DE4116368A1 - Elektromotor, insbesondere fuer eine scheibenwischeranlage eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, insbesondere Kleinmotor zum Antrieb eines Wischerarms einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einer beidendig gelagerten Ankerwelle, wobei eines der Wellenenden mittels eines federbelasteten, quer zur Wellenachse zustellbaren, mit einem gehäusefesten Gegenkeil zusammenwirkenden Spannkeils axial belastet ist. Ein solcher Elektromotor ist bspw. durch die DE-OS 23 12 395 bekannt geworden. Diese Anmeldungsschrift befaßt sich insbesondere mit dem "Auffangen des Axialspieles von Schnecken bei Schneckengetrieben". Gerade bei derartigen Getrieben kommt es beim Betrieb einer Scheibenwischanlage zur ständigen Bewegungsumkehr, weswegen dort das Ausschalten des Axialspiels der Ankerwelle besonders wichtig ist. Zur Lösung dieses Problems gibt es die verschiedensten Vorschläge. In der Regel erreicht man die Axialspielausschaltung mit Hilfe eines federbelasteten Keils, an dem sich die Ankerwelle direkt oder bei Verbindung mit oder Anformung einer Getriebewelle indirekt über diese abstützt. Zwischen den Keil und das Wellenende kann noch eine Kappe oder dgl. geschaltet sein.

Als Feder kommt in der Regel eine Schraubendruckfeder in Frage. Diese erfordert eine besondere Ausbildung am federseitigen Keilende. Letzteres, sowie die Montage beider Elemente ist mit entsprechenden Kosten verbunden. Es kommt noch hinzu, daß auch die Ausbildung im Lagerbereich einer entsprechenden Anpassung an diese Axialspielanpassung bedarf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, einen Elektromotor der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Kosten für die spielfreie Lagerung der Ankerwelle möglichst gering sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Wenn man nun erfindungsgemäß den Keil und seine Belastungsfeder oder -federn einstückig herstellt, so reduzieren sich dadurch sowohl die Herstellungs- als auch die Montagekosten. Mit der Montage des Keils sind gleichzeitig auch die Federn montiert und es bedarf keines besonderen Aufwands, um die Federn und den Keil während der Montage in ihrer richtigen Position zu halten.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Keil und die Feder oder Federn aus Federblech gefertigt sind. Gegenüber einem massiven Metallkeil erreicht man dabei gleichzeitig auch noch eine Gewichtsreduzierung. Die Federkraft kann man durch entsprechende Dimensionierung sowohl des Querschnitts als auch der Federlänge in weiten Grenzen variieren. Selbstverständlich hat auch das Material selbst einen wichtigen Einfluß hierauf.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform dieses Elektromotors geht aus Anspruch 3 hervor. In Vorschubrichtung des Keils stehen diese Federn sowohl nach hinten als auch nach der Seite, insbesondere nach außen hin, vor. Dies gilt insbesondere bei gespannten Federn, also wenn letztere besonders stark auseinandergespreizt bzw. umgebogen sind. Weil Federstahl ein besonders verschleißfestes Material ist, kann die Ankerwelle unmittelbar am U-Quersteg des Keils anliegen, wobei selbstverständlich das Ankerwellenende in bekannter Weise ballig oder halbkugelförmig gestaltet ist. Der im Anspruch 3 angesprochene "Querschnitt" ist ein Schnitt durch den Keil quer bzw. senkrecht zu dessen Verschieberichtung.

Um ein flächiges Anliegen der Keil-Seitenwände an der Gehäuseführung zu vermeiden, oder, anders ausgedrückt, den Verschiebewiderstand so gering wie möglich zu halten, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß jedes freie U-Seitenwandende zur Bildung von äußeren Abstützelementen nach außen hin umgebogen oder abgewinkelt ist. Demselben Ziel dient eine andere Ausbildung der Erfindung, welche sich aus Anspruch 5 ergibt. Sie trägt zur Verbreiterung der Abstützbasis bei, ohne die Reibung nennenswert zu vergrößern.

Damit sich der Keil seitlich an ebenen Flächen abstützen kann, steht jede Sicke in Querrichtung gleich weit vor wie das zugeordnete äußere Abstützelement.

