Titel: Elektromotor, insbesondere für eine Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeugs Title: Electric motor, in particular for a windshield wiper system of a motor vehicle
B E S C H R E I B U N GDESCRIPTION
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, insbesondere Kleinmotor, zum Antrieb wenigstens eines Wischerarms einer Scheibenwischanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einer drehbar gelagerten Ankerwelle, wobei eines der Wellenenden mittels eines federbelasteten Spannglieds axial beaufschlagt und die Feder als Schenkelfeder ausgebildet ist, und wobei außerdem der eine Federschenkel an einem Gehäuse gehalten ist, während der andere Federschenkel mit dem zumindest drehbar in diesem Gehäuse gelagerten Spannglied verbunden ist. Ein derartiger Elektromotor ist bspw. durch die
DE-OS 20 52 541 bekannt geworden. Das Spannglied besteht dort aus einer Stellschraube, deren inneres Ende unmittelbar an der Antriebswelle des Motors anliegt und die mit Hilfe der Schenkelfeder in Eindrehrichtung belastet ist. Durch das Eindrehen der Stellschraube wird das Axialspiel ausgeschaltet. Die Schraube muß relativ spielfrei im Muttergewinde verdrehbar sein. Dies führt zu einer entsprechenden Schwergängigkeit, was nur durch eine starke Feder kompensiert werden kann.The invention relates to an electric motor, in particular a small motor, for driving at least one wiper arm of a windshield wiper system of a motor vehicle, with a rotatably mounted armature shaft, one of the shaft ends being axially loaded by means of a spring-loaded tensioning member and the spring being designed as a leg spring, and also one Spring leg is held on a housing, while the other spring leg is connected to the at least rotatably mounted in this housing tendon. Such an electric motor is, for example DE-OS 20 52 541 become known. The tendon consists of an adjusting screw, the inner end of which rests directly on the drive shaft of the motor and which is loaded in the direction of rotation by means of the leg spring. The axial play is switched off by turning in the set screw. The screw must be able to be turned in the nut thread relatively without play. This leads to a corresponding stiffness, which can only be compensated for by a strong spring.
Es liegt infolgedessen die Aufgabe vor, einen Elektromotor der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß seine automatische Axialspielausschaltung relativ leichtgängig möglich ist.It is therefore the task of developing an electric motor of the type mentioned in such a way that its automatic end play can be switched off relatively easily.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsge äß vorgeschlagen, daß der Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Durch entsprechende Formgestaltung des Exzenters erreicht man, daß mittels eines relativ kleinen Drehwinkels eine große Axialbewegung erzeugt werden kann. Weil das Axialspiel eines solchen Elektromotors sich nur um verhältnismäßig kleine Beträge ändert, bedarf es keiner nennenswerten Drehung des Spannglieds. Die Außermittigkeit des Exzenters wird so gewählt, daß bei der Belastung des Ankers in axialer Richtung eine vollständige Selbsthemmung erreicht wird. Bei der Auslegung der Feder müssen die auftretenden Reibungsverluste berücksichtigt werden. Der
bauliche Aufwand ist nicht oder zumindest nicht nennenswert größer als bei der vorbekannten Konstruktion.To solve this problem it is proposed according to the invention that the electric motor is designed in accordance with the preamble of claim 1 in accordance with the characterizing part of this claim. Appropriate shape of the eccentric means that a large axial movement can be generated by means of a relatively small angle of rotation. Because the axial play of such an electric motor changes only by relatively small amounts, no significant rotation of the tendon is required. The eccentricity of the eccentric is chosen so that a complete self-locking is achieved when the armature is loaded in the axial direction. When designing the spring, the friction losses that occur must be taken into account. The construction effort is not, or at least not significantly, greater than with the previously known construction.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die geometrische Achse der Exzenter-Drehachse senkrecht zur geometrischen Achse der Ankerwelle verläuft. Damit greift der Exzenter bei entsprechender Form und bei dem üblichen auszuschaltenden Axialspiel im wesentlichen immer im Bereich der geometrischen Achse der Ankerwelle an.A further development of the invention provides that the geometric axis of the eccentric axis of rotation is perpendicular to the geometric axis of the armature shaft. With an appropriate shape and with the usual axial play to be switched off, the eccentric therefore essentially always engages in the area of the geometric axis of the armature shaft.
Eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 3. Sie ermöglicht die Vormontage der Feder an der Baugruppe aus Exzenter und Exzenter-Drehachse, wobei die Feder vor der Montage der ganzen Einheit bereits in notwendigem Maße gespannt ist. Weil sich die Federspannung nach außen hin aber nicht auswirken kann, läßt sich diese Einheit besonders leicht und problemlos montieren. Zum geeigneten Zeitpunkt wird die Feder bzw. ihr einer Federschenkel freigegeben, wodurch sich dann die Federkraft auswirken kann, und der Exzenter gegen das zugeordnete Wellenende der Ankerwelle gedrückt wird. Dieser Zeitpunkt und die örtlichen Gegebenheiten müssen selbstverständlich so gewählt werden, daß der freigegebene eine Federschenkel keine unkontrollierte Bewegung ausführen kann.A particularly preferred variant of the invention results from claim 3. It enables the spring to be preassembled on the assembly comprising the eccentric and the eccentric axis of rotation, the spring being already tensioned to the necessary extent before the assembly of the entire unit. Because the spring tension cannot have an effect on the outside, this unit can be installed particularly easily and easily. At the appropriate point in time, the spring or one of its spring legs is released, as a result of which the spring force can then have an effect and the eccentric is pressed against the associated shaft end of the armature shaft. This point in time and the local conditions must of course be chosen so that the released one spring leg can not perform an uncontrolled movement.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung entni mmt man Anspruch 4. Sie zeichnet sich besonders dadurch aus, daß sie
die Montage erleichtert und das Freigeben des einenAnother embodiment of the invention entni mmt claim 4. It is particularly characterized in that it the assembly easier and the release of one
Federschenkels während der Montage zum richtigen Zeitpunkt automatisch bewirkt. Der eine Federschenkel, der vorzugsweise in radialer Richtung über den Exzenter vorsteht, trifft während der Montagebewegung der genannten Einheit auf der in seinem Bewegungsbereich befindlichen Auftreffläche auf.Spring leg automatically caused during assembly at the right time. The one spring leg, which preferably projects beyond the eccentric in the radial direction, strikes the impact surface located in its range of motion during the assembly movement of the unit mentioned.
