DE10242570A1

DE10242570A1 - Axialanlauf für eine Antriebswelle, sowie Anlaufelement zur Verwendung bei einem solchen Axialanlauf

Info

Publication number: DE10242570A1
Application number: DE10242570A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Seitz; Andreas Saum
Original assignee: Valeo Motoren und Aktuatoren GmbH
Current assignee: Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-03-25

Abstract

Ein Axialanlauf für eine Antriebswelle, beispielsweise für eine Ankerwelle eines Elektromotors einer Antriebseinheit, besteht aus wenigstens einem Anlaufelement, welches wenigstens eine Anlagefläche für eine axiale Abstützung einer Gegenfläche der Welle zur Übertragung von axialen Kräften bildet. Das Anlaufelement besitzt eine zu einem Rand dieses Anlaufelementes hin offene Ausnehmung, in der die Welle mit einem ersten Wellenabschnitt aufgenommen ist. An den ersten Wellenabschnitt anschließend ist wenigstens eine Gegenfläche in Form einer über den ersten Wellenabschnitt wegstehenden und die Längsachse der Welle umschließenden Ringfläche vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Axialanlauf gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Anlaufelement zur Verwendung bei einem solchen Axialanlauf gemäß Oberbegriff Patentanspruch 25.
Axialanläufe bei elektromotorischen Antrieben bzw. Antriebseinheiten, insbesondere auch bei elektrischen Hilfsantrieben für Fahrzeuge, beispielsweise bei Antrieben für Scheibenwischer, sind bekannt und dienen dazu, die beispielsweise an der Ankerwelle eines Elektromotors während des Betriebes in axialer Richtung wirkenden Kräfte von der Welle auf ein Gehäuse zu übertragen sowie auch das axiale Spiel der Ankerwelle auszugleichen, welches durch fertigungsabhängige Toleranzen bedingt ist. Bei bekannten Antriebseinheiten oder Elektromotoren ist dieser Axialanlauf durch eine Einstellschraube, gegen die das eine Ende der Ankerwelle anliegt, sowie durch ein Anlaufplättchen realisiert, welches beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gefertigt ist und gegen welches die Ankerwelle mit ihrem anderen Ende anliegt. An ihren Enden ist die Ankerwelle dann jeweils in geeigneter Weise geformt, d.h. abgerundet oder mit einer abgeschliffenen Kuppe versehen.
Diese bekannte Ausbildung ist von der Fertigung und Montage her relativ aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Axialanlauf aufzuzeigen, der wesentlich einfacher und auch kostengünstiger realisiert werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Axialanlauf entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Anlaufelement zur Verwendung bei einem solchen Axialanlauf ist entsprechend dem Patentanspauch 25 ausgeführt.
Der Axialanlauf gemäß der Erfindung zeichnet sich durch eine vereinfachte und kostengünstige Herstellbarkeit sowie insbesondere auch durch eine Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Einzelteile und damit der Anzahl der notwendigen Fertigungs- und Montageschritte aus.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen. näher erläutert. Es zeigen:
1 das geöffnete Gehäuse einer elektrischen oder elektromotorischen Antriebseinheit zusammen mit dem Anker des Elektromotors, mit der in dem Gehäuse gelagerten Ankerwelle sowie mit einem axialen Anlauf für die Ankerwelle gemäß der Erfindung;
2 in Einzeldarstellung das Anlaufelement des Axialanlaufs der 1;
3 das Anlaufelement in einer Darstellung ähnlich 2, jedoch zusammen mit dem mit dem Anlaufelement zusammenwirkenden Ende der Ankerwelle;
4 einen Schnitt entsprechend der Linie I – I der 1;
5 und 6 in Darstellungen ähnlich 2 und 3 das Anlaufelement bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung;
7 in einer perspektivischen Darstellung die Teile eines Anlaufelementes zur Verwendung bei einer Ankerwelle mit Doppelnut, vor dem Zusammenbau des Anlaufelementes;
8 in perspektivischer Darstellung das Anlaufelement der 8 im zusammengebauten Zustand, zusammen mit dem die Doppelnut aufweisenden Ende der Ankerwelle, bei noch nicht montierter Welle;
9 das Anlaufelement der 7 und 8, zusammen mit der mit diesem Anlaufelement in Eingriff stehenden Ankerwelle;
10 und 11 jeweils in perspektivischer Teildarstellung das mit dem Anlaufelement der 7 – 9 zusammenwirkende Ende der Ankerwelle bei einer weiteren möglichen Ausführungsform;
12 in perspektivischer Einzeldarstellung ein U-förmiges Anlaufelement entsprechend einer weiteren möglichen Ausführungsform;
13 in Einzeldarstellung den von dem Anlaufelement der 12 und der Nut der Ankerwelle gebildeten Axialanlauf;
14 und 15 in Darstellungen ähnlich den 12 und 13 ein Anlaufelement bzw. einen Axialanlauf einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren ist 1 eine elektrische Antriebseinheit, nämlich ein elektrischer Hilfsantrieb für Fahrzeuge, beispielsweise ein Scheibenwischerantrieb. Dargestellt ist ein schalenförmiges Gehäuseteil 2 eines zweiteiligen Gehäuses sowie die in diesem Gehäuseteil 2 drehbar gelagerte Ankerwelle 3 mit dem Anker 4. Auf der Ankerwelle 3 ist zwischen dem freien Ende 3.1 der Ankerwelle 3 und dem Anker 4 die Schnecke 5 eines ansonsten nicht dargestellten Schneckengetriebes vorgesehen. Um während des Betriebes der Antriebseinheit 1 die in axialer Richtung der Ankerwelle 3 wirkende Kräfte aufzunehmen und auch das axiale Spiel der Ankerwelle 3, beispielsweise bedingt durch fertigungsabhängige Toleranzen zu vermeiden, ist im Bereich des freien Endes 3.1 der Ankerwelle ein Axialanlauf vorgesehen, der in den 1 – 4 ganz allgemein mit 6 bezeichnet ist.
