DE102013110298A1

DE102013110298A1 - Antriebseinheit eines Fensterhebers

Info

Publication number: DE102013110298A1
Application number: DE201310110298
Authority: DE
Inventors: Oliver Reymann; Thomas Schmidt; Manuel Stotz
Original assignee: Kuester Holding GmbH
Current assignee: Kuester Holding GmbH
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2014-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) eines Fensterhebers, insbesondere eines Seilzugfensterhebers, zum Betätigen der Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor (2) und einem Getriebe (4), welche in einem gemeinsamen Gehäuse (3) angeordnet sind, wobei das Getriebe (4) mit dem Elektromotor (2) in Wirkverbindung steht und über einen Getriebeabtrieb mit einer Hebeeinrichtung für die Fensterscheibe wirkverbindbar ist. Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Elektromotor (2) ein Rundmotor ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit eines Fensterhebers, insbesondere eines Seilzugfensterhebers, zum Betätigen der Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor und einem Getriebe, welche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei das Getriebe mit dem Elektromotor in Wirkverbindung steht und über einen Getriebeabtrieb mit einer Hebeeinrichtung für die Fensterscheibe wirkverbindbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung einen Fensterheber und/oder ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Antriebseinheit.
Antriebseinheiten für Fensterheber der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus DE 103 34 611 A1 , DE 10 2008 043 569 A1 und DE 10 2006 036 523 A1 bekannt. Derartige Antriebseinheiten weisen mitunter hoch untersetzende und belastbare Getriebeeinheiten auf, die die schnelle Rotation eines geeigneten Antriebs, beispielsweise eines drehmomentstarken Elektromotors, in eine langsamere abtriebsseitige Rotation zum Betätigen des Kraftfahrzeugfensterhebers umsetzen. Hierzu ist die Abtriebswelle des Getriebes mit einer Hebeeinrichtung, beispielsweise einer Seilzugvorrichtung des Fensterhebers, wirkverbunden. Zum Schutz der einzelnen Komponenten der Antriebseinheit vor Schmutz- und Feuchteeinwirkung sowie zur Minimierung von störenden Geräuschen beim Betrieb des Fensterhebers, werden der Elektromotor und das Getriebe typischerweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
Als Elektromotor kommen etwa bei den aus DE 103 34 611 A1 und DE 10 2008 043 569 A1 bekannten Antriebseinheiten Gleichstrommotoren zum Einsatz, die einen Ankerbaugruppe mit einer drehbaren Ankerwelle als Motorabtrieb sowie ein Paar C-förmig ausgebildeter Permanentmagnetschalen als Stator aufweisen, die die Ankerbaugruppe in axialer Richtung klammerartig, jedoch nicht vollständig umschließen. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass derart aufgebaute Elektromotoren beim Einsatz als Fensterheberantrieb unter Vorgabe eines möglichst geringen Einbauvolumens teilweise unzureichende Arbeitsleistungen erreichen. Außerdem treten bauartbedingt nach wie vor unerwünschte Störgeräusche beim Betätigen des Fensterhebers auf.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebseinheit und einen Fensterheber der eingangs genannten Art hinsichtlich Arbeitsleistung, Störgeräuschentwicklung, Dichtheit und Einbauvolumen weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Antriebseinheit gemäß Anspruch 1 sowie einem Fensterheber bzw. einem Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 22 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung zeichnet sich die Antriebseinheit dadurch aus, dass der Elektromotor ein sogenannter Rundmotor ist. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Elektromotoren weist ein Rundmotor im Wesentlichen halbkreisförmige Magnetschalen auf, die den Anker nahezu vollständig umschließen. Im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Elektromotoren für Fensterheber erhöhen sich hierdurch der Wirkungsgrad und damit die Arbeitsleistung des Motors um ein Vielfaches. In Folge dessen ergibt sich auch die Möglichkeit, den Elektromotor bei vorgegebener Leistungsanforderung entsprechend kleiner zu dimensionieren, wodurch sich in vorteilhafter Weise das Einbauvolumen und Einbaugewicht der gesamten Antriebseinheit deutlich verringert.
Vorzugsweise kann für den erfindungsgemäßen Fensterheberantrieb ein Standard-Elektromotor vorgesehen sein. Standardmotore bieten aufgrund hoher Produktionsstückzahlen einen Kostenvorteil gegenüber speziell angefertigten Motoren und reduzieren zudem den Montageaufwand für die Antriebseinheit, da sie als Fertigbauteile lediglich in das Gehäuse eingesetzt werden müssen. Darüber hinaus zeichnen sich Standardmotoren wegen der großen Erprobungs- und Optimierungstiefe durch ihre hohe Zuverlässigkeit aus.
