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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Getriebeantriebseinrichtung nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Ansprüche. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fertigung einer erfindungsgemäßen Getriebeantriebseinrichtung.
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Eine Getriebeantriebseinrichtung nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Ansprüche ist aus der
DE 10 2006 061 700 A1 der Anmelderin bekannt. Die bekannte Getriebeantriebseinrichtung, die als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug dient, weist einen Elektromotor mit einer Ankerwelle auf, die in ein Getriebegehäuse hineinragt. Ein mit einer Verzahnung versehener Bereich der Ankerwelle kämmt mit einer Gegenverzahnung eines Stirnrads, welches zumindest mittelbar als Abtriebselement zum Verstellen beispielsweise einer Fensterscheibe, eines Schiebedachs oder ähnlichem Element des Komfortantriebs dient. Typisch für derartige zu verstellende Elemente ist es, dass diese in unterschiedliche Richtungen verstellt werden müssen, so dass der Elektromotor als drehrichtungsumkehrbarer Elektromotor ausgebildet ist. Bei einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors wirkt über das Getrieberad auf die Ankerwelle in deren Axialrichtung eines Kraft, die die Ankerwelle in die eine oder andere Längsrichtung bewegen will. Zur Begrenzung der Axialbewegung der Ankerwelle, welche im Idealfall Null beträgt, wirken die beiden Endbereiche der Ankerwelle beispielsweise mit im Bereich des Poltopfgehäuses und/oder des Getriebegehäuses angeordneten Reib- und/oder Dämpfungselementen zusammen. Ferner ist es üblich, die jeweilige Länge der Ankerwelle einer Getriebeantriebseinrichtung bei der Fertigung individuell einzustellen, da, wie oben angesprochen, einerseits das Ankerspiel möglichst gering sein soll, im Idealfall Null, und andererseits bauteiltoleranzbedingte Geometrie- bzw. Längenunterschiede ausgeglichen werden müssen. Daher ist es in der Praxis üblich, die Ankerwelle in ihrer Länge zunächst mit einem Untermaß herzustellen bzw. zu tolerieren und danach, abhängig von der individuell vorhandenen Einbaulänge der Ankerwelle in einem Gehäuse, durch Längsdehnung der Ankerwelle, welches üblicherweise mittels Rollierrollen erfolgt, die gewünschte axiale Länge der Ankerwelle einzustellen. Nachteilig dabei ist, dass es durch die Längung der Ankerwelle bzw. die plastische Deformation der Ankerwelle zu einer Rundlaufabweichung der Ankerwelle kommen kann. Derartige Rundlaufabweichungen führen z.B. zu einem erhöhten Betriebsgeräusch. Darüber hinaus führen Rundlaufabweichungen der Ankerwelle bzw. des Ankers auch ggf. zu einem schlechteren Kontakt zwischen der Kohle und dem Kommutator infolge von Vibrationen. Darüber hinaus ist es insgesamt gesehen nachteilhaft, dass durch das erforderliche individuelle Vermessen des für die Ankerwelle zur Verfügung stehenden Einbauraums und die anschließend individuelle Längung der Ankerwelle das Verfahren zur Einstellung des Axialspiels der Ankerwelle relativ aufwendig ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeantriebseinrichtung nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass eine vereinfachte Einstellung des Axialspiels der Ankerwelle ermöglicht wird und insbesondere auch die Rundlaufeigenschaften der Ankerwelle optimiert werden. Optimierte Rundlaufeigenschaften der Ankerwelle haben durch einen besseren Kontakt zwischen dem Kommutator und der Kohle sowie eine