Dieser Axialanlauf 6 besteht u.a. aus einem Anlaufelement 7, welches bei der in den 1 – 4 dargestellten Ausführungsform von zwei Anlaufteilen oder -plättchen 8 aus einem verschleißfesten Material und einem Feder- oder Dämpfungselement besteht. Letzteres ist ein weiteres Plättchen 9 aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem elastomeren Kunststoffmaterial, welches zwischen den Plättchen 8 derart angeordnet ist, daß die Plättchen 8 und 9 einen Stapel bilden, in welchem diese Plättchen mit ihren Oberflächenseiten gegeneinander anliegen. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzen die Plättchen 8 und 9 jeweils eine quadratische Formgebung und sind mit einer Uförmigen Ausnehmung 10 bzw. 11 versehen, die an einer Umfangsseite jedes Plättchens 8 bzw. 9 offen ist. Die Ausnehmungen 10 in den beiden identisch ausgebildeten Plättchen 8 sind in Länge und Breite etwas kleiner gehalten als die Ausnehmung 11 im Plättchen 9. An den drei Umfangsseiten des Plättchens 9, an denen die Ausnehmung 11 nicht offen ist, ist dieses Plättchen mit jeweils einem angeformten Steg 12 versehen, der über die beiden Oberflächenseiten des Plättchens 9 senkrecht wegsteht und in angepaßte Randausnehmungen 13 der äußeren Plättchen 8 eingerastet aufgenommen ist sowie über die einander abgewandten außen liegenden Oberflächenseiten der Plättchen 8 zur Bildung jeweils eines Überstandes 12.1 wegsteht.
Das Anlaufelement 7 ist als vormontierte Einheit bestehend aus den Plättchen 8 und 9 in eine Aufnahme oder Tasche 14, die in dem Gehäuseteil 2 geformt ist, eingesetzt, und zwar derart, daß das Auflaufelement 7 mit den Ebenen der Plättchen 8 und 9 senkrecht zur Längsachse L der Ankerwelle liegt und sich die Ausnehmungen 10 und 11 mit ihrer offenen Seite an der in der 1 sichtbaren, offenen Seite des Gehäuseteils 2 befinden. Durch die Überstände 12.1 ist das Anlaufelement 7 durch Klemmsitz spielfrei in der Tasche 14 gehalten. Weiterhin ist durch die Verwendung eines elastischen Materials für das Plättchen 9 und die Stege 12 auch ein elastisches bzw. federndes Bewegen des Anlaufelementes 7 insgesamt, insbesondere auch in Richtung der Längsachse L sowie der Plättchen 8 relativ zueinander sowie relativ zur Tasche 14 möglich.
Zur Bildung des Axialanlaufs ist die Ankerwelle 3 an ihrem freien Ende 3.1 mit einer Umfangsnut 15 versehen, an deren Bodenbereich der Querschnitt der Ankerwelle gleich oder geringfügig kleiner ist als die Breite der Ausnehmungen 10. Nach dem Einsetzen des Anlaufelementes 7 in die Tasche 14 ist die Ankerwelle mit ihrer Nut 15 in das Anlaufelement 7 derart eingesetzt, daß sie mit den von der Nut 15 gebildeten Seiten- oder Gegenflächen 15.1 und 15.2 jeweils gegen eine Außenfläche eines Plättchens 7 unmittelbar derart anliegt, daß kein Spiel zwischen den Seitenflächen 15.1 bzw. 15.2 und der benachbarten Außenfläche des Anlaufelementes 7 besteht.
