-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Eine derartige Getriebe-Antriebseinheit ist aus der
DE 10 2009 046 080 A1 der Anmelderin bekannt. Sie umfasst ein in einem Getriebegehäuse angeordnetes Getriebe, dessen Abtriebselement über eine Selbsthemmeinrichtung in einer Drehrichtung sperrbar ist. Hierzu ist eine Schlingfeder vorgesehen, die sich beim Einleiten eines Drehmoments in Sperrrichtung im Durchmesser vergrößert und dabei in Anlagekontakt mit einem aus Metall bestehenden Bremsring gerät, der innerhalb des Getriebegehäuses radial verdrehfest angeordnet und axial fixiert ist. Eine derartige Anordnung bzw. Befestigung des Bremsrings in dem Getriebegehäuse ist relativ aufwändig, da beispielsweise der Bremsring mittels zusätzlicher Befestigungselemente, z.B. mittels Schrauben, axial mit dem Getriebegehäuse verbunden werden muss. Darüber hinaus werden durch eine derartige axiale Befestigung bzw. Verspannung des Bremsrings in dem Getriebegehäuse Kräfte oder Spannungen in das Getriebegehäuse eingeleitet, die über die Lebensdauer der Getriebe-Antriebseinheit betrachtet zu Schädigungen infolge Spannungsrissen oder ähnlichem führen können. Durch die Befestigung kann es weiterhin zu einem Verzug des Bremsrings oder zu Undichtigkeiten im Getriebegehäuse kommen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Ausgehend vom dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Getriebe-Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die angesprochenen Mängel beseitigt werden. Insbesondere soll eine möglichst einfache Herstellbarkeit, verbunden mit relativ geringen Herstellkosten, ermöglicht werden und die Getriebe-Antriebseinheit soll darüber hinaus besonders gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Diese Aufgabe wird bei einer Getriebe-Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Bremsring innerhalb des Getriebegehäuses in einer Richtung parallel zur Längsachse (des Abtriebselements) beweglich angeordnet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der Bremsring, in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik, radial im Getriebegehäuse fixiert bzw. aufgenommen ist, jedoch im Gegensatz zum Stand der Technik eine axiale Bewegbarkeit des Bremsrings im Getriebegehäuse ermöglicht wird. Dadurch genügt es beispielsweise, den Bremsring in eine entsprechende Aufnahme des Getriebegehäuses einzulegen, ohne dass zusätzliche Montagemittel bzw. Montageaufwand, z.B. in Form von Festschrauben des Bremsrings, erforderlich sind. Durch die mechanische Entkopplung des Bremsrings vom Getriebegehäuse werden vom Bremsring weitgehend keine Beanspruchungen bzw. Spannungen in das Getriebegehäuse übertragen, wodurch der Bremsring über die Lebensdauer der Getriebe-Antriebseinheit betrachtet eine besonders hohe Formstabilität aufweist und das Getriebegehäuse nicht zur Rissbildung, Undichtigkeiten oder ähnlichem neigt.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
-
Besonders bevorzugt ist eine konstruktive Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Bewegbarkeit des Bremsrings durch als Anschlagelemente wirkende, gehäusefeste Elemente begrenzt ist. Dadurch wird ein unkontrolliertes axiales Hin- und Herbewegen des Bremsrings verhindert.
-
Ganz besonders bevorzugt bei letztgenannter Variante ist es, wenn die Elemente, zumindest mittelbar, einen Gehäuseboden und einen Gehäusedeckel umfassen. In der Praxis bedeutet dies, dass die Stirnseiten des Bremsrings mit dem Gehäuseboden bzw. dem Gehäusedeckel als Anschlagelemente zusammenwirken, so dass zusätzliche weitere Elemente zur Begrenzung der Axialbewegung des Bremsrings nicht erforderlich sind.
-
Um die erforderliche radiale Positionierung des Bremsrings innerhalb des Getriebegehäuses sicherzustellen, wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass der Bremsring wenigstens ein, vorzugsweise mehrere in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Positionierelemente zumindest zur radialen Lagerung des Bremsrings aufweist.
-
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Positionierelement mit einer Ausnehmung im Getriebegehäuse zusammenwirkt. Eine derartige Ausnehmung kann im einfachsten Fall durch eine entsprechende Gestaltung des Spritzwerkzeuges zum Herstellen des aus Kunststoff bestehenden Getriebegehäuses bestehen, so dass der Herstellungsaufwand zum Ausbilden der Ausnehmung relativ gering ist.
-
In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung des Positionierelements wird vorgeschlagen, dass das Positionierelement als ein vom Bremsring separat hergestelltes und mit diesem verbundenes Positionierelement ausgebildet ist. Auf diese Art und Weise lassen sich sowohl der Bremsring als auch das bzw. die Positionierelemente jeweils für sich optimiert herstellen und können ggf. auch aus unterschiedlichen Materialen bestehen.
-
Eine ganz besonders bevorzugte Ausgestaltung des Positionierelements sieht vor, dass dieses in Form eines im Querschnitt U-förmigen Winkels ausgebildet ist, der mit der Außenwand des Bremsrings, vorzugsweise durch eine Laserschweißverbindung, verbunden ist.
