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Title:
ELECTRIC DRIVE UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/085215
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric drive unit, particularly for a windshield wiper of a motor vehicle, comprising a drive motor and a gearing. A housing (20) is provided inside of which at least the gearing is housed. The gearing has a worm (14), which is connected to the drive motor via a rotor shaft (12), and has a worm wheel (32), which is mounted on a driven shaft (30). This driven shaft (30) is, in turn, mounted inside an eccentric bush (40, 50), which can rotate in order to adjust the axial distance between the rotor shaft (12) and the driven shaft (30) and which, when rotated, can be mounted inside the housing (20) in a rotationally fixed manner. The invention is characterized in that the eccentric bush (40, 50) has a bearing (46, 56) in order to mount the driven shaft.

Inventors:
HAWIGHORST ACHIM
STUBNER ARMIN
Application Number:
PCT/DE2003/003967
Publication Date:
October 07, 2004
Filing Date:
December 02, 2003
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
B60S1/16; F16C23/10; (IPC1-7): B60S1/16
Foreign References:
DE19821079A11999-01-07
DE4419769A11995-12-07
GB1397295A1975-06-11
DE9017993U11993-07-22
EP0467750A11992-01-22
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektrische Antriebseinheit, insbesondere für einen Scheibenwischer eines Kraftfahrzeuges, mit einem Antriebsmo tor und mit einem Getriebe, wobei ein Gehäuse (20) vorgesehen ist, in dem zumindest das Getriebe angeordnet ist, wobei das Getriebe eine über eine Ankerwelle (12) mit dem Antriebsmotor verbundene Schnecke (14) und ein auf einer Abtriebswelle (30) gelagertes Schneckenrad (32) aufweist, wobei die Abtriebswel le (30) in einer Exzenterbuchse (40,50) gelagert ist, die zur Einstellung des Achsabstandes zwischen der Ankerwelle (12) und der Abtriebswelle (30) verdrehbar und im verdrehten Zustand verdrehsicher im Gehäuse (20) montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterbuchse (40,50) eine Lagerung (43,52) aufweist, um die Abtriebswelle (30) zu lagern.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Lagerung ein erstes Lager (44,54) und ein zweites Lager (45,55) aufweist, die entlang der Abtriebswel le (30) in der Exzenterbuchse (40,50) angeordnet sind und einen Zwischenraum (46,56) bilden.
3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lagerung (43,52) ein Kunststofflager auf weist.
4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass das Kunststofflager (43,52) dünnwandig ausgeführt ist, um Wärme schnell abzuführen.
5. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lagerung (43,52) ein Sinterlager auf weist.
6. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lagerung (43,52) ein Wälzlager aufweist.
7. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lagerung (43,52) eine oder mehrere Dicht lippen (53) aufweist.
8. Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass das erste und/oder das zweite Lager (44,54, 45, 55) eine Dichtlippe (53) aufweist.
9. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Exzenterbuchse (40,50) Schmiernuten auf weist.
10. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Exzenterbuchse (40,50) im Gehäuse (20) durch Presspassung gehalten ist.
11. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Exzenterbuchse (40,50) im Gehäuse (20) durch Rastelemente gehalten ist.
Description:
Elektrische Antriebseinheit Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit, ins- besondere eine elektrische Antriebeinheit für einen Scheiben- wischer eines Kraftfahrzeuges.

Aus der Druckschrift DE 198 21 079 A1 ist eine elektrische Antriebseinheit bekannt, bei der ein Schneckenrad auf einer Abtriebswelle gelagert ist. Zur Einstellung eines Achsabstan- des zwischen einer Ankerwelle des Antriebsmotors wird die Ab- triebswelle in einer Exzenterbuchse gelagert. Die Exzenter- buchse weist Abstufungen auf und ist im Gehäuse in einer zy- lindrischen Bohrung durch Presspassung gehalten. Das Gehäuse mit der Bohrung wird üblicherweise durch Metallgießen herge- stellt.

