DE102017205227A1

DE102017205227A1 - Electric machine with an axial support of the armature shaft

Info

Publication number: DE102017205227A1
Application number: DE102017205227.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Koerwer; Gabor Abuzant
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2018-10-04

Abstract

Elektrische Maschine (10) mit einem Gehäuse (56), in dem ein Anker (76) mittels eine Ankerwelle (58) gelagert ist, wobei an einer Innenseite des Gehäuses (56) eine ebene Anlauffläche (60) aus Kunststoff angeordnet ist, die sich quer zur Ankerwelle (58) erstreckt, wobei unmittelbar an der Ankerwelle (58) aus Metall an mindestens einer Stirnfläche (86) eine kreisringförmige Abstützfläche (14) ausgebildet ist, die sich axial an der ebene Anlauffläche (60) aus Kunststoff abstützt.

Electric machine (10) having a housing (56) in which an armature (76) is mounted by means of an armature shaft (58), wherein on an inner side of the housing (56) is arranged a flat contact surface (60) made of plastic, which extends transversely to the armature shaft (58), wherein directly on the armature shaft (58) made of metal on at least one end face (86) an annular support surface (14) is formed, which is axially supported on the flat contact surface (60) made of plastic.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine mit einer axialen Abstützung der Ankerwelle nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.The invention relates to an electric machine with an axial support of the armature shaft according to the preamble of the independent claim.

Mit der DE 10 2013 208 295 A1 ist ein Elektromotor mit einem Anlaufpilz bekannt geworden, bei dem die Anlauffläche des Anlaufpilzes als ebene Kreisringfläche ausgebildet ist. Dabei wird der Anlaufpilz als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt und axial auf die Ankerwelle aufgesteckt. Nachteilig bei solch einer Ausführung ist, dass die Anlaufpilze als separate Teile produziert und montiert werden müssen, wobei es durch die separate Ausbildung der Anlaufpilze zu störenden Vibrationen und Geräuschen während des Normalbetriebs des Elektromotors kommen kann, die durch Schwingungen zwischen dem Anlaufpilz und der Ankerwelle verursacht werden. Außerdem verschlechtern sich durch den Verschleiß an Anlaufpilzen mit zentrischer Wölbung über die Lebensdauer die Selbsthemmeigenschaften des Elektromotors, so dass bei einer äußeren lastseitigen Momenteinwirkung sich der Elektromotor unerwünscht zurückdrehen kann. Diesen Nachteil soll unsere erfindungsgemäße Ausführung beheben.With the DE 10 2013 208 295 A1 an electric motor with a starting mushroom has become known, in which the contact surface of the starting mushroom is designed as a flat annular surface. The starting mushroom is manufactured as a plastic injection-molded part and attached axially to the armature shaft. A disadvantage of such an embodiment is that the mushrooms must be produced and assembled as separate parts, which may come through the separate training of mushrooms to disturbing vibrations and noise during normal operation of the electric motor caused by vibrations between the mushroom and the armature shaft become. In addition, the self-locking properties of the electric motor deteriorate as a result of the wear on starting mushrooms with centric curvature over the service life, so that the electric motor can undesirably turn back when there is an external load-side momentary action. This disadvantage is intended to remedy our embodiment according to the invention.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, das durch den Verzicht auf einen separat gefertigten Anlaufpilz die ringförmige Abstützfläche direkt unmittelbar an die Stirnfläche der Ankerwelle angeformt werden kann. Dadurch können keine störenden Schwingungen zwischen der Ankerwelle und einem auf diesem aufgesetzten Anlaufelement erzeugt werden. Da die Ankerwelle aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellt ist, ist entsprechend am Gehäuse eine ebene Anlauffläche angeordnet, deren Werkstoff in Kombination mit der metallenen Abstützfläche der Ankerwelle bezüglich der Selbsthemmeigenschaften und der Verschleißfestigkeit optimierbar ist. Eine solche Anlauffläche kann beispielsweise als Kunststoffscheibe ausgebildet werden, die relativ einfach an der Innenwand des Gehäuses gelagert werden kann, ohne dass diese zu Schwingungen angeregt wird. Daher kann durch diese Ausführung sowohl eine unerwünschte Geräusch- und Schwingungsanregung vermieden oder gedämpft werden, als auch die gewünschten Selbsthemmeigenschaften der Ankerwelle über deren gesamter Lebensdauer konstant gehalten werden.The electric machine according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that can be formed directly by the absence of a separately manufactured starting mushroom, the annular support surface directly to the end face of the armature shaft. As a result, no disturbing vibrations between the armature shaft and a mounted on this starting element can be generated. Since the armature shaft is made of metal, in particular steel, a flat contact surface is accordingly arranged on the housing, the material of which can be optimized in combination with the metal support surface of the armature shaft with respect to the self-locking properties and the wear resistance. Such a contact surface can be formed, for example, as a plastic disc that can be stored relatively easily on the inner wall of the housing, without being excited to vibrate. Therefore, both unwanted noise and vibration excitation can be avoided or dampened by this design, as well as the desired self-locking properties of the armature shaft are kept constant over their entire life.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders günstig kann die kreisringförmige Abstützfläche an der Stirnseite der Ankerwelle durch eine zentrale Ausnehmung an der Stirnseite realisiert werden. Diese kann beispielweise als axiale Bohrung ausgeführt werden, oder mittels plastischer Materialumformung ausgebildet werden. Eine solche zentrale Aussparung kann gleichzeitig dafür benutzt werden, Schmiermittel aufzunehmen, so dass über der gesamten Lebensdauer der elektrischen Maschine ein Schmiermittelreservoir für den Axialanlauf zur Verfügung steht. Durch die Ausbildung der kreisringförmigen Abstützfläche steht von Betriebsbeginn der elektrischen Maschine ein definierter Reibradius zur Verfügung, der für konstante Selbsthemmeigenschaften sorgt.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the features specified in the independent claim are possible. Particularly favorable, the annular support surface can be realized on the end face of the armature shaft by a central recess on the front side. This can be carried out, for example, as an axial bore, or be formed by means of plastic material deformation. Such a central recess can be used at the same time to receive lubricant, so that over the entire life of the electrical machine, a lubricant reservoir for the axial startup is available. Due to the design of the annular support surface, a defined friction radius is available from the start of operation of the electric machine, which ensures constant self-locking properties.

