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Die Erfindung betrifft einen elektromotorischer Stellantrieb eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Stellantrieb ist beispielsweise aus der
EP 1 579 125 B1 bekannt. Unter Stellantrieb wird hierbei insbesondere ein Fensterheberantrieb verstanden.
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Ein derartiger elektromotorischer Stellantrieb eines Kraftfahrzeugs setzt sich typischerweise aus einem Elektromotor und einem Getriebe zusammen, das häufig als Schneckengetriebe ausgeführt ist. Der Rotor und der Stator des Elektromotors sind in der Regel in einem topfförmigen Motorgehäuse angeordnet, an dem ein Getriebegehäuse beispielsweise über eine flanschartige Verbindung befestigt ist. In das Getriebegehäuse ragt eine im Motorgehäuse wellenendseitig gelagerte Motorwelle hinein und wirkt dort im Falle eines Schneckengetriebes über eine wellenfeste Schnecke mit einem Schneckenrad zusammen, dessen Drehachse senkrecht zur Motorwelle verläuft.
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Um während des Betriebs ein radiales Ausweichen der mit einer umfangsseitigen Schrägverzahnung des Schneckenrads kämmenden wellenseitigen Schnecke weitestgehend zu minimieren, stützt sich die Motorwelle innerhalb des Getriebegehäuses in beidseitig der Schnecken angeordneten Lagern ab, die üblicherweise als Gleit- oder Kalottenlager ausgeführt sind. Zwischen der Schnecke und dem mit einer Motorwicklung versehenen Rotor befindet sich üblicherweise innerhalb des Motorgehäuses ein wellenfester Kommutator, der zur Bestromung der Motorwicklung von gehäusefesten Bürsten schleifend bestrichen wird.
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Aus der eingangs genanten
EP 1 579 125 B1 ist eine Getrieb-Antriebseinheit mit einem elektrischen Antriebsmotor bekannt, dessen in einem Motorgehäuse und in einem Getriebgehäuse gelagerte Ankerwelle zum Zwecke eines Axialspielausgleichs strinseitig gegen eine Anlaufscheibe geführt ist. Das Getriebegehäuse weist in einer Ausformung eine radiale Öffnung auf, um das Anlaufscheibe und das Dämpfungsmittel einfach radial zur Ankerwelle montieren zu können.
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Bei einem aus Der
EP 0 133 527 B2 bekannten elektromotorischen Stellantrieb, der als Fensterheber eines Kraftfahrzeugs arbeitet, ist es darüber hinaus bekannt, zur Begrenzung des Axialspiels der Motorwelle aus einem vorhandenen Reservoir von Anlaufscheiben eine hinsichtlich deren Dicke geeignete Anlaufscheibe auszuwählen und diese an der getriebeseitigen Stirnseite der Motorwelle in eine durch Schlitzöffnungen gebildete Aufnahmetasche radial zur Motorwelle einzustecken. Um die Anlaufscheibe in ihrer Einstecklage zu fixieren, ist die im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch mit abgerundeten Ecken ausgeführte Anlaufscheibe an deren Einsteckrändern mit aus der Scheibenebene herausgedrückten federnden Nasen als Klemmmitteln versehen. Dies bedingt gehäuseseitig und beidseitig der Motorwelle entsprechende Radialschlitze oder-Öffnungen mit einer Mindestschlitztiefe, um die gewünschte Klemmwirkung der Anlaufscheibe zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromotorischen Stellantrieb der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine zum Axialausgleich einer Motorwelle vorgesehene Anlaufscheibe innerhalb eines Getriebegehäuses zuverlässig zu fixieren ist, wobei eine unerwünschte Verformung der Anlaufscheibe während des Motorbetriebs zuverlässig verhindert werden soll. Zudem soll insbesondere auch eine einfache Handhabbarkeit im Zuge der Montage der Anlaufscheibe gegeben sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Hierzu ist der elektromotorische Stellantrieb mit einem, insbesondere topfförmigen, Motorgehäuse und mit einem daran gehaltenen Getriebegehäuse ausgeführt, in welches eine im Motorgehäuse gelagerte Motorwelle hineinragt und dort mit einem Getrieberad zusammenwirkt. Die Motorwelle ist im Getriebegehäuse radial gelagert, wozu geeigneterweise im Getriebegehäuse motorseitig ein Kalottenlager und wellenstirnseitig ein Stützlager vorgesehen ist.