Aufgrund der verwendeten Schneckengetriebe können niedrige Drehzahlen des Scheibenwischers und gleichzeitig hohe Drehmo- mente erreicht werden. Um die an derartige Antriebseinheiten für Scheibenwischer eines Kraftfahrzeuges gestellten Ge- räuschanforderungen zu erfüllen, muss der Verzahnungseingriff des Schneckengetriebes unabhängig von Fertigungstoleranzen konstant bleiben. Mit Hilfe einer Verdrehung der Exzenter- buchse in der Bohrung des Gehäuses können die Fertigungstole- ranzen ausgeglichen werden, in dem der Achsabstand von Ab- triebswelle und Ankerwelle bei der Montage sehr exakt einge- stellt wird.

Neben den Fertigungstoleranzen, die zu unterschiedlichen Ab- ständen zwischen Ankerwelle und Abtriebswelle führen können, kann es auch aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten vorkom-

men, dass die Bohrung in dem Gehäuse zur Achsrichtung der Ab- triebswelle geneigt verläuft. Dies hat nach der Montage der Antriebseinheit erhöhte Druckkräfte auf die Abtriebswelle und die Exzenterhülse zur Folge, die zu einer erhöhten Abnutzung der Führung der Abtriebswelle in der Exzenterbuchse führen können.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Abnutzung in der Exzenterbuchse zu minimieren ohne die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der Herstellung und Montage der Bauelemente zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist eine elektrische Antriebseinheit, insbe- sondere für einen Scheibenwischer eines Kraftfahrzeuges vor- gesehen. Die Antriebseinheit weist einen Antriebsmotor und ein Getriebe auf, wobei ein Gehäuse vorgesehen ist, in dem zumindest das Getriebe angeordnet ist. Das Getriebe umfasst eine über eine Ankerwelle mit dem Antriebsmotor verbundene Schnecke und ein auf einer Abtriebswelle gelagertes Schne- ckenrad auf. Die Abtriebswelle ist in einer Exzenterbuchse gelagert, die zur Einstellung des Achsabstandes zwischen der Ankerwelle und der Abtriebswelle verdrehbar und im verdrehten Zustand verdrehsicher im Gehäuse montierbar ist. Die Exzen- terbuchse weist eine Lagerung auf, um die Abtriebswelle zu lagern.

Die elektrische Antriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfin- dung hat den Vorteil, dass sie einfacher herstellbar ist.

Denn durch das Vorsehen einer Lagerung in der Exzenterbuchse ist es möglich, dass die Richtung der Bohrung in dem Gehäuse, in der die Exzenterbuchse während der Montage eingesetzt

wird, weniger exakt der Achsrichtung entspricht. Zudem wirkt bei der Montage eine geringe mechnanische Belastung auf die Lagerung, da beim Einsetzen der Exzenterbuchse eine Kraft nur an der Exzenterbuchse angelegt wird.

Die Lagerung umschließt die Abtriebswelle und nimmt Druck- kräfte aufgrund von Verspannungen zwischen der Abtriebswelle und der Exzenterbuchse auf. Verspannungen können insbesondere durch nicht parallele Achsrichtungen der Abtriebswelle und der Exzenterbuchse hervorgerufen werden.

Es kann vorgesehen sein, dass die Lagerung ein erstes Lager und ein zweites Lager aufweist, die entlang der Abtriebswelle in der Exzenterbuchse angeordnet sind und einen Zwischenraum bilden. Der Zwischenraum dient dazu, Kapillareffekte entlang der Abtriebswelle in der Exzenterbuchse zu verringern, durch die Wasser ins Innere des Gehäuses gelangen kann. Darüber hinaus können durch das Vorsehen von zwei voneinander ge- trennten Lagern kleinere Lager vorgesehen werden, die kosten- günstiger und bei der Montage einfacher zu handhaben sind.

Darüber hinaus kann durch das Vorsehen von zwei Lagern die Länge der Lagerung beliebig angepasst werden, ohne die Lager ändern zu müssen.

