WO2011032759A1 - Getriebe-antriebseinheit - Google Patents

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WO2011032759A1
WO2011032759A1 PCT/EP2010/060625 EP2010060625W WO2011032759A1 WO 2011032759 A1 WO2011032759 A1 WO 2011032759A1 EP 2010060625 W EP2010060625 W EP 2010060625W WO 2011032759 A1 WO2011032759 A1 WO 2011032759A1
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transmission
spur gear
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gear
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Tarek Mili
Detlef Lauk
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Robert Bosch Gmbh
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    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
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    • E05F15/689—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings specially adapted for vehicle windows
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    • Y10T74/19828—Worm

Definitions

  • the invention relates to a transmission drive unit according to the preamble of claim 1.
  • Such a transmission drive unit is known from DE 10 2005 012 938 A1.
  • designed as a window lift drive gear drive unit designed as a gear element spur gear is mounted on a drive shaft, which in turn is mounted in an axis.
  • a trained as a wrap spring locking element is provided which is mounted within a fixedly arranged hollow shaft.
  • the invention has therefore set itself the task of developing a transmission drive unit according to the preamble of claim 1 such that a simpler and thus more cost-effective manufacturability is made possible.
  • This object is achieved in a transmission drive unit with the features of claim 1.
  • the invention is based on the idea to provide a single component for the storage of the transmission element and the locking element, which in addition to its function of the storage of the locking element takes over the radial bearing of the transmission element. Thereby It is necessary to produce only a single component in the required accuracy.
  • the rotationally fixed element arranged a metal or plastic brake drum and the transmission element is a plastic existing spur gear.
  • the gear drive unit is in particular when the brake drum is substantially sleeve-shaped or pot-shaped and acts with its outer wall as a bearing for the spur gear and with its inner wall as a bearing for the locking element.
  • ribs are formed to reduce the friction between the spur gear and the brake drum on the outer wall of the brake drum or on the cylindrical inner wall of the spur gear, which act as bearings for the spur gear.
  • the ribs are arranged at equal angular distances from one another and extend in the longitudinal direction, to allow uniform loading of the bearing and uniform wear.
  • the ribs are formed on the spur gear or integrally formed and the spur gear is formed as an injection molded part.
  • the spur gear is formed as an injection molded part.
  • Brake drum radially arranged mounting tabs, which in corresponding chende recesses of the transmission housing engage positively. This allows a secure and easy attachment of the brake drum in the transmission housing.
  • the spur gear is mounted axially within the gear housing between a housing bottom and a housing cover designed as a separate component.
  • the coupling element is rotatably mounted on a concentric with the brake drum bearing pin and engages parallel to the axis arranged drivers with radial play in recesses of the spur gear.
  • the bearing pin can be particularly simple and inexpensive and produce exactly when it is integrally formed on the existing plastic transmission housing.
  • Fig. 1 is an exploded view of a transmission drive unit according to the invention.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the assembled gear drive unit according to FIG. 1.
  • a transmission drive unit 10 is shown for an adjustment drive in a motor vehicle, in particular for a window lift drive.
  • the gear drive unit 10 comprises a gear element designed as an obliquely toothed output gear made of plastic, which in the following is referred to as end gear.
  • rad 1 1 is called.
  • the spur gear 1 1 is driven by an electric motor, not shown, as shown in DE 10 2005 012 938 A1.
  • the electric motor has a drive shaft 12 with a likewise helical gear 13, which meshes with the external toothing of the spur gear 1 1.
  • the spur gear 1 1 is in a plastic transmission housing 15 of the transmission
  • the gearbox housing 15 comprises a pot-shaped base part 16 and a housing cover 17 which is arranged on the upper side of the base part 16.
  • the housing cover 17 is ring-shaped and in particular connected to the base part 16
  • a bearing pin 18 is integrally formed, one end 19 of which protrudes from the housing cover 17.
  • an output member 20 is rotatably mounted on the bearing pin 18.
  • the driven element 20 is secured axially on the bearing pin 18 by means of a shaft tensioning ring 21.
  • the output member 20 has on the side facing away from the housing cover 17 a toothing 23, via which the drive torque of the electric motor is transferable to a mechanism or kinematics of a window lifter, not shown, whereby a window pane is adjusted as a movable part.
  • the output member 20 has two parallel and spaced from the bearing pin 18 extending driver 25, 26, which protrude into the interior of the transmission housing 15.
