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Stand der
Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer elektrischen Antriebseinheit nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine
derartige elektrische Antriebseinheit weist mindestens einen Elektromotor
auf, dessen Polgehäuse
an wenigstens einer Abtriebsseite des Elektromotors mit einem Deckel
verschlossen ist. Der Deckel ist mit einem Befestigungsbereich in
dem Polgehäuse
befestigt. Das Polgehäuse
ragt mit mindestens einem Abschnitt wenigstens teilweise mindestens
an der Abtriebsseite axial über
den Befestigungsbereich des Deckels hinaus. Dies kann beispielsweise
durch einen Bereich erfolgen, der der Verstemmung des Deckels mit
dem Polgehäuse dient.
In dieser Ausgestaltung besteht die Antriebseinheit nur aus dem
Elektromotor, der – beispielsweise
mit einem Abtriebsritzel – versehen,
in eine Vorrichtung eingebaut wird. Soll die Antriebseinheit mit einem
Getriebe, beispielsweise einem Schneckengetriebe, versehen werden,
so wird der Deckel durch das Getriebegehäuse ersetzt. Ebenso wie der
Deckel wird auch das Getriebegehäuse
verstemmt. Die mechanische Schnittstelle zum Kunden wird über das Getriebegehäuse, z.
B. über
Anschraubbohrungen, realisiert. Für die Lagerhaltung bedeutet
dies, dass unterschiedliche Elektromotorentypen vorgesehen werden
müssen.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße elektrische
Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den
Vorteil, dass das Polgehäuse
eine größere Funktionalität erhält. Es ist
ein einheitliches Polgehäuse
mit Deckel für
Antriebseinheiten, die nur aus dem Elektromotor bestehen und Antriebseinheiten,
die aus Elektromotor und Getriebe bestehen, möglich. Neben der Positionierung,
Zentrierung und Befestigung des Deckels kann gleichzeitig das Getriebegehäuse positioniert,
zentriert und befestigt werden, wobei die Funktionen Zentrierung
und Positionierung wahlweise vom Polgehäuse oder Deckel erbracht werden
können.
Die Prüfung
des elektrischen Teils ist ohne Getriebe möglich und somit eine frühe Fehlerentdeckung
im Fertigungsprozess.
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Hierzu
weist die elektrische Antriebseinheit mindestens einen Elektromotor
auf, dessen Polgehäuse
an wenigstens einer Abtriebsseite des Elektromotors mit einem Deckel
verschlossen ist, wobei der Deckel mit einem Befestigungsbereich
in dem Polgehäuse
befestigt ist und das Polgehäuse
mit mindestens einem Abschnitt wenigstens teilweise mindestens an
der Abtriebsseite axial über
den Befestigungsbereich des Deckels hinausragt, wobei der wenigstens
eine Abschnitt des Polgehäuses
mindestens einen Bereich aufweist, der zur zusätzlichen Befestigung eines
Getriebes ausgebildet ist.
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Das
Befestigen wird aus Festigkeitsgründen vorzugsweise vom Bauteil
mit dem größten Durchmesser
(Polgehäuse)
erbracht, was jedoch nicht zwingend notwendig ist. Außerdem sind
keine zusätzlichen
Befestigungselemente für
das Getriebegehäuse
notwendig. Hierzu können
mehrere Bereiche zur Verstemmung des Elektromotors mit dem zusätzlichen
Getriebe ausgebildet sein. Außerdem
ist der Elektromotor vorzugsweise über mehrere Bereiche mit dem
Getriebe verstemmt.
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Erleichtert
wird das Herstellen von Stellen zum Verstemmen, wenn an der Abtriebsseite
des Elektromotors am Umfang des Polgehäuses wenigstens eine Ausnehmung
ausgebildet ist, so dass ein Verstemmen des Bereichs erleichtert
wird. Vorzugsweise erfolgt dies so, dass sich parallel zur Abtriebseite
des Elektromotors am Umfang des Polgehäuses wenigstens ein Langloch
erstreckt.
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Der
Abschnitt lässt
sich besonders einfach herstellen, wenn das Polgehäuse rohrförmig ausgebildet
ist. Eine weitere Erleichterung bei der Herstellung ist den Deckel
in das Polgehäuses
einzurollieren.
