HUESGES, Mario (Hindenburgstr. 67, Buehlertal, 77830, DE)
LAUK, Detlef (Badstr.20, Renchen, 77871, DE)
HUESGES, Mario (Hindenburgstr. 67, Buehlertal, 77830, DE)
Ansprüche
1. Elektromotor (1), insbesondere für einen Scheibenwischerantrieb eines
Kraftfahrzeugs mit einer Ankerwelle (10), welche mittels wenigstens eines Wälzlagers (11) gelagert ist, welches einen Lagerinnenring (12) aufweist, der an der Ankerwelle (10) angeordnet ist, und einen Lageraußenring (13), der in einem Lagersitz aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagersitz aus einer ersten Halbschale (14) und einer zweiten Halbschale (15) gebildet ist, welche zur Ausbildung eines geschlossenen radialsymmetrischen Lagersitzes mit ihren Schaleninnenseiten einander gegenüberliegend miteinander verbunden sind.
2. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) an einem Getriebegehäuse (16) angeordnet ist, und die erste Halbschale (14) aus einem Körperabschnitt des Getriebegehäuses (16) gebildet ist.
3. Elektromotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (14, 15) eine vordere und eine hintere
Schulter (17, 18) umfassen, um die Ankerwelle (10) axial über das Wälzlager (11) im Lagersitz abzustützen.
4. Elektromotor (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) ein topf- oder rohrförmiges
Polgehäuse (19) umfasst, welches die erste und die zweite Halbschale (14, 15) wenigstens abschnittsweise über deren Außenumfang umschließt.
5. Elektromotor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (14, 15) im Außenumfang wenigstens eine umlaufende Nut (20) aufweisen, wobei das Polgehäuse (19) im Bereich der Nut (20) anrolliert ist, um die Halbschalen (14, 15) formschlüssig mit dem Polgehäuse (19) zu verbinden.
6. Elektromotor (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (16) und damit die erste Halbschale (14) und /oder die zweite Halbschale (15) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind.
7. Elektromotor (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die aufeinandergebrachten Halbschalen (14, 15) gebildete Lagersitz einen Durchmesser hat, welcher geringfügig kleiner ist als der Lageraußenring (13) des Wälzlagers (11), um ein Presspassungssitz geschaffen ist.
8. Elektromotor (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerwelle (10) an wenigstens einer weiteren dem Getriebegehäuse (16) abgewandten Seite mittels eines Gleitlagers (21) gelagert ist.
9. Elektromotor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (21) in einem kreisscheibenförmigen
Lagerschild (22) aufgenommen ist, welches über dessen Außenumfang wenigstens abschnittsweise durch das Polgehäuse (19) umschlossen und mittels einer Nut (20) formschlüssig mit dem Polgehäuse (19) verbunden ist.
10. Heckscheibenwischeranlage insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem
Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. |
ELEKTROMOTOR, INSBESONDERE FüR KRAFTFAHRZEUGSCHEIBENWISCHER- ANTRIEB, MIT VERBESSERTER AUFNAHME DER ANKERWELLENLAGERUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere für einen Scheibenwischerantrieb eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektromotoren der oben genannten Art treiben meist über eine Schnecke eine Getriebevorrichtung an, welche beispielsweise zum Betrieb einer Scheibenwischeranlage, einer Fensterheberanlage, einer Sitzverstellung oder dergleichen Anwendung finden.
Derartige Elektromotoren weisen verschiedene Lageranordnungen auf, welche zur
Lagerung der Ankerwelle sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung dienen.
Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 199 26 171 Al ist ein Elektromotor für einen Scheibenwischerantrieb eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dieser umfasst ein Lager, welches in einem schwer zugänglichen Lagersitz eingesetzt ist. Hierbei wird das Lager mittels eines Rastelementes im Lagersitz axial fixiert. Dadurch ist es möglich, das auf die Ankerwelle aufgesetzte Lager mit dem Anker in den Lagersitz einzusetzen. Die Ausgestaltung des Elektromotors sowie des dazugehörigen Getriebegehäuses ist mehrteilig ausgeführt, so dass der Elektromotor ein Polgehäuse umfasst, welches an das Getriebegehäuse angeflanscht ist. Der Lagersitz ist aus dem Getriebegehäuse gebildet, wobei die schwere Zugänglichkeit des Lagersitzes durch die topfförmige Gestalt innerhalb des geschlossenen Getriebegehäuses verursacht ist. Der Anker sowie das durch das Polgehäuse gebildete Motorgehäuse muss mittels eines aufwendigen Fügeverfahrens in das Getriebegehäuse eingebracht werden, wobei neben der Verbindung des Motorgehäuses mit dem Getriebegehäuse mittels Schrauben oder ähnlichem zunächst lediglich das Rastelement zur schlüssigen Verbindung dient. Die Montage fällt daher schwer, eine Demontage ist kaum und nur unter erhöhtem Aufwand möglich.