Durch das Anformen einer Fase am Außendurchmesser der Stirnfläche kann die Kontaktfläche der Abstützfläche reduziert werden. Dabei kann die Wahl des Durchmessers der Ankerwelle an die zu übertragende Kräfte angepasst werden, wobei durch die Größe der Fase unabhängig vom Durchmesser der Ankerwelle die Kontaktfläche zur Anlauffläche hin vorgegeben werden kann. Gleichzeitig kann durch die Wahl des Durchmessers der zentralen Vertiefung der Innendurchmesser der kreisringförmigen Abstützfläche eingestellt werden, wodurch sowohl die Gesamtfläche der Kontaktfläche, als auch deren mittlerer Radius für die konkrete Anwendung optimiert werden kann.By molding a bevel on the outer diameter of the end face, the contact surface of the support surface can be reduced. In this case, the choice of the diameter of the armature shaft can be adapted to the forces to be transmitted, wherein the size of the chamfer regardless of the diameter of the armature shaft, the contact surface can be specified to the contact surface. At the same time can be adjusted by the choice of the diameter of the central recess of the inner diameter of the annular support surface, whereby both the total surface of the contact surface, as well as the average radius can be optimized for the specific application.

Es ist von Vorteil, dass durch die Ausbildung einer kreisringförmigen Abstützfläche, die zur Anlauffläche hin schräg zuläuft, die Selbsthemmung der Getriebe-Antriebseinheit über deren gesamte Lebensdauer zuverlässig gewährleistet ist. Mit solch einer Ausführung kann gleichzeitig die Anforderung an die Reibungsfunktion des Axialanlaufs und an das Geräusch- und Vibrationsverhalten der elektrischen Maschine erfüllt werden. Durch die geringere Anlagefläche und durch den geringeren Reibradius nur an dem Innenradius der kreisringförmigen Abstützfläche, wird vor allem in der Einlaufphase des Elektromotors - solange sich der Anlauffläche noch nicht eingeschliffen hat - die unerwünschte Schwingungsanregung reduziert.It is advantageous that the self-locking of the transmission drive unit over the entire service life is reliably ensured by the formation of an annular support surface which tapers obliquely to the contact surface. With such an embodiment, the requirement for the friction function of the axial start and the noise and vibration behavior of the electric machine can be fulfilled at the same time. Due to the lower contact surface and the lower friction radius only at the inner radius of the annular support surface, especially in the running-in phase of the electric motor - as long as the contact surface has not been ground - the undesirable vibration excitation is reduced.

Besonders günstig ist es, wenn der Neigungswinkel der Abstützfläche gegenüber der senkrechten Fläche zur Rotorachse im Bereich zwischen 1° und 10° - vorzugsweise zwischen 3° und 7° liegt. Durch eine konische Anlauffläche können unerwünschte Schwingungsanregungen an der Reibfläche unterbunden werden, wodurch der Elektromotor ruhiger läuft Durch die kegelstumpfförmige Abstützfläche mit der sehr flachen Neigung kann sich die Größe der Reibfläche an die auftretende Axialkraft anpassen, mit der die Rotorwelle gegen die Anlauffläche gepresst wird. Dadurch kann die Selbsthemmung der Rotorwellenlagerung erhöht werden, wenn beispielsweise die Fensterscheibe mit großer Kraft manuell nach unten gedrückt wird, wodurch die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht wird.It is particularly favorable if the angle of inclination of the support surface relative to the vertical surface to the rotor axis lies in the range between 1 ° and 10 °, preferably between 3 ° and 7 °. By a conical contact surface unwanted vibration excitations can be prevented on the friction surface, whereby the electric motor runs smoothly Due to the frusto-conical support surface with the very flat slope, the Adjust the size of the friction surface to the occurring axial force with which the rotor shaft is pressed against the contact surface. As a result, the self-locking of the rotor shaft bearing can be increased if, for example, the window pane is pressed down manually with great force, which increases the safety of the vehicle.

