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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebseinheit für einen Stellantrieb in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner umfasst die Erfindung eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Antriebseinheit.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE 102 60 104 A1 der Anmelderin bereits bekannt. Es findet Verwendung beim Zusammenbau eines Getriebegehäuses mit einem als Poltopf ausgebildeten Motorgehäuse, die zusammen Bestandteile einer Antriebseinheit, beispielsweise eines Fensterheberantriebs oder ähnlichem, sind. Wesentlich dabei ist, dass die Antriebseinheit eine in mehreren Lagereinrichtungen gelagerte Ankerwelle umfasst, wobei eine der Lagereinrichtungen in dem Motorgehäuse, und eine andere Lagereinrichtung in dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Zur Vermeidung von Fluchtungsfehlern zwischen den Lagereinrichtungen, die zu einer erhöhter Reibung und somit zu einem Wirkungsgradverlust der Antriebseinheit führt, ist es wesentlich, die beiden Gehäuseteile, in denen die Lagereinrichtungen jeweils hochgenau aufgenommen sind, möglichst genau zueinander zu zentrieren. Hierzu ist es bei dem bekannten Verfahren vorgesehen, dass an dem ersten Gehäuseteil, das als Getriebegehäuse ausbildet ist, Zentrierzapfen vorgesehen sind, die mit an dem zweiten Gehäuseteil ausgebildeten Zentrieröffnungen zusammenwirken. Die bekannte Schrift sieht hierzu vor, dass zwischen den Zentrierzapfen und den Zentrieröffnungen jeweils eine Spielpassung ausgebildet ist. Problematisch dabei ist, dass abhängig von der Größe der Passungen zwischen den jeweils zusammenwirkenden Zentrierzapfen und Zentrieröffnungen sowie der Vermasung der Zentrierzapfen und Zentrieröffnungen, d.h., der Toleranz zwischen den einzelnen Zentrierzapfen bzw. Zentrieröffnungen an den beiden Gehäuseteilen eine der Zentrieröffnungen sowie der damit zusammenwirkende Zentrierzapfen für die Zentrierung der beiden Gehäuseteile dominierend bzw. maßgeblich ist. Dabei kann im Voraus nicht angegeben werden, welche der Zentrieröffnungen sowie welcher der Zentrierzapfen für die Zentrierung der Gehäuseteile sorgt. Letztendlich handelt es sich bei dem üblicherweise vier Zentrieröffnungen und vier damit zusammenwirkenden Zentrierzapfen um ein überbestimmtes System, sodass die beschriebene Problematik auftritt.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebseinheit für einen Stellantrieb in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine eindeutige Positionierung bzw. Zentrierung zwischen den beiden Gehäuseteilen erzielbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass bei der Maßtolerierung zur Festlegung der Abstände zwischen den jeweiligen Zentrieröffnungen und den Zentrierzapfen voneinander der Bezugspunkt, von dem die Maßtolerierung ausgeht bezüglich eines Zentrierzapfens und einer damit zusammenwirkenden Zentrieröffnung gewählt wird, dass zwischen diesem Zentrierzapfen und der damit zusammenwirkenden Zentrieröffnung eine minimal mögliche zweite Spielpassung oder eine Übergangspassung ausgebildet wird, und dass eine Spielpassung zwischen dem wenigstens einen anderen Zentrierzapfen und der damit zusammenwirkenden Zentrieröffnung ausgebildet wird. Der Erfindung liegt somit die Idee zugrunde, bei der Bemaßung der Abstände der Zentrierzapfen voneinander sowie der Zentrieröffnungen voneinander von einem Zentrierzapfen und einer Zentrieröffnung auszugehen, die zusammenwirken. Dieses aus dem Zentrierzapfen und der Zentrieröffnung ausgebildete Fügepaar bildet somit jeweils Referenzpunkte aus, von dem aus die Tolerierung bzw. Bemaßung der anderen Zentrierzapfen und Zentrieröffnungen ausgeht. Dies hat den Vorteil, dass sich die Zentrierung der beiden Gehäuseteile zueinander stets an der Bemaßung bzw. Genauigkeit des einen Zentrierzapfens und der damit zusammenwirkenden Zentrieröffnung orientiert. Ferner wird vorgeschlagen, dass zwischen diesem Zentrierzapfen und der damit zusammenwirkenden Zentrieröffnung eine minimal mögliche Spielpassung oder eine Übergangspassung ausgebildet wird. Das bedeutet, dass unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen bezüglich des Außendurchmessers des Zentrierzapfens bzw. des Innendurchmessers der Zentrieröffnung zwischen den genannten Elementen eine möglichst enge Tolerierung ausgebildet wird, sodass die beiden Gehäuseteile durch die genannten Elementen hochgenau zueinander positioniert werden. Da darüber hinaus zwischen wenigstens einen anderen Zentrierzapfen und der damit zusammenwirkenden Zentrieröffnung eine Spielpassung ausgebildet ist, kann trotz der engen Paarung zwischen dem zuerst genannten Zentrierzapfen und der damit zusammenwirkenden Zentrieröffnung eine problemlose Montage der beiden Gehäuseteile im Bereich des anderen Zentrierzapfens sowie der anderen Zentrieröffnung erfolgen, da aufgrund der Spielpassung ein Toleranzausgleich bezüglich der ersten Zentrieröffnung und des ersten Zentrierzapfens möglich ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildeten Antriebseinheit sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die erste Spielpassung an der Zentrieröffnung ein Langloch umfasst, und dass das Langloch in seiner Breite eine minimale Spielpassung aufweist. Dadurch lässt sich eine nochmals genauere Zentrierung der beiden Gehäuseteile zueinander erzielen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, die nach einem soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, ist es vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil ein Getriebegehäuseteil und das zweite Gehäuseteil ein Motorgehäuse ist.
