DE102007010865A1

DE102007010865A1 - Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in einem Kraftfahrzeug, Baukasten für eine solche Antriebsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE102007010865A1
Application number: DE102007010865A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.-Ing. Sesselmann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2008-09-04
Also published as: WO2008104605A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in einem Kraftfahrzeug, die einen motorischen Antrieb mit einem Stator (210) und einem Rotor (310), ein Getriebe (500), das eine rotatorische Bewegung des motorischen Antriebs in eine rotatorische Bewegung einer Abtriebswelle (550) umsetzt, und eine Elektronikeinheit (400) zur Bestromung des motorischen Antriebs aufweist. Erfindungsgemäß ist der Stator (210) des motorischen Antriebs als beidseitig offenes Polrohr ausgebildet, in das Magnete (220) eingebracht sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Baukasten für eine solche Antriebsvorrichtung, die ein Motorgehäuseteil (100), ein beidseitig offenes Polrohr (210), einen Triebling (300), eine Getriebeinheit (500) und eine Elektronikeinheit (400) umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Antriebsvorrichtung unter Verwendung der Komponenten eines solchen Baukastens.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Baukasten für eine solche Antriebsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Antriebsvorrichtung.
Aus der DE 42 25 496 A1 ist eine elektrische Antriebseinheit für Verstellsysteme in Kraftfahrzeugen bekannt, die einen Elektromotor, eine Elektronikeinheit und ein Getriebe aufweist. Eine Bestromungseinheit zur Bestromung des Kommutators des Elektromotors wird in einer Zwischenzarge bereitgestellt, die den Elektromotor und das Geriebegehäuse verbindet.
Die De 43 37 390 A1 beschreibt eine Antriebseinheit für Verstellsysteme in Kraftfahrzeugen mit einem Elektromotor, einem mit der Motorwelle und dem Verstellsystem verbundenen Getriebe und einem Elektronikmodul. Dabei ist ein Teil des Stators und/oder der stationären Kommutierungseinrichtung des Elektromotors mit einem tragenden Bauteil des Elektronikmoduls verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in einem Kraftfahrzeug sowie einen Baukasten für eine solche Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die in einfacher Weise und kostengünstig ausgebildet und dabei bevorzugt an unterschiedliche Bedürfnisse und Anforderungen anpassbar sind, wobei in einer Ausführungsform unterschiedliche Antriebsmotoren, Getriebe und Elektronikeinheiten kombinierbar sein sollen. Des Weiteren soll ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer solchen Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Baukasten mit den Merkmalen des Anspruchs 22 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 37 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach zeichnet sich die Erfindung gemäß einem ersten Erfindungsaspekt durch den Gedanken aus, dass der Stator eines motorischen Antriebs als beidseitig offenes Polrohr ausgebildet ist, in das Magnete eingebracht sind. Die Magnete können entweder konventionell eingebracht oder durch kunststoffgebundene eingespritzte Magnete realisiert sein. Die Bereitstellung des Stators als beidseitig offenes Polrohr kann in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass ein Teilbereich eines im Wesentlichen zylindrischen Rohlings abgeschnitten wird. Damit ist es anders als im Stand der Technik nicht mehr erforderlich, einen gezogenen Poltopf als Stator zu verwenden, dessen Herstellung vergleichsweise aufwendig ist. Aufgrund der einfachen Herstellbarkeit wird die Antriebsvorrichtung insgesamt kostengünstiger.
In einer Ausgestaltung wird das Polrohr an seinen beiden offenen Enden jeweils in einem Lagerschild gehalten, das eine Lagerstelle zur Lagerung des Rotors aufweist. Dabei wird das Polrohr an seinem hinteren, dem Getriebe abgewandten offenen Ende in einem hinteren Lagerschild gehalten, das Teil eines vorgefertigten hinteren Motorgehäuseteils ist und das einen Teil der Wandung eines Gehäuses der Elektronikeinheit bildet. An seinem vorderen, dem Getriebe zugewandten offenen Ende wird das Polrohr in einem vorderen Lagerschild gehalten, das an dem Gehäuse des Getriebes ausgebildet ist.
Es ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass das Lagerschild und das Polrohr jeweils korrespondierende Formschlusselemente aufweisen, die eine mechanische Schnittstelle zur Positionierung und/oder Verbindung von Lagerschild und Polrohr bereitstellen. Bei spielsweise weist das Lagerschild jeweils konische Zungen auf, die in passgenaue Ausformungen der Magnete des Polrohrs eingreifen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Kommutator des motorischen Antriebs in einem Bereich des Rotors ausgebildet ist, der aus dem dem Getriebe abgewandten offenen Ende des Polrohrs herausragt. Der Kommutator und eine zugeordnete Bestromungseinheit sind also nicht angrenzend an das Getriebe, sondern an der dem Getriebe abgewandten Seite des Rotors angeordnet. Dies eröffnet zusätzliche Freiheiten bei der Positionierung der Elektronikeinheit und einer mit dieser verbundenen oder in dieser enthaltenen Bestromungseinheit.
