DE10258036B4

DE10258036B4 - Elektromotor, insbesondere für eine Scheibenwischvorrichtung sowie Scheibenwischvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10258036B4
Application number: DE10258036.7A
Authority: DE
Inventors: Rene Brunner; Joachim Guettinger; Ansgar Grass; Thomas Weigold; Norbert Wegner; Isabelle Habay; Orlando Gabriel De Dias; Rudolf Braun; Michael Rummel; Guillaume Delelee-Prehaut
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: DE10258036A1; FR2848738A1; FR2848738B1

Abstract

Elektromotor (10) mindestens umfassend ein Abtriebselement (24) und ein Positionsbestimmungselement (20), wobei das Abtriebselement (24) mindestens eine Abtriebswelle (22) und ein damit wirkverbundenes Zahnrad (18) umfasst, wobei das Positionsbestimmungselement (20) in einer schalenartigen Aufnahme (26) des Abtriebselements (24) formschlüssig aufgenommen ist, dass das Zahnrad (18) und die Aufnahme (26) aus Kunststoff ausgebildet und gemeinsam in einem Spritzgussverfahren hergestellt sind und dass das Positionsbestimmungselement (20) am Abtriebselement (24) mittels Verprägen befestigt ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor sowie eine Scheibenwischvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Es sind schon zahlreiche Elektromotoren für Scheibenwischvorrichtungen bekannt, welche ein Abtriebselement aufweisen, das aus einer Abtriebswelle und einem Zahnrad besteht, auf dem ein Magnet als Positionsbestimmungselement angeordnet ist. Bei derartigen Elektromotoren wird mittels eines Hall-Elementes die Position der Abtriebswelle ermittelt, indem das Magnetfeld des Magnets detektiert wird. Die Magneten sind hier üblicherweise durch Clipse am Zahnrad befestigt. Eine derartige Verbindung ist jedoch aufwändig, kostenintensiv und toleranzbehaftet. Häufig müssen die Magnete noch mittels Klebstoff gegen ein zufälliges Lösen gesichert werden.
Die DE 41 38 194 A1 , DE 101 18 387 Al, DE 197 27 383 C2 und die DE 101 04 035 Al liegen auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den Merkmalen des Hauptanspruches hat den Vorteil, dass das Positionsbestimmungselement am Abtriebselement mittels Verprägen befestigt ist. Dadurch werden keine zusätzlichen Clipshaken mehr benötigt, um den Magnet auf dem Zahnrad zu befestigen. Dies führt zu einer Kostensenkung aufgrund der Reduzierung der Anzahl der benötigten Bauelemente. Weiterhin wird auf diese Weise der Verbindungsprozess vereinfacht, da Verprägungsprozesse relativ einfach automatisierbar sind. Darüber hinaus werden durch den Verprägeprozess Teiletoleranzen ausgeglichen, so daß sich das Positionsbestimmungselement spielfrei befestigt ist und auch nicht geringfügig verdrehen kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abtriebselement mindestens eine Abtriebswelle und ein damit wirkverbundenes Zahnrad umfasst, da auf diese Weise das Positionsbestimmungselement direkt auf das Zahnrad verprägt werden kann.
Eine optimale Positionsbestimmung ist dann ermöglicht, wenn das Positionsbestimmungselement axial zur Abtriebswelle angeordnet ist. Darüber hinaus wird auf diese Weise der benötigte Bauraum auf ein Minimum reduziert.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Abtriebselement eine Anlagefläche aufweist, die der Kontur des Positionsbestimmungselementes im Wesentlichen folgt, da auf diese Weise der Verprägeprozess besonders einfach realisiert werden kann.
Weiterhin ist es als vorteilhaft anzusehen, wenn das Positionsbestimmungselement in einer schalenartigen Aufnahme des Antriebselements formschlüssig aufgenommen ist.
Dies gilt insbesondere, wenn die Aufnahme Wände aufweist, die das Positionsbestimmungselement in radialer Richtung nicht überragen. Auf diese Weise ist einerseits die Positionierung des Positionsbestimmungselement in radialer Richtung sichergestellt. Weiterhin ist das Positionsbestimmungselement auf diese Weise leicht zugänglich, sodass ein Sensor zur Abtastung des Positionsbestimmungselementes in einfacher Weise angeordnet werden kann.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Positionsbestimmungselement als Magnet ausgebildet ist, da diese in großen Stückzahlen kostengünstig erhältlich sind, mittels Hall-Sensoren in einfacher Weise detektierbar sind und zahlreiche Verfahren zur Auswertung derartiger Signale bereits im Stand der Technik bekannt sind.
Die Genauigkeit der Positionsbestimmung wird erhöht, wenn das Positionsbestimmungselement in Bezug auf das Abtriebselement radial unbeweglich ist.
Eine besonders gute Verbindung ergibt sich dann, wenn das Positionsbestimmungselement durch Heißverprägen am Abtriebselement befestigt ist.
Eine erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung mit den Merkmalen eines der vorhergehenden Ansprüche hat den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig herstellbar ist und weniger fehleranfällig ist als konventionelle Scheibenwischvorrichtungen.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßer Elektromotor in schematischer Darstellung,
2, ein Abtriebselement und ein Positionsbestimmungselement eines erfindungsgemäßen Elektromotors in einer perspektivischen Explosionsdarstellung und