Infolgedessen kann er die restliche Montage-Einsteckbewegung nicht mehr ausführen. Die nunmehr zwangsläufig erfolgendeAs a result, he can no longer carry out the remaining assembly insertion movement. The now inevitable
Relativbewegung der Einheit gegenüber dem festgehaltenen einenRelative movement of the unit compared to the one captured
Federschenkel bewirkt dessen Freigabe von seiner Abstützkante oder -fläche. Wenn die Montage dieser Einheit in Bindung mit dem Aufsetzen eines Deckels erfolgt, so verhindert insbesondere letzterer, daß der freigegebene, unter entsprechender Spannung stehende, Federschenkel eine unkontrollierte Bewegung bspw. aus dem Gehäuse heraus durchführt.Spring leg causes it to be released from its support edge or surface. If the assembly of this unit takes place in connection with the placement of a cover, the latter in particular prevents the released spring leg, which is under corresponding tension, from performing an uncontrolled movement, for example, out of the housing.
Um beide Federschenkel vor der Montage der Einheit aus Exzenter, Exzenter-Drehachse und Feder sicher festzuhalten, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Elektromotor gemäß Anspruch 5 weitergebildet wird. Der Zeichnung entnimmt man, daß jeder Federschenkel einen, am freien Ende jeder Nutwandung angebrachten, nach innen ragenden Vorsprung hintergreift, wobei die beiden Vorsprünge gegeneinander gerichtet sind.
Die Konstruktion wird in sehr vorteilhafter Weise dann besonders einfach, wenn die Exzenter-Drehachse einstückig an das Gehäuse des Motors oder eines von diesem angetriebenen Getriebes angeformt ist. Als Material kommt bspw. Aluminiumdruckguß o.dgl. in Frage.In order to securely hold both spring legs before the assembly of the unit consisting of the eccentric, eccentric axis of rotation and spring, it is particularly advantageous if the electric motor is developed further. It can be seen from the drawing that each spring leg engages behind an inward projection, which is attached to the free end of each groove wall, the two projections being directed towards one another. The construction becomes particularly simple in a very advantageous manner if the eccentric axis of rotation is integrally formed on the housing of the motor or a gear driven by it. The material comes, for example, die-cast aluminum or the like. in question.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Spannglied wenigstens auf einer Seite durch ein auf die Exzenter-Drehachse aufgesetztes Sicherungsglied, insbesondere eine sog. Klemmbrille, gehalten ist. Diese wird auf den vorzugsweise im Querschnitt reduzierten Zapfen einfach aufgeschoben, bis sie an der zugeordneten Exzenterstirnfläche anliegt. Stattdessen kann man aber den Exzenter auch an einer zugeordneten Gehäusewand abstützen, wobei man dann zweckmäßigerweise ein axial vorstehendes Stützglied vorsieht, bspw. in Form eines außermittig angebrachten Abstützzapfens mit balligem Ende.In a further embodiment of the invention it is proposed that the tensioning member is held at least on one side by a securing member, in particular so-called clamping glasses, placed on the eccentric axis of rotation. This is simply pushed onto the pin, which is preferably reduced in cross-section, until it rests on the assigned eccentric end face. Instead, however, the eccentric can also be supported on an associated housing wall, in which case an axially protruding support member is then expediently provided, for example in the form of an off-center support pin with a spherical end.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsfor der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß auf das freie ballige Ende der Ankerwelle eine drehfest im Gehäuse gehaltene Kappe aufgesteckt ist und der Exzenter an der Außenfläche des Kappenbodens anliegt. Der Exzenter drückt in diesem Falle nicht unmittelbar auf die Ankerwelle, sondern indirekt unter Zwischenschaltung des Kappenbodens. Weil der Kappenboden eben und die Ankerwelle an ihrem anliegenden Ende ballig ist vermeidet man eine Zentrumsverschiebung, auch wenn der
Exzenter etwas außerhalb der geometrischen Mitte der insbesondere ebenen Kappenbodenaußenfläche angreift. Die Kappe besteht zweckmäßigerweise aus Kunststoff. Derartiges Material kann man auch für das Spannglied nehmen.A particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that a cap held in the housing in a rotationally fixed manner is fitted onto the free spherical end of the armature shaft and the eccentric abuts the outer surface of the cap base. In this case, the eccentric does not press directly on the armature shaft, but indirectly by interposing the cap base. Because the cap base is flat and the armature shaft is spherical at its adjacent end, a center shift is avoided, even if the Eccentric attacks somewhat outside the geometric center of the flat outer surface of the cap base. The cap expediently consists of plastic. Such material can also be used for the tendon.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor.Further refinements and advantages of the invention emerge from the claims and the description of an exemplary embodiment.
Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich bei einem gattungsgemäßen Elektromotor aus Anspruch 11. Dieser Elektromotor ist sehr kompakt und robust. Außerdem vermeidet diese Lösung generell eine Zentrumεverschiebung und darüber hinaus kann man sie so ausgestalten, daß eine automatisierte Fertigung möglich ist. Sie eignet sich auch zu einer gruppenweisen Vormontage des Lagerbereichs.Another solution to the problem arises in a generic electric motor from claim 11. This electric motor is very compact and robust. In addition, this solution generally avoids a center shift and, moreover, it can be designed in such a way that automated production is possible. It is also suitable for pre-assembly of the storage area in groups.
