DE102013209212A1

DE102013209212A1 - Drive device, for example for a windscreen wiper device

Info

Publication number: DE102013209212A1
Application number: DE201310209212
Authority: DE
Inventors: Michael Reith; Gerard Albrecht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2014-11-20

Abstract

Eine Antriebseinrichtung weist einen elektrischen Antriebsmotor auf, dessen Motorwelle an einem Gehäuseboden des Motorgehäuses federnd abgestützt ist.A drive device has an electric drive motor, the motor shaft of which is resiliently supported on a housing base of the motor housing.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung, beispielsweise für eine Scheibenwischvorrichtung in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a drive device, for example for a windshield wiper device in a vehicle according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

In der DE 10 2009 054 720 A1 wird ein Heckscheibenwischer für ein Fahrzeug beschrieben, der einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, welcher über ein Getriebe mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist, auf der ein Wischarm aufsitzt. Die Motorwelle des Antriebsmotors ist mit einer Schnecke versehen, die mit einem Schneckenrad des Getriebes kämmt. Über eine Schubstange und eine Kurbel wird die Rotationsbewegung des Schneckenrades in eine Drehpendelbewegung der Abtriebswelle umgesetzt.In the DE 10 2009 054 720 A1 a rear wiper for a vehicle is described, which has an electric drive motor, which is coupled via a transmission with an output shaft on which a wiper arm is seated. The motor shaft of the drive motor is provided with a worm, which meshes with a worm gear of the transmission. About a push rod and a crank, the rotational movement of the worm wheel is converted into a rotary pendulum movement of the output shaft.

Bei Scheibenwischvorrichtungen ist aus Geräuschgründen und unter dem Aspekt der Langlebigkeit auf eine möglichst geringe Toleranz im Übertragungsweg zwischen der Motorwelle des Antriebsmotors und der Abtriebswelle mit dem Wischarm zu achten.In windshield wiper devices is due to noise and under the aspect of longevity to ensure the lowest possible tolerance in the transmission path between the motor shaft of the drive motor and the output shaft with the wiper arm.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Antriebseinrichtung mit reduziertem Axialspiel der Motorwelle des Antriebsmotors auszuführen.The invention is based on the object to perform with simple constructive measures a drive device with reduced axial play of the motor shaft of the drive motor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung wird bevorzugt als Stellmotor in Fahrzeugen verwendet, zum Beispiel in Scheibenwischvorrichtungen in Fahrzeugen, vorzugsweise als Heckscheibenwischer, wobei ggf. auch eine Anwendung als Frontscheibenwischer oder als Wischer für die Beleuchtung in Betracht kommt. Möglich ist des Weiteren auch eine Verwendung als Stellmotor in Kleinantrieben wie beispielsweise Fensterhebern, Sitzversteller etc.The drive device according to the invention is preferably used as a control motor in vehicles, for example in windscreen wiper devices in vehicles, preferably as a rear window wiper, which optionally also an application as a windshield wiper or as a wiper for the lighting comes into consideration. It is also possible to use as a servomotor in small drives such as window regulators, seat adjuster etc.

Die Antriebseinrichtung umfasst einen elektrischen Antriebsmotor, dessen Motorwelle eine Abtriebswelle antreibt, welche beispielsweise im Fall einer Scheibenwischvorrichtung Träger eines Wischarms der Scheibenwischvorrichtung ist. Die Motorwelle des Antriebsmotors ist über einen Übertragungsmechanismus mit der Abtriebswelle gekoppelt, vorzugsweise über ein Getriebe, bei dem beispielsweise eine Schnecke auf der Motorwelle aufsitzt und mit einem Schneckenrad des Getriebes kämmt, das über weitere Getriebebauteile, insbesondere eine Kurbel, mit der Abtriebswelle verbunden ist, so dass bei laufendem Antriebsmotor die Rotationsbewegung der Motorwelle in eine Drehpendelbewegung der Abtriebswelle umgesetzt wird.The drive device comprises an electric drive motor whose motor shaft drives an output shaft which, for example in the case of a windscreen wiper device, carries a wiper arm of the windscreen wiper device. The motor shaft of the drive motor is coupled via a transmission mechanism with the output shaft, preferably via a transmission in which, for example, a worm on the motor shaft and meshes with a worm gear of the transmission, which is connected via further transmission components, in particular a crank, with the output shaft, so that when the drive motor is running, the rotational movement of the motor shaft is converted into a rotational pendulum movement of the output shaft.

