BeSchreibung
Titel
Motor-Getriebe-Einheit, insbesondere Wischermotor
Die Erfindung bezieht sich auf eine Motor-Getriebe-Einheit, insbesondere einen Wischermotor für Wischeinrichtungen in Fahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
In der DE 102 59 154 Al wird eine Scheibenwischvorrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die über einen Wischermotor angetrieben wird, welcher als Antriebseinheit einen Elektromotor aufweist, dessen Anker über ein Getriebe mit einer Antriebswelle zum Antrieb des Scheibenwischers verbunden ist. Der Elektromotor und das Getriebe bilden gemeinsam den Wischermotor und sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
Der Elektromotor wird über Signale einer Regel- bzw. Steuereinheit in Abhängigkeit aktueller äußerer Zustände bzw. Stellbefehle gesteuert. Über die Signale der Regel- bzw. Steuereinheit wird die Bestromung des Elektromotors in der gewünschten Weise eingestellt.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt bauende Motor-Getriebe-Einheit anzugeben, die mit geringem Aufwand an unterschiedliche Einsatzwecke angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Die erfindungsgemäße Motor-Getriebe-Einheit, bei der es sich insbesondere um einen Wischermotor für Wischeinrichtungen in Fahrzeugen handelt, weist ein aus zwei Gehäuseschalen zusammengesetztes Gehäuse auf, wobei die Regel- bzw. Steuereinheit als separates Bauteil ausgeführt ist, die auf der Außenseite des Gehäuses zu befestigen ist. Die Regel- bzw. Steuereinheit kann gegebenenfalls eine Steckeranbindung aufweisen. Diese Ausführung eröffnet die Möglichkeit, die Motor- Getriebe-Einheit mit geringem Aufwand an unterschiedliche Anforderungen anzupassen.
Je nach Ausführung können unterschiedliche Regel- bzw. Steuereinheiten mit unterschiedlichen Kundensteckern auf der Außenseite des Gehäuses befestigt werden. Beispielsweise können in einer ersten Variante als Standard-Elektromotor zwei Bürsten oder in einer zweiten Variante als Mechatronik-Elektromotor ein Gebermagnet und drei Bürsten vorgesehen sein. Des Weiteren ist es möglich, im Gehäuseinneren an den jeweiligen Einsatzzweck angepasste elektrische Antriebsmotoren und/oder Getriebeeinheiten vorzusehen, wobei die Dimensionen der Gehäuseschalen beibehalten werden können. Durch entsprechende Anpassungsmaßnahmen können unterschiedlich große Bauteile im Gehäuseinneren aufgenommen werden. Insgesamt wird dadurch eine verbesserte Gleichteileverwendung erreicht sowie die Montage und Demontage in unterschiedliche Fahrzeugtypen vereinfacht. Das Gehäuse stellt hierbei eine Universalschale bzw. eine Verpackung einheitlicher Größe und Bauart dar, die zur Aufnahme verschiedener Baugrößen von Anker, Magneten und Rückschlussringen des elektrischen Antriebsmotors und der Bauteile des Getriebes dient.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der mechanische Teil der Motor-Getriebe-Einheit komplett innerhalb des Gehäuses und der
Elektronikteil komplett außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wodurch man für das Gehäuseinnere eine niedigere Schutzklasse (bspw. IP44) erzielen kann als für die Elektronik (IP6k7k) .
Die beiden Gehäuseteile sind zweckmäßigerweise spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet, so dass auch die Regel- bzw. Steuereinheit in spiegelsymmetrischer Anordnung an einer der beiden Gehäuseschalen positioniert werden kann. In die Schalen können vorgeprägte Einstecköffnungen für den elektrischen Kontakt zwischen der Regel- bzw. Steuereinheit und elektrischen Leitern im Innern des Gehäuses eingebracht sein, die zum elektrischen Antriebsmotor führen. Je nach Einbaulage und Motorvariante werden die vorgeprägten Öffnungen geöffnet. Über den elektrischen Kontakt erfolgt die Stromversorgung des Antriebsmotors. Der elektrische Kontakt ist insbesondere als Bürsten ausgeführt, die an einem mit dem Anker umlaufenden Kommutator im Gehäuseinneren anliegen.
Des Weiteren kann in jede Gehäuseschale eine Ausnehmung für eine Antriebswelle eingebracht sein, die von dem Getriebe angetrieben wird und über die beispielsweise das Wischgestänge betätigt wird. Die Ausnehmung befindet sich vorteilhafterweise in einem Dom, der sich über die Oberseite der betreffenden Gehäuseschale erhebt und zugleich eine Zentrierung der aufzusetzenden Regel- bzw. Steuereinheit bewirkt.