Das Einbauvolumen der Antriebseinheit lässt sich insbesondere noch dadurch weiter optimieren, dass das den Motor und das Getriebe umschließende gemeinsame Gehäuse lokal an den Stellen der größten Ausdehnung des Motors in der Wandstärke reduziert wird ohne dadurch die Steifigkeit bzw. Stabilität des Gehäuses nachhaltig zu beeinflussen. Im Wesentlichen kann die Wandstärke überall dort reduziert werden, wo das Gehäuse lediglich eine Abdichtfunktion der im Gehäuseinneren angeordneten Komponenten gegenüber dem Gehäuseäußeren erfüllen muss.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Gehäuseteile auf und/oder ist aus wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Gehäuseteilen hergestellt. Eine derartige Gehäusekonstruktion bestehend aus wenigstens zwei Gehäuseteilen erlaubt eine besonders einfache Montage der Antriebseinheit, insbesondere dann, wenn die Gehäuseteile im Inneren Passflächen und Aussparungen aufweisen, die so konstruiert und angeordnet sind, dass sie den Motor und/oder das Getriebe bzw. Teile des Getriebes aufnehmen können.
Um die Dichtheit des Gehäuses zu gewährleisten, wird das Gehäuse bevorzugt aus den wenigstens zwei Gehäuseteilen durch Schweißen, insbesondere Ultraschallschweißen oder Laserschweißen, oder Verkleben oder Verschrauben oder Verklipsen zusammengefügt. Verschweißen bietet den Vorteil, dass das Gewicht der Antriebseinheit reduziert wird, weil auf Schrauben oder Klipsverbindungsmittel verzichtet werden kann. Demgegenüber bietet das Verschrauben oder Verklipsen der Gehäusehälften den Vorteil, dass das Gehäuse nach Belieben, beispielsweise zu Reparaturzwecken, zerstörungsfrei geöffnet werden kann.
Sofern wieder lösbare Verbindungsmittel wie das Verschrauben oder Verklipsen gewählt werden, können zusätzlich Dichtmittel zwischen den Kontaktflächen der wenigstens zwei Gehäuseteile vorgesehen sein. Denkbar sind etwa das Auftragen einer Dichtmasse oder Gummidichtungen.
In vorteilhafter Weise besteht wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile aus einem polymeren Kunststoff, beispielsweise aus Polybutylenterephthalat (PBT).
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Elektromotor im Gehäuse verklemmt ist, insbesondere zwischen den wenigstens zwei Gehäuseteilen. Hierdurch werden separate Befestigungsmittel zum Festlegen des Elektromotors im Gehäuse, beispielsweise Schrauben oder dergleichen eingespart, wodurch sich in vorteilhafter Weise das Einbaugewicht wie auch die Herstellungskosten der Antriebseinheit reduzieren.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der Elektromotor im Gehäuse mittels wenigstens eines elastischen Lagerelementes, insbesondere mittels wenigstens eines O-Rings, schwingungsgedämpft gelagert ist. Gleiches gilt für das Getriebe oder zumindest Teile des Getriebes. Denkbar sind beispielweise gummierte Oberflächen oder gummiartige Pufferelemente zur Lagerung des Motors und/oder des Getriebes, die an den Kontaktflächen der Pass- und Stützflächen des Gehäuses bzw. an den Befestigungsmitteln angeordnet sind. Hierdurch lassen sich in technisch besonders einfacher Weise Störgeräusche beim Betrieb des Fensterhebers unterdrücken, so dass sich die Akustik der Antriebseinheit deutlich verbessert. Gleichzeitig können die elastischen Lagerelemente auch als Gegenlager dienen, um ein Verdrehen des Motors gegenüber dem Gehäuse beim Betrieb des Fensterhebers zu verhindern.
Alternativ oder zusätzlich können auch weitere Mittel vorgesehen sein, mittels derer der Elektromotor im Gehäuse verdrehsicher gelagert ist. Denkbar ist insbesondere ein Formschluss zwischen einer Innenkontur des Gehäuses und einer Außenkontur des Elektromotors.
Besonders bevorzugt sind sämtliche im Gehäuse untergebrachten Komponenten der Antriebseinheit in nur einem einzigen Gehäuseteil montiert bzw. vormontierbar.
Zur weiteren Akustikoptimierung kann es außerdem vorgesehen sein, dass das Gehäuse oder wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile im Innenraum mit einem schallabsorbierenden Material ausgestattet sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung steht das Getriebe über eine Schneckengetriebestufe mit dem Elektromotor in Wirkverbindung. Vorzugsweise ist hierzu eine Schnecke auf der Abtriebswelle des Elektromotors angeordnet oder steht mit dieser in Wirkverbindung. Abtriebsseitig greift die Schnecke mit ihren Schraubengängen in ein Schneckenrad ein, das entweder Bestandteil der Schneckengetriebestufe oder Bestandteil des Getriebeantriebs ist.
Schneckengetriebe bieten zum einen den Vorteil der Selbsthemmung und zum einen die Möglichkeit hoher Untersetzungswerte. Insbesondere für den Betrieb von Fensterhebern ist die Selbsthemmungswirkung wünschenswert, mitunter sogar erforderlich, um ein durch externe Einwirkung verursachtes Rücklaufen bzw. Absinken der Fensterscheibe zu verhindern. Darüber hinaus zeichnen sich Schneckengetriebestufen durch einen sehr geräuscharmen und stoßunempfindlichen Betrieb aus.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Schneckengetriebestufe anstelle einer eingängigen eine mehrgängige, insbesondere eine zweigängige, Schnecke aufweist. Mehrgängige Schnecken erlauben größere Durchmesser für die Schneckengetriebestufe, wodurch die mechanischen Belastungen des Getriebes beim Eingreifen der Schnecke in das Schneckenrad reduziert werden.
