DE69737869T2

DE69737869T2 - Getriebemotor, insbesondere zum Antrieb von Zubehörteilen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE69737869T2
Application number: DE69737869T
Authority: DE
Inventors: Jerôme QUERE; Herve Laurandel
Original assignee: ArvinMeritor Light Vehicle Systems France SA
Current assignee: Inteva Products France SAS
Priority date: 1996-05-03
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: EP0964185B1; ES2218919T3; US6393929B1; EP0961053B1; EP0964185A3; EP0898666B1; DE69721523T2; DE69737869D1; EP0964185A2; DE69734070T2; EP0961052A2; DE69721523D1; DE69734070D1; EP0961053A3; WO1997043564A3; WO1997043564A2; EP0961052B1; DE69728692D1; JP2000510560A; AU2966897A

Description

Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilanmeldung der europäischen Patentanmeldung EP 0 898 666 (entspricht WO 9743564 ).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Getriebemotor insbesondere zum Antrieb von Fahrzeug-Zubehörteilen, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist. Ein derartiger Getriebemotor ist beispielsweise aus US 5027670 bekannt.
Die gegenwärtigen Untersetzungsgetriebegehäuse von Getriebemotoren umfassen die folgenden Teile: Zahnrad, Nabe, Lippendichtung, Deckel und Trommel aus Kunststoff zum Aufrollen eines Kabels beispielsweise eines Scheibenhebers oder Ritzel aus Sinterstahl und aufgeformte Kunststoffnabe. Diese Zwischennabe, die zwischen den Dämpfer und die Austrittstrommel eingesetzt ist, gestattet deren Antrieb durch den Dämpfer. Bei einer anderen bekannten Ausführung ist das Austrittsorgan ein Sinterritzel, auf das eine Nabe aufgeformt ist. Diese Nabe, die durch den Dämpfer angetrieben wird, gewährleistet den Antrieb des Austrittszahnrads.
Diese Strukturen umfassen eine relativ große Anzahl von Teilen, was relativ hohe Herstellungskosten mit sich bringt.
Ziel der Erfindung ist es, einen Getriebemotor zu schaffen, dessen Aufbau gegenüber den bekannten Getriebemotoren dank einer Reduzierung der Anzahl seiner Werkstücke vereinfacht ist und der infolgedessen niedrigere Herstellungskosten besitzt.
Erfindungsgemäß besitzt der Getriebemotor die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird, die mehrere nicht begrenzende Ausführungsbeispiele zeigt.
1 ist eine im Wesentlichen maßstabsgetreue auseinander gezogene Teilansicht einer Ausführungsform eines Getriebemotors und insbesondere seines Getriebegehäuses.
1A ist eine Ansicht in einem Teilschnitt nach der Linie 1A-1A von 1 einer Dichtung zwischen der Wand des Gehäuses und einem Flansch des Zahnrads.
2 ist eine Längsschnitt- und Seitenteilansicht eines Endes der Ankerwelle und der Gehäusewand in größerem Maßstab, die die Mittel zur automatischen Einstellung des axialen Spiels veranschaulicht.
3 ist eine Längsschnitt- und Teilseitenansicht in größerem Maßstab eines Endes der Ankerwelle und des Ständers, die eine Ausführungsform eines zwischen die Welle und den Ständer eingesetzten Rings veranschaulicht.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines das Austrittsorgan des erfindungsgemäßen Getriebemotors bildenden Ritzels.
5 eine Ansicht des Getriebemotors, der mit einer Vorrichtung zum automatischen Ausgleich des axialen Spiels seiner Wellenstrecke versehen ist, in einer Längsseitenansicht und in Teilschnitt.
6 zeigt in einem Teilschnitt in einem gegenüber 1 größeren Maßstab eine Ausführungsform der Mittel zur Einstellung des axialen Spiels zwischen dem Ende der Ankerwelle und der Wand des Gehäuses, wobei die Vorrichtung im Ruhezustand ist, bevor sie unter Last gesetzt wird.
7 ist ein Querschnitt gemäß 7/7 von 6.