Dabei ist der Kommutator in einer Ausführungsvariante im Bereich des hinteren Lagerschilds angeordnet und wird dort durch eine Bestromungseinheit kontaktiert, die in die Elektronikeinheit integriert ist. Die Bestromungseinheit umfasst zwei Bürstenträger und an diesen angeordnete Kontaktbürsten. Des weiteren sind in das hintere Motorgehäuseteil Mittel zur Führung und Spreizung der Bürstenträger integriert, so dass eine sichere Kontaktierung des Kommutators bei der Verbindung von Motorgehäuseteil und Elektronikeinheit sichergestellt ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen dem hinteren Motorgehäuseteil und der Elektronikeinheit eine mechanische Schnittstelle zur Positionierung und/oder Verbindung dieser Teile realisiert. Diese Schnittstelle wird beispielsweise durch korrespondierende Strukturen zweier Gehäusehälften bereitgestellt, wobei die eine Gehäusehälfte am Motorgehäuseteil und die andere Gehäusehälfte an der Elektronikeinheit realisiert ist.
Zur Sicherung der Verbindung des hinteren Motorgehäuseteils mit dem Polrohr und dem vorderem Lagerschild ist in einer Ausführungsvariante eine Befestigungsklammer vorgesehen. Diese bildet beispielsweise zwei Federarme aus, die sich von dem hinterem Motorgehäuseteil entlang zweier Längsseiten des Polrohrs bis zu dem vorderem Lagerschild erstrecken und letzteres stirnseitig umgreifen. Die Befestigungsklammer kann aus einem magnetischen Material, insbesondere einem weichmagnetischen Material bestehen, für welchen Fall sie vorteilhafterweise einen magnetischen Bypass realisiert und den magnetischen Fluss des motorischen Antriebs führt.
Der Rotor bildet in einer Ausgestaltung eine verlängerte Antriebswelle aus, die in das Getriebe hineinragt. Die Antriebswelle umfasst dabei bevorzugt getriebeseitig eine Antriebsschnecke, die mit einem Scheckenrad des Getriebes kämmt.
In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Polrohr an seinen beiden offenen Enden jeweils eine stirnseitige Dichtung ausbildet, die eine feuchtigkeitsdichte Verbindung des Polrohrs mit den angrenzenden Lagerschilden sicherstellt.
Die Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt einen Baukasten für eine Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in einem Kraftfahrzeug, der mindestens zwei der folgenden jeweils vorgefertigten Komponenten aufweist:

– ein beidseitig offenes Polrohr, in das Magnete eingebracht sind,
– einen Triebling, der einen Rotor mit einer Antriebswelle, einer Antriebsschnecke und einem Kommutator umfasst,
– ein hinteres Motorgehäuseteil zur Lagerung des Rotors,
– eine Elektronikeinheit und
– eine Getriebeeinheit, die eine rotatorische Bewegung des Rotors in eine rotatorische Bewegung einer Abtriebswelle umsetzt und ein Getriebegehäuse umfasst. Dabei weisen das hintere Motorgehäuseteil und das Polrohr Mittel auf, die eine erste mechanische Schnittstelle zur Positionierung und/oder Verbindung des hinteren Motorgehäuseteils mit dem hinteren offenen Ende des Polrohrs bilden. Das Getriebegehäuse und das Polrohr weisen Mittel auf, die eine zweite mechanische Schnittstelle zur Positionierung und/oder Verbindung des Getriebegehäuses mit dem vorderen offenen Ende des Polrohrs bilden. Das hintere Motorgehäuseteil und die Elektronikeinheit weisen Mittel auf, die eine dritte mechanische Schnittstelle zur Positionierung und/oder Verbindung des hinteren Motorgehäuseteils mit der Elektronikeinheit bilden.

Ein solcher Baukasten mit solchen Schnittstellen ermöglicht es, einen aus den Komponenten des Baukastens zusammengesetzten Antrieb an unterschiedliche Bedürfnisse und Anforderungen anzupassen, insbesondere unterschiedliche Motoren, Getriebe und Elektroniken zu kombinieren. Die Kombinierbarkeit wird durch definierte Schnittstellen zwischen den jeweiligen Komponenten gewährleistet.
Dementsprechend ist es in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass der Baukasten mehrere Elekronikeinheiten und/oder mehrere hintere Motorgehäuseteile und/oder mehrere Polrohre und/oder mehrere Trieblinge und/oder mehrere Getriebeeinheiten aufweist, wo bei mindestens zwei Elekronikeinheiten und/oder zwei Motorgehäuseteile und/oder zwei Polrohre und/oder zwei Trieblinge und/oder zwei Getriebeeinheiten sich durch mindestens ein technisches Merkmal voneinander unterscheiden. Beispielsweise unterscheiden zwei Motoren des Baukastens sich durch ihre Größe und/oder Leistung. Dabei tangiert ein solcher Unterscheid jedoch nicht die Ausbildung der ersten, zweiten und dritten Schnittstelle. Unterschiedliche Motoren, Getriebe und Elektroniken können somit kombiniert werden.