Zum Toleranzausgleich der Motorwelle des Antriebsmotors ist ein Gehäuseboden des Motorgehäuses federnd ausgebildet und bildet eine Abstützfläche für die Stirnseite der Motorwelle. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass dem Gehäuseboden des Motorgehäuses eine doppelte Funktion zukommt, nämlich zum einen der axiale Abschluss des Motorgehäuses und zum andern die Aufgabe eines Abstütz- und Federelementes für die Motorwelle, wodurch eine Reduzierung der Bauteilanzahl sowie des Montageaufwands erreicht wird. Der Gehäuseboden wirkt in Axialrichtung der Motorwelle federnd. Die Motorwelle liegt mit einer Stirnseite an dem Gehäuseboden an und wird nach Art eines Federelementes von dem Gehäuseboden axial in die entgegengesetzte Richtung kraftbeaufschlagt. Die gegenüberliegende Stirnseite der Motorwelle ist an einem weiteren Bauteil abgestützt und wird somit von der Kraft des federnden Gehäusebodens gegen dieses Bauteil beaufschlagt, so dass axiale Toleranzen über den federnden Gehäuseboden kompensiert werden. Insgesamt führt dies zu einer Minimierung von Bewegungstoleranzen in der Übertragungskette zwischen Motorwelle und Abtriebswelle.For tolerance compensation of the motor shaft of the drive motor, a housing bottom of the motor housing is resilient and forms a support surface for the end face of the motor shaft. This embodiment has the advantage that the housing bottom of the motor housing plays a dual role, namely on the one hand, the axial completion of the motor housing and the other the task of a support and spring element for the motor shaft, whereby a reduction in the number of components and the assembly effort is achieved. The housing bottom is resilient in the axial direction of the motor shaft. The motor shaft rests with one end face on the housing bottom and is subjected to a force of the housing bottom axially in the opposite direction in the manner of a spring element. The opposite end face of the motor shaft is supported on a further component and is thus acted upon by the force of the resilient housing bottom against this component, so that axial tolerances on the resilient housing bottom can be compensated. Overall, this leads to a minimization of movement tolerances in the transmission chain between the motor shaft and output shaft.

