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Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebe in einem Getriebegehäuse, insbesondere zur Verstellung einer Baueinheit in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Sitzverstellung oder als Fensterheber, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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In der
EP 1 897 208 B1 wird eine Antriebseinrichtung mit einem Elektromotor und einem Getriebe beschrieben, wobei der an das Getriebegehäuse angeflanschte Elektromotor über eine Elektronikplatine angesteuert wird, die in das Getriebegehäuse eingesetzt ist. Die Elektronikplatine befindet sich im Getriebegehäuse oberhalb der Rotorwelle und mit Abstand zu den Getriebebauteilen, über die die Antriebsbewegung der Rotorwelle auf eine Abtriebswelle übertragen wird. Die Getriebebauteile umfassen eine Schnecke, die auf der Rotorwelle aufsitzt, sowie ein mit der Schnecke kämmendes Schneckenrad und ein mit der Abtriebswelle verbundenes Abtriebsrad, das von dem Schneckenrad angetrieben wird. Die Elektronikplatine weist sowohl zur Schnecke als auch zum Schneckenrad und dem Abtriebsrad einen Abstand auf.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebe in einem Getriebegehäuse kompakt bauend auszuführen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung wird vorzugsweise in Kraftfahrzeugen zur Verstellung einer Baueinheit eingesetzt, beispielsweise als Fensterheber, zur Sitzverstellung oder dergleichen. Bei dem elektrischen Antriebsmotor handelt es sich vorzugsweise um einen DC-Innenläufermotor.
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Die Antriebsbewegung des elektrischen Antriebsmotors, der entweder an das Getriebegehäuse angeflanscht oder in das Getriebegehäuse integriert ist, wird über Getriebebauteile auf eine Abtriebswelle übertragen, welche Bestandteil der Antriebseinrichtung ist. Die Antriebseinrichtung bildet mit dem Antriebsmotor und den Getriebebauteilen im Getriebegehäuse einschließlich der Abtriebswelle ein vorgefertigtes Modul, das in der gewünschten Position im Kraftfahrzeug oder in sonstigen Anwendungen eingesetzt werden kann.
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Die Rotorwelle des Antriebsmotors treibt über ein Stirnrad, welches Bestandteil des Getriebes ist, die Abtriebswelle an, die drehbar im Getriebegehäuse gelagert ist. Zur Ansteuerung des Antriebsmotors ist in das Getriebegehäuse eine Elektronikplatine eingesetzt, über die die Bestromung des elektrischen Antriebsmotors gesteuert wird. Die elektrische Stromzufuhr erfolgt zweckmäßigerweise über einen Anschlussstecker, der ebenfalls in das Getriebegehäuse integriert bzw. mit diesem verbunden ist.
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Die plattenförmige Elektronikplatine liegt in einer Ebene, die sich quer zur Längsachse der Abtriebswelle erstreckt. Auf Grund der Bewegungsübertragung der Rotorwelle über das Stirnrad auf die Abtriebswelle kreuzen sich die Achsen von Rotorwelle und Abtriebswelle in einem rechten Winkel und ist die Elektronikplatine parallel zur Rotorwellenachse angeordnet.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Elektronikplatine axial beabstandet zum Stirnrad liegt und dass die Elektronikplatine das Stirnrad in Radialrichtung zumindest teilweise überdeckt. Der axiale Abstand zwischen der Ebene der Elektronikplatine und dem Stirnrad erlaubt die Überdeckung bzw. Überschneidung in Radialrichtung mit dem Stirnrad, so dass ein Abschnitt der Elektronikplatine in Richtung der Längsachse der Abtriebswelle gesehen einen radial außen liegenden Abschnitt des Stirnrades überdeckt. Die Überdeckung erfolgt vorzugsweise nur teilweise und erstreckt sich insbesondere maximal bis zur Drehachse der Abtriebswelle. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine die Drehachse der Abtriebswelle einschließende Überdeckung, ggf. auch eine vollständige Überdeckung des Stirnrades.
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In dieser Ausführung nimmt die Antriebseinrichtung eine kompakte Bauform ein, da auf Grund der erfindungsgemäßen axialen und radialen Positionierung von Stirnrad und Elektronikplatine zueinander eine Anordnung dieser Bauteile in verschiedenen Ebenen mit teilweiser Überschneidung gegeben ist. Der für die Elektronikplatine erforderliche, zusätzliche Bauraum im Getriebegehäuse beschränkt sich auf ein Minimum. Bei einer kompletten Überdeckung des Stirnrades – ggf. auch weiterer Getriebebauteile – durch die Elektronikplatine kann auf einen zusätzlichen Einbauraum für die Elektronikplatine verzichtet werden, wodurch die benötigten Abmessungen des Getriebegehäuses weiter reduziert werden können.
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Die Antriebseinrichtung zeichnet sich durch einen kompakt bauenden Sandwich-Aufbau aus mit einem Mitnehmer, einer Bremse, einem Stirnrad und einer Elektronikplatine.