Die Offenlegungsschrift 197 27 120 Al offenbart einen Elektromotor für einen Scheibenwischerantrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem Elektromotor, welcher ein im
Wesentlichen topfförmiges Polgehäuse aufweist, in dem ein Anker angeordnet ist. An dem Polgehäuse ist ein Getriebegehäuse befestigt, welches zur Aufnahme von Getriebeelementen dient. Eine Ankerwelle erstreckt sich vom Polgehäuse zum Getriebegehäuse und ist einerseits im Polgehäuse und andererseits im Getriebegehäuse gelagert. Eine Montage der einzelnen Komponenten ist auch hier äußerst aufwendig, da zunächst der Anker in das Polgehäuse eingesetzt werden muss, um anschließend die Lagerung seitens des Getriebegehäuses einzuführen. Hierzu ist ein Haltebügel vorgesehen, welcher das Wälzlager im Getriebegehäuse axial fixiert. Das Wälzlager ist innerhalb des Getriebegehäuses in den Lagersitz eingepresst und von dem Getriebegehäuse auf dem vollen Umfang umschlossen. Eine Demontage des Wälzlagers erfordert das Lösen des Presssitzes, was häufig mit einem erheblichen Demontageaufwand einhergeht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor für einen Scheibenwischerantrieb eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welcher eine einfache
Aufnahme der Wälzlagerung der Ankerwelle ermöglicht.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Lagersitz aus einer ersten Halbschale und einer zweiten Halbschale gebildet ist, welche zur Ausbildung eines geschlossenen radialsymmetrischen Lagersitzes mit ihren Schaleninnenseiten einander gegenüberliegend angeordnet sind.
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, zur Ausbildung eines Lagersitzes zwei Halbschalen zu verwenden, welche in einer einander gegenüberliegenden Anordnung einen radialsymmetrischen Lagersitz bilden. Bei der Montage kann der Anker auf einfache Weise mit dem an der Lagerwelle befestigten Wälzlager in die erste Halbschale eingesetzt werden, wobei ein einfaches Einsetzen der zweiten Halbschale zur Bildung des radialsymmetrischen Lagersitzes möglich ist. Die Halbschalen bilden in der montierten Anordnung einen Durchgang für die Ankerwelle welcher größer ist, als die Ankerwelle selbst.
Je nach Erfordernis kann dabei ein Dichtelement wie ein Filzring oder eine Lippendichtung zur Abdichtung gegen Verunreinigungen und dergleichen vorher an der Ankerwelle angebracht werden, um im Betrieb von den Halbschalen gehalten und aufgenommen zu werden. Die Halbschalen weisen jeweils einen Kreisabschnitt des Lagersitzes von 180° auf, so dass ein Einsetzen des Wälzlagers in die erste und zweite
Halbschale ohne ein Krafterfordernis erfolgen kann.
Vorteilhafterweise ist der Elektromotor an einem Getriebegehäuse angeordnet, wobei die erste Halbschale aus einem Körperabschnitt des Getriebegehäuses gebildet ist. Das Getriebegehäuse ist damit einstückig und materialeinheitlich mit der ersten Halbschale ausgebildet, so dass diese lediglich aus dem Getriebegehäuse übergeht und in Form eines Körperabschnittes an diesem angeordnet ist. Das Getriebegehäuse kann mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden, so dass die geometrische Ausgestaltung der ersten Halbschale als einstückige Anformung an das Getriebegehäuse problemlos ermöglicht werden kann. Damit bildet der übergang des Getriebegehäuses in die erste
Halbschale eine mechanische Verbindung des Elektromotors mit dem Getriebegehäuse.