Während sich Schneckengetriebestufen insbesondere bei niedrig drehenden Motoren zur Reduzierung der Drehzahl und zur Erzeugung eines ausreichenden Drehmomentes eignen, kommen bei hoch drehenden Motoren gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung Planetengetriebe zum Einsatz. Hierzu ist das Getriebe entweder als Planetengetriebe ausgebildet oder weist ein solches auf. Planetengetriebe zeichnen sich neben ihrem geringen Bauvolumen durch die Möglichkeit zur Übertragung hoher Drehmomente aus. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das für die Betätigung des Fensterhebers notwendige Drehmoment aus einer hohen Drehzahl des Elektromotors und entsprechender Untersetzung und nicht direkt aus einem höheren Drehmoment des Elektromotors erzeugt wird. Planetengetriebe bieten weiterhin den Vorteil, dass sich das Abtriebsdrehmoment in der Planetenstufe auf mehrere Stränge verteilt.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung steht das Planetengetriebe über eine Schneckengetriebestufe mit dem antreibenden Motor in Wirkverbindung, wobei das Schneckenrad vorzugsweise als Eingangsglied der Planetenstufe koaxial zu den übrigen Bauteilen der Planetenstufe angeordnet ist. Hierdurch lassen sich sehr hohe Antriebsmomente bei gleichzeitig kompakter Bauweise realisieren.
Neben einer Planetenstufe sind selbstverständlich auch andere Getriebebauformen denkbar. Beispielsweise kann das Getriebe aus einem Schneckenrad und einem damit fest verbundenen, koaxial angeordneten Zahnrad kleineren Durchmessers bestehen. Entsprechend kann das Schneckenrad als Getriebeantrieb von einer auf der Abtriebswelle des Elektromotors angeordneten Schnecke angetrieben werden, während das Zahnrad als Abtriebselement des Getriebes dient.
Unabhängig von der Bauform des Getriebes ist es nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass Getriebeantrieb und -abtrieb eine gemeinsame Achse aufweisen bzw. dass die Welle des Getriebeabtriebs und die Welle des Getriebeantriebs koaxial zueinander angeordnet sind. Hierdurch lässt sich eine besonders kompakte Bauform der Antriebseinheit entsprechend den engen Einbauverhältnissen im Innenraum der Kraftfahrzeugtür realisieren. Eine Optimierung des Einbauvolumens lässt sich weiterhin dadurch erreichen, dass die Abtriebswelle des Elektromotors und die Welle der Schneckengetriebestufe koaxial zueinander angeordnet sind und/oder dass die Abtriebswelle des Elektromotors und die Welle des Getriebeabtriebs senkrecht zueinander angeordnet sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Getriebeantrieb bzw. die erste Getriebestufe und der Getriebeabtrieb auf einer gemeinsamen, feststehenden Welle angeordnet sind, die in das Gehäuse, vorzugsweise in eines der wenigstens zwei Gehäuseteile, eingepresst ist. Durch das Einpressen der festsehenden Welle lassen sich etwa im Vergleich zum Einspritzen der Welle in das Gehäuse vor allem die Herstellungskosten reduzieren. Außerdem zeigen eingepresste Wellen aufgrund der Relaxation des Werkstoffes und der damit einhergehenden Vorspannung eine höhere Standfestigkeit.
Zur Festlegung der Komponenten im Gehäuseinneren weist das Gehäuse oder wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung eine Aufnahme für den Elektromotor und/oder das Getriebe bzw. Teile des Getriebes auf. Insbesondere sind Hohlräume für die Aufnahme der genannten Bauteile vorgesehen. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Aufnahme wenigstens ein Befestigungsmittel für den Elektromotor und/oder das Getriebe und/oder Teile des Getriebes aufweist.
Denkbar sind beispielsweise Messerklemmen oder andere Klipsverbindungsmittel, in die entsprechende komplementär ausgebildete Gegenverbindungsmittel am Elektromotor oder am Getriebe eingreifen. So kann der Motor beispielsweise durch einfaches Einklipsen in die Messerklemmen im Gehäuse befestigt werden, wodurch sich der Montageaufwand insbesondere, der zeitliche Montageaufwand wesentlich reduzieren lässt. Selbstverständlich sind aber auch andere Befestigungsmittel wie Schraubverbindungen und/oder Verklebungen oder das zuvor beschriebene Verklemmen des Motors denkbar.
Darüber hinaus können vorsatzartige, stabförmige Aufnahmen, vorgesehen sein, um darin Teile des Getriebes, beispielsweise ein Zahnrad, achsenmäßig zu lagern.
In besonders vorteilhafter Weise können die Befestigungsmittel gleichzeitig auch zur elektrischen Kontaktierung bzw. zum elektrischen Anschließen des Motors ausgebildet sein. Hier können beispielsweise die Messerklemmen und die korrespondierenden Gegenverbindungsmittel am Motor aus Metall bestehen oder metallische Kontaktbereiche aufweisen, derart dass der Motor über die Befestigungsmittel und die Gegenverbindungsmittel mit elektrischer Energie und/oder Steuersignalen versorgt werden kann. Hierdurch lassen sich der Montageaufwand und das Gewicht der Antriebseinheit noch weiter reduzieren. Die Befestigungsmittel können besonders bevorzugt in Einpresstechnik in das Gehäuse integriert werden.
