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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Getriebe-Antriebseinheit insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Mit der
DE 100 49 463 A1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit bekannt geworden, bei der ein Abtriebsrad drehbar auf einem gehäusefesten Lagerbolzen angeordnet ist. Der Lagerbolzen ist hierbei einstückig mit dem Boden des Getriebegehäuses aus Kunststoff gefertigt. Der Gehäuseboden erstreckt sich im wesentlichen in einer Ebene quer zum Lagerbolzen, wobei zur Versteifung am Getriebeboden Rippen angeformt sind, die sich an einem zentralen Fortsatz im Bereich des Lagerbolzen abstützen. Die Aufgabe der Erfidnung besteht darin, ein mechanisch stabileres Getriebegehäuse prozesstechnisch günstig herzustellen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäß Getriebe-Antriebseinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Ausformung des Gehäusebodens in verschiedenen Ebenen bezüglich der Axialrichtung der Getriebeboden eine hohe Festigkeit aufweist, die auf den Lagerbolzen einwirkende Kräfte aufnehmen kann. Durch die axial versetzt angeordneten Bodenbereiche wird eine elastische Verformung des Gehäusebodens vermieden, wodurch die Geometrie des Getriebegehäuses auch beim Einwirken äußerer Kräfte weitgehend konstant bleibt.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, den Gehäuseboden in Umfangsrichtung in verschiedenen Ebenen bezüglich der Axialrichtung auszubilden, da hierdurch die gesamte Bodenfläche gegenüber der über den Lagerbolzen eingeleiteten Momente stabilisiert wird.
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Zweckmäßigerweise sind die verschiedenen Ebenen des Gehäusebodens mittels Stufen und/oder Wellen miteinander verbunden, so dass der Gehäuseboden in Umfangsrichtung näherungsweise eine Rechteckkurve beschreibt.
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Weist der Gehäuseboden im wesentlichen eine konstante Materialstärke auf - insbesondere auch an den Stufen - kann der Gehäuseboden günstig mittels Kunststoffspritzgießen hergestellt werden, ohne dass es zu einer störenden Verformung der Bodenfläche beim Abkühlen kommt.
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Von Vorteil ist es, am Gehäuseboden kuchenstückartige bzw. teilkreisförmige Vertiefungen abwechselnd mit entsprechenden Erhöhungen auszuformen. Dadurch kann über den gesamten radialen Bereich des Gehäusebodens eine ausreichende Stabilität desselben erzielt werden. Dabei ist der Abstand der Stufen zueinander in den radial äußeren Bereichen größer als in radial weiter innenliegenden Bereichen.
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Günstig ist es, in einem radial inneren Bereich den Gehäuseboden derart auszubilden, dass er über den gesamten Umfang in einer einzigen Ebene, vorzugsweise mit einer konstanten Materialstärke ausgebildet ist. In diesem Bereich kann der Lagerbolzen einstückig mit dem Gehäuseboden ausgeformt werden, so dass der Gehäuseboden kontinuierlich in den Bolzen übergeht. Dabei geht die Wand des Gehäusebodens, die im wesentlichen quer zur Axialrichtung angeordnet ist, mittels eines Radius in die Wandung des Bolzens über, der sich in axialer Richtung erstreckt. Durch den trichterförmigen Übergang vom Gehäuseboden zu dem Bolzen können die bei Belastungen auftretende Scherkräfte besonders gut vom Gehäuseboden aufgenommen werden.
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Der Lagerbolzen ist erfindungsgemäß hohl ausgebildet, so dass bei relativ geringen Materialstärken auch größere Bolzendurchmesser erzielt werden können. Der Lagerbolzen ist dadurch praktisch als Hohlwelle ausgebildet, die an ihren beiden Enden offen ist, und in ihrem mittleren Bereich zur Stabilisierung einen Quersteg aufweist.
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Sind die Erhöhungen und Vertiefungen des Gehäusebodens bezüglich der Radial-Richtung gewölbt ausgebildet, wird der Gehäuseboden auch in radialer Richtung zusätzlich stabilisiert. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn die unterschiedlichen Bereiche des Gehäusebodens konvex und konkav zueinander (bezüglich der Axialrichtung) ausgebildet sind.