geringere Geräuschemission zur Folge, so dass es zusätzlich als Aufgabe angesehen wird, die elektrischen Eigenschaften und das Geräuschverhalten einer Getriebeantriebseinrichtung gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß bei einer Getriebeantriebseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der beiden unabhängigen Ansprüche im Wesentlichen dadurch gelöst, dass zwischen dem wenigstens einen Gehäuseelement (in dem die Ankerwelle angeordnet ist) und einem Endbereich der Ankerwelle ein zumindest teilweise aus Kunststoff bestehendes Ausgleichselement angeordnet ist, dessen E-Modul (Elastizitätsmodul), insbesondere durch eine zeitweise Erwärmung des Kunststoffs des Ausgleichselements, reduzierbar ist.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Getriebeantriebseinrichtung ermöglicht es damit, eine Ankerwelle auch ohne vorheriges Ausmessen des individuell zur Verfügung stehenden Einbauraums bzw. in Kenntnis der exakten Länge der Ankerwelle mit dem Ausgleichselement zu montieren. Dabei sind typischerweise zwei Fälle denkbar: Bei einem ersten Fall ist durch eine entsprechende Tolerierung der Ankerwelle bzw. des Gehäuseelements das Ausgleichselement unter elastischer Vorspannung zwischen dem wenigstens einen Gehäuseelement und dem Endbereich der Ankerwelle positioniert. In dem anderen Fall ist zwischen dem Endbereich der Ankerwelle und dem Ausgleichselement ein axialer Spalt vorhanden. Bei beiden Varianten lässt sich durch eine Reduzierung des E-Moduls des Ausgleichselements ein gewünschtes Axialspiel von Null bei gleichzeitig nicht zu hoher Axialkraft (zur Reduzierung von Reibverlusten) auf den Endbereich der Ankerwelle einstellen. Dies erfolgt entweder dadurch, dass die zuvor in dem axialen Ausgleichselement vorhandene, zu hohe axiale (Vor-)Spannung und somit zu hohe Reibwerte im Bereich wenigstens einer Erhebung des Ausgleichselements abgebaut werden, oder aber, dass entsprechend einer alternativen Ausgestaltung des Ausgleichselements ein ggf. vorhandener Axialspalt zwischen dem Endbereich der Ankerwelle und dem Ausgleichselement bis auf Null reduziert wird. Unter Erwärmung wird dabei ein Wärmeeintrag in das Ausgleichselement verstanden, bei dem die Temperatur üblicherweise unter der Schmelztemperatur des Kunststoffs des Ausgleichselements ist. Es ist jedoch auch, je nach konstruktiver Ausgestaltung des Ausgleichselements Fälle (insbesondere beim Vorsehen wenigstens einer Erhebung am Ausgleichselement) denkbar, bei dem das Ausgleichselement auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffs erwärmt wird.
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Darüber hinaus ist es vorzugsweise vorgesehen, die Reduzierung des E-Moduls bereits während der Fertigung der Getriebeantriebseinrichtung vorzunehmen, insbesondere für den Fall, dass das Ausgleichselement unter relativ hoher axialer Vorspannung oder unter einem Axialspalt zum Endbereich der Ankerwelle angeordnet ist. Die Erwärmung wird jedoch üblicherweise auch während des Betriebs der Getriebeantriebseinrichtung über die Lebensdauer der Getriebeantriebseinrichtung stattfinden und ermöglicht dann bei einer zweiten Ausgestaltung des Ausgleichselements unter Verwendung eines Federelements einen Ausgleich von Verschleiß an der Ankerwelle, so dass stets ein Axialspiel von Null gewährleistet ist. Auch Alterungseffekte des Kunststoffmaterials über die Betriebsdauer führen zu einer Reduzierung des E-Moduls und somit zu einer selbstregulierenden Einstellung der axialen Länge des Ausgleichselements.
