DE102010064085A1

DE102010064085A1 - Getriebe-Antriebseinheit, Funktionselement sowie eine aus einer Getriebe-Antriebseinheit und einem Funktionselement bestehende Anordnung

Info

Publication number: DE102010064085A1
Application number: DE102010064085A
Authority: DE
Inventors: Martin Goedecke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-06-28
Also published as: FR2969686B1; CN102537096A; CN102537096B; FR2969686A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere Fensterheberantrieb, mit einem aus einem Gehäuse (11) herausragenden, eine Schnittstelle zu einem zu bewegenden Funktionselement (30) ausbildenden Abtriebselement (22), das eine erste Formschlussgeometrie (25) zur Verbindung mit dem Funktionselement (30) mit einer zweiten Formschlussgeometrie (26) aufweist, wobei die erste Formschlussgeometrie (25) an dem Abtriebselement (22) im Bereich der Schnittstelle bezüglich einer Längsachse (37) des Abtriebselements (22) eine erste Maximalerstreckung (a) aufweist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die erste Formschlussgeometrie (25) des Abtriebselements (22) eine zweite Maximalerstreckung (A) aufweist, die größer ist als die erste Maximalerstreckung (a).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Funktionselement sowie eine aus einer Getriebe-Antriebseinheit und einem Funktionselement bestehende Anordnung.
Eine Getriebe-Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bereits aus der DE 10 2005 012 938 A1 der Anmelderin bekannt. Die bekannte, als Bestandteil eines Fensterheberantriebs dienende Getriebe-Antriebseinheit weist einen elektrischen Antriebsmotor auf, der mittelbar über eine Antriebswelle mit einer Schrägverzahnung mit einem aus Kunststoff bestehenden Abtriebszahnrad zusammenwirkt, dessen aus dem Gehäuse der Getriebe-Antriebseinheit ragender Teil als Abtriebswelle wirkt. Das Abtriebszahnrad weist an seinem Außenumfang eine Verzahnung auf, die mit einem Funktionselement formschlüssig zusammenwirkt. Dieses Funktionselement ist im Falle eines Fensterheberantriebs typischerweise eine aus Kunststoff bestehende Seiltrommel, die an der Innenwand einer Bohrung eine mit der Außenverzahnung des Abtriebszahnrads zusammenwirkende Innenverzahnung aufweist. Die Seiltrommel weist an zwei, insbesondere gegenüberliegenden Stellen Aufnahmen zur Befestigung eines Seiles auf, das mit der Scheibe im Kraftfahrzeug verbunden ist, so dass bei einer Drehung der Seiltrommel die Fensterscheibe in gewünschter Art und Weise angehoben bzw. abgesenkt wird.
Problematisch bei der Kraftübertragung von dem Abtriebszahnrad der Getriebe-Antriebseinheit an die Seiltrommel ist der Bereich der Schnittstelle zwischen dem Abtriebszahnrad und der Seiltrommel im Bereich der durch die Verzahnung gebildeten Formschlussgeometrie. Insbesondere ist das zu übertragende Drehmoment durch die beiden Stellen begrenzt, an denen die Seiltrommel die Aufnahmen für die Seile aufweist. In diesem Bereich zwischen den beiden Aufnahmen weist die Formschlussgeometrie einen bestimmten maximalen Durchmesser bzw. eine maximale Größe auf, die das zu übertragende Drehmoment beschränkt. Eine Erhöhung eines zu übertragenden Drehmomentes ist bei gegebener Formschlussgeometrie daher nur über eine Materialauswahl möglich, die mit erhöhten Kosten verbunden ist und gegebenenfalls weitere Nachteile aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Getriebe-Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass diese ohne die Verwendung hochfester Werkstoffe die Übertragung gegenüber dem Stand der Technik höherer Drehmomente ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei einer Getriebe-Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, die Formschlussgeometrie an dem Abtriebselement (Abtriebszahnrad) derart auszubilden, dass diese an Stellen, die außerhalb des Bereichs liegen, an denen das Funktionselement (Seiltrommel) Aufnahmen für ein Seil aufweist, eine größere Maximalerstreckung aufweist als in einer zu den Aufnahmen fluchtenden Richtung. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Ausdehnung der ersten Formschlussgeometrie zumindest bereichsweise vergrößert ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Eine besonders einfach ausgebildete Formschlussgeometrie, die es darüber hinaus ermöglicht, auf ggf. aufwendig gestaltete zusätzliche Verzahnungen oder ähnliches zu verzichten, lässt sich ermöglichen, wenn die Formschlussgeometrie eine ovale Form aufweist, deren kurze Symmetrieachse mit der ersten Maximalerstreckung und deren lange Symmetrieachse mit der zweiten Maximalerstreckung ausgerichtet ist.
