WO2005015709A1 - Getriebe-antriebseinheit - Google Patents

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WO2005015709A1
WO2005015709A1 PCT/DE2004/001110 DE2004001110W WO2005015709A1 WO 2005015709 A1 WO2005015709 A1 WO 2005015709A1 DE 2004001110 W DE2004001110 W DE 2004001110W WO 2005015709 A1 WO2005015709 A1 WO 2005015709A1
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WO
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drive unit
housing
gear
armature shaft
drive motor
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PCT/DE2004/001110
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rico Lampert
Franz Tasch
Walter Haussecker
Mathis Raecke
Rainer Kurzmann
Peter Froehlich
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/665—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings
    • E05F15/689—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for vertically-sliding wings specially adapted for vehicle windows
    • E05F15/697—Motor units therefor, e.g. geared motors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/55—Windows

Definitions

  • the invention relates to a transmission drive unit with a multi-part housing according to the preamble of independent claim 1.
  • EP 0 474 904 B1 has disclosed a motor vehicle window regulator drive in which the electronics, the gearbox and the extended part of the motor shaft of a commutator motor are arranged in a one-piece base housing.
  • the motor has a cup-shaped motor housing with an open end that is screwed to the base housing. After assembling the commutator motor axially to its armature shaft, after radially mounting the other components, the base housing can be closed with a cover in the mounting direction (radial to the armature shaft).
  • Such a drive unit has the disadvantage that certain components, such as the commutator motor, are mounted axially to the armature shaft and other components, such as the gearbox, the electronics, are mounted radially to the armature shaft when they are installed.
  • the base housing and the motor housing must already be screwed together during the assembly of the individual components, as a result of which such a drive unit is complex to manufacture in terms of process technology.
  • the gear drive unit according to the invention with the characterizing features of the independent claim has the advantage that all components of the gear drive unit including the drive motor in one direction in one assembly only housing part can be mounted before the first housing part is closed with a second housing part. This significantly simplifies the assembly process, for example eliminating the need to manufacture a pole pot and its watertight connection to another housing part. The 5 manufacturing costs of a transmission drive unit according to the invention can thus be significantly reduced.
  • the housing consists of two shells which are joined approximately perpendicular to the armature shaft, the two 15 shells approximately symmetrical to the armature shaft, or can be designed as a pot with a lid.
  • the complete housing consists of only two housing parts, which reduces the number of parts.
  • the 20 individual components of the motor such as the permanent magnets, yoke elements or an optional electromagnetic shield, can be held directly by the one shell.
  • geometries can be formed on one of the shells, which accommodate the individual components and bearings of the drive motor. This eliminates the separate installation of the drive motor in the pole pot. '25 ' If the armature shaft is accommodated over its entire length when it is assembled in a single housing part, no two housing parts, such as the gear housing and the pole pot, need to be adjusted exactly to each other for their storage. All bearings of the armature shaft can advantageously be positioned precisely in relation to one another in a single housing part
  • this can be shaped together with the corresponding cover symmetrically to a plane that runs through the output axis and the center of gravity of the drive motor.
  • Such a symmetry can reduce vibration noises of the gear drive unit and the identical housing, for example, for installation in the left, as well as in the right door for use with a window regulator drive.
  • only one type of drive unit is required for all window regulators in a motor vehicle.
  • a seal can be arranged between the two half-shells, which lies completely in one sealing plane. This simplifies the manufacture, for example injection molding, of a sealing element and increases the tightness of the drive unit.
  • a metal pole pot can be dispensed with, which saves costs.
  • holding elements can be integrally formed in a simple manner on the housing parts, which, for example, directly accommodate the bearings of the armature and / or worm shaft, as well as other components of the drive motor (permanent magnets, yoke elements, shielding). This reduces the number of components used, and thus the tolerances that occur.
  • a transmission with a plurality of transmission stages can advantageously be arranged in order to provide the torque required for the respective application. Due to the separate design of a worm shaft, spatially offset from the armature shaft, the overall length of the gear drive unit axially to the armature shaft can be significantly reduced, as a result of which the housing can be installed more universally.
  • Figures 1 and 2 is a perspective view of an open gear drive unit according to the invention in the assembled state
  • Figures 3 and 4 top and side view of another gear drive unit according to the invention without a second half-shell
  • Figure 5 is a view of another gear drive unit with multi-stage gear without cover
  • figure 6 is a perspective view of another exemplary embodiment with a separate worm shaft.
  • FIGS. 1 and 2 A gear drive unit 10 with a multi-part housing 12 is shown in FIGS. 1 and 2, which essentially consists of a first half shell 14 and a second half shell 16.
