DE102018204197A1

DE102018204197A1 - Spindelantrieb und Komfortantrieb mit einem Spindelantrieb

Info

Publication number: DE102018204197A1
Application number: DE102018204197.0A
Authority: DE
Inventors: Dieter Scheer; Anna Martiny; Christof Angerer; Enrique Adame Ramirez Raul; Gilles Peter; Markus Riedinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb (10), mit einem Getriebegehäuse (14) zur bereichsweisen Aufnahme einer Spindel (28), wobei das Getriebegehäuse (14) einen Gehäusegrundkörper (16) aufweist, der im Bereich einer Öffnung (32) mittels wenigstens eines Gehäusedeckels (18, 20) verschließbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Komfortantrieb, insbesondere einen Sitzverstellungsantrieb, mit einem erfindungsgemäßen Spindelantrieb.
Aus der DE 10 2016 203 639 A1 der Anmelderin ist ein Spindelantrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein den Spindelantrieb aufweisender Komfortantrieb bekannt. Der bekannte Spindelantrieb zeichnet sich durch ein mit einem Elektromotor als Antrieb verbundenes Getriebegehäuse aus, wobei das Getriebegehäuse einen Gehäusegrundkörper aufweist. Der Gehäusegrundkörper ist über einen Anschlussflansch mit dem Gehäuse des Elektromotors verbunden. Eine Abtriebswelle des Elektromotors ragt in den Gehäusegrundkörper hinein und kämmt dort mit einem mit einer Spindel verbundenen Schneckenrad. Zur Montage der Bauteile des Spindelantriebs ist es erforderlich, dass der Gehäusegrundkörper eine Öffnung aufweist, über die die benötigten Bauteile in das Getriebegehäuse eingeführt und montiert werden können. Nach der Montage wird der Gehäusegrundkörper im Bereich seiner Öffnung mittels wenigstens eines Gehäusedeckels verschlossen. Zur Befestigung des wenigstens einen Gehäusedeckels an dem Gehäusegrundkörper finden mehrere Befestigungselemente in Form von Befestigungsschrauben Verwendung. Das Zuführen der Befestigungsschrauben und deren Montage an dem Gehäusegrundkörper stellt einen die Herstellkosten des Spindelantriebs verteuernden Faktor dar. Weiterhin ist es erforderlich, die Befestigung des Gehäusedeckels an dem Gehäusegrundkörper prozesstechnisch zu überwachen, beispielsweise durch entsprechende Drehmomentüberwachungen beim Anschrauben der Befestigungsschrauben. Zuletzt sei erwähnt, dass auch die konstruktive Gestaltung des Gehäusegrundkörpers bzw. des wenigstens einen Gehäusedeckels von den Befestigungsschrauben beeinflusst wird. So sind beispielsweise im Bereich der Befestigungsschrauben Materialanhäufungen am Gehäusegrundkörper erforderlich, die ggf. den Herstellprozess des als Spritzgussteil ausgebildeten, und beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Gehäusegrundkörpers sowie dessen Baugröße negativ beeinflussen können.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Spindelantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass er eine Montage des Gehäusedeckels an dem Gehäusegrundkörper ohne die Verwendung von zusätzlichen bzw. separaten Befestigungselementen, insbesondere von Befestigungsschrauben, auf besonders einfache Art und Weise ermöglicht. Dadurch ergeben sich mit Blick auf den oben angeführten Stand der Technik sowohl Vorteile hinsichtlich einer möglichst kostengünstigen Montage bezüglich der Ausbildung der Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusegrundkörper, als auch ggf. positive Einflüsse auf die konstruktive Gestaltung des Gehäusegrundkörpers und des Gehäusedeckels, insbesondere mit Blick auf die Vermeidung von Materialanhäufungen im Gehäusegrundkörper, sodass sich der Fertigungsprozess des Gehäusegrundkörpers darüber hinaus besonders einfach und prozesssicher realisieren lässt.