Der Gehäuseboden weist, gemäß einer bevorzugten Ausführung, eine Einprägung in Richtung der Motorwelle auf. Die Einprägung bewirkt zum einen eine Federungsmöglichkeit des vorzugsweise aus Metall gefertigten Gehäusebodens des Motorgehäuses. Zum andern bildet die nach innen gerichtete Einprägung eine Abstützung für die Stirnseite der Motorwelle. Vorzugsweise ist die Einprägung so ausgebildet, dass eine punktförmige Abstützung der Stirnseite an der Einprägung gegeben ist, wodurch die Reibung beim Umlaufen der Motorwelle minimiert ist. Die Einprägung kann als Verformung des Gehäusebodens ausgebildet sein und befindet sich vorzugsweise mittig im Gehäuseboden.The housing bottom has, according to a preferred embodiment, an impression in the direction of the motor shaft. The imprint causes on the one hand a suspension possibility of the preferably made of metal housing bottom of the motor housing. On the other hand, the inward impression forms a support for the end face of the motor shaft. Preferably, the indentation is formed so that a punctiform support of the end face is given to the indentation, whereby the friction during rotation of the motor shaft is minimized. The imprint may be formed as a deformation of the housing bottom and is preferably located centrally in the housing bottom.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung stützt sich ein Lager, in welchem die Motorwelle drehbar gelagert ist, an dem Gehäuseboden axial ab. Das Lager, welches als Loslager ausgeführt sein kann und über einen Anschlag auf der Motorwelle axial in eine Richtung mit der Motorwelle gekoppelt ist, ist insbesondere radial außerhalb der Einprägung am Gehäuseboden abgestützt, wobei der Gehäuseboden ggf. zumindest abschnittsweise topfförmig ausgebildet sein kann und das Lager an Seitenwänden anliegt, welche mit einer zusätzlichen Radialerstreckung von der Einprägung im Gehäuseboden ausgehend seitlich nach außen gerichtet sind. Die Seitenwände liegen im Bereich ihrer freien Stirnseite an dem zylindrischen Motorgehäuse des Antriebsmotors an. In dieser Ausführung übernimmt der Gehäuseboden zusätzlich zur federnden Abstützung der Motorwelle auch die axiale Abstützung des Lagers, welches sich benachbart zur Stirnseite der Motorwelle befindet und die Motorwelle drehend aufnimmt. Gegebenenfalls wird auch das Lager axial federnd vom Gehäuseboden abgestützt. According to a further advantageous embodiment, a bearing, in which the motor shaft is rotatably mounted, is supported axially on the housing bottom. The bearing, which can be designed as a floating bearing and is coupled via a stop on the motor shaft axially in one direction with the motor shaft is supported in particular radially outside the impression on the housing bottom, wherein the housing bottom may optionally be at least partially cup-shaped and the bearing abuts on side walls, which are directed with an additional radial extent of the impression in the housing bottom starting laterally outwards. The side walls are in the area of their free End face on the cylindrical motor housing of the drive motor. In this embodiment, the housing base takes in addition to the resilient support of the motor shaft and the axial support of the bearing, which is adjacent to the end face of the motor shaft and rotatably receives the motor shaft. Optionally, the bearing is supported axially resiliently from the housing bottom.

Auf der dem Gehäuseboden gegenüberliegenden Stirnseite ist die Motorwelle, gemäß weiterer vorteilhafter Ausführung, an einem bevorzugt starren Anschlag abgestützt. Der Anschlag kann in einem Getriebegehäuse angeordnet sein, beispielsweise einen einteilig mit dem Getriebegehäuse ausgebildeten Steg bilden, wobei der Anschlag vorteilhafterweise keine oder zumindest eine signifikant geringere axiale Federwirkung auf die Motorwelle ausübt als der Gehäuseboden. Dies hat den Vorteil, dass auf dieser Seite der Motorwelle keine federnden Abstützmaßnahmen erforderlich sind und dementsprechend ein festes, starres Bauteil eines Gehäuses als Abstützung dienen kann. Über den federnden Gehäuseboden wird die Motorwelle gegen den starren Anschlag kraftbeaufschlagt. Das Gehäuse, in welchem der Anschlag ausgebildet ist, ist vorzugsweise ein Getriebegehäuse des dem Antriebsmotor nachgeschalteten Getriebes. In der Ausführung mit einer Schnecke, welche einteilig mit der Motorwelle ausgebildet ist, befindet sich der starre Anschlag an derjenigen Stirnseite der Motorwelle, die benachbart zur Schnecke liegt.On the opposite side of the housing bottom, the motor shaft, according to another advantageous embodiment, supported on a preferably rigid stop. The stop can be arranged in a gear housing, for example, form a web formed integrally with the gear housing, wherein the stop advantageously no or at least a significantly lower axial spring action on the motor shaft exerts as the housing bottom. This has the advantage that on this side of the motor shaft no resilient support measures are required and accordingly a fixed, rigid component of a housing can serve as a support. About the resilient housing bottom, the motor shaft is subjected to a force against the rigid stop. The housing in which the stop is formed, is preferably a transmission housing of the drive motor downstream transmission. In the embodiment with a worm, which is formed integrally with the motor shaft, the rigid stop is located on that end face of the motor shaft, which is adjacent to the worm.