Vorzugsweise weist die Lagerung ein Kunststofflager auf. Das Kunststofflager kann bei der Montage in die Exzenterbuchse eingesetzt sein und ist vorzugsweise dünnwandig in Bezug auf die Exzenterbuchse ausgebildet. Eine dünnwandige Ausbildung verbessert das Abführen von Wärme der Exzenterbuchse, und ein Einpassen eines Lagers in die Exzenterbuchse ist nicht erfor- derlich.

Das Lager kann auch ein Sinterlager umfassen, das in die Ex- zenterbuchse eingesetzt wird. Ebenso ist es möglich, dass das Lager ein Wälzlager aufweist.

Um zu verhindern, dass Schmutzpartikel durch die Exzenter- buchse ins Innere des Gehäuses gelangen können, kann die La- gerung eine oder mehrere Dichtlippen aufweisen, die im zusam- mengesetzten Zustand der Antriebseinheit an der Abtriebswelle anliegen. Vorzugsweise sind die Dichtlippen an dem ersten und/oder dem zweiten Lager angeordnet. Vorzugsweise ist eine Dichtlippe an dem Gehäuseäußeren zugewandten Ende der Exzen- terbuchse angebracht.

Es kann vorgesehen sein, dass die Exzenterbuchse im Gehäuse durch eine Presspassung gehalten ist. Ebenso ist es möglich die Exzenterbuchse in der Bohrung des Gehäuses durch Rastele- mente zu halten. Dadurch kann die eingestellte Verdrehung der Exzenterbuchse fixiert werden, so dass sich der Achsabstand zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle nach der Montage nicht mehr ändern kann.

Insbesondere die Presspassung ermöglicht eine stufenlose Ver- drehung der Exzenterbuchse, so dass sich eine äußerst präzise Einstellung des Achsabstandes zwischen der Ankerwelle und der Abtriebswelle vornehmen lässt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgen- den anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Antriebsein- heit ; Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II der Fig.

1 ; Fig. 3 eine Schnittansicht eines Getriebegehäuses einer er- findungsgemäßen Antriebseinrichtung ; Fig. 4a eine Seitenansicht einer Exzenterhülse für eine er- findungsgemäße elektrische Antriebseinheit ; Fig. 4b eine Draufsicht auf die Exzenterhülse nach Fig. 4a ; Fig. 4c eine Schnittansicht der Exzenterhülse nach Fig. 4a ;

Fig. 5 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform ei- ner Exzenterhülse ; Fig. 6a eine weitere mögliche Ausführungsform einer Exzen- terhülse ; Fig. 6b eine Draufsicht auf die Exzenterbuchse nach Fig. 6a ; Fig. 6c eine Schnittansicht der Exzenterbuchse nach Fig. 6a ; Fig. 7a eine weitere Ausführungsform der Exzenterbuchse mit Dichtlippen ; und Fig. 7b eine weitere Ausführungsform der Exzenterbuchse mit Dichtlippen und Flansch.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte elektrische Antriebs- einheit für Scheibenwischer eines Kraftfahrzeuges umfasst ein im wesentlichen topfförmiges Polgehäuse 10, in dem ein An- triebsmotor (nicht gezeigt) untergebracht ist. Stirnseitig mit einem Flansch 13 des Polgehäuses 10 ist ein im wesentli- chen ebenfalls topfförmiges Getriebegehäuse 20 befestigt. Der Antriebsmotor treibt eine Ankerwelle 12 an.

In dem Getriebegehäuse 20 ist ein auf einer Abtriebswelle 30 befestigtes Schneckenrad 32 angeordnet, welches in eine mit der Ankerwelle 12 des Antriebsmotors verbundene Schnecke 14 eingreift. Das Schneckengetriebe aus Schneckrad 32 und Schne- cke 14 ermöglicht die bei einem Wischermotor erforderlichen Drehzahlen und Drehmomente.