Die Wendelfläche und die Wendel-Gegenfläche übergreifen sich zunächst in U fangsrichtung über einen großen Bereich. Wenn sich das Axialspiel der Lagerwelle vergrößert, so wandert die Wendelfläche bzw. jede Wendelfläche entlang ihrer Wendel-Gegenfläche hoch, was zu einer axialen Verlagerung des Spannglieds gegen das zugeordnete Wellenende hin führt. Man kann die Wendelfläche und die mit gleicher Steigung versehene Wendel-Gegenfläche mit einer relativ großen Steigung versehen, so daß für eine AxialVerlagerung wiederum nur ein kurzer Drehwinkel erforderlich ist. Dadurch kann sich die Feder auch
r nur unwesentlich entspannen, so daß man innerhalb des üblichenThe spiral surface and the spiral counter surface initially overlap in the U direction over a large area. If the axial play of the bearing shaft increases, the helical surface or each helical surface moves up along its helical counter surface, which leads to an axial displacement of the tendon against the associated shaft end. The helical surface and the helical counter surface provided with the same pitch can be provided with a relatively large pitch, so that in turn only a short angle of rotation is required for axial displacement. This allows the spring to move r relax only insignificantly, so that one is within the usual
Bereichs quasi immer die volle Federkraft für dieArea almost always the full spring force for the
Axialspielausschaltung zur Verfügung hat. Andererseits darf die Steigung hier nur so groß sein, daß stets eine vollständige Selbsthemmung gewährleistet ist.Axial clearance cut-out is available. On the other hand, the gradient here may only be so great that complete self-locking is always guaranteed.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 12. Die Verwendung der Pilzform für das Spannglied hat verschiedene Vorteile. Bspw. die geschützte Unterbringung der Feder und andererseits eine einfache Spann- und Montagemöglichkeit. Zweckmäßigerweise wählt man das Material des Spannglieds weicher als das der Ankerwelle, so daß letztere im Laufe der Zeit in das Spannglied etwas einlaufen kann. Das Spannglied wird aber automatisch jeweils um den notwendigen Betrag axial nachgestellt.A further embodiment of the invention results from claim 12. The use of the mushroom shape for the tendon has various advantages. E.g. the protected accommodation of the spring and on the other hand an easy clamping and mounting option. The material of the tendon is expediently chosen to be softer than that of the armature shaft, so that the latter can run into the tendon over time. The tendon is however automatically axially adjusted by the necessary amount.
Eine besonders bevorzugte Variante ergibt sich aus Anspruch 15. Sie ermöglicht nämlich die problemlose Montage bzw. gruppenweise Vormontage. Nach dem Einsetzen der Feder und des Spannglieds in die zugeordnete Aufnahme des Gehäuses wird die Feder durch Drehen des Spannglieds gespannt, sobald beide Federenden unverdrehbar gehalten sind. Dabei wandert dann die Wendelfläche des Spannglieds entlang der gehäusefesten Wendel-Gegenfläche im Sinne einer Entfernung des Pilzkopfes • von der Ankerwelle nach unten. Wenn die Feder maximal gespannt ist, tritt der Widerhaken aus dem achsfernen Ende der Bohrung aus. Nunmehr kann sich die federelastische Kraft der ihn
tragenden Zunge auswirken, wodurch er radial nach außen verschwenkt wird. Er übergreift dabei eine stirnseitigeA particularly preferred variant results from claim 15. It enables problem-free assembly or pre-assembly in groups. After inserting the spring and the tendon into the associated receptacle of the housing, the spring is tensioned by rotating the tendon as soon as both spring ends are held non-rotatably. In this case, then the helical surface of the tensioning member fixed to the housing travels along the helical opposite surface in terms of a distance of the mushroom head of the armature shaft • downward. When the spring is fully tensioned, the barb comes out of the end of the hole away from the axis. Now the resilient force of him impact tongue, which is pivoted radially outwards. It overlaps one end
Endfläche des Gehäuses, auf der er sich unter Wirkung derEnd surface of the housing on which it acts under the effect of
Feder abstützen kann. Um ein Drehen sicher zu vermeiden, kann man an dieser äußeren axialen Stirnfläche des Gehäuses noch einen axial vorstehenden Anschlag anbringen. Andererseits wird aber ein Zurückdrehen des Spannglieds allein schon durch dieCan support spring. In order to reliably prevent rotation, an axially protruding stop can be attached to this outer axial end face of the housing. On the other hand, however, a turning back of the tendon is already by the
Verrastung mit der Stirnkante vermieden.Avoid locking with the front edge.
Nach dem Zusammenbau des Motors kann man mit einem geeigneten Werkzeug in radialer Richtung auf den Haken einwirken, wodurch dann die ihn tragende Zunge in die entsprechende Aufnahme des Spanngliedschaftes tritt. Nunmehr kann sich die Federkraft unverzüglich auswirken und infolgedessen führt das Spannglied eine Drehbewegung durch, so daß sich der Pilzkopf an das zugeordnete ballige Ende der Ankerwelle anlegen kann.After the motor has been assembled, a suitable tool can be used to act on the hook in the radial direction, as a result of which the tongue carrying it then enters the corresponding receptacle of the tendon shaft. The spring force can now have an immediate effect and, as a result, the tendon carries out a rotary movement so that the mushroom head can rest against the associated spherical end of the armature shaft.
Damit sich die federelastische Zunge auch in der Arbeitsstellung des Spannglieds entspannen und problemlos im Gehäuse drehen kann, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Bohrung für den Schaft des Spannglieds im äußeren Bereich absatzartig erweitert ist, zur Aufnahme des ausgerasteten Widerhakens. Wenn das Spannglied insgesamt weniger als eine Umdrehung durchführt reicht es aus, wenn man anstelle einer absatzartigen sich über 360° erstreckenden Erweiterung der Bohrung nur eine entsprechende Tasche vorsieht, die sich über den tatsächlichen Drehwinkel erstreckt.