Die Vorteile werden gemäß der Lehre der Erfindung dadurch erzielt, dass zwischen dem Gehäusegrundkörper und dem wenigstens einen Gehäusedeckel eine verliersichere Formschlußverbindung ausgebildet ist, derart, dass die Verbindung zwischen dem Gehäusegrundkörper und dem wenigstens einen Gehäusedeckel ausschließlich über die Formschlußverbindung erfolgt.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Spindelantriebs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Eine hinsichtlich der Montage besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Formschlussverbindung sieht vor, dass diese in Form einer Bajonettverbindung ausgebildet ist. Eine derartige Bajonettverbindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindung zwischen dem Gehäusegrundkörper und dem Gehäusedeckel an mehreren Stellen, vorzugsweise in Bezug zu einer Längs- bzw. Drehachse des Gehäusedeckels in gleichgroßen Winkelabständen um die Symmetrieachse angeordneten Abschnitten erfolgt. Dadurch wird eine gleichmäßige Krafteinleitung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusegrundkörper erzielt. Weiterhin teilt sich die erforderliche Haltekraft zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusegrundkörper auf mehrere Stellen auf.
Eine gute Abdichtung des Innenraums im Gehäusegrundkörper wird erzielt, wenn der wenigstens eine Gehäusedeckel eine die Öffnung begrenzende Stirnseite des Gehäusegrundkörpers vollständig überdeckt und an einer Stirnseite des Gehäusegrundkörpers (axial) anliegt.
In konstruktiver Weiterbildung dieses Vorschlags ist es vorgesehen, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel eine ringförmige Anlagefläche zur Anlage an die Stirnseite des Gehäusegrundkörpers aufweist. Eine derartige konstruktive Ausgestaltung bewirkt somit, dass das Getriebegehäuse, in einer axialen Richtung betrachtet, den Gehäusegrundkörper aufweist, an dem sich der Gehäusedeckel anschließt.
Zur Ausbildung der Bajonettverbindung ist es vorgesehen, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel mehrere, vorzugsweise in gleichgroßen Winkelabständen um eine Drehachse des Gehäusedeckels angeordnete, in den Innenraum des Gehäusegrundkörpers axial hineinragende und radial von einer radial um die Drehachse umlaufenden Wand des Gehäusedeckels nach außen ragende Halteabschnitte aufweist.
Mit Blick auf ein möglichst geringes Gewicht und eine einfache Herstellbarkeit des Gehäusedeckels ist es vorgesehen, dass dieser aus Kunststoff besteht und als Spritzgussteil ausgebildet ist.
Eine weitere konstruktiv bevorzugte Ausgestaltung des Spindelantriebs, die eine besonders einfache und prozesssichere Montage des Gehäusedeckels an dem Gehäusegrundkörper ermöglicht, sieht vor, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel wenigstens eine Öffnung oder einen Vorsprung als Werkzeugangriffsfläche zum Drehen des Gehäusedeckels um seine Drehachse aufweist.
Weiterhin kann es zur möglichst universellen Verwendung des Spindelantriebs unter Verwendung einer möglichst hohen Anzahl von Gleichteilen mit Blick auf kundenspezifische Anpassungen vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel als kundenspezifische Schnittstelle zur Befestigung des Getriebegehäuses an einer Struktur ausgebildet ist. Eine derartige konstruktive Ausgestaltung ermöglicht es dadurch, ein und denselben Gehäusegrundkörper mit daran angeflanschtem Elektromotor für unterschiedliche kundenspezifische Einbauverhältnisse verwenden zu können, indem der jeweilige Gehäusedeckel der Befestigung des Spindelantriebs insbesondere an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs dient und in entsprechender Anordnung und Ausrichtung angeordnete, kundenspezifische Befestigungsmöglichkeiten aufweist.
Zuletzt umfasst die Erfindung auch einen Komfortantrieb, insbesondere einen Sitzverstellungsantrieb, mit einem soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Spindelantrieb.
