DE19650160A1

DE19650160A1 - Elektromotorischer Antrieb, insbesondere für in Fahrzeugen verwendete bzw. zu Fahrzeugen gehörende Vorrichtungen

Info

Publication number: DE19650160A1
Application number: DE19650160A
Authority: DE
Inventors: Oldrich Krizek
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 1998-06-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen An trieb, insbesondere für in Fahrzeugen verwendete bzw. zu Fahrzeugen gehörende Vorrichtungen, wie beispielsweise Scheibenwischvorrichtungen, Fensterheber, Faltverdeck oder dergleichen.

Derartige elektromotorische Antriebe sind aus der Praxis hinreichend bekannt. Diese Antriebe weisen einen einzigen Elektromotor auf, der üblicherweise als Getriebemotor ausge bildet ist. Das heißt, daß zu dem Elektromotor unmittelbar ein Getriebe gehört, welches als Baueinheit zu dem Elektro motor gehört. Die Abtriebswelle eines solchen Elektromotors ist in der Regel quer zu der Ankerwelle des Motors angeord net. Derartige Elektromotoren werden in großen Serien her gestellt und entsprechend ihrer Größe bzw. ihrer Leistung in entsprechende Baureihen eingeordnet. Für die jeweils zu lö sende Antriebsaufgabe wird dann ein Motor einer geeigneten Baureihe, d. h. geeignete Größe bzw. Leistung, eingesetzt.

Nunmehr gibt es, insbesondere im Fahrzeugbau, Anwendungs fälle, in denen nicht auf leistungsstarke und damit von ih rer Abmessung her große Motoren verzichtet werden kann. Ein Beispiel hierfür sind die Scheibenwischervorrichtungen gro ßer Lastkraftwagen bzw. Omnibusse. Elektromotoren dieser Größenordnung sind aber zumeist relativ teuer, weil sie nur in kleinen Serien oder als Sondermotoren gefertigt werden. Außerdem erfordern derartige große Motoren einen relativ großen Bauraum, insbesondere eine große Bauhöhe in axialer Richtung ihrer Abtriebswelle. Dieses widerspricht wiederum dem allgemeinen Bestreben, kostengünstige elektromotorische Antriebe einzusetzen, die außerdem weniger Bauraum, insbe sondere geringere Bauhöhe, benötigen. Andererseits ist es nicht möglich, kleinere, kostengünstigere Serienmotoren ein zusetzen, weil diese nicht die für die betreffende Antriebs aufgabe erforderliche Leistung bzw. Drehmomente abgeben kön nen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen kostengünstigen und geringere Bauhöhe erfordernden elektromotorischen An trieb zu entwickeln, der außerdem ausreichend leistungsstark ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen elektromotori schen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dem gemäß ist vorgesehen, daß mindestens zwei Elektromotoren zu dem Antrieb gehören, welche über entsprechende Getriebeglie der und eine Koppel gemeinsam eine Abtriebswelle dieses elektromotorischen Antriebes antreiben. Obwohl sich die Lei stungen bzw. Drehmomente der mindestens zwei Motoren nicht absolut addieren, kann mit zwei oder mehr kleineren, kosten günstigen Elektromotoren ein Antrieb aufgebaut werden, der die erforderliche Leistung abgibt und außerdem kostengün stiger ist als ein einziger großer Elektromotor, insbesonde re dann, wenn dieser ein sogenannter Sondermotor ist. Da durch, daß die nunmehr verwendeten mindestens zwei Elektro motoren kleinere Abmessungen, insbesondere Durchmesser auf weisen als ein einziger Elektromotor von ansonsten erforder licher Größe, kann auch die für den erfindungsgemäßen elek tromotorischen Antrieb erforderliche Bauhöhe deutlich ver ringert werden. Wesentlich ist jedoch eine relativ große Kostenersparnis eines erfindungsgemäßen Antriebes gegenüber einem ansonsten erforderlichen Sondermotor, der aufgrund der benötigen geringen Stückzahlen sehr teuer ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Empfohlen wird eine Weiterbildung der Erfindung gemäß An spruch 2, welche vorsieht, daß die mindestens zwei Elektro motoren, die zu dem erfindungsgemäßen elektromotorischen Antrieb gehören, prinzipiell gleich sind. Das bedeutet, daß diese Motoren im wesentlichen gleiche Abmessungen aufweisen, insbesondere hinsichtlich ihrer Durchmesser, welche die Bau höhe des Antriebes wesentlich bestimmen.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 3, welche vorsieht, daß die Kreisbahnen, auf denen die An schlußelemente der auf den Abtriebswellen der mindestens zwei Elektromotoren und auf der gemeinsamen Abtriebswelle befestigten Getriebeglieder gleich groß sind und in zuein ander parallelen Ebenen, vorzugsweise jedoch in einer ge meinsamen Ebene verlaufen. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau des elektromotorischen An triebes, vor allem im Hinblick auf die Koppel, welche über entsprechende Gegenanschlußelemente mit den Anschlußelemen ten der Getriebeglieder verbunden ist. Komplizierte Anpas sungen der Positionen der Gegenanschlußelemente an der Kop pel und deren Abstände zueinander können dadurch entfallen.