Durch den von dem Anlaufelement 7 und der Nut 15 gebildeten Axialanlauf 6 werden somit während des Betriebes der Antriebseinheit 1 in Richtung der Längsachse L wirkende Kräfte aufgenommen, und zwar dadurch, daß je nach Richtung der Axialkräfte bzw. je nach Drehrichtung der Ankerwelle 3 die axialen Kräfte über eine Seitenfläche 15.1 oder 15.2 und über das Anlaufelement 7 auf das Gehäuseteil 2 übertragen werden. Weiterhin wird durch den Axialanlauf 6 das axiale Spiel der Ankerwelle 3 kompensiert und durch die Verwendung des Plättchens 9 aus dem dauerelastischen Material wird auch eine Feder- und Dämpfungsfunktion erreicht, die u. a. die Bewegungen der Ankerwelle 3 abbremst, insbesondere auch die Bewegungen der Ankerwelle 3 in Richtung der Längsachse L dämpft. Weiterhin ist durch die beschriebene Ausbildung des Anlaufelementes 7 auch ein Ausgleich (Winkelausgleich) einer beispielsweise durch Fertigungstoleranzen bedingten Schrägstellung zwischen der Längsachse L und der Ebene der Plättchen 8 möglich, d. h. bei einem Ausweichen der Ankerwelle 3 im Betrieb ist durch die Verwendung des Plättchens 9 aus dem elastischen Material eine flächige Anlage der jeweiligen Seitenfläche 15.1 bzw. 15.2 gegen das zugehörige Plättchen 8 garantiert. Ein erhöhter Verschleiß durch einen Kantenlauf und ein dadurch ungünstiges Geräuschverhalten der Antriebseinheit 1 sind somit vermieden. Im einzelnen sind also die Abmessungen der Nut 15, die Dicke de Plättchen 8 und 9 sowie die Federsteifigkeit des Plättchens 9 so gewählt, daß nach dem Einsetzen der Ankerwelle 3 mit der Nut 15 in das Anlaufelement 7 dieses mit den Plättchen 8 vorgespannt gegen die Seitenflächen 15.1 und 15.2 anliegt, so daß das gesamte Spiel aus dem Axialanlauf 6 sowie auch aus der Ankerwelle 3 genommen ist.
Für den Zusammenbau des Anlaufelementes 7 werden die beiden äußeren Plättchen 8 mit ihren Randausnehmungen 13 auf die Stege 12 des Plättchens 9 aufgesteckt. Auch andere Herstellungsmethoden sind denkbar, beispielsweise ein Anspritzen des Plättchens 9 mit den Stegen 12 und den Überständen 12.1 an die Plättchen 8 in einem Inmold-Spritzgießverfahren usw.
Die 5 und 6 zeigen als weitere mögliche Ausführungsform einen Axialanlauf 6a, der anstelle des Anlaufelementes 7 das Anlaufelement 7a verwendet, und zwar bestehend aus den beiden äußeren Plättchen 8a aus dem verschleißfesten Material und aus dem dazwischen liegenden Plättchen 9a aus dem elastischen Material, beispielsweise aus dem gummielastischen Kunststoff oder Kunststoff-Elastomer. Die Plättchen 8a unterscheiden sich von den Plättchen 8 im wesentlichen nur dadurch, daß sie jeweils an zwei einander gegenüber liegenden und die offene Seite der Ausnehmung 10 nicht aufweisenden Umfangsseiten mit jeweils einem ohrenartigen Vorsprung 16 versehen sind, der eine Nut 16.1 bildet, die jeweils an der dem mittleren Plättchen 9a abgewandten Seite sowie oben und unten offen ist. Das Plättchen 9a ist so ausgebildet, daß es auch zwischen den Vorsprüngen 16 der beiden äußeren Plättchen 8a aufgenommen ist. Durch zwei O-Ringe 17 aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem gummielastischen Kunststoff oder Kunststoff-Elastomer sind die beiden äußeren Plättchen 8 und das dazwischen diesen angeordnete, wiederum als Feder- und Dämpfungselement wirkende Plättchen 9a miteinander zu dem Anlaufelement 7a verbunden. Jeder O-Ring 17 ist hierfür über die Vorsprünge 16 der beiden Plättchen 8a an einer Seite des Anlaufelementes 7a geführt und in den dortigen Nuten aufgenommen, allerdings derart, daß jeder O-Ring 17 mit einem Teilbereich über die außen liegende Fläche jedes Plättchens 8a vorsteht und mit diesem Teilbereich die Funktion der Überstände 12.1 nachbildet, d. h. das in die Tasche 14 eingesetzte Anlaufelement 7a stützt sich mit den überstehenden Bereichen der O-Ringe 17 gegen Flächen dieser Tasche 14 federnd und spielfrei ab.
Wie die 5 und 6 zeigen, sind die beiden Plättchen 8a an ihren einander abgewandten außen liegenden Seiten jeweils mit einem stegartigen Vorsprung 18 versehen, der sich entlang des Randes der Ausnehmung 10 erstreckt und eine ebene Anlagefläche für die jeweilige Seitenfläche 15.1 bzw. 15.2 der Nut 15 bildet.