8 ist eine 6 entsprechende Ansicht, die die Vorrichtung zum automatischen Ausgleich des axialen Spiels in ihrer Stellung ohne Last des für die Strecke zusammengesetzten Getriebemotors zeigt.
9 ist eine 8 entsprechende Ansicht, die die Vorrichtung in ihrer Stellung im Betrieb des Getriebemotors zeigt.
10 ist ein Diagramm, das die Änderung der von dem Gehäuse auf der Wellenstrecke des Getriebemotors entwickelten axialen Kraft in Abhängigkeit von der Kompression zeigt, die der Dämpfer von seiner Vorrichtung zum automatischen Spielausgleich erfährt.
Der in den 1 bis 4 dargestellte Getriebemotor ist insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugzubehörteilen wie elektrischen Scheibenhebern bestimmt.
Er umfasst einen Läufer (nicht dargestellt), der mit einer Ankerwelle versehen ist, von der man ein Ende 1 sieht (2), ein Getriebegehäuse 2, das ein Zahnrad 3 enthält, das auf einer zur Ankerwelle senkrechten Achse 4 montiert ist. Die Ankerwelle umfasst eine Schnecke (nicht dargestellt), mit der das Rad 3 in Eingriff ist. Der Getriebemotor umfasst ferner einen einstückigen Dämpfer 5, der im Inneren des Rads 3 untergebracht ist und konzentrisch zu dessen Nabe 6 montiert ist, die außerdem radiale Rippen 7 enthält, die in entsprechende radiale Nuten 8 des Dämpfers 5 aus Kunststoff, vorzugsweise Elastomer, eintreten. An den Rändern der Nuten 8 sind Abschrägungen 90 vorgesehen.
Der Dämpfer 5 ist auf mindestens einer seiner Seiten mit Mitteln zur Zentrierung in einem Hohlraum versehen, der zwischen dem Rad 3 und dem Austrittsorgan 11 abgegrenzt ist. Diese Mittel bestehen bei dem beschriebenen Beispiel aus Zapfen 98, die mit dem Rest des Dämpfers mitgeformt sind und auf seinen Seiten vorstehen.
Die Zapfen 98 gewährleisten die erwähnte Zentrierung und halten das Volumen frei, das zum Quellen des Dämpfers bei seiner Komprimierung erforderlich ist.
Schließlich umfasst das Getriebegehäuse 2 eine ringförmige Dichtung 9 und eine zum Dämpfer 5 und zum Rad 3 koaxiale Trommel 11. Diese Trommel ist dazu bestimmt, ein Kabel ins besondere für einen Kabel-Scheibenheber aufzunehmen, und bildet das Austrittsorgan des Getriebemotors. Die Dichtung 9 ist durch Aufformen beispielsweise auf einem Metallring 40 (1A) gebildet, der in das Getriebegehäuse 3 eingepresst ist. Die Dichtung 9 umfasst mindestens eine Lippe 9a, die auf einer ringförmigen Innenwand 12 des Zahnrads 3 in gleitender Auflage ist. Die ringförmige Wand 12 wird benötigt, da die Verbindung Rad 3 – Nabe 6 sich außerhalb von dieser befindet und nicht zwischen der Achse 4 und dem Rad 3 vorgesehen ist.
Gemäß einer Abwandlung kann die Dichtung auf dem Flansch befestigt sein und kann ihre Lippe auf der Wand des Gehäuses 3 gleiten.
Die ringförmige Innenwand 12 steht bezüglich der Verzahnung des Rads 3 in Längsrichtung in Richtung der Trommel 11 etwas vor. Die ringförmige Dichtung 9, die zwischen der ringförmigen Wand 12 und der Wand 13 des Gehäuses 2 angeordnet ist, gewährleistet auf diese Weise dessen Abdichtung, ohne den Zusatz eines Deckels zu erfordern.
Zu diesem Zweck kann die Dichtung 9 entweder mit der Wand 3 des Gehäuses 2 beispielsweise mit Hilfe von Lappen 14 zum elastischen Einklinken im Gehäuse fest verbunden sein und auf dem Umfang der ringförmigen Wand 12 in gleitender Auflage sein oder kann mit dieser ringförmigen Wand durch jedes geeignete Mittel, beispielsweise durch klemmende Montage in dem zwischen der ringförmigen Wand 12 und der Basis des Zahnrads 23 gelegenen Raum fest verbunden sein, wobei sie auf der Wand 13 des Gehäuses 2 in gleitender Auflage ist.