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Gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführungen ist vorgesehen, dass im Getriebegehäuse eine Bremseinrichtung angeordnet ist, die bei einer der Antriebsbewegung des Antriebsmotors entgegengerichteten Drehbewegung der Abtriebswelle eine Bremskraft auf die Abtriebswelle ausübt. Eine derartige Bremseinrichtung wird insbesondere bei Fensterhebern in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um sicherzustellen, dass eine Fensterscheibe in geschlossener Position nicht von außen gegen das Motormoment bzw. Stillstandsmoment des Motors aufgedrückt werden kann. Die Bremseinrichtung umfasst ein Bremsglied, das vorzugsweise axial zwischen dem Stirnrad und der Ebene der Elektronikplatine liegt, ggf. aber auch axial über die Ebene der Platine herausragt. In diesem Fall überdeckt die Elektronikplatine nur einen Abschnitt des Stirnrades, nicht jedoch das Bremsglied.
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Grundsätzlich möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der die Elektronikplatine axial außerhalb des Bremsglieds liegt, so dass auch eine radiale Teilüberdeckung oder komplette Überdeckung des Bremsglieds der Bremseinrichtung durch die Elektronikplatine möglich ist.
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Gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung ist vorgesehen, dass das Bremsglied als eine Schlingfeder ausgeführt ist, die in einer gehäuseseitigen Bremstrommel aufgenommen ist, welche axial an das Stirnrad angrenzt. Bei einem Antrieb über den elektrischen Antriebsmotor befindet sich das Bremsglied der Bremseinrichtung außer Funktion, so dass die Drehbewegung der Abtriebswelle kein Bremsmoment erfährt. Wird dagegen von außen ein Drehmoment auf die Abtriebswelle erzeugt, so tritt das Bremsglied in Bremsfunktion und generiert ein die Rotationsbewegung der Abtriebswelle hemmendes Bremsmoment. Im Falle einer Ausführung des Bremsglieds als Schlingfeder ist diese um die Abtriebswelle gelegt und drückt im Bremsfall radial nach innen oder außen, wodurch eine Ringwandung des Stirnrads mit einem Bremsmoment beaufschlagt wird.
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Die Bremstrommel, welche die Schlingfeder aufnimmt, weist vorzugsweise einen kleineren Radius auf als das Stirnrad, wobei der radial über die Bremstrommel überstehende Ringabschnitt des Stirnrads von der Elektronikplatine überdeckt wird. Die Seitenkante der Elektronikplatine liegt hierbei benachbart zur Außenwand der Bremstrommel.
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Das Stirnrad weist zweckmäßigerweise eine Außenverzahnung auf, die mit einer auf der Rotorwelle angeordneten Schnecke kämmt, wobei das Stirnrad zumindest im Bereich seiner Außenverzahnung radial von der Elektronikplatine übergriffen ist. Die Elektronikplatine überdeckt vorzugsweise einen Sektor des Stirnrades, wobei der Sektorwinkel vorzugsweise kleiner als 180° beträgt, beispielsweise 90° oder 120°.
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Gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung ist in das Getriebegehäuse ein Aufnahmeraum für die Elektronikplatine eingebracht, wobei die Elektronikplatine vom Stirnrad über eine Gehäusewand des Aufnahmeraums separiert ist. Der Aufnahmeraum erstreckt sich zumindest teilweise über das Stirnrad.
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Die Elektronikplatine ist, gemäß weiterer vorteilhafter Ausführung, L-förmig ausgebildet, wobei der L-förmige Schenkel der Elektronikplatine die Rotorwelle des Antriebsmotors in Querrichtung übergreift. An dieser Stelle der Leiterplatte bzw. Elektronikplatine kann ein Sensor angebracht sein, der das Gebersignal seitens der Rotorwelle abgreift. Der Sensor ist bevorzugt als ein Hallsensor auf der Leitplatte und ein Ringmagnet auf der Rotorwelle ausgeführt. Auf diese Weise wird eine weitere Überdeckung der Elektronikplatine und einem Bauteil der Antriebseinrichtung zur Erzielung einer kompakten Bauform erreicht.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Antriebseinrichtung mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebegehäuse, mit einer Elektronikplatine in einem Aufnahmeraum des Getriebegehäuses, wobei sich ein Abschnitt der Elektronikplatine bis über ein Stirnrad erstreckt, welches drehfest mit einer im Getriebegehäuse gelagerten Abtriebswelle gekoppelt ist,
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2 in Explosionsdarstellung verschiedene Bauelemente der Antriebseinrichtung.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie in den Figuren dargestellt, besteht die Antriebseinrichtung 1 aus einem Antriebsmotor 2 und einem Getriebe 3 in einem Getriebegehäuse 4. Der elektrische Antriebsmotor 2 ist über sein Polgehäuse 7 an das Getriebegehäuse 4 angeflanscht und über Schrauben mit diesem verbunden. Der Antriebsmotor 2 weist eine Rotorwelle auf, die eine Schnecke trägt, welche in Eingriff mit einem Stirnrad 5 steht und dieses antreibt, wobei das Stirnrad 5 drehfest mit einer Abtriebswelle 6 verbunden ist. Die Abtriebswelle 6 ist drehbar im Getriebegehäuse 4 gelagert, wobei die Drehachse der Abtriebswelle 6 senkrecht zur Drehachse der Rotorwelle des Antriebsmotors 2 verläuft und auf Abstand zu dieser liegt. Über den aus dem Getriebegehäuse 4 herausragenden Abschnitt der Abtriebswelle 6 kann die Stellbewegung der Antriebseinrichtung 1 auf eine weitere Baueinheit übertragen werden. Hierfür ist auf die Abtriebswelle 6 ein Mitnehmer 8 aufgeschoben, der drehfest mit der Abtriebswelle 6 verbunden ist und eine Außenverzahnung für einen Eingriff eines weiteren Zahnrades aufweist.