  • a drive motor 18 and a gear 20 are arranged in the first housing part 14.
  • the drive motor 18 has an armature shaft 22 with an armature 24 and a worm 26 which interacts with a worm wheel 28 of the transmission 20.
  • the screw 26 and the armature 24 are arranged with a collector 29 which interacts with a brush holder 30 which has not yet been mounted here and which has an electrically conductive connection to a plug part 32 of the first housing part 14.
  • the drive motor 18 has permanent magnets 34 which are mounted directly in the first housing part 14 during assembly. Since the housing part 14 and a further second housing part 16, which closes the housing 20, are produced from plastic by injection molding, one or more inference elements 36 are furthermore mounted in the first housing part 14 during assembly of the drive motor 18. Poltopfes take over the function of the magnetic coupling of the permanent magnets 34.
  • these holding elements 38 are integrally formed with the housing part 14 by means of the injection molding process.
  • To support the armature shaft 22 are before their assembly first arranged armature bearings 40, for example slide or ball bearings, which are then received by the holding elements 38 during the assembly of the armature shaft 22.
  • the various holding elements 38 for the components of the drive motor 18, as well as for the components of the transmission 20, can be molded to one another in a very dimensionally accurate manner, since they are all formed on the one-piece housing part 14 in a single process step.
  • the second housing part 16 has corresponding counter-elements 42 which, when the housing 12 is closed by means of the second housing part 16, fix the components of the drive motor 18 spatially and shift or Prevent detachment during operation.
  • the entire drive motor 18 is enclosed by the two half-shells 14, 16.
  • a sealing surface 44 is arranged approximately parallel to the armature shaft 22, which seals the housing 20 watertight.
  • elastic sealing material 46 is injection molded onto the sealing surface 44 or, alternatively, a separate seal 48 is arranged between the two housing parts 14 and 16.
  • the two housing parts 14 and 16 are firmly connected to one another with a corresponding contact pressure, for example with locking elements, screws or other connecting elements 50.
  • the gear drive unit 10 all components of the drive motor 18 and all components of the gear 20 are inserted radially to the armature shaft 22 in the same mounting direction 52 into a single housing part 14.
  • the second housing part 16 which here is approximately mirror-symmetrical to the armature shaft 22, is mounted as a cover 54, which spatially fixes the individual components and components and seals the housing 12.
  • the gear 20 is in this case designed as a worm gear, the worm wheel 28 of which is mounted on an axle 56 fixed to the housing, which is inserted, for example, as an insert during the injection molding process.
  • the worm wheel 28 interacts with an elastically mounted driver 58, to which an output element 60, for example a pinion for driving a window lifter, is molded.
  • FIGS. 3 and 4 show a further embodiment of a gear drive unit 10, the housing 12 likewise having a first and second half-shell 14, 16. It can be seen from FIG. 4 that the transmission 20 and the complete drive motor 18 are completely received by the first half-shell 14 and after the installation of the essentially mirror-symmetrical cover (not shown in more detail) 16, is fully included.
  • the armature shaft 22 is supported here for example by means of three ball bearings 40 over its entire length 62 in the first half-shell 14 and is spatially fixed by joining it together with the second half-shell 16 designed as a cover 54.
  • an electromagnetic shield 64 is inserted into the housing part 14 in order to minimize the field-bound radiation of the permanent magnets 34 and the induced fields of the windings 25.
  • the collector 29 is arranged here at the end 66 of the armature 24 facing away from the screw 26.
  • a ring magnet 68 for position detection is arranged on the armature shaft 22 and interacts with a magnetic sensor 70, for example Hall elements. As shown in FIG.
  • the housing 12 is shaped in such a way that receptacles 72 for connecting elements 74 with the body are arranged symmetrically to a straight line 76, which runs both through the axis of rotation 56 of the worm wheel 28 and through the center of gravity 78 of the drive motor 18 ,
  • a symmetrical arrangement of the center of gravity 78 with respect to the receptacles 72 prevents unwanted vibrations and thereby reduces the noise pollution of the drive.
  • the receptacles 72 are arranged in such a way that such a gear drive unit 10 can be installed in both a left and a right vehicle door for actuating a window lifter with an identical installation space volume.
  • FIG. 5 shows a further form of a first housing part 14, which accommodates both the complete drive motor 18 and the transmission 20, which is designed here in several stages.
  • the drive torque is transmitted here via the worm 26 to the worm wheel 28, whose second, not visible ring gear meshes with a further gear 80.