Ferner kann insbesondere die Aufnahme und/oder das Befestigungsmittel das wenigstens eine elastische Lagerelement aufweisen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bildet das Gehäuse oder wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile wenigstens einen Teil des Getriebes. So kann beispielsweise eine feststehende Welle bzw. Achse oder ein feststehendes Hohlrad des Planetengetriebes in das Gehäuse oder ein Gehäuseteil, insbesondere einstückig, integriert sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse oder wenigstens eine der wenigstens zwei Gehäuseteile eine Einrichtung zum Aufnehmen einer Elektronikbaugruppe, insbesondere eine Platine, zum Steuern des Elektromotors auf. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Antriebseinheit auch die Elektronikbaugruppe, insbesondere eine Platine mit darauf angeordneten Elektronikbauteilen, zum Steuern des Elektromotors auf. Die Platine kann insbesondere von zwei Seiten mit Elektronikbauteilen bestückt sein, um Bauraum einzusparen.
Die Steuerelektronik kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung insbesondere auch eine Einklemmschutzelektronik umfassen, die dazu dient, den Antrieb des Fensterhebers so zu steuern, dass das Anheben der Fensterscheibe gestoppt und die Scheibe ggf. ein Stück zurückgefahren wird, wenn sich ein Gegenstand im Bereich des sich schließenden Fensters befindet.
Die Unterbringung der Elektronikbaugruppe zum Steuern des Elektromotors innerhalb des gemeinsamen Gehäuses für Motor und Getriebe bewirkt, dass auch die Steuerelektronik gegenüber der Umgebung der Antriebseinheit abgedichtet ist. Insbesondere kann hierdurch die Nassraumtauglichkeit der gesamten Antriebseinheit gewährleistet werden.
Das Integrieren der Steuerelektronik in das Gehäuse bietet sich vor allem dann an, wenn fahrzeugseitig keine Steuerelektronik zum Betätigen des Fensterhebers bereit gestellt wird. Selbstverständlich ist aber auch eine Ausführungsform ohne eine Steuerelektronik innerhalb des Gehäuses denkbar. Insoweit erlaubt ein Gehäuse mit einer Einrichtung zum Aufnehmen einer Elektronikbaugruppe die Verwendung für beide Varianten, d. h. mit und ohne integrierter Steuerelektronik.
Weiterhin zeichnet sich eine Antriebseinheit mit integrierter Steuerelektronikbaugruppe dadurch aus, dass sie als vorgefertigte Montageeinheit mit geringem Aufwand, insbesondere schnell im Türinnenbereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet und mit der Hebeeinrichtung des Fensterhebers wirkverbunden werden kann.
Darüber hinaus kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung am Gehäuse und/oder an wenigstens einem Gehäuseteil eine elektrische Verbindungseinrichtung bzw. ein Steckverbinder vorgesehen sein, um die innerhalb des Gehäuses angeordnete Steuerelektronik und/oder den Motor von außen mit Steuersignalen und Energie zu versorgen. Dies kann beispielsweise eine in das Gehäuse integrierte VDA-Buchse, insbesondere eine VDA-Nassraumbuchse, sein.
Ferner kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Gehäuse und/oder wenigstens ein Gehäuseteil Steckerkontakte, bspw. eingepresste Pin-Leisten oder Pin-Stecker, zum Anschließen und Kontaktieren der Elektronikbaugruppe und/oder des Motors aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse eine Durchführung für den Getriebeabtrieb auf. Letzterer kann beispielsweise eine nach außen geführte Welle sein, auf der ein Zahlrad oder ein ähnliches Abtriebselement angeordnet ist, das mit einer Hebeeinrichtung für die Fensterscheibe, beispielsweise eine Seilzugeinrichtung wirkverbindbar ist.
Um die Nassraumtauglichkeit, d.h. Dichtheit des Gehäuseinneren gegenüber dem Gehäuseäußeren, zu gewährleisten, ist im Bereich der Durchführung und/oder des Steckverbinders in vorteilhafter Weise wenigstens ein Dichtmittel, insbesondere ein Dichtring, vorgesehen. Dies kann beispielweise ein O-Ring sein, der auf der Welle des Getriebeabtriebs sitzt und den Spalt zwischen Gehäusedurchführung und Abtriebselement abdichtet. Bevorzugt ist das Gehäuse ansonsten vollkommen geschlossen.
Zur leichteren Überwindung des sogenannten Losbrechmoments steht die Schneckengetriebestufe nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit dem Elektromotor, insbesondere mit der Abtriebswelle des Elektromotors, über eine Kupplung, insbesondere eine Klauenkupplung, in Wirkverbindung.