  • two recesses 28, 29 are formed in the disk-shaped upper side 27 of the spur gear 11 (FIG. 1).
  • the spur gear 1 1 is axially positioned or mounted with its ring gear 31 in the transmission housing 15.
  • the underside 32 of the toothed rim 31 rests on an annular bottom region 33 of the base part 16 of the gear housing 15.
  • the top 36 of the ring gear 31 is in turn arranged in operative connection with the housing cover 17.
  • a brake drum 34 made of metal or plastic is arranged in the gearbox housing 15.
  • the substantially sleeve-shaped or cup-shaped brake drum 34 lies with its lower half of the spur gear 1 1 located part of its outer wall 35 on a cylindrical wall 37 of the base 16 at.
  • the wall 37 in the base part 16 also has a plurality of recesses 38, in the fastening tabs 39 of the brake drum 34 engage positively.
  • About trained on the underside of the base 16 through holes can be the mounting tabs 39 of
  • a locking element designed as a wrap spring 42 which acts as a load torque lock.
  • the wrap spring 42 has two ends 43, 44 which project radially inwards and cooperate with the drivers 25, 26 of the output element 20.
  • the wrap spring 42 occupies almost the entire height of the wall 35 of the brake drum 34 and is arranged radially with only a small distance from the inside of the wall 35, so that the wall 35 serves on its inside as a storage for the wrap spring 42.
  • the wall 35 of the brake drum 34 not only serves to receive or support the wrap spring 42 but also to radially support the spur gear 11.
  • the wall 35 of the brake drum 34 not only serves to receive or support the wrap spring 42 but also to radially support the spur gear 11.
  • the wall 35 of the brake drum 34 on the circumferential inner side 45 of the ring gear 31 of the spur gear 1 1, a plurality, at regular angular intervals to each other arranged bearing ribs 46 are formed.
  • the bearing ribs 46 cooperate with the region of the wall 35 of the brake drum 34 situated above the bottom region 32 of the base body 16, in that the bearing ribs 46 rest on the outside of the wall 35 or are spaced therefrom with minimal play.
  • the extending in the longitudinal direction of the bearing ribs 46 are preferably integrally formed on the inside 45, which is cost-effectively realized in a formed as an injection molded spur gear 1 1. In the areas where there are no bearing ribs 46, annular gaps 47 are formed between the spur gear 1 1 and the brake drum 34.
  • bearing ribs 46 can be arranged on the brake drum 34 instead of the spur gear 11. Also, depending on the application, can be dispensed with the training of bearing ribs completely.

Abstract

Eine Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere ein Fensterheberantrieb, weist ein antriebsseitiges, in einem Getriebegehäuse (15) drehbar angeordnetes Getriebeelement (11) auf, mit dem ein Antriebsdrehmoment auf wenigstens einen Mitnehmer (25, 26) eines abtriebsseitigen Kupplungselements (20) übertragbar ist. Ferner ist eine Lastdrehmomentsperre vorgesehen, mit der ein von dem abtriebsseitigen Kupplungselement (20) über den wenigstens einen Mitnehmer (25, 26) eingeleitetes Drehmoment sperrbar ist, wobei die Lastdrehmomentsperre ein vorzugsweise als Schlingfeder ausgebildetes Sperrelement (42) aufweist, das zum Sperren des Drehmoments mit einem drehfest im Getriebegehäuse (15) angeordneten Element zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das drehfest angeordnete Element gleichzeitig als radiales Lager für das antriebsseitige Getriebeelement (11) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Getriebe-Antriebseinheit
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Getriebe-Antriebseinheit ist aus der DE 10 2005 012 938 A1 bekannt. Bei der bekannten, als Fensterheberantrieb ausgebildeten Getriebe- Antriebseinheit ist ein als Getriebeelement ausgebildetes Stirnrad auf einer Antriebswelle gelagert, welche wiederum in einer Achse befestigt ist. Ferner ist ein als Schlingfeder ausgebildetes Sperrelement vorgesehen, das innerhalb einer ortsfest angeordneten Hohlwelle gelagert ist. Es sind somit für die Lagerung des Stirnrades und der Schlingfeder unterschiedliche Bauelemente vorgesehen. Dies bedingt, dass die Toleranzen der Bauelemente entsprechend angepasst werden müssen, was eine aufwändige und somit relativ kostenintensive Fertigung erforderlich macht.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gesetzt, eine Getriebe- Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine einfachere und somit kostengünstigere Herstellbarkeit ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Getriebe-Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, für die Lagerung des Getriebeelementes und des Sperrelements ein einziges Bauteil vorzusehen, welches zusätzlich zu seiner Funktion der Lagerung des Sperrelements die radiale Lagerung des Getriebeelements übernimmt. Dadurch ist es erforderlich, lediglich ein einziges Bauteil in der benötigten Genauigkeit herzustellen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Um die Verschleißfestigkeit einerseits und die Geräuscharmut andererseits sicherzustellen ist es in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass das drehfest angeordnete Element eine aus Metall oder aus Kunststoff bestehende Bremstrommel und das Getriebeelement ein aus Kunststoff bestehendes Stirnrad ist.