Die 7 – 9 zeigen als weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung ein Auflaufelement 7b bzw. einen Axialanlauf 6b, der sich von dem Axialanlauf 6 u. a. dadurch unterscheidet, daß nur die beiden, den Plättchen 8 entsprechenden Plättchen 8b vorgesehen sind, die wiederum aus dem verschleißfesten Material gefertigt sind, und zwar jeweils mit zwei den Vorsprüngen 16 entsprechenden ohrenartigen Vorsprüngen 19 an zwei einander gegenüberliegenden und die Öffnung der Ausnehmung 10 nicht aufweisenden Umfangsseiten. Die beiden Plättchen 8b liegen mit ihren Vorsprüngen 19 gegeneinander an, und zwar derart, daß die Plättchen 8b an ihren einander zugewandten Seiten außerhalb der Vorsprünge 19 voneinander beabstandet sind, d. h. dort einen Spalt 20 zwischen sich bilden. An den einander abgewandten Seiten sind die Plättchen 8b wiederum mit dem entlang des Randes der jeweiligen Ausnehmung 10 verlaufenden Vorsprung 18 versehen. Durch zwei federbügelartige Feder- und Dämpfungselemente 21 sind die beiden Plättchen 8a an den Vorsprüngen 19 miteinander verbunden. Jedes Federelement, welches aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus Federstahl durch Biegen und Stanzen, oder aber z.B. aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt ist, besteht im wesentlichen aus zwei blatt- oder bügelfederartigen Abschnitten 21.1, die mit ihren konkaven Seiten einander zugewandt sind, sowie aus einem die beiden Abschnitte 21.1 verbindenden Quersteg 21.2. Die beiden Federelemente 21 sind auf die einander gegenüberliegenden, mit den Vorsprüngen 19 versehenen Seiten der Plättchen 8b derart aufgesetzt, daß jeder Abschnitt 21.1 mit seinen freien Enden gegen einen Vorsprung 19 anliegt, und zwar an der dem anderen Vorsprung abgewandten Seite im Bereich einer Schrägfläche und der Abschnitt 21.2 in Randausnehmungen oder -nuten 22 aufgenommen ist, die an den Vorsprüngen 19 vorgesehen sind. Die Ankerwelle 3a ist bei dieser Ausführung im Bereich ihres freien Endes 3.1 mit einer Doppelnut, d. h. mit zwei Nuten 15 ausgebildet, so daß zwischen den beiden Nuten 15 ein kreisscheibenförmiger oder zylinderförmiger Wellenabschnitt 23 mit zwei seitlichen Begrenzungsflächen 23.1 und 23.2 verbleibt, die für die axiale Abstützung der Welle 3a mit dem Auflaufelement 7b zusammenwirken.
Zur Komplettierung des Axialanlaufs 6b ist das Anlaufelement 7b wiederum spielfrei in der Tasche 14 des Gehäuseteils 2 angeordnet, d. h. die beiden Federelemente 21 liegen dabei seitlich und federnd an den Wänden der Tasche 14 an. Mit den Nuten 15 ist die Ankerwelle 3a wiederum in den Ausnehmungen 10 aufgenommen. Der Wellenabschnitt 23 ist im Spalt 20 aufgenommen, wobei die Breite des Spaltes 20 in Achsrichtung der Ankerwelle 3 etwas kleiner ist als die axiale Breite des Wellenabschnittes 23, so daß die beiden Plättchen 8b gefedert gegen die Seitenflächen des Wellenabschnittes 23 anliegen. Hierdurch ist das Spiel aus der Ankerwelle 3a genommen. Die beiden Plättchen 8b können während des Betriebes insbesondere auch in Richtung der Ankerwellenachse gefedert ausweichen, axial wirkende Kräfte von der Ankerwelle 3a auf das Gehäuseteil 2 übertragen sowie auch die Bewegung der Ankerwelle dämpfen.
Die 10 und 11 zeigen als weitere mögliche Ausführungsform eine Ankerwelle 3b, die für die Realisierung des Axialanlaufs 6b bzw. für die Verwendung mit dem Anlaufelement 7b geeignet ist. An ihrem freien Ende 3b.1 ist die Ankerwelle 3b abgedreht, so daß sie dort einen kreiszylinderförmigen Wellenabschnitt 24 mit reduziertem Querschnitt aufweist. Etwa in der Mitte des Abschnittes 24 ist eine Nut 25 eingebracht, in der ein Feder- oder Sicherungsring 26 eingesetzt ist, welcher bei dieser Ausführungsform die Funktion des zylinderförmigen Wellenabschnittes 23 der 8 und 9 übernimmt, d. h. dieser Sicherungsring 26 bildet zwei seitliche Begrenzungsflächen 26.1 und 26.2 für die axiale Abstützung der Welle 3b und ist bei montierter Ankerwelle 3b im Spalt 20 des Anlaufelementes 7b aufgenommen.
