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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Elektroantrieb, insbesondere für einen Schalter, insbesondere einen Schalter eines Starters für eine Brennkraftmaschine, mit einer Gehäusewand, die als Blechformteil ausgebildet ist, wobei sich die Gehäusewand von einem Gehäusehauptteil über einen Schulterbereich bis zu einem Gehäusehals erstreckt.
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Ein solches Gehäuse ist allgemein bekannt.
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Ohne Beschränkung der Allgemeinheit bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Gehäuse für einen Elektroantrieb zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug. In Kraftfahrzeugen werden Elektroantriebe, worunter allgemein auch elektrische Aktuatoren wie Linearantriebe zu verstehen sind, für verschiedenste Zwecke eingesetzt, beispielsweise als Antrieb für Fensterheber, Scheibenwischer, als Schalter eines Starters zum Starten der Brennkraftmaschine, usw.
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Es sind verschiedene Bauweisen von Gehäusen für Elektroantriebe im Kraftfahrzeugbereich bekannt. So kann ein derartiges Gehäuse als geschmiedetes Teil oder als Gussteil gefertigt sein. Bei anderen Bauweisen, von denen die vorliegende Erfindung ausgeht, ist das Gehäuse als Blechformteil hergestellt, wobei das Gehäuse aus einer Blechplatine durch einen oder mehrere Umformvorgänge, beispielsweise Tiefziehen, Rollen, Biegen und dgl., sowie ggf. einen oder mehrere Fügeprozesse, hergestellt wird. Der Vorteil eines als Blechformteil gefertigten Gehäuses besteht zum einen in den geringen Herstellungskosten bei hohen Stückzahlen und zum anderen in dem geringen Gewicht derartiger Gehäuse. Eine Gewichtseinsparung kann dabei nämlich durch Verwendung eines Bleches mit geringer Wanddicke erreicht werden.
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Geringe Herstellungs- und Materialkosten und Gewichtseinsparungen sind Anforderungen, die allgemein an Bauteile von Kraftfahrzeugen gestellt werden. Dem Bestreben nach Material- und Gewichtseinsparung bei einem Gehäuse sind jedoch Grenzen gesetzt, beispielsweise durch die geforderte Stabilität und Schwingungsfestigkeit des Gehäuses im Betrieb, beispielsweise aber auch durch von dem Gehäuse zu gewährleistende Sonderfunktionen wie im Falle eines Gehäuses für einen Schalter eines Starters für eine Brennkraftmaschine.
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Ein Starter für eine Brennkraftmaschine weist üblicherweise ein Einrückoder Einspursystem auf, um das Ritzel des Starters in den Zahnkranz zur Kopplung mit der Brennkraftmaschine einzurücken. Das Einrücksystem weist dabei einen Elektroantrieb in der Art eines Schalters oder Relais auf, der in einem Gehäuse untergebracht ist. Bei Aktivierung des Schalters oder Relais wird der Einrückhebel ausgelenkt, um das Ritzel des Starters in den Zahnkranz einzukoppeln. Das Gehäuse des Schalters hat nicht nur die Funktion der Einhausung des Elektroantriebs, sondern das Gehäuse hat daneben die Sonderfunktion, den magnetischen Fluss entlang des Gehäuses in erforderlicher Stärke zu gewährleisten.
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Zur Gewährleistung des magnetischen Flusses zwischen Gehäusehauptteil und Gehäusehals in genügender Stärke wird im Stand der Technik das Gehäuse, das als Schmiedeteil, als Gussteil oder als Fließpressteil ausgebildet ist, im Schulterbereich mit einem zusätzlichen Metallring versehen. Das Anbringen eines zusätzlichen Metallringes zur Gewährleistung eines ausreichenden magnetischen Flusses hat jedoch den Nachteil eines zusätzlichen Fertigungsschrittes und damit zusätzlicher Herstellungskosten.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse für einen Elektroantrieb der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass es zum einen kostengünstig und gewichtsarm herstellbar ist, zum anderen die erforderliche Funktionalität, beispielsweise den magnetischen Fluss entlang des Gehäuses zu gewährleisten, aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des eingangs genannten Gehäuses dadurch gelöst, dass die Gehäusewand in zumindest einem Abschnitt mehrlagig mit zumindest zwei aufeinander angeordneten Lagen geformt ist.
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Das erfindungsgemäße Gehäuse verfolgt das Konzept einer Leichtbauweise weiter, indem die Gehäusewand als Blechformteil ausgebildet ist. In einem oder mehreren Abschnitten der Gehäusewand, in dem oder in denen eine höhere Wanddicke erforderlich ist, um dort eine bestimmte Funktionalität, wie die Gewährleistung eines magnetischen Flusses, oder eine erhöhte Stabilität oder Schwingungsfestigkeit erreichen, ist die Gehäusewand zu diesem Zweck mehrlagig mit zumindest zwei aufeinander angeordneten Lagen geformt. Das erfindungsgemäße Gehäuse weist somit lediglich lokal eine erhöhte Wanddicke der Gehäusewand auf, um die geforderte Funktionalität zu erfüllen. Im Übrigen kann das Gehäuse jedoch vorteilhafterweise so dünnwandig wie möglich ausgebildet sein, um so Gewicht und Materialkosten einzusparen.