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In einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ausgleichselements, die es ermöglicht, das Ausgleichselement insofern besonders einfach herzustellen, als dass dieses vollständig aus Kunststoff bestehen kann, ist es vorgesehen, dass das Ausgleichselement vor der Reduzierung des E-Moduls elastisch deformiert ist und unter Vorspannung gegen den Endbereich der Ankerwelle anliegt, wobei das Ausgleichselement auf der dem Endbereich der Ankerwelle abgewandten Seite wenigstens eine Erhebung aufweist, die in wärmeleitendem Kontakt mit dem wenigstens einen Gehäuseelement angeordnet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass bei der Auslegung des Ausgleichselements die üblicherweise vorhandenen Bauteiltoleranzen hinsichtlich des zur Verfügung stehenden axialen Einbauraums für die Ankerwelle in den wenigstens einen Gehäuseelement einerseits und der fertigungsbedingten Toleranz der Ankerlänge insofern berücksichtigt werden, als dass selbst bei maximal vorkommenden Toleranzabweichungen das Ausgleichselement im noch nicht elastisch vorgespannten Zustand eine Länge aufweist, in der dieses dann anschließend unter elastischer Vorspannung in dem wenigstens einen Gehäuseelement montiert werden kann. Bei der anschließenden Reduzierung des E-Moduls durch eine Erwärmung verformt sich das Ausgleichselement im Bereich der wenigstens einen Erhebung zumindest bereichsweise, so dass die axiale Vorspannung abgebaut wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebeantriebseinrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Um die thermische Belastung des Gehäuses bei einem Wärmeeintrag in das Ausgleichselement durch eine externe Wärmequelle zu reduzieren und eine möglichst schnelle Erwärmung des Ausgleichselements zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Gehäuseelement im Anlagebereich mit der wenigstens einen Erhebung eine reduzierte Wanddicke aufweist.
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Besonders bevorzugt ist eine Anordnung des Ausgleichselements im Bereich eines das Gehäuseelement ausbildenden, aus Metall bestehenden Poltopfgehäuses. Eine derartige Anordnung ist deshalb besonders bevorzugt, da über den aus Metall bestehenden Bereich des Poltopfgehäuses ein besonders einfacher, gezielter und somit andere Bauteile thermisch nicht belastender Wärmeeintrag auf das Ausgleichselement ermöglicht wird. Jedoch ist es ggf. je nach Einbauverhältnissen auch sinnvoll, das Ausgleichselement im Bereich des Getriebegehäuses anzuordnen, insbesondere wenn es einen relativ großen Bauraum aufweist, der ansonsten zu einer Vergrößerung bzw. Umgestaltung des Poltopfgehäuses führen würde.
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In einer zweiten konstruktiven Ausgestaltung des Ausgleichselements kann dieses ein unter elastischer Vorspannung angeordnetes Federelement aufweisen, das auf den aus Kunststoff bestehenden Bereich des Ausgleichselements eine in Richtung der Längsachse des Ausgleichselements wirkende Streckkraft ausübt, wobei der Wärmeeintrag eine Vergrößerung der axialen Länge des Ausgleichselements bewirkt. Eine derartige Ausgestaltung des Ausgleichselements kommt immer dann in Frage, wenn unter Berücksichtigung der oben angesprochenen Bauteiltoleranzen der Ankerwelle einerseits und des zur Verfügung stehenden Einbauraums für die Ankerwelle in den wenigstens einen Gehäuseelement andererseits das Ausgleichselement vor der Reduzierung des E-Moduls bzw. der Erwärmung so dimensioniert ist, dass zwischen dem Endbereich der Ankerwelle und dem Ausgleichselement ein Axialspalt bzw. ein Axialspiel größer Null eingestellt ist. Durch das in axialer Richtung elastisch vorgespannte Federelement erfolgt bei einer Erwärmung des Kunststoffs des Ausgleichselements eine Längung bzw. Ausdehnung des das Federelement umgebenden Kunststoffmaterials in axialer Richtung und somit wird das zunächst vorhandene Axialspiel auf Null reduziert. Diese konstruktive Ausbildung des Ausgleichselements hat den besonderen Vorteil, dass damit auch über die Lebensdauer der Getriebeantriebseinrichtung betrachtet ggf. auftretender Verschleiß bzw. Materialschwund sowie Alterungseffekte des Kunststoffs ausgeglichen werden kann.