Um ein Verhaken in Einschieberichtung des Keils sicher zu vermeiden, ist dieser gemäß Anspruch 7 ausgestaltet.

Eine Verlängerung der Federn ohne Vergrößerung des Keils ergibt sich in sehr zweckmäßiger Weise bei einer Ausbildung gemäß Anspruch 8.

Eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung ist in Anspruch 11 beschrieben. Die Breite der darin erwähnten Aufnahmeschlitze für die Federn in Längsrichtung der Ankerwelle gemessen richtet sich nach der Breite jeder Feder in gleicher Richtung gemessen und dem Verschiebeweg des Keils. Ansonsten bestimmen sich die Abmessungen des Aufnahmeschlitzes nach der Federlänge sowie der Federform beim Einbau und beim Betrieb. Anstelle eines angeformten Keils kann selbstverständlich auch die betreffende Wand des Hohlraums schrägstehend ausgebildet sein. Im Hinblick auf eine problemlose Montage ist es sehr von Vorteil, daß sich die freien Federenden an der Innenfläche eines Deckels bzw. Gehäusedeckels, insbesondere Getriebegehäusedeckels, abstützen.

Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß aus Anspruch 13. Dort sind zwar Keil und Feder in bekannter Weise ausgebildet, jedoch erreicht man eine Vereinfachung und damit auch Reduzierung der Kosten dadurch, daß man gemäß diesem Anspruch an das den Keil aufnehmende Gehäuse eine Aufnahme für eine Lagerschale eines Kalottenlagers der Ankerwelle unmittelbar anformt. In diesem Falle ist die Vorrichtung zur Ausschaltung des Axialspiels gemäß dem Ausführungsbeispiel dem getriebefernen Ankerwellenlager zugeordnet. Letzteres kann ebenso wie das andere Ankerwellenlager ein Kugelkalottenlager sein, wie man sie heute in bevorzugter Weise bei derartigen Motoren für Scheibenwischanlagen gerne verwendet. Andererseits ist es aber durchaus auch möglich, daß man den Keil und die Feder nicht separat fertigt, sondern eine Einheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 13 verwendet.

Die Aufnahme für das Kalottenlager muß so gestaltet sein, daß sich letzteres leicht einsetzen und entsprechend der Belastung auch um das notwendige Maß schrägstellen läßt. Dies bedeutet, daß man zur axialen Sicherung des Kalottenlagers durchaus auch noch das Gehäuse bzw. Motorgehäuse mit heranziehen kann.

Auf jeden Fall ist aber in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Gehäuse für den Keil im Motorgehäuse oder dgl. gehalten bzw. dort in geeigneter Weise befestigt, bspw. mittels mindestens einer Schraube oder ggf. auch eines Stiftes oder dgl.

Die Montage läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch verbessern bzw. erleichtern, daß man diesen Motor gemäß Anspruch 15 ausbildet. Mit Hilfe des Betätigungsansatzes kann man nämlich den Keil entgegen seiner Belastungsrichtung, d. h. gegen die Kraft der Belastungsfeder zurückdrücken bis die Ankerwelle montiert ist. Anschließend gibt man ihn frei, so daß sich die Federkraft über den Keil im Sinne einer Axialspiel-Ausschaltung auf die Ankerwelle auswirkt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei stellen dar:

Fig. 1 einen durch die geometrische Achse der Ankerwelle geführten abgebrochenen Längsschnitt durch ein Gehäuse und einen Gehäusedeckel;

Fig. 2 eine Ansicht des Gehäuses ohne Deckel in Richtung des Pfeiles B aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht von Keil und Federn in Pfeilrichtung A der Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das geöffnete getriebeferne Lager des Elektromotors der Axialspiel-Ausschaltungsvorrichtung, teilweise geschnitten;

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V der Fig. 4.