Darüber hinaus lässt sich die Position des Funktionselements auf dem Abtriebselement besonders gut einstellen, wenn die Formschlussgeometrie des Abtriebselements eine insbesondere in Richtung der Längsachse des Abtriebselements ausgerichtete Verzahnung aufweist.
Die Konstruktion eines die Formschlussgeometrie aufweisenden Abtriebselements lässt sich darüber hinaus besonders einfach gestalten, wenn das Abtriebselement als Abtriebszahnrad ausgebildet ist und zumindest im Bereich der ersten Formschlussgeometrie, vorzugsweise jedoch vollständig, aus Kunststoff ausgebildet ist.
Das zu übertragende Drehmoment lässt sich maximieren, wenn die zweite Maximalerstreckung um 90° versetzt zur ersten Maximalerstreckung angeordnet ist.
Die Erfindung umfasst auch ein Funktionselement, das mit der ersten Formschlussgeometrie am Abtriebszahnrad zusammenwirkt. Hierbei ist es vorgesehen, dass das Funktionselement insbesondere als Seiltrommel ausgebildet ist und zwei, in Bezug auf eine Symmetrieachse des Funktionselements an gegenüberliegenden Stellen angeordneten, insbesondere als Aussparungen ausgebildeten Verbindungsstellen für ein Übertragungselement, insbesondere ein Seil, aufweist, wobei das Funktionselement eine zweite Formschlussgeometrie aufweist, die mit der ersten Formschlussgeometrie zusammenwirkt.
Insbesondere wird dabei zur Maximierung des zu übertragenden Drehmoments vorgeschlagen, dass die zweite Formschlussgeometrie gegengleich zur ersten Formschlussgeometrie ausgebildet ist, wobei die erste Maximalerstreckung der zweiten Formschlussgeometrie mit einer Verbindung der beiden Verbindungsstellen für das Übertragungselement ausgerichtet ist.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Anordnung, bestehend aus einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit und einem mit der Getriebe-Antriebseinheit über eine Formschlussverbindung gekoppelten Funktionselement. Eine derartige Anordnung ermöglicht die Übertragung von besonders hohen Drehmomenten, wie diese beispielsweise bei Fensterheberantrieben auftreten können. Alternativ kann bei gegenüber dem Stand der Technik gleich großen zu übertragenden maximalen Drehmomenten die Baugröße des Abtriebselements bzw. des Funktionselements im Bereich der Schnittstelle minimiert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
1 eine Getriebe-Antriebseinheit ohne Abtriebselement bei abgenommenem Getriebedeckel in einer perspektivischen Ansicht,
2 ein Abtriebselement in Form eines Abtriebszahnrads in perspektivischer Darstellung,
3 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf einen Teilbereich der Getriebe-Antriebseinheit gemäß 1, mit auf der Abtriebswelle der Getriebe-Antriebseinheit montiertem Abtriebselement und montiertem Getriebedeckel und
4 eine Ansicht von unten auf ein als Seiltrommel ausgebildetes Funktionselement, das mit dem Abtriebselement der Getriebe-Antriebseinheit formschlüssig zusammenwirkt.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der 1 sind die wesentlichen Bestandteile einer Getriebe-Antriebseinheit 10 dargestellt, wie sie insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie als Teil eines Fensterheberantriebs eingesetzt wird. Die Getriebe-Antriebseinheit 10 dient zum Absenken bzw. Anheben einer in den Figuren nicht dargestellten Fensterscheibe.
