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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Scheibenwischermotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Scheibenwischermotor ist aus der Praxis bereits bekannt und weist eine in einem Gehäuse angeordnete Ankerwelle auf, die an einem Endbereich eine Verzahnung aufweist, die mit einer Gegenverzahnung an einem Getrieberad kämmt. Mittels einer derartigen Getriebeeinrichtung lässt sich das Drehmoment eines Elektromotors unter gleichzeitiger Herabsetzung der Drehzahl an einem Abtriebselement erhöhen, um beispielsweise ein Wischgestänge einer Scheibenwischeinrichtung anzutreiben. Die Lagerung der Ankerwelle in dem Gehäuse erfolgt üblicherweise in drei, axial voneinander beabstandeten Lagereinrichtungen, die die Ankerwelle radial abstützen. Dabei befinden sich zwei der Lagereinrichtungen üblicherweise an beiden Endbereichen der Ankerwelle, und eine dritte Lagereinrichtung in einem Zwischenbereich zwischen einem Ankerblechpaket und der angesprochenen Verzahnung. Die beiden Lagereinrichtungen, die beidseitig der Verzahnung an der Ankerwelle angeordnet sind dienen der Abstützung von Kräften, die über das Getrieberad auf die Verzahnung der Ankerwelle einwirken. Da eine in drei Lagereinrichtungen gelagerte Ankerwelle statisch überbestimmt ist, ist es zur Vermeidung von erhöhtem Verschleiß bzw. Belastungen an den Bauteilen bzw. Lagereinrichtungen erforderlich, die Bauteile sehr genau zu fertigen bzw. entsprechende Toleranzen an den einzelnen Lagersitzen vorzusehen. Kommt es infolge von Fertigungsungenauigkeiten zu zusätzlichen Belastungen auf die Lagereinrichtungen, so ist deren Lebensdauer herabgesetzt bzw. der Wirkungsgrad reduziert.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenwischermotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass dieser bei fertigungstechnisch vorteilhafter Ausgestaltung eine Reduzierung der Lagerbelastung an den Lagereinrichtungen ermöglicht. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Scheibenwischermotors verbessert sowie dessen Lebensdauer erhöht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Scheibenwischermotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine der Lagereinrichtungen an ihrem Außenumfang mittels eines in radialer Richtung elastisch ausgebildeten Zwischenelements im Gehäuse gelagert ist. Das Zwischenelement bewirkt, dass die Lagereinrichtung, die von dem Zwischenelement abgestützt wird, radial beweglich ist und somit Kräfte bzw. Verschleiß an den Lagerbauteilen der Lagereinrichtungen reduziert werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Scheibenwischermotors sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Lagereinrichtung mit dem Zwischenelement an einem Endbereich der Ankerwelle angeordnet ist. Dadurch wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass sich bei einer derartigen Anordnung die Ankerwelle relativ einfach montieren lässt, indem beispielsweise das elastische Zwischenelement bereits in einer stirnseitigen Aufnahme des Gehäuses angeordnet ist, so dass die Ankerwelle zusammen mit dem Lagerelement in die entsprechende Stirnseite des Gehäuses eingeschoben werden kann, bzw. indem an dem entsprechenden Ende der Ankerwelle die Lagereinrichtung bereits mit dem elastischen Zwischenelement versehen ist und als Einheit in eine entsprechende Aufnahme des Gehäuses eingeschoben wird.
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Um über die Betriebsdauer des Scheibenwischermotors zu gewährleisten, dass das mit dem Zwischenelement zusammenwirkende Lager bzw. die Lagereinrichtung stets radial abgestützt ist, wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass das Zwischenelement in dem Gehäuse axial fixiert aufgenommen ist. Dadurch wird über die Betriebsdauer des Scheibenwischermotors ein axiales Bewegen des Zwischenelements aus dem Bereich der Lagereinrichtung vermieden.
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In einer konkreten konstruktiven Ausgestaltung der axialen Fixierung des Zwischenelements wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme in dem Gehäuse durch eine im Gehäuse ausgebildete Stirnfläche bzw. einer Schulter erfolgt, und dass die Aufnahme auf der der Stirnfläche bzw. der Schulter gegenüberliegenden Seite durch Einprägen wenigstens eines Abschnitts des Gehäuses ausgebildet wird. Mittels einer derartigen Aufnahme wird ein Einführen der Ankerwelle in ein stirnseitiges Ende des Gehäuses ermöglicht und nach der Montage durch Einprägen eines Abschnitts des Gehäuses das Zwischenelement fixiert.
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In konstruktiv alternativer Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, dass die Aufnahme einen in Längsrichtung im Schnitt konisch ausgebildeten Aufnahmeraum umfasst. Bei einer derartigen Ausbildung ist es nicht erforderlich, nach der Montage einer Ankerwelle zusätzliche Fertigungsschritte vorzusehen, um das Zwischenelement zu fixieren. Vielmehr wird dieses bereits durch die konische Ausbildung des Aufnahmeraums formflüssig in diesem aufgenommen.