Im Getriebegehäuse kann ein entsprechendes Getriebemittel angeordnet sein, welches beispielsweise über eine auf der Ankerwelle des Elektromotors angeordnete Schnecke ein Schneckenrad antreibt. Somit kann die Aufnahme des Wälzlagers eine mechanische
Schnittstelle zwischen dem Elektromotor und dem Getriebegehäuse bilden.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung ist vorgesehen, dass die Halbschalen eine vordere und eine hintere Schulter umfassen, um die Ankerwelle axial über das Wälzlager im Lagersitz abzustützen. Das Wälzlager bietet die Möglichkeit, neben der radialen Führung Axialkräfte aufzunehmen, so dass mögliche Anlaufpilze, Anlauffedern oder sonstige Anordnungen zur Aufnahme von Axialkräften innerhalb der Ankerwellenlagerung entfallen können.
Die Schultern der Halbschalen könne dabei zumindest den Lageraußenring umgreifen, wobei auch der Lagerinnenring zumindest benachbart zu den Schultern der Halbschalen eine Rotation ausführen kann. Dabei sei angemerkt, dass der Lagerinnenring lediglich innerhalb der Schultern rotiert, ohne diese zu berühren oder eine kraftschlüssige Verbindung mit den Schultern einzugehen. Die Schultern bilden einen Durchgang der Ankerwelle, welcher beispielsweise geringfügig größer ist als die Ankerwelle selbst.
- A -
Somit ist es möglich, eine Fettschmierung des Wälzlagers vorzusehen. Das Wälzlager kann beispielsweise als offenes Wälzlager ausgeführt sein, um mögliche Fettvorräte in bzw. in der Nähe des Lagers zu erhalten.
Wird eine Axialkraft in die Ankerwelle eingeleitet, so wird diese über den
Lagerinnenring, den Wälzkörper und den Lageraußenring in die Halbschalen überführt. Durch die Teilung der Halbschalen kann ohne großen technischen Aufwand und ohne die Hinzunahme von Sicherungsringen wie beispielsweise einem Sprengring eine axiale Sicherung des Lageraußenrings ermöglicht werden.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung umfasst der Elektromotor ein topf- oder rohrförmiges Polgehäuse, welches die erste und die zweite Halbschale wenigstens Abschnittsweise über deren Außenumfang umschließt. Das Polgehäuse bildet das Gehäuse des Elektromotors und besteht herkömmlicher Weise aus einer Weicheisenhülle. Es kann einen rohrförmigen Abschnitt aufweisen, in welchen die aufeinandergebrachten Halbschalen eingeführt werden können. Die überdeckung der Halbschalen durch das Polgehäuse kann entweder abschnittsweise erfolgen. Vorteilhafterweise sind die Halbschalen vollständig, d.h. über ihre gesamte Breite in das Polgehäuse eingesetzt.
über den Außenumfang können sich umfangsseitig umlaufende Nuten erstrecxken, wobei das Polgehäuse im Bereich der Nuten rolliert sein kann, um die Halbschalen formschlüssige mit dem Polgehäuse zu verbinden. Die Halbschalen können durch das Anrollieren im Polgehäuse fixiert werden, wobei sich das Material des Polgehäuses in die Nuten der Halbschalen zumindest teilweise eindrückt. Somit entsteht eine formschlüssige
Verbindung zwischen dem Polgehäuse und den Halbschalen.
Ferner ist es möglich, alternativ zur Anrollierung des Polgehäuses die Halbschalen mit dem Polgehäuse zu verstemmen, indem auf dem Umfang verteilte plastische Formänderungen des Polgehäuses derart vorgenommen werden, dass ebenfalls eine formschlüssige Verbindung mit den Halbschalen erfolgen kann.
Die Anrollierung kann entweder über den Außenumfang des Polgehäuses erfolgen, wobei auch ein Umbiegen bzw. ein Bördeln des Polrohres im Endbereich möglich ist, sodass die gebildete Bördelkante die Halbschalen umschließt und somit innerhalb des Polgehäuses
sichert. Auch die Anbringung eines Anschlages innerhalb des Polgehäuses kann eine Einführung der Halbschalen in das Polgehäuse begrenzen, so dass die Bördelkante die Halbschalen gegen den Anschlag verspannt. Im Falle einer Verschraubung der Halbschalen im Polgehäuse beispielsweise durch zumindest eine radial zugeführte Schraube ist eine Sicherung der Halbschalen innerhalb des Polgehäuses ebenfalls möglich, wobei bei Anwendung derartiger Verbindungsmittel eine Demontage vereinfacht ist.
