DE102021211319A1

DE102021211319A1 - Getriebe-Antriebseinheit, Verfahren zur Montage einer Getriebe-Antriebseinheit und Komfortantrieb mit einer Getriebe-Antriebseinheit

Info

Publication number: DE102021211319A1
Application number: DE102021211319.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Farr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-10-07
Filing date: 2021-10-07
Publication date: 2023-04-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit (10), mit einem mehrteiligen Gehäuse (12) zur Aufnahme eines Elektromotors (22) und eines mit dem Elektromotor (22) zusammenwirkenden Getriebes (18). Das Gehäuse (18) hat ein erstes, monolithisch ausgebildetes Gehäuseelement (14), das einen Getriebebereich (16) zur Aufnahme des Getriebes (18) und einen Motorbereich (20) zur radialen Aufnahme des Elektromotors (22) aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit, wie sie typischerweise als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Fahrzeug eingesetzt wird. Ferner betrifft die Erfindung die Montage einer Getriebe-Antriebseinheit sowie einen Komfortantrieb mit einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit.
Stand der Technik
Aus der EP 1 652 283 B1 der Anmelderin ist eine Getriebe-Antriebseinheit mit einem mehrteiligen Gehäuse bekannt, das dazu ausgebildet ist, einen als Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotor und ein Getriebe aufzunehmen. Das Gehäuse weist zwei Gehäusehalbschalen auf, sodass der Elektromotor und das Getriebe in den Innenraum der einen Gehäusehalbschale einsetzbar bzw. montierbar ist, und anschließend die zweite Gehäusehalbschale zum Verschließen des Gehäuses auf die erste Gehäusehalbschale aufsetzbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie ein besonders steifes Gehäuse aufweist und darüber hinaus einen besonders einfachen bzw. vorteilhaften Montageprozess des Getriebes bzw. des Elektromotors ermöglicht, insbesondere wenn dieser als elektronisch kommutierter Elektromotor in Innenläuferbauweise ausgebildet ist.
Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen ist es daher bei einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen, dass das Gehäuse ein erstes, monolithisch ausgebildetes Gehäuseelement aufweist, das einen Getriebebereich zur Aufnahme des Getriebes und einen Motorbereich zur radialen Aufnahme des Elektromotors ausbildet, sowie ein zweites Gehäuseelement in Form eines Getriebedeckels, der den Getriebebereich im Bereich einer Montageöffnung am ersten Gehäuseelement für das Getriebe verschließt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Besonders einfach und preiswert bei hoher Festigkeit lässt sich das erste Gehäuseelement dadurch ausbilden, dass dieses als Kunststoff-Spritzgussteil oder als Aluminium-Druckgussteil ausgebildet ist.
Bevorzugt ist es weiterhin, wenn der Elektromotor als bürstenloser bzw. elektronisch kommutierter Elektromotor in Innenläuferbauweise ausgebildet ist.
Insbesondere bei einem einen polygonen Querschnitt aufweisenden Stator eines elektronisch kommutierten Elektromotors kann es vorgesehen sein, dass das erste Gehäuseelement im Bereich des Elektromotors ebenfalls einen polygonen Querschnitt aufweist. Dabei umgibt der polygone Querschnitt des ersten Gehäuseelements den entsprechenden Querschnitt des Stators mit geringem radialem Abstand bzw. liegt an diesem an.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, wenn das erste Gehäuseelement im Motorbereich auf der dem Getriebebereich abgewandten Seite eine stirnseitige Öffnung aufweist, die von einem Gehäusedeckel als drittem Gehäuseelement verschlossen ist.
In Weiterbildung des ersten Gehäuseelements ist es vorgesehen, dass im ersten Gehäuseelement auf der dem Getriebebereich zugewandten Seite eine Lageraufnahme angeordnet ist, in die ein erstes Lagerelement einer Antriebswelle des Elektromotors in einer senkrecht zur Öffnung des Motorbereichs verlaufenden Montagerichtung einführbar ist, und dass der Elektromotor zusätzlich ein zweites Lagerelement für die Antriebswelle auf der der stirnseitigen Öffnung zugewandten Seite aufweist, das über einen Lagerdeckel in den Motorbereich einführbar ist.
In wiederum bevorzugter Ausgestaltung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass die Lageraufnahme monolithisch mit dem ersten Gehäuseelement ausgebildet ist.
Mit Blick auf eine besonders einfache Montage des Elektromotors ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn der Rotor des Elektromotors zusammen mit einer Elektronikbaugruppe eine gemeinsame, miteinander verbundene Baueinheit ausbildet, die in die stirnseitige Öffnung des ersten Gehäuseelements einführbar ist.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zur Montage einer Getriebe-Antriebseinheit, die insbesondere auf die oben beschriebene Art und Weise ausgebildet ist, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst: Zunächst erfolgt das Bereitstellen eines monolithisch ausgebildeten ersten Gehäuseelements mit einem Getriebebereich zur Aufnahme eines Getriebes und einem Motorbereich zur Aufnahme eines Elektromotors. Anschließend erfolgt die Montage des Getriebes über eine Montageöffnung des Getriebebereichs und des als Baueinheit ausgebildeten Elektromotors durch Einführen der Baueinheit über eine stirnseitige Öffnung des Motorbereichs oder umgekehrt. Zuletzt erfolgt ein Verschließen der Montageöffnung mittels eines zweiten, als Getriebedeckel ausgebildeten Gehäuseelements und der stirnseitigen Öffnung mittels eines als drittes Gehäuseelements ausgebildeten Gehäusedeckels.
Zuletzt umfasst die Erfindung auch einen Komfortantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere einen Schiebedachantrieb, einen Sitzverstellungsantrieb, einen Fensterheberantrieb oder dergleichen mit einer Getriebe-Antriebseinheit, die auf die oben beschriebene Art und Weise ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
Figurenliste

