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DE4118950A1 - Motor pump set with motion converting mechanism - transforming rotary to translatory movement process with eccentric device comprising drive shaft movable in housing - Google Patents

Motor pump set with motion converting mechanism - transforming rotary to translatory movement process with eccentric device comprising drive shaft movable in housing

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DE4118950A1
DE4118950A1 DE19914118950 DE4118950A DE4118950A1 DE 4118950 A1 DE4118950 A1 DE 4118950A1 DE 19914118950 DE19914118950 DE 19914118950 DE 4118950 A DE4118950 A DE 4118950A DE 4118950 A1 DE4118950 A1 DE 4118950A1
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DE
Germany
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drive shaft
bearing
housing
eccentric
drive unit
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Withdrawn
Application number
DE19914118950
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Dr Volz
Bernd Ing Grad Schopper
Heinz Zingel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ITT Automotive Europe GmbH
Original Assignee
Alfred Teves GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Alfred Teves GmbH filed Critical Alfred Teves GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

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Abstract

The drive shaft (1) is held eccentrically over its complete length in the bearing arrangement of the housing (2,2'). This bearing arrangement is formed by two eccentrically formed bearing rings (3,3') fitted in an outer bearing ring (5,5') with several roller bodies of a roller bearing. The area of the eccentric bearing ring in direct contact with the drive shaft has a press fit. The bearing ring arranged on the eccentric drive shaft is able to rotate as a slide bearing ring directly with the rotary frequency of the driven shaft in the housing. The eccentric bearing arrangement of the drive shaft is of the two point type, and is arranged on the end area of the shaft for insertion in the housing. The two bearing rings conform in their eccentricity both in extent and direction. ADVANTAGE - Reduced size and produces little noise.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat, insbesondere ein Motorpumpenaggregat, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive unit, in particular a Motor pump unit, according to the preamble of claim 1.

Antriebsaggregate mit einer Vorrichtung zur Umwandlung von ro­ tatorischen in transiatorischen, beispielsweise oszillierenden Bewegungsabläufen, finden im allgemeinen Maschinenbau ein vielfältiges Anwendungsspektrum. Im besonderen kommt der Ver­ wendung derartiger Antriebsaggregate in der Industriehydrau­ lik, der Fahrzeughydraulik und der Verfahrenstechnik eine be­ sondere Stellung zu, wobei selbst bei recht unterschiedlichen Einsatzbedingungen die Kinematik der Aggregate mit hoher Prä­ zision dauerhaft zu steuern ist.Drive units with a device for converting ro tatorial in transitional, for example oscillating Movement sequences are found in general mechanical engineering diverse range of applications. In particular, the Ver Use of such drive units in industrial hydraulics lik, the vehicle hydraulics and the process engineering a be special position, even with quite different Operating conditions the kinematics of the units with high pre is to be controlled permanently.

Beispielsweise bedarf es zur Applikation für den Fahrzeugbe­ reich erhebliche technisch-wirtschaftliche Überlegungen, um den teilweise recht unterschiedlichen Spezifikationen bzgl. Leistungsdichte, Zuverlässigkeit, Preiswürdigkeit, Service­ freundlichkeit und Umweltverträglichkeit im Sinne einer Ge­ räuscharmut gerecht zu werden.For example, it requires application for the vehicle rich technical-economic considerations the sometimes quite different specifications regarding Power density, reliability, value for money, service friendliness and environmental compatibility in the sense of a Ge to meet low noise levels.

Hierzu sei beispielsweise auf die deutsche Patentanmeldung mit dem amtl. Az. P 40 27 848.4 verwiesen, wonach ein von einem elektrischen Antriebsaggregat betätigtes Pumpenaggregat Druck­ mittel einer schlupfgeregelten Bremsanlage zuführt. Die An­ triebswelle des Elektromotors verfügt am Wellenende über einen Exzenterzapfen, an dem sich über ein Nadellager zwei Pumpkol­ ben einer Radialkolbenpumpen abstützen. Bei Drehung der in Wälzlagern geführten Antriebswelle beschreibt sodann der außermittig am Wellenstumpf angebrachte Zapfen einer Exzenter­ bahnkurve, die zur oszillierenden Bewegung der Pumpenkolben führt.For this purpose, for example, the German patent application to the official Az. P 40 27 848.4, according to which one of one electric drive unit operated pump unit pressure by means of a slip-controlled brake system. The An the drive shaft of the electric motor has a  Eccentric pin on which two pump pistons are attached via a needle bearing Support a radial piston pump. When the in Rolling bearings guided drive shaft then describes the Pins of an eccentric attached to the stub shaft orbit curve, which leads to the oscillating movement of the pump pistons leads.