Dadurch, dass die Abstützfläche bei einer geringen Axialkraft - und insbesondere unmittelbar nach der Montage des Elektromotors - näherungsweise nur mit einer Kreislinie an der Anlauffläche anliegt, kann es zu keinen Unregelmäßigkeiten oder Unebenheiten der Kontaktfläche kommen, wodurch die Schwingungs- und Geräuschanregung unterbunden werden kann. Besonders vorteilhaft erweist sich für Stellantriebe im Kraftfahrzeug die Ausbildung einer Abstützfläche mit einem inneren Durchmesser von 2,0 bis 3,0 mm, da hierdurch ein ausreichend hohes Reibmoment für die Selbsthemmung des Antriebs erzielt wird, ohne dass dies zu ungünstig hohen Reibungsverlusten führt. Für einen Fensterheberantrieb wird beispielsweise durch einen inneren Durchmesser von ungefähr 2,4 bis 2,6 mm im Normalbetrieb ein Optimum zwischen guten ruhigen Gleiteigenschaften und ausreichender Selbsthemmung erzielt.The fact that the support surface at a low axial force - and in particular immediately after the assembly of the electric motor - approximately rests only with a circular line on the contact surface, there may be no irregularities or unevenness of the contact surface, whereby the vibration and noise excitation can be prevented. Particularly advantageous for actuators in motor vehicles proves the formation of a support surface with an inner diameter of 2.0 to 3.0 mm, as a result, a sufficiently high friction torque for the self-locking of the drive is achieved without this leading to unfavorably high friction losses. For a window lift drive, an optimum between good quiet sliding properties and sufficient self-locking is achieved, for example, by an inner diameter of about 2.4 to 2.6 mm in normal operation.

Die Anlauffläche gegenüberliegend zur Stirnseite kann fertigungstechnisch sehr günstig und variabel als Anlaufscheibe mittels Spritzguss-Verfahren hergestellt werden. Wird hierzu ein thermoplastischer Kunststoff verwendet, können sowohl die Reibeigenschaften als auch die Lebensdauer optimiert werden. Insbesondere die Verwendung von Kunststoffen, wie insbesondere Thermoplaste mit Zusatzstoffen, verhindern einen zu großen Abrieb an der Anlauffläche, bei der durch den größeren Reibradius der Abstützfläche größere Gleitwege und - Geschwindigkeiten vorliegen. Als Zusatzstoffe kann beispielsweise Kohlefaser und/oder Graphit und/oder PTFE verwendet werden.The run-flat surface opposite the end face can be manufactured very cheaply and variably as a thrust washer by means of an injection molding process. If a thermoplastic material is used for this purpose, both the frictional properties and the service life can be optimized. In particular, the use of plastics, in particular thermoplastics with additives, prevent excessive abrasion at the contact surface, in which larger sliding paths and velocities are present due to the larger friction radius of the support surface. As additives, for example, carbon fiber and / or graphite and / or PTFE can be used.

Besonders günstig erweist sich für Stellantriebe im Kraftfahrzeug die Ausbildung des Durchmessers der Ankerwelle im Bereich von 4 bis 8 mm. In Abhängigkeit dieses Ankerwellendurchmessers liegt der Durchmesser der Anlaufscheibe in der gleichen Größenordnung von 4 bis 8 mm. Durch die Ausbildung der Fase am äußeren Umfang der Stirnfläche kann die Anlauffläche sogar einen geringfügig kleineren Durchmesser aufweisen, als die Ankerwelle.Particularly favorable proves for actuators in the motor vehicle, the formation of the diameter of the armature shaft in the range of 4 to 8 mm. Depending on this armature shaft diameter, the diameter of the thrust washer is in the same order of 4 to 8 mm. Due to the formation of the chamfer on the outer circumference of the end face, the contact surface can even have a slightly smaller diameter than the armature shaft.

Zur Realisierung eines axialen Spielausgleichs der Rotorwelle im Motorgehäuse, ist zwischen mindestens einer Stirnseite der Rotorwelle und einer Innenwand des Gehäuses ein elastisches Ausgleichselement angeordnet. Dies ist besonders kostengünstig und wirksam als Dämpfgummi ausgebildet. Das elastische Element wird unter axialer Vorspannung zwischen der Ankerwelle und dem Gehäuse montiert und gleicht somit Fertigungstoleranzen ebenso aus, wie den Abrieb zwischen der Abstützfläche und Anlagefläche über der gesamten Lebensdauer des Elektromotors. Dadurch wird insbesondere ein störendes Klick-Geräusch bei der Drehrichtungsumkehr des Elektromotors vermieden/reduziert.To realize an axial clearance compensation of the rotor shaft in the motor housing, an elastic compensation element is arranged between at least one end face of the rotor shaft and an inner wall of the housing. This is particularly inexpensive and effectively designed as a cushioning rubber. The elastic element is mounted under axial bias between the armature shaft and the housing and thus compensates for manufacturing tolerances as well as the abrasion between the support surface and contact surface over the entire life of the electric motor. As a result, in particular a disturbing clicking noise is avoided / reduced in the direction of rotation reversal of the electric motor.