Die Erfindung betrifft gemäß einem dritten Erfindungsaspekt ein Verfahren zur Herstellung einer Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in einem Kraftfahrzeug, das die zuvor erläuterten Teile eines Baukastens verwendet. Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus:

– Einbringen der Antriebsschnecke des Rotors in die Getriebeeinheit,
– Aufschieben des Polrohrs auf den Rotor und Andocken des vorderen Endes des Polrohrs an dem Getriebegehäuse der Getriebeeinheit,
– Aufschieben des hinteren Motorgehäuseteils auf den Kommutator des Rotors und Andocken des hinteren Motorgehäuseteils an das hintere Ende des Polrohrs, und
– Aufsetzen der Elektronikeinheit auf das hintere Motorgehäuseteil, wobei der Kommutator in Kontakt mit der Bestromungseinheit der Elektronikeinheit tritt.

Die Antriebsschnecke wird im Falle eines selbsthemmenden Getriebes bevorzugt in die Getriebeeinheit eingedreht und im Falle eines nicht selbsthemmenden Getriebes bevorzugt in die Getriebeeinheit eingeschoben. Bei fehlender Selbsthemmung schiebt die Antriebsschnecke das mit der Antriebsschnecke interagierende Getriebeelement der Getriebeeinheit in die geeignete Position.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Antriebsvorrichtung, die ein Motorgehäuseteil, ein beidseitig offenes Polrohr, einen Triebling, eine Getriebeeinheit und eine Elektronikeinheit umfasst;
2 die Antriebsvorrichtung der 1 aus einer anderen Perspektive;
3 die fertig montierte Antriebsvorrichtung der 1 und 2 mit Blickrichtung von der Seite des Lagerdeckels der Getriebeeinheit;
4 die fertig montierte Antriebsvorrichtung der 1 und 2 mit Blickrichtung von der Seite des Gehäusedeckels der Getriebeeinheit;
5 eine vergrößerte perspektivische Darstellung von Teilen des Motorgehäuseteils und der Elektronikeinheit der Antriebsvorrichtung der 1 und 2 mit Blickrichtung von der Getriebeseite und
6 eine nicht perspektivische Ansicht der Anordnung der 5.
Die 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in Kraftfahrzeugen, die aus vorgefertigten Einheiten oder Modulen zusammengesetzt ist, wobei diese vorgefertigten Einheiten oder Module ein Baukastensystem bilden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die dargestellte Antriebsvorrichtung grundsätzlich auch ohne vorgefertigte Einheiten hergestellt werden kann. Im Folgenden orientiert sich die Beschreibung aber an der Realisierung der Antriebsvorrichtung mittels der Einheiten eines Baukastensystems.
Die Hauptkomponenten des Baukastensystems sind ein hinteres Motorgehäuseteil 100, eine Polrohreinheit 200, ein Triebling 300, eine Elektronikeinheit 400 und eine Getriebeeinheit 500.
Die Polrohreinheit 200 weist ein als Stator wirkendes Polrohr 210 mit einem hinteren offenen Ende 211 und einem vorderen offenen Ende 212 auf. Des Weiteren ist im Polrohr eine kleine Öffnung 213 für einen Sensor integriert. An der in der Darstellung der 1 rechten und linken Seite ist jeweils ein seitlicher, abgeflachter Anlagebereich 214 für eine Befestigungsklammer 160 ausgebildet, wie noch erläutert wird. An den beiden Stirnseiten des Polrohrs ist jeweils eine stirnseitige Dichtung 231, 232 ausgebildet.
In das Polrohr 210 sind Magnete 220 eingebracht. Hierbei kann es sich um herkömmliche Magnete handeln, die konventionell an der Innenseite des Polrohrs 210 befestigt sind. Ebenso ist es möglich, dass die Magnete kunststoffgebunden sind und in das Polrohrinnere eingespritzt werden. In einen der Magnete 220 ist ebenfalls eine kleine Öffnung 223 für einen Sensor integriert.
Es wird darauf hingewiesen, dass in der Darstellung der 1 die Magnete 220 getrennt von dem Polrohr 210 dargestellt sind. Das Polrohr 210 und die Magnete 220 bilden jedoch bevorzugt eine vorgefertigte Einheit.
Die Herstellung des Polrohrs 210 kann in einfacher Weise aus einem langgestreckten Rohling erfolgen, wobei durch Abschneiden eines Teil des Rohlings jeweils ein Polrohr bereitgestellt wird.
In den Magneten 220 sind sowohl am hinteren Ende 211 als auch am vorderen Ende 212 des Polrohrs 210 Ausformungen 221, 222 ausgebildet, die Formschlussbereiche darstellen und in die passgenau in entsprechender Weise geformte konische Zungen benachbarter Komponenten eingebracht werden, wie noch erläutert wird. In der Darstellung der 1 sind die Ausformungen 221, 222 lediglich auf der dem Getriebe 500 abgewandten Seite der Magnete 220 dargestellt. Entsprechende Ausformungen befinden sich jedoch auch auf der dem Getriebe 500 zugewandten Seite.