Eine Weiterbildung gemäß Anspruch 4 sieht vor, daß die Ge triebeglieder, die auf den Abtriebswellen der Antriebsmoto ren und auf der gemeinsamen Abtriebswelle des elektromotori schen Antriebes befestigt sind, Kurbelhebel sind. Nach An spruch 5 weist die Koppel die Form einer Stange oder einer Platte oder eines rahmartigen Gestelles auf, wobei die je weils spezifische Ausbildung der Koppel von der Anzahl der verwendeten Elektromotoren und deren Anordnung zueinander und zu der gemeinsamen Abtriebswelle abhängt.

Von Vorteil ist eine Weiterbildung gemäß Anspruch 6, wonach die Anschlußelemente an den Getriebegliedern Kugelzapfen sind und die Gegenanschlußelemente an der Koppel entspre chende Kugelschalen sind, welche zusammen jeweils ein Kugel gelenk bilden. Die Vorteile derartiger Kugelgelenke liegen einerseits in der einfachen Montage, andererseits werden Verspannungen zwischen den miteinander gekoppelten Getriebe teilen verringert.

Eine Weiterbildung gemäß Anspruch 7, wonach abtriebsseitig auf der gemeinsamen Abtriebswelle des elektromotorischen Antriebes ebenfalls ein Getriebeglied mit einem auf einer Kreisbahn zwangsgeführten Anschlußelement, vorzugsweise ein Kurbelhebel mit einem Kurbelzapfen, drehfest befestigt ist, ist besonders dann von Vorteil, wenn der elektromotorische Antrieb an ein Hebelgetriebe angeschlossen wird, wie es bei spielsweise bei einer Scheibenwischervorrichtung verwendet wird.

Bevorzugt wird eine Weiterbildung der Erfindung gemäß An spruch 8, welche vorsieht, daß alle zu dem elektromotori schen Antrieb gehörenden Teile auf einem gemeinsamen Monta gegestell als Baueinheit komplett vormontiert sind. Dieses erleichtert vor allem die Logistik und die Montage des elek tromotorischen Antriebes an dem ihm zugeordneten Einbauort, andererseits ermöglicht diese Weiterbildung einen Probe lauf des elektromotorischen Antriebes vor seinem Einbau am Be stimmungsort.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend näher beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines elektromotorischen Antriebes mit zwei Elektromotoren,

Fig. 2 in teilweise geschnittener Darstellung eine Drauf sicht des elektromotorischen Antriebes von Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 durch das Montagegestell des elektromotorischen An triebes,