Desweiteren kann es vorgesehen sein, dass eine Drehwelle des Elektromotors und/oder die Welle der Schneckengetriebestufe wenigstens einen Ends, vorzugsweise mittels wenigstens eines Kugellagers, im Gehäuse oder in wenigstens einem der wenigstens zwei Gehäuseteile drehbar gelagert ist. Hierdurch kann insbesondere die Ausübung von Axialkräften auf den Elektromotor verhindert werden. Zum gleichen Zweck können die Drehwelle des Elektromotors und/oder die Welle der Schneckengetriebestufe endseitig mittels axialen Anlaufflächen gelagert sind. Axiale Anlaufflächen bieten außerdem die Möglichkeit zum Toleranzausgleich bei der Lagerung der Motorwelle.
Zur schnellen Montage der Antriebseinheit weist das Gehäuse oder wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile im Außenbereich eine Befestigungseinrichtung auf, beispielsweise vordefinierte Befestigungslöcher, die eine einfache und standardisierte Montage der Antriebseinheit im Zwischenraum der Fahrzeugtür, beispielsweise an einem Türinnenblech oder einer Rahmenkonstruktion, erlauben.
Nach einem unabhängigen Gedanken der Erfindung sind weiterhin ein Fensterheber und/oder ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit gemäß den vorgenannten Ausführungsvarianten vorgesehen.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1a Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebseinheit eines Fensterhebers,
1b Seitenansicht der zusammengebauten Antriebseinheit gemäß 1a,
2a eine Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
2b eine Seitenansicht der zusammengebauten Antriebseinheit gemäß 2a,
2c Schnitt durch die zusammengebaute Antriebseinheit entlang der Schnittlinie B-B gemäß 2b,
3a perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
3b einen Querschnitt durch die Antriebseinheit gemäß 3a im Bereich der Elektronikbaugruppe und
3c einen weiteren Querschnitt durch die Antriebseinheit gemäß 3a entlang der Abtriebswelle des Getriebes.
Die 1a und 1b, 2a bis 2c sowie 3a bis 3c zeigen je ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1 eines Fensterhebers mit einem Elektromotor 2 sowie einem Getriebe 4, die beide in einem gemeinsamen Gehäuse 3 angeordnet sind.
Bei dem Elektromotor 2 handelt es sich gemäß der Erfindung um einen sogenannten Rundmotor, insbesondere um einen hochdrehenden Standard-Elektrorundmotor mit einem abgekapselten Motorgehäuse 22, der als eigenständige, kostengünstige Fertigbaugruppe in die Antriebseinheit 1 eingesetzt wird.
Die unmittelbar nachfolgende Beschreibung bezieht sich vornehmlich auf das erste Ausführungsbespiel gemäß 1a und 1b, nennt jedoch Elemente, die auch bei den beiden anderen Ausführungsbespielen gemäß 2a bis 2c bzw. 3a bis 3c identisch oder ähnlich realisiert sind. Die Beschreibung zu 1a und 1b ist daher auch teilweise auf die Ausführungsbespiele gemäß 2a bis 2c bzw. 3a bis 3c mitzulesen.
Der Beschreibung zu 1a und 1b schließt sich dann eine im Wesentlichen nur die Unterschiede hervorhebende Beschreibung der beiden anderen Ausführungsbeispiele gemäß 2a bis 2c bzw. 3a bis 3c an.
Beim dem in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsbeispiel steht der Motor 2 über eine Schneckengetriebestufe 5 mit dem Getriebe 4 in Wirkverbindung. Hierzu ist eine eingängige Schnecke 53 mittels entsprechenden Verbindungsmitteln 52, vorliegend mittels Lagerblocks, auf der Abtriebswelle 21 des Motors 2 festgelegt. Die Schnecke greift in ein korrespondierendes Schneckenrad 41 des Getriebes 4 ein. Um eine entsprechende Untersetzung der Motordrehzahl zu erreichen, weist das Getriebe 4 ein Zahnrad 42 als Getriebeabtrieb auf, das mit dem Schneckenrad 41 fest verbunden und zu diesem koaxial angeordnet ist. Vorzugsweise sind das Schneckenrad 41 und das Zahnrad 42 einstückig ausgebildet.
Ferner ist beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1a und 1b, wie im Übrigen auch beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2a bis 2c, auf der Abtriebswelle 21 des Motors 2 ein Magnetrad 51 angeordnet, das sich mit der Abtriebswelle 21 dreht. Über eine entsprechende, hier nicht gezeigte Hall-Sensorik, kann auf diese Weise die Drehzahl des Motors 2 bestimmt und ggf. gesteuert und/oder geregelt werden.
Der Motor 2, das Getriebe 4 und die Schneckenstufengetriebe 5 sind bei allen drei Ausführungsbespielen in einem gemeinsamen Gehäuse 3 angeordnet. Dieses besteht aus zwei Gehäusehälften 31, 32, die nach dem Zusammenbau der Antriebseinheit 1 durch Ultraschallschweißen oder Laserschweissen fest miteinander verbunden sind, so dass das Gehäuseinnere gegenüber dem Gehäuseäußeren gegen Feuchtigkeit und Schmutz abgedichtet und folglich insgesamt die Nassraumtauglichkeit der Antriebseinheit 1 gewährleistet ist. Insbesondere bewirkt das gemeinsame und im Wesentlichen vollständig geschlossene Gehäuse 3, dass die durch den hochdrehenden Motor 2 entstehende Geräuschkulisse deutlich gedämpft wird.