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In einem konkreten Anwendungsfall der Antriebseinheit ist es vorgesehen, dass das Getriebegehäuse aus Kunststoff besteht und als Spritzgussteil ausgebildet ist, und dass das Motorgehäuse ein aus Blech bestehender Poltopf ist und als Tiefziehteil ausgebildet ist. Dadurch lassen sich die Zentrierzapfen in besonders einfacher Art und Weise durch ein entsprechend ausgebildetes Spritzgusswerkzeug zum Herstellen des Getriebegehäuses ausbilden, während die Zentrieröffnungen sich durch einen Bohr- bzw. Stanzvorgang einfach und relativ genau fertigen lassen.
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Insbesondere wenn lediglich zwei Zentrierzapfen und Zentrieröffnungen vorgesehen sind, in deren Bereich auch die Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen stattfindet, ist es bevorzugt vorgesehen, wenn die erste Spielpassung an einem der zweiten Spielpassung oder der Übergangspassung diagonal gegenüberliegenden Bereich des Gehäuseflanschs angeordnet ist. Neben einer Optimierung der Befestigung im Sinne einer dichten Befestigung zwischen den beiden Gehäuseteilen durch Aufbringen einer über den Umfang des Flanschbereichs relativ gleichmäßigen Dichtkraft wird dadurch auch die Zentrierung der beiden Gehäuseteile zueinander optimiert.
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In weiterhin optimierter konstruktiver Ausbildung zur Erzielung einer besonders dichten bzw. eine die Bauteile zur Erzielung einer relativ dichten Verbindung mechanisch relativ geringen Belastung wird vorgeschlagen, dass insgesamt vier Zentrierzapfen und Zentrieröffnungen, insbesondere an den Eckbereichen des Gehäuseflanschs vorgesehen sind, und dass zwischen einem dritten und einem vierten Zentrierzapfen und der damit zusammenwirkenden dritten und vierten Zentrieröffnung eine Spielpassung ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung hat insbesondere den Vorteil, dass der dritte und der vierte Zentrierzapfen sowie die damit zusammenwirkenden Zentrieröffnungen nicht zur Zentrierung der beiden Gehäuseteile zueinander beitragen, sondern lediglich der (möglichst dichten bzw. festen) Verbindung der beiden Gehäuseteile dienen.
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Zur einfachen sowie wiederlösbaren Verbindung der beiden Gehäuseteile wird vorgeschlagen, dass die Zentrierzapfen Öffnungen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben aufweisen. Dadurch wird der Raumbedarf im Bereich des Gehäuseflanschs insoweit optimiert, als dass für die Befestigungsschrauben zumindest nahezu kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist, sondern der Bauraum im Bereich der Befestigungszapfen ausgebildet bzw. genutzt wird.
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Zur Erzielung einer möglichst dichten Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen ist es darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass die Wanddicke des Gehäuseflanschs größer ist als die Höhe der Zentrierzapfen. Dadurch wird eine dichte Anlage des Gehäuseflanschs an der gegenüberliegenden Wandfläche des Getriebegehäuses erzielt.
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Das Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile wird darüber hinaus erleichtert, wenn an den Zentrieröffnungen und/oder den Zentrierzapfen Fasen ausgebildet sind.
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Bevorzugt ist darüber hinaus eine Antriebseinheit, bei der in den Gehäuseteilen eine die Gehäuseteile durchquerende Ankerwelle mit wenigstens zwei Lagereinrichtungen angeordnet ist, und wenn eine Lagereinrichtung in dem ersten Gehäuseteil und die andere Lagereinrichtung in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist.