In einem Motorgehäuse 1 (Fig. 5) ist ein Rotor 2 mit einer Ankerwelle 3 in bekannter Weise drehbar gelagert. In Fig. 5 sieht man das linke Motorlager 4, welches dort als Kalottenlager ausgebildet ist. Das rechte Lager kann von gleicher Bauart sein. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind diese beiden Motorlager auch vorhanden aber nicht dargestellt. Beiden Ausführungsformen ist jedoch gemein, daß das freie Ende 5 der Ankerwelle 3 ballig ausgebildet ist.

Um das sich insbesondere bei Verwendung des Elektromotors in Verbindung mit einem Getriebe, vorzugsweise einem Schneckengetriebe, unvermeidlich einstellende Axialspiel der Ankerwelle 3 ausschalten zu können, liegt das ballige freie Ende 5 der Ankerwelle 3 an einem Keil 6 bzw. 7 an. Der Keil ist federbelastet. In Fig. 1 ist ein Federpaar aus Federn 8 und 9 vorgesehen, während es in Fig. 4 nur eine Einzelfeder 10 ist. Jeder Keil arbeitet mit einem gehäusefesten Gegenkeil 11 bzw. 12 zusammen.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 sind die beiden Federn 8 und 9 einstückig mit dem Keil 6 hergestellt. Als Material wird insbesondere Federblech verwendet. Die Federn sind in der Art von Blattfedern ausgebildet, wobei die freien Federenden 13 bzw. 14 zur Bildung von Anlaufelementen nach außen hin umgebogen sind (Fig. 3).

Wie man besonders gut aus Fig. 2 ersehen kann, hat der Keil 6 im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt. Dabei ist gemäß bspw. Fig. 1 an jedem breiten Ende jeder U-Seitenwand 15 bzw. 16 eine gemäß Fig. 3 nach hinten und seitwärts außen vorstehende Feder 8 bzw. 9 angeformt. Die beiden Federn schließen beim Ausführungsbeispiel in unbelastetem Zustand einen Winkel von ca. 90° miteinander ein. Außerdem ist jede Feder gemäß Fig. 1 etwa dem mittleren Bereich des breiten Seitenwandendes zugeordnet.

Der U-Quersteg 17 liegt unmittelbar an der Ankerwelle 3 bzw. an deren balligem Ende 5 an. Dabei ist der Keil zentrisch zur geometrischen Achse 18 der Ankerwelle 3 montiert. Die beiden freien U-Seitenwandenden sind gemäß bspw. Fig. 2 zur Bildung von äußeren Abstützelementen 19 und 20 nach außen hin umgebogen. Desweiteren befindet sich in jedem mittleren Bereich jeder U-Seitenwand 15,16 eine nach außen ragende, etwa in Verschieberichtung verlaufende Sicke 21 bzw. 22, wobei diese beiden Sicken mittlere Abstützelemente bilden. Da die äußeren und die mittleren Abstützelemente seitlich gleich weit vorstehen, kann die jeweils zugeordnete Gehäusefläche 23 bzw. 24 eben sein.

Sowohl die äußeren Abstützelemente 19 und 20 als auch der U-Quersteg 17 überragen die beiden Seitenwände 15 und 16 am schmalen Keilende, wie bspw. Fig. 1 zeigt. Sie sind nach innen hin umgebogen. Das umgebogene Ende des U-Querstegs ist mit 25 bezeichnet, während die freien Enden der äußeren Abstützelemente 19 und 20 die Bezugszahlen 26 bzw. 27 tragen.

Am breiteren Keilende ist jede U-Seitenwand 15 bzw. 16 mit zwei parallelen Längsschlitzen 28 bzw. 29 versehen, zwischen denen sich das keilseitige Ende der zugeordneten Feder 8 bzw. 9 befindet. Dieses Federende verläuft jeweils innerhalb der Wandebene, d. h. die Feder 8 bzw. 9 ist erst außerhalb des breiten Keilendes abgewinkelt. Im übrigen verlaufen die beiden Längsschlitze 28 und 29 auch parallel zum U-Quersteg 17.

An dieser Stelle wird noch nachgetragen, daß in Fig. 1 mit festen Linien die Stellung des Keils mit maximaler Federspannung und mit gestrichelten Linien die äußerste Verschiebe-Endstellung eingezeichnet sind, wobei im Falle der letzteren die Federkraft zumindest weitgehend aufgebraucht ist. Im Betrieb findet eine derart starke Verschiebung des Keils üblicherweise nicht statt.