Bei dem Antriebsmotor handelt es sich vorteilhafterweise um einen permanenterregten Gleichstrommotor mit einem mit der Motorwelle verbundenen Anker, welcher Träger von bestrombaren Spulen ist, die mit Permanentmagneten an der Innenseite des Motorgehäuses interagieren. Das Motorgehäuse bildet vorteilhafterweise in dieser Ausführung ein Polgehäuse, der Gehäuseboden ist dementsprechend ein Polgehäuseboden.The drive motor is advantageously a permanent-magnet DC motor with an armature connected to the motor shaft, which is a carrier of energizable coils which interact with permanent magnets on the inside of the motor housing. The motor housing advantageously forms a pole housing in this embodiment, the housing bottom is accordingly a Polgehäuseboden.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Scheibenwischvorrichtung in einem Kraftfahrzeug, 1 a schematic representation of a windshield wiper device in a motor vehicle,

2 eine Schnittdarstellung einer Antriebseinrichtung für die Scheibenwischvorrichtung, mit einem elektrischen Antriebsmotor, dessen Motorwelle über eine Schnecke mit einem Getriebe zur Bewegungsübertragung auf eine Abtriebswelle gekoppelt ist, 2 a sectional view of a drive device for the windscreen wiper device, with an electric drive motor, the motor shaft is coupled via a worm with a transmission for transmitting motion to an output shaft,

3 eine vergrößerte Darstellung aus dem Bereich der Stirnseite der Motorwelle, welche sich an einem Steg des Getriebegehäuses abstützt, 3 an enlarged view of the region of the end face of the motor shaft, which is supported on a web of the gear housing,

4 eine vergrößerte Darstellung aus dem Bereich der gegenüberliegenden Stirnseite der Motorwelle, die sich an einem federnd ausgebildeten Gehäuseboden abstützt. 4 an enlarged view of the region of the opposite end face of the motor shaft, which is supported on a resiliently formed housing bottom.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Die in 1 dargestellte Scheibenwischvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug wird zum Reinigen einer Fahrzeugscheibe 2 eingesetzt, bei der es sich vorzugsweise um die Heckscheibe des Fahrzeugs handelt, wobei ggf. auch eine Reinigung der Frontscheibe mit der Scheibenwischvorrichtung 1 in Betracht kommt. Die Scheibenwischvorrichtung 1 umfasst eine Antriebsvorrichtung 3, einen Wischarm 4 sowie ein Wischblatt 5, welches auf der Fahrzeugscheibe 2 aufliegt. Die Antriebsvorrichtung 3 besteht aus einem elektrischen Antriebsmotor und einem Getriebe, über das die Drehbewegung der Motorwelle des Antriebsmotors in eine Drehpendelbewegung einer Abtriebswelle umgesetzt wird, auf der der Wischarm 4 aufsitzt.In the 1 illustrated windscreen wiper device 1 for a motor vehicle is used to clean a vehicle window 2 used, which is preferably the rear window of the vehicle, where appropriate, a cleaning of the windscreen with the windshield wiper device 1 comes into consideration. The windscreen wiper device 1 includes a drive device 3 , a wiper arm 4 as well as a wiper blade 5 which is on the vehicle window 2 rests. The drive device 3 consists of an electric drive motor and a gear, via which the rotational movement of the motor shaft of the drive motor is converted into a rotational pendulum motion of an output shaft on which the wiper arm 4 seated.