Um die Antriebseinheit 1 mit einer entsprechenden Hebeeinrichtung der Fensterscheibe zu verbinden, weist das Gehäuseteil 32 eine Durchführung 7 auf, durch die das Abtriebselement des Getriebes 4, d.h. das Zahnrad 42, hindurchgeführt wird. Um das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz durch die Durchführung 7 zu verhindern, ist der Getriebeabtrieb 42 im Bereich der Durchführung 7 mit einem Dichtring 6 abgedichtet.
Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen gemäß den 1a bis 3c ist zusätzlich eine Elektronikbaugruppe 8 zum Steuern des Elektromotors 2 innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet. Diese besteht aus einer Platine 81 und darauf angeordneten Elektronikbauteilen 82. Insbesondere kann die Platine 81 von zwei Seiten mit Elektronikbauteilen bestückt sein, um in vorteilhafterweise Bauraum einzusparen.
Die beiden Gehäuseteile 31, 32 sind bei dem in 1a und 1b gezeigten ersten Ausführungsbeispiel derart ausgestaltet, dass sie Passflächen und eine Aussparung bzw. einen Hohlraum ausweisen, welche derart konstruiert und angeordnet sind, dass sie den Motor 2 sowie das Getriebe 4 aufnehmen können. Insbesondere sind halbmondförmige, stegartige Aufnahmeelemente 37, sowie als Messerklemmen ausgebildete Befestigungsmittel 38 zur Festlegung und Aufnahme des Motors 2 vorgesehen. Letztere verhindern vornehmlich ein Verdrehen des Motors 2 gegenüber dem Gehäuse 3, wenn der Motor 2 in Betrieb genommen wird.
In besonders vorteilhafter Weise können die Befestigungsmittel 38 gleichzeitig auch zur elektrischen Kontaktierung bzw. zum elektrischen Anschließen des Motors 2 ausgebildet sein. So können beispielsweise die Messerklemmen und die korrespondierenden Gegenverbindungsmittel am Motor 2 aus Metall bestehen oder metallische Kontaktbereiche aufweisen, derart, dass der Motor 2 über die Befestigungsmittel 38 und die Gegenverbindungsmittel mit elektrischer Energie und/oder Steuersignalen versorgt werden kann.
Zur Geräuschminimierung sind zudem elastische Dämpfungselemente auf den halbmondförmigen Anlageflächen 37 vorgesehen, die mechanische Schwingungen des Motors 2 gegenüber der Gehäuseumgebung dämpfen sollen.
Ferner weist das Gehäuseteil 31 einen dornförmigen Fortsatz auf, der als feststehende Welle 35 für das beim ersten Ausführungsbeispiel aus Schneckenrad 41 und Zahnrad 42 bestehende Getriebe 4 dient.
Darüber hinaus ist am Gehäuse 3 bzw. am Gehäuseteil 31 ein elektrischer Steckverbinder 33 vorgesehen, um die innerhalb des Gehäuses 3 angeordnete Steuerelektronik 8 und/oder den Motor 2 von außen mit Steuersignalen und Energie zu versorgen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der elektrische Steckverbinder 33 in das Gehäuseteil 31 integrierte und als VDA-Buchse, insbesondere VDA-Nassraumbuchse, ausgebildet.
Zur Halterung bzw. Aufnahme der Platine 81 weist das Gehäuseteil 31 ferner fortsatzartige Halteelemente 36 auf, auf die die Platine 81 aufgeschoben werden kann. Denkbar sind aber auch andere Halteelemente, beispielsweise Klips- und Rastverbindungsmittel, um die Platine 81 im Gehäuse 3 festzulegen.
Darüber hinaus kann das Gehäuse 3 oder bzw. Gehäuseteile 31, 32 Steckerkontakte, bspw. eingepresste Pin-Leisten oder Pin-Stecker, zum Anschließen und Kontaktieren der Platine 81 bzw. der Elektronikbaugruppe 8 und/oder des Motors 2 aufweisen.
Ferner weist das Gehäuseteil 31 eine Montageeinrichtung 34 auf, die eine dreipunktartige Halterung bzw. Montage der Antriebseinheit 1 im Türinnenbereich einer Kraftfahrzeugtür, beispielsweise an einem Türinnenblech oder einer Rahmenkonstruktion der Kraftfahrzeugtür, erlauben. Vorliegend weist die Montageeinrichtung 34 drei röhrenförmige Befestigungslöcher auf. Die konkrete Ausgestaltung der Montageeinrichtung 34 ist vorzugsweise an den jeweiligen Kunden anpassbar.
Die 2a bis 2c zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1, die sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1a bis 1b in erster Linie dadurch unterscheidet, dass anstelle des aus Schneckenrad 41 und Zahnrad 42 bestehenden Getriebes 4 ein Planetengetriebe 47 aufweist. Im Weiteren wird deshalb vornehmlich auf die Unterscheide der beiden Ausführungsbeispiele eingegangen.
