DE19710557C1

DE19710557C1 - Electric motor and worm drive unit e.g. for motor vehicle windows, seats and wiper blade components

Info

Publication number: DE19710557C1
Application number: DE1997110557
Authority: DE
Inventors: Franz Tasch; Bruno Droll; Stefan Freund
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-04-23
Anticipated expiration: 2017-03-15

Abstract

A drive unit has a housing with an electric motor driving a worm gear, the worm shaft having a shoulder at each end and acting as the armature shaft of the motor in the middle. One shoulder can rotate in a bush. The housing has a pot-shaped extension that is hollow e.g. like a blind hole, and contains the bush. There is at least one channel (33) which join(s) hollow chambers at each end of the bush (29). Of these chambers, one is inside the hollow projection(21) and the other is in the motor (12). The channel(s) is/are limited by a longitudinal groove (31) going from one side of the bush to the other.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Aggregat mit Elektromotor und mit Schneckengetriebe nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on an assembly with an electric motor and with worm gear according to the type of Main claim.

Durch die EP 0 655 358 A1 ist ein gattungsgemäßes Aggregat bekannt, das beispielsweise zum Verstellen oder Bewegen von zu einem Kraftfahrzeug gehörenden Bauteilen wie Fensterscheiben, Sitzen und Wischerblättern verwendbar ist. Das vorbekannte Aggregat weist für das Schneckengetriebe eine Schneckenwelle auf, die gleichzeitig auch eine Ankerwelle des Elektromotors bildet. Ein zu dem Elektromotor gehörendes Ende dieser Ankerwelle bzw. Schneckenwelle ist mittels einer Lagerbuchse drehbar gelagert, wobei sich die Lagerbuchse innerhalb eines im wesentlichen topfförmigen Fortsatzes eines Gehäuses des Elektromotors befindet. Eine solche Lagerbuchse besteht beispielsweise aus einem Sinterwerkstoff mit Poren und wird vor dem Einpressen in den topfförmigen Fortsatz mit einem Schmierstoff wie Öl getränkt. Erwünscht ist ein an sich möglichst enges Lagerspiel im Betrieb zwischen der Lagerbuchse und der Schneckenwelle und ein möglichst hoher Tränkungsgrad, damit der Schmierstoff möglichst zuverlässig eine Dauerschmierung ermöglicht. Möglichst enges Lagerspiel und möglichst gute Tränkung bzw. Überschuß an Schmierstoff führen beim Einführen der Schneckenwelle in die Lagerbuchse anläßlich der Montage des Elektromotors zu dem Nachteil, daß die Schneckenwelle innerhalb der Lagerbuchse wie ein Kolben innerhalb eines Zylinders wirkt und dabei im offenen Querschnitt der Lagerbuchse vorhandene Luft verschiebt und verdrängt. Dabei ist nicht ausschließbar, daß diese Luft nur unter Überwindung eines beachtlichen Widerstandes durch das Lagerspiel und einen Schmierstoffüberschuß in Richtung des Inneren des Motors entweicht. Erkennbar wird also das Einschieben der Schneckenwelle in die Lagerbuchse um so mehr behindert, je gründlicher Vorkehrungen für eine lange Lebensdauer getroffen sind. Diese Maßnahmen behindern aber nicht nur das Einstecken der Schneckenwelle in die Lagerbuchse sondern auch ein teilweises Herausziehen und Wiedereinschieben, wie es anläßlich eines Justierens von Axialspiel der Schneckenwelle zwischen zwei verdrehfest angeordneten Schultern, die Axiallager bilden, notwendig ist.EP 0 655 358 A1 describes a Generic unit known, for example Adjusting or moving to a motor vehicle belonging components such as window panes, seats and Wiper blades can be used. The previously known aggregate has a worm shaft for the worm gear, the also forms an armature shaft of the electric motor. One end of this armature shaft belonging to the electric motor or worm shaft is rotatable by means of a bearing bush stored, with the bearing bush within a essential pot-shaped extension of a housing of the Electric motor is located. Such a bearing bush exists for example made of a sintered material with pores with a before pressing into the pot-shaped extension Lubricant soaked in oil. An in itself is desirable bearing play in the operation between the Bearing bush and the worm shaft and the highest possible Degree of impregnation so that the lubricant is as reliable as possible allows permanent lubrication. Bearing clearance as tight as possible and the best possible impregnation or excess of lubricant guide when inserting the worm shaft into the bearing bush on the occasion of the assembly of the electric motor to the disadvantage that the worm shaft inside the bearing bush like a piston works within a cylinder and in the open Cross section of the bearing bush moves existing air and repressed. It cannot be excluded that this air only overcoming considerable resistance by the Bearing clearance and an excess of lubricant in the direction of the Inside the engine escapes. So it becomes recognizable Pushing the worm shaft into the bearing bush all the more hampered, the more thorough arrangements for a long Lifetime are met. However, these measures hinder not just inserting the worm shaft into the Bearing bush but also a partial pull out and Reinsert as it was when adjusting Axial play of the worm shaft between two torsion-proof arranged shoulders, which form thrust bearings, necessary is.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Aggregat zu schaffen, das eine hohe Lebensdauer aufweist und dennoch bequem zu montieren ist. Die Lösung geschieht mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen.The invention is therefore based on the object Generic generic to create a high Has a service life and is still easy to assemble. The solution happens with the in the characteristic part of the Claim 1 listed measures.