Die gegenwärtige Konstruktion ist in Hinsicht auf die Ober­ flächenbehandlung der zunächst schroffen, spannungsfördernden Übergänge zwischen dem Antriebswellenrohling und dem eigent­ lichen Exzenterzapfen und dem aus der Beanspruchung der Kine­ matik resultierenden nicht unerheblichen baulichen Maßnahmen als optimierungsbedürftig anzusehen.The current construction is regarding the upper surface treatment of the initially rugged, tension-promoting Transitions between the drive shaft blank and the actual eccentric pin and from the strain on the kine resulting in not insignificant structural measures to be seen as in need of optimization.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Antriebsaggregat der im Oberbegriff genannten Gattung dahingehend zu verbes­ sern, daß unter Einhaltung geringster Herstellkosten ein un­ eingeschränkt betriebssicheres, kleinbauendes und geräusch­ armes Antriebsaggregat verwirklicht werden kann.It is therefore the object of the invention to provide a drive unit of the genus mentioned in the preamble Ensure that an un limited reliable, small-sized and noise poor drive unit can be realized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentan­ spruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst, wonach die Antriebs­ welle über ihre gesamte Länge exzentrisch in der Lagerung des Gehäuses geführt wird. Die Erfindung basiert somit auf dem Ge­ danken, eine glatte Antriebswelle mit konstantem Querschnitt in einer exzentrische Lagerung zu führen. Damit unterbleiben unzulässige mechanische Spannungen, die infolge Kerbwirkungen üblicherweise in den schroffen Übergängen zwischen der Welle und dem Exzenterzapfen auftreten sowie die hierfür bis heute gebräuchliche kostenintensive Oberflächenbehandlungsmaßnahme. Ferner verlagert sich die Eigenresonanz der Antriebswelle zur tieferen Frequenzlage, da die Antriebswelle infolge der redu­ zierten Spannungen im Durchmesser kleiner und damit leichter konstruiert werden kann. Dies führt außerdem zu einer vorteil­ haften Geräuschreduzierung des Antriebsaggregats.This object is achieved by the patent Proof 1 characteristic resolved, after which the drive shaft over its entire length eccentrically in the bearing of the Housing is guided. The invention is thus based on the Ge thank you, a smooth drive shaft with a constant cross-section to lead in an eccentric storage. Do not do so impermissible mechanical stresses resulting from notch effects usually in the jagged transitions between the shaft and the eccentric pin occur, as well as those for this to this day common cost-intensive surface treatment measure. Furthermore, the natural resonance of the drive shaft shifts to lower frequency range, since the drive shaft due to the redu graced tensions smaller in diameter and thus lighter  can be constructed. This also leads to an advantage adhere to noise reduction of the drive unit.

Um eine möglichst präzise, reibungsminimierte und wartungs­ freie Führung der Antriebswelle im Gehäuse sicherzustellen, sind gemäß dem Merkmal des Anspruchs 2 und 3 zur Aufnahme der Antriebswelle zwei exzentrisch geformte Lagerringe vorgesehen, die vorzugsweise über mehrere Wälzkörper zweier Wälzlager von äußeren, im Gehäuse befestigten Lagerringen geführt sind.To be as precise, friction-minimized and maintenance as possible ensure free guidance of the drive shaft in the housing, are according to the feature of claims 2 and 3 for receiving the Drive shaft provided two eccentrically shaped bearing rings, which preferably over several rolling elements of two rolling bearings from outer, mounted in the housing bearing rings.

