-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtelements für eine erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinrichtung sowie die Verwendung einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinrichtung.
-
Eine Getriebe-Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Praxis bereits bekannt und dient als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Fensterheberantrieb, einem Schiebedachantrieb oder ähnlichem. Die bekannte Getriebe-Antriebseinrichtung weist ein Motorgehäuse auf, das aus Blech ausgebildet ist und zur Aufnahme der Bestandteile eines Elektromotors dient. Insbesondere ist das Motorgehäuse durch einen Tiefziehvorgang erzeugt, wobei das Motorgehäuse auf der einem Getriebegehäuse zugewandten Seite einen senkrecht von der Wand des Motorgehäuses abstehenden, umlaufenden Flanschbereich aufweist. Das Motorgehäuse ist am Flanschbereich unter axialer Zwischenlage eines Bürstenhalterelements mit dem Getriebegehäuse verbunden, insbesondere verschraubt. Beidseitig des aus Kunststoff bestehenden Bürstenhalterelements ist es vorgesehen, das Bürstenhalterelement sowohl gegenüber dem Motorgehäuse, als auch gegenüber dem Getriebegehäuse abzudichten, um den Eintritt von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Innere des Motorgehäuses und des Getriebegehäuses zu verhindern. Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, an dem Bürstenhalterelement ein ringförmig umlaufendes Dichtelement anzuspritzen, dessen Querschnitt entweder ausschließlich C-förmig, oder aber ausschließlich I-förmig ausgebildet ist. Dabei dichten die dem Motorgehäuse bzw. dem Getriebegehäuse zugewandten Stirnflächen des Dichtelements das Bürstenhalterelement zum Motorgehäuse bzw. zum Getriebegehäuse hin ab. Bei der Verwendung eines Dichtelements, das einen C-förmigen Querschnitt aufweist, ist es insbesondere vorteilhaft, dass dieses auf der dem Motorgehäuse bzw. dem Getriebegehäuse zugewandten Seite jeweils eine relativ große bzw. breite Dichtfläche zur Verfügung stellt, so dass eine besonders gute Dichtwirkung erzielbar ist. Als nachteilhaft wird angesehen, dass der die beiden als Dichtflächen wirkenden Schenkel verbindende Abschnitt des Dichtelements von außen sichtbar ist, was auch auf die Bindenaht zutrifft, die beim Anspritzen des Dichtelements an dem Bürstenhalterelement entsteht. Demgegenüber ist die Bindenaht bei dem einen I-förmigen Querschnitt aufweisenden Dichtelement von außen her nicht sichtbar, ebenso wie der die beiden kurzen Schenkel bzw. Dichtflächen verbindende Abschnitt des Dichtelements. Als nachteilhaft wird angesehen, dass lediglich relativ schmale Dichtflächen zur Abdichtung zur Verfügung stehen.
-
Ein Schwerpunkt bei der Entwicklung von Getriebe-Antriebseinrichtungen in Kraftfahrzeugen geht in Richtung möglicher Gewichtseinsparungen. Ein Ansatz hierzu ist es, die Blechstärke des Motorgehäuses zu reduzieren. Dadurch kann beispielsweise bis zu ca. 40% des Gewichts des Motorgehäuses eingespart werden. Nachteilig dabei ist, dass beim Ausbilden des Flanschbereichs ein gegenüber der Verwendung einer größeren Blechstärke größerer Umformradius erforderlich ist, um ein Einreißen des Materials beim Umformen (Tiefziehen) zu vermeiden. Da andererseits beispielsweise das Außenmaß des Flanschbereich kundenseitig vorgegeben ist führt dies zu relativ schmalen, für ein Dichtelement zur Verfügung stehenden Dichtflächen an dem Flanschbereich. Dies trifft insbesondere bei solchen Motorgehäusen zu, bei denen das Motorgehäuse zwei parallel zueinander angeordnete, ebene Seitenwände aufweist, die mit jeweils gebogen bzw. gekrümmt ausgebildeten Wandabschnitten verbunden sind. In den zuletzt genannten Wandabschnitten weist der Flanschbereich eine größere Breite auf, da dort Löcher ausgebildet sind, die zum Befestigen bzw. Verschrauben des Motorgehäuses durch das Bürstenhalterelement hindurch mit dem Getriebegehäuse dienen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Getriebe-Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass bei Verwendung relativ geringer Wandstärken für