Die Trommel 11 ist mit Mitteln zur festen Verbindung mit dem Dämpfer 5 bezüglich Drehung versehen. Bei der dargestellten Ausführungsform bestehen diese Mittel aus Fingern 10 der Trommel 11, die in entsprechende radiale Nuten 8 eintreten. Die Nuten 8 können beispielsweise in der Anzahl von sechs vorgesehen sein, wobei drei von ihnen Finger 10 aufnehmen und drei von ihnen Rippen 7 aufnehmen. Dank dieser Anordnung kann die Zwischennabe aus Kunststoff der bisher verwendeten Getriebemotoren weggelassen werden, da der Dämpfer 5 die Trommel 11 direkt antreibt.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst der Getriebemotor ein Austrittsorgan 15, das aus einem Ritzel 16 besteht, das einstückig mit einer Nabe 17 (4) innerhalb der ringförmigen Wand 12 des Zahnrads 3 gebildet ist. Das Austrittsorgan 15 ist vorzugsweise aus Sinterstahl hergestellt. Die Nabe 17 ist mit Fingern 30 versehen, die in entsprechende Nuten 8 eintreten und die feste Verbindung des Organs 15 mit dem Dämpfer 5 bezüglich Drehung gestatten.
Der Getriebemotor ist mit Mitteln zur automatischen Einstellung des axialen Spiels zwischen dem Ende 1 der Ankerwelle und der Wand 18 des Gehäuses 2 versehen (2). Bei dem dargestellten Beispiel umfassen diese Stellmittel einen dämpfenden Anschlag 19 aus einem elastischen Material wie Kautschuk, der das an dieser Stelle von der Wand 18 begrenzte Volumen füllt, und eine Metallscheibe 21, die in den Anschlag 19 eingebettet ist. Genauer gesagt, ist die Scheibe 21 in der der Welle 1 zugewandten Seite des Anschlags 19 untergebracht, so dass die Oberfläche der Scheibe 21 mit der Querfläche des Anschlags 19 bündig ist.
Das Ende der Welle 1 ist mit einer Kapsel 22 aus Kunststoff versehen, die an der Scheibe 21 anliegt. Die von der Ankerwelle 1, ihrer Endkapsel 22, der Scheibe 21 und dem Dämpfer 19 gebildete Einheit ist in der Wand 18 mit einer leichten Vorspannung montiert, um das axiale Spiel der Welle 1 automatisch zu kompensieren.
Gemäß einem zusätzlichen Merkmal des Getriebemotors ist das dem Anschlag 19 entgegengesetzte Ende 23 der Ankerwelle in einem Wälzlagerring 24 montiert, der aus zwei radial abgestuften Teilen 25, 26 besteht.
Der erste Teil 25 hat einen Außendurchmesser, der gleich dem der inneren Wand des Stators 20 ist, an der er in Anlage ist, während sein Innendurchmesser d1 größer als der Durchmesser d der Welle 23 ist. Der zweite Teil 26 besitzt einen Innendurchmesser, der gleich demjenigen d der Welle 23 ist, an der er in Anlage ist, und einen Außendurchmesser d2, der kleiner als derjenige der inneren Wand des Ständers 20 ist.
Auf diese Weise werden ein ringförmiger Zwischenraum 27 zwischen dem Ende 23 der Ankerwelle und dem Teil 25 und ein anderer ringförmiger Zwischenraum 28 zwischen dem Teil 26 und dem Ständer 20 gebildet.
Dieser abgestufte Ring 24 verbessert die Steuerung des Spiels der Welle 23 beträchtlich, da sich auf seinem Teil 26, der mit der Welle 23 in Kontakt ist, der Durchmesser nicht ändern kann, da dieser Teil 26 von der Innenwand des Ständers 20 um den Zwischenraum 28 entfernt ist. Ihre Unregelmäßigkeiten übertragen sich also nur auf den Teil 25, auf den die Belastungen, denen der Teil 26 ausgesetzt ist, übertragen werden. Auf diese Weise werden die Schwingungen der Welle 23 beträchtlich verringert.