Die Getriebe-Antriebseinheit 10 weist ein mehrteiliges Gehäuse 11 auf, von dem in der 1 lediglich das Gehäuseunterteil 12 erkennbar ist. Das in der 3 dargestellte Gehäuseoberteil 24 wird dabei mit dem Gehäuseunterteil 12 insbesondere verschraubt. Am Gehäuse 11 ist ferner ein Anschlussstecker 13 befestigt, der zur Ansteuerung sowie zur Spannungsversorgung eines als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotors 14 dient. Der Antriebsmotor 14 weist eine in der 3 erkennbare Antriebswelle 15 auf, deren dem Antriebsmotor 14 abgewandtes Ende eine Verzahnung 16 in Form einer Schneckenverzahnung trägt. Die Verzahnung 16 kämmt mit einer an einem Getrieberad 18 ausgebildeten Außenverzahnung 19. Das Getrieberad 18 ist auf einem in den 1 und 3 erkennbaren, im Gehäuse 11 ortsfest angeordneten Achsstummel 21 drehbar gelagert. Das Getrieberad 18 wirkt mit einem in den 2 und 3 dargestellten Abtriebszahnrad 22 zusammen, das ebenfalls auf dem Achsstummel 21 drehbar gelagert ist. Das Abtriebszahnrad 22 besteht insbesondere aus Kunststoff und weist eine mittige Aufnahmebohrung 23 auf, die zur Aufnahme des Abtriebszahnrads 22 auf dem Achsstummel 21 dient.
In der 1 ist das Abtriebszahnrad 22 noch nicht auf dem Achsstummel 21 montiert bzw. angeordnet. In der 3 ist der Zustand dargestellt, bei der das Abtriebszahnrad 22 auf dem Achsstummel 21 montiert ist und das Gehäuseoberteil 24 mit dem Gehäuseunterteil 12 verbunden ist.
Das Abtriebszahnrad 22 weist zumindest in dem aus dem Gehäuse 11 herausragenden Bereich eine erste Formschlussgeometrie 25 auf. Die erste Formschlussgeometrie 25 des Abtriebszahnrads 22 wirkt formschlüssig mit einer der ersten Formschlussgeometrie 25 angepassten, gegengleichen zweiten Formschlussgeometrie 26 an einem Funktionselement 30 zusammen, und bildet zusammen mit der Getriebe-Antriebseinheit 10 eine Anordnung, die Teil des Fensterheberantriebs ist.
Das in der 4 dargestellte Funktionselement 30 ist insbesondere als Seiltrommel 31 ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Insbesondere ist die Seiltrommel 31 als Kunststoffspritzteil ausgebildet. Die Seiltrommel 31 weist einen Bohrungsabschnitt 32 auf, an deren Innenwand die zweite Formschlussgeometrie 26 ausgebildet ist. Ferner erkennt man an zwei, der Längsachse der Seiltrommel 31 gegenüberliegenden Stellen Aussparungen 33, 34, die der formschlüssigen Aufnahme eines Übertragungselementes in Form eines Seiles dient (nicht dargestellt). Insbesondere sind die beiden Seilenden in den Aussparungen 33, 34 angeordnet, wobei das Seil zumindest mittelbar mit der Fensterscheibe des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Bei einer Drehung des Funktionselements 30 bzw. der Seiltrommel 31 wird über das Seil die Fensterscheibe in gewünschter Weise angehoben bzw. abgesenkt.
Die beiden Aussparungen 33, 34 begrenzen eine erste Maximalerstreckung a der zweiten Formschlussgeometrie 26. Insbesondere ist die erste Maximalerstreckung a geringer als der Abstand zwischen den beiden Aussparungen 33, 34. Insbesondere ist zwischen den beiden Aussparungen 33, 34 und der zweiten Formschlussgeometrie 26 noch ein Materialsteg 29 an der Seiltrommel 31 ausgebildet.
Zur Erhöhung des von dem Abtriebszahnrad 22 an die Seiltrommel 31 übertragbaren maximalen Drehmoments ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden Formschlussgeometrien 25 und 26 besonders ausgebildet sind. In den 2 bis 4 ist erkennbar, dass die beiden Formschlussgeometrien 25, 26 jeweils eine ovale Form aufweisen, wobei die ovale Form zwei Symmetrieachsen 35, 36 aufweist. Der Schnittpunkt der beiden Symmetrieachsen 35, 36 liegt hierbei in der Längsachse 37 des Achsstummels 21.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die ovale Form der beiden Formschlussgeometrien 25 derart zu den Aussparungen 33, 34 der Seiltrommel 31 ausgerichtet sind, dass die kürzere Symmetrieachse 35 mit einer gedachten Verbindung zwischen den beiden Aussparungen 33, 34 zusammenfällt. Demgegenüber ist die längere Symmetrieachse 36 insbesondere um 90° versetzt zur kürzeren Symmetrieachse 35 angeordnet, und weist eine zweite Maximalerstreckung A auf.