1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Getriebe-Antriebseinheit mit einem monolithisch ausgebildeten ersten Gehäuseelement zur Aufnahme eines Getriebes und eines Elektromotors und
2 einen Längsschnitt durch die Getriebe-Antriebseinheit gemäß der 1.

Ausführungsformen der Erfindung
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In den Figuren ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 dargestellt, die als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Fahrzeug dient. Insbesondere ist die Getriebe-Antriebseinheit 10 Bestandteil eines Schiebedachantriebs, eines Sitzverstellungsantriebs, eines Fensterheberantriebs oder Ähnlichem.
Die Getriebe-Antriebseinheit 10 umfasst ein mehrteilig ausgebildetes Gehäuse 12, das ein erstes Gehäuseelement 14 aufweist. Das erste Gehäuseelement 14 ist als Kunststoff-Spritzgussteil oder als Aluminium-Druckgussteil ausgebildet und weist einen Getriebebereich 16 zur Aufnahme eines ein- oder mehrstufig ausgebildeten Getriebes 18, und einen Motorbereich 20 zur radialen Aufnahme eines Elektromotors 22 auf, wobei der Elektromotor 22 mit dem Getriebe 18 zusammenwirkt bzw. dieses antreibt. Das Getriebe 18 ist mit einem in der 1 in Form eines Innensechskants 24 ausgebildeten Abtriebselements 25 mit dem zu verstellenden Element (Schiebedach, Sitz, Fenster usw.) gekoppelt. Wesentlich ist, dass das erste Gehäuseelement 14 zur Ausbildung des Getriebebereichs 16 und des Motorbereichs 20 als monolithisches Bauteil ausgebildet ist.
Der Getriebebereich 16 weist eine radiale Montageöffnung 26 auf, über die die Bestandteile des Getriebes 18 in den Getriebebereich 16 einführbar bzw. montierbar sind. Die Montageöffnung 26 ist mittels eines zweiten Gehäuseelements 28 in Form eines (flachen) Getriebedeckels 30 mittels Befestigungsschrauben 32 verschließbar.
Auf der dem Getriebebereich 16 abgewandten Seite des Motorbereichs 20 weist das erste Gehäuseelement 14 darüber hinaus in einem stirnseitigen Endbereich eine axiale Öffnung 34 auf, über die die Bestandteile des Elektromotors 22 axial in den Motorbereich 20 einführbar sind. Die Öffnung 34 bzw. der Motorbereich 20 ist mittels eines, ein drittes Gehäuseelement 36 ausbildenden Gehäusedeckels 38 verschließbar, bei dem in der 1 erkennbaren Ausführungsbeispiel mittels einer Rastverbindung. Aus dem Gehäusedeckel 38 ragen elektrische Anschlüsse 39 des Elektromotors 22 heraus.
Der Elektromotor 22 ist in Form eines elektronisch kommutierten Elektromotors 22 ausgebildet, der in Innenläuferbauweise einen Stator 40 aufweist, der in Bezug zu einer axialen Längsachse 42 des Elektromotors 22 und des Motorbereichs 20 von dem Motorbereich 20 des ersten Gehäuseelements 14 radial geschlossen umfasst ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stator 40 im Querschnitt etwa 6-eckig ausgebildet, wobei der Motorbereich 20 des ersten Gehäuseelements 14 diese Querschnittsform aufnimmt und daher ebenfalls 6-eckig im Querschnitt ausgebildet ist.
Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, dass der Stator 40 im Querschnitt auch rund oder polygon bzw. n-eckig ausgebildet sein kann.
Weiterhin weist der Elektromotor 22 einen in der 2 erkennbaren Rotor 44 mit einer Antriebswelle 46 auf, deren axialen Längsachse mit der Längsachse 42 fluchtet. Ein dem Getriebe 18 zugewandter Endbereich der Antriebswelle 46 wirkt über eine Verzahnung mit dem Getriebe 18 zusammen. Der Rotor 44 weist zwei Lagerelemente 48, 50 auf, die beidseitig des Stators 40 angeordnet sind. Das eine Lagerelement 48 ist dabei axial, d.h. in Richtung der Längsachse 42 betrachtet, zumindest mittelbar (beispielsweise über ein Zwischenelement mit einer Rastverbindung) in eine Lageraufnahme 52 einführbar, wobei die Lageraufnahme 52 vorzugsweise monolithisch mit dem ersten Gehäuseelement 14 ausgebildet ist. Das zweite Lagerelement 50 ist radial von einem Lagerdeckel 54 umfasst. Der Lagerdeckel 54 ist ebenfalls in Richtung der Längsachse 42 in die Öffnung 34 des ersten Gehäuseelements 14 in Richtung einer axialen Montagerichtung 56 einführbar und ragt beispielhaft etwas aus der Öffnung 34 heraus.
Vorzugsweise erfolgt die Arretierung bzw. Befestigung des Lagerdeckels 54 über den Gehäusedeckel 38. Zuletzt ist zwischen dem zweiten Lagerelement 50 und dem Gehäusedeckel 38 noch eine Sensorik 58 zur Drehlagenerfassung des Elektromotors 22 angeordnet.
Wesentlich ist auch, dass die beiden Lagerelemente 48, 50 zusammen mit dem Rotor 44, der Sensorik 58 und dem Lagerdeckel 54 eine Baueinheit 60 ausbilden, die als Gesamtheit in Montagerichtung 56 in die Öffnung 34 des ersten Gehäuseelements 14 axial einführbar ist. Dies erfolgt typischerweise, nachdem vorab der Stator 40 in dem Motorbereich 20 angeordnet wurde, ebenfalls vorzugsweise durch axiales Einführen bzw. Einschieben über die Öffnung 34 in Montagerichtung 56.
Die Montage der Getriebe-Antriebseinheit 10 erfolgt dadurch, dass zunächst entweder die Bestandteile des Getriebes 18, oder aber die Bestandteile des Elektromotors 22 im ersten Gehäuseelement 14 angeordnet bzw. montiert werden. Anschließend erfolgt das Anordnen bzw. Montieren der Bestandteile des Elektromotors 22 bzw. des Getriebes 18. Zuletzt erfolgt ein Verschließen des ersten Gehäuseelements 14 durch Montage der beiden anderen Gehäuseelemente 28, 36 mittels der Befestigungsschrauben 32 oder insbesondere im Falle des Gehäusedeckels 38 durch die angesprochene Rastverbindung.
Die soweit beschriebene Getriebe-Antriebseinheit 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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