Um nach dem Zusammensetzen der beiden Gehäuseschalen sicherzustellen, dass die Dome bzw. die Ausnehmungen koaxial zueinander liegen, können nach dem Zusammenfügen der Gehäuseschalen verschiedene Maßnahmen zur koaxialen Ausrichtung getroffen werden. Im Rahmen eines Toleranzausgleiches können hierbei Winkelabweichungen sowie Verschiebungen zwischen den Gehäuseschalen in zwei Richtungen ausgeglichen werden, was beispielsweise über das Einführen einer zweigeteilten Buchse erreicht wird, die durch beide Ausnehmungen bzw. die beiden Dome in verschiedenen Gehäuseschalen geführt ist.
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Zur Erleichterung des Aufsetzens der Regel- bzw. Steuereinheit auf eine Gehäuseschale und zur besseren Verbindung mit der Gehäuseschale kann es vorteilhaft sein, an der Außenseite der Gehäuseschale einen überstehenden Begrenzungsrand auszubilden, der die Regel- bzw. Steuereinheit begrenzt und einfasst.
Gemeinsam mit dem überstehenden Dom, der in eine entsprechend geformte Ausnehmung in der Regel- bzw. Steuereinheit einragt, wird eine sichere Halterung und Fixierung auf der Gehäuseschale erreicht. Darüber hinaus kann die Regel- bzw. Steuereinheit über sonstige formschlüssige, reibschlüssige oder stoffschlüssige Verbindungsmaßnahmen mit dem Gehäuse verbunden werden.
Die Gehäuseschalen bestehen zweckmäßigerweise aus Stahlblech und werden insbesondere im Tiefziehverfahren hergestellt. Grundsätzlich vorteilhaft ist eine Ausführung der Gehäuseschalen aus einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Material, um den magnetischen Rückschluss im elektrischen Antriebsmotor zu unterstützen, so dass gegebenenfalls auf einen separaten Rückschlussring des Antriebsmotors verzichtet werden kann. Die Ausführung der Gehäuseschalen aus Metall erlaubt außerdem das
Einprägen von Vertiefungen, beispielsweise um die Geometrie der Gehäuseschalen so anzupassen, dass Bauteile im Gehäuseinneren und gegebenenfalls auch auf der Gehäuseaußenseite in verbesserter Weise abgestützt werden.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, denjenigen Gehäuseabschnitt, der die Getriebeeinheit aufnimmt, mit einer geringeren Dicke auszuführen als den Gehäuseabschnitt, der den Antriebsmotor aufnimmt. Besonders zweckmäßig ist es, dass der Getriebe- Gehäuseabschnitt einschließlich der Regel- bzw. Steuereinheit eine Gesamtdicke aufweist, die nicht größer ist als die Gesamtdicke des Antriebsmotor-Gehäuse-Abschnittes.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Motor-Getriebe-Einheit, mit einem aus zwei Gehäuseschalen bestehenden Gehäuse, in welchem ein elektrischer Antriebsmotor sowie eine Getriebeeinheit aufgenommen ist zum Antrieb einer Antriebswelle,
Fig. 2 die Motor-Getriebe-Einheit in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3 die Motor-Getriebe-Einheit in Seitenansicht mit einer auf eine Gehäuseschale aufgesetzten Regel- bzw. Steuereinheit,
Fig. 4 die Motor-Getriebe-Einheit einschließlich Regel- bzw. Steuereinheit in perspektivischer Ansicht,
Fig. 5 die Motor-Getriebe-Einheit mit Regel- bzw. Steuereinheit in Draufsicht,
Fig. 6 eine Gehäuseoberschale in Draufsicht ohne Regel- bzw. Steuereinheit, mit geschlossenen, vorgeprägten Ausnehmungen,
Fig. 7 eine Gehäuseunterschale in Draufsicht ohne Regel- bzw. Steuereinheit, mit geöffneten, vorgeprägten
Ausnehmungen,
Fig. 8 die Gehäuseschale aus Fig. 7 mit aufgesetzter Regelbzw. Steuereinheit,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses ohne aufgesetzte Regel- bzw. Steuereinheit, wobei in die Außenseite der oberen Gehäuseschale eine Vertiefung eingeprägt ist, die zur Kugellagerspieleinstellung dient,