Fig. 4 in schematischer Darstellung ein anderes Aus führungsbeispiel eines elektromotorischen Antriebes mit zwei Elektromotoren und

Fig. 5 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines elektromotorischen Antriebes mit vier Elektro motoren.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte elektromotorische An trieb ist für eine Fahrzeugscheibenwischervorrichtung be stimmt. Auf einem Montagegestell 1 sind die beiden Elektro motoren 2 befestigt, die zueinander gleich sind und jeweils mit einem Motorgetriebe 3 ausgestattet sind. Die Elektro motoren 2 sind mit Abstand zueinander parallel angeordnet, wobei die Motorgetriebe an den voneinander abgewandten Enden der Elektromotoren angebracht sind. Die Befestigung der Elektromotoren 2 an dem Montagegestell 1 erfolgt dadurch, daß die Motorgetriebe 3 an dem Montagegestell l verschraubt sind. Zwischen den beiden Elektromotoren 2 ist außerdem eine Lagervorrichtung 4 für die gemeinsame Abtriebswelle 5 des elektromotorischen Antriebes an dem Montagegestell 1 befe stigt. Dabei sind die Elektromotoren 2 und die Lagervorrich tung 4 so angeordnet, daß die gemeinsame Abtriebswelle 5 und die Abtriebswellen 6 der Elektromotoren 2 parallel zuein ander und in einer gemeinsamen Mittelebene 7 angeordnet sind. Außerdem ist die gemeinsame Abtriebswelle 5 mittig zwischen den beiden Abtriebswellen 6 der Elektromotoren 2 angeordnet. Auf den abtriebsseitigen Enden der Abtriebswel len 6 der beiden Elektromotoren 2 ist jeweils ein Getrie beglied 8 mit einem Anschlußelement 9 drehfest befestigt, und auf dem antriebsseitigen Ende der gemeinsamen Abtriebs welle 5 ist ein Getriebeglied 10 mit einem Anschlußelement 11 drehfest befestigt. Die Getriebeglieder 8 und 10 sind dabei jeweils als Kurbelhebel ausgebildet und die Anschluß elemente 9 und 11 sind Kugelzapfen, die an den Kurbelhebeln befestigt sind.

Die auf den Abtriebswellen 6 der Elektromotoren 2 befestig ten Kurbelhebel sind gleich, und bei dem auf der gemeinsamen Abtriebswelle 5 befestigten Kurbelhebel entspricht zumindest der Abstand zwischen der Mittelachse 12 der gemeinsamen Ab triebswelle 5 und der Mittelachse 13 des Anschlußelementes 11 demjenigen Abstand zwischen der Mittelachse 14 der Ab triebswelle 6 und der Mittelachse 15 des Anschlußelementes 9. Aus diesen geometrischen Verhältnissen folgt somit, daß die Anschlußelemente 9 bzw. 11 bzw. deren Mittelachsen 15 bzw. 13 jeweils eine Kreisbahn 16 bzw. 17 beschreiben, wenn der elektromotorische Antrieb in Betrieb ist. Außerdem er gibt sich, daß die Kreisbahnen 16 bzw. 17, auf denen die Anschlußelemente 9 bzw. 11 zwangsgeführt sind, gleich groß sind, und aus Fig. 2 ergibt sich, daß die Kreisbahnen 16 bzw. 17 außerdem in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Wesentlich für die Erfindung ist die Koppel 18, welche im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 in Form einer gera den, ebenen Gelenkstange ausgebildet ist. Die Koppel 18 trägt Gegenanschlußelemente 19 in Form von Kugelschalen und zwar derart, daß diese Gegenanschlußelemente 19 gemeinsam mit den Anschlußelementen 9 bzw. 11 die Kugelgelenke 20 bzw. das Kugelgelenk 21 bilden. In den Kugelgelenken 20 bzw. 21 ist somit die Koppel 18 gelenkig mit den Getriebegliedern 8 der Elektromotoren 2 bzw. dem Getriebeglied 10 auf der ge meinsamen Abtriebswelle 5 verbunden. Dieses hat zur Folge, daß die beiden Elektromotoren 2 über ihre Abtriebswellen 6, die Getriebeglieder 8 und die Kugelgelenke 20 und weiterhin über die Koppel 18, das Kugelgelenk 21 und das Getriebeglied 10 die gemeinsame Wischerwelle 5 antreiben. Da die beiden Elektromotoren 2 bzw. deren Abtriebswellen 3 in gleicher Drehrichtung laufen, wird auch die gemeinsame Abtriebswelle 5 in dieser Drehrichtung angetrieben.