-
Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die beiden Seitenschenkel des Winkels innerhalb wenigstens einer Ausnehmung des Getriebegehäuses geführt sind.
-
In alternativer Ausgestaltung des Positionierelements kann es auch vorgesehen sein, dass der Bremsring und das wenigstens eine Positionierelement als einstückiges Bauteil ausgebildet sind, und dass das Positionierelement durch einen Umformprozess, insbesondere durch einen Stanz-/Biegeschritt, aus dem Bremsring gebildet ist. Bei einer derartigen Ausbildung der aus Bremsring und Positionierelement gebildeten Baueinheit lässt sich der zusätzliche Fertigungsaufwand durch Verbinden des Positionierelements mit dem Bremsring vermeiden.
-
In einer konstruktiven Ausgestaltung des Positionierelements bei letztgenannter Variante wird vorgeschlagen, dass das Positionierelement als Lasche ausgebildet ist, die an einer Stirnseite des Bremsrings angelenkt ist und radial nach außen von dem Bremsring absteht.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
-
Diese zeigt in:
-
1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Getriebe-Antriebseinheit,
-
2 einen vereinfachten Längsschnitt durch das Gehäuse der Getriebe-Antriebseinheit gemäß 1 im Bereich des Getriebes,
-
3 eine Darstellung gemäß der 2 bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung und
-
4 eine Teildraufsicht auf die Getriebe-Antriebseinheit gemäß 3. Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
-
In der 1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 dargestellt, wie sie insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile in einem Kraftfahrzeug dient. Die Getriebe-Antriebseinheit 10 ist dabei insbesondere, jedoch nicht einschränkend, Bestandteil eines Fensterheberantriebs, eines Sitzverstellungsantriebs oder ähnlichem.
-
Die Getriebe-Antriebseinheit 10 weist einen Antriebsmotor 11 auf, der an einer Stirnseite eines vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Getriebegehäuses 12 angeflanscht bzw. mit diesem über Befestigungsschrauben verbunden ist. An dem insbesondere aus Kunststoff bestehendem Getriebegehäuse 12 ist ein Stecker 13 angeformt, der der elektrischen Kontaktierung der Getriebe-Antriebseinheit 10 dient, und über den insbesondere der Antriebsmotor 11 mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
-
Das Getriebegehäuse 12 dient der Aufnahme eines Getriebes 15, über das die relativ hohe Antriebsdrehzahl des Antriebsmotors 11 unter gleichzeitiger Erhöhung des Drehmoments verringert wird, wobei aus dem Getriebegehäuse 12 ein Abtriebselement in Form eines Mitnehmers 16 herausragt, der dem mittelbaren oder unmittelbaren Antrieb des angesprochenen beweglichen Teils des Komfortantriebs dient.
-
In dem Getriebegehäuse 12 ist eine Antriebswelle 17 des Antriebsmotors 11 gelagert, die in einem Teilbereich eine Schneckenverzahnung 18 aufweist. Die Schneckenverzahnung 18 kämmt mit einer Außenverzahnung 19 eines Stirnrades 20, das innerhalb des Getriebegehäuses 12 in einer Achse 22 drehbar gelagert ist (2). Das Stirnrad 20 ist mit dem Mitnehmer 16 auf an sich bekannte Art und Weise mechanisch gekoppelt, wobei zwischen den beiden genannten Elementen ein Drehwinkelspiel vorhanden ist. Um eine Einleitung eines Drehmoments von dem Mitnehmer 16 in das Stirnrad 20 in einer ungewünschten Richtung zu vermeiden, da dies beispielsweise zu einem ungewünschten Verstellen eines Sitzes oder einer Fensterscheibe führen würde, besitzt die Getriebe-Antriebseinheit 10 eine in dem Getriebegehäuse 12 angeordnete Lastdrehmomentsperre 25. Somit ist es möglich, über das Stirnrad 20 ein Antriebsdrehmoment in den Mitnehmer 16 einzuleiten, während andererseits der Mitnehmer 16 ein Drehmoment in Richtung des Stirnrades 20 übertragen kann.
-
Die Lastdrehmomentsperre 25 umfasst einen insbesondere aus Metall bestehenden Bremsring 26, der konzentrisch zur Achse 22 angeordnet ist, und der in einem oberen Bereich innerhalb des Verzahnungsbereichs 27 des Stirnrads 20 angeordnet ist. In dem in der 2 dargestellten Zustand ist die untere Stirnseite 28 des Bremsrings 26 beabstandet zu dem Gehäuseboden 29 des Getriebegehäuses 12 angeordnet. Weiterhin ist die obere Stirnseite 31 des Bremsrings 26 beabstandet zu der ihr zugewandten Unterseite 32 des Stirnrads 20 angeordnet, so dass zwischen den beiden genannten Elementen ein Axialspalt 33 ausgebildet ist. Die Oberseite 34 des Stirnrads 20 ist demgegenüber in Wirkverbindung bzw. Anlagekontakt mit einem Gehäusedeckel 35 des Getriebegehäuses 12 angeordnet. Durch den Axialspalt 33 ist eine Bewegbarkeit des Bremsrings 26 in Richtung des Doppelpfeils 36, d.h. in Ausrichtung mit der Achse 22, möglich.