Das erfindungsgemäße Aggregat mit einem Elektromotor und mit einem Schneckengetriebe gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 hat den Vorteil, daß beim Einstecken der Schneckenwelle in die Lagerbuchse zu verdrängende Luft widerstandsarm zum Innern des Elektromotors entweichen kann. The unit according to the invention with an electric motor and with a worm gear according to the characteristic feature of claim 1 has the advantage that when inserting the Air to be displaced into the bearing bush can escape to the interior of the electric motor with little resistance.

Dies ermöglicht das Einschieben der Schneckenwelle mit weniger Kraft in kürzerer Zeit. Auch beim Verschieben der Schneckenwelle in axialer Richtung zum Zwecke des Justierens von axial gegen die Enden der Schneckenwelle gerichteten Schultern, die Axiallager bilden, ist das kennzeichnende Merkmal von Vorteil.This allows the worm shaft to be inserted with less power in less time. Even when moving the Worm shaft in the axial direction for the purpose of adjustment axially directed towards the ends of the worm shaft Shoulders that form thrust bearings is the distinguishing feature Feature an advantage.

Durch die in dem Unteranspruch aufgeführte Maßnahme ist eine vorteilhafte Ausführung des im Hauptanspruch angegebenen Aggregates möglich. Das Ausführungsbeispiel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 ist in preisgünstiger Weise einfach herstellbar.The measure specified in the subclaim is a advantageous embodiment of the specified in the main claim Aggregates possible. The embodiment with the characterizing features of claim 2 is in inexpensive easy to manufacture.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail. Show it

Fig. 1 ein Aggregat, das einen elektrischen Antriebsmotor und ein diesem nachgeordnetes Schneckengetriebe sowie ein zusammengesetztes und dabei teilweise aufgebrochen dargestelltes Gehäuse aufweist, Fig. 1 an aggregate that an electric drive motor and a worm gear, and that arranged downstream of a composite and thereby partially has broken shown housing,

Fig. 2 eine Einzelheit bei II in der Fig. 1, die die Erfindung angewandt bei einer anderen Ausführungsform des Aggregates in vergrößerter Darstellung zeigt, Fig. 2 shows a detail at II in Fig. 1, which used the invention in another embodiment of the unit in an enlarged view showing,

Fig. 3 eine vereinfachte Prinzipdarstellung der Schneckenwelle zwischen zwei Schultern und Fig. 3 is a simplified schematic diagram of the worm shaft between two shoulders and

Fig. 4 einen Querschnitt durch das erfindungswesentliche Bauteil, das in den Fig. 1 und 2 enthalten ist. Fig. 4 shows a cross section through the component essential to the invention, which is contained in Figs. 1 and 2.