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Zum Ausgleich eines Axialspiels der Motorwelle sitzt im Getriebegehäuse in einer gehäusefesten Aufnahme eine Anlaufscheibe ein, gegen welche die Motorwelle mit deren getriebeseitigen Wellenstirnseite geführt ist. Dabei weist die im Getriebegehäuse, vorzugsweise in einer Gehäuseschale oder Gehäusehalbschale, vorgesehene Aufnahme zwei radial beabstandete Wandungen (Festsitzwandungen) auf, die einen Festsitz für die Aufnahmescheibe bilden. Diese Festsitzwandungen weisen einen einer Einsteck- oder Aufnahmeöffnung für die Anlaufscheibe zugewandten und/oder sich dorthin erstreckenden ersten Wandbereich und einen sich daran radial anschließenden zweiten Wandbereich auf. Die lichte Weite, d.h. der Radialabstand zwischen den ersten Wandbereichen der Festsitzwandungen ist dabei kleiner als die lichte Weite bzw. der Radialabstand zwischen den zweiten Wandbereichen der Festsitzwandungen. Mittels dieser Ausgestaltung der Aufnahme ist in besonders einfacher Art und Weise ein formschlüssiges Einsitzen der Anlaufscheibe in dieser Aufnahme sichergestellt.
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Die Aufnahme ist als radial einsteckseitig und zur Wellenstirnseite hin offene sowie sowohl radial beidseitig als auch axial rückseitig und/oder bodenseitig geschlossene Aufnahmetasche ausgebildet. Zudem sind zweckmäßigerweise die Festsitzwandungen der Aufnahme in Axialrichtung vollflächig an eine stirnseitige Stützwand geführt, die sich ihrerseits in Radialrichtung vollflächig zwischen den beiden Festsitzwandungen erstreckt und dabei insbesondere ohne axiale Erhebungen oder Vertiefungen eben ausgeführt.
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Dieser zuverlässige Festsitz der Anlaufscheibe ist praktisch unabhängig von der jeweiligen Scheibendicke einer beispielsweise aus einem Reservoir ausgewählten Anlaufscheibe. Grund hierfür ist, dass der Festsitz der Anlaufscheibe praktisch ausschließlich auf einen radial und/oder umfangsseitig (tangential oder azimutal) wirkenden Formschluss und gerade nicht durch einen axial wirkenden Formschluss aufgrund axial beabstandeter Nuten- oder Schlitzwände hergestellt ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aufnahme für die Anlaufscheibe auf der der Einsteck- oder Aufnahmeöffnung radial gegenüber liegenden Seite mit einem Aufnahmeboden versehen. Hierauf kann sich die Anlaufscheibe im Montagezustand in der gewünschten axialen Position gegenüber der Wellenstirnseite der Motorwelle in einer definierten Position abstützen.
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Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der radial beabstandeten Festsitzwandungen der Aufnahme sieht vor, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Wandbereich mindestens eine der Festsitzwandungen eine Sperrkontur gebildet ist. Diese Sperrkontur ist - in Radialrichtung gesehen - zur Einsteck- oder Aufnahmeöffnung hin derart ausgestaltet und angeordnet, dass dort bei in die Aufnahme eingesetzter Anlaufscheibe deren Scheibenaußenrand (Scheibenumfang) außerhalb des Scheibendurchmessers der Anlaufscheibe anliegt. Mit anderen Worten ist die Sperrkontur bei einer vorzugsweise kreisrunden Anlaufscheibe im Bereich deren der Einsteck- oder Aufnahmeöffnung zugewandten Scheibenhälfte bezogen auf die radiale Einsteckrichtung praktisch als Hinterschnitt wirksam. Diese den Festsitz der Anlaufscheibe bildende Sperrkontur ist zweckmäßigerweise durch eine sich bezogen auf die Motorwelle in Axialrichtung erstreckende und somit eine gewisse Axialtiefe aufweisende Sperrkonturfläche gebildet. Die axiale Sperrkonturtiefe kann auch geringer ausgeführt sein als die Scheibendicke der Anlaufscheibe.