Während die Anlaufelemente 7, 7a und 7b jeweils mehrteilig ausgebildet sind, und zwar bestehend aus den die axiale Anlage für die Ankerwelle 3, 3a bzw. 3b bildenden Plättchen 8, 8a und 8b sowie aus dem Feder- und Dämpfungselement (Plättchen 9, 9a bzw. Federelement 21), zeigen die 12 und 13 als vereinfachte Ausführungsform einen Axialanlauf 6c, dessen Anlaufelement 7c aus einem einzigen U-förmigen Plättchen 8c aus dem verschleißfesten Material mit der Ausnehmung 10 besteht. Zur Komplettierung des Axialanlaufs 6c ist das Plättchen 8c in die den Abmessungen dieses Plättchens angepaßte Tasche 14 des Gehäuseteils 2 spielfrei eingesetzt und die Ankerwelle 3c mit ihrer Nut 15 spielfrei oder möglichst spielfrei in der Ausnehmung 10 des Plättchens 8c aufgenommen, so daß die Ankerwelle 3c auch in ihrer Achsrichtung spielfrei oder weitestgehend spielfrei gelagert ist und axiale Kräfte von der Ankerwelle 3c über das Plättchen 8c an das Gehäuse bzw. Gehäuseteil 2 übertragen werden.
Als verschleißfestes Material für die Plättchen 8, 8a, 8b, 8c eignet sich insbesondere ein Metall oder eine Metall-Legierung, insbesondere auch ein härtbares Metall oder aber ein Sinter-Material, beispielsweise ein metallisches Sinter-Material, wie z. B. Sinter-Eisen, auch in gehärteter Form. Auch andere Materialien sind denkbar, beispielsweise Metalle mit spezieller Oberflächenstruktur und/oder Beschichtung, die eine besondere Härte und Abriebfestigkeit aufweisen.
Die 14 und 15 zeigen einen Axialanlauf 6d bzw. dessen Anlaufelement 7d, welches sich vom Anlaufelement 7c im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß an zwei einander gegenüberliegenden, die Öffnung der Ausnehmung 10 nicht aufweisenden Umfangsseiten des das Anlaufelement bildenden Plättchens 8d aus verschleißfestem Material ohrenartige Vorsprünge 27 versehen ist. Diese sind jeweils an der in der 14 oberen und unteren Schmalseite mit einer Nut 28 versehen ist. An jedem Vorsprung 27 ist ein aus einem elastischen Material, beispielsweise aus dem gummielastischen Kunststoff oder Kunststoff-Elastomer gefertigter O-Ring 29 vorgesehen, der für seinen Halt in den beiden Nuten 28 aufgenommen ist und zwischen den beiden Nuten über die beiden Oberflächenseiten des Plättchens 8d vorsteht, und zwar seitlich von einer den Rand der Öffnung 10 umgebenden Anlagefläche für die Welle 3 bzw. die Seitenflächen oder Ringflächen 15.1 und 15.2 der Nut 15.
Zur Komplettierung des Axialanlaufs 6d, ist das Anlaufelement 7d in die Tasche 14 des Gehäuseteils 2 eingesetzt und liegt dort beidseitig von der Ausnehmung 10 mit den O-Ringen 29 federnd gegen Flächen der Tasche 14 an. Nach dem Einsetzen des Anlaufelementes 7d in die Tasche 14 sind die beiden O-Ringe leicht elastisch verformt bzw. vorgespannt. Die Welle 3d ist im Bereich ihrer Nut 15 in der Ausnehmung 10 aufgenommen, und zwar derart, daß sie mit den Ringflächen 15.1 und 15.2 spielfrei oder weitestgehend spielfrei gegen die beiden Oberflächenseiten des Plättchens 8d anliegt. Durch die O-Ringe 29 ist ein Toleranzausgleich gewährleistet, insbesondere auch in Bezug auf die Formgebung des Gehäuseteils 2 und/oder der Tasche 14. Weiterhin wird durch die als elastische bzw. federnde Anlage wirkenden O-Ringe 29 eine Dämpfungsfunktion für axiale Bewegungen der Ankerwelle 3d sowie auch ein Winkelausgleich erreicht, d.h. eine beispielsweise durch Fertigungstoleranzen bedingte Schrägstellung der Ebene des in die Tasche 14 eingesetzten Anlaufelementes 7d gegenüber der Längsachse L der Ankerwelle 3d wird nach dem Montieren der Ankerwelle durch die elastische Lagerung des Anlaufelementes 7d in der Tasche 14 aufgehoben. Auch bei einem Ausweichen der Ankerwelle 3d im Betrieb ist durch die Verwendung der als Feder- und Dämpfungselemente wirkenden O-Ringe 29 ein Mitführen des Anlaufelementes 7d gewährleistet, so daß bei dieser Ausführung ebenfalls ein erhöhter Verschleiß durch einen Kantenlauf sowie ein ungünstiges Geräuschverhalten der Antriebseinheit vermieden sind und die axiale Abstützung der Ankerwelle 3d jeweils durch flächige Anlage der Ringfläche 15.1 bzw. 15.2 gegen das Plättchen 8d erfolgt.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
So wurde vorstehend davon ausgegangen, daß der jeweilige Axialanlauf bei einer Ankerwelle 3, 3a, 3b bzw. 3c realisiert ist. Selbstverständlich kann der Axialanlauf auch bei anderen Antriebswellen verwendet werden, insbesondere dort, wo in Achsrichtung der Welle wirkende Kräfte auf ein Gehäuse oder Lageelement übertragen werden müssen.