Fig. 10 die Motor-Getriebe-Einheit aus Fig. 9 im teilweise aufgeschnittenen Zustand,
Fig. 11 eine Draufsicht auf die Motor-Getriebe-Einheit bei abgesetzter oberer Gehäuseschale,
Fig. 12 einen Schnitt durch die Motor-Getriebe-Einheit,
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eine Motor-Getriebe- Einheit in alternativer Ausführung, bei der die
Regel- bzw. Steuereinheit in das Gehäuseinnere integriert ist,
Fig. 14 eine weitere Motor-Getriebe-Einheit mit in das Gehäuse integrierter Regel- bzw. Steuereinheit, wobei das den elektrischen Antriebsmotor aufnehmende Gehäuseteil als separater Poltopf ausgebildet ist.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wie Fig. 1 und Fig. 2 zu entnehmen, weist die Motor-Getriebe- Einheit 1, bei der es sich beispielsweise um einen Wischermotor für eine Wischeinrichtung in einem Kraftfahrzeug handelt, ein Gehäuse 2 auf, das in einem Gehäuseabschnitt 2a einen elektrischen Antriebsmotor und in einem sich daran anschließenden weiteren Gehäuseabschnitt 2b ein Getriebe aufnimmt. Das Gehäuse 2 ist zweiteilig ausgeführt und umfasst zwei Gehäuseschalen 3 und 4, die zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. Die Gehäuseschalen sind vorzugsweise im Tiefziehverfahren hergestellt und bestehen aus Metall, insbesondere aus einem magnetisierbaren bzw. magetisierten Metall, vorzugsweise aus Stahlblech. Im Bereich des im Prinzip zylindrischen Motorabschnittes 2a des Gehäuses sind Kühlrippen 6 in die Gehäuseschalen 3 und 4 eingeprägt, die eine verbesserte Kühlung des elektrischen Antriebsmotors bewirken sollen. Die länglich geformten Kühlrippen 6 sind gleichmäßig über den Umfang
des Gehäuseabschnittes 2a verteilt und erstrecken sich in Achsrichtung. Die Kühlrippen sind als radial nach außen geprägte Rippen ausgebildet. Am Dom 7 ist auf der Oberseite eine Druckausgleichsmembran 21 befestigt, die es ermöglicht, dass die Regel-und Steuereinheit einen höhere Schutzklasse
(beispielsweise nach DIN 40050) aufweist als der mechanische Teil des Motors.
Der Getriebe-Gehäuseabschnitt 2b ist etwa scheibenförmig ausgebildet und weist eine Achse auf, die die Achse des Motor- Gehäuse-Abschnittes 2a kreuzt. Der Getriebe-Gehäuseabschnitt 2b weist eine signifikant geringere Dicke auf, gemessen in Achsrichtung des Getriebe-Gehäuseabschnittes, als der Durchmesser des etwa zylindrischen Motor-Gehäuse-Abschnittes 2a. In jede Gehäuseschale 3 bzw. 4 ist im Bereich des Getriebe- Gehäuseabschnittes 2b ein zentrischer Dom 7 eingebracht, der einstückig mit der jeweiligen Gehäuseschale ausgebildet ist und sich über die Außenseite der betreffenden Gehäuseschale erhebt. Der Dom 7 begrenzt eine Ausnehmung bzw. einen Durchzug 8, die bzw. der zur Aufnahme und einstellbaren Lagerung der An- bzw.
Abtriebswelle 5 dient, welche von dem Getriebe im Gehäuseinnern angetrieben wird. Der Dom 7 ist zylindrisch oder ggf. konisch ausgebildet. Die Druckausgleichsmembran 21 überdeckt die Ausnehmung 8 im Dom 7 für den Fall, dass die Antriebswelle 5 durch den Dom in der gegenüberliegenden Gehäuseschale geführt ist.
In den Fig. 3 und 4 ist auf die obere Gehäuseschale 3 des Gehäuses 2 eine Regel- bzw. Steuereinheit 9 aufgesetzt, und zwar im Bereich des Getriebe-Gehäuseabschnittes 2b. Die Oberseite des Getriebe-Gehäuseabschnittes 2b wird im Wesentlichen von der Regel- bzw. Steuereinheit 9 überdeckt. Die Dicke der Regel- bzw. Steuereinheit 9 sowie die Gesamtdicke des Getriebe- Gehäuseabschnittes 2b sind so bemessen, dass der Außendurchmesser des im Wesentlichen zylindrischen Motor- Gehäuse-Abschnittes 2a nicht überragt wird.