Um einen Drehwinkelversatz der beiden exzentrischen Lagerringe während des Betriebs auszuschließen, ist gemäß Anspruch 4 auf eine ausreichende Preßpassung der Lagerringe auf der Welle zu achten.By an angular displacement of the two eccentric bearing rings Exclude during operation, according to claim 4 a sufficient interference fit of the bearing rings on the shaft respect, think highly of.

Eine besonders billige Ausführungsform zur Führung der An­ triebswelle erhält man gemäß Anspruch 5, wonach die exzentri­ schen Lagerringe als Gleitlager ausgeführt sind und mit der Drehfrequenz der Welle unmittelbar im Gehäuse rotieren. Als Gleitmittel zwischen den Lagerringen und dem Gehäuse kann hierzu ein Dauerschmiermittel, eine spezielle Gleitlagerbe­ schichtung oder ggf. auch Tropf- oder auch Druckölschmierung vorgesehen werden.A particularly cheap embodiment for guiding the An drive shaft is obtained according to claim 5, according to which the eccentric the bearing rings are designed as plain bearings and with the Rotate the shaft's rotational frequency directly in the housing. As Lubricant between the bearing rings and the housing can a permanent lubricant, a special plain bearing stratification or if necessary also drip or pressure oil lubrication be provided.

Eine weitere funktionsrelevante Überlegung der Erfindung geht aus den Merkmalen der Ansprüche 6 und 7 hervor, wonach auf exakte Einhaltung einer gleichen Exzentrizität der im Wellen­ endbereich angeordneten Lagerringe zu achten ist. Zu beachten bleibt, daß nur bei extremen Winkelfehlern und damit beim Auf­ treten eines Versatzes der exzentrischen Lagerungen nach Lage und Richtung zueinander, zusätzlich eine Biegebeanspruchung der Welle hervorgerufen wird. Another functionally relevant consideration of the invention goes from the features of claims 6 and 7, according to exact adherence to an equal eccentricity in the waves bearing rings must be observed. To be noted remains that only with extreme angular errors and thus when opening an offset of the eccentric bearings occurs by location and direction to each other, additionally a bending stress the wave is caused.  