  • the output torque on the output element 60 is available through a further gear stage on a third gear wheel 82, which is mounted on a third axis 84 designed as a rotation axis 56.
  • the center of gravity 78 of the drive motor 18 in turn lies on a straight line 76 which runs through the axis of rotation 56 and to which the base area of the housing part 14 is formed symmetrically.
  • the first housing part 14 is not symmetrical in the mounting direction to a second housing part 16, not shown. Rather, the lower shell 14 forms a higher pot, in which all the components of the transmission 20 and the components of the drive motor 18 are spatially fixed by means of holding elements 38, and the second housing part 16 is designed as a cover 54, which covers the housing 12 seals watertight.
  • the electromagnetic shield 64, the yoke element 36, and the permanent magnets 34 are integrated directly into the first housing part 14.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a gear drive unit 10 according to the invention, in which the torque is transmitted via a gear element 86 arranged on the armature shaft 22 to a corresponding gear element 88 of a separate worm shaft 90.
  • a worm 26, which meshes with a worm wheel 28, is in turn rotatably fixed on the worm shaft 90.
  • Damping means 91 (not shown in more detail) are arranged within the worm wheel 28 and transmit the torque to an output pinion 60, which is mounted together with the worm wheel 28 on an axis of rotation 56. Due to the separate design of the screw conveyor 90, which is arranged spatially next to the drive motor 18, the axial length 62 of the armature shaft 22 of the drive motor 18 and thus of the entire gear drive unit 10 is reduced.
  • the housing 12 is again essentially symmetrical to a straight line 76 formed by the center of gravity 78 of the drive motor 18 and by the axis of rotation 56.
  • All components of the transmission 20 and the entire drive motor 18 are again accommodated in the assembly by a housing shell 14, to which holding elements 38 are formed, which hold the ball bearings 40 of the separate worm shaft 90 and the armature shaft 22.
  • all other components of the drive motor 18 are mounted radially to the armature shaft in the same mounting direction 52 with the gear components.
  • a brush holder element 92 for receiving brushes 94 is likewise arranged radially to the armature shaft 22 by means of holding elements 38.
  • the brush holder element 92 also has a magnetic sensor 70 which interacts with a ring magnet 68 for detecting the speed of the drive or for detecting the position of the part to be adjusted.
  • the electrical connection 96 of the brushes 94 and the magnet 72 are formed here as a lead frame 96, the contact lugs 98 of which penetrate the plug part 32.
  • the upper end face of the housing part 14 forms a sealing surface 44 which is arranged approximately in one plane with the armature shaft 22 and also surrounds the plug part 32.
  • the second housing part 16 (not shown), which in this case is designed to be significantly flatter than the first housing part 14, is connected, for example, by means of schematically illustrated latching means 50, and has counter-elements 42 for exact spatial adjustment and fixing of certain components, such as the brush holder element 92, the inference element 36 or the magnetic shield 64.
  • the overall length of the gear drive unit 10 can be reduced by the formation of a separate worm shaft 90, which is coupled to the armature shaft 22, in particular if the separate worm shaft 90 is arranged approximately parallel next to the armature shaft 22 ,
  • An electronics module 100 can also be arranged inside the housing 12, for example as part of the brush holder element 92.
  • the design of the seal 44, 48, the connecting parts 50 between the housing parts 14, 16, and the type of the receptacles 72 are not limited to the examples described. Furthermore, it can
  • Housing 12 also have a third or further housing part, as long as all essential components and components of the drive motor 18 and the transmission 20 are received by a first housing shell 14 during its assembly.
  • the gear drive unit 10 according to the invention is preferred for the actuation of window regulators or for the adjustment of moving parts in the motor vehicle, such as

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  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

Getriebe-Antriebseinheit (10) mit einem mehrteiligen Gehäuse (12), einem eine Ankerwelle (22) und einen Anker (24) aufweisenden elektrischen Antriebsmotor (18) und einem diesem nachgeordneten Getriebe (20), insbesondere Schneckengetriebe, das mit dem Antriebsmotor (18) über die Ankerwelle (22) wirkverbunden ist, wobei der Antriebsmotor (18) radial zur Ankerwelle (22) in ein erstes Gehäuseteil (14) montierbar ist, und bei der Montage allein vom ersten Gehäuseteil (14) aufgenommen wird.