das Motorgehäuse und somit bereichsweise relativ geringen Breiten der zur Verfügung stehenden Dichtflächen im Flanschbereich eine optimierte Dichtwirkung erzielt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Getriebe-Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Dichtelement Bereiche mit unterschiedlichen Querschnitten aufweist. Eine derartige Ausbildung des Dichtelements mit unterschiedlichen Querschnitten ermöglicht es, das Dichtelement jeweils örtlich den Gegebenheiten des Flanschbereichs optimal anzupassen. Insbesondere kann der Querschnitt zur jeweils zur Verfügung stehenden Breite einer Dichtfläche des mit dem Dichtelement zusammenwirkenden Gegenelements angepasst werden, um in allen Bereichen der Dichtfläche die benötigte Dichtwirkung sicherzustellen.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
-
Insbesondere ist es vorgesehen, dass der erste Bereich des Dichtelements einen C-förmigen Querschnitt und der zweite Bereich des Dichtelements einen I-förmigen Querschnitt aufweist, und dass die beiden Querschnitte auf der dem Flanschbereich des Motorgehäuses zugewandten Seite eine unterschiedliche Breite aufweisen.
-
In Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Querschnitte des Dichtelements ist es vorgesehen, dass der Flanschbereich des Motorgehäuses wenigstens zwei Bereiche aufweist, in denen die Dichtfläche unterschiedliche Breiten aufweist, und dass in dem eine geringere Breite aufweisenden Bereich der Dichtfläche das Dichtelement den C-förmigen Querschnitt und in dem die größere Breite aufweisenden Bereich der Dichtfläche das Dichtelement den I-förmigen Querschnitt aufweist.
-
Vorzugsweise ist das Dichtelement an einem vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Bürstenträgerelement angeordnet, wobei das Dichtelement durch bereichsweises Umspritzen des Bürstenträgerelements ausgebildet ist.
-
Eine optimierte Dichtwirkung des Dichtelements lässt sich erzielen, wenn das Dichtelement zumindest an einer Stirnseite eine von der Oberseite des Dichtelements wegragende Dichtkante aufweist. Dadurch entsteht beim Verpressen des Dichtelements im Bereich der Dichtkante eine besonders hohe Flächenpressung, die eine dichte Anlage des Dichtelements an der Gegenfläche bewirkt.
-
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bürstenträgerelements für eine erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinrichtung, bei dem das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Bürstenträgerelement bereichsweise von einer ein Dichtelement ausbildenden Dichtmasse umspritzt wird. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass wenigstens zwei unterschiedliche Querschnitte am Dichtelement erzeugt werden, ein C-förmiger Querschnitt und I-förmiger Querschnitt, und dass das Anspritzen der Dichtmasse am Bürstenträgerelement im Bereich des I-förmigen Querschnitts des Dichtelements erfolgt. Durch die zuletzt genannte Maßnahme ist insbesondere die beim Anspritzen der Dichtmasse entstehende Bindenaht von außen her nicht erkennbar.
-
Vorzugsweise findet die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinrichtung Verwendung als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
-
Diese zeigt in:
-
1 eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinrichtung,
-
2 ein perspektivischer Teillängsschnitt durch ein bei der Getriebe-Antriebseinrichtung gemäß 1 verwendetes Motorgehäuse,
-
3 und
-
4 jeweils Details der 2 in perspektivischer Schnittdarstellung,
-
5 ein Bürstenhalterelement mit darin angespritztem Dichtelement in perspektivischer Darstellung und
-
6 und 7 jeweils perspektivische Teillängsschnitte durch das Bürstenhalterelement gemäß 5 in unterschiedlichen Bereichen des Dichtelements.
-
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
-
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinrichtung 10 dargestellt, wie sie insbesondere als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug dient. Unter einem Komfortantrieb wird dabei z.B. ein Fensterheberantrieb, ein Schiebedachantrieb, ein Sitzverstellungsantrieb o.ä. verstanden.