Ein in der Fig. 1 dargestelltes Aggregat 10 dient beispielsweise zum Verstellen von in einem Kraftfahrzeug angeordneten Fensterscheiben. Es weist deshalb einen drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Antriebsmotor 12 auf, dem ein als Schneckengetriebe 14 ausgebildetes Untersetzungsgetriebe nachgeordnet ist. Das Schneckengetriebe 14 hat eine Schneckenwelle 16 und ein Schneckenrad 18, das hier über eine nicht dargestellte Abtriebswelle mit einem Fensterhebermechanismus wirkverbunden ist. Die Schneckenwelle 16 bildet mit einem nicht sichtbaren mittleren Abschnitt eine Ankerwelle des elektrischen Antriebsmotors 12. Das Aggregat 10 weist ein zusammengesetztes Gehäuse 20 auf, das sowohl den elektrischen Antriebsmotor 12 als auch das Schneckengetriebe 14 umschließt. Die Schneckenwelle 16 ist zwischen zwei in Richtung ihrer Drehachse gesehen einander zugewandten und dabei mit Abstand voneinander angeordneten Schultern 22 und 24 angeordnet, die ihrerseits an dem Gehäuse 20 beispielsweise mittelbar abgestützt sind. Den Schultern 22 und 24 sind Gegenschultern 26, 28 der Schneckenwelle 16 zugeordnet. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 sind diese Gegenschultern durch die balligen stirnseitigen Enden der Schneckenwelle 16 selbst gebildet. Wie die Fig. 1 weiter zeigt, befindet sich in Richtung der Drehachse der Schneckenwelle 16 gesehen zwischen der als Anlaufscheibe 30 ausgebildeten Schulter 22 und dem Gehäuse 20 ein Federmittel 32, das in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Scheibe aus elastischem Material gebildet ist. Die andere Schulter 24 ist über ein Federmittel 34 am Gehäuse 20 abgestützt. Auch dieses Federmittel 34 ist durch ein scheibenförmiges Bauelement aus einem elastischen Material gebildet. Die Schulter 24 ist einer Anlaufscheibe 36 zugeordnet, welche über das Federmittel 34 am Gehäuse 20 abgestützt ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Anlaufscheibe 30 ein Bauteil, dessen sich in Achsrichtung erstreckende Abmessung abhängig ist von der Summe von Bauteiltoleranzen derjenigen Bauteile, die die Schneckenwelle 16 zwischen sich aufnehmen. Weil also die Abmessung der Anlaufscheibe nicht vorhersagbar ist, werden in der Praxis eine Anzahl von Anlaufscheiben mit unterschiedlichen Abmessungen zur Auswahl bereitgehalten. An assembly 10 shown in FIG. 1 is used, for example, for adjusting window panes arranged in a motor vehicle. It therefore has an electric drive motor 12 which is reversible in the direction of rotation and to which a reduction gear designed as a worm gear 14 is arranged. The worm gear 14 has a worm shaft 16 and a worm wheel 18 , which here is operatively connected to a window lift mechanism via an output shaft (not shown). The worm shaft 16 forms an armature shaft of the electric drive motor 12 with an invisible central section. The unit 10 has a composite housing 20 which encloses both the electric drive motor 12 and the worm gear 14 . The worm shaft 16 is arranged between two shoulders 22 and 24 which face one another in the direction of their axis of rotation and are arranged at a distance from one another and which in turn are indirectly supported on the housing 20, for example. Counter shoulders 26 , 28 of worm shaft 16 are assigned to shoulders 22 and 24 . In the exemplary embodiment according to FIG. 1, these counter shoulders are formed by the crowned front ends of the worm shaft 16 itself. As further shown in FIG. 1, in the direction of the axis of rotation of the worm shaft 16 , between the shoulder 22 designed as a thrust washer 30 and the housing 20 there is a spring means 32 , which in this exemplary embodiment is formed by a disk made of elastic material. The other shoulder 24 is supported on the housing 20 by a spring means 34 . This spring means 34 is also formed by a disk-shaped component made of an elastic material. The shoulder 24 is assigned to a thrust washer 36 which is supported on the housing 20 by the spring means 34 . In the exemplary embodiment, thrust washer 30 is a component, the dimension of which extends in the axial direction is dependent on the sum of component tolerances of those components which accommodate worm shaft 16 between them. Because the dimension of the thrust washer cannot be predicted, in practice a number of thrust washers with different dimensions are available for selection.

Das an die ballige Gegenschulter 28 angrenzende Ende der Schneckenwelle 16 ist drehbar in einer Lagerbuchse 29 gelagert. Die Lagerbuchse 29 ist beispielsweise fixiert durch Einpressen in einen topfartigen Fortsatz 21 des Gehäuses 20 des Antriebsmotors 12. Im Beispiel hat die Lagerbuchse 29 zwei Stirnseiten 29a und 29b. Außen weist die Lagerbuchse 29 eine die Stirnseiten 29a und 29b miteinander verbindende Längsnut 31 auf. Diese Längsnut 31 und ein benachbarter Bereich des topfartigen Fortsatzes 21 umgrenzen einen Kanal 33, der die Stirnseiten 29a und 29b der Lagerbuchse miteinander verbindet und so eine Druckausgleichsmöglichkeit zwischen einem an die Stirnseite 29b angrenzenden Hohlraum innerhalb des topfförmigen Fortsatzes 21 und dem Innern des Elektromotors 12 bzw. Gehäuse 20 schafft.The end of the worm shaft 16 adjoining the spherical counter shoulder 28 is rotatably mounted in a bearing bush 29 . The bearing bush 29 is fixed, for example, by pressing it into a pot-like extension 21 of the housing 20 of the drive motor 12 . In the example, the bearing bush 29 has two end faces 29 a and 29 b. Outside, the bearing bush 29 has a longitudinal groove 31 connecting the end faces 29 a and 29 b to one another. This longitudinal groove 31 and an adjacent area of the pot-like extension 21 delimit a channel 33 which connects the end faces 29 a and 29 b of the bearing bush to one another and thus a pressure compensation option between a cavity adjacent to the end face 29 b within the pot-shaped extension 21 and the inside of the Electric motor 12 or housing 20 creates.