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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 eine Draufsicht auf eine teilweise geschnitten dargestellte Antriebseinheit für einen Stellantrieb in einem Kraftfahrzeug,
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2 eine perspektivische Teilansicht auf die Antriebseinheit gemäß 1,
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3 eine Draufsicht auf ein als Poltopf ausgebildetes Motorgehäuse, wie es bei der Antriebseinrichtung gemäß der 1 und 2 verwendet wird und
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4 eine teilweise geschnittene Darstellung im Verbindungsbereich zwischen einem Poltopf und einem Getriebegehäuse.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Die in der 1 dargestellte Antriebseinheit 10 ist als Stellantrieb in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zum Verstellen eines nicht dargestellten Elements wie einer Fensterscheibe, einem Sitz, eines Schiebedachs oder ähnlichem vorgesehen. Hierzu umfasst die als Getriebe-Antriebseinheit 10 ausgebildete Antriebseinheit 10 ein vorzugsweise aus Kunststoff bestehendes, als Spritzgussteil ausgebildetes erstes Gehäuseteil 11, das in Form eines Getriebegehäuses 12 ausgebildet ist. Das Getriebegehäuse 12 ist mit einem zweiten Gehäuseteil 13 verbunden, das als Motorgehäuse dient und in Form eines sogenannten Poltopfes 14 ausgebildet ist. Das zweite Gehäuseteil 13 besteht aus Blech und ist als Tiefziehteil ausgebildet. Die Befestigung zwischen den beiden Gehäuseteilen 11, 13 erfolgt in einem Anschlussbereich 15 an einer Stirnfläche des Getriebegehäuses 12 über einen an dem zweiten Gehäuseteil 13 ausgebildeten, umlaufenden Gehäuseflansch 16. Zur wiederlösbaren Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 11, 13 sind insgesamt vier, an den jeweiligen Eckbereichen des Gehäuseflanschs 16 angeordnete Befestigungsschrauben 18 vorgesehen.
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Innerhalb des zweiten Gehäuseteils 13 ist ein Anker 20 mit einer Ankerwelle 22 angeordnet, der mit in dem Poltopf 14 angeordneten Magnetelementen 23 zusammenwirkt. Die Ankerwelle 22 ragt bis weit in das Getriebegehäuse 12 hinein, und weist auf der dem Anker 20 gegenüberliegenden Seite eine Schnecke 24 auf, die mit der Verzahnung eines Stirnrads 25 kämmt. Das Stirnrad 25 ist Bestandteil eines ein- oder mehrstufigen, innerhalb des Getriebegehäuses 12 aufgenommenen Getriebes und dient der zumindest mittelbaren Verstellung einer Fensterscheibe, eines Schiebedachs oder ähnlichem.
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Die Ankerwelle 22 ist in wenigstens zwei Lagereinrichtungen 26, 27 gelagert, wobei die eine Lagereinrichtung 26 im Poltopf 14 auf der dem Getriebegehäuse 12 abgewandten Seite angeordnet ist, während die andere Lagereinrichtung 27 axial kurz vor der Schnecke 24 innerhalb des Getriebegehäuses 12 aufgenommen ist.
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Der Poltopf 14 ist Bestandteil des in Flachbauweise ausgebildeten Antriebsmotors 30, sodass der Anschlussflansch 15, wie insbesondere anhand der 2 und 3 erkennbar ist, eine im Wesentlichen rechteckförmige Form aufweist. Wie insbesondere anhand der 4 erkennbar ist, weist das Getriebegehäuse 12 bzw. das erste Gehäuseteil 11 im Bereich der Befestigungsschrauben 18 jeweils eine ringförmige Erhebung in Form eines Zentrierzapfens 32 auf, der einstückig am Getriebegehäuse 12 durch eine entsprechende Ausbildung des Spritzgusswerkzeugs angeformt ist. Innerhalb des Zentrierzapfens 32 ist eine Öffnung 33 für die Befestigungsschraube 18 ausgebildet, die insbesondere als selbstschneidende Befestigungsschraube 18 ausgebildet sein kann, um auf die Ausbildung des Gewindes für die Befestigungsschraube 18 im Bereich der Öffnung 33 verzichten zu können. Darüber hinaus sind in den Eckbereichen des Gehäuseflanschs 16 jeweils mit den Zentrierzapfen 32 zusammenwirkende Zentrieröffnungen 34 ausgebildet.