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Wahlweise
erfolgt die Zentrierung des Elektromotors und des Getriebes durch
den Deckel und die Positionierung des Elektromotors und des Getriebes
durch das Polgehäuse oder
die Zentrierung des Elektromotors und des Getriebes durch das Polgehäuse und
die Positionierung des Elektromotors und des Getriebes durch den
Deckel.
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Liegt
das Getriebe über
einen Flansch am Deckel an, der von den Bereichen des Polgehäuses hintergriffen
ist, so ist eine sichere formschlüssige Verbindung gewährleistet.
Dies wird besonders dadurch unterstützt, dass der Flansch zumindest
teilweise im Polgehäuse
angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Deckel ein Lagerschild, da
hierdurch das Verschließen
des Polgehäuses
und die Lagerung der Welle in einem Bauteil vereint werden.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der
Beschreibung.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Antriebseinheit in einem Längsschnitt,
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2 eine
Stirnansicht nach 1 und
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3 einen
Ausschnitt aus einer Draufsicht nach 1.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In
den 1 und 2 ist eine elektrische Antriebseinheit 10 gezeigt,
die bevorzugt Verwendung in Kraftfahrzeugen findet. Bei der Antriebseinheit 10 kann
es sich um einen Sitzversteller, Fensterheber, Schiebedachantrieb,
Triebstrangsteller, insbesondere Kupplungssteller oder dergleichen
handeln. Jedoch ist die Verwendung bei einem Sitzversteller besonders
zweckmäßig. Die
Antriebseinheit 10 umfasst als wesentliche Bauteile einen
Elektromotor 12 und ein Getriebe 14. Die Anordnung
aus Elektromotor 12 und Getriebe 14 kann auch
als Getriebemotor bezeichnet werden. Der Elektromotor 12 umfasst
in einem Polgehäuse 16 einen
Stator 18 und einen Rotor 20. Die Welle 22 des
Rotors 20 ist radial in mindestens zwei Lagern 24, 25 gelagert.
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Das
Polgehäuse 16 des
Elektromotors 12 ist rohrförmig, beispielsweise zylindrisch,
ausgebildet. Es kann aber auch topfförmig ausgebildet sein. An einer
Stirnseite 26 des Polgehäuses 16 ist der Elektromotor 12 mit
einem das Lager 24 aufnehmenden Lagerschild 28 versehen.
An der anderen Stirnseite, welche die Abtriebsseite 29 ist,
ist ebenfalls ein das andere Lager 25 aufnehmendes Lagerschild 30 angeordnet.
Das Lagerschild 30, das auch als Deckel bezeichnet werden
kann, ist mit einem Durchbruch 32 für die Welle 22 versehen.
Das Lagerschild 30 wird beispielsweise als ein Blechstanzteil
hergestellt. Auf das Lagerschild 30 wird gleich noch näher eingegangen.
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Mit
dem durch den Durchbruch 32 reichenden Ende 34 ragt
die Welle 22 in den Innenraum 38 des Getriebes 14.
An dem Ende 34 der Welle 22 ist die Schnecke 36 eines
Schneckengetriebes 40 befestigt, das im Innenraum 38 des
Getriebes 14 angeordnet ist. Das Schneckengetriebe 40 ist
somit an der Abtriebsseite 28 des Elektromotors 12 angeordnet. Statt
des Schneckengetriebes 30 kann auch ein anderes Getriebe
am Elektromotor 12 angeordnet sein.
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An
den Durchbruch 32 des Lageschilds 30 schließt sich
ein Aufnahmeabschnitt 42 mit V-förmiger
Querschnittsfläche
für das
Lager 25 an, das im vorliegenden Fall als Kalottenlager
ausgebildet ist. An den Aufnahmeabschnitt 42 schließt sich
ein zylinderförmiger
Abschnitt 44 an. Zum einen ist im Abschnitt 44 eine
Spannscheibe 46 oder Klemmbrille für das Lager 25 angeordnet.
Zum andern dient der Abschnitt 44 der Zentrierung des Getriebes 40,
das mit einem Flansch 48 auf den Abschnitt 44 gesteckt
ist. Hierzu ist eine entsprechende Ausnehmung bzw. Bohrung 49 im
Flansch 48 vorgesehen.