Die zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgedankens gemäß Anspruch 8 sieht vor, alle zwischen den beiden exzentrischen Lagerringen befindlichen Komponenten der Antriebswelle um das gleiche Exzentrizitätsmaß und um den gleichen Richtungswinkel gemäß der Exzentrizität der Welle zu verlagern. Damit ist u. a. ein konstanter Luftspalt zwischen Rotor- und Statorwicklung, bzw. zwischen Anker- und Polschuh, jederzeit bei Rotation ge­ währleistet.The appropriate design of the inventive concept according to Claim 8 provides all between the two eccentric Components of the drive shaft located around the bearing rings same eccentricity measure and around the same direction angle shift according to the eccentricity of the shaft. So u. a. a constant air gap between the rotor and stator windings, or between anchor and pole shoe, at any time during rotation ensures.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind sinnvolle Ausbildungen der Erfindung angegeben. Weitere Merk­ male und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand ei­ ner Zeichnung näher dargestellt und erläutert.By the measures listed in the subclaims sensible embodiments of the invention specified. Further remarks Male and advantages of the invention are based on egg ner drawing shown and explained.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das erfindungsge­ mäße Antriebsaggregat, das angeflanscht an eine Radialkolben­ pumpe 8 als Motorpumpenaggregat, beispielsweise für schlupfge­ regelte Bremsanlagen, Verwendung findet. Das Antriebsaggregat 9 weist ein topfförmiges Gehäuse 2′ auf, das als Dünn­ blech-Tiefziehteil hergestellt ist. In dem Gehäuseboden befin­ det sich ein erstes, aus einem exzentrischen Lagerring 31, aus Lagerkugeln und äußerem Lagerring 5′ gebildetes Wälzlager. In den exzentrischen Lagerring 3′ eingepreßt ist der Wellenstumpf der Antriebswelle 1 enthalten. Der hierzu abgewandte weitere Wellenstumpf nimmt ebenfalls ein mit einem exzentrischen La­ gerring 3 versehenes Wälzlager auf, das in ein massives Gußge­ häuse 2 eingepreßt ist. Dieses Gehäuse 2 bildet zusammen mit dem topfförmigen Gehäuse 2′ eine geschlossene Einheit eines Gleichstrommotors. Als weiteres Unterscheidungsmerkmal dieses Elektromotors gegenüber herkömmlichen Konstruktionen weisen die stromführenden Komponenten der Antriebswelle 1, z. B. des­ sen Anker 6 und Kollektor 7, gegenüber der Welle ein gleiches Exzentrizitätsmaß sowohl nach Betrag und Richtung auf, ebenso wie die inneren Lagerringe 3, 3′ der Wälzlager, so daß ein konstanter Luftspalt zwischen dem Anker 6 und den im topfför­ migen Gehäuse 2′ befestigten Polschuhen 9 eingehalten ist. Folglich vollzieht bei Stromerregung des Elektromotors die An­ triebswelle 1 mit ihren Komponenten eine Exzenterbewegung, die über den in das Pumpengehäuse hineinragenden Wellenstumpf auf die radial zur Antriebswelle 1 angeordneten Pumpkolben 10 übertragen wird. Fig. 1 shows a longitudinal section through the erfindungsge Permitted drive assembly, the pump is flanged to a radial piston 8 as a motor pump assembly, for example for braking systems schlupfge regulated, is used. The drive unit 9 has a cup-shaped housing 2 ', which is made as a thin sheet metal deep-drawn part. In the housing bottom is a first det, from an eccentric bearing ring 31 , bearing balls and outer bearing ring 5 'formed roller bearing. In the eccentric bearing ring 3 'pressed in the stub shaft of the drive shaft 1 is included. The further shaft stub facing away from this also receives a roller bearing provided with an eccentric La gerring 3 , which housing is pressed into a solid casting 2 . This housing 2 forms together with the cup-shaped housing 2 'a closed unit of a DC motor. As a further distinguishing feature of this electric motor compared to conventional designs, the current-carrying components of the drive shaft 1 , for. B. the sen armature 6 and collector 7 , opposite the shaft an equal measure of eccentricity both in terms of amount and direction, as well as the inner bearing rings 3 , 3 'of the rolling bearing, so that a constant air gap between the armature 6 and in the pot-shaped housing 2 'attached pole pieces 9 is observed. Consequently, with current excitation of the electric motor, the drive shaft 1 with its components performs an eccentric movement which is transmitted to the pump piston 10 arranged radially to the drive shaft 1 via the shaft stub projecting into the pump housing.

Durch die Erfindung ist sichergestellt, daß bei minimalem Fer­ tigungsaufwand, bei reduziertem Werkstoffbedarf infolge gerin­ gerer Werkstoffbeanspruchung und damit verkleinerbarem Wellen­ durchmesser, eine größtmögliche Funktionssicherheit des Aggre­ gats erreicht werden kann, die sich überdies durch einen äußerst geräuscharmen Motorlauf auszeichnet. Damit ist die Voraussetzung für ein besonders billig und kompaktbauendes An­ triebsaggregat geschaffen, ohne grundlegende Veränderungen ge­ genüber der bekannten Konstruktion vornehmen zu müssen.The invention ensures that with minimal Fer effort, with reduced material requirements as a result lower material stress and thus shrinkable waves diameter, the greatest possible functional reliability of the unit gats can be achieved, which is also characterized by a extremely quiet running. So that's it Prerequisite for a particularly cheap and compact building drive unit created without any fundamental changes to have to make compared to the known construction.