Description

Getriebe-Antriebseinheit
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit mit einem mehrteiligen Gehäuse nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Mit der EP 0 474 904 Bl ist ein Kraftfahrzeug-Fensterheberantrieb bekannt geworden, bei dem in einem einstückigen Basisgehäuse die Elektronik, das Getriebe und der verlängerte Teil der Motorwelle eines Kommutatormotors angeordnet ist. Der Motor weist ein topfförmiges Motorgehäuse mit einer offenen Stirnseite auf, die mit dem Basisgehäuse verschraubt wird. Nach der Montage des Kommutatormotors axial zu dessen Ankerwelle kann nach radialer Montage der übrigen Bauteile das Basisgehäuse mit einem Deckel in Montagerichtung (radial zur Ankerwelle) verschlossen werden. Eine solche Antriebseinheit hat den Nachteil, dass bei deren Montage bestimmte Bauteile, wie beispielsweise der Kommutatormotor, axial zur Ankerwelle und andere Bauteile, wie beispielsweise das Getriebe, die Elektronik, radial zur Ankerwelle montiert werden. Außerdem müssen schon während der Montage der einzelnen Bauteile das Basisgehäuse und das Motorgehäuse miteinander verschraubt werden, wodurch solch eine Antriebseinheit prozesstechnisch aufwändig herzustellen ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, dass alle Bauteile der Getriebe- Antriebseinheit einschließlich des Antriebs-Motors in einer Montagerichtung in ein einziges Gehäuseteil montiert werden können, bevor das erste Gehäuseteil mit einem zweiten Gehäuseteil verschlossen wird. Dadurch wird das Montageverfahren deutlich vereinfacht, so entfällt beispielsweise die Herstellung eines Poltopfs und dessen wasserdichte Anbindung an ein weiteres Gehäuseteil. Somit können die 5 Herstellungskosten einer erlϊndungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit deutlich gesenkt werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Durch 10 die gleiche, radiale Mpntagerichtung des Getriebes mit der des Antriebsmotors entfällt ein zusätzlicher Prozess-Schritt, so dass das Gehäuse nicht gedreht werden muss.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Gehäuse aus zwei Schalen, die näherungsweise senkrecht zur Ankerwelle zusammengefügt werden, wobei die beiden 15 Schalen näherungs weise symmetrisch zur Ankerwelle, oder als Topf mit Deckel ausgeführt sein können. Das komplette Gehäuse besteht hierbei lediglich aus zwei Gehäuseteilen, wodurch die Teilevielzahl reduziert wird.
Damit der Antriebsmotor nicht in einem Poltopf vormontiert werden muss, können die 20 einzelnen Komponenten des Motors, wie die Permanentmagnete, Rückschlusselemente oder eine optionale elektromagnetische Abschirmung direkt von der einen Schale gehalten werden. Hierzu können an einer der Schalen Geometrien angeformt werden, die die einzelnen Komponenten und Lager des Antriebsmotors aufnehmen. Dadurch entfällt die separate Montage des Antriebsmotors im Poltopf. '25' Wird die Ankerwelle über deren gesamten Länge bei deren montage in einem einzigen Gehäuseteil aufgenommen, so müssen zu deren Lagerung keine zwei Gehäuseteile, wie Getriebegehäuse und Poltopf, exakt zueinander justiert werden. Alle Lager der Ankerwelle können vorteilhaft in einem einzigen Gehäuseteil positionsgenau zueinander
30 angeordnet werden.
Durch die Montage aller Bauteile innerhalb eines Gehäuseteils, kann dieses zusammen mit dem entsprechenden Deckel symmetrisch zu einer Ebene, die durch die Abtriebsachse und den Schwerpunkt des Antriebsmotors verläuft, geformt sein. Durch solch eine 35 Symmetrie können Schwingungsgeräusche der Getriebeantriebseinheit reduziert werden und das identische Gehäuse beispielsweise für den Einbau in der linken, als auch in der rechten Tür für die Verwendung bei einem Fensterheberantrieb eingebaut werden. Dadurch ist für alle Fensterheber in einem Kraftfahrzeug nur ein Typ einer Antriebseinheit notwendig.
Werden die beiden Halbschalen senkrecht zur Ankerwelle miteinander verbunden, um das Gehäuse zu schließen, kann zwischen den beiden Halbschalen eine Dichtung angeordnet werden, die komplett in einer Dichtebene liegt. Dies vereinfacht die Fertigung, beispielsweise das Anspritzen, eines Dichtelements und erhöht die Dichtigkeit der Antriebseinheit.
Durch die Verwendung zweier Kunststoff-Halbschalen, die vorzugsweise mittels Spritzgußverfahren hergestellt sind, kann auf einen Poltopf aus Metall verzichtet werden, wodurch Kosten eingespart werden.