-
Die Getriebe-Antriebseinrichtung 10 besteht im Wesentlichen aus einem Antriebs- bzw. Elektromotor 1 und einem mit dem Elektromotor 1 verbundenen, insbesondere aus Kunststoff oder Aluminiumdruckguss bestehenden Getriebegehäuse 2, welches auch mehrteilig ausgebildet sein kann bzw. aus unterschiedlichen Materialien bestehen kann. Die Verbindung zwischen dem Elektromotor 1 und dem Getriebegehäuse 2 erfolgt über mehrere Befestigungsschrauben 5. Der Elektromotor 1 weist ein Motorgehäuse 11 auf, das aus Blech besteht und als Tiefziehbauteil ausgebildet ist. Insbesondere beträgt die Wanddicke a bzw. Blechstärke des Motorgehäuses 11, welches auch als Polgehäuse bezeichnet wird, zwischen 1,0mm und 1,5mm, vorzugsweise in etwa 1,1mm (2).
-
Der Querschnitt des Motorgehäuses 11 weist zwei parallel zueinander angeordnete, zumindest im Wesentlichen ebene Seitenwände 12, 13 auf, die über gerundet ausgebildete Wandabschnitte 14 miteinander verbunden sind. Innerhalb des Motorgehäuses 11 sind insbesondere nicht dargestellte Permanentmagnetelemente sowie ein Anker des Elektromotors 1 angeordnet, der mit einer ebenfalls nicht gezeigten Ankerwelle in das Getriebegehäuse 2 hineinragt.
-
In den 1 bis 4 ist ein randseitig umlaufender Flanschbereich 15 des Motorgehäuses 11 auf der dem Getriebegehäuse 12 zugewandten Seite erkennbar. Insbesondere erkennt man, dass im Bereich der beiden Seitenwände 12, 13 des Motorgehäuses 11 der Flanschbereich 15 eine relativ schmale, als Dichtfläche 18 gegenüber dem Getriebegehäuse 2 wirkende Breite bF aufweist, während im Bereich der beiden Wandabschnitte 14 die Dichtfläche 18 eine Breite bR aufweist, die breiter ist als die Dichtfläche 18 im Bereich der beiden Seitenwände 12, 13. Insbesondere erkennt man auch, dass im Bereich der Wandabschnitte 14 in dem Motorgehäuse 11 jeweils zwei Durchgangsöffnungen 16, 17 ausgebildet sind, die zur Durchführung der Befestigungsschrauben 5 dienen. Aufgrund der relativ geringen Wandstärke a des Motorgehäuses 11 ist es zur Vermeidung von Spannungsrissen des Materials des Motorgehäuses 11 erforderlich, den Flanschbereich 15 mit einem relativ großen Umformradius r in Richtung der Seitenwände 12, 13 bzw. zu den Wandabschnitten 14 zu versehen (3). Dadurch ist insbesondere die zur Abdichtung stehende Breite bF des Flanschbereichs 15 im Bereich der beiden Seitenwände 12, 13 relativ schmal ausgebildet.
-
Die Verbindung des Motorgehäuses 11 mit dem Getriebegehäuse 2 erfolgt unter Zwischenlage eines als Bürstenträgerelement 20 ausgebildeten Zwischenelements. Das insbesondere in der 5 erkennbare Bürstenträgerelement 20 besteht aus Kunststoff und ist als Spritzgussteil ausgebildet. Das Bürstenträgerelement 20 weist, in Analogie zu dem Flanschbereich 15 des Motorgehäuses 11, auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils einen äußeren ebenen Wandabschnitt 21, 22, sowie zwischen den Wandabschnitten 21, 22 nach außen ragende Wandabschnitte 24, 25 auf. Im Bereich der Wandabschnitte 24, 25 weist das Bürstenträgerelement 20 darüber hinaus nicht dargestellte Durchgangsöffnungen für die Befestigungsschrauben 5 auf, so dass das Motorgehäuse 11 mit dem Getriebegehäuse 2 unter axialer Zwischenlage des Bürstenträgerelements 20 axial verschraubbar ist.