Zur Lagerung der Ankerwelle ist in einem Poltopf vorzugsweise mittels Tiefziehen ein axialer Fortsatz ausgebildet, in dem ein Lager für die Ankerwelle angeordnet ist. Dies ist beispielweise als Gleitlager oder Wälzlager ausgebildet, das die Rotorwelle radial abstützt. Zur axialen Abstützung der Ankerwelle ist an der Bodenfläche des axialen Fortsatzes die axiale Anlaufscheibe angeordnet. Dabei kann die Anlaufscheibe in eine Aussparung in der Bodenfläche eingepresst und/oder eingeklebt werden. Des Weiteren kann zwischen der Anlaufscheibe und der Bodenfläche ein elastisches Ausgleichelement für die Axialspielbegrenzung angeordnet werden.For supporting the armature shaft, an axial projection is preferably formed by deep drawing in a pole pot, in which a bearing for the armature shaft is arranged. This is for example designed as a slide bearing or roller bearing, which supports the rotor shaft radially. For axial support of the armature shaft, the axial thrust washer is arranged on the bottom surface of the axial extension. In this case, the thrust washer can be pressed into a recess in the bottom surface and / or glued. Furthermore, an elastic compensation element for the axial play limitation can be arranged between the thrust washer and the bottom surface.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Anlaufscheibe radial innerhalb des elastischen Dämpfelements aufgenommen wird und somit die Anlaufscheibe - insbesondere ausschließlich - indirekt über das Dämpfelement an der Gehäuseinnenwand der elektrischen Maschine anliegt. Dadurch werden eventuell auftretende Schwingungen und Geräuschanregungen zwischen der Stirnseite der Ankerwelle und der Anlaufscheibe über das Dämpfelement gegenüber dem Motorgehäuse akustisch gedämpft. Hierzu ist es beispielweise in einem zylindrischen Dämpfelement eine topfförmige Aufnahme ausgebildet, in die die Anlaufscheibe eingefügt ist. Somit kann beispielsweise die Anlaufscheibe in das topfförmige Dämpfelement eingepresst werden, und dass Dämpfelement wiederum in die topfförmige Aussparung im Gehäuseboden. Als Drehsicherung des Dämpfelements und/oder der Anlaufscheibe gegenüber dem Gehäuse kann jeweils ein Formschluss bezüglich der Drehrichtung ausgebildet werden.It is particularly advantageous if the thrust washer is received radially within the elastic damping element and thus the thrust washer - in particular exclusively - abuts indirectly via the damping element on the housing inner wall of the electric machine. As a result, possibly occurring vibrations and noise excitations between the end face of the armature shaft and the thrust washer are attenuated acoustically via the damping element relative to the motor housing. For this purpose, it is for example in a cylindrical damping element formed a cup-shaped receptacle into which the thrust washer is inserted. Thus, for example, the thrust washer can be pressed into the cup-shaped damping element, and that damping element in turn in the cup-shaped recess in the housing bottom. As a rotational security of the damping element and / or the thrust washer relative to the housing in each case a positive connection with respect to the direction of rotation can be formed.

Ist auf der Rotorwelle eine Schnecke angeordnet, die mit einem Schneckenrad des Getriebes kämmt, erzeugt die Rotorwelle eine gewisses Axialbelastung auf, das insbesondere bei der Drehrichtungsumkehr der Rotorwelle zu einer gewissen axialen Verschiebung der Rotorwelle führt. Zur Dämpfung dieses entstehenden Axialspiels kann zwischen einem Ende der Rotorwelle und der Gehäuseinnenwand axial ein elastisches Element angeordnet werden, das auch einen eventuell auftretenden Abrieb an der Anlauffläche über die Lebensdauer ausgleicht. Durch die definierte Einstellung der Selbsthemmung der Getriebe-Antriebseinheit, über den inneren Reibradius der ringförmigen Abstützfläche und deren Neigungswinkel, kann verhindert werden, dass beim Einwirken eines lastseitigen Moments auf das Getriebe, das Stell-Teil bei abgeschaltetem Elektromotor verstellt werden kann. Diese Funktion ist beispielsweise bei einer Anwendung für Fensterscheiben, Schiebedächern oder Sitzteilen besonders notwendig.If a worm is arranged on the rotor shaft and meshes with a worm wheel of the transmission, the rotor shaft generates a certain axial load, which leads to a certain axial displacement of the rotor shaft, in particular when the direction of rotation of the rotor shaft reverses. To damp this resulting axial play can be arranged axially between one end of the rotor shaft and the housing inner wall an elastic element, which also compensates for any abrasion occurring at the contact surface over the life. Due to the defined setting of the self-locking of the gear drive unit, on the inner friction radius of the annular support surface and its inclination angle, can be prevented when the action of a load-side torque on the transmission, the control part can be adjusted with the electric motor off. This feature is for example especially necessary for windows, sunroofs or seat parts.

Figurenlistelist of figures

Ausführungen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen

1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine,
2: einen vergrößerter Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Axialanlaufes.

Show it

1 a first embodiment of an electrical machine,
2 : An enlarged cross section of an embodiment of an axial approach according to the invention.