Der in 5 dargestellte Getriebemotor 100 ist insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugzubehörteilen wie elektrischen Scheibenhebern bestimmt.
Er umfasst im Inneren eines Gehäuses 200 einen Ständer 300, der durch elektrische Verbindungen 400 auf bekannte Weise versorgt werden kann, und einen Läufer 500, der mit einer Ankerwelle 600 versehen ist, deren Enden in Wälzlagern 700, 800 montiert sind. Diese Ankerwelle trägt eine Schnecke 900, die mit einem Zahnrad 110 in Eingriff ist, das ein Austrittsorgan 120 antreiben kann, das seinerseits das dem Getriebemotor zugeordnete Zubehörteil, beispielsweise einen Scheibenheber, ein Schiebedach, ...antreibt.
Das Ende 600a der Ankerwelle 600, das das Lager 700 durchquert, das in Nähe der Schnecke 900 gelegen ist, arbeitet mit einer Vorrichtung 120 zum automatischen Ausgleich des axialen Spiels zwischen dem Ende 600a und der Wand 130 des Getriebegehäuses 140 zusammen, um die von der Ankerwelle 600 während des Betriebs des Getriebemotors entwickelten axialen Kräfte F auszugleichen.
Bei der dargestellten Ausführungsform umfassen diese Einstellmittel einen Dämpfer 150 aus einem elastischen Werkstoff, wie einem Elastomer, der in einer Endaussparung 170 des Endes der Wand 130 des Gehäuses 140 mit einem radialen ringförmigen Spiel (6) angeordnet ist, und einen starren Anschlag 180, der zwischen das Ende 600a der Welle 600 und den Dämpfer 150 eingesetzt ist. Der starre Anschlag 180 besteht vorzugsweise aus Metall und bildet eine beispielsweise zylindrische Scheibe, die an der Stirnseite des Dämp fers 150 anliegt, der beispielsweise aus einem Zylinder aus verformbarem Werkstoff besteht. Der Anschlag 180 ist andererseits mit einer Endkapsel 190 in Kontakt, die am Ende 600a der Ankerwelle 600 befestigt ist. Der starre Anschlag 180 ist in dem Gehäuse 140 axial auf einem vorbestimmten Weg d beweglich, der dem axialen Spiel der Wellenstrecke zwischen ihrer Ruhestellung ohne Last (6) und ihrer Stellung unter Last bei Betrieb des Getriebemotors (9) entspricht. Der Weg d ist durch ein Sperrmittel begrenzt, das bei dem dargestellten Beispiel aus einer ringförmigen Querschulter 210 besteht, die in der Innenwand des Gehäuses 140 gegenüber dem Dämpfer 150 vorgesehen ist.
Der starre Anschlag 180 ist mit Mitteln zur Blockierung seiner Drehung um die Welle der Ankerwelle 600 versehen. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform bestehen diese Mittel aus zwei radial am Umfang des Anschlags 180 vorstehenden und diametral entgegengesetzten Lappen 220, die in entsprechende Einrastungen 230, die in der Innenwand 130 des Gehäuses 140 gebildet sind, eintreten. Diese Eirasturigen bilden Nuten 230, die sich in Längsrichtung bis zu der Querebene der Schulter 210 erstrecken, um das Gleiten der Lappen 220 in diesen Nuten 230 zu gestatten, wenn der Anschlag 180 den Weg d durchläuft.
Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung zum automatischen Ausgleich des axialen Spiels ist folgende:
Vor dem Zusammenbau der Wellenstrecke ist der Anschlag 180 um das Spiel d von der Schulter 210 entfernt (6). Nach Zusammenbau des Getriebemotors und ohne Last, in Ruhestellung, ist die Wellenstrecke 600 unter einer Vorkomprimierung mit einer Kraft F1, die von dem Maß d1 (8) abhängig ist, das kleiner als d ist. In dieser Stellung unter liegt der Dämpfer 150 einer Vorkompressionskraft beispielsweise zwischen 0 und 100 Newton, und das Spiel oder verbleibende Maß d1 ergibt sich aus der Stapelung der axialen Abmessungen der den Getriebemotor bildenden Elemente (Welle 600, Anschläge, Gehäuse 140, Joch usw.).