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Insbesondere, wenn der Gehäuseabschnitt, in dem sich das Zwischenelement befindet aus Kunststoff besteht, kann es vorgesehen sein, dass die axiale Sicherung des Zwischenelements in vorteilhafter Weise durch Heißverprägen eines Gehäuseabschnitts erfolgt. Für den Fall, dass das Gehäuse im Bereich des Zwischenelements bzw. der Lageraufnahme aus Metall wie Aluminium oder Stahl besteht, kann anstelle des Heißprägen zur axialen Sicherung ein Präge- oder Kaltstemmprozess Verwendung finden.
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Ein konstruktiv besonders einfach ausgebildetes Zwischenelement, das darüber hinaus eine relativ gute Federwirkung ermöglicht, wird erzielt, wenn das Zwischenelement als Gummiring ausgebildet ist. Insbesondere besteht bei der Verwendung eines Gummirings auch der Vorteil einer besonders guten Geräuschentkopplung der betreffenden Lagereinrichtung zum Gehäuse.
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In alternativer Ausgestaltung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass das Zwischenelement als Federring ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn relativ hohe zusätzliche radiale Belastungen auf die Lagereinrichtung erwartet werden, die durch das Zwischenelement radial im Gehäuse abgestützt werden sollen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 einen Längsschnitt durch Teile eines Scheibenwischermotors gemäß dem Stand der Technik,
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2 ein als Gummiring ausgebildetes Zwischenelement zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen Scheibenwischermotor,
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3 einen Endbereich eines erfindungsgemäßen Scheibenwischermotors, bei dem eine an einer Stirnseite einer Ankerwelle angeordnete Lagereinrichtung durch einen Gummiring gemäß 2 radial abgestützt ist, im Längsschnitt,
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4 eine gegenüber 3 leicht modifizierte Aufnahme für den Gummiring,
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5 eine perspektivische Ansicht auf einen Gehäusedeckel, bei der ein Gummiring durch Heißverprägen eines Abschnitts des Gehäuses axial gesichert ist,
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6 einen konisch ausgebildeten Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Gummirings,
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7 ein als Federring ausgebildetes Zwischenelement in perspektivischer Ansicht,
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8 den Lagerbereich einer Lagereinrichtung unter Verwendung eines Federrings gemäß 7 im Längsschnitt,
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9 einen gegenüber 7 modifizierten Federring in perspektivischer Ansicht und
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10 den Lagerbereich einer Lagereinrichtung unter Verwendung eines Federrings gemäß 9 im Längsschnitt.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist ein Scheibenwischermotor 10 dargestellt, wie er zum Antreiben einer nicht dargestellten Scheibenwischvorrichtung, insbesondere eines Wischgestänges, dient. Der Scheibenwischermotor 10 hat ein aus zwei Gehäuseteilen 11, 12 zusammengesetztes Gehäuse 13, das unter anderem der Aufnahme einer Ankerwelle 15 dient. Auf der Ankerwelle 15 ist ein in einem Endbereich ein Ankerblechpaket 16 befestigt, auf das in üblicher Art und Weise Drahtwicklungen 17 aufgewickelt sind. Auf der dem Ankerblechpaket 16 gegenüberliegenden Seite weist die Ankerwelle 15 eine Verzahnung 18 auf, die mit einem im ersten Gehäuseteil 11 angeordneten, nicht dargestellten Getrieberad kämmt, welches wiederum als Abtriebselement zum Antreiben der Scheibenwischeinrichtung dient und Bestandteil einer Getriebeeinrichtung ist.
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Die Ankerwelle 15 ist in drei Lagereinrichtungen 20 bis 22 gelagert. Während die beiden Lagereinrichtungen 20, 21 im ersten Gehäuseteil 11 aufgenommen sind, befindet sich die Lagereinrichtung 22 an einem stirnseitigen Endbereich des Gehäuses 13 in einer Lageraufnahme 24. Weiterhin sind die beiden Lagereinrichtungen 21, 22 beispielhaft als Wälz- bzw. Kugellager ausgebildet sind, während die Lagereinrichtung 20 in Form eines einfachen Gleitlagers, beispielsweise in Form einer Messingbuchse, ausgebildet ist. Die Lagereinrichtungen 20 und 21 sind beidseitig der Verzahnung 18 angeordnet, wobei die Lagereinrichtung 20 in einem unmittelbaren Endbereich der Ankerwelle 15 angeordnet ist.
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In der 3 ist der Bereich der Lagereinrichtung 22 im Bereich der Lageraufnahme 24 bei einem erfindungsgemäßen Scheibenwischermotor 10 näher dargestellt. Insbesondere erkennt man, dass die Lagereinrichtung 22 radial von einem Zwischenelement 25 umfasst ist.