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In einer ersten konstruktiven Weiterbildung hinsichtlich der Anordnung des Federelements zu dem aus Kunststoff bestehenden Bereich des Ausgleichselements ist es vorgesehen, dass das Federelement den aus Kunststoff bestehenden Bereich des Ausgleichselements von dessen Außenseite her in Umfangsrichtung im Bereich wenigstens einer schräg gegenüber der Längsachse der Ankerwelle verlaufenden Seitenwand umfasst. Eine derartige Ausgestaltung des Ausgleichselements hat insbesondere den Vorteil, dass die Fertigung des Ausgleichselements relativ einfach erfolgt. Dies rührt daher, dass das Federelement erst nachträglich in Wirkverbindung mit dem aus Kunststoff bestehenden bzw. im Kunststoffspritzverfahren hergestellten Ausgleichselement gebracht werden muss.
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In einer konstruktiv alternativen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass das Federelement als Druckfeder ausgebildet ist und von dem Material des Kunststoffs des Ausgleichselements umspritzt ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass ein derartiges Federelement mit elastischer Vorspannung in ein entsprechendes Werkzeug zur Herstellung des Ausgleichselements positioniert wird und anschließend von dem Kunststoff des Ausgleichselements umspritzt wird. Ein derartiges Ausgleichselement hat den Vorteil, dass dessen radialer Bauraum im Vergleich zur zunächst genannten Variante ggf. verringert ist. Weiterhin wird es ermöglicht, eine über die gesamte axiale Länge des Ausgleichselements im Wesentlichen gleichmäßig wirkende Feder- bzw. Streckkraft auf das Kunststoffmaterial des Ausgleichselements auszuüben. Dies kann ggf. dazu führen, dass die mögliche maximale Längung des Ausgleichselements gegenüber der zunächst beschriebenen Variante vergrößert ist.
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In bevorzugter konstruktiver Anordnung des Ausgleichselements ist dieses verdrehfest in dem Gehäuseelement angeordnet. Dadurch werden beispielsweise bei einer Drehrichtungsumkehr die auf das Ausgleichselement wirkenden Drehmomente durch die Führung des Ausgleichselements in dem Gehäuseelement aufgenommen, so dass keine zusätzlichen Betriebsgeräusche durch Anschlagen bzw. Berühren des Ausgleichselements entstehen können.
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Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Fertigung einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Getriebeantriebseinrichtung, wobei das erfindungsgemäße Verfahren wenigstens folgende Schritte aufweist: Zunächst wird die Ankerwelle in einem Gehäuseelement angeordnet, wobei zwischen einem Endbereich der Ankerwelle und dem Gehäuseelement das zumindest teilweise aus Kunststoff bestehende Ausgleichselement angeordnet wird. Anschließend erfolgt ein Erwärmen des Ausgleichselements zur Reduzierung des E-Moduls des Kunststoffs des Ausgleichselements.
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In Weitergestaltung des soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens ist es je nach verwendetem Ausgleichselement vorgesehen, dass die Ankerwelle vor dem Erwärmen des Ausgleichselements mit Axialspiel in der Getriebeantriebseinrichtung angeordnet wird oder dass das Ausgleichselement vor dem Erwärmen unter elastischer Vorspannung in dem Gehäuseelement angeordnet wird.
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In bevorzugter Ausgestaltung zur Wärmeübertragung auf das Ausgleichselement ist es vorgesehen, dass die Erwärmung des Ausgleichselements durch eine externe Wärmequelle erfolgt. Eine derartige externe Wärmequelle kann beispielsweise durch eine Laserstrahleinrichtung, durch Wärmekontakt mit einem eine relativ hohe Temperatur aufweisenden Element, durch eine Induktionswärmequelle oder ähnliches erreicht werden.