-
Innerhalb des Bremsrings 26 weist die Lastdrehmomentsperre 25 ein Sperrelement 39 in Form einer Schlingfeder 40 auf, wie dies besonders deutlich in der 3 erkennbar ist. Zum Sperren eines über den Mitnehmer 16 auf das Stirnrad 20 eingeleiteten Drehmoments weitet sich die Schlingfeder 40 in an sich bekannter Art und Weise in dem Umfang auf, so dass deren Außenseite an der Innenseite des Bremsrings 26 form- bzw. reibschlüssig anliegt. Um das eingeleitete Drehmoment zu sperren, ist es erforderlich, dass der Bremsring 26 innerhalb des Getriebegehäuses 12 drehfest aufgenommen ist. Hierzu dienen bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vier, um jeweils 90° am Außenumfang des Bremsrings 26 zueinander versetzt angeordnete, als separate Bauteile ausgebildete Positionierelemente 42.
-
Die Positionierelemente 42 sind jeweils als identisch ausgebildete, im Querschnitt U-förmige Winkel 43 mit zwei parallel zueinander angeordneten Seitenschenkeln 44, 45 und einem, die beiden Seitenschenkel 44, 45 miteinander verbindenden Schenkel 46 ausgebildet. Der Winkel 43 ist bevorzugt als Stanz-/Biegeteil ausgebildet und mit dem Bremsring 26 an dessen Außenumfang fest verbunden, insbesondere durch eine Schweißung, vorzugsweise durch eine Laserstrahlschweißung.
-
Für jeden der Winkel 43 ist in dem Getriebegehäuse 12 wenigstens eine Ausnehmung 47 in Form zweier Schlitze für die beiden Seitenschenkel 44, 45 ausgebildet, in der die Seitenschenkel 44, 45 drehfest aufgenommen ist, wobei der Schenkel 46 entsprechend der 2 im Bereich der Ausnehmung 43 auf dem Getriebegehäuse 12 aufliegt, so dass sich der angesprochene Axialspalt zwischen der unteren Stirnseite 28 des Bremsrings 26 und dem Gehäuseboden 29 des Getriebegehäuses 12 einstellt. Dabei sind die beiden Schlitze der Ausnehmung 47 als eine in Richtung des Gehäusedeckels 35 offene Ausnehmung 47 ausgebildet, derart, dass die Seitenschenkel 44, 45 des Bremsrings 26 durch Einschieben des Bremsrings 26 von oben in das Getriebegehäuse 12 innerhalb der Ausnehmungen 47 radial positioniert werden können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Schenkel 46 in etwa der mittleren Höhe des Bremsrings 26 knapp unterhalb des Verzahnungsbereichs 27 des Stirnrads 20. Ferner weist der Bremsring 26 auf der dem Gehäuseboden 29 abgewandten Seite noch einen radial nach innen gezogenen Bremsringrand 48 auf, gegen den die Schlingfeder 40 axial anliegt.
-
Durch die beschriebene Anordnung bzw. Ausbildung der Getriebe-Antriebseinheit 10 wird einerseits eine drehfeste Verbindung des Bremsrings 26 innerhalb des Getriebegehäuses 12 ermöglicht, andererseits jedoch eine axiale Bewegbarkeit des Bremsrings 26 über den Axialspalt 33, so dass der Bremsring 26 insofern vom Getriebegehäuse 12 mechanisch entkoppelt ist.
-
Der in den 3 und 4 dargestellte Bremsring 26a unterscheidet sich von dem Bremsring 26 dadurch, dass dessen Positionierelemente 42a im Bereich der dem Gehäuseboden 29 zugewandten Stirnseite 51 des Bremsrings 26a angeordnet bzw. ausgebildet sind. Insbesondere ist es vorgesehen, dass beim Bremsring 26a die Positionierelemente 42a als von der Umfangswand des Bremsrings 26a radial nach außen stehende und teilweise umgebogene Positionierlaschen 49 ausgebildet sind. Die Positionierlaschen 49 weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechend der Außenform des Getriebegehäuses 12 einen schräg angeordneten Positionierabschnitt 50 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung 47a des Getriebegehäuses 12 hineinragt. Der Bremsring 26a ist vorzugsweise als Tiefziehteil ausgebildet, wobei die Positionierlaschen 49 durch einen Stanz-/Biegeschritt erzeugt werden.
-
Die soweit beschriebene Getriebe-Antriebseinheit 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht darin, den Bremsring 26, 26a innerhalb des Getriebegehäuses 12 drehfest aufzunehmen, jedoch eine axiale Bewegbarkeit des Bremsrings 26, 26a im Getriebegehäuse 12 zu ermöglichen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009046080 A1 [0002]