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 einen als Teil eines Sitzverstellungsantriebs dienenden Spindelantrieb in einem Kraftfahrzeug,
2 die Bestandteile eines Getriebegehäuses des Spindelantriebs gemäß 1, bestehend aus einem Gehäusegrundkörper und einem Gehäusedeckel, in voneinander getrennten Zustand in perspektivischer Darstellung,
3 das Getriebegehäuse gemäß 2 in einem gefügten Zustand, ebenfalls in perspektivischer Darstellung,
4 einen Gehäusedeckel des Getriebegehäuses in einer perspektivischen Darstellung und
5 eine (Teil-) Ansicht auf den Gehäusegrundkörper des Getriebegehäuses im Bereich der Befestigung mit dem Gehäusedeckel, in perspektivischer Ansicht.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der 1 ist ein Spindelantrieb 10 als Bestandteil eines als Sitzverstellungsantrieb in einem Fahrzeug dienenden Komfortantriebs 100 mit seinen wesentlichen Bestandteilen vereinfacht dargestellt. Der Spindelantrieb 10 umfasst einen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 12, dessen Motor- bzw. sogenanntes Poltopfgehäuse mit einem Getriebegehäuse 14 verbunden ist. Das Getriebegehäuse 14 umfasst einen in den 2 und 3 besonders gut erkennbaren Gehäusegrundkörper 16 sowie zwei, mit dem Gehäusegrundkörper 16 verbundene Gehäusedeckel 18, 20. Der Gehäusegrundkörper 16 besteht entweder aus Kunststoff oder aber aus Metall, und ist durch einen spanlosen Fertigungsvorgang (Kunststoffspritzgussteil bzw. Druckgussteil), je nach Festigkeitsanforderungen, ausgebildet.
Der eine Gehäusedeckel 20, der im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, besteht vorzugsweise aus Kunststoff und ist als Spritzgussteil ausgebildet. Der andere Gehäusedeckel 18, der als kundenspezifische Schnittstelle eine Durchgangsöffnung 22 zur Befestigung des Getriebegehäuses 14 und somit des Spindelantriebs 10 an einer nicht gezeigten karosserieseitigen Struktur aufweist, besteht je nach Festigkeitsanforderungen entweder aus Kunststoff oder aber aus Metall.
Der Gehäusegrundkörper 16 weist einen hohlzylindrisch ausgebildeten zentralen Abschnitt 24 auf, dessen Innenraum 25 von den beiden Gehäusedeckeln 18, 20 stirnseitig verschlossen bzw. begrenzt ist. In den Innenraum 25 ragt eine Spindel 28 hinein, die den Gehäusedeckel 20 im Bereich einer zentralen Durchgangsöffnung 30 durchdringt. Die Spindel 28 ist in an sich bekannter Art und Weise mit einem Schneckenrad drehfest verbunden, welches wiederum mit einer entsprechenden Gegenverzahnung eines Abschnitts einer in den Gehäusegrundkörper 16 hineinragenden (Anker-)Welle des Antriebsmotors 12 kämmt. Bei einer Drehung der Spindel 28 um ihre Längs- bzw. Drehachse wird eine mit einem Sitz 1 zumindest mittelbar verbundene, und auf einem Spindelgang der Spindel 28 längsverschiebbar angeordnete Spindelmutter 31 in Richtung des Doppelpfeils 33 bewegt, um dadurch den Sitz 1 in gewünschter Art und Weise zu verstellen. Da ein derartiger Antrieb einer Spindel 28 an sich bekannt und nicht erfindungswesentlich ist, wird diesbezüglich auf die DE 10 2016 203 639 A1 der Anmelderin verwiesen, die insofern Bestandteil dieser Anmeldung sein soll.