Gemäß eines weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiels der Erfindung sind die erste Halbschale bzw. das Getriebegehäuse und/oder die zweite Halbschale aus einem
Kunststoffmaterial hergestellt. Mittels einer derartigen Materialauswahl ist eine einfache spritzgusstechnische Herstellung der Bauteile möglich. Ferner besteht die Möglichkeit, die Nachgiebigkeit bzw. das Elastizitätsverhalten eins Kunststoffmaterials dahingehend zu nutzen, das Wälzlager innerhalb der Halbschalen durch einfache Weise spielfrei anzubringen. Dafür hat der durch die einander gegenüberliegend aneinander befestigten
Halbschalen gebildete Lagersitz einen Durchmesser, der geringfügig kleiner gewählt ist als der Lageraußenring des Wälzlagers, sodass ein Presspassungssitz geschaffen werden kann. Die Halbschalen können so mit dem Wälzlager verspannt und im Polgehäuse verbunden werden.
Die Gesamtanordnung aus Wälzlager, der ersten und der zweiten Halbschale sowie dem Polgehäuse kann so spielfrei gebildet werden, wobei die Nachgiebigkeit des Kunststoffmaterials der Halbschalen die Aufbringung einer definierten Lagervorspannung ermöglicht. Das Kunststoffmaterial kann beispielsweise aus der Gruppe der Polykarbonate, der Polystyrole, der Acrylnitril-Butadien-Styrole, der
Polymethylmetacrylate oder aus einer ähnlichen Gruppe ausgeführt sein.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass das Wälzlager nach Art eines Kugellagers ausgebildet ist, mittels dessen neben Radialkräften auch Axialkräfte aufhehmbar sind. Dabei sind gewöhnliche Rillenkugellager anwendbar, wobei auch andere Lagerbauarten, wie beispielsweise ein Schulterkugellager, eine mögliche Ausführungsform darstellt. Die Aufnahme von Axialkräften sollte das Lager vorteilhaferweise ermöglichen, um die durch den Schneckentrieb eingebrachte Axialkraft in der Ankerwelle in die Anordnung der Halbschalen und des Polgehäuses überzuleiten.
Vorteilhafterweise ist die Ankerwelle an wenigstens einer weiteren dem Getriebegehäuse abgewandeten Seite mittels eines Gleitlagers gelagert. Das Gleitlager ist dabei in einem kreisscheibenförmigen Lagerschild aufgenommen, welches über dessen Außenumfang wenigstens abschnittsweise durch das Polgehäuse umschlossen und mittels einer Nut formschlüssig mit dem Polgehäuse verbunden ist. Das Lagerschild kann auf gleiche
Weise innerhalb des Polgehäuses befestigt werden, wie die erste und zweite Halbschale. Dieses nimmt das Gleitlager innerhalb einer Bohrung auf, wobei das Gleitlager beispielsweise in das Lagerschild eingepresst sein kann.
Endseitig kann das Lagerschild vorteilhafterweise verschlossen sein, um ein Eindringen von Verunreinigungen zu verhindern. Weiterhin kann ein Raum zur Befüllung mit Lagerfett vorgesehen werden. Aufgrund der einfachen Anordnung des Lagerschildes kann dieses einteilig ausgeführt sein, wobei die formschlüssige Befestigung des Lagerschildes innerhalb des Hohlrohres auf gleiche Weise erfolgen kann wie die Anordnung der ersten und zweiten Halbschale. Das Gleitlager dient lediglich zur
Aufnahme von Radialkräften, und kann hinsichtlich der gesamten Lageranordnung als Loslager betrachtet werden.
Ferner besteht die Möglichkeit, die Ankerwelle auch seitens der Schnecke zu lagern, wobei die Lagerung innerhalb des Getriebegehäuses eingebracht wird. Somit besteht die
Möglichkeit, die Welle auch mit drei Lagerungen zu lagern, von denen lediglich eine Lagerung als Festlager ausgeführt sein muss, welches durch das Wälzlager gebildet ist.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt.
Ausführungsbeispiel
Es zeigt:
Die Figur eine schematische Querschnittsdarstellung eines Elektromotors für einen Scheibenwischerantrieb mit einer Lageranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der in der Figur dargestellte Elektromotor 1 besteht aus einer Ankerwelle 10, welche mittels eines Wälzlagers 11 sowie eines Gleitlagers 21 innerhalb eines Polgehäuses 19 drehbar gelagert ist. Das Wälzlager 11 besteht neben den Wälzkörpern aus einem Lagerinnenring 12 und einem Lageraußenring 13. Der Lagerinnenring 12 ist auf die Ankerwelle 10 aufgepresst oder mittels Sicherungselementen axial gesichert. Der
Lageraußenring 13 befindet sich in einem Lagersitz, wobei der Lagersitz selbst durch eine erste Halbschale 14 und eine zweite Halbschale 15 gebildet ist.