In 1 ist eine elektrische Maschine 50 dargestellt, bei der ein Elektromotor 52 und ein Getriebe 54 - insbesondere ein Schneckengetriebe - eine Getriebe-Antriebseinheit 55 bilden, wie sie zum Verstellen eines Schiebedachs, einer Fensterscheibe oder eines Sitzteils im Kraftfahrzeug verwendet wird. Der Elektromotor 52 weist einen Stator 70 auf, bei dem Permanentmagnete 72 in einem Polgehäuse 74 angeordnet sind. Innerhalb des Stators 70 ist ein Anker 76 angeordnet, bei dem auf einer Ankerwelle 58 ein Ankerpaket 66 mit Wicklungen 68 befestigt ist. Zur Übertragung des Drehmoments vom Elektromotor 52, ist auf der Ankerwelle 58 eine Schnecke 78 angeordnet, die in ein Schneckenrad 79 des Getriebes 54 eingreift. Das Schneckenrad 79 ist mit einem Abtriebselement 80 gekoppelt, an dem das Abtriebsmoment zum Verstellen eines beweglichen Teils - beispielsweise einer Fensterscheibe - zur Verfügung steht. An einem axialen Ende 82 der Ankerwelle 58 ist zwischen dieser und einer Wand 85 eines Gehäuses 56 der elektrischen Maschine 50 ein elastisches Dämpfelement 84 - beispielsweise ein Dämpfgummi - angeordnet, um das Axialspiel auszugleichen, das insbesondere beim Drehrichtungswechsel der Ankerwelle 58 auftritt. Zwischen dem Dämpfelement 84 und dem Ende 82 ist eine zusätzliche separate Anlaufplatte 83 angeordnet.In 1 is an electrical machine 50 shown in which an electric motor 52 and a gearbox 54 - In particular a worm gear - a gear drive unit 55 form, as used for adjusting a sunroof, a window or a seat part in the motor vehicle. The electric motor 52 has a stator 70 on, at the permanent magnets 72 in a pole housing 74 are arranged. Inside the stator 70 is an anchor 76 arranged in which on an armature shaft 58 an anchor package 66 with windings 68 is attached. For transmitting the torque from the electric motor 52 , is on the armature shaft 58 a snail 78 arranged in a worm wheel 79 of the transmission 54 intervenes. The worm wheel 79 is with an output element 80 coupled, at which the output torque for adjusting a movable part - for example, a window - is available. At one axial end 82 the armature shaft 58 is between this and a wall 85 a housing 56 the electric machine 50 an elastic damping element 84 - For example, a Dämpfgummi - arranged to compensate for the axial play, especially when the direction of rotation of the armature shaft 58 occurs. Between the damping element 84 and the end 82 is an additional separate startup plate 83 arranged.