Mittels Spritzgußverfaliren können in einfacher Weise Halteelemente einstückig an die Gehäuseteile angeformt werden, die beispielsweise direkt die Lager der Anker- und/oder Schneckenwelle, sowie anderer Komponenten des Antriebsmotors (Permanentmagneten, Rückschlusselemente, Abschirmung) aufnehmen. Dadurch wird die Anzahl der verwendeten Bauteile, und damit die dabei auftretenden Toleranzen, reduziert.
Besonders günstig ist es, die Komponenten und Bauteile des Antriebsmotors und des Getriebes bei der Montage zuerst in einem einzigen Gehäuseteil zu lagern, und diese dann mit dem zweiten Gehäusebauteil räumlich fest zu fixieren. In einem solchen Gehäuse kann günstigervveise ein Getriebe mit mehreren Getriebestufen angeordnet werden, um das für die jeweilige Anwendung benötigte Drehmoment zur Verfügung zu stellen. Durch die separate Ausführung einer Schneckenwelle, räumlich versetzt zur Ankerwelle, kann hierbei die Baulänge der Getriebe- Antriebseinheit axial zur Ankerwelle deutlich reduziert werden, wodurch das Gehäuse universeller verbaut werden kann.
Zeichnungen
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 und 2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen geöffneten Getriebe-Antriebseinheit im Montagezustand, Figur 3 und 4 Drauf- und Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Getriebe- Antriebseinheit ohne zweite Halbschale, Figur 5 eine Ansicht einer weiteren Getriebe-Antriebseinheit mit mehrstufigem Getriebe ohne Deckel und Figur 6 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Auführungsbeispiels mit separater Schneckenwelle.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 und 2 ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 mit einem mehrteiligen Gehäuse 12 dargstellt, das im Wesentlichen aus einer ersten Halbschale 14 und einer zweiten Halbschale 16 besteht. Bei der Montage der Getriebe-Antriebseinheit 10 wird in dem ersten Gehäuseteil 14 ein Antriebsmotor 18 und ein Getriebe 20 angeordnet. Der Antriebsmotor 18 weist eine Ankerwelle 22 mit einem Anker 24 und einer Schnecke 26 auf, die mit einem Schneckenrad 28 des Getriebes 20 zusammenwirkt. Zwischen der
Schnecke 26 und dem Anker 24 ist ein Kollektor 29 angeordnet, der mit einem hier noch nicht montierten Bürstenhalter 30 zusammenwirkt, der eine elektrisch leitende Verbindung zu einem Steckerteil 32 des ersten Gehäuseteils 14 aufweist. Als weitere Komponenten weist der Antriebsmotor 18 Permanentmagnete 34 auf, die bei der Montage direkt im ersten Gehäuseteil 14 gelagert werden. Da das Gehäuseteil 14 und ein weiteres zweites Gehäuseteil 16, das das Gehäuse 20 verschließt, im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt sind, wird bei der Montage des Antriebsmotors 18 des weiteren ein oder mehrere Rückschlusselemente 36 im ersten Gehäuseteil 14 montiert, die an Stelle eines Metall-Poltopfes die Funktion der magnetischen Kopplung der Permanentmagnete 34 übernehmen. Zur Lagerung der einzelnen Komponenten des
Antriebsmotors 18, wie die Ankerwelle 22, die Permanentmagnete 34 oder das Rückschlusselement 36, sind im ersten Gehäuseteil 14 Haltelemente 38 angeformt, die die einzelnen Komponenten des Antriebsmotors 18 aufnehmen. Im Ausführungsbeispiel sind diese Halteelemente 38 als einstückige Ausformungen mit dem Gehäuseteil 14 mittels dem Spritzgussverfahren angeformt. Zur Lagerung der Ankerwelle 22 werden vor deren Montage zuerst Ankerlager 40, beispielsweise Gleit- oder Kugellager, angeordnet, die dann bei der Montage der Ankerwelle 22 von den Halteelementen 38 aufgenommen werden. Die verschiedenen Halteelemente 38 für die Komponenten des Antriebsmotors 18, sowie für die Bauteile des Getriebes 20 können sehr maßgenau zueinander angeformt werden, da sie alle in einem einzigen Prozess-Schritt an dem einteiligen Gehäuseteil 14 ausgebildet werden. Zur räumlichen Fixierung der Komponenten des Antriebsmotors 