3 ein Abtriebselement mit einem Positionsbestimmungselement eines erfindungsgemäßen Elektromotors in perspektivischer Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Elektromotor 10 in einer schematischen Darstellung. Dieser umfasst im Wesentlichen ein Polgehäuse 12, aus dem eine Ankerwelle 14 ragt, welche an ihrem freien Ende eine Schnecke 16 trägt. Diese Schnecke 16 kämmt ein Zahnrad 18 als Schneckenrad, in dessen Zentrum ein Positionsbestimmungselement 20 angeordnet ist. Das Zahnrad 18 treibt eine Abtriebswelle 22 (2) an, welche gemeinsam das Abtriebselement 24 bilden.
In 2 ist das Abtriebselement 24 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung detailliert dargestellt. Die Abtriebswelle 22 ist an einem Ende ihrer Längserstreckung drehfest mit dem Zahnrad 18 verbunden. Auf dem Zahnrad 18 ist auf der dem freien Ende der Abtriebswelle 22 abgewandten Seite eine Aufnahme 26 angeordnet, welche schalenartig ausgebildet ist und somit als Boden eine Anlagefläche 28 aufweist, welche von einer Wand 30 kragenartig umschlossen ist. Die Anlagefläche 28 und die kragenartige Wand 30 folgen im Wesentlichen der Kontur des Positionsbestimmungselementes 20. In einer Variation können natürlich auch mehrere Wände vorgesehen sein bzw. die Wand 30 eine oder mehrere Aussparungen bzw. Durchbrüche aufweisen. Die Höhe h der Wand 30 ist dabei gerade so hoch gewählt, dass sie mit der Höhe H des Positionsbestimmungselementes 20 identisch ist und damit in montierter Lage bündig abschließt. Natürlich kann die Höhe h der Wände 30 auch etwas geringer oder höher sein als die Höhe H des Positionsbestimmungselementes 20.
Wie in 2 dargestellt, ist sowohl die Anlagefläche 28 wie auch die Fläche des Positionsbestimmungselementes 20 kreisförmig und im Zentrum des Zahnrades 18 koaxial zur Abtriebswelle 22 angeordnet. Natürlich sind auch andere Formen, wie eine Ellipsenform oder eine Rechteckform möglich.
In einer Variation kann das Positionsbestimmungselement auch ringförmig ausgebildet sein, sodass die Wand 30 im Zentrum des ringförmigen Positionsbestimmungselementes 20 angeordnet ist.
Das Positionsbestimmungselement 20 ist von im Wesentlichen zylindrischer Gestalt und weist entlang seiner Längserstreckung, also entlang seiner Höhe H mindestens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf. Bei der Montage wird der Bereich mit dem größeren Durchmesser mit der Anlagefläche 28 in Berührung gebracht und das Positionsbestimmungselement mit den Wänden 30 des Abtriebselementes verprägt. Durch den dadurch entstehenden Hinterschnitt ist das Positionsbestimmungselement 20 am Abtriebselement 24 axial fixiert. Hierzu kann das Positionsbestimmungselement 20 auch kegelförmig ausgebildet sein.
Zur radialen Fixierung weist das Positionsbestimmungselement 20 noch einige Kerben auf, welche hier im Bereich des größeren Durchmessers des Positionsbestimmungselementes 20 angeordnet sind, sodass Material aus den Wänden 30 beim Verprägen in die Kerben fließen kann. Auf diese Weise ergibt sich eine optimale radiale Fixierung des Positionsbestimmungselementes 20 auf dem Abtriebselement 24.
In 3 ist das Abtriebselement 24 mit dem Positionsbestimmungselement 20 in montierter Darstellung gezeigt. Das Positionsbestimmungselement 20 ist in die schalenartige Aufnahme 26 eingesetzt und mittels Heißverprägen dort befestigt. Natürlich kann das Positionsbestimmungselement 20 auch durch ein anderes bekanntes Verprägeverfahren, wie Ultraschallverprägen oder Verprägen durch Kaltverformen befestigt sein.
Beim Heißverprägen fließt Material der Wände 30 um den Bereich des größeren Durchmessers des Positionsbestimmungselement 20 herum und sichert es somit gegen Herausfallen. Durch die Kerben oder Noppen am Positionsbestimmungselement 20 oder an der Aufnahme 26 entsteht ein Formschluß zwischen der Aufnahme 26 und dem Positionsbestimmungselement 20, sodass sich eine radiale Sicherung des Positionsbestimmungselementes 20 auf dem Abtriebselement 24 ergibt. Die Wände 30 der Aufnahme 26 schließen hierbei bündig mit der der Abtriebswelle 22 abgewandten Oberseite des Positionsbestimmungselementes 20 ab, sodass die Zugänglichkeit des Positionsbestimmungselementes 20 gewährleistet ist.
Das Zahnrad 18 ist typischerweise aus Kunststoff ausgebildet, jedoch kann dieses auch aus Metall oder aus einem Keramikwerkstoff hergestellt sein. Insbesondere glasfaserverstärkte Kunststoffe sind hierfür geeignet, die beispielsweise auch noch mit zusätzlichen Metalleinsätzen verstärkt sein können. Die Aufnahme 26 ist aus Kunststoff ausgebildet, kann prinzipiell aber auch aus Metall ausgebildet sein. In einer Variation kann die Aufnahme 26 auch direkt gemeinsam mit dem Zahnrad 18 in einem Spritzgussverfahren einstückig hergestellt worden sein. Die Abtriebswelle 22 ist hierbei in das Zahnrad eingepresst, sodass sich eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Abtriebswelle 22 und Zahnrad 18 ergibt. In einer weiteren Variation kann das Zahnrad auch direkt um die Abtriebswelle 22, insbesondere gemeinsam mit der Aufnahme 26, gespritzt werden.

