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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Antriebsmotor, insbesondere einen Scheibenwischermotor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Antriebsmotor ist aus der
DE 10 2009 020 283 A1 der Anmelderin bekannt. Der bekannte Antriebsmotor weist insgesamt drei Lager auf, wobei sich zwei der als Kugellager ausgebildeten Lager beidseitig eines Ankers auf der Ankerwelle in relativ geringem axialen Abstand zum Anker befinden, wobei das dritte Lager der Abstützung der Ankerwelle an einem Endbereich der Ankerwelle dient, und wobei zumindest das dritte Lager in einem Getriebegehäuse des Antriebsmotors angeordnet ist. Bei dem bekannten Antriebsmotor sind die beiden beidseitig des Ankers angeordneten Lager derart ausgebildet, dass sie nicht nur radiale Kräfte aufnehmen können, sondern zusätzlich auch axiale Kräfte. Der Anker bzw. die Ankerwelle ist somit mittels der beiden Lager in dem Gehäuse des Antriebsmotors axial fixiert aufgenommen. Dabei ist es vorgesehen, dass die Ankerwelle mit dem ersten Lager, das in einem topfförmigen Endbereich eines Motorgehäuses (Polgehäuse) aufgenommen ist, mit seinem Außenring an einem Wandbereich des Motorgehäuses radial und axial anliegt. Der Innenring des ersten Lagers ist in Wirkverbindung mit einem auf der Ankerwelle angeordneten sogenannten „C-Clip“ angeordnet, und die Ankerwelle ist gleichzeitig in Richtung gegen den Wandabschnitt des Motorgehäuses kraftbeaufschlagt. Darüber hinaus ist das zweite Lager, das sich auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Lagers am Anker befindet, mittels einer Axialspiel-Kompensationsreinrichtung ausgestattet, die eine Kraftbeaufschlagung der Ankerwelle in Richtung des Wandabschnittes des Motorgehäuses bewirkt. Eine derartige Lagerung mit zwei Lagern, die beide zur Aufnahme von Axialkräften der Ankerwelle geeignet sind, ist relativ aufwändig. Darüber hinaus müssen auch die beiden, die Lager aufnehmenden Gehäuseteile, d.h. das Motorgehäuse und das Getriebegehäuse, relativ exakt gefertigt sein bzw. relativ genau zueinander positioniert werden, um die gewünschte ausgerichtete Anordnung der Lager auf der Ankerwelle zu ermöglichen.
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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 Antriebsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass einerseits eine definierte axiale Anordnung der Ankerwelle im Antriebsmotor zur Aufnahme axialer Kräfte, die auf die Ankerwelle wirken, ermöglicht wird, und dass andererseits durch die Möglichkeit, lediglich ein Lager zu verwenden, das zur Aufnahme von Axialkräften geeignet ist, die Kosten für die Lager gegenüber dem erwähnten Stand der Technik zu reduzieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Antriebsmotor, insbesondere Scheibenwischermotor, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Innenring des ersten Lagers auf der dem Anker abgewandten Seite am Wellenende der Ankerwelle axial fixiert befestigt ist, und dass der Außenring des ersten Lagers auf der dem Wandbereich des Motorgehäuses gegenüberliegenden Seite in dem Motorgehäuse axial fixiert ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass das zur Aufnahme von axialen Kräften dienende erste Lager in dem Motorgehäuse beidseitig axial fixiert aufgenommen ist, so dass auf die Ankerwelle wirkende Axialkräfte einzig und allein über das erste Lager aufgenommen und in das Motorgehäuse übertragen werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Antriebsmotors 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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Um den Innenring des ersten Lagers auf der Ankerwelle axial zu befestigen bzw. zu fixieren, stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Bei einer ersten erfindungsgemäßen Alternative ist es vorgesehen, dass die Fixierung des Innenrings mittels einer Gewindemutter erfolgt, die auf einem Gewindeabschnitt der Ankerwelle aufgeschraubt ist.
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Um zu verhindern, dass sich die Gewindemutter auf dem Gewindeabschnitt der Ankerwelle verdreht und damit die Gefahr besteht, dass der Innenring sich auf dem Wellenende axial bewegen kann, ist es in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Befestigung des Innenrings mittels einer Gewindemutter vorgesehen, dass die Gewindemutter auf dem Gewindeabschnitt der Ankerwelle verdrehfest angeordnet ist.