Eine weitere Einheit des Baukastensystems ist der Triebling 300, der einen Rotor 310, Wicklungen 320 des Rotors, einen Kommutator 330, ein hinteres Lager 340 des Rotors, eine Antriebswelle 350, eine Antriebsschnecke 360 und vordere Lagerelemente 371, 372 umfasst. Die Antriebswelle 350 und die Antriebsschnecke 360 können dabei einteilig ausgebildet sein. Ebenso ist eine mehrteilige Ausführung möglich, wobei die Antriebsschnecke 360 beispielsweise auf die Antriebswelle 350 aufgeschrumpft sein kann.
Das eine Lagerelement 371 stellt ein Radial- und Axiallager für die Antriebsschnecke 360 dar. Dabei schützt es den Antriebsmotor vor axialen Reaktionskräften. Das weitere Lagerelement 372 ist als Kalotte ausgebildet und dient ebenfalls zumindest der radialen Lagerung der Antriebswelle 350 bzw. der Antriebsschnecke 360. Der Kommutator 330 befindet sich auf der dem Getriebe 500 abgewandten Seite des Rotors, so dass der Kommutator 330 aus dem hinteren offenen Ende 211 des Polrohrs hinausragt.
Das hintere Motorgehäuseteil 100 umfasst ein hinteres Lagerschild 110, das gemäß den 5 und 6 eine Lagerstelle 120 für das hintere Lagerelement 340 des Rotors bereitstellt. Im montierten Zustand ragt der Kommutator 330 des Trieblings in das hintere Lagerschild 110.
Das hintere Lagerschild 110 weist des Weiteren mittig eine Führungsvorrichtung 130 für einen Bürstenträger 420 der Elektronikeinheit 400 auf. Die Führungsvorrichtung 130 bildet dabei zwei schräg verlaufende Führungsflächen 135 aus. Des Weiteren sind in das hintere Lagerschild 110 Führungsnuten 140 sowie ein Formschlusselement 150 integriert. Die Führungsnuten 140 korrespondieren mit entsprechenden Führungsstrukturen (nicht dargestellt) am Polrohr oder an den Magneten. Das in den 5 und 6 nur teilweise dargestellte Formschlusselement 150 ragt aus dem hinteren Lagerschild (110) hervor und ist im montierten Zustand in die Ausformung 221 des Magneten 220 eingeführt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die dargestellten Formschlusselemente und Formschlussbereiche nur beispielhaft zu verstehen sind. Eine mechanische Verbindung zwischen den jeweils betrachteten Teilen kann auch durch anders ausgebildete Formschlussstrukturen bereitgestellt werden. Die jeweiligen Formschlusselemente und Formschlussbereiche bilden definierte mechanische Schnittstellen zur Positionierung und/oder Verbindung der jeweiligen Komponenten des Baukastens.
Das Motorgehäuseteil 100 bildet des Weiteren einen Teil der Wandung des Elektronikgehäuses aus und integriert hierzu eine Gehäusehälfte 170 der Elektronikeinheit. Diese Gehäusehälfte kann einstückig mit dem hinteren Lagerschild 110 ausgebildet sein oder auf dieses aufgesetzt sein. In der Darstellung der 5 und 6 ist die integrierte Gehäusehälfte 170 zur besseren Übersichtlichkeit nicht gesondert dargestellt.
Es ist des Weiteren eine Befestigungsklammer 160 vorgesehen, die der Verbindung des Motorgehäuseteils 100, der Polrohreinheit 200 und einem vorderen Lagerschild 521, auf das noch eingegangen werden wird, dient. Die Befestigungsklammer 160 weist zwei Federarme 161, 162, die über eine Basis miteinander verbunden sind. An deren getriebeseitigen Enden weisen die Federarme 161, 162 abgewinkelte Enden 161a, 161b auf.
Die Elektronikeinheit 400 weist eine Leiterplatte 410 auf, auf der sich elektrische und elektronische Komponenten zur elektrischen Speisung und Steuerung des Antriebsmotors sowie beispielsweise ein Sensor befinden. Solche Komponenten sind dem Fachmann an sich bekannt, so dass hierauf nicht weiter eingegangen wird. Die elektrische Leiterplatte 410 ist mittels elektrischer Kontakte 440 durch einen elektrischen Stecker kontaktierbar, der in eine eine Elektronikeinheit 400 ausgebildete Steckeraufnahme 470 einsteckbar ist. Die Elektronikeinheit 400 bildet des Weiteren eine Bestromungseinheit mit zwei Bürstenträgern 420 und weist zwei an diesen angeordneten Kohlekontaktbürsten 430 aus (5 und 6).
Die Elektronikeinheit 400 bildet eine obere Gehäusehälfte 460 aus, die mit der im Motorgehäuseteil 100 integrierten Gehäusehälfte 170 zur Ausbildung eines Gehäuses der Elektronikeinheit verbindbar ist. Dies erfolgt beispielsweise über eine Cliperbindung 465. Zur Abdichtung des Gehäuses kann ein Dichtungsrand 450 vorgesehen sein, der zwischen den beiden Gehäusehälften 460, 170 angeordnet ist.