18 (Lager 40, Permanentmagnete 34, Rückschlusselemente 36) weist das zweite Gehäuseteil 16 korrespondierende Gegenelemente 42 auf, die beim Schließen des Gehäuses 12 mittels des zweiten Gehäuseteils 16 die Komponenten des Antriebsmotors 18 räumlich fixieren und ein Verschieben oder Loslösen im Betrieb verhindern. Nach dem Schließen des Gehäuses 12 wird der gesamte Antriebsmotor 18 von den beiden Halbschalen 14, 16 umschlossen. Zwischen den beiden Halbschalen 14 und 16 ist eine Dichtfläche 44 näherungsweise parallel zur Ankerwelle 22 angeordnet, die das Gehäuse 20 wasserdicht abdichtet. Dazu ist an der Dichtfläche 44 elastisches Dichtmaterial 46 angespritzt oder alternativ eine separate Dichtung 48 zwischen den beiden Gehäuseteilen 14 und 16 angeordnet. Die beiden Gehäuseteile 14 und 16 werden mit entsprechendem Anpressdruck, beispielsweise mit Rastelementen, Schrauben oder sonstigen Verbindungselementen 50 fest miteinander verbunden. Bei der Montage der Getriebe- Antriebseinheit 10 werden alle Komponenten des Antriebsmotors 18, sowie alle Bauteile des Getriebes 20 in der selben Montagerichtung 52 radial zur Ankerwelle 22 in ein einziges Gehäuseteil 14 eingefügt. Nach der vollständigen Bestückung des ersten Bauteils 14 und Lagerung der einzelnen Komponenten wird das zweite Gehäuseteil 16, das hier in etwa spiegelsymmetrisch zur Ankerwelle 22 ausgebildet ist, als Deckel 54 montiert, der die einzelnen Komponenten und Bauteile räumlich fixiert und das Gehäuse 12 abdichtet. Das Getriebe 20 ist hierbei als Schneckengetriebe ausgebildet, dessen Schneckenrad 28 auf einer gehäusefesten Achse 56 gelagert ist, die beispielsweise als Einlegeteil beim Spritzgußverfahern eingefügt wird. Das Schneckenrad 28 wirkt mit einem elastisch gelagerten Mitnehmer 58 zusammen, an den ein Abtriebselement 60, beispielsweise ein Ritzel zum Antrieb eines Fensterhebers, angeformt ist.
In Figur 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Getriebe-Antriebseinheit 10 abgebildet, wobei das Gehäuse 12 ebenfalls eine erste und zweite Halbschale 14, 16 aufweist. Aus Figur 4 ist ersichtlich, dass das Getriebe 20 und der vollständige Antriebsmotor 18 komplett von der ersten Halbschale 14 aufgenommen und nach der Montage des nicht näher dargestellten, im Wesentlichen spiegelsymmetrischen Deckels 16, vollständig umfasst wird. Die Ankerwelle 22 ist hier beispielsweise mittels drei Kugellagern 40 über deren gesamte Länge 62 in der ersten Halbschale 14 gelagert und durch das Zusammenfügen mit der als Deckel 54 ausgebildeten zweiten Halbschale 16 räumlich befestigt. Zusätzlich zu den Permanentmagneten 34 und dem Rückschlusselement 36 ist hier eine elektromagnetische Abschirmung 64 in das Gehäuseteil 14 eingefügt, um die feldgebundene Abstrahlung der Permanentmagneten 34, sowie der induzierten Felder der Wicklungen 25 zu minimieren. Der Kollektor 29 ist hierbei am von der Schnecke 26 abgewandten Ende 66 des Ankers 24 angeordnet. Auf der gleichen Seite 66 ist auf der Ankerwelle 22 ein Ringmagnet 68 für eine Positionserfassung angeordnet, der mit einem magnetischen Sensor 70, beispielsweise Hall-Elemente, zusammenwirkt. Wie in Figur 3 dargestellt, ist das Gehäuse 12 derart ausgeformt, dass Aufnahmen 72 für Verbindungselemente 74 mit der Karosserie symmetrisch zu einer Geraden 76 angeordnet sind, die sowohl durch die Drehachse 56 des Schneckenrads 28, als auch durch den Masseschwerpunkt 78 des Antriebsmotors 18 verläuft. Durch solch eine symmetrische Anordnung des Masseschwerpunkts 78 zu den Aufnahmen 72 werden unerwünschte Schwingungen unterbunden, und dadurch die Geräuschbelästigung des Antriebs reduziert. Die Aufnahmen 72 sind dabei so angeordnet, dass eine solche Getriebe-Antriebseinheit 10 bei einem identischen Bauraumvolumen sowohl in einer linken, als auch in einer rechten Fahrzeugtür zur Betätigung eines Fensterhebers eingebaut werden kann.