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Eine derartige, verdrehfeste Anordnung der Gewindemutter erfolgt bevorzugt entweder durch eine Ausbildung der Gewindemutter als Stopmutter, oder alternativ durch eine Deformation des Gewindeabschnitts der Ankerwelle gegen die Gewindemutter. Dabei hat die Verwendung einer Stopmutter den Vorteil, dass sie keinen zusätzlichen Montageaufwand bzw. Fertigungsschritt benötigt.
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In alternativer Ausgestaltung der Erfindung zur Fixierung des Innenrings auf dem Wellenende der Ankerwelle kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Fixierung des Innenrings durch ein scheibenförmiges Element erfolgt, und dass das scheibenförmige Element auf der dem Innenring gegenüberliegenden Seite an der Ankerwelle fixiert ist.
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Um eine axiale Bewegung des Innenrings auf dem Wellenende der Ankerwelle zu vermeiden, ist es bei der zuletzt genannten Variante bevorzugt vorgesehen, dass eine Fixierung des Elements durch Verschweißen mit der Ankerwelle oder durch eine Deformation des Wellenendes erfolgt. In beiden Fällen wird das scheibenförmige Element auf der Ankerwelle axial fixiert, wobei sich das scheibenförmige Element dabei in Anlagekontakt mit dem Innenring des ersten Lagers befindet.
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Um eine Fixierung des Außenrings in Motorgehäuse ohne zusätzliche Bauteile zu ermöglichen, ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Fixierung des Außenrings in dem Motorgehäuse mittels wenigstens eines durch eine radiale Verformung des Motorgehäuses in Richtung der Ankerwelle ausgebildeten Verformungsabschnitts erfolgt, wobei zwischen dem Verformungsabschnitt und dem Außenring vorzugsweise ein Anlagering angeordnet ist. Durch den Anlagering werden insbesondere mechanische Belastungen bzw. Beschädigungen des Außenrings, die beim Deformieren des Motorgehäuses entstehen können, vermieden.
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Ganz besonders bevorzugt ist die Verwendung eines Gleitlagers als zweites Lager, so dass das zweite Lager lediglich zur Aufnahme von Radialkräften der Ankerwelle dient und somit ein relativ kostengünstiges zweites Lager ausgewählt werden kann.
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Der soweit beschriebene Antriebsmotor dient vorzugsweise zur Verwendung als Scheibenwischermotor. Ein derartiger Scheibenwischermotor bzw. dessen Ankerwelle weist üblicherweise einen Verzahnungsabschnitt in Form einer Schneckenverzahnung auf, die mit einem Getrieberad kämmt. Bei der Übertragung eines Drehmoments des Antriebsmotors von der Ankerwelle auf das Getrieberad werden in Radialrichtung auf die Längsachse der Ankerwelle wirkende Kräfte erzeugt, die ohne sonstige konstruktive Maßnahmen zu einer radialen Auslenkung der Ankerwelle im Bereich der Schneckenverzahnung bzw. des Wellenendes der Ankerwelle führt. Deshalb ist es ebenfalls üblicherweise vorgesehen, dass auf der dem Anker gegenüberliegenden Seite des Verzahnungsbereichs ein drittes Lager vorgesehen ist, das beim Auftreten von Radialkräften auf die Ankerwelle diese aufnimmt und in das Getriebegehäuse einleitet. Da die Ankerwelle, wie oben erläutert, über das erste Lager bereits axial in dem Antriebsmotor bzw. dem Motorgehäuse axial fixiert aufgenommen ist, sieht eine weitere Variante der Erfindung vor, dass das dritte Lager für die Ankerwelle als Gleitlager zur Aufnahme lediglich von Radialkräften ausgebildet ist. Dadurch lassen sich die Herstellungskosten bei der Verwendung eines dritten Lagers herabsetzen.
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Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn das dritte Lager durch Formschluss in einer Lageraufnahme des Getriebegehäuses drehfest angeordnet und radial von einem elastischen Dämpfungselement umgeben ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine spannungsfreie dreifache Lagerung der Ankerwelle und darüber hinaus ein besonders geräuscharmer Betrieb des Antriebsmotors ermöglicht wird, da eventuell auftretende Vibrationen über das elastische Dämpfungselement aufgenommen werden können und somit nicht zur Entstehung von Geräuschen beitragen können. Darüber hinaus wird durch die Formschlussverbindung eine relativ einfache Montage des dritten Lagers ermöglicht.