Claims

Elektromotor (10) mindestens umfassend ein Abtriebselement (24) und ein Positionsbestimmungselement (20), wobei das Abtriebselement (24) mindestens eine Abtriebswelle (22) und ein damit wirkverbundenes Zahnrad (18) umfasst, wobei das Positionsbestimmungselement (20) in einer schalenartigen Aufnahme (26) des Abtriebselements (24) formschlüssig aufgenommen ist, dass das Zahnrad (18) und die Aufnahme (26) aus Kunststoff ausgebildet und gemeinsam in einem Spritzgussverfahren hergestellt sind und dass das Positionsbestimmungselement (20) am Abtriebselement (24) mittels Verprägen befestigt ist.
Elektromotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsbestimmungselement (20) axial zur Abtriebswelle angeordnet ist.
Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (24) eine Anlagefläche (28) aufweist, die der Kontur des Positionsbestimmungselements (20) im wesentlichen folgt.
Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (26) des Abtriebselementes (24) Wände (30) aufweist, die das Positionsbestimmungselement (20) in radialer Richtung nicht überragen.
Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsbestimmungselement (20) als Magnet ausgebildet ist.
Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsbestimmungselement (20) in Bezug auf das Abtriebselement (24) radial und/oder axial unbeweglich ist.
Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsbestimmungselement (20) durch Heißverprägen am Abtriebselement (24) befestigt ist.
Scheibenwischvorrichtung mit einem Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.