Um nunmehr die umlaufende Drehbewegung der gemeinsamen Ab triebswelle 5 für den Antrieb einer Fahrzeugscheibenwischer vorrichtung ausnutzen zu können, ist auf dem abtriebsseiti gen Ende dieser gemeinsamen Abtriebswelle 5 ein weiteres Getriebeglied 22 in Form eines Kurbelhebels mit einem An schlußelement 23 in Form eines Kugelzapfens drehfest befe stigt. Mit dem Anschlußelement 23 wird dann eine nicht dar gestellte, zu der Fahrzeugscheibenwischervorrichtung gehö rende Getriebestange gelenkig verbunden. Der weitere Aufbau und die Funktion der Fahrzeugscheibenwischervorrichtung müs sen an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden, da die se hinreichend bekannt sind.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Montagegestell 1 des in den Fig. 1 und 2 dargestellten elektromotorischen Antriebes im wesentlichen von einer rechteckigen Platte 24 gebildet ist, deren an den gegenüberliegenden Längsseiten befindliche Ränder 25 abgekröpft sind. Dadurch wird eine gehäuseartige Vertiefung 26 gebildet. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die beiden Elektromotoren 2 auf der der Vertiefung 26 gegenüber liegenden Seite auf der Platte 24 befestigt sind. Gleiches trifft für die Lagervorrichtung 4 der gemeinsamen Abtriebs welle 5 zu. Die gemeinsame Abtriebswelle 5 durchdringt mit ihrem antriebsseitigen Ende einen Durchbruch in der Platte 24, und die beiden Abtriebswellen 6 der Elektromotoren 2 durchdringen mit ihren abtriebsseitigen Enden ebenfalls ent sprechende Durchbrüche in der Platte 24. Dadurch ist es mög lich, daß die Getriebeglieder 8 und 10 sowie die Koppel 18 und die Kugelgelenke 20 und 21 innerhalb der Vertiefung 26 des Montagegestells 1 untergebracht sind. Dieses gewährlei stet einen gewissen Schutz dieser beweglichen Teile bzw. verhindert einen ungewollten Eingriff in diese beweglichen Teile. In den Rändern 25 des Montagegestells 1 sind Löcher vorgesehen, welche ein Anschrauben des insgesamt als Bauein heit ausgebildeten elektromotorischen Antriebes an dem be treffenden Fahrzeug ermöglichen.

Bei der Montage dieses elektromotorischen Antriebes sollten die beiden Elektromotoren 2 zunächst nur lose mit dem Monta gegestell 1 verschraubt werden, so daß noch begrenzte Ver schiebungen möglich sind. Nach dem Verbinden der Koppel 18 mit den Getriebegliedern 8 und 10 erfolgt eine Feinjustie rung der Elektromotoren 2, so daß ein verspannungsfreier Betrieb des Antriebes gewährleistet ist. Erst nach dieser Feinjustage erfolgt die endgültige Befestigung der Elektro motoren 2 an dem Montagegestell 1. Insgesamt ist zu erken nen, daß die Bauhöhe dieses Antriebes, d. h. seine Höhe in axialer Richtung der gemeinsamen Abtriebswelle 5, geringer ist als eine mit einem stärkeren und damit größeren Elektro motor erforderliche Bauhöhe. Außerdem ist davon auszugehen, daß der in den Fig. 1 und 2 dargestellte elektromotorische Antrieb eine größere Leistung bzw. ein größeres Drehmoment abgibt als jeder der beiden verwendeten Elektromotoren 2 für sich allein.