Wie 2 zu entnehmen, umfasst die Antriebsvorrichtung 3 den elektrischen Antriebsmotor 6 und das Getriebe 19, welches in einem Getriebegehäuse 20 aufgenommen ist, mit dem ein Motorgehäuse 7 des Antriebsmotors 6 verbunden ist. Der Antriebsmotor 6 weist in seinem Motor- bzw. Polgehäuse 7 Permanentmagnete 8 auf, welche einen Anker umschließen, der bestrombare Spulen 9 auf einer Motorwelle 10 umfasst. Die Spulen 9 werden über eine Kommutierungseinrichtung bestromt und interagieren mit dem Magnetfeld der Permanentmagnete 8.As 2 refer to the drive device 3 the electric drive motor 6 and the gearbox 19 which is in a transmission housing 20 is included, with a motor housing 7 of the drive motor 6 connected is. The drive motor 6 has in its motor or pole housing 7 permanent magnets 8th on, which enclose an anchor, the energizable coils 9 on a motor shaft 10 includes. The spools 9 are energized via a commutation and interact with the magnetic field of the permanent magnets 8th ,

Außerhalb des Motorgehäuses 7 ist die Motorwelle 10 mit einer Schnecke 11 versehen, die mit einem Schneckenrad 12 des Getriebes 19 kämmt. Das Schneckenrad 12 ist im Getriebegehäuse 20 um eine Welle 13 drehbar gelagert. Die Drehbewegung des Schneckenrads 12 wird über eine exzentrisch gelagerte Schubstange 14 und eine Schwinge 15 in eine Drehpendelbewegung der Abtriebswelle 16 umgesetzt, welche Träger des Wischarms ist.Outside the motor housing 7 is the motor shaft 10 with a snail 11 provided with a worm wheel 12 of the transmission 19 combs. The worm wheel 12 is in the gearbox 20 around a wave 13 rotatably mounted. The rotary motion of the worm wheel 12 is via an eccentrically mounted push rod 14 and a swingarm 15 in a rotary pendulum movement of the output shaft 16 implemented, which is carrier of the wiper arm.

Das zylindrische Motor- bzw. Polgehäuse ist, wie 2 in Verbindung mit 4 zu entnehmen, von einem separat ausgebildeten Gehäuseboden 17 verschlossen, der stirnseitig auf der dem Getriebe 19 abgewandten Seite mit dem Motorgehäuse 7 verbunden ist. Der Gehäuseboden 17 weist eine nach innen gerichtete Einprägung 18 auf, die zentrisch in den Gehäuseboden eingebracht ist und eine Abstützfläche für die Stirnseite der Motorwelle 10 bildet. Die Einprägung 18 ist so ausgeführt, dass die Motorwelle 10 punktförmig an der Innenseite der Einprägung anliegt, wodurch die Reibung zwischen der Motorwelle und dem Gehäuseboden minimiert wird.The cylindrical motor or pole housing is how 2 combined with 4 to be taken from a separately formed housing bottom 17 closed, the front side on the transmission 19 opposite side with the motor housing 7 connected is. The caseback 17 has an inward impression 18 on, which is centrally inserted into the housing bottom and a support surface for the end face of the motor shaft 10 forms. The impressing 18 is designed so that the motor shaft 10 punctiform bears against the inside of the indentation, whereby the friction between the motor shaft and the housing bottom is minimized.

Unmittelbar benachbart zur Stirnseite ist die Motorwelle 10 in einem Lager 21 drehbar aufgenommen, das sich axial ebenfalls an der Innenseite des Gehäusebodens 17 abstützt. Die Abstützung erfolgt in einem Abstützbereich 22, der radial außerhalb der Einprägung 18 liegt. Der Abstützbereich 22 ist als konkav geformte Seitenwand ausgebildet, die sich mit axialer und radialer Komponente in Richtung des Motorgehäuses 7 erstreckt. Zwischen der zentrischen Einprägung 18 und den Stirnseiten der Seitenwände, welche an dem Motorgehäuse 7 anliegen, befinden sich zusätzlich zu dem konkaven Abstützbereich 22 noch weitere geschwungene, konvex und konkav ausgebildete Seitenwandabschnitte.Immediately adjacent to the front side is the motor shaft 10 in a warehouse 21 rotatably received, which also axially on the inside of the housing bottom 17 supported. The support takes place in a support area 22 that is radially outside of the indentation 18 lies. The support area 22 is formed as a concave-shaped side wall extending with axial and radial component in the direction of the motor housing 7 extends. Between the centric imprint 18 and the end faces of the side walls, which on the motor housing 7 abutment, are in addition to the concave support area 22 even more curved, convex and concave side wall sections.