Wirkt ein lastseitiges Drehmoment über das Abtriebselement 80 auf die Getriebe-Antriebseinheit 55 ein, muss die Selbsthemmung des Gesamtsystems so groß sein, dass sich die Ankerwelle 58 bei abgeschaltetem Elektromotor 52 nicht drehen lässt. Die Selbsthemmung wird maßgeblich von der Ausbildung des Getriebes 54 und der Lagerung der Ankerwelle 58 im Gehäuse 56 bestimmt. Die Selbsthemmung kann daher durch die Form einer axialen Abstützfläche 14 beeinflusst werden, die zumindest an einem der beiden Enden 62, 82 der Ankerwelle 58 ausgeformt ist. In 1 auf der linken Bildseite ist die Abstützfläche 14 direkt an eine axialen Stirnfläche 86 der metallenen Ankerwelle 58 ausgebildet, die sich gegen das Polgehäuse 74 abstützt, das Teil des Gehäuses 56 ist. Das Polgehäuse 74 weist ein Lageraufnahme 88 auf, in die ein Radiallager 89 der Ankerwelle 58 eingesetzt ist, das insbesondere als Gleitlager ausgebildet ist, in dem die Ankerwelle 58 drehbar gelagert ist. Die Lageraufnahme 88 ist als topfförmige Ausstülpung 90 am Polgehäuse 74 ausgebildet und weist eine axiale Bodenfläche 92 auf, an der eine Anlauffläche 60 für die Abstützfläche 14 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Ankerwelle 58 mittels eines weiteren Lagers 96 - insbesondere einem Kalottenlager - gelagert, das an einem Lagerschild 98 gehalten wird, das axial zwischen dem Elektromotor 52 und dem Getriebe 54 angeordnet ist. Im Bereich der topfförmigen Ausstülpung 90 ist die Bodenfläche 92 einstückig mit dem Polgehäuse 74 ausgebildet. Dabei ist das Polgehäuse 74 als Tiefziehteil aus Metall gefertigt, und die Anlauffläche 60 aus Kunststoff liegt hier direkt an der Bodenfläche 92 aus Metall an. An der Bodenfläche 92 ist hierbei mittels plastischer Materialumformung ein besonders ebener flächiger Bereich 93 ausgeformt, der sich näherungsweise senkrecht zur Ankerwelle 58 erstreckt. Die Anlauffläche 60 ist beispielsweise als Anlaufscheibe 61 ausgebildet, die direkt an diesem Bereich 93 der Bodenfläche 92 anliegt. Die Anlauffläche 14 ist kreisringförmig ausgebildet, was durch eine zentrale Ausnehmung 18 an der Stirnseite 86 der Ankerwelle 18 realisiert ist. Somit stützt sich die ringförmige Abstützfläche 14 aus Metall axial unmittelbar an der Anlauffläche 60 aus Kunststoff ab.Acts a load-side torque on the output element 80 on the gearbox drive unit 55 a, the self-locking of the entire system must be so large that the armature shaft 58 when the electric motor is switched off 52 do not turn. The self-locking will be decisive for the design of the transmission 54 and the bearing of the armature shaft 58 in the case 56 certainly. The self-locking can therefore by the shape of an axial support surface 14 be affected, at least at one of the two ends 62 . 82 the armature shaft 58 is formed. In 1 on the left side of the picture is the support surface 14 directly to an axial end face 86 the metal armature shaft 58 formed, which oppose the pole housing 74 supports the part of the housing 56 is. The pole housing 74 has a bearing receiver 88 into which a radial bearing 89 the armature shaft 58 is used, which is designed in particular as a sliding bearing in which the armature shaft 58 is rotatably mounted. The camp recording 88 is as a cup-shaped protuberance 90 at the pole housing 74 formed and has an axial bottom surface 92 on, at the a contact surface 60 for the support surface 14 is arranged. In the embodiment according to 1 is the armature shaft 58 by means of another warehouse 96 - In particular a spherical bearing - stored on a bearing plate 98 held axially between the electric motor 52 and the transmission 54 is arranged. In the area of cup-shaped protuberance 90 is the floor area 92 integral with the pole housing 74 educated. Here is the pole housing 74 made as a deep-drawn part of metal, and the contact surface 60 made of plastic lies directly on the bottom surface 92 made of metal. At the bottom surface 92 here is a particularly flat area by means of plastic material deformation 93 formed, which is approximately perpendicular to the armature shaft 58 extends. The contact surface 60 is for example as a thrust washer 61 trained directly at this area 93 the floor area 92 is applied. The contact surface 14 is circular in shape, resulting in a central recess 18 at the front 86 the armature shaft 18 is realized. Thus, the annular support surface is supported 14 made of metal axially directly at the contact surface 60 made of plastic.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das einem vergrößerten Ausschnitt der topfförmigen Ausstülpung 90 des Polgehäuses 74 gemäß 1 entspricht. Die Ankerwelle 58 ist aus Metall gefertigt und mittels des Radiallagers 89 - das hier beispielsweise zur Ankerwelle 58 hin leicht konisch ausgebildet ist - radial in der Ausstülpung 90 gelagert, die die Lageraufnahme 88 bildet. An der Stirnfläche 86 der Ankerwelle 58 ist mittig die Ausnehmung 18 ausgeformt, die beispielsweise als kegelförmige Bohrung ausgebildet ist. Am äußeren Umfang ist an der Ankerwelle 58 an der Stirnseite 86 eine Fase 32 angeformt. Zwischen der Fase 32 und der Ausnehmung 18 ist zwischen einem äußeren Durchmesser 22 und einem inneren Durchmesser 21, die beispielsweise ungefähr 5 mm und ungefähr 2,5 mm betragen, eine kreisringförmige Abstützfläche 14 ausgebildet. Die Abstützfläche 14 liegt axial an der Anlauffläche 60 an, die sich über ein Dämpfelement 84 an der Innenwand 57 des Gehäuses 56 abstützt. Die Anlauffläche 60 ist an einer Anlaufscheibe 61 aus Kunststoff ausgebildet. Die Anlaufscheibe 61 ist kreisförmig und weist einen Außendurchmesser 63 auf, der größer ist als der Außendurchmesser 22 der Abstützfläche 14. Aufgrund der an der Stirnfläche 86 angeformten Fase 32 liegt der Außendurchmesser 63 im gleichen Bereich, wie der Außendurchmesser 59 der Ankerwelle 58. Die Anlaufscheibe 61 ist in einer topfförmigen Aussparung 33 des Dämpfelements 84 aufgenommen, wobei die Anlaufscheibe 61 bei deren Montage axial in das Dämpfelement 84 eingepresst werden kann. Das Dämpfelement 84 ist wiederum in einer kreisförmigen Tasche 30 in der Bodenfläche 92 der Lageraufnahme 88 aufgenommen. Somit weist die Anlaufscheibe 61 einen kleineren Durchmesser 63 auf, als der Durchmesser 31 des Dämpfelements 84. Die Anlaufscheibe 61 stützt sich daher radial über das Dämpfelement 84 am Gehäuse 56 ab. In der Tasche 30 sind bevorzugt Hohlräume 35 ausgebildet, in die hinein sich das Dämpfelement 84 bei einer Belastung verformen kann. An der Bodenfläche 92 ist ein besonders ebener Bereich 93 mit einem definierten Maß ausgebildet, an dem sich die Anlaufscheibe 61 über das Dämpfelement 84 an der Gehäuseinnenwand 57 axial abstützt. Die Anlaufscheibe 61 ist beispielsweise als Kunststoffplättchen ausgebildet, und besteht aus einem teilkristallinen Thermoplast, insbesondere aus einem tribologisch optimierten Kunststoff (z.B. Polyamid) mit Zuschlagstoffen. Die Anlauffläche 60 ist über ihren gesamten Durchmesser als ebene Fläche ausgebildet, und quer - insbesondere senkrecht - zur Drehachse 20 der Ankerwelle 58 ausgerichtet. Die kreisringförmige Abstützfläche 14 der Ankerwelle 58 ist in einer ersten Ausführung (2, obere Bildhälfte) näherungsweise parallel zur Anlauffläche 60 ausgebildet, so dass diese auch bei geringer Axialkraft vollflächig an der Anlauffläche 60 anliegt. In einer alternativen Ausführung (2, untere Bildhälfte) ist die Abstützfläche 14 um einen Winkel 27 gegenüber der Anlauffläche 60 geneigt ausgebildet. Dabei ist die Abstützfläche 14 als Mantelfläche 15 eines Kegelstumpfes ausgebildet, der zur Anlauffläche 60 hin mit dem flachen Winkel 27 spitz zuläuft. Die ringförmige Abstützfläche 14 ist in Radialrichtung 19 gegenüber einer fiktiven Fläche 25 senkrecht zur Drehachse 20 um den Winkel 27 geneigt. Dieser Winkel 27 beträgt zwischen 1° und 10°, und ist in Figur 2 näherungsweise 5°. Die imaginäre Kegelspitze ist durch die zentrale Ausnehmung 18 in der Stirnfläche 86 abgeschnitten. Bei solch einer Ausführung der Abstützfläche 14 als Mantelfläche eines sehr flachen Kegelstumpfes, liegt die Abstützfläche 14 bei einer geringen Axialkraft - und/oder in der Einlaufphase der elektrischen Maschine - nur am Innendurchmesser 21 kreislinienförmig an der Anlauffläche 60 an. Bei höheren Axialkräften - und/oder nach einer längeren Betriebsdauer - liegt die Abstützfläche 14 dann mit einer größer werdenden Kreisringfläche an der Anlauffläche 60 an. Dabei kann sich die ebene Anlauffläche 60 der Anlaufscheibe 61 in gewissen Grenzen elastisch verbiegen und/oder nach einer gewissen Betriebsdauer durch Verschleiß an die Abstützfläche 14 anpassen. Die Abstützfläche 14 an der Stirnseite 86 der Ankerwelle 58 wird mittels spanender Verarbeitung (Drehen und/oder Schleifen) oder mittels plastischer Materialumformung angeformt. Mittels plastischer Kaltumformung (Taumeln, Rollieren) kann eine besonders hochwertige Oberflächenqualität erzielt werden.In 2 a further embodiment is shown, which is an enlarged section of the cup-shaped protuberance 90 of the pole housing 74 according to 1 equivalent. The armature shaft 58 is made of metal and by means of the radial bearing 89 - This example, the armature shaft 58 is slightly conical towards - radially in the protuberance 90 stored, which is the camp admission 88 forms. At the frontal area 86 the armature shaft 58 is the center of the recess 18 shaped, which is formed for example as a conical bore. At the outer circumference is at the armature shaft 58 at the front 86 a chamfer 32 formed. Between the chamfer 32 and the recess 18 is between an outer diameter 22 and an inner diameter 21 , which are for example about 5 mm and about 2.5 mm, an annular support surface 14 educated. The support surface 14 lies axially on the contact surface 60 on, which is about a damping element 84 on the inner wall 57 of the housing 56 supported. The contact surface 60 is on a thrust washer 61 made of plastic. The thrust washer 61 is circular and has an outer diameter 63 on, which is larger than the outer diameter 22 the support surface 14 , Because of the front face 86 molded bevel 32 is the outside diameter 63 in the same range as the outside diameter 59 the armature shaft 58 , The thrust washer 61 is in a cup-shaped recess 33 of the damping element 84 taken, with the thrust washer 61 when mounted axially into the damping element 84 can be pressed. The damping element 84 is again in a circular pocket 30 in the floor area 92 the camp admission 88 added. Thus, the thrust washer 61 a smaller diameter 63 on, as the diameter 31 of the damping element 84 , The thrust washer 61 Therefore, it supports radially over the damping element 84 on the housing 56 from. In the bag 30 are preferably cavities 35 formed, in which the damping element 84 can deform at a load. At the bottom surface 92 is a particularly level area 93 formed with a defined dimension at which the thrust washer 61 over the damping element 84 on the housing inner wall 57 axially supported. The thrust washer 61 is formed for example as a plastic plate, and consists of a semi-crystalline thermoplastic, in particular of a tribologically optimized plastic (eg polyamide) with additives. The contact surface 60 is formed over its entire diameter as a flat surface, and transversely - in particular perpendicular - to the axis of rotation 20 the armature shaft 58 aligned. The annular support surface 14 the armature shaft 58 is in a first embodiment ( 2 , upper half of the picture) approximately parallel to the contact surface 60 designed so that they even at low axial force over the entire surface of the contact surface 60 is applied. In an alternative embodiment ( 2 , lower half of the picture) is the supporting surface 14 at an angle 27 opposite the contact surface 60 inclined trained. Here is the support surface 14 as a lateral surface 15 a truncated cone formed to the contact surface 60 out with the flat angle 27 tipped to a point. The annular support surface 14 is in the radial direction 19 opposite a fictitious surface 25 perpendicular to the axis of rotation 20 around the angle 27 inclined. This angle 27 is between 1 ° and 10 °, and is shown in FIG 2 approximately 5 °. The imaginary cone apex is through the central recess 18 in the frontal area 86 cut off. In such an embodiment of the support surface 14 as the lateral surface of a very flat truncated cone, the support surface is located 14 at a low axial force - and / or in the running-in phase of the electric machine - only at the inner diameter 21 circular at the contact surface 60 at. At higher axial forces - and / or after a longer period of operation - is the support surface 14 then with a larger annular surface at the contact surface 60 at. This can be the flat contact surface 60 the thrust washer 61 bend elastically within certain limits and / or after a certain period of operation by wear on the support surface 14 to adjust. The support surface 14 at the front 86 the armature shaft 58 is formed by means of machining (turning and / or grinding) or by means of plastic material deformation. By means of plastic cold forming (tumbling, rolling) a particularly high-quality surface quality can be achieved.

Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise der innere und der äußere Durchmesser 21, 22 und der Winkel 27 an die Leistung des Elektromotors 52 und die Geometrie des Getriebes 54, und insbesondere an die konkrete Verstell-Anwendung angepasst werden. Ebenso kann die Form und Tiefe der Ausnehmung 18 in der Stirnfläche 86 entsprechend variiert werden. Das Dämpfelement 84 kann zwischen der Anlaufscheibe 61 und der Gehäuseinnenwand 57 oder an der gegenüberliegenden Seite 82 der Ankerwelle 58 angeordnet werden. Dabei kann die kreisringförmige Abstützfläche 14 nur an genau einer oder an beiden Stirnseiten 86 der Ankerwelle 58 angeformt werden. Die elektrische Maschine 50 findet vorzugsweise Anwendung für Stellantriebe im Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Verstellung von Sitzteilen, Fensterscheiben Schiebedächern und Abdeckungen von Öffnungen, ist jedoch nicht auf solche Anwendungen beschränkt.It should be noted that, with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and in the description, a variety of possible combinations of the individual features are possible with one another. For example, the inner and the outer diameter 21 . 22 and the angle 27 to the power of the electric motor 52 and the geometry of the gearbox 54 , and in particular to be adapted to the concrete adjustment application. Likewise, the shape and depth of the recess 18 in the frontal area 86 be varied accordingly. The damping element 84 can be between the thrust washer 61 and the housing inner wall 57 or on the opposite side 82 the armature shaft 58 to be ordered. In this case, the annular support surface 14 only on one or both ends 86 the armature shaft 58 be formed. The electric machine 50 is preferably used for actuators in motor vehicles, for example for the adjustment of seat parts, window panes sunroofs and covers of openings, but is not limited to such applications.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013208295 A1 [0002]