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An
den Abschnitt 44 schließt sich ein scheibenförmiger Befestigungsbereich 50 des
Lagerschilds 30 an. Der Flansch 48 liegt am Befestigungsbereich 50 an
und ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
zumindest teilweise im Polgehäuse 16 angeordnet.
Mit dem Befestigungsbereich 50 ist das Lagerschild 30 an
der Abtriebsseite 29 des Elektromotors 12 mit
Abstand vom äußeren Rand 51 der
Abtriebsseite 29 befestigt. Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich 50 in
das Polgehäuse 16 einrolliert,
da sich das Lagerschild dadurch leicht befestigen lässt. Ein
Teil des Aufnahmeabschnitts 42 ragt noch über den
Rand 51 des Polgehäuses 16 hinaus.
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Das
Polgehäuse 16 ragt
aber mit mindestens einem Abschnitt 52 wenigstens an der
Abtriebsseite 29 axial über
den Befestigungsbereich 50 des Lagerschilds 30 hinaus.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Abschnitt 52 rohr- oder hülsenförmig ausgebildet. Es ist aber
auch möglich,
statt des rohrförmigen
Abschnitts 52 eine oder mehrere als Zungen ausgebildete
Abschnitte vorzusehen, die ebenfalls axial über den Befestigungsbereich 50 hinausragen.
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Am
Abschnitt 52 des Polgehäuses 16 sind radial
nach innen verstemmte Bereiche 54 vorgesehen. Wie aus der 2 hervorgeht
sind drei Bereiche 54 vorgesehen, die am Umfang 55 des
Polgehäuses 16 um
ca. 120° versetzt
angeordnet sind. Es würde schon
ein Bereich 54 genügen,
wobei zwei Bereiche 54 einen besseren Halt gewähren würden. Auch könnten mehr
Bereiche 54, beispielsweise vier, fünf sechs etc., vorgesehen sein.
Drei Bereiche 54 haben sich jedoch als am sinnvollsten
hinsichtlich Anzahl und Festigkeit erwiesen. Die Bereiche 54 dienen
der Befestigung des Getriebes 14. Durch die Bereiche 54 ist
das Getriebe 14 mit dem Elektromotor 12 vorzugsweise
verstemmt.
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Wie
aus der 3 hervorgeht, sind an der Abtriebsseite 29 des
Elektromotors 12 die Bereiche 54 dadurch gebildet,
dass am Umfang 55 des Polgehäuses 16 wenigstens
eine Ausnehmung 56, vorzugsweise in Form eines Langlochs,
das sich parallel zum Rand 51 erstreckt, ausgebildet ist.
Der Abstand 58 zum Rand 51 beträgt beispielsweise
einige Millimeter. Die Ausnehmung 56 in Form des Langlochs erstreckt
sich am Umfang 55 beispielsweise über 10°. Ausgehend vom Umfang 51 hat
ein Bereich 54 zwei sich radial nach innen erstreckende
Abschnitte 60, die über
einen ebenfalls durch die Ausnehmung 56 gebildeten Steg 62 miteinander
verbunden sind. Der Steg 62 ist bogenförmig ausgebildet. Es ist aber auch
möglich,
dass kein Steg 62 vorgesehen ist und die Abschnitte 60 durch
einen Schlitz 64 voneinander getrennt sind. Dies ist durch
die gestrichelten Linien 66 in 3 verdeutlicht.
Das hat den Vorteil, dass die zum Verstemmen erforderlichen Kräfte geringer
sind. Auch ist es möglich,
dass kein Steg 62 vorgesehen ist und die Abschnitte 60 in
der Seitenansicht der 2 die Form eines Keils bilden.
Auch ist es denkbar, keine Ausnehmung 56 vorzusehen, sondern
nur den Schlitz 64. In beiden Fällen wird das Verstemmen des
Bereichs beziehungsweise der Bereiche 54 erleichtert.
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Ein
weiterer Aspekt ist in der 2 verdeutlicht.