Die Einprägung 18 sowie die geschwungen ausgeführte Seitenwand des Gehäusebodens 17 führen zu einem axialen Federeffekt, der in Achs- bzw. Längsrichtung der Motorwelle 10 wirksam ist und diese stirnseitig mit einer axialen Kraft beaufschlagt. The imprint 18 as well as the curved side wall of the housing bottom 17 lead to an axial spring effect, in the axial or longitudinal direction of the motor shaft 10 is effective and these end faces with an axial force applied.

Wie 2 in Verbindung mit 3 zu entnehmen, stützt sich die Motorwelle 10 auf der dem Gehäuseboden 17 gegenüberliegenden Seite mit ihrer Stirnseite an einem Steg 23 ab, der einteilig mit dem Getriebegehäuse 20 ausgebildet ist. Der Steg 23 erstreckt sich unter einem 90°-Winkel quer zur Längsachse der Motorwelle 10 und bildet eine gerade Abstützfläche für die Motorwelle. Das Getriebegehäuse besteht vorzugsweise aus Metall, beispielsweise aus Aluminiumdruckguss. Der Steg 23 bildet eine starre Abstützung für die Stirnseite der Motorwelle, die durch die Axialkraft des federnd ausgebildeten Gehäusebodens 17 gegen den Steg 23 kraftbeaufschlagt wird.As 2 combined with 3 can be seen, the motor shaft is supported 10 on the case back 17 opposite side with its front side at a bridge 23 off, the one-piece with the gearbox 20 is trained. The jetty 23 extends at a 90 ° angle transverse to the longitudinal axis of the motor shaft 10 and forms a straight support surface for the motor shaft. The transmission housing is preferably made of metal, for example of die-cast aluminum. The jetty 23 forms a rigid support for the end face of the motor shaft, by the axial force of the spring-shaped housing bottom 17 against the jetty 23 is charged with force.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009054720 A1 [0002]

Claims

Drive device, for example for a windscreen wiper device in a vehicle, with an electric drive motor ( 6 ), whose motor shaft ( 10 ) is axially supported on the front side, characterized in that a housing bottom ( 17 ) of the motor housing ( 7 ) of the drive motor ( 6 ) is resilient and has a support surface ( 22 ) for the front side of the motor shaft ( 10 ).

Drive device according to claim 1, characterized in that the housing bottom ( 17 ) of the motor housing ( 7 ) one of the motor shaft ( 10 ) facing impression ( 18 ) having.

Drive device according to claim 2, characterized in that the end face of the motor shaft ( 10 ) punctiform at the imprint ( 18 ) is present.

Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a bearing ( 21 ), in which the motor shaft ( 10 ) is rotatably mounted, on the housing bottom ( 17 ) is axially supported.

Drive device according to claim 2 or 3 and 4, characterized in that the bearing ( 21 ) radially outside the impression ( 18 ) at the housing bottom ( 17 ) is supported.

Drive device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing bottom ( 17 ) opposite end face of the motor shaft ( 10 ) is supported on a rigid stop.

Drive device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drive motor ( 6 ) a gearbox ( 19 ) is connected downstream.

Drive device according to claim 6 and 7, characterized in that the rigid stop in a transmission housing ( 20 ) of the transmission ( 19 ), wherein the motor housing ( 7 ) with the transmission housing ( 20 ) connected is.

Drive device according to claim 8, characterized in that the rigid stop as one piece with the transmission housing ( 20 ) formed web ( 23 ) is executed.

Drive device according to one of claims 7 to 9, characterized in that in one piece with the motor shaft ( 10 ) a snail ( 11 ) is formed, which with a worm wheel ( 12 ) of the transmission ( 19 ) combs.

Windscreen wiper device, in particular rear window wiper in a vehicle, with a drive device ( 3 ) according to one of claims 1 to 10.