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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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Dies zeigt in:
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1 einen vereinfachten Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Antriebsmotor in Form eines Scheibenwischermotors,
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2 eine Draufsicht auf den Antriebsmotor gemäß 1,
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3 und 4 ein Detail der 1 im Bereich des ersten Lagers bei unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung, jeweils in vergrößerter Darstellung,
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5 ein weiteres Detail der 1 im Bereich des dritten Lagers in vergrößerter Darstellung im Längsschnitt und
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6 einen Schnitt in der Ebene VI-VI der 5.
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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 den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Antriebsmotor 10 in Form eines Scheibenwischermotors dargestellt. Der Antriebsmotor 10 umfasst ein Gehäuse 11, das aus einem Motorgehäuse 12 in Form eines Poltopfes und einem mit dem Motorgehäuse 12 verbundenen Getriebegehäuse 13 besteht. Das Motorgehäuse 12 ist mit dem Getriebegehäuse 13 über einen an dem Anschlussbereich der beiden Gehäuse ausgebildeten Zentrierbereich verbunden, der die beiden Gehäuse zueinander positioniert. Während das Motorgehäuse 12 üblicherweise aus Blech besteht und im Tiefziehverfahren hergestellt ist, besteht das Getriebegehäuse 13 üblicherweise aus Aluminium und ist als Druckgußteil ausgebildet. Das Getriebegehäuse 13 umfasst ein erstes Gehäuseteil 14, das mit dem Motorgehäuse 12 verbunden ist, sowie ein zweites Gehäuseteil 21 in Form eines Deckels, der lediglich in der 1 erkennbar ist.
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Innerhalb des Gehäuses 11 ist eine Ankerwelle 15 aufgenommen, die sowohl den Bereich des Motorgehäuses 12, als auch dem Bereich des Getriebegehäuses 13 durchsetzt. Auf der Ankerwelle 15 ist innerhalb des Motorgehäuses 11 ein lediglich stark vereinfacht dargestellter Anker 16 drehfest befestigt. Das Motorgehäuse 12 ist topfförmig ausgebildet und weist auf der dem Getriebegehäuse 13 abgewandten Seite einen im Durchmesser reduzierten Aufnahmebereich 17 für ein erstes Lager 18 auf, das zur Lagerung der Ankerwelle 15 dient. Auf der dem ersten Lager 18 gegenüberliegenden Seite des Ankers 16 ist ein zweites Lager 19 angeordnet, das in einer Aufnahmebohrung 20 des Getriebegehäuses 13 aufgenommen ist.
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Während das zweite Lager 19 vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet ist, und lediglich der Aufnahme von Radialkräften der Ankerwelle 15 dient, ist das erste Lager 18 insbesondere als Kugellager ausgebildet. Das erste Lager 18 umfasst somit einen Innenring 22, einen Außenring 23 sowie zwischen dem Innenring 22 und dem Außenring 23 angeordnete Lagerkörper 24 (3).
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Wie insbesondere anhand einer Zusammenschau der 1 und 3 erkennbar ist, liegt der Innenring 22 an einer an dem Endbereich 25 der Ankerwelle 15 ausgebildeten Ringschulter 26 an, so dass die Ringschulter 26 einen Axialanschlag für den Innenring 22 in Richtung zum Anker 16 hin ausbildet.
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Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, anstelle einer Ringschulter 26 ein separates Bauteil, insbesondere einen sogenannten C-Clip zu verwenden, der dann in ähnlicher Weise einen Axialanschlag für den Innenring 22 des ersten Lagers 18 ausbildet.
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Auf der der Ringschulter 26 gegenüberliegenden Seite des Innenrings 22 weist der Endbereich 25 der Ankerwelle 15 einen Gewindeabschnitt 27 auf, auf den eine Gewindemutter 28 aufgeschraubt ist. Die Gewindemutter 28 liegt mit ihrer dem Innenring 22 zugewandten Stirnfläche 29 an dem Innenring 22 an und bildet einen Axialanschlag für den Innenring 22 in die dem Anker 16 gegenüberliegende Richtung aus. Um zu verhindern, dass nach der Montage der Gewindemutter 28 sich diese (ungewollt) verdreht, um damit insbesondere eine axiale Bewegung des Innenrings 22 auf den Endbereich 25 der Ankewelle 15 zu verhindern, kann es vorgesehen sein, dass die Gewindemutter 28 als Stopmutter ausgebildet ist. Bei dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch durch eine mechanische Deformation der Stirnseite 31 des Endbereichs 25 der Ankerwelle 15 die Stirnseite 31 des Endbereichs 25 derart deformiert, dass radial nach außen ragende Bereiche 32 gebildet werden, die an der Gewindemutter 28 kraftschlüssig anliegen und dadurch eine Verdrehung der Gewindemutter 28 verhindern.