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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 teilweise geschnittene Darstellung einer Getriebeantriebseinrichtung in Gesamtansicht,
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2 und 3 den Endbereich zwischen einer Ankerwelle und einem Poltopfgehäuse unter Verwendung eines elastisch verformbaren Ausgleichselements vor bzw. nach dem Wärmeeintrag in das Ausgleichselement im Teillängsschnitt,
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4 einen Schnitt durch die Getriebeantriebseinrichtung in Richtung der Ebene IV-IV der 2,
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5 und 6 unterschiedlich ausgebildete stirnseitige Endbereiche eines Ausgleichselements in Seitenansicht,
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7 den Endbereich einer Ankerwelle im Bereich eines Getriebegehäuses bei einer alternativen Ausbildung des Ausgleichselements in teilweise geschnittener Darstellung,
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8 die Bestandteile eines in der 7 verwendeten Ausgleichselements in perspektivischer Einzeldarstellung,
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9 ein gegenüber 8 alternativ ausgestaltetes Ausgleichselement unter Verwendung einer in dem Kunststoffmaterial unter elastischer Vorspannung eingebetteten Druckfeder in teilweise geschnittener, perspektivischer Darstellung und
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10 bis 12 vereinfachte Darstellungen des Ausgleichselements zwischen dem Endbereich der Ankerwelle und dem Getriebegehäuse während unterschiedlicher Betriebszustände.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist eine Getriebeantriebseinrichtung 10 dargestellt, wie sie als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug dient. Unter einem Komfortantrieb im Rahmen der Erfindung wird dabei beispielhaft, und nicht einschränkend, ein Sitzverstellungsantrieb, ein Fensterheberantrieb, ein Schiebedachantrieb oder ähnliches verstanden. Charakteristisch für einen derartigen Komfortantrieb ist es, dass das zu verstellende Element, beispielsweise eine Fensterscheibe oder ein Schiebedach, in unterschiedliche Richtungen bewegt werden kann.
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Die Getriebeantriebseinrichtung 10 umfasst einen Elektromotor 11, der als bürstenbehafteter Elektromotor 11 in einem Poltopfgehäuse 12 angeordnet ist, das aus Metall besteht. Eine aus dem Poltopfgehäuse 12 teilweise herausragende Ankerwelle 14 des Elektromotors 11 ragt in ein üblicherweise zumindest zweiteilig ausgebildetes und teilweise aus Metall bestehendes Getriebegehäuse 15 hinein. Zur Befestigung des Elektromotors 11 bzw. des Poltopfgehäuses 12 am Getriebegehäuse 15 ist das Poltopfgehäuse 12 mit einer Stirnseite beispielhaft mit dem Getriebegehäuse 15 verschraubt.
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Innerhalb des Getriebegehäuses 15 weist die Ankerwelle 14 einen Bereich mit einer Verzahnung 16 auf, wobei die Verzahnung 16 in Form eines Schneckengewindes oder einer Schrägverzahnung ausgebildet ist. Die Verzahnung 16 kämmt mit einer an einem Außenumfang eines aus Kunststoff bestehenden Stirnrads 17 angeordneten Gegenverzahnung 18. Das Stirnrad 17 dient zumindest mittelbar als Abtriebselement zum Antreiben des zu verstellenden Elements (Fensterscheibe, Schiebedach usw.) und ist in einer Achse 19 drehbar gelagert.
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Die Ankerwelle 14 des Elektromotors 11 ist in wenigstens zwei Lagereinrichtungen 21, 22 drehbar gelagert. Während die erste Lagereinrichtung 21 im Bereich eines topfförmigen Fortsatzes 23 des Poltopfgehäuses 12 angeordnet ist, befindet sich die zweite Lagereinrichtung 22 innerhalb des Getriebegehäuses 15 zwischen dem Poltopfgehäuse 12 und der Verzahnung 16 der Ankerwelle 14.