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Um eine definierte Einbauposition der Getriebe-Antriebseinheit zu ermöglichen, wird an der Außenseite des Gehäusebodens eine definierte Anschlagsfläche angeformt, die sich senkrecht zur Axialrichtung des Bolzens erstreckt. Diese kann vorteilhaft im gleichen Prozessschritt mit dem Spritzgießen angeformt werden, vorzugsweise zusammen mit einer zweiten definierten Anschlagsfläche des Getriebegehäuses. Hierdurch kann die Antriebseinheit mit einer definierten Fläche sehr exakt an einem karosseriefesten Halteteil positioniert und befestigt werden.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 Eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Gehäuseboden einer Getriebe-Antriebseinheit,
- 2 schematisch einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß des Schnitt II-II in 1 und
- 3 schematisch einen Schnitt in Umfangsrichtung durch einen erfindungsgemäßen Gehäuseboden gemäß der Darstellung III-III in 1.
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In 1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 dargestellt, wie sie beispielsweise zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug verwendet wird. Dabei ist an einem Elektromotor 12 ein Getriebegehäuse 14 angeflanscht, in das eine Ankerwelle 16 des Elektromotors 12 hineinragt. Auf der Ankerwelle 16 ist beispielsweise eine Schnecke 18 angeordnet, die mit einem Getriebezahnrad 20 kämmt, das auf einem Lagerbolzen 22 drehbar gelagert ist. Vom Getriebezahnrad 20 wird das Antriebsmoment beispielsweise an eine Mechanik oder an einen Seilzug übertragen, um beispielsweise eine Fensterscheibe im Kraftfahrzeug automatisch zu betätigen. Das Getriebegehäuse 14 weist einen kreisförmigen Gehäuseboden 24 auf, dessen Durchmesser größer ist als der des Getriebezahnrads 20. Am Gehäuseboden 24 ist einstückig mit diesem der Lagerbolzen 22 angeformt, wobei das gesamte Getriebegehäuse 14 im Ausführungsbeispiel mittels kunststoffspritzgießen hergestellt ist. Der Lagerbolzen 22 ist im Mittelpunkt des Gehäusebodens 24 angeordnet und ist als Hohlwelle 26 ausgebildet. Der Gehäuseboden 24 weist unterschiedliche Bereiche auf, die bezüglich einer Ebene 28 quer zur Axialrichtung 30 des Lagerbolzens 22 als Vertiefungen 32 und Erhöhungen 34 ausgebildet sind. Die Erhöhungen 34 und Vertiefungen 32 sind näherungsweise teilkreisförmig, also tortenstückförmig ausgebildet. Die Vertiefungen 32 und die Erhöhungen 34 erstrecken sich jeweils in zwei axial beabstandeten Ebenen 28 und sind durch Stufen 36 im Gehäuseboden 24 miteinander verbunden.
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In 3 ist ein Schnitt durch den Gehäuseboden 24 in Umfangsrichtung 40 gemäß des Schnitts III-III dargestellt, wodurch sich im wesentlichen rechteckförmige Profile 38 entlang der Umfangsrichtung 40 ergeben. Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 weisen die Erhöhungen 34 beispielsweise in Umfangsrichtung 40 eine größere Breite 44 auf, als die Breite 42 der Vertiefungen 32. Dabei ist die Materialstärke 46 des Gehäusebodens 24 über die gesamte Bodenfläche näherungsweise konstant ausgebildet. Die Stufen 36 zwischen den Erhöhungen 34 und den Vertiefungen 32 sind hier näherungsweise rechtwinklig ausgebildet, können in einer Variation aber auch mehr wellenförmig mit einem kontinuierlichen Übergang zwischen den Ebenen 28 ausgebildet sein. Der Gehäuseboden 24 geht dann bezüglich der Umfangsrichtung 40 in Wellenform 39 kontinuierlich von einer axialen Ebene 28 in die andere axiale Ebene 28 über, wie dies in 3 gestrichelt dargestellt ist. Dabei weist der Gehäuseboden 24 keine Unterbrechung oder freie Enden auf. Die Breiten 32 und 34 der Vertiefungen 32 und Erhöhungen 34 ändern sich in Radial-Richtung 48, wobei sich ein radial innerer Bereich 50 anschließt, in dem sich der Gehäuseboden 24 bezüglich der Umfangsrichtung 40 in einer Ebene 28 erstreckt. Die Stufen 36 weisen eine Kante 37 auf, die näherungsweise in radialer Richtung 48 verläuft. Die Stufen 36 weisen ebenfalls eine Stufenhöhe 35 auf, die in einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 2 bezüglich der Radial-Richtung 48 variiert.