Figur 5 zeigt eine weitere Form eines ersten Gehäuseteils 14, das sowohl den vollständigen Antriebsmotor 18, als auch das Getriebe 20 aufnimmt, das hier mehrstufig ausgebildet ist. Das Antriebsmoment wird hier über die Schnecke 26 auf das Schneckenrad 28 übertragen, dessen zweiter, nicht sichtbarer Zahnkranz mit einem weiteren Zahnrad 80 kämmt. Durch eine weitere Getriebestufe auf ein drittes Zahnrad 82, das auf einer dritten, als Drehachse 56 ausgebildeten Achse 84 gelagert ist, steht das Abtriebsmoment am Abtriebselement 60 zur Verfügung. Der Masseschwerpunkt 78 des Antriebsmotors 18 liegt wiederum auf einer Geraden 76, die durch die Drehachse 56 verläuft, und zu der die Grundfläche des Gehäuseteils 14 symmetrisch ausgeformt ist. Bei dieser Ausführung ist das erste Gehäuseteil 14 in Montagerichtung nicht symmetrisch zu einem zweiten, nicht dargestellten Gehäuseteil 16 ausgebildet. Vielmehr bildet die untere Schale 14 einen höheren Topf, in dem alle Bauteile des Getriebes 20 und die Komponenten des Antriebsmotors 18 mittels Halteelementen 38 räumlich fest fixiert werden, und das zweite Gehäuseteil 16 als Deckel 54 ausgebildet ist, der das Gehäuse 12 wasserdicht abschließt. Bei der Montage werden hierbei die elektromagnetische Abschirmung 64, das Rückschlusselement 36, sowie die Permanentmagnete 34 direkt in das erste Gehäuseteil 14 integriert. In Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebe- Antriebseinheit 10 dargestellt, bei dem das Drehmoment über ein auf der Ankerwelle 22 angeordnetes Getriebeelement 86 auf ein korrespondierendes Getriebeelement 88 einer separaten Schneckenwelle 90 übertragen wird. Auf der Schneckenwelle 90 ist wiederum eine Schnecke 26 drehfest fixiert, die mit einem Schneckenrad 28 kämmt. Innerhalb des Schneckenrads 28 sind nicht näher dargestellte Dämpfungsmittel 91 angeordnet, die das Drehmoment auf ein Abtriebsritzel 60 übertragen, das gemeinsam mit dem Schneckenrad 28 auf einer Drehachse 56 gelagert ist. Durch die separate Ausbildung der Schneckenweüe 90, die räumlich neben dem Antriebsmotor 18 angeordnet ist, reduziert sich die axiale Länge 62 der Ankerwelle 22 des Antriebsmotors 18 und damit der gesamten Getriebe-Antriebseinheit 10. Das Gehäuse 12 ist wiederum im Wesentlichen symmetrisch zu einer Geraden 76 durch den Schwerpunkt 78 des Antriebsmotors 18 und durch die Drehachse 56 ausgebildet. Alle Bauelemente des Getriebes 20 und der gesamte Antriebsmotor 18 werden bei der Montage wieder von einer Gehäuseschale 14 aufgenommen, an das Halteelemente 38 angeformt sind, die die Kugellager 40 der separaten Schneckenwelle 90, sowie der Ankerwelle 22 aufnehmen. Ebenso werden alle weiteren Komponenten des Antriebsmotors 18 radial zur Ankerwelle in gleicher Montagerichtung 52 mit den Getriebebauteilen montiert. Radial zur Ankerwelle 22 ist ebenfalls mittels Halteelementen 38 ein Bürstenhalterelement 92 zur Aufnahme von Bürsten 94 angeordnet. Das Bürstenhalterelement 92 weist ebenfalls einen magnetischen Sensor 70 auf, der mit einem Ringmagneten 68 zur Drehzahlerfassung des Antriebs, bzw. zur Positionserfassung des zu verstellenden Teils zusammenwirkt. Die elektrische Verbindung 96 der Bürsten 94 und des Magneten 72 sind hier als Stanzgitter 96 ausgebildet, dessen Kontaktfahnen 98 das Steckerteil 32 durchdringen. Die obere Stirnseite des Gehäuseteils 14 bildet eine Dichtfläche 44, die in etwa in einer Ebene zur Ankerwelle 22 angeordnet ist, und auch das Steckerteil 32 umschließt. Das nicht dargestellte zweite Gehäuseteil 16, das hierbei deutlich flacher ausgebildet ist, als das erste Gehäuseteil 14, wird beispielsweise mittels schamatisch dargestellten Rastmitteln 50 verbunden, und weist Gegenelemente 42 zur exakten räumlichen Justierung und Fixierung bestimmter Komponenten, wie beispielsweise das Bürstenhalterelement 92, das Rückschlusselement 36 oder die magnetische Abschirmung 64 auf. Völlig unabhängig von der konkreten Ausformung des Gehäuses 12 kann durch die Ausbildung einer separaten Schneckenwelle 90, die mit der Ankerwelle 22 gekoppelt ist, die Baulänge der Getriebe-Antriebseinheit 10 reduziert werden, insbesondere, wenn die separate Schneckenwelle 90 in etwa parallel neben der Ankerwelle 22 angeordnet ist.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in allen Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann die konkrete Ausgestaltung des Getriebes 20 und des Antriebsmotors 18 variiert werden, solange dies mit dem erfindungsgemäßen Montagekonzept des Gehäuses 12 vereinbar ist. So ist die Erfindung sowohl auf Antriebsmotoren 18 mit Bürstenhalter