Außer dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel bietet die Erfindung vielfältige Möglichkeiten der räumli chen Anordnung der zu einem erfindungsgemäßen elektromotori schen Antrieb verbundenen Elektromotoren. Hierbei wird je doch empfohlen, daß die Anzahl der für einen Antrieb verwen deten Elektromotoren nicht größer als vier sein sollte, weil ansonsten eventuell der angestrebte Kostenvorteil nicht ein tritt.

Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführungsbei spiel eines elektromotorischen Antriebes ist zu erkennen, daß zwei Elektromotoren 2 unmittelbar parallel nebeneinander angeordnet sind. Die Motorgetriebe 3 sind dabei am gleichen Ende des Elektromotors 2 angebracht, jedoch jeweils nach auswärts außermittig versetzt. In der Verlängerung der zwi schen den beiden Elektromotoren 2 gebildeten Mittelachse 27 sind die Lagervorrichtung 4 und damit die gemeinsame Ab triebswelle 5 angeordnet, so daß gemäß Fig. 4 die Mittel achsen 14 der Abtriebswellen 6 der Elektromotoren 2 und die Mittelachse 12 der gemeinsamen Abtriebswelle 5 ein gleich schenkliges Dreieck bilden. Dementsprechend wird die Koppel 18 von einer im wesentlichen als gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten Platte gebildet, in deren Eckbereichen die Kugelgelenke 20 bzw. 21 angeordnet sind. Die nicht näher dargestellten Getriebeglieder 8 bzw. 10 sind wiederum gleichlang, so daß die Mittelachsen 15 bzw. 13 wiederum auf gleich großen und in einer gemeinsamen Ebene verlaufenden Kreisbahnen 16 bzw. 17 zwangsgeführt sind. Die Funktion die ses elektromotorischen Antriebes entspricht demjenigen des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 und 2, so daß an dieser Stelle keine weitere Beschreibung dazu erforderlich ist. Unterschiedlich ist die räumliche Anordnung der Elektromoto ren 2 bzw. deren Abtriebswellen 6 und der Lagervorrichtung 4 bzw. der gemeinsamen Abtriebswelle 5. Derartig verschiedene räumliche Anordnungen können in Abhängigkeit von den am be treffenden Anbauort bestehenden Anbauverhältnissen bzw. Bau räumen festgelegt werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektromotorischen Antriebes ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß vier Elektromotoren 2 zur Anwendung kommen. Dabei ist die in Fig. 4 gezeigte Anordnung von zwei Elektro motoren 2 um ein im Prinzip gleiches Paar aus zwei Elektro motoren 2 ergänzt worden, welches spiegelbildlich zu dem ersten Paar aus zwei Elektromotoren 2 angeordnet ist. Nun mehr ist die Lagervorrichtung 4 bzw. die gemeinsame Ab triebswelle 5 zentrisch zwischen den Abtriebswellen 6 der Elektromotoren 2 bzw. deren Mittelachsen 14 angeordnet. Die Mittelachsen 14 der Abtriebswellen 6 der Elektromotoren 2 bilden die Eckpunkte eines Quadrates, so daß in diesem Aus führungsbeispiel auch die Koppel 18 im wesentlichen die Form einer quadratischen Platte aufweist, in deren Eckbereichen die Kugelgelenke 20 angeordnet sind. Das Kugelgelenk 21 be findet sich im Zentrum der Koppel 18. Es ist ersichtlich, daß die Mittelachsen 15 der Kugelgelenke 20 und die Mittel achse 13 des Kugelgelenks 21 wiederum auf den Kreisbahnen 16 bzw. 17 zwangsgeführt sind, die gleich groß sind und in ei ner gemeinsamen Ebene verlaufen.