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Im Ausführungsbeispiel in 2 sind sowohl die Vertiefungen 32, als auch die Erhöhungen 34 bezüglich der Radial-Richtung 48 gewölbt ausgebildet. Da die beiden Wölbungen 62 entgegengesetzt zueinander ausgebildet sind, ergibt sich in einem radial mittleren Bereich 52 eine maximale Stufenhöhe 35, hingegen an den radial äußeren Bereichen 54 und zum radial inneren Bereich 50 hin eine geringere Höhe 35 der Stufe 36. Wie im Schnitt der 2 deutlich zu erkennen ist, geht der Gehäuseboden 24 bezüglich der Radial-Richtung 48 kontinuierlich in die Wandung 56 der Hohlwelle 26 über. Dabei ist zwischen dem im wesentlichen quer zur Axialrichtung 30 angeordneten Gehäuseboden 24 und der in Axialrichtung 30 sich erstreckenden Hohlwelle 26 ein Radius 60 ausgebildet. Dieser Radius 60 bildet zusammen mit der Wölbung 62 des Gehäusebodens 24 eine trompetenförmige, beziehungsweise trichterförmig Aufweitung der Hohlwelle 26 zum Gehäuseboden 24 hin. Die Hohlwelle 26 weist in einem axial mittleren Bereich 66 eine Versteifung 68 auf, die den Innenraum 70 des Getriebegehäuses 14 gegenüber der Umgebung abschließt. Alternativ kann auch am inneren Ende 72 der Hohlwelle 26 ein Quersteg 74 bzw. eine Versteifung 68 ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel gemäß der 2 ist der Lagerbolzen 22 abgestuft, so dass er im Bereich des Gehäusebodens 24 einen größeren Außendurchmesser 75 aufweist als am inneren Ende 72. Des Weiteren weist der Lagerbolzen 22 einen axialen Anschlag 76 auf, an dem das Getriebezahnrad 20 axial anliegt. Am Gehäuseboden 24 ist vorzugsweise im Bereich der Erhöhung 34 eine Anschlagsfläche 78 ausgebildet, die zu einer definierten Positionierung der Getriebe-Antriebseinheit 10 beispielsweise im Kraftfahrzeug dient. Die Anschlagsfläche 78 ist beispielsweise ringförmig ausgebildet und erstreckt sich in einer Ebene quer zur Axialrichtung 30. Die Anschlagsfläche 78 ist an der Außenseite des Gehäusebodens 24 angeformt. Zusätzlich ist im Bereich der Ankerwelle 16 eine weitere Anschlagsfläche 79 ausgebildet, die beide gemeinsam in einem Arbeitsschritt beim Kunststoff-Spritzgießen des Getriebegehäuses 14 ausgebildet werden können. Außerhalb des kreisförmigen Gehäusebodens 24 sind des Weiteren einstückig Befestigungsösen 80 angeformt, mittels derer die Getriebe-Antriebseinheit 10 mit den Anschlagsflächen 78, 79 gegen ein Karosserieteil gepresst werden.
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Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und der in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiel vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise der Lagerbolzen 22 auch als Metallstift ausgebildet sein, oder das Getriebezahnrad 20 eine Stirnradverzahnung aufweisen. Wesentlich ist dabei, dass verschiedene Teile des Gehäusebodens 24 in verschiedenen Ebenen 28 bezüglich der Axialrichtung 30 angeordnet sind. Dabei kann die Ausformung der sickenförmigen Vertiefungen 32 auch variieren. Dabei können sich die Ebenen 28 bezüglich der Radialrichtung 48 und/oder der Umfangsrichtung 40 auch kontinuierlich ändern, so dass sich ein kontinuierlicher Übergang des Gehäusebodens 24 von einer ersten Ebene 28 in eine zweite axial beabstandete Ebene 28 ergibt. Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit 10 für Fensterheber im Kraftfahrzeug verwendet, ist jedoch nicht auf eine solche Anwendung beschränkt.