Die Getriebeeinheit 500 dient der Übertragung einer rotatorischen Bewegung des Rotors 310 bzw. der Antriebsschnecke 360 auf eine rotatorische Bewegung einer Abtriebswelle 550. Die dargestellte Getriebeeinheit 500, die ohne Selbsthemmung ausgebildet ist, ist dabei lediglich beispielhaft zu verstehen. Dem Fachmann sind zahlreiche Bauformen für Getriebeeinheiten bekannt, die eine rotatorischen Bewegung einer Antriebswelle in eine rotatorische Bewegung einer Abtriebswelle bzw. ein mit dieser verbundenes Abtriebselement wie z. B. ein Ritzel oder eine Seiltrommel umsetzen. Dabei kann die Getriebeeinheit grundsätzlich mit oder ohne Selbsthemmung ausgebildet sein. Die hier dargestellte Bauform der Getriebeeinheit stellt somit lediglich eine einer Vielzahl möglicher Bauformen dar.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Getriebeeinheit ein Getriebegehäuse 520, in dem Antriebs- und Abtriebselemente der Getriebeeinheit 500 angeordnet. Auf seiner einen Seite ist das Getriebegehäuse mittels eines Gehäusedeckels 510 verschlossen. Der Gehäusedeckel 510 weist gemäß der 2 eine axial vorstehende Gehäusewand 515 auf. Auf der anderen Seite des Getriebegehäuses 520 ist ein Lagerdeckel 530 angeordnet, wobei zwischen dem Getriebegehäuse 520 und dem Lagerdeckel 530 eine auf einen Verzahnungsbereich 553 der Abtriebswelle 550 aufgesetzte Seiltrommel 590 angeordnet ist.
In das Getriebegehäuse 520 ist auf der dem motorischen Antrieb zugewandten Seite ein vorderes Lagerschild 521 integriert, das der Lagerung des Rotors 310 dient und das hierzu das eine Lagerelement 371 aufnimmt. Das vordere Lagerschild 521 bildet zwei Formschlusselemente 522, 523 aus, die mit entsprechenden Formschlussbereichen des Magneten 220 korrespondieren, entsprechend den Formschlussbereichen 221, 222.
Das Getriebegehäuse 520 weist des Weiteren zwei Bowdenabstützungen 528 für ein Seilführungselement eines Bowdenrohres sowie mehrere Befestigungsdome 529 zur Befestigung der Getriebeeinheit 500 an einem Träger, z. B. einer Türmodulplatte oder einer Führungsschiene eines Seilfensterhebers auf.
Als Getriebeelemente sind ein Rollenkäfig 540 mit Schlitzen zur Aufnahme von Klemmrollen 545, eine Antriebswelle 550, die ein Abtriebsrad mit Klemmflächen 551, einen Lagerbereich 552 und die bereits erwähnte Verzahnung 553 ausbildet, ein Schneckenrad 570 und ein Lagerrig 580 vorgesehen. Die Antriebsschnecke 360 kämmt mit dem Schneckenrad 570, das Antriebsklauen 575 ausbildet, die zwischen die Klemmflächen 551 der Abtriebswelle 550 greifen und eine rotatorische Bewegung des Schneckenrads 570 auf die Abtriebswelle 550 übertragen. Über die Klemmrollen 545 wird dabei eine Freilaufsperre des nicht selbsthemmendes Getriebes bereitgestellt.
Zur Montage wird zunächst der Rotor 310 mit der Antriebsschnecke 360 durch die Öffnung im vorderen Lagerschild 521 in das Getriebegehäuse 520 eingesteckt. Die Antriebsschnecke 360 kann dabei aufgrund des Umstandes, dass es sich um ein nicht selbsthemmendes Getriebe handelt, in das Getriebegehäuse 520 eingeschoben werden. Anderenfalls würde die Antriebsschnecke 360 in das Getriebegehäuse 520 hineingedreht. Die Lagerelemente 371, 372 werden dabei in geeigneter Weise positioniert.
Anschließend wird das Polrohr 210 auf den Rotor 310 aufgeschoben und an das vordere Lagerschild 521 des Getriebegehäuses 520 angedockt. Nun wird der hintere Motorgehäuseteil 100 auf den rückseitig aus dem Polrohr 210 herausragenden Kommutator 330 des Rotors 310 aufgeschoben und mit dem hinteren Lagerschild 110 an das hintere offene Ende des Polrohrs 210 angedockt. Nachfolgend wird die Elektronikeinheit 400 auf den zugeordneten Gehäusebereich des hinteren Motorgehäuseteils 100 aufgesetzt, wobei die Bürstenträger 420 mit den Kontaktbürsten 430 durch die Führungsvorrichtung 130 des hinteren Lagerschildes 110 und dessen Führungsflächen 135 geführt und in geeigneter Weise gespreizt werden. Hierbei wird der Kommutator 330 durch die Kontaktbürsten 430 kontaktiert.
Zur Sicherung der Verbindung von Motorgehäuseteil 100, Polrohreinheit 200 und Getriebeeinheit 500 wird die Befestigungsklammer 160 in Position gebracht, wobei die abgewinkelten Enden 161a, 161 der Federarme 161, 162 der Befestigungsklammer das vordere Lagerschild 521 zum Getriebe hin umgreifen, wie in den 3 und 4 dargestellt.