EP 1652283 B1 [0002]

Claims

Getriebe-Antriebseinheit (10), mit einem mehrteiligen Gehäuse (12) zur Aufnahme eines Elektromotors (22) und eines mit dem Elektromotor (22) zusammenwirkenden Getriebes (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) ein erstes, monolithisch ausgebildetes Gehäuseelement (14) aufweist, das einen Getriebebereich (16) zur Aufnahme des Getriebes (18) und einen Motorbereich (20) zur radialen Aufnahme des Elektromotors (22) aufweist, sowie mit einem zweiten Gehäuseelement (28) in Form eines Getriebedeckels (30), der den Getriebebereich (16) im Bereich einer radialen Montageöffnung (26) für das Getriebe (18) verschließt.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (14) als Kunststoff-Spritzgussteil oder als Aluminium-Druckgussteil ausgebildet ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (22) als elektronisch kommutierter Elektromotor (22) in Innenläuferbauweise ausgebildet ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (14) im Bereich des Elektromotors (22) einen in Umfangsrichtung geschlossenen polygonen - insbesondere näherungsweise sechseckigen - Querschnitt aufweist.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseelement (14) im Motorbereich (20) auf der dem Getriebebereich (16) abgewandten Seite eine stirnseitige Öffnung (34) aufweist, die von einem axial montierbarem Gehäusedeckel (38) als drittem Gehäuseelement (36) verschlossen ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Gehäuseelement (14) auf der dem Getriebebereich (16) zugewandten Seite eine Lageraufnahme (52) angeordnet ist, in die ein erstes Lagerelement (48) einer Antriebswelle (46) des Elektromotors (22) in einer senkrecht zu der Öffnung (34) des Motorbereichs (20) verlaufenden axialen Montagerichtung (56) einführbar ist, und dass der Elektromotor (22) zusätzlich ein zweites Lagerelement (50) für die Antriebswelle (46) auf der der stirnseitigen Öffnung (34) zugewandten Seite aufweist, das über einen Lagerdeckel (54) in den Motorbereich (20) einführbar ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraufnahme (52) monolithisch mit dem ersten Gehäuseelement (14) ausgebildet ist - und insbesondere das zweite Lagerelement (50) mittels eines Zwischenelements mit einer Clips- oder Rastverbindung in der Lageraufnahme (52) des ersten Gehäuseelements (14) fixiert ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (44) des Elektromotors (22) zusammen mit einer Elektronikbaugruppe (58) eine gemeinsame, miteinander verbundene Baueinheit (60) ausbildet, die axial zum Rotor (44) in die stirnseitige Öffnung (34) einführbar ist.
Verfahren zur Montage einer Getriebe-Antriebseinheit (10), die insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist, umfassend zumindest folgende Schritte: - Bereitstellen eines monolithisch ausgebildeten ersten Gehäuseelements (14) mit einem Getriebebereich (16) zur Aufnahme eines Getriebes (18) und einem Motorbereich (20) zur Aufnahme eines Elektromotors (22) - Montage des Getriebes (18) über eine radiale Montageöffnung (26) des Getriebebereichs (16), und einer Baueinheit (60) des Elektromotors (22) durch axiales Einführen der Baueinheit (60) über eine stirnseitige Öffnung (34) des Motorbereichs (20) oder umgekehrt - Radiales Verschließen der Montageöffnung (26) mittels eines zweiten, als Getriebedeckel (30) ausgebildeten Gehäuseelements (28), und axiales Verschließen der stirnseitigen Öffnung (34) mittels eines als drittes Gehäuseelement (36) ausgebildeten Gehäusedeckels (38)
Komfortantrieb, insbesondere Fensterheber- oder Schiebedachantrieb oder Sitzvestellantrieb, für ein Fahrzeug mit einer Getriebe-Antriebseinheit (10), die nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.