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Die zumindest zwei aufeinander angeordneten Lagen der Gehäusewand können vorteilhaft in einem Umformprozess bei der Herstellung des Gehäuses geformt werden, d.h. zusätzliche Bauteile wie Ringe oder Platten und deren nachträgliches Anbringen an die Gehäusewand zur lokalen Erhöhung der Wanddicke werden vermieden. Das erfindungsgemäße Gehäuse lässt sich somit auch besonders einfach herstellen.
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Vorzugsweise ist die Gehäusewand in dem zumindest einen Abschnitt mit zumindest drei aufeinander angeordneten Lagen geformt.
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Diese Maßnahme hat insbesondere dann den Vorteil, wenn das Gehäuse insgesamt aus einem relativ dünnen Blech gefertigt wird, so dass die zumindest drei aufeinander angeordneten Lagen eine ausreichende Wandverdickung in dem zumindest einen Abschnitt gewährleisten.
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Vorzugsweise sind die zumindest zwei Lagen durch eine Faltung der Gehäusewand gebildet.
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Hierbei ist von Vorteil, dass sich die zumindest zwei aufeinander angeordneten Lagen beim Herstellen des Gehäuses durch einen Umformvorgang aus dem Blech leicht formen lassen.
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Die Faltung ist dabei vorzugsweise mäandrierend ausgebildet.
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Die Gehäusewand weist in dem zumindest einen Abschnitt, in dem die Gehäusewand mehrlagig mit zumindest aufeinander angeordneten Lagen geformt ist, im Querschnitt somit eine schlangenlinienförmige Ausgestaltung auf.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegen die Lagen einander berührend flächig aufeinander.
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In dieser Ausgestaltung sind zwischen den einzelnen Lagen der Gehäusewand somit keine oder keine nennenswerten Luftspalte vorhanden. Hinsichtlich der Funktionalität der Gewährleistung des magnetischen Flusses im Falle eines Gehäuses eines Starterschalters ist dies besonders vorteilhaft. Aber auch im Falle, dass durch die mehreren Lagen lokal eine Erhöhung der Stabilität oder Schwingungsfestigkeit des Gehäuses erreicht werden soll, ist diese Ausgestaltung vorteilhaft. Im einfachsten Fall sind die Lagen an ihren einander anliegenden Flächen nicht miteinander durch Stoffschluss gefügt, wobei dies jedoch ebenso vorgesehen sein kann.
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Der zumindest eine Abschnitt, in dem die Gehäusewand mehrlagig ausgebildet ist, ist vorzugsweise der Schulterbereich.
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Wie bereits eingangs beschrieben, ist zur Gewährleistung des magnetischen Flusses im Schulterbereich im Stand der Technik ein Ring angefügt worden, was durch die erfindungsgemäße mehrlagige Ausgestaltung der Gehäusewand im Schulterbereich nunmehr nicht mehr erforderlich ist.
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Die Gehäusewand einschließlich des zumindest einen mehrlagigen Abschnittes kann somit vorteilhafterweise insgesamt einstückig, d.h. monolithisch ausgebildet sein, wie in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen ist, was den Herstellungsaufwand vorteilhaft reduziert. Auf diese Weise kann das gesamte Gehäuse aus einem einzelnen Blech durch Umformvorgänge gefertigt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der mehrlagige Abschnitt der Gehäusewand vollumfänglich um eine Längsachse des Gehäuses herum.
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Hierdurch wird im Falle eines Schaltergehäuses eines Starters ein vollumfänglich wirksamer magnetischer Fluss entlang des Gehäuses gewährleistet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Gehäusewand im Bereich des Gehäusehalses eine Wanddicke auf, die gegenüber einer Wanddicke im Bereich des Gehäusehauptteils dünner ist.
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Diese Maßnahme trägt weiter zu einer Gewichtseinsparung bei dem erfindungsgemäßen Gehäuse bei. Die geringere Wanddicke der Gehäusewand im Bereich des Gehäusehalses kann dabei durch eine Streckung der Gehäusewand erreicht werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Gehäuse in einem Anwendungsbeispiel als Gehäuse für einen Schalter eines Starters für eine Brennkraftmaschine in Seitenansicht, wobei Teile des Schalters mit unterbrochenen Linien gezeigt sind;
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2 eine Draufsicht auf das Gehäuse in 1;
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3 einen Längsschnitt durch das Gehäuse; und
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4 einen Ausschnitt des Gehäuses in 3 in vergrößertem Maßstab.