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Der Außenring 23 des ersten Lagers 18 liegt an einem Wandbereich 33 des Aufnahmebereichs 17 axial an, der durch eine radiale Einschnürung bzw. Deformation des Aufnahmebereichs 17 ausgebildet ist. Auf der dem Wandbereich 33 axial gegenüberliegenden Seite liegt an dem Außenring 23 ein Anlagering 34 an. Auf der dem Außenring 23 gegenüberliegenden Seite des Anlagerings 34 ist der Aufnahmebereich 17 mechanisch von außen bearbeitet, derart, dass radial nach innen ragende Verformungsabschnitte 35 ausgebildet werden, die den Anlagering 34 gegen den Außenring 23 des ersten Lagers 18 drücken. Durch den Wandbereich 33 und die Verformungsabschnitte 35 (unter Zwischenlage des Anlagerings 34) ist der Außenring 23 somit innerhalb des Aufnahmebereichs 17 des Motorgehäuses 12 axial (und zusätzlich auch radial) fixiert aufgenommen.
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In der 4 ist eine Variante der axialen Festlegung des Innenrings 22 dargestellt, bei der anstelle einer Gewindemutter 28 eine Scheibe 36 verwendet wird, die in einem im Durchmesser reduzierten Abschnitt 37 der Ankerwelle 15 angeordnet ist. Die Scheibe 36 drückt mit ihrer dem Innenring 22 zugewandten Stirnfläche 38 gegen den Innenring 22 und ist ihrerseits auf der Ankerwelle 15 axial fixiert. Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu der Endbereich 25a durch Taumelnieten deformiert, derart, dass der Endbereich 25a die Scheibe 36 gegen den Innenring 22 drückt. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass die Scheibe 36 beispielsweise durch einen Schweißvorgang, insbesondere durch Laserschweißen, axial auf dem Endbereich 25a der Ankerwelle 15 befestigt ist (nicht dargestellt).
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Die Ankerwelle 15 weist auf der dem Anker 16 abgewandten Seite des zweiten Lagers 19 einen Verzahnungsbereich 39, insbesondere in Form einer Schneckenverzahnung auf, die mit einem in der 2 erkennbaren Getrieberad 40 kämmt. Auf der dem zweiten Lager 19 gegenüberliegenden Seite des Verzahnungsbereichs 39 ist der andere Endbereich 42 der Ankerwelle 15 mittels eines im Querschnitt mehreckigen dritten Lagers 43 in dem Getriebegehäuse 13 formschlüssig gelagert. Wie insbesondere anhand der 5 und 6 erkennbar ist, ist das dritte Lager 43 vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet, d.h., dass das dritte Lager 43 lediglich Radialkräfte des anderen Endbereichs 42 der Ankerwelle 15 aufnimmt. Das dritte Lager 43 ist von einem elastisch ausgebildeten Dämpfungselement 44 radial umgeben, das wiederum radial in einer Lageraufnahme 45 des Getriebegehäuses 13 angeordnet ist. Mittels eines Sicherungsrings 46 wird das Dämpfungselement 44 axial in der Lageraufnahme 45 positioniert.
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Der soweit beschriebene Antriebsmotor 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So sind zum Beispiel andere Anordnungen oder Ausbildungen des zweiten Lagers 19 denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsmotor
- 11
- Gehäuse
- 12
- Motorgehäuse
- 13
- Getriebegehäuse
- 14
- erstes Gehäuseteil
- 15
- Ankerwelle
- 16
- Anker
- 17
- Aufnahmebereich
- 18
- erstes Lager
- 19
- zweites Lager
- 20
- Aufnahmebohrung
- 21
- zweites Gehäuseteil
- 22
- Innenring
- 23
- Außenring
- 24
- Lagerkörper
- 25, 25a
- Endbereich
- 26
- Ringschulter
- 27
- Gewindeabschnitt
- 28
- Gewindemutter
- 29
- Stirnfläche
- 31
- Stirnseite
- 32
- Bereich
- 33
- Wandbereich
- 34
- Anlagering
- 35
- Verformungsabschnitt
- 36
- Scheibe
- 37
- Abschnitt
- 38
- Stirnfläche
- 39
- Verzahnungsbereich
- 40
- Getrieberad
- 42
- Endbereich
- 43
- drittes Lager
- 44
- Dämpfungselement
- 45
- Lageraufnahme
- 46
- Sicherungsring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009020283 A1 [0002]