Das Gehäuse 30, bei dem es sich bspw. um ein Getriebegehäuse handeln kann, besitzt im Bereich des Keils 6 einen Hohlraum 31, der sowohl in Längs- als auch in Querrichtung einen rechteckigen Querschnitt aufweist. An die äußere Gehäusewand 32 ist der Gegenkeil 11 angeformt. Sie könnte auch schräg verlaufen und dabei unmittelbar den Gegenkeil bilden. Der Keil 6 besitzt im übrigen eine zu seinem breiten Ende senkrecht stehende, durch den U-Quersteg 17 gebildete Keilfläche und eine hierzu geneigte, welche im wesentlichen durch die äußeren Abstützelemente 19 und 20 definiert ist, welche am Gegenkeil anliegen.

Die beiden senkrecht zur Gehäusewand 32 verlaufenden, zueinander parallelen Wände sind mit je einem etwa mittig angeordneten Aufnahmeschlitz 33 bzw. 34 ausgestattet, von denen jeder eine Feder 8 bzw. 9 aufnimmt. Beide münden in den Hohlraum 31. Die Breite 35 ist so gewählt, daß bei der in gleicher Richtung gemessenen Breite jeder Feder 8 bzw. 9 der Keil 6 mit diesen Federn die notwendige Verschiebebewegung in Pfeilrichtung 36 durchführen kann, die zu einer quer dazu verlaufenden Bewegung 37 der Federn führt. Aus Fig. 1 ersieht man, daß sich die freien Federenden 13 und 14 an der Innenfläche eines Deckels 38 bzw. Gehäusedeckels abstützen. In der mit festen Linien gezeichneten Stellung des Keils 6 sind die beiden Federn 8 und 9 sehr stark zur Seite gebogen, so daß ihre geraden Federteile einen Winkel von nahezu 180° miteinander einschließen.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 wird eine Feder 10 in Form von einer Schraubendruckfeder verwendet. Sie stützt sich an der Innenfläche einer Wand 39 eines Gehäuses 40 ab. Dieses wiederum ist in das in Fig. 5 linke Ende eines Motor-Gehäuses 41 eingesetzt und darin in geeigneter Weise durch Formschluß und/oder mindestens ein Verbindungselement gehalten. An eine Gehäusewand ist der Gegenkeil 12 angeformt. Sie steht senkrecht zur Wand 39 und im wesentlichen auch zur geometrischen Achse 18. Fig. 4 zeigt den Keil 7 in einer theoretischen Verschiebe-Maximalstellung. Die zur Bildebene parallele und zur Ebene des Gegenkeils 12 etwa senkrecht verlaufende Fläche 42 des Gehäuses 40 ist mit einem Führungsschlitz 43 ausgestattet, der sich etwa parallel zur Abstützfläche des Gegenkeils 12 erstreckt. Am Keil befindet sich ein Betätigungsansatz 44, bspw. eine Schraube, welche den Führungsschlitz 43 nach außen hin durchsetzt, und mit deren Hilfe man den Keil 7 gegen den Widerstand der Feder 10 im Sinne des Pfeils 45 zurückschieben kann, um dadurch die Montage des Motors bzw. seines Rotors 2 zu erleichtern. Wenn man den Keil 7 freigibt, so drückt ihn die Feder 10 in eine vorgeschobene Stellung, bei welcher dann das Axialspiel der Ankerwelle 3 ausgeschaltet ist.

Gemäß der Erfindung ist das Gehäuse 40 mit dem Gegenkeil 12 einstückig mit einer Aufnahme 46 für eine Lagerschale 47 eines Kalottenlagers der Ankerwelle 3 hergestellt. Wenn man die Lagerschale 47 in dieser Aufnahme 46 vormontiert, so befindet sie sich bereits in der korrekten Montagestellung für den Rotor 2, wenn das Gehäuse 40 seinen korrekten Platz im Gehäuse 41, insbesondere Motorgehäuse, eingenommen hat.