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Wie oben erläutert ist es erforderlich, das zu verstellende Element (beispielsweise Schiebedach oder Fensterscheibe) in unterschiedliche Richtungen bewegen zu können. Hierzu ist es vorgesehen, den Elektromotor 11 umzupolen bzw. in unterschiedliche Drehrichtungen antreiben zu können. Weiterhin wirkt über das zu verstellende Element und das Stirnrad 17 sowie die Gegenverzahnung 18 auf die Ankerwelle 14 eine in Richtung der Längsachse 24 der Ankerwelle 14 wirkende Axialkraft F, deren Richtung in Abhängigkeit von dem von dem Elektromotor 11 auf die Ankerwelle 14 eingeleiteten Drehmoment bzw. von dem von dem zu verstellenden Element über das Stirnrad 17 wirkenden Rückstellmoment abhängt.
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Insbesondere bei einer Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 11 wirkt die Axialkraft F, bezogen auf ihre ursprüngliche Richtung, in die umgekehrte Richtung, was zu einer entsprechenden Axialverschiebung bzw. Axialbewegung der Ankerwelle 14 führt. Ein damit einhergehendes Anschlagen der Endbereiche 25, 26 der Ankerwelle 14 an dem Getriebegehäuse 15 bzw. dem Fortsatz 23 des Poltopfgehäuses 12 führt beim Vorhandensein eines Axialspiels zwischen dem Endbereich 25, 26 der Ankerwelle 14 und dem Poltopfgehäuse 12 bzw. dem Getriebegehäuse 15 zu einem wahrnehmbaren (Umschalt-)Geräusch. Um das Geräusch zu reduzieren, ist der innerhalb des Getriebegehäuses 15 angeordnete Endbereich 25 der Ankerwelle 14 in Wirkverbindung mit einem Reibelement 27 angeordnet, das sich auf der dem Getriebegehäuse 15 zugewandten Seite über ein Dämpfungselement 28 axial abstützt.
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Zur Einstellung des Axialspiels zwischen dem anderen Endbereich 26 der Ankerwelle 14 und dem entsprechenden axialen Endbereich des Poltopfgehäuses 12 ist innerhalb des Fortsatzes 23 des Poltopfgehäuses 12 entsprechend der Darstellung der 2 ein Ausgleichselement 30 angeordnet. Das Ausgleichselement 30 besteht in dem in den 2 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig aus Kunststoff, beispielsweise aus PA (Polyamid) und ist vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt. Es weist eine im Wesentlichen zylindrische Grundform auf, deren dem Endbereich 26 der Ankerwelle 14 zugewandte Stirnseite 31 vorzugsweise eben ausgebildet ist, um mit dem eine ballige Stirnfläche 32 aufweisenden Endbereich 26 im Bereich der Längsachse 24 eine punktförmige Anlage auszubilden.
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Innerhalb des Fortsatzes 23 weist das Ausgleichselement 30, wie insbesondere anhand der 4 erkennbar ist, eine der Innenform des Fortsatzes 23 angepasste Kontur auf, derart, dass das Ausgleichselement 30 auf gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei eben ausgebildete erste Flächen 33 und zwei gewölbt ausgebildete zweite Flächen 34 aufweist. In Verbindung mit der entsprechenden Innenkontur des Fortsatzes 23 wird damit eine drehmomentfeste Anordnung des Ausgleichselements 30 innerhalb des Fortsatzes 23 erzielt.
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Auf der einem Poltopfgehäuseboden 35 zugewandten Stirnseite weist das Ausgleichselement 30 entsprechend der Darstellung der 5 und 6 entweder einen im Bereich der Längsachse 24 angeordneten zentralen, als Fortsatz bzw. Erhebung ausgebildeten, zum Beispiel konischen Anlagezapfen 36 (5) (mit geringerem Durchmesser als das restliche Ausgleichselement 30) oder eine Vielzahl von über die Stirnfläche 37 des Ausgleichselements 30 herausragender, kuppelförmiger Erhebungen 38 auf. Sowohl der (zentrale) Anlagezapfen 36, als auch die Erhebungen 38 sind jeweils in Anlagekontakt mit einem zentralen Bereich 39 des Poltopfgehäusebodens 35 angeordnet. Entsprechend der Darstellung der 2 kann der zentrale Bereich 39 des Poltopfgehäusebodens 35 eine Wanddicke d1 aufweisen, die geringer ist als ein den zentralen Bereich 39 des Poltopfgehäusebodens 35 radial umgebender Wandbereich 40, der eine Wanddicke d2 aufweist.