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Alternativ kann die axiale Sperrkonturtiefe durch eine axial vorgelagerte Gehäusekontur des Getriebegehäuses begrenzt sein. Deren lichte Weite ist dann vorzugsweise kleiner als diejenige des der Einsteck- oder Aufnahmeöffnung abgewandten zweiten Wandbereichs und kleiner oder gleich der lichten Weite des der Einsteck- oder Aufnahmeöffnung zugewandten ersten Wandbereichs der Aufnahme für die Anlaufscheibe.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei der mittels Formschluss in der getriebeseitigen Aufnahme gehaltenen plättchenartigen Anlaufscheibe zuverlässig verhindert ist, dass diese im Motorbetrieb überpresst wird. Dadurch sind Setzungen, die zu einem radialen Ausgleiten der Anlaufscheibe aus der Aufnahme führen können, zuverlässig vermieden. Ein solches radiales Ausgleiten und Verschieben der Anlaufscheibe aus dem Wirkbereich für den axialen Spielausgleich der Motorwelle könnte zu einem Funktionsausfall des Elektromotors führen, was durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Aufnahme, insbesondere in Verbindung mit einer kreisrunden Anlaufscheibe, zuverlässig verhindert ist.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einem Längsschnitt einen elektromotorischen Stellantrieb mit in ein Getriebegehäuse geführter Motorwelle sowie wellenstirnseitig im Getriebegehäuse angeordneter Anlaufscheibe zum axialen Spielausgleich der radial gelagerten Motorwelle,
- 2 in einer Draufsicht die in eine getriebeseitige Aufnahme (Gehäuseaufnahme) eingesetzte und dort durch Formschluss gehaltene sowie hierbei radial gesicherte Anlaufscheibe, und
- 3 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt des Getriebegehäuses im Bereich der Aufnahme für die Anlaufscheibe mit teilweise geschnittenen Festsitzwandungen mit in Radialrichtung abgestufter lichter Weite.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen elektromotorischen Stellantrieb 1, der sich im Wesentlichen zusammensetzt aus einem Elektromotor 2 und einem Getriebe 3. Der Elektromotor 2 umfasst in einem, beispielsweise im Tiefziehverfahren hergestellten topfförmigen Motorgehäuse 4 einen gehäusefesten Stator 5 in Form von beispielsweise zwei oder mehr Permanentmagneten und einen Rotor 6 in Form beispielsweise eines mit einer Motorwicklung versehenen Motorblechpakets, das wellenfest auf einer Motorwelle 7 sitzt. Die Motorwelle 7 ist motorseitig und dort im Bereich eines Gehäuse- oder Topfbodens 8 des Motorgehäuses 4 in einem motorseitigen Lager 9 drehbar gelagert.
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Die Motorwelle 7 ist zudem in ein Getriebegehäuse 10 geführt und trägt dort eine wellenfeste Schnecke 11, die mit einem Schneckenrad 12 als Getrieberad kämmt. Das Schneckenrad 12 ist im Getriebegehäuse 10 drehbar gelagert, wobei die Drehachse 13 des Schneckenrades senkrecht zur Motorwelle 7 verläuft. Über dieses Schneckengetriebe 11, 12 als 90°-Umlenkgetriebe wird beispielsweise eine mit dem Schneckenrad 12 gekoppelte (nicht näher dargestellte) Seiltrommel eines Fensterhebers eines Kraftfahrzeugs angetrieben.
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Zwischen der getriebeseitigen Schnecke 11 und dem Rotor 6 sitzt innerhalb des Motorgehäuses 4 auf der Motorwelle 7 ein Kommutator 14, dessen Kommutatorlamellen von beispielsweise zwei Bürsten (Kohlebürsten) 15 schleifend bestrichen werden. Die ortsfesten Bürsten 15 sind auf einem Bürstenträger 16, der direkt oder über eine Leiterplatte einer Elektronik indirekt elektronische und/oder elektrische Bauteilen aufnimmt, mechanisch gehalten und elektrisch kontaktiert. Zur Strom-/Spannungsversorgung des Elektromotors 2 über die Bürsten 15 ist ein Steckanschluss 17 vorgesehen, der von außerhalb des Motorgehäuses 2 für eine entsprechende Steckkontaktierung zur Bestromung der Motorwicklung über die Bürsten 15 zugänglich ist. Das Motorgehäuse 4 und das Getriebegehäuse 10 sind vermittels einer Flanschverbindung 18 miteinander verbunden.