Das Planetengetriebe 47 besteht aus einem feststehenden Hohlrad 44, das in die Gehäusehälfte 32 integriert ist, einem Sonnenrad 46, das mit dem Schneckenrad 41 fest verbunden ist, fünf Planetenrädern 43 sowie einem Planetenradträger 42, der mit dem als Getriebeabtrieb ausgebildeten Zahnrad 42 fest verbunden ist. Vorliegend wird das Planetengetriebe über das Schneckenrad 41 und dem damit fest verbundenen Sonnenrad 46 angetrieben. Der Abtrieb erfolgt über den Planetenradträger 45 und das damit fest verbundene Zahnrad 42. Da in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Hohlrad 44 fest in das Gehäuseteil 32 integriert ist, unterscheidet sich der Gehäuseaufbau im Ausführungsbeispiel gemäß 2a bis 2c vom Gehäuseaufbau von 1a und 1b. Dies betrifft insbesondere die Bereiche des Gehäuses, die das Getriebe aufnehmen.
Die 3a bis 3c zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 1, das ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1a bis 1b ein Schneckenrad 41 als Getriebe aufweist. Im Weiteren wird deshalb vornehmlich auf die Unterscheide zu den beiden anderen Ausführungsbeispielen gemäß 1a und 1b bzw. 2a bis 2c eingegangen.
Wie insbesondere 3a zu entnehmen ist, steht die Schneckengetriebestufe 5 zur leichteren Überwindung des sogenannten Losbrechmoments mit dem Elektromotor 2 bzw. mit der Abtriebswelle 21 des Elektromotors 2 über eine Kupplung 55, vorliegend über eine Klauenkupplung, in Wirkverbindung.
Ferner sind die Drehwelle 21 bzw. 22 des Elektromotors 2 sowie die Welle 54 der Schneckengetriebestufe 5 wenigstens einen Ends mittels Kugellagern im Gehäuse 31, vorliegend im Gehäuseteile 31, drehbar gelagert ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Ausübung von Axialkräften auf den Elektromotor 2 verhindert. Zum gleichen Zweck sind die Drehwelle 21 des Elektromotors 2 sowie die Welle 54 der Schneckengetriebestufe außerdem endseitig gegen sogenannte Anlaufplättchen mit axialen Anlaufflächen 56 gelagert. Diese Anlaufflächen 56 bieten zudem die Möglichkeit zum Toleranzausgleich bei der Lagerung der Motorwelle 21, 22.
Wie insbesondere 3b zu entnehmen ist, lässt sich das Einbauvolumen der Antriebseinheit 1 dadurch optimieren, dass das den Motor 2 und das Getriebe 4 umschließende gemeinsame Gehäuse 3 u.a. lokal an den Stellen der größten Ausdehnung des Motors 2 in der Wandstärke reduziert wird ohne dadurch die Steifigkeit bzw. Stabilität des Gehäuses nachhaltig zu beeinflussen. Im Übrigen ist die Wandstärke der Gehäuseteile 31, 21 auch überall dort reduziert, wo das Gehäuse 3 lediglich eine Abdichtfunktion der im Gehäuseinneren angeordneten Komponenten gegenüber dem Gehäuseäußeren erfüllen muss.
3b ist ferner zu entnehmen, dass der der Elektromotor 2 im Gehäuse 3, d.h. zwischen den zwei Gehäuseteilen 31, 32 verklemmt ist. Außerdem ist der Motor 2 – hier nicht dargestellt – mittels Formschluss zwischen einer Innenkontur des Gehäuses 3 und einer Außenkontur des Elektromotors 2 verdrehsicher gelagert.
Darüber hinaus sind, wie in 3c dargestellt, der Getriebeantrieb und der Getriebeantrieb auf einer gemeinsamen, feststehenden Welle 35 angeordnet, die in das Gehäuse 3, vorliegend das Gehäuseteile 31 eingepresst ist. Durch das Einpressen der festsehenden Welle 35 lassen sich etwa im Vergleich zum Einspritzen der Welle in das Gehäuse vor allem die Herstellungskosten reduzieren. Außerdem zeigen eingepresste Wellen aufgrund der Relaxation des Werkstoffes und der damit einhergehenden Vorspannung eine höhere Standfestigkeit.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinheit
2: Elektromotor
3: Gehäuse
4: Getriebe
5: Schneckengetriebestufe
6: Dichtmittel
7: Durchführung
8: Elektronikbaugruppe
21: Abtriebswelle des Elektromotors
22: Gehäuse des Elektromotors
23: Drehwelle des Elektromotors
31: Gehäuseteil
32: Gehäuseteil
33: elektrischer Steckverbinder
34: Montageinrichtung
35: feststehende Welle des Getriebes
36: fortsatzartige Haltemittel für Elektronikbaugruppe
37: Aufnahme für Elektromotor
38: Befestigungsmittel, insbesondere Messerklemmen, für Elektromotor
41: Schneckenrad
42: Zahnrad
43: Planetenrad
44: Hohlrad
45: Planetenradträger
46: Sonnenrad
47: Planetengetriebe
51: Magnetrad
52: Befestigungsmittel für Schneckengetriebestufe
53: Schnecke
54: Welle der Schneckengetriebestufe
55: Kupplung
56: axiale Anlauffläche
81: Platine
82: Elektronikbauteil(e)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10334611 A1 [0003, 0004]
DE 102008043569 A1 [0003, 0004]
DE 102006036523 A1 [0003]

Claims