Claims

Electric machine (10) after Claim 1 , characterized in that on the at least one end face (86) centric to the axis of rotation (20) of the armature shaft (58) a circular recess (18) is formed, which is in particular conically shaped, and is preferably used as a lubricant reservoir, which is used for lubrication Support surface (14) can be filled with lubricant.

Electric machine (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that on the at least one end face (86) on the outer circumference a chamfer (32) is formed, so that the outer diameter (22) of the annular support surface (14) is smaller than the outer diameter (59) of the armature shaft (58 ).

Electric machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the support surface (14) in the radial direction (19) by an angle (27) to a plane perpendicular to the armature shaft (58) imaginary surface (25) is inclined.

Electric machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the support surface (14) is formed as a lateral surface (15) of a round, flat truncated cone, wherein the lateral surface (15) in the range between 1 ° and 10 ° - in particular between 3 ° and 7 ° - tapers towards the contact surface (60).

Electric machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the support surface (14) abuts at a small axial force only at its inner diameter (21) with a circular line on the corresponding thrust surface (60), wherein the inner diameter (21 ) Is 2 mm to 3 mm - preferably about 2.5 mm -, and the outer diameter (22) of the support surface (14) is preferably 4 to 6 mm.

Electric machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surface (60) is formed as thrust washer (61), wherein as material in particular a semi-crystalline thermoplastic, preferably a tribologically optimized plastic (eg polyamide) with additives such as carbon fibers and / or graphite and / or PTFE is used.

Electric machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the armature shaft (58) has a diameter (59) in the range of 4 - 8 mm and the thrust washer (61) also has a diameter (63) in the range of 4 -. 8 mm.

Electric machine (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that between the thrust washer (61) and an inner wall (57) of the housing (56) an elastic damping element (84) - in particular a Dämpfgummi - is arranged to a backlash compensation guarantee.

Electric machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (56) has a metal pole pot (74) with a bearing receptacle (88) for a radial bearing (89) of the armature shaft (58), wherein the thrust washer (61 ) and the damping element (30) in an axial recess (91) on a bottom surface (92) of the bearing receptacle (88) are inserted.

Electric machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the damping element (30) has a larger diameter (31) than the diameter (63) of the thrust washer (61), and the damping element (30) is cup-shaped, and the thrust washer (61) is received radially inside the damping element (30).

Electric machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the armature shaft (58) is formed as part of an electric motor (52) and has a worm (78), by means of which a torque from the electric motor (52) to a worm wheel (79) of a transmission unit (54) is transferable, wherein the electric machine (10) is designed as an actuator, in particular as window regulator, sunroof, or Sitzverstell drive in the motor vehicle, wherein at loadseitigem influence of a torque on the worm wheel (79 ) The actuator blocked by self-locking.