-
Bei der Montage der angesprochenen Bauteile ist es insbesondere erforderlich, dass in den Innenraum des Motorgehäuses 11 sowie des Getriebegehäuses 2 kein Schmutz oder Feuchtigkeit eindringt. Hierzu weist das Bürstenträgerelement 20 auf der dem Getriebegehäuse 2 sowie dem Motorgehäuse 11 zugewandten Seite im Bereich der Wandabschnitte 21, 22 und 24, 25 ein aus einer Weichkomponente, wie TPE (thermoplastisches Elastomer) bestehendes Dichtelement 30 auf. Erfindungswesentlich ist, dass das Dichtelement 30, das gegenüber dem Getriebegehäuse 2 sowie dem Motorgehäuse 11 jeweils eine umlaufende, geschlossene Dichtfläche ausbildet, unterschiedliche, der Form des Flanschbereichs 15 des Motorgehäuses 11 angepasste Querschnitte 31, 32 aufweist. Insbesondere weist das Dichtelement 30 im Bereich der beiden Wandabschnitte 21, 22, die mit den Seitenwänden 12, 13 des Motorgehäuses 11 fluchten, jeweils einen ersten, C-förmigen Querschnitt 31 auf. Der erste Querschnitt 31 bildet an der Außenseite des Bürstenträgerelements 20 eine äußere Begrenzung 33 aus, und greift mit seinen beiden kurzen Schenkeln 34, 35 in nutförmige Vertiefungen 35, 36 des Bürstenträgerelements 20 ein (7). An der Oberseite 38 des Dichtelements 30 weist dieses insbesondere auf der dem Getriebegehäuse 2 zugewandten Seite eine Erhöhung auf, die eine Dichtkante 39 ausbildet. Wesentlich ist, dass der erste Querschnitt 31 auf der dem Motorgehäuse 11 bzw. dem Flanschbereich 15 zugewandten Seite eine Breite B1 aufweist, die derart groß ist, dass eine relativ große Überdeckung mit dem Flanschbereich 15 im Bereich der beiden Seitenwände 12, 13 erzielt wird, in denen der Flanschbereich 15 lediglich die relativ geringe Breite bF aufweist.
-
Der zweite Querschnitt 32 des Dichtelements 30 ist in Überdeckung mit den Bereichen des Flanschbereichs 15 des Motorgehäuses 11 angeordnet, die von den Wandabschnitten 14 ausgehen, und in denen die größere Breite bR des Flanschbereichs 15 zur Abdichtung zu Verfügung steht. In diesen Bereichen ist der zweite Querschnitt 32 des Dichtelements 30 I-förmig ausgebildet und weist auf der dem Flanschbereich 15 zugewandten Seite eine Breite B2 auf, wobei die Breite B2 kleiner ist als die Breite B1 des ersten Querschnitts 31. Dadurch, dass der Flanschbereich 15 des Motorgehäuses 11 im Bereich der Wandabschnitte 14 eine größere, zur Abdichtung zur Verfügung stehende Breite bR aufweist, genügt die in der Breite reduzierte Breite B2 des zweiten Querschnitts 32 des Dichtelements 30 zur sicheren Abdichtung des Bürstenträgerelements 20 in Richtung zum Motorgehäuse 11.
-
Die Fertigung des Bürstenträgerelements 20 mit darin integriert angeordnetem Dichtelement 30 erfolgt dadurch, dass in einem ersten Herstellungsschritt das Bürstenträgerelement 20 als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet wird. Anschließend wird das Bürstenträgerelement 20 in ein entsprechendes Werkzeug zum Umspritzen der relevanten Bereiche des Bürstenträgerelements 20 eingelegt und die zur Ausbildung des Dichtelements 30 benötigte Weichkomponente an das Bürstenträgerelement 20 angespritzt. Zur Vermeidung von außen erkennbaren Bindenähten erfolgt das Anspritzen des Materials des Dichtelements 30 vorzugsweise im Bereich des zweiten Querschnitts 32 des Dichtelements 30. Das Dichtelement 30 wird insbesondere radial zwischen zwei Wänden des Bürstenträgerelements 20 an dieses angespritzt.
-
Die soweit beschriebene Getriebe-Antriebseinrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