Antriebseinheit (1) eines Fensterhebers, insbesondere eines Seilzugfensterhebers, zum Betätigen der Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor (2) und einem Getriebe (4), welche in einem gemeinsamen Gehäuse (3) angeordnet sind, wobei das Getriebe (4) mit dem Elektromotor (2) in Wirkverbindung steht und über einen Getriebeabtrieb mit einer Hebeeinrichtung für die Fensterscheibe wirkverbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) ein Rundmotor ist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Gehäuseteile (31, 32) aufweist und/oder aus wenigstens zwei, insbesondere genau zwei, Gehäuseteilen (31, 32) hergestellt ist, die insbesondere durch Schweißen, vorzugsweise Ultraschallschweißen oder Laserschweissen oder Verkleben oder Verschrauben oder Verklipsen zusammengefügt sind.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) im Gehäuse (3) a. verklemmt ist, insbesondere zwischen den wenigstens zwei Gehäuseteilen (31, 32) verklemmt ist, und/oder b. mittels wenigstens eines elastischen Lagerelementes, insbesondere mittels wenigstens eines O-Rings, schwingungsgedämpft gelagert ist und/oder c. verdrehsicher, insbesondere mittels Formschluss zwischen einer Innenkontur des Gehäuses (3) und einer Außenkontur des Elektromotors (2), gelagert ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) im Innenraum mit einem schallabsorbierenden Material ausgestattet ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) über eine Schneckengetriebestufe (5) mit dem Elektromotor (2), insbesondere mit einer Abtriebswelle (21) des Elektromotors (2) in Wirkverbindung steht, wobei die Schneckengetriebestufe (5) vorzugsweise eine eingängige oder eine mehrgängige, insbesondere eine zweigängige, Schnecke (53) aufweist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen des Getriebeantriebs und Getriebeabtriebes koaxial zueinander angeordnet sind und/oder dass die Abtriebswelle (21) des Elektromotors (2) und die Welle der Schneckengetriebestufe (5) koaxial zueinander angeordnet sind und/oder dass die Abtriebswelle (21) des Elektromotors (2) und die Welle des Getriebeabtriebs senkrecht zueinander angeordnet sind.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeantrieb und der Getriebeabtrieb auf einer gemeinsamen, feststehenden Welle (35) angeordnet sind, die in das Gehäuse (3), vorzugsweise in eines der wenigstens zwei Gehäuseteile (31, 32), eingepresst ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (4) ein Planetengetriebe (47) aufweist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) oder wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile (31, 32) wenigstens eine Aufnahme (35, 37), wenigstens ein Befestigungsmittel (38) und/oder wenigstens einen Hohlraum für den Elektromotor (2), für das Getriebe (4) und/oder für Teile des Getriebes (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47) aufweist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aufnahme (37) und/oder das wenigstens eine Befestigungsmittel (38) das wenigstens eine elastisches Lagerelement aufweisen.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) oder wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile (31, 32) wenigstens ein, vorzugsweise in Einpresstechnik integriertes Befestigungsmittel (38) für den Elektromotor (2) aufweist, welches gleichzeitig zur elektrischen Kontaktierung des Elektromotors (2) ausgebildet ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) oder wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile (31, 32) wenigstens einen Teil (44) des Getriebes (4) bilden.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) oder wenigstens eine der wenigstens zwei Gehäuseteile (31, 32) eine Einrichtung (36) zum Aufnehmen einer Elektronikbaugruppe (8), insbesondere einer Platine, zum Steuern des Elektromotors aufweist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 13 mit einer Elektronikbaugruppe (8), insbesondere einer Platine (81), zum Steuern des Elektromotors (2).
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) oder wenigstens eines der wenigstens zwei Gehäuseteile (31, 32) einen, mit der Elektronikbaugruppe (8) elektrisch verbundenen Steckverbinder (33), insbesondere einen VDA-Steckverbinder, aufweist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) eine Durchführung (7) für den Getriebeabtrieb aufweist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Durchführung (7) und/oder des Steckverbinders wenigstens ein Dichtmittel (6), insbesondere ein Dichtring, zum Abdichten des Gehäuseinneren gegenüber dem Gehäuseäußeren vorgesehen ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) vollkommen geschlossen ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckengetriebestufe (5) mit dem Elektromotor (2), insbesondere mit der Abtriebswelle (21) des Elektromotors (2), über eine Kupplung (55), insbesondere eine Klauenkupplung, in Wirkverbindung steht.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehwelle (21, 22) des Elektromotors (2) und/oder die Welle der Schneckengetriebestufe (5) wenigstens einen Ends, vorzugsweise mittels wenigstens eines Kugellagers, im Gehäuse (3) oder wenigstens einem der wenigstens zwei Gehäuseteile (31, 32) drehbar gelagert ist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwelle (21, 22) des Elektromotors (2) und/oder die Welle (54) der Schneckengetriebestufe (5) endseitig mittels axialen Anlaufflächen (56) gelagert sind.
Fensterheber und/oder Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21.