In den 2 und 3 weisen beide Formschlussgeometrien 25, 26 Verzahnungen 38, 39, insbesondere in Form von Kerbverzahnungen, auf. Hierbei sind die Verzahnungen 38, 39 mit der Längsachse 37 des Achsstummels 21 ausgerichtet. Diese Verzahnungen 38, 39 sind jedoch zur Drehmomentübertragung nicht zwingend erforderlich, da alleine schon durch die jeweils ovale Form der beiden Formschlussgeometrien 25, 26 eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Abtriebszahnrad 22 und der Seiltrommel 31 gewährleistet ist.
Die soweit beschriebene Getriebe-Antriebseinheit 10, insbesondere deren Abtriebszahnrad 22, kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere sind auch andere Formschlussgeometrien 25 denkbar, bei denen die Formschlussgeometrie 25 eine andere als eine ovale Form aufweist. Wesentlich ist lediglich, dass die Formschlussgeometrie 25 eine zweite Maximalerstreckung A aufweist, die gegenüber der ersten Maximalerstreckung a, der durch die beiden Aussparungen 33, 34 in der Seiltrommel 31 begrenzt, vergrößert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005012938 A1 [0002]

Claims

Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere Fensterheberantrieb, mit einem aus einem Gehäuse (11) herausragenden, eine Schnittstelle zu einem zu bewegenden Funktionselement (30) ausbildenden Abtriebselement (22), das eine erste Formschlussgeometrie (25) zur Verbindung mit dem Funktionselement (30) mit einer zweiten Formschlussgeometrie (26) aufweist, wobei die erste Formschlussgeometrie (25) an dem Abtriebselement (22) im Bereich der Schnittstelle bezüglich einer Längsachse (37) des Abtriebselements (22) eine erste Maximalerstreckung (a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formschlussgeometrie (25) des Abtriebselements (22) eine zweite Maximalerstreckung (A) aufweist, die größer ist als die erste Maximalerstreckung (a).
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formschlussgeometrie (25) eine ovale Form aufweist, deren kurze Symmetrieachse (35) mit der ersten Maximalerstreckung (a) und deren lange Symmetrieachse (36) mit der zweiten Maximalerstreckung (A) ausgerichtet ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formschlussgeometrie (25) des Abtriebselements (22) eine insbesondere in Richtung der Längsachse (37) des Abtriebselements (22) ausgerichtete Verzahnung (38) aufweist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (38) eine Kerbverzahnung ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement als Abtriebszahnrad (22) ausgebildet ist und zumindest im Bereich der ersten Formschlussgeometrie (25), vorzugsweise jedoch vollständig, aus Kunststoff ausgebildet ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Maximalerstreckung (A) um 90° versetzt zur ersten Maximalerstreckung (a) angeordnet ist.
Funktionselement (30), insbesondere Seiltrommel (31), mit zwei, in Bezug auf eine Symmetrieachse des Funktionselements (30) an gegenüberliegenden Stellen angeordneten, insbesondere als Aussparungen (33, 34) ausgebildeten Verbindungsstellen für ein Übertragungselement, insbesondere ein Seil, wobei das Funktionselement (30) eine zweite Formschlussgeometrie (26) aufweist, die mit der ersten Formschlussgeometrie (25) an einer Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zusammenwirkt.
Funktionselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die zweite Formschlussgeometrie (26) gegengleich zur ersten Formschlussgeometrie (25) ausgebildet ist, wobei die erste Maximalerstreckung (a) der zweiten Formschlussgeometrie (26) mit einer Verbindung der beiden Verbindungsstellen für das Übertragungselement ausgerichtet ist.
Anordnung, insbesondere Fensterheberantrieb, bestehend aus einer Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem mit der Getriebe-Antriebseinheit (10) über eine Formschlussverbindung gekoppelten Funktionselement (30).