Claims (15)

1. Elektromotor, insbesondere Kleinmotor zum Antrieb eines Wischerarms einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einer beidendig gelagerten Ankerwelle (3), wobei eines der Wellenenden mittels eines federbelasteten, quer zur Wellenachse (18) zustellbaren, mit einem gehäusefesten Gegenkeil (11) zusammenwirkenden Spannkeils (6) axial belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsfeder oder -federn (8, 9) einstückig mit dem Keil (6) gefertigt ist bzw. sind und jede in der Art einer Blattfeder ausgebildet ist, die sich innen am Gehäuse (30), vorzugsweise einem Gehäusedeckel (38), abstützt.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (6) und die Feder oder Federn (8, 9) aus Federblech gefertigt sind.

3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (6) im Querschnitt etwa U-förmig ist und an jedem breiten Ende jeder U-Seitenwand (15, 16) eine über das breite Wandende vorstehende Feder (8, 9) angeformt ist, wobei der U-Quersteg (17) an der Ankerwelle (3) anliegt.

4. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes freie U-Seitenwandende zur Bildung von äußeren Abstützelementen (19, 20) nach außen hin umgebogen oder abgewinkelt ist.

5. Elektromotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich im mittleren Bereich jeder U-Seitenwand (15, 16) eine nach außen ragende, etwa in Verschieberichtung verlaufende, ein mittleres Abstützelement bildende Sicke (21, 22) befindet.

6. Elektromotor nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sicke (21, 22) in Querrichtung gleich weit vorsteht wie das zugeordnete äußere Abstützelement (19 bzw. 20).

7. Elektromotor nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der U-Quersteg (17) und die äußeren Abstützelemente (19, 20) die U-Seitenwände am schmalen Keilende überragen und sie nach innen hin umgebogen sind.

8. Elektromotor nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Seitenwände (15, 16) am breiten Keilende zwei parallele Längsschlitze (28, 29) aufweisen, zwischen denen sich das keilseitige Ende der zugeordneten Feder (8, 9) befindet.

9. Elektromotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (8, 9) in unbelastetem Zustand einen Winkel von vorzugsweise etwa 90° einschließen und die freien Federenden (13, 14) zur Bildung von Anlaufelementen nach außen umgebogen sind.

10. Elektromotor nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federschwenkebene etwa parallel zur Ebene des U-Querstegs (17) und senkrecht zur Längsachse (18) der Ankerwelle (3) verläuft.

11. Elektromotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30), insbesondere Getriebegehäuse, einen Hohlraum (31) mit rechteckigem Querschnitt aufweist, an dessen von der Ankerwelle (3) abgewandten Seite (32) der Gegenkeil (11) angeformt ist, und in dessen dazu senkrechte Wände je ein etwa mittig angeordneter Aufnahmeschlitz (33, 34) für die zugeordnete Feder (8, 9) mündet.

12. Elektromotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die freien Federenden (13, 14) an der Innenfläche eines Deckels (38) bzw. Gehäusedeckels abstützen.

13. Elektromotor, insbesondere Kleinmotor zum Antrieb eines Wischerarms einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einer beidendig gelagerten Ankerwelle (3), wobei eines der Wellenenden mittels eines federbelasteten, quer zur Wellenachse (18) zustellbaren, mit einem gehäusefesten Gegenkeil (11) zusammenwirkenden Spannkeils (6) axial belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkeil (12) mit einem die Feder (10) oder Federn und den Keil führend aufnehmenden Gehäuse (40) verbunden oder einstückig gefertigt ist, welches seinerseits einstückig mit einer Aufnahme (46) für eine Lagerschale (47) eines Kalottenlagers der Ankerwelle (3) hergestellt ist.

14. Elektromotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) für den Keil (7) im Motorgehäuse (41) oder dgl. gehalten bzw. befestigt ist.

15. Elektromotor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Ebene des Gegenkeils (12) quer verlaufende Fläche (42) des Gehäuses (40) einen etwa parallel zur Gegenkeilanlagefläche verlaufenden Führungsschlitz (43) für einen nach außen ragenden, mit dem Keil (7) verbundenen Betätigungsansatz (44) aufweist.