BezugszeichenlisteReference list

 1 Antriebswelle
 2, 2′ Gehäuse
 3, 3′ exzentrische Lagerung
 4, 4′ Wälzlager
 5, 5′ äußerer Lagerring
 6 Anker
 7 Kollektor
 8 Radialkolbenpumpe
 9 Antriebsaggregat
10 Pumpkolben
E Exzentrizität 1 drive shaft
2, 2 ' housing
3, 3 ′ eccentric bearing
4, 4 ′ rolling bearings
5, 5 ' outer bearing ring
6 anchors
7 collector
8 radial piston pump
9 drive unit
10 pump pistons
E eccentricity

Claims (8)

1. Antriebsaggregat, insbesondere Motorpumpenaggregat, mit einer Vorrichtung zur Transformation rotatorischer in translatorische Bewegungsvorgänge, mit im wesentlichen aus einer in einem Gehäuse beweglich geführten Antriebs­ welle und einer der Antriebswelle zugeordneten Lagerung bestehenden Exzentervorrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebswelle (1) über ihre ge­ samte Länge exzentrisch in der Lagerung des Gehäuses (2, 2′) geführt ist.1. Drive unit, in particular motor pump unit, with a device for transforming rotational into translational movement processes, with an eccentric device consisting essentially of a drive shaft movably guided in a housing and a bearing associated with the drive shaft, characterized in that the drive shaft ( 1 ) has its total length eccentrically in the bearing of the housing ( 2 , 2 ') is guided. 2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerung der Antriebswelle (1) aus einem ersten und einem weiteren exzentrisch gestalte­ ten Lagerring (3, 3′) gebildet ist.2. Drive unit according to claim 1, characterized in that the bearing of the drive shaft ( 1 ) from a first and a further eccentrically designed bearing ring ( 3 , 3 ') is formed. 3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der exzentrische Lagerring (3, 3′) jeweils in einem mit mehreren Wälzkörpern (4, 4′) eines Wälzlagers versehenen äußeren Lagerring (5, 5′) ge­ führt ist.3. Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the eccentric bearing ring ( 3 , 3 ') in each case with a plurality of rolling elements ( 4 , 4 ') of a rolling bearing provided outer bearing ring ( 5 , 5 ') leads GE. 4. Antriebsaggregat nach Anspruch 3 oder einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar die Antriebswelle (1) kontaktierende Bereich der exzentrischen Lagerringe (3, 3′) mit einer Preßpassung versehen ist. 4. Drive unit according to claim 3 or one of the preceding claims, characterized in that the directly the drive shaft ( 1 ) contacting region of the eccentric bearing rings ( 3 , 3 ') is provided with an interference fit. 5. Antriebsaggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an der exzentrischen Antriebswelle (1) angeordneten La­ gerringe (3, 3′) als Gleitlagerringe unmittelbar mit der Drehfrequenz der Antriebswelle (1) im Gehäuse (2, 2′) zu rotieren vermögen.5. Drive unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the on the eccentric drive shaft ( 1 ) arranged La gerrings ( 3 , 3 ') as plain bearing rings directly with the rotational frequency of the drive shaft ( 1 ) in the housing ( 2 , 2 ') able to rotate. 6. Antriebsaggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrische Lagerung der Antriebswelle (1) als Zwei­ punktlager, jeweils am Endbereich der Welle angeordnet, in das Gehäuse (2, 2′) eingesetzt ist.6. Drive unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the eccentric bearing of the drive shaft ( 1 ) as two point bearings, each arranged at the end region of the shaft, is inserted into the housing ( 2 , 2 '). 7. Antriebsaggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerringe (3, 3′) nach Betrag und Rich­ tung in ihrer Exzentrizität (E) konform sind.7. Drive unit according to at least one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the two bearing rings ( 3 , 3 ') according to the amount and Rich direction in their eccentricity (E) are compliant. 8. Antriebsaggregat nach Anspruch 6 oder einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) integrales Bestandteil eines Elektromotors ist, dessen auf der Antriebswelle (1) be­ festigten und stromführenden Komponenten, insbesondere der Anker (6) und der Kollektor (7), identisch zur An­ triebswellenverlagerung im Gehäuse (2, 2′) das gleiche Exzentrizitätsmaß und den gleichen Richtungswinkel be­ sitzen.8. Drive unit according to claim 6 or one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 1 ) is an integral part of an electric motor, which on the drive shaft ( 1 ) be consolidated and current-carrying components, in particular the armature ( 6 ) and the collector ( 7 ), identical to the drive shaft displacement in the housing ( 2 , 2 ') the same measure of eccentricity and the same directional angle.
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