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Erfindungswesentlich ist die Maßtolerierung der Lage der Zentrierzapfen 32 und der Zentrieröffnungen 34 sowie die Dimensionierung der Zentrierzapfen 32 und der Zentrieröffnungen 34, wozu nachfolgend auf die 3 Bezug genommen wird. Aus der 3 ist erkennbar, dass eine erste, als Langloch 35 ausgebildete Zentrieröffnung 34a am Gehäuseflansch 16 ausgebildet ist, deren zwischen den beiden Seitenwänden 36, 37 ausgebildeter Abstand a bzw. Breite derart auf den Außendurchmesser des (runden) Zentrierzapfens 32a abgestimmt ist, dass zwischen den Seitenwänden 36, 37 und dem Umfang bzw. Außendurchmesser des Zentrierzapfens 32a eine möglichst kleine Spielpassung ausgebildet ist. Demgegenüber ist in der Längsachse des Langlochs 35 zwischen dem Außendurchmesser des Zentrierzapfens 32a und den im Ausführungsbeispiel gerundet ausgebildeten Seitenwänden 38, 39 ein jeweils vergrößerter Spalt 40, 41 ausgebildet. Die Mittelachse 42 des Langlochs 35 schneidet eine Längsachse 43 des Poltopfs 14. Diagonal gegenüberliegend in Bezug zur Längsachse 43 ist auf der der ersten Zentrieröffnung 34a gegenüberliegenden Seite eine zweite Zentrieröffnung 34b ausgebildet, die einen runden Innenquerschnitt aufweist. Wesentlich ist, dass der mit der zweiten Zentrieröffnung 34b zusammenwirkende Zentrierzapfen 32b einen derartigen Außendurchmesser aufweist, dass zwischen dem Zentrierzapfen 32b und der Zentrieröffnung 34b eine minimale Spielpassung oder aber eine Übergangspassung ausgebildet ist, wobei in der 3 lediglich der Darstellung halber zwischen dem Umfang des Zentrierzapfens 32b und der Zentrieröffnung 34b ein Ringspalt gezeichnet ist.
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Den beiden anderen Eckbereichen des Gehäuseflansches 16 sind darüber hinaus jeweils einen runden Querschnitt aufweisende Zentrieröffnungen 34c, 34d vorgesehen, die mit ebenfalls einem runden Querschnitt aufweisenden Zentrierzapfen 32c, 32d zusammenwirken. Dabei ist zwischen dem Außendurchmesser der Zentrierzapfen 32c, 32d und den Zentrieröffnungen 34c, 34d jeweils eine Spielpassung ausgebildet, die im Idealfall jeweils einen ringförmigen Spalt 46 zwischen den Zentrierzapfen 32c, 32d und den Zentrieröffnungen 34c, 34d ausbildet. Erfindungswesentlich ist, dass die Bemaßung der einzelnen Zentrierzapfen 32a bis 32d sowie der Zentrieröffnungen 34a bis 34d jeweils von dem Zentrierzapfen 32b bzw. der Zentrieröffnung 34b ausgeht. Das heißt, dass die Bemaßung bzw. der Abstand der Zentrierzapfen 32a, 32c und 32d ausgehend von dem Zentrierzapfen 32b, bevorzugt vom Mittelpunkt M des Zentrierzapfens 32b in der in der 3 eingezeichneten X- und Y-Richtung erfolgt. Darüber hinaus erfolgt die Bemaßung der Zentrieröffnungen 34a, 34c und 34d ausgehend von der Zentrieröffnung 34b, vorzugsweise ebenfalls von deren Mittelpunkt M.
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Die Montage der beiden Gehäuseteile 11, 13 erfolgt durch Relativbewegen der Zentrieröffnungen 34a bis 34d zu den Zentrierzapfen 32a bis 32d, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl die Zentrierzapfen 32a bis 32d, als auch die Zentrieröffnungen 34a bis 34d jeweils lediglich in der 4 erkennbare Fasen 44, 45 aufweisen, die das Einführen der Zentrieröffnungen 34a bis 34d in die Zentrierzapfen 32a bis 32d bzw. umgekehrt erleichtern. Bei der Montage des zweiten Gehäuseteils 13 an dem ersten Gehäuseteil 11 bestimmt dabei die Position des Zentrierzapfens 32b sowie der Zentrieröffnung 34b die Position bzw. Lage des Poltopfs 14 zum Getriebegehäuse 12. Die Zentrieröffnung 34a mit dem damit zusammenwirkenden Zentrierzapfen 32a wird aufgrund der oben beschriebenen geometrischen Ausgestaltung derart ausgerichtet, dass die Mittelachse 42 des Langlochs 35 die Längsachse 43 schneidet. Aufgrund der Spielpassungen zwischen den Zentrieröffnungen 34c, 34d und den damit zusammenwirkenden Zentrierzapfen 32c, 32d haben deren tatsächliche Ist-Maße bzw. Ist-Lage keinen Einfluss auf die Positionierung des Poltopfs 14 zum Getriebegehäuse 12.
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Nach dem Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile 11, 13 erfolgt das Anbringen der Befestigungsschrauben 18 in den Öffnungen 33, wobei durch eine Ausbildung der Zentrierzapfen 32a bis 32d, bei der diese eine geringere Höhe aufweisen als die Wanddicke des Anschlussflansch 15 eine dichte Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen 11, 13, auch ohne weitere Dichtelemente, erzielt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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