1: Antriebseinheit bzw. Hilfsantrieb
2: Gehäuseteil

3, 3a, 3b, 3c, 3d: Ankerwelle

3.1, 3b.1: freies Ende der Ankerwelle
4: Anker
5: Schnecke eines Schneckengetriebes
6, 6a, 6b, 6c, 6d: Axialanlauf
7, 7a, 7b, 7c, 7d: Anlaufelement
8, 8a, 8b, 8c, 8d: Plättchen oder Anlaufteil des Anlaufelementes

9, 9a: Plättchen oder Feder- oder Dämpfungselement aus elastischem Material
10, 11: Ausnehmung
12: Steg
12.1: Überstand
13: Randausnehmung
14: Tasche

15: Nut
15.1, 15.2: Gegenfläche oder Ringfläche
16: Vorsprung
16.1: Nut
17: O-Ring
18: Vorsprung
19: Vorsprung
20: Spalt
21: Federelement
21.1: blatt- oder bügelfederartiger Abschnitt des Federelementes
21.2: Steg des Federelementes
22: Randaussparung
23: scheiben- oder zylinderförmiger Wellenabschnitt zwischen zwei Nuten 15
23.1, 23.2: Gegenfläche oder Ringfläche
24: Wellenabschnitt mit reduziertem Querschnitt
25: Nut
26: Sicherungsring
26.1, 26.2: Gegenfläche oder Ringfläche
L: Ankerwellenlängsachse

Claims

Axialanlauf für eine Antriebswelle (3, 3a, 3b, 3c, 3d), beispielsweise für eine Ankerwelle (3, 3a, 3b, 3c, 3d) eines Elektromotors einer Antriebseinheit, mit wenigstens einem Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7c, 7d), welches wenigstens eine Anlagefläche für eine axiale Abstützung einer Gegenfläche (15.1, 15.2; 23, 26) der Welle (3, 3a, 3b, 3c, 3d) zur Übertragung von axialen Kräften bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7c, 7d) eine zu einem Rand dieses Anlaufelementes hin offene Ausnehmung (10, 11) aufweist, in der die Welle (3, 3a, 3b, 3c, 3d) mit einem ersten Wellenabschnitt (15, 24) aufgenommen ist, und daß an den ersten Wellenabschnitt (15, 24) anschließend wenigstens eine Gegenfläche in Form einer über den ersten Wellenabschnitt (15, 24) wegstehenden und die Längsachse (L) der Welle (3, 3a, 3b, 3c, 3d) umschließenden Ringfläche (15.1, 15.2, 23.1, 23.2, 26.1, 26.2) vorgesehen ist.
Axialanlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche oder Ringfläche (15.1, 15.2, 23.1, 23.2, 26.1, 26.2) am Übergang zwischen dem ersten Wellenabschnitt (15, 24) und einem zweiten Wellenabschnitt mit größeren Querschnitt gebildet ist.
Axialanlauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wellenabschnitt von wenigstens einer Nut (15) und die Gegenfläche von wenigstens einer Seitenfläche (15.1, 15.2) dieser Nut (15) gebildet ist.
Axialanlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (3a) in Wellenlängsrichtung versetzt wenigstens zwei erste Wellenabschnitte (15, 24) und diesen benachbart wenigstens ein zweiter Wellenabschnitt (23, 26) gebildet sind, und daß am Übergang zwischen jedem ersten Wellenabschnitt (15, 24) und dem zweiten Wellenabschnitt (23, 26) jeweils eine ringförmige Gegenfläche (23.1, 23.2, 26.1, 26.2) gebildet ist.
Axialanlauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (3a) in Wellenlängsrichtung versetzt wenigstens zwei erste Wellenabschnitte in Form von Nuten (15) vorgesehen sind, die zwischen sich einen zweiten zylinder- oder scheibenförmiger Wellenabschnitt (23) bilden.
Axialanlauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des zweiten Wellenabschnitts und der Gegenflächen auf der Welle (3b) ein über den Umfang der Welle (3b) radial wegstehender Ring, vorzugsweise ein in einer Sicherungsnut (25) der Welle (3b) gehaltener Ring (26) vorgesehen ist.
Axialanlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem wenigstens einen Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7c, 7d) zusammenwirkende Gegenfläche an einem Ende der Welle (3, 3a, 3b, 3c, 3d), beispielsweise an dem einen Anker (4) entfernt liegenden Ende einer Ankerwelle vorgesehen ist.
Axialanlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7c, 7d) spielfrei in einer Aufnahme, beispielsweise in einer taschenförmigen Aufnahme (14) eines Gehäuses oder eines Gehäuseteils (2) aufgenommen ist, in dem die Welle (3, 3a, 3b, 3c, 3d) gelagert ist.
Axialanlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaufelement (7c, 7d) einteilig aus einem eine Anlauffläche bildenden Anlaufteil oder -plättchen (8c, 8d) besteht.
Axialanlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaufelement aus wenigstens zwei Anlaufteilen oder -plättchen (8, 8a, 8b) besteht.
Axialanlauf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (10) der Anlaufteile oder -plättchen (8, 8a, 8b) für den ersten Wellenabschnitt (15, 24) bezogen auf eine senkrecht oder nahezu senkrecht zur Ebene der Anlaufflächen verlaufende Achse achsgleich angeordnet sind.
Axialanlauf nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Anlaufteile oder -plättchen (8, 8a) an einander abgewandten Seiten jeweils eine Anlauffläche bilden.
Axialanlauf nach einem der Ansprüche 10 – 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anlaufteile oder -plättchen (8b) an einander zugewandten Seiten, vorzugsweise in einem zwischen diesen Anlaufteile oder -plättchen (8b) gebildeten Spalt (20) zwei voneinander beabstandete Anlaufflächen bilden, und zwar vorzugsweise für einen zylinder- oder scheibenförmigen zweiten Wellenabschnitt (23, 26).
Axialanlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufteile oder -plättchen (8b) mit Anlageflächen (19) gegeneinander anliegen.
Axialanlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Feder- und Dämpfungsmittel (8, 8a, 12.1, 17, 21, 29) an dem Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7d).
Axialanlauf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und Dämpfungsmittel zwischen wenigstens zwei Anlaufteilen oder -plättchen (8, 8a) wirken und beispielsweise von einem zwischen den Anlaufteilen oder -plättchen (8, 8a) angeordneten Feder- und Dämpfungselement, beispielsweise von einem weiteren Plättchen (9, 9a) aus einem elastomeren Material gebildet sind.
Axialanlauf nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und Dämpfungsmittel (8, 8a, 12.1, 17, 21, 29) eine elastische oder federnde Anlage für das Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7d) zur Abstützung an einem Gegenlager (14) bilden.
Axialanlauf nach einem der Ansprüche 15 – 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und Dämpfungsmittel (8, 8a, 12.1, 17, 21, 29) von wenigstens einem Element (12.1, 17, 29) aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus einem elastomeren Kunststoff gebildet sind, welches über wenigstens eine Seite des Anlaufelementes (7, 7a, 7d) zur Bildung der elastischen Anlage vorsteht.
Axialanlauf nach einem der Ansprüche 15 – 17, dadurch gekennzeichnet, daß die daß die Feder- und Dämpfungsmittel von wenigstens einem Ring aus elastischem Material, beispielsweise von wenigstens einem O-Ring, z.B. von einem zwei Anlaufteile oder -plättchen (8a) verbindenden Ring (17) oder z.B. von einem auf wenigsten einem Vorsprung (16, 27) wenigstens eines Anlaufteiles oder -plättchens (8a, 8d) vorgesehenen Ring (17, 29) gebildet ist.
Axialanlauf nach einem der Ansprüche 15 – 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und/oder Dämpfungsmittel von wenigstens einem Federelement (21) gebildet sind, das die beiden Anlaufteile oder -plättchen (8b) federnd verbindet.
Axialanlauf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Federelement (21) zwei bügelfederartige Abschnitte (21.1) und wenigstens einen diese Abschnitte miteinander verbindenden stegförmigen Abschnitt (21.2) aufweist, und daß die bügelfederartigen Abschnitte gegen einander abgewandte Seiten der beiden Anlaufteile bzw. -plättchen (8b) anliegen.
Axialanlauf nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Federelement (21) die beiden Anlaufteile oder -plättchen (8b) an einem Randbereich des Anlaufelementes (7b) übergreift.
Axialanlauf nach einem der Ansprüche 20 – 22, gekennzeichnet durch zwei Federelemente (21).
Axialanlauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine die Anlauffläche bildende Anlaufteil oder -plättchen (8, 8a, 8b, 8c, 8d) zumindest im Bereich der Anlauffläche aus einem verschleißfesten Material, beispielsweise aus gehärtetem Metall oder einem gehärteten Metall-Sinter-Metall, z. B. gehärtetem Sinter-Eisen besteht.