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Die Antriebseinrichtung 1 weist des Weiteren eine Bremseinrichtung 9 auf, welche eine Bremstrommel 10 sowie eine Schlingfeder 11 umfasst, welche das Bremsglied der Bremseinrichtung bildet. Die Bremseinrichtung 9 hat die Aufgabe, auf die Abtriebswelle 6 ein Bremsmoment für den Fall auszuüben, dass von außen, also über den aus dem Getriebegehäuse herausragenden Abschnitt der Abtriebswelle bzw. den Mitnehmer 8 ein Drehmoment aufgebracht wird. Um in diesem Fall eine Drehung der Abtriebswelle 6 zu verhindern, legt sich die Schlingfeder 11 radial an eine Wandung des Stirnrades 5 an und erzeugt auf diese Weise ein Bremsmoment, welches auf die Abtriebswelle wirkt. Das Stirnrad 5 ist mit einem Ringraum 12 versehen, welcher konzentrisch um die Abtriebswelle 6 gelegt ist und in den die Bremstrommel 10 mit der Schlingfeder 11 eingesetzt ist. Im Bremsfall zieht sich die Schlingfeder 11 zu und gelangt in bremsende Anlage an die radial innen liegende Wandung des Ringraumes 12.
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In das Getriebegehäuse 4 ist des weiteren ein Aufnahmeraum 13 eingebracht, in den eine Elektronikplatine 14 eingesetzt ist, über die der elektrische Antriebsmotor 2 anzusteuern ist. Die Elektronikplatine 14 ist L-förmig ausgeführt (siehe auch 2), der Aufnahmeraum 13 weist eine entsprechende Geometrie auf. Der von dem Hauptteil der Elektronikplatine 14 abragende Schenkel 15 erstreckt sich in Querrichtung zur Rotorwelle des elektrischen Antriebsmotors 2 und befindet sich in Einbaulage oberhalb der Rotorwelle, benachbart zum Stirnrad 5. Der Hauptteil der Elektronikplatine 14 erstreckt sich, wie 2 zu entnehmen, parallel zum Antriebsmotor 2.
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Eine Gehäusewand 16 des Aufnahmeraums 13, die einen Sitz für die Elektronikplatine 14 bildet, grenzt den Aufnahmeraum 13 gegen das Stirnrad 5 ab. Die Elektronikplatine 14 liegt in einer Ebene, welche axial außerhalb des Stirnrades 5 liegt, so dass eine teilweise radiale Überdeckung zwischen der Elektronikplatine 14 und dem Stirnrad 5 möglich ist. Das Stirnrad 5 weist eine Außenverzahnung 5a auf, in die die Schnecke auf der Rotorwelle des Antriebsmotors 2 eingreift. Die Elektronikplatine 14 überdeckt das Stirnrad 5 segmentförmig im Bereich der Außenverzahnung 5a. Die Überdeckung erfolgt im Bereich des seitlich abragenden Schenkels 15 sowie im vorderen Bereich des Hauptteils der Elektronikplatine, von dem der Schenkel 15 abzweigt. Der Segmentwinkel, welcher von der Elektronikplatine 14 bzw. dem Schenkel 15 überdeckt wird, beträgt etwa 90°.
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Die Gehäusewand 16 des Aufnahmeraums 13 ist doppel-L-förmig ausgebildet und bildet den Aufnahmesitz für die Elektronikplatine 14. Ein horizontaler Wandabschnitt der Gehäusewand 16, welcher sich parallel zur Ebene der Elektronik-Platine 14 erstreckt, bildet eine axiale Begrenzung für das Stirnrad 5 im Bereich der Außenverzahnung 5a. Auf diesem horizontalen Außenabschnitt der Gehäusewand 16 liegt die Elektronikplatine 14 auf. Ein weiterer, hierzu senkrecht verlaufender Gehäuseabschnitt der Gehäusewand 16 bildet die umlaufende Außenwand des Aufnahmeraums 13, wobei die dem Aufnahmeraum 13 abgewandte Außenseite dieses Abschnittes der Gehäusewand 16 eine Anlagefläche für die Bremstrommel 10 bildet.
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Wie 2 zu entnehmen, ist an das Getriebegehäuse 4 benachbart zum Aufnahmeraum 13 ein Anschlussstecker 17 angeschlossen, der insbesondere einteilig mit dem Getriebegehäuse 4 ausgeführt ist. Über den Anschlussstecker 17 erfolgt die Stromversorgung des elektrischen Antriebsmotors 2.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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