3 Um das Spannglied in die gesicherte Spannlage bringen zu können ist es sehr vorteilhaft, daß es gemäß Anspruch 17 ausgebildet ist. Die beiden darin erwähnten Sacklöcher liegen vorzugsweise auf einem gemeinsamen Teilkreis. Sie ermöglichen das automatische Montieren mit einem Werkzeug, welches nur in einer genau definierten Zuordnung zum Spannglied an letzteres angesetzt werden kann. Die Wendel-Gegenflächen sind in sehr zweckmäßiger Weise gemäß Anspruch 18 an das Gehäuse oder einenSo that the resilient tongue can relax in the working position of the tendon and rotate easily in the housing, it is proposed in a further development of the invention that the bore for the shaft of the tendon in the outer region is extended in a step-wise manner to accommodate the disengaged barb. If the tendon makes a total of less than one revolution, it is sufficient if instead of a shoulder-like widening of the bore extending over 360 °, only a corresponding pocket is provided which extends over the actual angle of rotation. 3 In order to bring the tendon in the secured clamping position, it is very advantageous that it is designed according to claim 17. The two blind holes mentioned therein preferably lie on a common pitch circle. They enable automatic assembly with a tool that can only be attached to the tendon in a precisely defined assignment to the tendon. The helical counter surfaces are in a very useful manner according to claim 18 to the housing or a
Gehäusedeckel einstückig angeformt.Housing cover molded in one piece.
Eine wichtige Eigenschaft aller Varianten besteht darin, daß stets ein zentrischer Anlauf des Ankers gewährleistet ist.An important feature of all variants is that the anchor always starts centrically.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Hierbei stellen dar:The invention is explained below with reference to the drawing. The drawing shows two embodiments of the invention. Here represent:
Figur 1 in einer abgebrochenen Seitenansicht dieFigure 1 in a broken side view
Ankerwelle mit zugeordneter Einrichtung zur Axialspielausschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform;Armature shaft with associated device for axial clearance switching according to a first embodiment;
Figur 2 einen Längsschnitt durch das Spannglied und die Spannfeder der Figur 1FIG. 2 shows a longitudinal section through the tendon and the tension spring of FIG. 1
Figur 3 eine Ansicht der Figur 2 in Pfeilrichtung A, jedoch ohne die Gehäusewand;
loFigure 3 is a view of Figure 2 in the direction of arrow A, but without the housing wall; lo
Figur 4 eine der Figur 2 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform des Spannglieds;Figure 4 is a representation corresponding to Figure 2 of another embodiment of the tendon;
Figur 5 einen Längsmittelschnitt durch eirtenFigure 5 shows a longitudinal central section through Eirten
Motorgehäusedeckel mit Lager und Vorrichtung zur Axialspielausschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;Motor housing cover with bearing and device for eliminating axial play according to a second embodiment of the invention;
Figur 6 den losen Gehäusedeckel in einer Darstellung gemäß Figur 5;FIG. 6 shows the loose housing cover in a representation according to FIG. 5;
Figur 7 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des Spannglieds der Figur 5 in etwas vergrößerter Darstellung;Figure 7 is a partially cut-away side view of the tendon of Figure 5 in a somewhat enlarged representation;
Figur 8 eine Ansicht der Figur 7 von unten;Figure 8 is a bottom view of Figure 7;
Figur 9 eine Ansicht der Figur 8 in Pfeilrichtung B;Figure 9 is a view of Figure 8 in the direction of arrow B;
Figur 10 in verkleinertem Maßstab eine Draufsicht auf das Spannglied der Figur 7;FIG. 10 shows a plan view on a reduced scale of the tendon of FIG. 7;
Figur 11 einen abgebrochenen Schnitt durch dieFigure 11 is a broken section through the
Exzenter-Drehachse einer weiteren Variante der Erfindung, die mit derjenigen nach den Figuren 1 bis 3 vergleichbar ist;
IIEccentric axis of rotation of a further variant of the invention, which is comparable to that according to Figures 1 to 3; II
Figur 12 eine Ansicht des Exzenters der Figur 11 inFigure 12 is a view of the eccentric of Figure 11 in
Pfeilrichtung C gesehen.Seen arrow direction C.
Der nicht näher dargestellte Elektromotor ist vorzugsweise ein Gleichstrom-Kleinmotor, wie man ihn zum Antrieb wenigstens eines Wischerarms einer Scheibenwischeranlage eines Kraftfahrzeugs benutzt. Weil er als solcher bekannt ist, wird auf eine detailliertere Darstellung und Beschreibung verzichtet. Der Motor treibt die den Wischerarm tragende Welle nicht unmittelbar an, vielmehr ist ein bekanntes Getriebe zwischengeschaltet. Die Ankerwelle 1 ist am gezeichneten Wellenende im Querschnitt reduziert, wodurch ein Zapfen 2 mit vorzugsweise balligem oder halbkugelförmigem Ende entsteht. Bei solchen Elektromotoren ist ein Axialspiel unvermeidlich und dies kann sich im Verlaufe der Zeit durchaus vergrößern. Besondere Belastungen treten bei einer Scheibenwischanlage dadurch auf, daß die Wischerwelle eine hin- und hergehende Drehbewegung ausführt. Dieses Axialspiel ist grundsätzlich unerwünscht und es muß infolgedessen ausgeschaltet werden. Dies gilt nicht nur für den neuen Motor, vielmehr auch für den schon längere Zeit laufenden, d.h. es ist eine ständige Nachstellung der Vorrichtung zur Ausschaltung des Axialspiels notwendig.The electric motor, not shown, is preferably a small DC motor, as used to drive at least one wiper arm of a windshield wiper system of a motor vehicle. Because it is known as such, a more detailed description and description is omitted. The motor does not drive the shaft carrying the wiper arm directly, rather a known gear is interposed. The armature shaft 1 is reduced in cross section at the drawn shaft end, which results in a pin 2 with a preferably spherical or hemispherical end. With such electric motors, axial play is inevitable and this can certainly increase over time. Special loads occur in a windshield wiper system in that the wiper shaft executes a reciprocating rotary movement. This axial play is fundamentally undesirable and it must therefore be switched off. This applies not only to the new engine, but also to the engine that has been running for a long time, i.e. a constant readjustment of the device for switching off the axial play is necessary.