Anlaufelement zur Verwendung bei einem Axialanlauf für eine Antriebswelle (3, 3a, 3b, 3c, 3d), beispielsweise für eine Ankerwelle (3, 3a, 3b, 3c, 3d) eines Elektromotors einer Antriebseinheit, zur Bildung wenigstens einer Anlagefläche für eine Gegenfläche an der Welle (3, 3a, 3b, 3c, 3d) zur axialen Abstützung der Welle, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7c, 7d) eine zu seinem Rand hin offene Ausnehmung (10, 11) zur Aufnahme der Welle (3, 3a, 3b, 3c, 3d) mit einem ersten Wellenabschnitt aufweist, und daß seitlich von der Ausnehmung (10, 11) die wenigstens eine Anlagefläche gebildet ist.
Anlaufelement nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaufelement (7c, 7d) einteilig aus einem eine Anlauffläche bildenden Anlaufteil oder -plättchen (8c, 8d) besteht.
Anlaufelement nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß es aus wenigstens zwei Anlaufteilen oder -plättchen (8, 8a, 8b) besteht.
Anlaufelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (10) der Anlaufteile oder -plättchen (8, 8a, 8b) bezogen auf eine senkrecht oder nahezu senkrecht zur Ebene der Anlaufflächen verlaufende Achse achsgleich angeordnet sind.
Anlaufelement nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Anlaufteile oder -plättchen (8, 8a) an einander abgewandten Seiten jeweils eine Anlauffläche bilden.
Anlaufelement nach einem der Ansprüche 27 – 29, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anlaufteile oder -plättchen (8b) an einander zugewandten Seiten, vorzugsweise in einem zwischen diesen Anlaufteile oder -plättchen (8b) gebildeten Spalt (20) zwei voneinander beabstandete Anlaufflächen bilden, und zwar vorzugsweise für einen zylinder- oder scheibenförmigen zweiten Wellenabschnitt (23, 26).
Anlaufelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufteile oder -plättchen (8b) mit Anlageflächen (19) gegeneinander anliegen.
Anlaufelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Feder- und Dämpfungsmittel (8, 8a, 12.1, 17, 21, 29) an dem Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7d).
Anlaufelement nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und Dämpfungsmittel zwischen wenigstens zwei Anlaufteilen oder -plättchen (8, 8a) wirken und beispielsweise von einem zwischen den Anlaufteilen oder -plättchen (8, 8a) angeordneten Feder- und Dämpfungselement, beispielsweise von einem weiteren Plättchen (9, 9a) aus einem elastomeren Material gebildet sind.
Anlaufelement nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und Dämpfungsmittel (8, 8a, 12.1, 17, 21, 29) eine elastische oder federnde Anlage für das Anlaufelement (7, 7a, 7b, 7d) zur Abstützung an einem Gegenlager (14) bilden.
Anlaufelement nach einem der Ansprüche 32 – 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und Dämpfungsmittel (8, 8a, 12.1, 17, 21, 29) von wenigstens einem Element (12.1, 17, 29) aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus einem elastomeren Kunststoff gebildet sind, welches über wenigstens eine Seite des Anlaufelementes (7, 7a, 7d) zur Bildung der elastischen Anlage vorsteht.
Anlaufelement nach einem der Ansprüche 32 – 35, dadurch gekennzeichnet, daß die daß die Feder- und Dämpfungsmittel von wenigstens einem Ring aus elastischem Material, beispielsweise von wenigstens einem O-Ring, z.B. von einem zwei Anlaufteile oder -plättchen (8a) verbindenden Ring (17) oder z.B. von einem auf wenigsten einem Vorsprung (16, 27) wenigstens eines Anlaufteiles oder -plättchens (8a, 8d) vorgesehenen Ring (17, 29) gebildet ist.
Anlaufelement nach einem der Ansprüche 32 – 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder- und/oder Dämpfungsmittel von wenigstens einem Federelement (21) gebildet sind, das die beiden Anlaufteile oder -plättchen (8b) federnd verbindet.
Anlaufelement nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Federelement (21) zwei bügelfederartige Abschnitte (21.1) und wenigstens einen diese Abschnitte miteinander verbindenden stegförmigen Abschnitt (21.2) aufweist, und daß die bügelfederartigen Abschnitte gegen einander abgewandte Seiten der beiden Anlaufteile bzw. -plättchen (8b) anliegen.
Anlaufelement nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Federelement (21) die beiden Anlaufteile oder -plättchen (8b) an einem Randbereich des Anlaufelementes (7b) übergreift.
Anlaufelement nach einem der Ansprüche 37 – 39, gekennzeichnet durch zwei Federelemente (21).
Anlaufelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine die Anlauffläche bildende Anlaufteil oder -plättchen (8, 8a, 8b, 8c, 8d) zumindest im Bereich der Anlauffläche aus einem verschleißfesten Material, beispielsweise aus gehärtetem Metall oder einem gehärteten Metall-Sinter-Metall, z. B. gehärtetem Sinter-Eisen besteht.