Kostengünstig herstellbar und kompakt im Aufbau ist die Getriebe-Antriebseinheit insbesondere, wenn die Bremstrommel im Wesentlichen hülsenförmig oder topf- förmig ausgebildet ist und mit ihrer Außenwand als Lager für das Stirnrad und mit ihrer Innenwand als Lager für das Sperrelement wirkt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es dabei vorgesehen, dass zur Reduzierung der Reibung zwischen dem Stirnrad und der Bremstrommel an der Außenwand der Bremstrommel oder an der zylindrischen Innenwand des Stirnrads Rippen angeformt sind, die als Lagerstellen für das Stirnrad wirken.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Rippen in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind und sich in Längsrichtung erstrecken, um eine gleichmäßige Belastung des Lagers und einen gleichmäßigen Verschleiß zu ermöglichen.
Um eine einfache und kostengünstige Möglichkeit der Herstellung der Rippen zu ermöglichen ist es dabei insbesondere vorteilhaft, wenn die Rippen am Stirnrad ausgebildet bzw. einstückig angeformt sind und das Stirnrad als Spritzgussteil ausgebildet ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die
Bremstrommel radial angeordnete Befestigungslaschen aufweist, die in entspre- chende Aussparungen des Getriebegehäuses formschlüssig eingreifen. Dadurch wird eine sichere und einfache Befestigung der Bremstrommel in dem Getriebegehäuse ermöglicht.
Um eine einfache Montage der Bauteile und insbesondere des Stirnrads zu ermöglichen, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass das Stirnrad axial innerhalb des Getriebegehäuses zwischen einem Gehäuseboden und einem als separatem Bauteil ausgebildeten Gehäusedeckel gelagert ist.
Um eine mechanische Entkoppelung des Kupplungselements und des mit dem Kupplungselement zusammenwirkenden Stirnrads zu ermöglichen ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Kupplungselement auf einem konzentrisch zur Bremstrommel angeordneten Lagerzapfen drehbar gelagert ist und mit parallel zur Achse angeordneten Mitnehmern mit radialem Spiel in Ausnehmungen des Stirnrads eingreift.
Hierbei lässt sich der Lagerzapfen besonders einfach und kostengünstig sowie genau herstellen, wenn diese einstückig am aus Kunststoff bestehenden Getriebegehäuse angeformt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Getriebe- Antriebseinheit und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die montierte Getriebe-Antriebseinheit gemäß der Fig. 1 .
In den Figuren ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 für einen Versteilantrieb in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Fensterheberantrieb dargestellt. Die Getriebe-Antriebseinheit 10 umfasst ein als schräg verzahntes Abtriebszahnrad aus Kunststoff ausgebildetes Getriebeelement, welches im Folgenden als Stirn- rad 1 1 bezeichnet wird. Das Stirnrad 1 1 wird von einem nicht gezeigten Elektromotor, wie in der DE 10 2005 012 938 A1 gezeigt, angetrieben. Hierzu weist der Elektromotor eine Antriebswelle 12 mit einem ebenfalls schräg verzahnten Zahnrad 13 auf, das mit der Außenverzahnung des Stirnrades 1 1 kämmt. Das Stirnrad 1 1 ist in einem aus Kunststoff bestehenden Getriebegehäuse 15 der Getriebe-
Antriebseinheit 10 aufgenommen.