Ein wesentliches Element dieser Vorrichtung ist ein drehbar gelagertes Spannglied 3, welches beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 nicht unmittelbar mit dem Wellenende bzw. dem Zapfen 2An essential element of this device is a rotatably mounted tendon 3, which in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is not directly connected to the shaft end or the pin 2
TZBLATT
zusammenwirkt, sondern unter Zwischenschaltung einer Kappe 4.TZBLATT interacts, but with the interposition of a cap 4.
Diese besitzt eine zentrische Sackbohrung 5, an deren Grund das ballige Ankerwellenende anliegt. Der Kappenboden ist verhältnismäßig dickwandig. An seiner Außenseite 6 liegt derThis has a central blind hole 5, at the bottom of which lies the spherical armature shaft end. The cap base is relatively thick-walled. On its outside 6 is the
Mantel 7 (Figur 2) des beim ersten Ausführungsbeispiel alsSheath 7 (Figure 2) as in the first embodiment
Exzenter ausgebildeten Spannglieds 3 an. In Figur 1 ist eineEccentrically designed tendon 3. In Figure 1 is one
Ausgangslage mit durchgehenden Linien und eine Arbeitslage desStarting position with continuous lines and a working position of the
Spannglieds 3 sowie des zugeordneten Kappenendes mit gestrichelten Linien gezeichnet. Obwohl in der Ausgangslage und beliebigen Zwischenstellungen zwischen den beiden gezeichneten Lagen der Exzenter nicht genau zentrisch an derTendon 3 and the associated cap end drawn with dashed lines. Although in the starting position and any intermediate positions between the two positions shown, the eccentric is not exactly centered on the
Außenseite 6 anliegt, ergibt sich keine Zentrumsverschiebung, weil das ballige Ankerwellenende zentrisch am Grund derOutside 6 rests, there is no center shift, because the spherical armature shaft end centrally at the bottom of the
Sackbohrung 5 anliegt. Die Kappe 4 befindet sich beimBlind hole 5 is present. The cap 4 is at
Ausführungsbeispiel der Figur 1 in einer Bohrung 8 eines nur schematisch angedeuteten Gehäuses 9, wobei es sich um dasEmbodiment of Figure 1 in a bore 8 of a housing 9 indicated only schematically, which is the
Motor- oder Getriebegehäuse handeln kann. Um ein Drehen derMotor or gearbox can act. To turn the
Kappe 4 in dieser Bohrung zu vermeiden kann man, sofern dieYou can avoid cap 4 in this hole, provided that
Reibung allein nicht ausreicht, an der Kappe 4 außen eineFriction alone is not sufficient, on the outside of the cap 4
Längsnut 10 anbringen, in welche ein gehäusefester Keil 11 eingreift. Diese drehfeste Verbindung läßt die notwendigeMake the longitudinal groove 10 into which a wedge 11 fixed to the housing engages. This non-rotatable connection leaves the necessary
Axialbewegung in Pfeilrichtung 12 zu. Das Spannglied 3 bzw. der Exzenter steht unter der ständigen Spannung einer Feder, wobei es sich bei allen Ausführungsbeispielen um eineAxial movement in the direction of arrow 12. The tendon 3 or the eccentric is under the constant tension of a spring, which is a in all embodiments
Schenkelfeder 13 handelt. Diese umgibt gemäß Figur 2 dieLeg spring 13 acts. According to FIG. 2, this surrounds the
Exzenter-Drehachse 14 konzentrisch. Gemäß Figur 1 verläuft dieEccentric axis of rotation 14 concentric. According to Figure 1, the
Drehachse 14 senkrecht zur geometrischen Achse 15 der
Ankerwelle 1. In bevorzugter Weise schneidet dabei die geometrische Achse 16 der Exzenter-Drehachse 14 die geometrische Achse 15 der Ankerwelle 1. Im übrigen durchsetzt letztere bei der Variante gemäß Figur 2 eine Bohrung 17 des Spannglieds 3 bzw. Exzenters. Letzterer kann aus Kunststoff hergestellt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel bildet der Außenmantel 7 eine geschlossene Fläche ohne Unstetigkeitsstelle. Es sind ohne weiteres auch andere Nockenformen möglich.Axis of rotation 14 perpendicular to the geometric axis 15 of the Armature shaft 1. In this case, the geometric axis 16 of the eccentric axis of rotation 14 intersects the geometric axis 15 of the armature shaft 1. In the variant according to FIG. 2, the latter also penetrates a bore 17 in the tendon 3 or eccentric. The latter can be made of plastic. In this embodiment, the outer jacket 7 forms a closed surface without a discontinuity. Other cam shapes are also readily possible.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist die Exzenter-Drehachse 14 einstückig mit einer Wand des Getriebegehäuses 18 hergestellt. Letzteres kann von bekannter Bauart sein, weswegen auf eine detailliertere Darstellung verzichtet werden kann. Selbstverständlich kann man die Exzenter-Drehachse 14 auch separat herstellen und an der Gehäusewand des Getriebes oder ggf. auch des Motors in bekannter Weise befestigen. Die einstückige Fertigung ist bei Verwendung von Spritzguß aber die preiswerteste und damit die vorteilhafteste Möglichkeit. Auf einen Endzapfen 19 der Exzenter-Drehachse 14 ist ein bekanntes Sicherungselement, insbesondere eine sogenannte Klemmbrille 20, aufgeschoben. Denkbar ist auch jedes andere bekannte Sicherungselement. Andererseits ist aber ein solches nicht unbedingt notwendig, wie das Ausführungsbeispiel der Figur 4 zeigt. Dort trägt nämlich das Spannglied bzw. der Exzenter an seiner von der Schenkelfeder 13 entfernten Stirnfläche ein Abstützglied 21,
insbesondere einen angeformten Zapfen mit balligem Ende. Dieser kann sich dann gemäß Figur 4 an der Innenseite, bspw. eines Gehäusedeckels 22, abstützen. Auch dieser ist von bekannter Bauart und infolgedessen dort nicht näher dargestellt.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the eccentric axis of rotation 14 is produced in one piece with a wall of the gear housing 18. The latter can be of a known type, which is why a more detailed description can be dispensed with. Of course, the eccentric axis of rotation 14 can also be produced separately and fastened to the housing wall of the transmission or possibly also of the motor in a known manner. The one-piece production is the cheapest and therefore the most advantageous option when using injection molding. A known securing element, in particular so-called clamping glasses 20, is pushed onto an end pin 19 of the eccentric axis of rotation 14. Any other known securing element is also conceivable. On the other hand, however, such is not absolutely necessary, as the exemplary embodiment in FIG. 4 shows. There the tensioning member or the eccentric carries a support member 21 on its end face remote from the leg spring 13, in particular a molded pin with a spherical end. This can then be supported according to FIG. 4 on the inside, for example of a housing cover 22. This is also of a known type and is therefore not shown in detail there.