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In 1 ist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenes Gehäuse gezeigt. Das Gehäuse 10 dient ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Gehäuse für einen Schalter 12 des Einrücksystems eines nicht dargestellten Starters für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Von dem Schalter 12 sind mit unterbrochenen Linien schematisch Anschlusspole 14, 16, ein Läufer 18 und eine Schubstange 20 gezeigt. Der Läufer 18 und die Schubstange 20 ragen aus dem Gehäuse 10 hervor, ebenso die Anschlusspole 14 und 16. Bei Aktivieren des Schalters 12 wird die Schubstange 20, die im Betrieb mit einem nicht dargestellten Einrückhebel verbunden ist, in Richtung eines Pfeiles 22 bewegt.
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Das Gehäuse 10 weist ein Gehäusehauptteil 24, einen Gehäusehals 26 und im Übergangsbereich zwischen dem Gehäusehauptteil 24 und dem Gehäusehals 26 einen Schulterbereich 28 auf.
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Das Gehäusehauptteil 24 ist von allgemein zylindrischer Form, ebenso wie der Gehäusehals 26, der gegenüber dem Gehäusehauptteil 24 einen kleineren Durchmesser aufweist. Andere Geometrien als eine zylindrische Geometrie sind jedoch ebenso denkbar.
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Gemäß der Draufsicht auf das Gehäuse 10 in 2 sind im Schulterbereich 28 beispielsweise drei durchgehende Öffnungen 30, 32 und 34 im Gehäuse 10 vorhanden, durch die Befestigungsmittel, wie Schrauben, durchgeführt werden können, um in dem Gehäuse 10 liegende Teile des Schalters 12 am Gehäuse 10 festzulegen.
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Gemäß 3 weist das Gehäuse 10 eine Gehäusewand 36 auf, die vom Gehäusehals 26 über den Schulterbereich 28 bis zum Gehäusehauptteil 24 insgesamt einstückig ausgebildet ist. Die Gehäusewand 36 ist dabei als Blechformteil gefertigt.
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Im Schulterbereich 28 ist die Gehäusewand 36 mehrlagig mit zumindest zwei, hier mit drei aufeinander angeordneten Lagen 38, 40, 42 geformt. In 4 ist der Schulterbereich 28 mit den drei Lagen 38, 40, 42 vergrößert dargestellt.
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Durch die lokale dreilagige Formung der Gehäusewand 36 weist die Gehäusewand 36 im Schulterbereich 28 eine größere Gesamtwanddicke auf, und zwar etwa die dreifache Wandstärke im Vergleich zur Wanddicke der Gehäusewand 36 im Bereich des Gehäusehauptteils 24.
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Wie in 3 und 4 dargestellt ist, sind die drei Lagen 38, 40, 42 durch eine Faltung der Gehäusewand 36 gebildet, wobei die Faltung mäandrierend ausgebildet ist. Dabei liegen die drei Lagen 38, 40, 42 einander berührend flächig aufeinander.
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Die drei Lagen 38, 40, 42 liegen zwar einander berührend und ohne Abstand flächig aufeinander und sind an ihren Berührflächen vorzugsweise nicht stoffschlüssig miteinander verbunden, sondern lediglich gegeneinander angedrückt.
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Die Bohrungen 30, 32, 34 gemäß 2 sind durch die drei Lagen 38, 40, 42 hindurch eingebracht, wie in 3 für die Öffnung 30 gezeigt ist.
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Die drei Lagen 38, 40, 42 erstrecken sich vollumfänglich um eine Längsachse 44 des Gehäuses 10.
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Insgesamt ist die Gehäusewand 36 einschließlich des mehrlagigen Schulterabschnittes 28 mit den drei Lagen 38, 40, 42 einstückig aus einem Blech gefertigt.
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In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem das Gehäuse 10 das Gehäuse des Schalters 12 für das Einrücksystem eines Starters für eine Brennkraftmaschine ist, hat das Gehäuse 10 nicht nur die Funktion der Einhausung der elektromagnetischen Komponenten des Schalters 12, sondern es dient auch der Leitung des magnetischen Flusses entlang des Gehäuses 10. Durch die Wanddickenerhöhung aufgrund der dreilagigen Ausgestaltung des Schulterbereichs 28 mit den Lagen 38, 40, 42 wird gewährleistet, dass der magnetische Fluss im Schulterbereich 28 nicht unterbrochen und von ausreichender Stärke ist.
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Im Übrigen kann die Gehäusewand 36 dünnwandig sein, beispielsweise eine Wanddicke von weniger als 2 mm, beispielsweise etwa 1,5 mm, aufweisen, wobei dann die Wanddicke der Gehäusewand 36 im Schulterbereich 38 aufgrund der mehrlagigen Ausgestaltung mit den Lagen 38, 40, 42 weniger als 6 mm, beispielsweise etwa 4,5 mm, beträgt.
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Der Gehäusehals 26 hingegen kann durch Streckung auf eine Wanddicke eingestellt sein, die sogar geringer ist als die Wanddicke der Gehäusewand 36 im Bereich des Gehäusehauptteils 24, beispielsweise kann die Wanddicke der Gehäusewand 36 im Bereich des Gehäusehalses 26 weniger als 1,5 mm, beispielsweise etwa 1,0 mm, betragen.