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Innerhalb des Getriebegehäuses 10 ist die Motorwelle 7, die dort auch als Getriebewelle bezeichnet werden kann, beidseitig der Schnecke 11 gelagert. Hierzu ist rotorseitig ein Gleit- oder Kalottenlager 18 vorgesehen. Wellenendseitig ist die Motor- oder Getriebewelle 7 in einem Stützlager 19 gelagert. Zur Minimierung eines unerwünschten Axialspiels der Motor-/Getriebewelle 7 und somit zu deren Axialausgleich, ist wellenendseitig im Getriebegehäuse 10 ein nachfolgend als Aufnahme 20 bezeichneter Plättchen- oder Scheibensitz vorgesehen, in dem ein nachfolgend als Anlaufscheibe 21 bezeichnetes kreisrundes Plättchen formschlüssig einsitzt.
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2 zeigt mit Blick in Axialrichtung A die in das Getriebegehäuse 10 eingeformte Aufnahme (Gehäuseaufnahme) 20 mit darin einsitzender Anlaufscheibe 21, während in 3 die Aufnahme 20 ohne Anlaufscheibe 21 in perspektivischer Darstellung veranschaulicht ist.
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Die in das Getriebegehäuse 10 vorzugsweise eingeformte Aufnahme 20 ist im Wesentlichen von zwei einander radial gegenüberliegende und zueinander beabstandete Festsitzwandungen 22a, 22b mit jeweils einem ersten Wandbereich 23 und einem zweiten Wandbereich 24 gebildet. Der erste (obere) Wandbereich 23 ist einer Einsteck- oder Aufnahmeöffnung 25 mit einer Einführschräge 22c für die Anlaufscheibe 21 zugewandt und erstreckt sich zumindest annähernd bis dorthin. An diesen ersten Wandbereich 23 schließt sich in Einsteck- oder Einführrichtung 26 der zweite Wandbereich 24 an. Dieser erstreckt sich im Ausführungsbeispiel bis zu einem Aufnahmeboden 22d, an dem die Anlaufscheibe 21 anliegt.
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Die nachfolgend auch als Radialabstand bezeichnete lichte Weite d1 des ersten, oberen Wandbereichs 23 ist kleiner als der Radialabstand bzw. die lichte Weite d2 des zweiten, unteren Wandbereichs 24. Im Übergangsbereich zwischen den beiden Wandbereichen 23 und 24, d.h. zwischen diesen ist eine als Hinterschnitt wirksame Sperrkontur 22e hergestellt. Diese verläuft in Einsteckrichtung 26 entlang der beiden Festsitzwandungen 22a und 22b radial schräg nach außen. An dieser Sperrkontur 22e liegt die Anlaufscheibe 21 mit deren Scheibenaußenrand oder Scheibenaußenumfang 27 außerhalb bzw. oberhalb deren Scheibendurchmesser 28 an.
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Aufgrund dieser Ausgestaltung der Festsitzwandungen 22a und 22b der Aufnahme 20 ist ein Ausgleiten (Auswandern) der in der Aufnahme 20 einsitzenden Anlaufscheibe 21 in Radialrichtung R und dabei entgegen der eingezeichneten Einsteckrichtung 26 zuverlässig verhindert. Im Montagezustand ist zudem ein Ausgleiten der Anlaufscheibe 21 in Axialrichtung A praktisch bereits verhindert, wenn die Motor-/Getriebewelle 7 mit deren Wellenstirnseite 29 (1) praktisch vollflächig, gegebenenfalls unter geringer Spaltbildung, an der Anlaufscheibe 21 anliegt. Jedoch kann an der der Motorwelle 7 zugewandten Seite der taschenartigen Aufnahme (Aufnahmetasche) 20 auch eine Gehäusekontur 30 (3) angeformt sein, die zumindest den zweiten (unteren) Wandbereich 24 der oder jeder Festsitzwandung 22a, 22b in Radialrichtung R geringfügig überspannt somit die einsitzende Anlaufscheibe 21 entsprechend geringfügig radial überdeckt.
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Wie aus 3 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, ist die gehäuseseitige Aufnahme 20 lediglich entlang der Einstecköffnung 25 und zur Wellenstirnseite 29 der Motorwelle 7 hin offen. Ansonsten ist die Aufnahme 20 radial beidseitig über die beiden sich in Radialrichtung R erstreckenden Festsitzwandungen 22a und 22b sowie bodenseitig und rückseitig vollständig geschlossen. Hierzu sind die beiden Festsitzwandungen 22a, 22b an die stirnseitige Rückwand schlitz- und öffnungsfrei geführt, so dass die vollflächige Rückwand als Stützwand 22f zur praktisch vollflächigen Anlage der Anlaufscheibe 21 an dieser Rück- oder Stützwand 22f dient und ausgebildet ist.