Das Getriebegehäuse 15 umfasst ein topfförmiges Grundteil 16 und einen an der Oberseite des Grundteils 16 angeordneten Gehäusedeckel 17. Der Gehäusede- ekel 17 ist ringförmig ausgebildet und mit dem Grundteil 16 insbesondere durch
Formschluss verrastbar. An dem Getriebegehäuse 15 ist einstückig ein Lagerzapfen 18 angeformt, dessen eines Ende 19 aus dem Gehäusedeckel 17 herausragt. Auf dem Lagerzapfen 18 ist ein Abtriebselement 20 drehbar gelagert. Das Abtriebselement 20 ist mittels eines Wellenspannrings 21 axial auf dem Lager- zapfen 18 gesichert.
Das Abtriebselement 20 weist auf der dem Gehäusedeckel 17 abgewandten Seite eine Verzahnung 23 auf, über die das Antriebsdrehmoment des Elektromotors auf eine nicht näher dargestellte Mechanik oder Kinematik eines Fensterhebers übertragbar ist, wodurch als bewegliches Teil eine Fensterscheibe verstellt wird.
Ferner weist das Abtriebselement 20 zwei sich parallel und mit Abstand zum Lagerzapfen 18 erstreckende Mitnehmer 25, 26 auf, die in das Innere des Getriebegehäuses 15 hineinragen. Hierzu sind in der scheibenförmigen Oberseite 27 des Stirnrads 1 1 zwei Ausnehmungen 28, 29 ausgebildet (Fig. 1 ).
Das Stirnrad 1 1 ist mit seinem Zahnkranz 31 in dem Getriebegehäuse 15 axial positioniert bzw. gelagert. Hierzu liegt beispielhaft und daher nicht einschränkend die Unterseite 32 des Zahnkranzes 31 auf einem ringförmig ausgebildeten Bodenbereich 33 des Grundteils 16 des Getriebegehäuses 15 auf. Die Oberseite 36 des Zahnkranzes 31 ist wiederum in Wirkverbindung mit dem Gehäusedeckel 17 angeordnet.
Teilweise innerhalb des Zahnkranzes 31 und auf der dem Gehäusedeckel 17 abgewandten Seite ist eine aus Metall oder aus Kunststoff bestehende Brems- trommel 34 im Getriebegehäuse 15 angeordnet. Die im Wesentlichen hülsenför- mig oder topfförmig ausgebildete Bremstrommel 34 liegt dabei mit ihrem unter- halb des Stirnrads 1 1 befindlichen Teil ihrer Außenwand 35 an einer zylindrisch ausgebildeten Wand 37 des Grundteils 16 an. Die Wand 37 im Grundteil 16 weist ferner mehrere Aussparungen 38 auf, in die Befestigungslaschen 39 der Bremstrommel 34 formschlüssig eingreifen. Über an der Unterseite des Grundteils 16 ausgebildete Durchgangsbohrungen lassen sich die Befestigungslaschen 39 der
Bremstrommel 34 mittels Befestigungsschrauben 41 fixieren.
Innerhalb der Bremstrommel 34 ist ein als Schlingfeder 42 ausgebildetes Sperrelement angeordnet, die als Lastdrehmomentsperre wirkt. Die Schlingfeder 42 weist zwei Enden 43, 44 auf, die radial nach innen ragen und mit den Mitnehmern 25, 26 des Abtriebselements 20 zusammenwirken. Die Schlingfeder 42 nimmt nahezu die gesamte Höhe der Wand 35 der Bremstrommel 34 ein und ist radial mit nur geringem Abstand zur Innenseite der Wand 35 angeordnet, so dass die Wand 35 an ihrer Innenseite als Lagerung für die Schlingfeder 42 dient.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wand 35 der Bremstrommel 34 nicht nur der Aufnahme bzw. Lagerung der Schlingfeder 42, sondern auch zur radialen Lagerung des Stirnrads 1 1 dient. Hierzu ist es vorgesehen, dass an der umlaufenden Innenseite 45 des Zahnkranzes 31 des Stirnrades 1 1 mehrere, in gleich- mäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Lagerrippen 46 ausgebildet sind. Die Lagerrippen 46 wirken dabei mit dem oberhalb des Bodenbereichs 32 des Grundkörpers 16 befindlichen Bereich der Wand 35 der Bremstrommel 34 zusammen, indem die Lagerrippen 46 an der Außenseite der Wand 35 anliegen bzw. mit minimalem Spiel zu dieser beabstandet sind.