Bei einer anderen, in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Aggregates sind die Federmittel 134 in einer stirnseitigen Ausnehmung 136 der Schneckenwelle 116 angeordnet. Auf der dem Gehäuse 20 zugewandten Seite ist an dem aus elastischem Material bestehenden blockartigen Federmittel 134 ein Anlaufelement 138 angeordnet, über das die Schneckenwelle 116 an der Innenwand 140 des Gehäuses 20 anläuft. Die Schulter 124 ist bei dieser Ausführungsform direkt am Gehäuse ausgebildet und die Gegenschulter 128 ergibt sich an einer der Schulter 124 zugewandten Oberfläche des Anlaufelementes 138. Wiederum ist die Schneckenwelle 116 im Bereich der Gegenschulter 128 drehbar gelagert in einer Lagerbuchse 29, die eine bei einer Stirnseite 29a beginnende und in eine weitere Stirnseite 29a mundende Längsnut 31 aufweist. Wiederum umgrenzen die Längsnut 31 und ein topfartiger Fortsatz 21 einen Kanal 33, der anläßlich des Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 1 beschrieben ist. In another embodiment of the unit shown in FIG. 2, the spring means 134 are arranged in an end recess 136 of the worm shaft 116 . On the side facing the housing 20, a starting element 138 is arranged on the block-like spring means 134 made of elastic material, via which the worm shaft 116 runs against the inner wall 140 of the housing 20 . In this embodiment, the shoulder 124 is formed directly on the housing and the counter shoulder 128 results on a surface of the run-up element 138 facing the shoulder 124 . Again, the worm shaft 116 is rotatably supported in the area of the counter shoulder 128 in a bearing bush 29 which has a longitudinal groove 31 which begins at one end face 29 a and ends in a further end face 29 a. Again, the longitudinal groove 31 and a pot-like extension 21 delimit a channel 33 , which is described on the occasion of the exemplary embodiment according to FIG. 1.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird darauf geachtet, daß die Federmittel 32, 34 bzw. 134 genügend Freiraum haben, in den bei betriebsbedingter Belastung der Federmittel sich deren Werkstoff drängen läßt. Eine anfängliche Verdrängung vor Betriebsbeginn ist wählbar durch entsprechendes Auswählen der axialen Abmessung von beispielsweise der Anlaufscheibe 30, wie dies weiter oben bereits beschrieben ist.In the described embodiments, care is taken to ensure that the spring means 32 , 34 and 134 have enough free space, into which the material can be urged when the spring means are subjected to operational stress. An initial displacement before the start of operation can be selected by appropriately selecting the axial dimension of, for example, the thrust washer 30 , as has already been described above.

Die in der Fig. 3 dargestellte Prinzipanordnung zeigt, daß die Schneckenwelle 216 mit ihren beiden Endstirnflächen, den Gegenschultern 226, 228 an Schultern 222 und 224 anliegt, wobei die Schultern über Federmittel 232, 234 an gestellfesten Wänden 220 abgestützt sind. Die Schultern 222 und 224 sind an Anlaufscheiben 230 und 236 ausgebildet. Die beiden Federmittel 232 und 234 sind vorgespannt, gestatten jedoch eine Axialbewegung der Schneckenwelle in Richtung des Doppelpfeiles 200. Es ist jedoch auch denkbar, die Federmittel 232 und 234 zwischen den stirnseitigen Endflächen der Schneckenwelle 216 und den Anlaufscheiben 230, 236 anzuordnen. Eine solche Anordnung ist in der Fig. 2 gegenständlich dargestellt.The principle arrangement shown in FIG. 3 shows that the worm shaft 216 rests with its two end faces, the counter shoulders 226 , 228 on shoulders 222 and 224 , the shoulders being supported on walls 220 fixed to the frame via spring means 232 , 234 . The shoulders 222 and 224 are formed on thrust washers 230 and 236 . The two spring means 232 and 234 are pretensioned, but allow the worm shaft to move axially in the direction of the double arrow 200 . However, it is also conceivable to arrange the spring means 232 and 234 between the end faces of the worm shaft 216 and the thrust washers 230 , 236 . Such an arrangement is shown in FIG. 2.