Das Maß oder Spiel d1 sowie das Spiel d sind in dem Diagramm von 10 dargestellt, das zeigt, dass die von der Ankerwelle 600 auf den Anschlag 180 und auf den Dämpfer 150 ausgeübte axiale Kraft F linear von F1 bis F2 zunimmt, d.h. bis der Anschlag 180 an der Querschulter 210 in Anschlag kommt. Die zu diesem Zeitpunkt auf den Anschlag 150 ausgeübte maximale Kraft F2 beträgt beispielsweise 100 Newton.
In dem Fall, in dem der Getriebemotor in Betrieb ist, wenn die axiale Kraft F auf der Wellenstrecke den vorbestimmten Wert F2 überschreitet, kommt der metallische Anschlag 180 also mit der Schulter 210 in Kontakt, die die Kompressionskraft auf den Dämpfer 150 auf den oben genannten Wert begrenzt.
Diese Begrenzung verhindert ein Fließen des elastischen Werkstoffs des Dämpfers 150 und damit seine Beschädigung durch axiale Kräfte, die höher als der Wert F2 sind, der erreicht wird, wenn der Anschlag 180 an der Schulter 210 in Anschlag kommt. Die von der Welle 600 entwickelten axialen Kräfte nehmen nun plötzlich zu (Diagramm von 10) und werden direkt auf die Schulter 210 und damit auf die Wand 130 des Gehäuses 140 übertragen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedene Varianten umfassen. So kann beispielsweise jedes Mittel zur Blockierung der Drehung des starren Anschlags 180 verwendet werden, wobei gegebenenfalls nur ein Lappen oder Vorsprung 220 verwendet werden kann.
Die Vorrichtung zum automatischen Ausgleich des axialen Spiels der Wellenstrecke ist von einer einfachen und infolgedessen weniger aufwendigen Ausführung, wobei sie gleichzeitig dank der Begrenzung der Kompressionskräfte auf den Dämpfer 150, die, wie oben dargelegt wurde, seine Beschädigung verhindert, eine lange Lebensdauer besitzt.
Gemäß einer Abwandlung kann die Dichtung 9 mehr als eine Lippe, beispielsweise zwei Lippen umfassen.
Die Ausführungsform, bei der das Austrittsorgan des Getriebemotors eine Trommel ist, gehört nicht zur Erfindung.

Claims

Getriebemotor insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugzubehörteilen, umfassend einen mit einer Ankerwelle (1, 23) versehenen Läufer, ein Untersetzungsgetriebegehäuse (2), das eine Schnecke, die mit einem einen Dämpfer (5) enthaltenden Zahnrad (3) in Eingriff ist, sowie Mittel zum Abdichten des Gehäuses enthält, und ein Austrittsorgan (15), das durch den Dämpfer in Drehung versetzt wird, wobei in diesem Getriebemotor die Mittel zum Abdichten eine ringförmige Wand (12) des Zahnrads (3) und eine zwischen dieser Wand (12) und der Wand (13) des Gehäuses angeordnete Dichtung (9) umfassen, die entweder mit dem Gehäuse fest verbunden ist und an der ringförmigen Wand in gleitender Anlage ist oder mit der ringförmigen Wand fest verbunden ist und an dem Gehäuse in gleitender Anlage ist, wobei die Abdichtung zwischen mindestens einer Lippe (9a) der Dichtung (9) und dieser ringförmigen Wand hergestellt ist, wobei das Austrittsorgan (15) mit Mitteln zur festen Verbindung mit dem Dämpfer bezüglich Drehung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsorgan (15) ein Zahnrad (16) ist, das mit einer Nabe (17) im Inneren des Zahnrads (3) einstückig ausgeführt ist, und die Nabe mit Fingern (30) versehen ist, die mit dem Dämpfer (5) zusammenwirken, um das Austrittsorgan mit dem Dämpfer bezüglich Drehung fest zu verbinden.
Getriebemotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (16) aus Sinterstahl besteht.