Natürlich ist auch ein Ausführungsbeispiel denkbar, bei dem drei Elektromotoren für einen elektromotorischen Antrieb verwendet werden, wobei die Anordnung der Elektromotoren sternförmig erfolgt.

Bezugszeichenliste

1

Montagegestell

2

Elektromotor

3

Motorgetriebe

4

Lagervorrichtung

5

gemeinsame Abtriebswelle

6

Abtriebswelle

7

Mittelebene

8

Getriebeglied

9

Anschlußelement

10

Getriebeglied

11

Anschlußelement

12

Mittelachse

13

Mittelachse

14

Mittelachse

15

Mittelachse

16

Kreisbahn

17

Kreisbahn

18

Koppel

19

Gegenanschlußelement

20

Kugelgelenk

21

Kugelgelenk

22

Getriebeglied

23

Anschlußelement

24

Platte

25

Rand

26

Vertiefung

27

Mittelebene

Claims

1. Elektromotorischer Antrieb, insbesondere für in Fahr zeugen verwendete bzw. zu Fahrzeugen gehörende Vorrich tungen, wie Scheibenwischvorrichtung, Fensterheber, Faltverdeck oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Antrieb mindestens zwei Elektromotoren (2) gehören, auf deren Abtriebswellen (6) abtriebsseitig jeweils ein Getriebeglied (8) mit einem auf einer Kreis bahn (16) zwangsgeführten Anschlußelement (9) drehfest befestigt ist, das zu dem Antrieb weiterhin eine gemein same Abtriebswelle (5) gehört, auf der antriebsseitig ein Getriebeglied (10) mit einem auf einer Kreisbahn (17) zwangsgeführten Anschlußelement (11) drehfest be festigt ist und daß eine Koppel (18) für jedes Anschluß element (9, 11) der Getriebeglieder (8, 10) ein zugehöri ges Gegenanschlußelement (19) aufweist und über die Ge genanschlußelemente (19) und die Anschlußelemente (9, 11) gelenkig mit den Getriebegliedern (8, 10) verbunden ist.

2. Elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die mindestens zwei Elektromotoren (2) prinzipiell gleich sind.

3. Elektromotorischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisbahnen (16), auf denen die Anschlußelement (9, 11) der auf den Abtriebswellen (6) der mindestens zwei Elektromotoren (2) und auf der gemeinsamen Abtriebswelle (5) befestig ten Getriebeglieder (8, 10) zwangsgeführt sind, gleich groß sind und in zueinander parallelen Ebenen, vorzugs weise jedoch in einer gemeinsamen Ebene verlaufen.

4. Elektromotorischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeglie der (8, 10) Kurbelhebel sind.

5. Elektromotorischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppel (18) in Form einer Stange oder einer Platte oder eines rah menartigen Gestells ausgebildet ist.

6. Elektromotorischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußele mente (8, 11) an den Getriebegliedern (8, 10) Kugelzapfen und die Gegenanschlußelemente (19) an der Koppel (18) entsprechende Kugelschalen sind, welche zusammen jeweils ein Kugelgelenk (20, 21) bilden.

7. Elektromotorischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß abtriebsseitig auf der gemeinsamen Abtriebswelle (5) des Antriebes ebenfalls ein Getriebeglied (22) mit einem auf einer Kreisbahn zwangsgeführten Anschlußelement (23), vorzugs weise ein Kurbelhebel mit einem Kugelzapfen, drehfest befestigt ist.

8. Elektromotorischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb mit den mindestens zwei Elektromotoren (2) und einer Lager vorrichtung (4), in welcher die gemeinsame Abtriebswelle (5) gelagert ist, auf einem gemeinsamen Montagegestell (1) als Baueinheit komplett vormontiert ist.