Die Halbschalen 14 und 15 erstrecken sich mit einem Winkel von jeweils 180° um den Lageraußenring 13 herum. Durch die erste Halbschale 14 und die zweite Halbschale 15 entsteht ein radialsymmetrischer Lagersitz, wobei die Halbschalen 14 und 15 das Wälzlager 11 auf dem vollen Umfang umschließen. Die erste Halbschale 14 ist aus einem Körperabschnitt eines Getriebegehäuses 16 gebildet, das Getriebegehäuse 16 geht somit materialeinheitlich, d.h. einstückig in die erste Halbschale 14 über. Damit bildet die erste Halbschale 14 eine mechanische Ankopplung des Elektromotors 1 an das
Getriebegehäuse 16 des Scheibenwischerantriebs.
Das Wälzlager 11 ist als Kugellager ausgebildet, welches sowohl Radialkräfte als auch Axialkräfte aufnehmen kann. über eine Schnecke 23 wird eine Axialkraft in die Ankerwelle 10 eingeleitet, sodass diese über den Lagerinnenring 12, die Wälzkörper und den Lageraußenring 13 in die erste und zweite Halbschale 14 und 15 übergeleitet wird. Die Lagerschalen 14 und 15 sind in einem Polgehäuse 19 eingebracht, und mittels einer Anrollierung in diesem axialfest verstemmt.
Die Anrollierung erfolgt über Nuten 20, wobei die erste Halbschale 14 und die zweite
Halbschale 15 jeweils eine geschlossen umlaufende Nut auf der jeweiligen Außenseite aufweisen. Die Rollierung erfolgt jeweils über der Nut 20, so dass das Material des Polgehäuses 19 zumindest teilweise in die Nuten 20 eingedrückt wird. Ferner ist das Polgehäuse 19 mit einer Bördelkante 24 versehen, welche ebenfalls eine axiale Sicherung der ersten und zweiten Halbschale 14 und 15 innerhalb des Polgehäuses 19 bilden.
Zur überleitung der Axialkräfte vom Lageraußenring 13 in die erste und zweite Halbschale 14 und 15 weisen diese eine vordere Schulter 17 sowie eine hintere Schulter 18 auf, welche sich in radialer Richtung zumindest über den Lageraußenring 13 erstrecken. Der Lageraußenring 13 ist somit zwischen der vorderen Schulter 17 und der
hinteren Schulter 18 axialfest aufgenommen, so dass dieser in beiden Richtung axial fixiert ist.
Gemäß der Darstellung in der Figur sind die vordere Schulter 17 und hintere Schulter 18 im Durchmesser derart ausgeführt, dass sich diese radial bis kurz vor die Ankerwelle 10 erstrecken, um das Wälzlager 11 einzuhausen. Die getriebeabgewandte Seite der Ankerwelle ist über ein Gleitlager 21 drehbar gelagert, welches innerhalb eines Lagerschildes 22 angeordnet ist. Das Lagerschild 22 weist auf seiner Außenseite ebenfalls eine Nut 20 auf, in welche das Material des Polgehäuses 19 durch eine Anrollierung zumindest teilweise eingedrückt ist. Somit ist das Lagerschild 22 innerhalb des Polgehäuses 19 fixiert. Das Lagerschild 22 ist gemäß der Darstellung nach Art einer geschlossenen Kreisscheibe ausgebildet, um das Gleitlager 21 gegenüber der Außenseite des Elektromotors 1 zu verschließen.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, an der ersten Halbschale sowie der zweiten Halbschale eine jeweilige Aufnahme der Schleifkohlen vorzusehen, welche mit dem Kollektor des Ankerpaketes des Elektromotors zusammenwirken. Dabei können an der Seite der hinteren Schulter Anformungen zur Aufnahme einer Vorrichtung vorgesehen sein, welche beispielweise sogenannte Kohleschächte oder sonstige Aufnahmen von Kohlen zur federbelasteten Anpressung an den Kollektor des Ankerpaketes umfassen. Ferner können in der Figur nicht dargestellte Ring-, Lippen- oder Filzdichtungen innerhalb der vorderen und hinteren Schulter der ersten und zweiten Lagerschale vorgesehen sein, welche eine einfache Abdichtung des Innenraums des Elektromotors 1 gegenüber der Umgebung bieten.