92, als auch auf elektronisch kommutierte BLDC-Motoren anwendbar. Dabei kann ein Elektronikmodul 100 auch innerhalb des Gehäuses 12 beispielsweise als Bestandteil des Bürstenhalterelements 92 angeordnet sein. Auch ist die Ausführung der Dichtung 44, 48, der Verbindungsteile 50 zwischen den Gehäuseteilen 14, 16 , sowie die Art der Aufnahmen 72 nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Des Weiteren kann das
Gehäuse 12 auch ein drittes oder weiteres Gehäuseteil aufweisen, solange alle wesentlichen Komponenten und Bauteile des Antriebsmotors 18 und des Getriebes 20 von einer ersten Gehäuseschale 14 bei deren Montage aufgenommen werden. Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Getriebe- Antriebseinheit 10 für die Betätigung von Fensterhebern oder für die Verstellung beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, wie
Schiebedächer oder Sitzteile, verwendet.

Claims

Ansprüche
1. Getriebe-Antriebseinheit (10) mit einem mehrteiligen Gehäuse (12), einem eine Ankerwelle (22) und einen Anker (24) aufweisenden elektrischen Antriebsmotor (18) und einem diesem nachgeordneten Getriebe (20), insbesondere Schneckengetriebe, das mit dem Antriebsmotor (18) über die Ankerwelle (22) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (18) radial zur Ankerwelle (22) in ein erstes Gehäuseteil (14) montierbar ist, und bei der Montage allein vom ersten Gehäuseteil (14) aufgenommen wird,
2. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (20) bei der Montage in gleicher Montagerichtung (52) und in dasselbe Gehäuseteil (14) wie der Antriebsmotor (18) eingefügt wird.
3. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) als erstes und zweites Gehäuseteil (14, 16) im Wesentlichen zwei Halbschalen (14, 16) aufweist, die radial zur Ankerwelle (22) zusammenfügbar sind, und den gesamten Antriebsmotor (18) - insbesondere den Anker (24) - umschließen.
4. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Komponenten des Antriebmotors (18), wie beispielsweise Permanentmagnete (34), Rückschlusselemente (36) oder eine elektromagnetische Abschirmung (64), direkt in eine der Gehäuseteile (14, 16) integriert sind.
5. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Halbschalen (14, 16) Halteelemente (38) angeformt sind, die die Komponenten (34, 36, 64, 22, 40) des Antriebmotors (18) lagern und/oder fixieren.
6. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerwelle (22) über deren gesamte Länge (62) in mindestens einer der beiden Gehäuseteile (14, 16) gelagert ist.
7. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) symmetrisch ausgebildet ist, derart, dass die identische Antriebseinheit (10) in einer linken und einer rechten Einbauposition (Tür) eines Fensterhebers einbaubar ist.
8. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gehäuseteilen (14, 16) nur eine - insbesondere wasserdichte - Dichtfläche (44) in einer Ebene in etwa parallel zur Ankerwelle (22) angeordnet ist.
9. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Gehäuseteile (14, 16) - insbesondere einschließlich der einteilig daran angeformten Halteelemente (38) - als Kunststoff-Spritzguss-Teile gefertigt sind.
10. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Antriebmotors (18) bei der Montage in eines der Gehäuseteile (14, 16) eingefügt werden und beim Verschließen mittels des zweiten Gehäuseteils (16, 14) - insbesondere mit angeformten Gegenelementen (42) - fixiert werden.
11. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (20) mehrere Getriebestufen (80, 82) aufweist.
12. Getriebe- Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (20) zusätzlich zur Ankerwelle (22) eine separate Schneckenwelle (90) aufweist, die insbesondere näherungsweise parallel versetzt zur Ankerwelle (22) angeordnet ist.
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