Um einen exakten Achsabstand a zwischen der Ankerwelle 12 und der Abtriebswelle 30 einstellen zu können, ist die Abtriebs- welle 30 in einer Exzenterbuchse 40 gelagert, die in einer Bohrung 21 in dem Getriebegehäuse 20 befestigt ist.

Der Flansch 13 erleichtert die Montage der Exzenterbuchse, da er ein Halteelement für ein Greifwerkzeug bildet. Der Flansch 13 kann jedoch auch weggelassen werden.

Die Bohrung 21 in dem Getriebegehäuse 20 kann sowohl einen einheitlichen Durchmesser haben als auch gestuft mit zwei

verschiedenen Durchmessern, wie in Fig. 3 dargestellt, ausge- führt sein. Die Querschnittsveränderung ist dabei vorzugswei- se in der Mitte der Bohrung 21 angeordnet, kann jedoch auch in Richtung der Enden der Bohrung 21 des Getriebegehäuses 20 angeordnet sein.

In Fig. 4a ist eine mögliche Ausführungsform einer Exzenter- buchse 40 dargestellt. Die Exzenterbuchse 40 ist zur besseren Wärmeabführung vorzugsweise aus Metall gefertigt und weist zwei verschiedene Außendurchmesser D1 und D2 auf. An einem Ende der Exzenterbuchse 40, vorzugsweise an dem Ende mit dem größeren Durchmesser D1, ist ein Flansch 41 angebracht. Durch diese Ausbildung der Exzenterbuchse 40 wird insbesondere eine Nachbearbeitung des Getriebegehäuses 20, das ein Metallguss- teil ist, vermieden.

Durch die komplementäre Ausbildung der Bohrung 21, die eben- falls zwei verschiedene Durchmesser entsprechend der Exzen- terbuchse 40 aufweist, wird eine Entformung von einer Seite des Getriebegehäuses 20 ermöglicht, wodurch eine sehr gute Koaxialität der Bohrung 21 erreicht wird.

Wie in Fig. 4b dargestellt weist die Exzenterbuchse 40 eine Führungsbohrung 42 auf, die exzentrisch und parallel zur Mit- telachse der Exzenterbuchse 40 versetzt angeordnet ist. Im montierten Zustand der Exzenterbuchse 40 in der Bohrung 21 bestimmt die Verdrehung der Exzenterbuchse den Achsabstand zwischen der Abtriebswelle 30 und der Ankerwelle 12. Die Ver- drehung der Exzenterbuchse 40 wird so gewählt, dass ein defi- nierter Achsabstand erreicht wird, so dass selbst größere Fertigungsabweichungen ausgeglichen werden können.

Fig. 4c zeigt, dass in der Führungsbohrung 42 der Exzenter- buchse 40 ein Lager 43 angeordnet ist. Wie in Fig. 4c darge- stellt, ist das Lager 43 durchgängig und kann ein Kunststoff- lager, Sinterlager oder ein Wälzlager aufweist. Das Lager 43 ist im wesentlichen fest in der Führungsbohrung 42 der Exzen-

terbuchse 40 eingebracht und umschließt die Abtriebswelle vollständig, d. h. der Innenradius des Lagers 43 entspricht im wesentlichen dem Radius der Abriebswelle. Das Lager 43 dient <BR> <BR> dazu, Verspannungen zwischen der Abtriebswelle und der Exzen- terbuchse 40 aufzunehmen, die ansonsten zu einem verstärkten Abrieb bzw. erhöhtem Verschleiß der Exzenterbuchse 40 der An- triebseinheit führen würde. Insbesondere bei der Montage ei- ner einstückigen Exzenterbuchse ohne Lager treten starke Spannungen auf die Führungsbohrung auf, in der sich die Ab- triebswelle bewegt. Dies kann durch die mehrteilige Ausfüh- rung einer Exzenterbuchse mit einer eingesetzten Lagerung vermieden werden.