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Bei der Montage des Ausgleichselements 30 in dem Fortsatz 23 des Poltopfgehäuses 12 ist es wesentlich, dass das Ausgleichselement 30 eine Länge L aufweist, die etwas geringer ist als eine ursprüngliche Länge des Ausgleichselements 30 in einem entspannten Zustand. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die ursprüngliche axiale Länge des Ausgleichselements 30 derart bemessen ist, dass unter Berücksichtigung der Toleranzen der Länge der Ankerwelle 14 sowie des innerhalb des Poltopfgehäuses 12 und des Getriebegehäuses 15 zur Verfügung stehenden Einbauraums für die Ankerwelle 14 das Ausgleichselement 30 aus seiner ursprünglichen Länge im Einbauzustand axial auf die Länge L elastisch vorgespannt bzw. verkürzt ist. Dadurch wirkt über den Endbereich 26 der Ankerwelle 14 auf das Ausgleichselement 30 eine in Richtung des Poltopfgehäusebodens 25 wirkende axiale Vorspannkraft A. Diese Vorspannkraft A bewirkt, dass die Ankerwelle 14 zwischen dem Reibelement 27 und dem Ausgleichselement 30 ohne Axialspiel angeordnet ist. Jedoch ist diese Vorspannkraft A so groß, dass bei einem normalen Betrieb der Getriebeantriebseinrichtung 10 zu hohe Reibwerte vorhanden sind, die dadurch den Wirkungsgrad der Getriebeantriebseinrichtung 10 reduzieren. Zum Abbau der Vorspannkraft A bei gleichzeitiger Beibehaltung eines Axialspiels der Ankerwelle 14 von Null ist es vorgesehen, das Ausgleichselement 30 nach dessen Montage auf eine Temperatur zu erwärmen, bei der der Elastizitätsmodul des Ausgleichselement 30 derart reduziert wird, dass die Vorspannkraft A zumindest teilweise reduziert wird. Dies erfolgt entsprechend der 3 vorzugsweise über den aus Metall bestehenden Fortsatz 23 des Poltopfgehäuses 12. Insbesondere dadurch, dass in dem zentralen Bereich 38 des Poltopfgehäusebodens 35 die Wanddicke d1 reduziert ist kann bei Anlage einer externen Wärmequelle 42 im Bereich des Poltopfgehäusebodens 35 die entsprechende Stirnfläche des Ausgleichselements 30 effektiv auf die erforderliche Temperatur erwärmt werden. Dies bewirkt insbesondere eine Deformation entweder des (zentralen) Anlagezapfens 36 oder der Erhebungen 38. Durch die Vorspannkraft A wird das Ausgleichselement 30 dabei in Richtung des Poltopfgehäuseboden 35 gedrückt, wobei die Reibkraft zwischen dem Endbereich 26 der Ankerwelle 14 und dem Ausgleichselement 30 in gewünschter Art und Weise reduziert wird, und wobei gleichzeitig das Axialspiel der Ankerwelle 14 weiterhin Null beträgt.