Der Innenraum 25 des Gehäusegrundkörpers 16 weist auf der dem einen Gehäusedeckel 20 zugewandten Seite eine Öffnung 32 auf, über die die Spindel 28 bzw. das mit der Spindel 28 verbundene (nicht dargestellte) Schneckenrad sowie weitere Bauteile des Spindelantriebs 10 in den Gehäusegrundkörper 16 zur Montage eingeführt werden können. Nach der Montage der Spindel 28 bzw. der mit der Spindel 28 in Wirkverbindung angeordneten Bauteile ist es erforderlich, den Innenraum 25 des Gehäusegrundkörpers 16 mittels der Gehäusedeckel 18, 20 zu verschließen, wobei es ggf. vorgesehen sein kann, dass der eine Gehäusedeckel 18 bereits in einem Vormontageschritt mit dem Gehäusegrundkörper 16 verbunden ist oder integraler Bestandteil des Gehäusegrundkörpers 16 ist, d.h. monolithisch mit dem Gehäusegrundkörper 16 ausgebildet ist.
Zur Befestigung des Gehäusedeckels 20 an dem Gehäusegrundkörper 16 ist es vorgesehen, dass zwischen den angesprochenen Bauteilen eine Formschlussverbindung 34 ausgebildet ist. Hierzu wird nunmehr auf die 4 und 5 verwiesen: Anhand der 4 ist der Gehäusedeckel 20 erkennbar, der einen um eine Längs- bzw. Drehachse 36 radial umlaufenden Flansch 38 aufweist, der im gefügten Zustand mit dem Gehäusegrundkörper 16 axial an der einen Stirnseite 40 des Gehäusegrundkörpers 16 anliegt. Von dem Flansch 38 erstreckt sich in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Drehachse 36 betrachtet, ein in den Innenraum 25 des Gehäusegrundkörpers 16 hineinragender Befestigungsabschnitt 42, der ebenfalls ringförmig ausgebildet ist. Am Außenumfang des Befestigungsabschnitts 42, jedoch radial innerhalb des Außenumfangs des Flansches 38, sind mehrere, vorzugsweise in gleichgroßen Winkelabständen um die Drehachse 36 angeordnete, vorzugsweise in gleichgroßen Winkelabständenum die Drehachse 36 zueiander angeordnete Halteabschnitte 44, 46 einstückig angeformt. Die Halteabschnitte 44, 46 wirken mit einer an dem Gehäusegrundkörper 16 in Form eines Hinterschnittes 48 ausgebildeten Gegenkontur zusammen. Der Hinterschnitt 48 ist an der dem Innenraum 25 zugewandten Unterseite eines in den Innenraum 25 radial nach innen ragenden, ringförmigen Halteflansches 49 ausgebildet. Der Querschnitt der Halteabschnitte 44, 46 ist besipielhaft rechteckförmig, er kann jedoch auch trapezförmig, dreiecksförmig sein, oder eine andere Querschnittsform aufweisen. Je nach Querschnitt der Halteabschnitte 44, 46 ist gegebenenfalls eine Anpassung der Form bzw. des Querschnitts des Halteflansches 49 erforderlich bzw. sinnvoll.
Zum axialen Einführen des Gehäusedeckels 20 bzw. der Halteabschnitte 44, 46 in den Innenraum 25 weist der Gehäusegrundkörper 16 radial ausgebildete Aussparungen 50 am Halteflansch 49 auf, deren radiale Bogenlänge wenigstens der radialen Bogenlänge der Halteabschnitte 44, 46 entspricht. Die Formschlussverbindung 34 zwischen dem Gehäusedeckel 20 und dem Gehäusegrundkörper 16 ist dadurch als Bajonettverbindung 52 ausgebildet.
Anhand der 2 und 3 ist darüber hinaus erkennbar, dass zwischen einem zentralen Abschnitt 54 des Gehäusedeckels 20, in dem auch die Durchgangsöffnung 30 ausgebildet ist, und dem radial äußeren Flansch 38 ein Zwischenbereich ausgebildet ist, in dem mehrere, radial angeordnete und beispielhaft rippenartige Versteifungselemente 56 ausgebildet bzw. angeordnet sind. Diese Versteifungselemente 56 können gleichzeitig als Werkzeugangriffsflächen 58 für ein nicht gezeigtes Werkzeug zur Montage des Gehäusedeckels 20 an dem Gehäusegrundkörper 16 dienen.