Selbstverständlich kann die Abstützung an einem Deckel auch in anderer Weise erfolgen, insbesondere bei angeformter Exzenter-Drehachse.Of course, the support on a cover can also take place in a different way, in particular when the eccentric axis of rotation is integrally formed.
Gemäß Figur 2 stützt sich das gegenüberliegende Ende des Spannglieds 3 direkt oder indirekt am Getriebegehäuse 18 ab. Es kann sich insoweit um einen rohrför igen Ansatz 23 handeln. Seine Innenwandung bildet zusammen mit der Exzenter-Drehachse 14 eine axial offene Ringnut 24 (Figur 2), welche die Windungen der Schenkelfeder 13 aufnimmt. Sie ist in axialer Richtung randoffen, damit die Ringfeder eingesetzt werden kann. Außerdem mündet in diese Ringnut ein Radialschlitz 25 zur Aufnahme des exzenterseitigen Federschenkels 26. Er kann diesen Radialschlitz gemäß Figur 2 nach außen hin überragen. Ein weiterer in axialer Richtung allerdings kürzerer Radialschlitz 27 ermöglicht den Durchtritt des gehäuseseitigen Federschenkels 28. Dieser ist vorzugsweise abgewinkelt. Er greift in einen entsprechend radial randoffenen Schlitz 29 des Gehäuses 18 ein.According to Figure 2, the opposite end of the tendon 3 is supported directly or indirectly on the gear housing 18. In this respect, it can be a tubular approach 23. Its inner wall, together with the eccentric axis of rotation 14, forms an axially open annular groove 24 (FIG. 2), which receives the turns of the leg spring 13. It is open at the edge in the axial direction so that the ring spring can be used. In addition, a radial slot 25 opens into this annular groove for receiving the eccentric spring leg 26. It can project beyond this radial slot according to FIG. 2. Another radial slot 27, which is, however, shorter in the axial direction, enables the spring leg 28 on the housing side to pass through. This is preferably angled. It engages in a corresponding radially open slot 29 of the housing 18.
Wenn man das Spannglied entgegen dem Pfeil 30 (Figur 3) dreht, so führt dies zu einem Spannen der Feder. Läßt man das
IS" Spannglied anschließend los, so will es sich in PteilrichtungIf you turn the tendon against arrow 30 (Figure 3), this leads to a tensioning of the spring. If you leave that IS " tendon then go off, so it is in the direction of the part
30 zurückdrehen. Dies ist aber gemäß Figur 1 nur soweit möglich, als dies das Axialspiel der Ankerwelle 1 zuläßt. Die verbleibende Federspannung sorgt dafür, daß sich die30 turn back. According to FIG. 1, however, this is only possible to the extent that the axial play of the armature shaft 1 permits this. The remaining spring tension ensures that the
Ankerwelle 1 bei entsprechender Belastung in Pfeilrichtung 31 nicht verschieben kann.Armature shaft 1 can not move in the direction of arrow 31 with a corresponding load.
Das Ausführungsbeispiel der Figuren 5 bis 10 verwendet ein andersartiges Spannglied 32. Es hat eine im wesentlichen pilzförmige Gestalt. Dabei liegt die Außenfläche 33 des Pilzkopfes 34 am balligen Ende 35 der Ankerwelle 1 an. In Figur 5 ist das eine der beiden Ankerwellenlager im Schnitt zu sehen, nämlich das Lager 36. Es ist, ebenso wie das andere Ankerwellenlager, in bevorzugter Weise als Kalottenlager ausgebildet. Die Windungen der Schenkelfeder 13 umfassen den Schaft 37 des Spannglieds 32 konzentrisch. Die Feder übt wiederum ein Drehmoment auf das Spannglied 32 aus. In Verbindung mit wenigstens einer beim Ausführungsbeispiel aber zweier um 180° versetzter, unmittelbar jeweils aneinander anschließender Wendelflächen 38 und 39 (Figur 7), kann man aus diesem Drehmoment die axiale Zustellbewegung des Spannglieds 32 gegen das ballige Ankerwellenende 35 erreichen. Die Wendelflächen 38 und 39 wirken mit zwei gleichartigen Wendel-Gegenflächen 40 und 41 des Gehäuses zusammen, wobei es sich beim Ausführungsbeispiel um Wendelflächen an einem Motor-Gehäusedeckel 42 handelt, der mittels vier Verrastzungen verrastend mit dem offenen Gehäuseende des Motorgehäuses
verbunden werden kann. Dabei ist die Drehrichtung des Motors so gewählt, daß Reaktionskräfte im Sinne des Pfeils 44 wirken und somit diese Rastverbindungen nicht belastet werden.The embodiment of Figures 5 to 10 uses a different type of tendon 32. It has an essentially mushroom-shaped shape. The outer surface 33 of the mushroom head 34 abuts the crowned end 35 of the armature shaft 1. FIG. 5 shows one of the two armature shaft bearings in section, namely the bearing 36. Like the other armature shaft bearing, it is preferably designed as a spherical bearing. The turns of the leg spring 13 concentrically surround the shaft 37 of the tendon 32. The spring in turn exerts a torque on the tendon 32. In conjunction with at least one in the exemplary embodiment but two helical surfaces 38 and 39 which are offset by 180 ° and are directly adjacent to one another (FIG. 7), the axial feed movement of the tensioning member 32 against the spherical armature shaft end 35 can be achieved from this torque. The helical surfaces 38 and 39 interact with two similar helical counter surfaces 40 and 41 of the housing, the helical surfaces in the exemplary embodiment being on a motor housing cover 42, which engages with the open housing end of the motor housing by means of four latching tongues can be connected. The direction of rotation of the motor is selected so that reaction forces act in the direction of arrow 44 and thus these locking connections are not loaded.