Neben der bereits beschriebenen Zentrierung ist es sinnvoll, eine – in Umfangsrichtung
gesehene – Positionierung
zwischen Elektromotor 12 und Getriebe 14 zueinander
vorzusehen. Hierzu wird am Umfang 55 des Polgehäuses 16 eine
radial nach innen gerichtete Sicke 68 ausgebildet. Am Umfang 69 des Flansches 48 des
Getriebes 14 ist eine korrespondierende Kerbe 70 ausgebildet.
Alternativ ist es auch möglich,
dass zur Zentrierung nicht der Abschnitt 44 und die Bohrung 49 verwendet
werden. Wie aus den 1 und 2 hervorgeht,
kann hierzu auch der Außenumfang
des Flansches 48 und der Innenumfang des Polgehäuses 16 verwendet
werden. Auch ist eine Zentrierung über das Lagerschild 30 möglich. Hierzu
ist in der 1 eine Warze 72 gezeigt,
die in eine korrespondierende Vertiefung 74 im Flansch 48 angeordnet
ist.
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Zusammenfassend
lässt sich
sagen, dass die Zentrierung und die Positionierung des Deckels 30 und
des Getriebes 14 durch das Polgehäuse 16 erfolgt oder
dass die Zentrierung und die Positionierung des Deckels 30 durch
das Polgehäuse 16 erfolgt und
die Zentrierung und die Positionierung des Getriebes 14 durch
den Deckel 30. Die einfachste Lösung ist jedoch die Zentrierung,
Positionierung und Befestigung des Deckels 30 und des Getriebes 14 durch
das Polgehäuse,
da somit alle drei Funktionen durch ein Bauteil erfolgen.
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Bei
der Herstellung werden unabhängig
von der Verwendung des Elektromotors 12 mit oder ohne Getriebe 14 die
Bereiche 54 im Polgehäuse 16 ausgebildet.
Das Polgehäuse 16 wird
beispielsweise aus einem Blech gestanzt. Hierbei werden auch die
Ausnehmungen 56 und/oder Schlitze 64 ausgestanzt. Dann
wird das Polgehäuse 16 gerollt.
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Soll
der Elektromotor 12 ohne Getriebe 14 ausgeliefert
werden, so erfolgt keine weitere Bearbeitung der Bereiche 54.
Das heißt,
die Bereiche 54 werden im Polgehäuse 16 ausgebildet,
wobei sie nicht, so wie in der 2 dargestellt,
nach innen verstemmt werden. Allerdings ist eine derartige Verstemmung auch
denkbar.
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Sollen
der Elektromotor 12 und das Getriebe 14 montiert
werden, werden beide so ausgerichtet, dass die Sicke 68 und
die Kerbe 70 in Überdeckung gebracht
werden. Alternativ werden die Warze 72 und die Vertiefung 74 in Überdeckung
gebracht. Die Sicke 68 und die Kerbe 70 haben
jedoch den Vorteil, dass eine positionsgerechte Montage nur möglich ist, wenn
der Elektromotor 12 und das Getriebe 14 auch wirklich
korrekt ausgerichtet sind. Als weiterer Schritt wird das Getriebe 14 über seinen
Flansch 48 am Lagerschild 30 zur Anlage gebracht.
Die Bereiche 54 werden nach innen verstemmt, bis sie den
Flansch 48 hintergreifen beziehungsweise umgreifen und
an das Lagerschild 30 pressen. In der 1 sind
hierzu am Flansch 48 und an den Bereichen 54 schräge Flächen 76 beziehungsweise 78 ausgebildet.
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Die
schrägen
Flächen 76 an
den Bereichen 54 beziehungsweise den Abschnitten 60 sind
in der 3 besonders gut erkennbar. Die Ausnehmung 56 verbreitert
sich im Zentrum durch die sich verjüngenden, aufeinander zulaufenden
Abschnitte 60 zum Rand 51 des Polgehäuses hin.
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Da
die Bereiche 54 auf jeden Fall ausgebildet werden, ist
eine baukastengerechte Möglichkeit geschaffen,
den gleichen Elektromotor 12 mit oder ohne Getriebe 14 zu
verwenden bzw. an einen Kunden zu liefern. Dies vereinfacht die
Lagerhaltung und bringt Stückzahlvorteile.
Bei der Verwendung als Getriebemotor kann über die Bereiche 54 jederzeit
zusätzlich
das Getriebe 14 befestigt werden.