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Das Zwischenelement 25 ist entsprechend der 3 als Gummiring 26 ausgebildet. Die Lageraufnahme 24 umfasst eine in der Lageraufnahme 24 eingeprägte Schulter 27, die als axiale Anlagefläche für das Zwischenelement 25 bzw. den Gummiring 26 dient. Um zu verhindern, dass der Gummiring 26 sich axial auf der der Schulter 27 gegenüberliegenden Seite in einen Bereich außerhalb der Lagereinrichtung 22 bewegt, ist am Innenumfang der Lageraufnahme 24 auf der der Schulter 27 gegenüberliegenden Seite eine Verliersicherung in Form des radial nach innen eingezogenen Bereichs 28 ausgebildet. Durch die in radialer Richtung elastische Lagerung der Lagereinrichtung 22 über den Gummiring 26 werden in Richtung des Doppelpfeils 29 wirkende Biegekräfte auf die Ankerwelle 15 über den Gummiring 26 aufgenommen. Darüber hinaus wird eine statische Überbestimmtheit bei Verwendung von drei Lagereinrichtungen 20 bis 22 verhindert.
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Bei dem Scheibenwischermotor 10 gemäß 4 wird die axiale Sicherung des Gummirings 26 im Gehäuse 13 durch zwei bis sechs innen in das Gehäuse 13 eingeprägte Bereiche 31, 32 bewirkt, die jeweils den Durchmesser der Lageraufnahme 24 verringern und somit den Bewegungsspielraum des Gummirings 26 in axialer Richtung begrenzen.
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Bei dem in der 5 dargestellten Scheibenwischermotor 10 findet die axiale Sicherung des Gummirings durch vier, um 90° zueinan der versetzt angeordnete Heißprägungen 33 statt, wozu das Gehäuse 13, zumindest in dem Bereich der Heißprägungen 33, aus Kunststoff besteht. Falls das Gehäuse 13 jedoch aus Metall wie Aluminium oder Stahl besteht, können anstelle der Heißprägungen 33 auch entsprechende axiale Sicherungen durch Prägen oder Kaltverstemmen im Gehäuse 13 ausgebildet werden.
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Bei der 6 ist hingegen eine Lageraufnahme 24 dargestellt, die eine konisch ausgebildete Innenwand 34 aufweist, derart, dass der Gummiring 26 axial in Richtung eines Sitzes 35 kraftbeaufschlagt ist.
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Die 7 und 8 zeigen einen modifizierten Scheibenwischermotor 10, bei dem das Zwischenelement 25 in Form eines Federrings 36 ausgebildet ist. Der vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff bestehende Federring 36 weist radial nach innen ragende Zinnen 37 auf, die, wie aus der 8 erkennbar ist, am Außenumfang der Lagereinrichtung 22 anliegen. Demgegenüber liegt der Außenumfang 38 des Federrings 36 an der Innenseite der Lageraufnahme 24 an. Infolge der Formgebung des Federrings 36 verkanten die Zinnen 37 mit dem Außenumfang der Lagereinrichtung 22, so dass eine weitere axiale Sicherung zum Verhindern einer axialen Bewegung des Federrings 36 auf der Lagereinrichtung 22 in der Praxis nicht erforderlich ist.
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Zuletzt ist in den 9 und 10 ein gegenüber den 7 und 8 modifizierter Federring 36a dargestellt. Der Federring 36a ist in radialer Richtung wellenförmig ausgebildet, so dass die radial äußeren Bereiche 39 an der Innenwand der Lageraufnahme 24 anliegen, während die radial inneren Bereiche 40 in Anlagekontakt mit der Lagereinrichtung 22 sind. Auch bei dem Federring 36a ist es in der Regel nicht erforderlich, zusätzliche Maßnahmen zur axialen Sicherung des Federrings 36a vorzusehen.
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Der soweit beschriebene Scheibenwischermotor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere sind auch noch andere Formen von Zwischenelementen 25 denkbar. Darüber hinaus ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass das Zwischenelement 25 im Bereich der einen Lagereinrichtung 22 angeordnet ist. Vielmehr kann es auch vorgesehen sein, dass das Zwischenelement 25 die Ankerwelle 15 auf der dem Ankerblechpaket 16 abgewandten Seite, das heißt im Bereich der Lagereinrichtung 20 abstützt, die wiederum der Abstützung von auf die Verzahnung 18 wirkenden Kräften dient.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Scheibenwischermotor
- 11, 12
- Gehäuseteil
- 13
- Gehäuse
- 15
- Ankerwelle
- 16
- Ankerblechpaket
- 17
- Drahtwicklung
- 18
- Verzahnung
- 20–22
- Lagereinrichtung
- 24
- Lageraufnahme
- 25
- Zwischenelement
- 26
- Gummiring
- 27
- Schulter
- 28
- eingezogener Bereich
- 29
- Doppelpfeil
- 31, 32
- eingeprägter Bereich
- 33
- Heißprägung
- 34
- Innenwand
- 35
- Sitz
- 36
- Federring
- 36a
- Federring
- 37
- Zinne
- 38
- Außenumfang
- 39
- äußerer Bereich
- 40
- innerer Bereich