Das Lager 43 ist vorzugsweise dünnwandig ausgeführt, um durch Reibung entstehende Wärme schnell über die Exzenterbuchse 40 an das Gehäuse weiterzugeben. Die Wandung des Lagers 43 ist dabei so gewählt, um eine Beschädigung oder einen erhöhten Verschleiß durch eine Wärmeentwicklung auszuschließen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist es auch möglich die Lagerung zweiteilig, nämlich mit einem ersten Lager 44 und einem zwei- ten Lager 45 aufzubauen. Die beiden Lager 44,45 haben je- weils eine Länge, wobei die gemeinsame Länge kleiner ist als die Länge der Führungsbohrung 42 der Exzenterbuchse 40 und sind vorzugsweise an den beiden entgegengesetzten Enden der Hülse angeordnet, so dass ein Zwischenraum zwischen den bei- den Lagern 44,45 gebildet wird.

Der Zwischenraum ist vorzugsweise mit einem Schmiermittel ge- füllt, um die Reibung der Abtriebswelle weiter zu verringern.

Der Zwischenraum 46 kann weiterhin aber auch mit einem ande- ren Material oder mit Luft gefüllt sein. Der Zwischenraum hat weiterhin den Vorteil, Kapillareffekte, die sich zwischen der Abtriebswelle 30 und den Innenflächen der Lager 44, 45 bil- den, zu verringern. Kapillareffekte können dazu führen, dass Feuchtigkeit ins Innere des Gehäuses 20 gelangt. Darüber hin- aus kann die Länge der Lagerung der Abtriebswelle frei ge-

wählt werden, ohne die Lager 44,45 zu verändern. Lediglich die Länge des Zwischenraums 46 wird dabei verändert.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Exzenterhül- se 50 dargestellt. Die Exzenterhülse 50 weist im Unterschied zur Exzenterhülse nach Fig. 4a keinen Flansch an einem Ende auf. Die Exzenterhülse 50 weist eine exzentrische Bohrung 51 auf, die im wesentlichen achsparallel verläuft. In Fig. 6c ist dargestellt, wie ein Lager'in der Exzenterbuchse 50 ange- ordnet sein kann. Dieses Lager 52 kann, wie in Fig. 7a darge- stellt, Dichtlippen 53 aufweisen, die an einem oder beiden Enden des Lagers bzw. der Exzenterbuchse 50 angeordnet sind.

Werden statt eines einzigen Lagers zwei oder mehr Lager 54, 55 verwendet, so kann jedes Lager 54,55 an seinem einem Ende der Exzenterbuchse 50 zugewandten Ende eine Dichtlippe 53 aufweisen. Die Dichtlippe 53 verhindert, dass Schmutzpartikel vom äußeren der Antriebseinheit ins innere des Getriebegehäu- ses 20 gelangen können.

Bei der Verwendung von zwei Lagern 54,55 kann ein dazwi- schenliegender Hohlraum 56 das Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenraum des Getriebegehäuses 20 verhindern. Zudem hat die Ausbildung des Lagers, insbesondere wenn das Lager nach- träglich nach der Herstellung der Exzenterbuchse 40,50 ein- gesetzt wurde, den Vorteil, dass Material für das Lager ein- gespart werden kann. Da die Abtriebswelle 30 sich beim Be- trieb der Antriebseinheit nicht mehr an der bloßen Innenwand der Führungsbohrung der Exzenterbuchse 40,50 bewegt, sondern in einem dort angeordneten Lager, kann der Aufwand zur Her- stellung einer möglichst exakten Führungsbohrung reduziert werden.

Bezugszeichenliste 10 Polgehäuse 12 Ankerwelle 13 Flansch des Polgehäuses 14 Schnecke 20 Getriebegehäuse 21 Bohrung 30 Abtriebswelle 32 Schneckenrad 40 Exzenterbuchse 41 Flansch 42 Führungsbohrung 43 Lager 44 erster Lagerabschnitt 45 zweiter Lagerabschnitt 46 Zwischenraum 50 Exzenterbuchse 51 Führungsbohrung 52 Lager 53 Dichtlippe 54 erster Lagerabschnitt 55 zweiter Lagerabschnitt 56 Zwischenraum




 
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