an der Innenseite 45 angeformt, was bei einem als Spritzgussteil ausgebildeten Stirnrad 11 kostengünstig realisierbar ist. In den Bereichen, in denen sich keine Lagerrippen 46 befinden, sind zwischen dem Stirnrad 11 und der Bremstrommel 34 ringförmige Spalte 47 ausgebildet.
Beim Betrieb der Getriebe-Antriebseinheit 10 wird ein vom Elektromotor über die Antriebswelle 12 eingeleitetes Drehmoment wie bereits beschrieben über das Stirnrad 11 und die Mitnehmer 25, 26 auf das Abtriebselement 20 übertragen. Wird nun über das Abtriebselement 20 ein Moment in die Getriebe-Antriebseinheit 10 eingeleitet, so bewirken die mit den Mitnehmern 25, 26 in Wirkverbindung angeordneten Enden 43, 44 der Schlingfeder 42, dass die Schlingfeder 42 in ihrem Durchmesser aufgeweitet wird und an der Innenfläche der Wand 35 der Bremstrommel 34 anliegt. Hierdurch wird die Bewegung der Mitnehmer 25, 26 gestoppt, welche über die Ausnehmungen 28, 29 ihrerseits mit dem Stirnrad 11 verbunden sind.
Ergänzend wird erwähnt, dass die Lagerrippen 46 anstelle am Stirnrad 11 auch an der Bremstrommel 34 angeordnet sein können. Auch kann, je nach Anwendungsfall, auf die Ausbildung von Lagerrippen auch ganz verzichtet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005012938 A1 [0002, 0018]

Claims

Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere Fensterheberantrieb, mit einem antriebsseitigen, in einem Getriebegehäuse (15) drehbar angeordneten Getriebeelement (11), mit dem ein Antriebsdrehmoment auf wenigstens einen Mitnehmer (25, 26) eines abtriebsseitigen Kupplungselements (20) übertragbar ist und mit einer Lastdrehmomentsperre, mit der ein von dem abtriebsseitigen Kupplungselement (20) über den wenigstens einen Mitnehmer (25, 26) eingeleitetes Drehmoment sperrbar ist, wobei die Lastdrehmomentsperre ein vorzugsweise als Schlingfeder ausgebildetes Sperrelement (42) aufweist, das zum Sperren des Drehmoments mit einem drehfest im Getriebegehäuse (15) angeordneten Element zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das drehfest angeordnete Element gleichzeitig als radiales Lager für das antriebsseitige Getriebeelement (11) ausgebildet ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drehfest angeordnete Element eine aus Metall oder aus Kunststoff bestehende Bremstrommel (34) und das Getriebeelement ein aus Kunststoff bestehendes Stirnrad (11) ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremstrommel (34) im Wesentlichen hülsenförmig oder topfförmig ausgebildet ist und mit ihrer Außenwand (35) als Lager für das Stirnrad (11) und mit ihrer Innenwand als Lager für das Sperrelement (42) wirkt.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenwand der Bremstrommel (34) oder an einer Innenseite (45) eines Zahnkranzes (31) des Stirnrads (11) Rippen (46) angeformt sind, die als Lagerstellen für das Stirnrad (11) wirken.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (46) in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind und sich in Längsrichtung erstrecken.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (46) an dem Stirnrad (11) ausgebildet sind und, dass das Stirnrad (11) ein Spritzgussteil ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremstrommel (34) radial angeordnete Befestigungslaschen (39) aufweist, die in Aussparungen (38) des Getriebegehäuses (15) formschlüssig eingreifen.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnrad (11) axial innerhalb des Getriebegehäuses (15) zwischen einem Gehäuseboden (33) und einem als separatem Bauteil ausgebildetem Gehäusedeckel (17) gelagert ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (20) auf einem konzentrisch zur Bremstrommel (34) angeordneten Lagerzapfen (18) drehbar gelagert ist und mit achsparallel zum Lagerzapfen (18) angeordneten Mitnehmern (25, 26) mit radialem Spiel in Ausnehmungen (28, 29) des Stirnrads (11) eingreift.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (18) einstückig an einem aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteil (16) des Getriebegehäuse (15) angeformt ist.