Anhand der Figurenfolge der 2 und 3 ist die Montage des Gehäusedeckels 20 an dem Gehäusegrundkörper 16 gezeigt. Entsprechend der Darstellung der 2 wird der Gehäusedeckel 16 zunächst axial auf die Spindel 28 aufgeschoben und in Richtung des Pfeils 62 zum Gehäusegrundkörper 16 hin bewegt. Nach dem axialen Fügen des Gehäusedeckels 20 mit dem Gehäusegrundkörper 16, bei dem die Halteabschnitte 44, 46 in axialer Richtung betrachtet in dem Bereich des Hinterschnitts 28 angeordnet sind, erfolgt entsprechend der Darstellung der 3 eine Drehung des Gehäusedeckels 20 in Bezug zum Gehäusegrundkörper 16 in Richtung des Pfeils 64 zur Ausbildung der Bajonettverbindung 52. Dieser Montagevorgang kann insbesondere bei einer vollautomatischen Montage drehmomentüberwacht gesteuert werden, um eine prozesssichere Befestigung des Gehäusedeckels 20 an dem Gehäusegrundkörper 16 sicherzustellen.
Der soweit beschriebene Spindelantrieb 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere wurde die Erfindung am Beispiel des Gehäusedeckels 20 beschrieben. Die Erfindung kann jedoch sinngemäß auch auf den anderen Gehäusedeckel 18 übertragen werden. So kenn es beispielsweise vorgesehen sein, zusätzlich zur Formschlussverbindung 34 eine zusätzliche Verdrehsicherung des Gehäusedeckels 20 am Gehäusegrundkörper 16 vorzusehen, zum Beispiel in Form eines eingepressten Sicherungsstifts, einer Verprägung oder durch einen Klebstoff.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016203639 A1 [0002, 0019]

Claims

Spindelantrieb (10), mit einem Getriebegehäuse (14) zur bereichsweisen Aufnahme einer Spindel (28), wobei das Getriebegehäuse (14) einen Gehäusegrundkörper (16) aufweist, der im Bereich einer Öffnung (32) mittels wenigstens eines Gehäusedeckels (18, 20) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäusegrundkörper (16) und dem wenigstens einen Gehäusedeckel (18, 20) eine verliersichere Formschlußverbindung (34) ausgebildet ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlußverbindung (34) als Bajonettverbindung (52) ausgebildet ist.
Spindelantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel (18, 20) eine die Öffnung (32) begrenzende Stirnseite (40) des Gehäusegrundkörpers (16) vollständig überdeckt und an der Stirnseite (40) axial anliegt.
Spindelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel (18, 20) mit einer ringförmigen Anlagefläche eines Flansches (38) an der Stirnseite (40) des Gehäusegrundkörpers (16) anliegt.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel (18, 20) mehrere, vorzugsweise in gleichgroßen Winkelabständen um eine Drehachse (36) des Gehäusedeckels (18, 20) angeordnete, in den Innenraum (25) des Gehäusegrundkörpers (16) axial hineinragende und radial von einem radial um Drehachse (36) umlaufenden Befestigungsabschnitt (42) des Gehäusedeckels (18, 20) nach außen ragende Halteabschnitte (44, 46) aufweist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel (18, 20) aus Kunststoff besteht und als Spritzgußteil ausgebildet ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel (18, 20) wenigstens eine als Werkzeugangriffsfläche (58) dienende Struktur (56) zum Drehen des Gehäusedeckels (18, 20) um seine Drehachse (36) aufweist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel (20) eine mittig angeordnete Durchgangsöffnung (30) für die Spindel (28) aufweist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (30) als Hülse (54) ausgebildet ist, die die Spindel (28) vollständig umschließt, und die Hülse mittels radialer Stege (56) mit dem ringförmigen Flansch (38) verbunden ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Gehäusedeckel (18) als kundenspezifische Schnittstelle zur Befestigung des Getriebegehäuses (14) an einer Struktur ausgebildet ist.
Komfortantrieb (100), insbesondere Sitzverstellungsantrieb, mit einem Spindelantrieb (10), der nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.