Die sich in Längsrichtung erstreckenden Lagerrippen 46 sind vorzugsweise einstückig an der Innenseite 45 angeformt, was bei einem als Spritzgussteil ausgebildeten Stirnrad 1 1 kostengünstig realisierbar ist. In den Bereichen, in denen sich keine Lagerrippen 46 befinden, sind zwischen dem Stirnrad 1 1 und der Bremstrommel 34 ringförmige Spalte 47 ausgebildet.
Beim Betrieb der Getriebe-Antriebseinheit 10 wird ein vom Elektromotor über die Antriebswelle 12 eingeleitetes Drehmoment wie bereits beschrieben über das Stirnrad 1 1 und die Mitnehmer 25, 26 auf das Abtriebselement 20 übertragen. Wird nun über das Abtriebselement 20 ein Moment in die Getriebe-
Antriebseinheit 10 eingeleitet, so bewirken die mit den Mitnehmern 25, 26 in Wirkverbindung angeordneten Enden 43, 44 der Schlingfeder 42, dass die Schlingfeder 42 in ihrem Durchmesser aufgeweitet wird und an der Innenfläche der Wand 35 der Bremstrommel 34 anliegt. Hierdurch wird die Bewegung der Mitnehmer 25, 26 gestoppt, welche über die Ausnehmungen 28, 29 ihrerseits mit dem Stirnrad 1 1 verbunden sind.
Ergänzend wird erwähnt, dass die Lagerrippen 46 anstelle am Stirnrad 1 1 auch an der Bremstrommel 34 angeordnet sein können. Auch kann, je nach Anwendungsfall, auf die Ausbildung von Lagerrippen auch ganz verzichtet werden.

Claims

Ansprüche
1 . Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere Fensterheberantrieb, mit einem antriebsseitigen, in einem Getriebegehäuse (15) drehbar angeordneten Getriebeelement (1 1 ), mit dem ein Antriebsdrehmoment auf wenigstens einen Mitnehmer (25, 26) eines abtriebsseitigen Kupplungselements (20) übertragbar ist und mit einer Lastdrehmomentsperre, mit der ein von dem abtriebsseitigen Kupplungselement (20) über den wenigstens einen Mitnehmer (25, 26) eingeleitetes Drehmoment sperrbar ist, wobei die Lastdrehmomentsperre ein vorzugsweise als Schlingfeder ausgebildetes Sperrelement (42) aufweist, das zum Sperren des Drehmoments mit einem drehfest im Getriebegehäuse (15) angeordneten Element zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das drehfest angeordnete Element gleichzeitig als radiales Lager für das antriebsseitige Getriebeelement (1 1 ) ausgebildet ist.
2. Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das drehfest angeordnete Element eine aus Metall oder aus Kunststoff bestehende Bremstrommel (34) und das Getriebeelement ein aus Kunststoff bestehendes Stirnrad (1 1 ) ist.
3. Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bremstrommel (34) im Wesentlichen hülsenförmig oder topfförmig ausgebildet ist und mit ihrer Außenwand (35) als Lager für das Stirnrad (1 1 ) und mit ihrer Innenwand als Lager für das Sperrelement (42) wirkt.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Außenwand der Bremstrommel (34) oder an einer Innenseite (45) eines Zahnkranzes (31 ) des Stirnrads (1 1 ) Rippen (46) angeformt sind, die als Lagerstellen für das Stirnrad (1 1 ) wirken.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rippen (46) in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind und sich in Längsrichtung erstrecken.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rippen (46) an dem Stirnrad (1 1 ) ausgebildet sind und, dass das Stirnrad (1 1 ) ein Spritzgussteil ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bremstrommel (34) radial angeordnete Befestigungslaschen (39) aufweist, die in Aussparungen (38) des Getriebegehäuses (15) formschlüssig eingreifen.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Stirnrad (1 1 ) axial innerhalb des Getriebegehäuses (15) zwischen einem Gehäuseboden (33) und einem als separatem Bauteil ausgebildetem Gehäusedeckel (17) gelagert ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kupplungselement (20) auf einem konzentrisch zur Bremstrommel (34) angeordneten Lagerzapfen (18) drehbar gelagert ist und mit achsparallel zum Lagerzapfen (18) angeordneten Mitnehmern (25, 26) mit radialem Spiel in Ausnehmungen (28, 29) des Stirnrads (1 1 ) eingreift.
10. Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Lagerzapfen (18) einstückig an einem aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteil (16) des Getriebegehäuse (15) angeformt ist.
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