Gemäß bspw. Figuren 8 und 9 greift der spanngliedseitige Federschenkel 45 in eine axial randoffene radiale Aufnahmenut 46 an der PilzkopfUnterseite ein. Figur 7 entnimmt man, daß das eine Federende 47 in eine axial randoffene Ringnut 48 an der PilzkopfUnterseite eingeschoben ist. Desweiteren ergibt sich aus dieser Figur, daß der andere Federschenkel 49 über die Windungen der Feder vorsteht. Er greift in einen axial randoffenen Radialschlitz 50 des Gehäuses oder genauer gesagt beim Ausführungsbeispiel des Motor-Gehäusedeckels 42 ein. Der Radialschlitz 50 ist in Figur 6 in Drehrichtung versetzt gezeichnet.According to FIGS. 8 and 9, for example, the spring leg 45 on the tendon side engages in an axially open radial receiving groove 46 on the underside of the mushroom head. Figure 7 shows that the one spring end 47 is inserted into an axially open annular groove 48 on the underside of the mushroom head. Furthermore, it follows from this figure that the other spring leg 49 protrudes over the turns of the spring. It engages in an axially open radial slot 50 of the housing or more precisely in the embodiment of the motor housing cover 42. The radial slot 50 is shown offset in the direction of rotation in Figure 6.
Wenn man also das Spannglied 32 in Pfeilrichtung 51 (Figur 8) dreht, so führt dies wegen des Festhaltens des Federschenkels 49 im Deckel 42 zu einem Spannen der Feder 13. Dieses Drehen wird dadurch möglich, daß sich an der Außenfläche 52 des Pilzkopfs 34 zwei Sacklochbohrungen 53 und 54, vorzugsweise unterschiedlichen Durchmessers befinden, in welche man entsprechende Zapfen eines Dreh- und Spannwerkzeugs einstecken kann. Lediglich der Ordnung halber wird an dieser Stelle noch nachgetragen, daß die Ankerwelle und der Schaft 37 des Spannglieds 32 koaxial zueinander angeordnet sind, also eine gemeinsame geometrische Achse 55 haben.
Der Schaft 37 des Spannglieds 32 ist in einer Gehäusebohrung 56 dreh- und schiebbar gelagert, die seinem Durchmesser entspricht. Diese Bohrung 56 ist auch nach außen hin offen, d.h. als Durchgangsbohrung ausgebildet. Am freien Schaftende befindet sich ein Widerhaken 57, der an das freie Ende einer eindrückbaren Zunge 58 angeformt ist. Diese Zunge ist einstückig mit dem Schaft 37 hergestellt. Damit sie federelastisch ausweichen kann besitzt der Schaft in diesem Bereich einen Aufnahmeschlitz 59. Gemäß Figur 5 kann der Widerhaken 57 den stirnseitigen Außenrand 60 der Gehäusebohrung 56 verrastend übergreifen. Dies ist allerdings nur in der nahezu tiefsten Einstecklage des Schaftes 37 möglich. Dabei ist dann die Feder 13 fast maximal gespannt. Außerdem übergreifen sich dabei die Wendelflächen 38 und 39 und die Wendel-Gegenflächen 40 und 41 nahezu maximal. Zur Verhinderung einer Rückdrehbewegung ist am Außenrand 60 noch ein Vorsprung 61 angeformt, gegen den der Widerhaken 57 unter Wirkung der Feder 13 drückt und der beim Eindrehen des Spannglieds 32 in der tiefsten Einstecklage des Schaftes 37 mit Hilfe einer Anlaufschräge 70 von den Widerhaken 57 überwunden wird.If one turns the tensioning member 32 in the direction of arrow 51 (FIG. 8), this leads to a tensioning of the spring 13 because of the retention of the spring leg 49 in the cover 42. This turning is made possible by the fact that there are two on the outer surface 52 of the mushroom head 34 Blind holes 53 and 54 are located, preferably of different diameters, into which corresponding pins of a turning and clamping tool can be inserted. Only for the sake of order, it is added at this point that the armature shaft and the shaft 37 of the tendon 32 are arranged coaxially to one another, that is to say they have a common geometric axis 55. The shaft 37 of the tendon 32 is rotatably and slidably mounted in a housing bore 56, which corresponds to its diameter. This bore 56 is also open to the outside, ie it is designed as a through bore. At the free shaft end there is a barb 57, which is molded onto the free end of a tongue 58 which can be pressed in. This tongue is made in one piece with the shaft 37. In order for it to be able to yield in a resilient manner, the shaft has a receiving slot 59 in this area. According to FIG. However, this is only possible in the almost lowest insertion position of the shaft 37. The spring 13 is then almost fully tensioned. In addition, the helical surfaces 38 and 39 and the helical counter surfaces 40 and 41 overlap almost at a maximum. To prevent a return movement, a projection 61 is formed on the outer edge 60, against which the barb 57 presses under the action of the spring 13 and which is overcome by the barb 57 when the tension member 32 is screwed in in the deepest insertion position of the shaft 37 with the aid of a bevel 70 .