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In den 7 und 8 ist ein Ausgleichselement 30a dargestellt, das sich von dem Ausgleichselement 30 dadurch unterscheidet, dass das Ausgleichselement 30a einen aus Kunststoff bestehenden, mit seinen beiden Stirnflächen 43, 44 in Wirkverbindung mit dem Endbereich 25 der Ankerwelle 14 und dem Getriebegehäuse 15 angeordneten Körper 45 aufweist, der mit einem Spannring 46 zusammenwirkt. Der Spannring 46 ist entsprechend der Darstellung der 8 mit einem Schlitz 47 versehen, um ein radiales elastisches Aufweiten des Spannrings 46 zu ermöglichen. Entsprechend der Darstellung der 7 ist der Spannring 46 im Einbauzustand am Körper 45 zwischen zwei, in Bezug zur Längsachse 24 der Ankerwelle 14 schräg angeordnete Anlaufflächen 48, 49 angeordnet und gleichzeitig gegenüber einen unbelasteten Zustand im Durchmesser elastisch aufgeweitet. Weiterhin ist die eine Stirnfläche 44 in Anlagekontakt mit dem Dämpfungselement 28 angeordnet. Dies hat zur Folge, dass bei einer Erwärmung des Materials des Ausgleichskörpers 30a infolge der Vorspannkraft des Spannrings 46 und der Reduzierung des E-Moduls des Körpers 45 die beiden Anlageflächen 48, 49 auseinandergedrückt werden, wodurch die axiale Länge des Körpers 45 gegenüber einer Ursprungslänge auf eine vergrößerte Länge l ansteigt, die bewirkt, dass ein zwischen dem Endbereich 25 der Ankerwelle 14 und dem Ausgleichselement 30a während der Montage des Ausgleichselements 30a zunächst vorhandenes Axialspiel der Ankerwelle 14 bis auf Null reduziert wird.
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In der 9 ist ein gegenüber den 7 und 8 nochmals abgewandeltes Ausgleichselement 30b dargestellt, bei dem innerhalb des Materials des Körpers 50 eine elastisch vorgespannte Druckfeder 51 angeordnet ist, die beim Fertigungsprozess des Ausgleichskörpers 30b von dem Material des Körpers 50 umspritzt wird. Bei einer Erwärmung des Materials des Körpers 50 und der Reduzierung des E-Moduls wirkt die elastische Vorspannkraft der Druckfeder 51 auf das Material des Körpers 50 derart, dass sich die axiale Länge gegenüber dem Ursprungszustand auf eine Länge L vergrößert, derart, dass das zunächst vorhandene Axialspiel zwischen dem Endbereich 25 der Ankerwelle 14 und dem Ausgleichskörper 30b bis auf Null reduziert wird.
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In der 10 ist der Einbauzustand des Ausgleichselements 30b (die Darstellung ist in analoger Weise auch für das Ausgleichselement 30a) gezeigt, bei dem die Wärmebehandlung noch nicht stattgefunden hat. Man erkennt zwischen dem Ausgleichselement 30 und der Ankerwelle ein Axialspiel a. Weiterhin weist das Ausgleichselement 30b die Länge l auf. Auf der der Ankerwelle 14 abgewandten Seite stützt sich das Ausgleichselement 30b zumindest mittelbar an dem lediglich symbolisch dargestellten Getriebegehäuse 15 ab. In der 11 ist das Ausgleichselement 30b nach der Wärmebehandlung, aber noch im Neuzustand der Getriebeantriebseinrichtung 10, gezeigt. Man erkennt, dass das Axialspiel a auf Null reduziert ist und das Ausgleichselement 30b die Länge L aufweist. Zuletzt ist in der 12 der Zustand des Ausgleichselements 30b gegen Lebensdauerende der Getriebeantriebseinrichtung 10 gezeigt. Man erkennt, dass sich die Länge L auf die Länge L1 vergrößert hat. Dies erfolgte durch einen Verschleiß der Kuppe am Ankerwellenende, so dass eine Verkürzung der Länge der Ankerwelle 14 stattgefunden hat. Gleichzeitig hat sich durch Reduzierung des E-Moduls, verursacht durch den Betrieb der Getriebeantriebseinrichtung 10, das Ausgleichselement 30b in axialer Richtung ausgedehnt. Auch gegen Lebensdauerende der Getriebeantriebseinrichtung 10 ist dadurch gewährleistet, dass das Axialspiel zwischen dem Ausgleichselement 30b und der Ankerwelle 14 Null beträgt.
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Die soweit beschriebene Getriebeantriebseinrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006061700 A1 [0002]