Die Fig. 4 zeigt im Querschnitt die erfindungswesentliche Ausbildung des Kanals 33 unter Verwendung der zu den Fig. 1 und 2 bereits erwähnten Lagerbuchse 29, die die Längsnut 31 aufweist. In der Fig. 4 ist gut erkennbar, daß dank der Längsnut 31 innerhalb dem topfförmigen Fortsatz 21 der Kanal 33 zur Verfügung gestellt wird. Erkennbar ist, daß die Längsnut die Wanddicke der Lagerbuchse 29 vermindert. Deshalb kann abweichend von der Darstellung in der Fig. 4 anstelle nur einer Längsnut auch eine Anzahl von Längsnuten vorgesehen werden. Anhand der Fig. 4 ist auch erkennbar, daß eine solche wenigstens eine Längsnut 29, weil sie sich am äußeren Umfang der Lagerbuchse 29 befindet, relativ leicht herstellen läßt. Im Falle, daß die Buchse aus Sinterwerkstoff besteht und vor dem Sintern aus Metallpulver gepreßt ist, läßt sich das Preßwerkzeug mit einem leistenartigen Werkzeugbestandteil versehen, das für den Querschnitt der Längsnut 31 sorgt. Im Falle der Herstellung der Lagerbuchse 29 aus gewalztem Stangenmaterial oder Rohr läßt sich die Längsnut einfach beispielsweise durch Fräsen oder Schleifen herstellen. FIG. 4 shows in cross section the embodiment of the channel 33 essential to the invention using the bearing bush 29 already mentioned for FIGS. 1 and 2, which has the longitudinal groove 31 . In FIG. 4 can be clearly seen that there is provided thanks to the longitudinal groove 31 inside the cup-shaped extension 21 of the duct 33 is available. It can be seen that the longitudinal groove reduces the wall thickness of the bearing bush 29 . Therefore, in deviation from the illustration in FIG. 4, instead of only one longitudinal groove, a number of longitudinal grooves can also be provided. With reference to FIG. 4 will also be appreciated that such an at least one longitudinal groove 29, because it is located on the outer periphery of the bearing sleeve 29, can be prepared relatively easily. In the event that the bushing is made of sintered material and is pressed from metal powder before sintering, the pressing tool can be provided with a strip-like tool component which ensures the cross section of the longitudinal groove 31 . In the case of the production of the bearing bush 29 from rolled rod material or tube, the longitudinal groove can easily be produced, for example, by milling or grinding.

Ergänzend wird noch darauf hingewiesen, daß sich der wenigstens eine erfindungswesentliche Kanal 33 auch in beliebiger anderer Weise durch Bauteile im Bereich des topfartigen Fortsatzes 21 erstellen läßt, beispielsweise durch Riffelung von wenigstens einer Bauteiloberfläche, wie der des Fortsatzes 21.In addition, it is pointed out that the at least one channel 33 , which is essential to the invention, can also be created in any other way by components in the region of the pot-like extension 21 , for example by corrugating at least one component surface, such as that of the extension 21 .

Claims

1. Unit with a housing and therein with an electric motor and with a worm gear arranged downstream of the electric motor, which has a worm shaft with shoulders arranged at both ends, the worm shaft forming an armature shaft of the electric motor in a central section and an end of the worm shaft assigned to a shoulder in one Bearing bush is rotatably mounted and the housing has a pot-like extension which is hollow in the manner of a blind hole and holds the bearing bush, characterized by at least one channel ( 33 ), the cavities at both ends of the bearing bush ( 29 ), one of which is located within the pot-like Extension ( 21 ) and the other is located in the electric motor ( 12 ), interconnects.

2. Unit according to claim 1, characterized in that the at least one channel ( 33 ) is delimited by a longitudinal groove ( 31 ) which starts from an end face ( 29 a) of the bearing bush ( 29 ) and in a second end face ( 29 b ) of the bearing bush ( 29 ) opens, and the pot-like extension ( 21 ) in the region of the bearing bush ( 29 ).