Gemäß Figur 6 ist die Bohrung 56 für den Schaft 37 des Spannglieds 32 nach außen hin absatzartig erweitert. Diese Erweiterung 62 ermöglicht die Drehung des~~Widerhakens 57, wenn dieser mit dem stirnseitigen Außenrand 60 nicht verrastet ist. Dies ist im normalen Betrieb der Fall. Die Verraststellung der
Figur 5 ist eine Montagestellung, welche den Zusammenbau des Motors vereinfacht.According to FIG. 6, the bore 56 for the shaft 37 of the tendon 32 is widened outward in a step-like manner. This extension 62 allows the rotation of the ~~ barb 57 when the latter is not locked with the front-side outer edge of the 60th This is the case in normal operation. The locking position of the Figure 5 is an assembly position which simplifies the assembly of the motor.
Die Figuren 11 und 12 zeigen eine Variante, die derjenigen nach den Figuren 1 bis 4 ähnlich ist. Im Gegensatz zu letzterer ist aber in Figur 11 das wiederum als Exzenter ausgebildete Spannglied 3 drehtest mit der Exzenter-Drehachse 14 verbunden, insbesondere einstückig damit hergestellt. Es findet gleichfalls eine Schenkelfeder 13 Verwendung. Diese ist auf das Drehachsende 63 aufgeschoben. Letzteres kann gemäß Figur 11 absatzartig im Querschnitt reduziert sein, wobei der dünnere Teil in eine Bohrung 64 eines Deckels 65 eingreift. Das andere Drehachsende 66 greift in eine Gehäusebohrung 67 ein.Figures 11 and 12 show a variant that is similar to that of Figures 1 to 4. In contrast to the latter, in FIG. 11 the tension member 3, which in turn is designed as an eccentric, is connected to the eccentric axis of rotation 14, in particular manufactured in one piece therewith. A leg spring 13 is also used. This is pushed onto the rotary axis end 63. The latter can be reduced in cross-section in accordance with FIG. 11, the thinner part engaging in a bore 64 of a cover 65. The other rotary axis end 66 engages in a housing bore 67.
Die Schenkelfeder 13 kann in sehr vorteilhafter Weise vormontiert werden. Sie besitzt ähnlich wie in Figur 3 zwei Federschenkel 26 bzw. 2S, die in der vormontierten Stellung vorzugsweise parallel zueinander verlaufen (Figur 12). Die Feder 13 ist dabei voll gespannt. Diese Spannung kann allerdings nur dadurch aufrecht erhalten werden, daß die beiden Federschenkel 26 und 28 an zugeordneten Abstützflächen 68 bzw. 69 des Spannglieds 3 anliegen. Sie werden durch die seitlichen Wandungen einer randoffenen Nut 71 gebildet. Diese befindet sich beim Ausführungsbeispiel an einem in axi aler Richtung vorstehenden Ansatz 72 des Spannglieds 3. Bevorzugterweise ist die randoffene Nut 71 an ihrem freien, gegen den Deckel 65 weisenden Ende verengt, so.daß also beide
J9The leg spring 13 can be preassembled in a very advantageous manner. Similar to FIG. 3, it has two spring legs 26 or 2S, which preferably run parallel to one another in the preassembled position (FIG. 12). The spring 13 is fully tensioned. However, this tension can only be maintained by the fact that the two spring legs 26 and 28 abut associated support surfaces 68 and 69 of the tendon 3. They are formed by the side walls of an open groove 71. In the exemplary embodiment, this is located on an extension 72 of the tendon 3 projecting in the axial direction. Preferably, the edge-open groove 71 is narrowed at its free end pointing towards the cover 65, so that both are J9
Federschenkel einen dort angebrachten nach innen ragendenSpring leg an attached protruding there
Nutansatz hintergreifen, wie man bspw. Figur 12 gut entnehmen kann.Reach behind the groove base, as can be seen, for example, in FIG. 12.
Wie bereits angedeutet, wird die genannte Einheit im Sinne des Pfeils 73 montiert. Gemäß Figur 11 befindet sich nun im Montage-Bewegungsbereich des einen, längeren, radial vorstehenden Federschenkels 28 eine gehäusefeste Auftrefflache 74. Dieser Schenkel erreicht die Auftreffläche 74, evor die Exzenter-Drehachse 14 die aus Figur 11 ersichtliche Einsteck-Endlage erreicht.hat. Mit durchgehenden und strichpunktierten Linien ist in Figur 11 angedeutet, daß in der Endphase der Montage der im Betrieb gehäusefeste Federschenkel 28 aus der randoffenen Nut 71 herausgehoben wird und er auf diese Weise freikommt. Er legt sich unter der Wirkung der Federspannung an der Gehäusefläche 75 an. Gleichzeitig wird dann das Spannglied 3 im Sinne der Darstellung der Figur 1 direkt oder indirekt an das zugeordnete Ende der Ankerwelle 1 angepresst. Die Verengung der randoffenen Nut 71 ist selbstverständlich so gewählt, daß der gehäuseseitige Federschenkel 28 an dem kleinen Nutvorsprung vorbeikommen kann. Der exzenterseitige Federschenkel 26 bleibt an Ort und Stelle. Diese Variante ist besonders montagefreundlich und damit auch kostengünstig.
As already indicated, the unit mentioned is mounted in the direction of arrow 73. According to FIG. 11, in the assembly movement range of the one, longer, radially projecting spring leg 28 there is a contact surface 74 fixed to the housing. This leg reaches the contact surface 74 before the eccentric axis of rotation 14 has reached the insertion end position shown in FIG. 11. With continuous and dash-dotted lines, it is indicated in FIG. 11 that in the final phase of assembly, the spring leg 28 which is fixed during operation is lifted out of the groove 71 which is open at the edge and is released in this way. It rests on the housing surface 75 under the action of the spring tension. At the same time, the tendon 3 is then pressed directly or indirectly onto the associated end of the armature shaft 1 in the sense of the illustration in FIG. 1. The narrowing of the edge-open groove 71 is, of course, chosen so that the housing-side spring leg 28 can get past the small groove projection. The eccentric spring leg 26 remains in place. This variant is particularly easy to install and therefore also inexpensive.