100: Motorgehäuseteil
110: Hinteres Lagerschild
120: Lagerstelle für hinteres Lagerelement des Rotors
130: Führungsvorrichtung für Bürstenträger
135: Führungsfläche
140: Führungsnut
150: Formschlusselement des Motorgehäuseteils
160: Befestigungsklammer
161, 162: Federarme der Befestigungsklammer
161a, 162a: abgewinkelte Enden der Federarme
170: In Motorgehäuseteil integrierte Gehäusehälfte der Elektronikeinheit
200: Polrohreinheit
210: Polrohr
211: Hinteres offenes Ende des Polrohrs/hintere Polrohröffnung
212: Vorderes offenes Ende des Polrohrs/vordere Polrohröffnung
213: Öffnung für Sensor
214: Seitlicher Anlagebereich für Befestigungsklammer
220: Magnete
221, 222: Ausformungen/Formschlussbereiche im Magneten
223: Öffnung für Sensor
231, 232: Stirnseitige Dichtungen des Polrohr
300: Triebling
310: Rotor
320: Wicklungen des Rotors
330: Kommutator
340: hinteres Lagerelement des Rotors
350: Antriebswelle
360: Antriebsschnecke
371, 372: Lagerelemente
400: Elektronikeinheit
410: Leiterplatte
420: Bürstenträger
430: Kontaktbürsten
440: Elektrische Kontakte
450: Dichtungsrand
460: Obere Gehäusehälfte
465: Clipverbindung
470: Steckeraufnahme
500: Getriebeeinheit
510: Gehäusedeckel
515: Axial vorstehende Gehäusewand
520: Getriebegehäuse
521: In Gehäusedeckel integriertes vorderes Lagerschild
522, 523: Formschlusselemente
528: Bowdenabstützung für Seilführungselement eines Bowdenrohrs
529: Befestigungsdome
530: Lagerdeckel
535: Befestigungs-Federarme des Lagerdeckels
540: Rollenkäfig
545: Klemmrollen
550: Abtriebswelle
551: Klemmflächen der Abtriebswelle
552: Lagerbereich der Abtriebswelle
553: Verzahnung der Abtriebswelle
570: Schneckenrad
575: Antriebsklauen des Schneckenrads
580: Lagerring
590: Seiltrommel

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 4225496 A1 [0002]
- De 4337390 A1 [0003]

Claims

Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in einem Kraftfahrzeug aufweisend – einen motorischen Antrieb mit einem Stator (210) und einem Rotor (310), – ein Getriebe (500), das eine rotatorische Bewegung des motorischen Antriebs in eine rotatorische Bewegung einer Abtriebswelle (550) umsetzt, und – eine Elektronikeinheit (400) zur Bestromung des motorischen Antriebs, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (210) des motorischen Antriebs als beidseitig offenes Polrohr ausgebildet ist, in das Magnete (220) eingebracht sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (210) an seinen beiden offenen Enden (211, 212) jeweils in einem Lagerschild (110, 521) gehalten wird, das eine Lagerstelle zur Lagerung des Rotors (310) aufweist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (210) an seinem hinteren, dem Getriebe abgewandten offenen Ende (211) in einem hinteren Lagerschild (110) gehalten wird, das Teil eines vorgefertigten hinteren Motorgehäuseteils (100) ist, das des weiteren einen Teil der Wandung (170) eines Gehäuses der Elektronikeinheit (400) bildet.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (210) an seinem vorderen, dem Getriebe zugewandten offenen Ende (212) in einem vorderen Lagerschild (521) gehalten wird, das an dem Gehäuse (520) des Getriebes (500) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (110, 521) und das Polrohr (210) jeweils korrespondierende Formschlusselemente (150, 522, 523; 221, 222) aufweisen, die eine mechanische Schnittstelle zur Positionierung und/oder Verbindung von Lagerschild (110) und Polrohr (210) bereitstellen.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (221, 222) des Polrohrs (210) in den Magneten (220) des Polrohrs (210) ausgebildet sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (110, 521) konische Zungen (150, 522, 523) ausbildet, die in passgenaue Ausformungen (221, 222) der Magnete (220) des Polrohrs (210) eingreifen.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kommutator (330) des motorischen Antriebs in einem Bereich des Rotors (310) ausgebildet ist, der aus dem dem Getriebe abgewandten offenen Ende (211) des Polrohrs (210) herausragt.
Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator (330) im Bereich des hinteren Lagerschilds (110) angeordnet ist und dort durch eine Bestromungseinheit (420, 430) kontaktiert wird, die in die Elektronikeinheit (400) integriert ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromungseinheit Bürstenträger (420) und an diesen angeordnete Kontaktbürsten (430) umfasst und im hinteren Motorgehäuseteil (100) Mittel (130, 135) zur Führung und Spreizung der Bürstenträger (420) integriert sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (400) einen Sensor umfasst, der mittels Öffnungen (213, 223) im Polrohr (210) und in mindestens einem Magneten (220) eine Rotorbewegung erfasst.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, sofern sie sich auf den Anspruch 3 zurückbeziehen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem hinteren Motorgehäuseteil (100) und der Elektronikeinheit (400) eine mechanische Schnittstelle (465) zur Positionierung und/oder Verbindung dieser Teile realisiert ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, sofern sie sich auf den Anspruch 3 zurückbeziehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (400) eine obere Gehäusehälfte (460) ausbildet, die zur Bildung eines Gehäuses der Elektronikeinheit (400) mit dem Teil (170) des hinteren Motorgehäuseteils (100) verbunden ist, das einen Teil der Wandung eines Elektronikgehäuses (100) ausbildet.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, sofern sie sich auf den Anspruch 3 zurückbeziehen, gekennzeichnet durch eine Befestigungsklammer (160), die die Verbindung des hinteren Motorgehäuseteils (100) mit dem Polrohr (210) und dem vorderem Lagerschild (521) sichert.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsklammer (160) zwei Federarme (161, 162) ausbildet, die sich von dem hinterem Motorgehäuseteil (100) entlang zweier Längsseiten (214) des Polrohrs (210) bis zu dem vorderem Lagerschild (521) erstrecken und letzteres stirnseitig umgreifen.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsklammer (160) aus einem magnetischen Material besteht und den magnetischen Fluss des motorischen Antriebs führt.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (310) eine verlängerte Antriebswelle (350, 360) ausbildet, die in das Getriebe (500) hineinragt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (350) getriebeseitig eine Antriebsschnecke (360) umfasst.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (220) als kunststoffgebundene Magnete ausgebildet und in das Polrohr (210) eingespritzt sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (500) nicht selbsthemmend ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass das Polrohr (210) an seinen beiden offenen Enden (211, 212) jeweils eine stirnseitige Dichtung (231, 232) ausbildet.
Baukasten für eine Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem in einem Kraftfahrzeug, der mindestens zwei der folgenden jeweils vorgefertigten Komponenten aufweist: – ein beidseitig offenes Polrohr (210), in das Magnete (220) eingebracht sind, – einen Triebling (300), der einen Rotor (310) mit einer Antriebswelle (350), einer Antriebsschnecke (360) und einem Kommutator (330) umfasst, – ein hinteres Motorgehäuseteil (100) zur Lagerung des Rotors (310), – eine Elektronikeinheit (400), und – eine Getriebeeinheit (500), die eine rotatorische Bewegung des Rotors (310) in eine rotatorische Bewegung einer Abtriebswelle (350) umsetzt und ein Getriebegehäuse (520) umfasst, wobei – das hintere Motorgehäuseteil (100) und das Polrohr (210) Mittel aufweisen, die eine erste mechanische Schnittstelle (150; 221, 222) zur Positionierung und/oder Verbindung des hinteren Motorgehäuseteils (100) mit dem hinteren offenen Ende (211) des Polrohrs (210) bilden, – das Getriebegehäuse (520) und das Polrohr (210) Mittel aufweisen, die eine zweite mechanische Schnittstelle (522, 523; 221, 222) zur Positionierung und/oder Verbindung des Getriebegehäuses (520) mit dem vorderen offenen Ende (212) des Polrohrs (210) bilden, und – das hintere Motorgehäuseteil (100) und die Elektronikeinheit (210) Mittel aufweisen, die eine dritte mechanische Schnittstelle (465) zur Positionierung und/oder Verbindung des hinteren Motorgehäuseteils (100) mit der Elektronikeinheit (400) bilden.
Baukasten nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Motorgehäuseteil (100) ein hinteres Lagerschild (110) zur Lagerung des Rotors (310) aufweist.
Baukasten nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Motorgehäuseteil (100) einen Teil (170) der Wandung eines Gehäuses der Elektronikeinheit (400) ausbildet.
Baukasten nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (400) eine obere Gehäusehälfte (460) ausbildet, die geeignet ist, zur Bildung eines Gehäuses der Elektronikeinheit (400) mit dem Teil (170) des hinteren Motorgehäuseteils (100) verbunden zu werden, das einen Teil der Wandung des Elektronikgehäuses ausbildet.
Baukasten nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator (330) am Rotor (310) derart positioniert ist, das er im montierten Zustand aus dem der Getriebeeinheit (500) abgewandten Ende (211) des Polrohrs (210) herausragt und dabei in das hintere Motorgehäuseteil (100) hineinragt.
Baukasten nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in die Elektronikeinheit (400) eine Bestromungseinheit integriert ist, die Bürstenträger (420) und Kontaktbürsten (430) umfasst, die von der Elektronikeinheit in das hintere Motorgehäuseteil (100) hineinragen.
Baukasten nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Motorgehäuseteil (110) Mittel (130, 135) geeignet zur Führung und Spreizung der Bürstenträger (420) aufweist.
Baukasten nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, das das Getriebegehäuse (250) ein vorderes Lagerschild (521) zur Lagerung des Rotors (310) umfasst.
Baukasten nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (220) des Polrohrs (210) als kunststoffgebundene Magnete ausgebildet und in das Polrohr (210) eingespritzt sind.
Baukasten nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (210) an seinen beiden offenen Enden (211, 212) jeweils eine stirnseitige Dichtung (231, 232) ausbildet.