In den Fig. 5 und 6 ist die obere Gehäuseschale 3 in Draufsicht gezeigt, wobei Fig. 5 die Gehäuseschale mit Regel- bzw. Steuereinheit und Fig. 6 die Gehäuseschale ohne die Regel- bzw. Steuereinheit darstellt. Fig. 7 und 8 entsprechen den Fig. 5 bis 6, sie zeigen jedoch die untere Gehäuseschale 4.
Der Getriebe-Gehäuseabschnitt 2b ist von einem Begrenzungsrand 12 eingefasst, der sich über die Außenseite der jeweiligen Gehäuseschale 3 bzw. 4 erhebt und im aufgesetzten Zustand die Regel- bzw. Steuereinheit 9 umfangsseitig begrenzt. Der
Begrenzungsrand 12 erstreckt sich über den Umfang des Getriebe- Gehäuseabschnittes 2b bis zum angrenzenden Motor-Gehäuse- Abschnitt 2a.
Den Fig. 6 und 7 ist zu entnehmen, dass in die Gehäuseschalen 3 bzw. 4 Einprägungen 10 in die Wandung eingebracht sind, die mit geringem Aufwand durchbrochen werden können und Bürstenausnehmungen 11 bilden, welche für die Bürstenhalter vorgesehen sind, über die der elektrische Kontakt zum Antriebsmotor im Gehäuse hergestellt wird. Die Einprägungen 10 befinden sich im Bürstenträgerbereich der Gehäuseschalen 3 und 4. Bei mechatronischen Steuereinheiten werden zwei Bürstenausnehmungen 11 und bei Standard-Regeleinheiten drei Bürstenausnehmungen 11 geöffnet.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine in die Gehäuseschale 3 eingebrachte Einprägung 13, die beispielsweise die Funktion einer zusätzlichen Abstützung eines im Gehäuseinneren aufgenommenen Bauteiles hat. Die Einprägung kann nach dem Tiefziehprozess zur Herstellung der Gehäuseteile eingebracht werden .
Fig. 10 zeigt außerdem das Getriebe 14 im Getriebe- Gehäuseabschnitt 2b, welches eine mit dem Anker des Antriebsmotors umlaufende Ankerwelle 15 umfasst, die mit einem Getrieberad 16 kämmt, das drehfest mit der Antriebswelle 5 verbunden ist, über die die Antriebsbewegung auf die
mechanischen Wischerteile übertragen wird. Die An- bzw. Abtriebswelle 5 ist in einer zweigeteilten einstellbaren Lagerbuchse 20 geführt.
In den Fig. 11 und 12 ist die Motor-Getriebe-Einheit 1 mit abgenommener Gehäuseschale bzw. im Schnitt dargestellt. Zu erkennen ist der elektrische Antriebsmotor 17, dessen Anker die Ankerwelle 15 antreibt, welche als Bestandteil des Getriebes 14 mit dem Getrieberad 16 kämmt. Die freie Stirnseite der Ankerwelle 15 liegt in unmittelbarer Nähe zur Innenwand der Gehäuseschale; die Ankerwelle kann gegebenenfalls in diesem Bereich abgestützt werden, beispielsweise über ein zusätzliches Lager .
Der Antriebsmotor 17 ist von einem Rückschlussring 18 umgriffen, der zur verbesserten Führung und Leitung magnetischer Feldlinien dient .
In Fig. 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die beiden Gehäuseschalen 3 und 4 des Gehäuses 2 nicht spiegelsymmetrisch, sondern unterschiedlich ausgebildet sind.
Die obere Gehäuseschale 3 ist zur Aufnahme der Regel- bzw.
Steuereinheit im Inneren des Gehäuses ausgebildet und weist dementsprechend im Bereich des Getriebe-Gehäuseabschnittes 2b eine größere Dicke auf. Die Regel- bzw. Steuereinheit ist vollständig in das Gehäuseinnere integriert.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 ist die Regel- bzw. Steuereinheit ebenfalls in das Gehäuseinnere integriert. Außerdem ist der Motor-Gehäuse-Abschnitt 2a in Achsrichtung zweigeteilt, wobei der dem Getriebe-Gehäuseabschnitt 2b benachbarte Teil von den beiden Gehäuseschalen 3 und 4 gebildet ist, wohingegen der stirnseitige Abschnitt von einem als separates Bauteil ausgeführten Polgehäuse 19 gebildet ist, das den elektrischen Antriebsmotor aufnimmt.