Baukasten nach einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Baukasten eine Befestigungsklammer (160) aufweist, die dazu geeignet und ausgebildet ist, die Verbindung von hinterem Motorgehäuseteil (100), Polrohr (210) und vorderem Lagerschild (521) zu sichern.
Baukasten nach den Ansprüche 23 und 29, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der ersten und zweiten Schnittstelle zum einen das Polrohr (210) an seinem hinteren Ende (211) und das hintere Lagerschild (110) und zum anderen das Polrohr an seinem vorderen Ende (212) und das vordere Lagerschild (521) jeweils korrespondierende Formschlusselemente (150, 522, 523; 221, 222) aufweisen.
Baukasten nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (221, 222) des Polrohrs (210) in den Magneten (220) des Polrohrs (210) ausgebildet sind.
Baukasten nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschilde (110, 521) jeweils konische Zungen (150, 522, 523) und die Magnete (220) des Polrohrs (210) dazu passgenaue Ausformungen (221, 222) aufweisen.
Baukasten nach einem der Ansprüche 22 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Baukasten mehrere Elekronikeinheiten (400) und/oder mehrere hintere Motorgehäuseteile (100) und/oder mehrere Polrohre (210) und/oder mehrere Trieblinge (300) und/oder mehrere Getriebeeinheiten (500) aufweist, wobei – mindestens zwei Elekronikeinheiten (400) und/oder zwei Motorgehäuseteile (100) und/oder zwei Polrohre (210) und/oder zwei Trieblinge (300) und/oder zwei Getriebeeinheiten (500) sich durch mindestens ein technisches Merkmal voneinander unterscheiden, und – die Ausbildung der ersten, zweiten und dritten Schnittstelle von einem solchen Unterschied nicht tangiert wird.
Verfahren zur Herstellung einer Antriebsvorrichtung für ein Verstellsystem mit einem Kraftfahrzeug mit den Schritten: – Bereitstellen eines beidseitig offenes Polrohrs (210), in das Magnete (220) eingebracht sind, – Bereitstellen eines Trieblings (300), der einen Rotor (310) mit einer Antriebswelle (350), einer Antriebsschnecke (360) und einem Kommutator (330) um fasst, wobei der Kommutator (330) an dem der Antriebsschnecke (360) gegenüberliegenden Ende des Rotors (330) angeordnet ist, – Bereitstellen eines hinteren Motorgehäuseteils (100) zur Lagerung des Rotors (310), – Bereitstellen einer Elektronikeinheit (400), die eine Bestromungseinheit (420, 430) umfasst, – Bereitstellen einer Getriebeeinheit (500), die eine rotatorische Bewegung des Rotors (310) in eine rotatorische Bewegung einer Abtriebswelle (350) umsetzt und ein Getriebegehäuse (520) umfasst, – Einbringen der Antriebsschnecke (360) des Rotors (310) in die Getriebeeinheit (500), – Aufschieben des Polrohrs (210) auf den Rotor (310) und Andocken des vorderen Endes des Polrohrs (310) an dem Getriebegehäuse (520) der Getriebeeinheit (500), – Aufschieben des hinteren Motorgehäuseteils (100) auf den Kommutator (330) des Rotors (310) und Andocken des hinteren Motorgehäuseteils (100) an das hintere Ende des Polrohrs (210), – Aufsetzen der Elektronikeinheit (400) auf das hintere Motorgehäuseteil (100), wobei der Kommutator (330) in Kontakt mit der Bestromungseinheit (420, 430) der Elektronikeinheit (400) tritt.
Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen eines beidseitig offenen Polrohrs (210) das Bereitstellen eines im Wesentlichen zylindrischen Rohlings und das Abschneiden eines Teils des Rohlings umfasst, wobei das abgeschnittene Teil ein beidseitig offenes Polrohr bildet.
Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass nach Bereitstellen des beidseitig offenen Polrohrs (210) kunststoffgebunde Magnete (220) in dieses eingespritzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsschnecke (360) im Falle eines selbsthemmenden Getriebes in die Getriebeeinheit (500) eingedreht und im Falle eines nicht selbsthemmenden Getriebes in die Getriebeeinheit (500) eingeschoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Andocken des vorderen Endes des Polrohrs (310) an das Getriebegehäuse (520) das Andocken des vorderen Endes des Polrohrs (310) an ein vorderes Lagerschild (521) des Getriebegehäuses umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Andocken des hinteren Motorgehäuseteils (100) an das hintere Ende des Polrohrs (210) das Andocken eines hinteren Lagerschilds (110) des Motorgehäuseteils (100) an das hintere Ende des Polrohrs (210) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsetzen der Elektronikeinheit (400) auf das hintere Motorgehäuseteil (100) das Aufsetzen einer ersten Gehäusehälfte (460) der Elektronikeinheit (400) auf eine durch das Motorgetriebegehäuse (100) bereitgestellte zweite Gehäusehälfte (170) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass nach Andocken des Polrohrs (210) an das Getriebegehäuse (520) und das hinteren Motorgehäuseteil (100) die Verbindung dieser Teile durch eine Befestigungsklammer (160) gesichert wird.