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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufnahmevorrichtung zur Positionierung und Befestigung eines Motors, insbesondere eines Schrittverstellmotors.
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Um das Klima in einem Innenraum, insbesondere eines Fahrzeugs beeinflussen zu können, werden in unterschiedlichsten Belüftungs-, Heizungs- und/oder Klimaanlagen Luftströme hinsichtlich ihrer Temperierung und/oder ihrer Verteilung mittels Stellelementen beeinflusst. Solche Stellelemente sind überwiegend Klappen, die häufig mit elektrisch betriebenen Schrittverstellmotoren in eine gewünschte Lage gebracht werden. Die entsprechenden Motoren oder Aktuatoren sind dabei üblicherweise am Gehäuse der Belüftungs-, Heizungs-, und/oder Klimaanlage befestigt. Für die Befestigung dieser Motoren sind unterschiedliche Konzepte in der Vergangenheit entwickelt worden.
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So zeigt beispielsweise die europäische Patentschrift
EP 1 216 862 B1 einen Getriebemotor welcher an der Außenseite einer Wandung eines Strömungskanals einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Der Getriebemotor wird mittels unterschiedlicher Positionierungselemente wie Fixierrippen oder zylindrischer Zapfen an einem Gehäuse festgelegt und mittels zweier federnder Rastlaschen befestigt.
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Eine weitere Möglichkeit zur Sicherung eines Getriebemotors an einem Heizungsgehäuse für ein Kraftfahrzeug ist aus der
DE 197 52 228 A1 bekannt. Mittels zweier Stützen sowie entsprechend zugeordneten Verrastungen ist der Getriebemotor am Heizungsgehäuse festgelegt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Aufnahmevorrichtung zur Positionierung und Befestigung eines Motors, insbesondere eines Schrittverstellmotors zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Aufnahmevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie eine Belüftungs-, Heizungs- und/oder Klimaanlage gemäß Anspruch 13 gelöst.
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Die Aufnahmevorrichtung zur Positionierung und Befestigung eines Motors, insbesondere eines Schrittverstellmotors mit einem Gehäuse, weist mindestens drei Aufnahmeelemente auf, die mit dem Gehäuse des Motors zusammenwirken um diesen in einer definierten Position zu fixieren. Die Aufnahmeelemente sind auf einer Grundplatte angeordnet und bestehen jeweils aus einem Aufnahmestift und einem unmittelbar benachbart dazu angeordneten Rastelement. Die Grundplatte kann beispielsweise durch das Gehäuse einer Belüftungs-, Heizungs- und/oder Klimaanlage selbst gebildet werden oder als separate Platte ausgeführt sein, welche an dem vorgenannten Gehäuse befestigt ist.
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Bevorzugt sind genau vier Aufnahmeelemente vorgesehen, wobei auch mehr als vier Aufnahmeelemente vorgesehen sein können. Darüberhinaus können einzelne Aufnahmeelemente auch nur ein Rastelement oder nur einen Aufnahmestift aufweisen.
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Vorteilhafterweise ist zumindest ein Rastelement als von der Grundplatte vorstehende Rastlasche ausgebildet, deren von der Grundplatte entferntes Ende kreissegmentförmig ausgebildet ist. Insbesondere sind die laschenförmig ausgestalteten Rastelemente im Wesentlichen leicht geneigt zum jeweils zugeordneten Aufnahmestift angeordnet, so dass sich bevorzugt ein Winkel größer als 70° bevorzugt größer als 80° gegenüber der Ebene der Grundplatte ergibt. Die Rastelemente sind weiter bevorzugt einstückig mit der Grundplatte ausgebildet.
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Bevorzugt ist das von der Grundplatte entfernte Ende des Rastelements mit einer Fase, insbesondere in einem Winkel von etwa 45° ausgebildet. An der Außenseite des laschenförmig ausgebildeten Rastelements ist bevorzugt zumindest einer Verstärkungsrippe ausgebildet.
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Weiter bevorzugt steht zumindest ein Aufnahmestift im Wesentlichen senkrecht von der Grundplatte vor und weist einen Absatz zur Auflage des Gehäuses und/oder einer Schraublasche des Motors auf. Rastelemente und Aufnahmestifte sind insbesondere leicht gegeneinander geneigt angeordnet. Die Aufnahmestifte sind ferner bevorzugt im Wesentlichen als Hohlkörper, insbesondere von zylindrischer oder prismatischer Form ausgebildet, die an dem von der Grundplatte entfernten Ende geschlossen und am davon abgewandten Ende offen sind. Die Querschnittsfläche der Aufnahmestifte ist bevorzugt kreisförmig bzw. kreisringförmig. Alternativ kann die Querschnittsfläche der Aufnahmestifte auch mehreckig, bevorzugt drei-, vier-, fünf-, sechs-, sieben-, oder achteckig, insbesondere symmetrisch ausgebildet sein.
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Zumindest zwei der Aufnahmestifte unterscheiden sich dadurch, dass diese bevorzugt an dem von der Grundplatte entfernten Ende einen unterschiedlichen Querschnitt oder eine unterschiedliche Querschnittsfläche, insbesondere unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Möglich ist hierbei auch, dass die allgemeine Form abweichend voneinander ausgeführt ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit lediglich eine Mindestanzahl von Aufnahmestiften zur genauen Positionierung und die weiteren Aufnahmestifte mit jeweils kleinerem Querschnitt oder einer kleineren Querschnittsfläche, insbesondere kleinerem Durchmesser lediglich zur groben Vorpositionierung heranzuziehen, so dass die Gefahr des Verkantens beim Aufschieben des Motorgehäuses verringert wird.
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Um insbesondere bei der Herstellung der Aufnahmevorrichtung im Kunststoffspritzgußverfahren eine bessere Entformbarkeit zu gewährleisten, ist bevorzugt zwischen den Aufnahmestiften und dem zugehörigen Rastelement eine Öffnung in der Grundplatte eingebracht. Besonders vorteilhaft erweist es sich die Öffnung im wesentlichen zumindest so groß zu wählen, wie die Größe der auf die Grundplatte senkrecht projizierten Fläche des Rastelements.
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Um Toleranzen auszugleichen ist bevorzugt der Verbindungsbereich zwischen der Grundplatte und den Aufnahmestiften von der Grundplatte in Richtung der Aufnahmestifte vorstehend, insbesondere gewölbt und/oder geschlitzt ausgebildet.
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Vorteilhafterweise weisen die Aufnahmestifte zumindest über eine bestimmte Länge eine Mehrzahl von Quetschrippen auf.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Ausbildung einer Belüftungs-, Heizungs- und/oder Klimaanlage mit einem Gehäuse an oder in dem eine Aufnahmevorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, angeordnet bzw. befestigt ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Darstellung einer Aufnahmevorrichtung mit einem Motor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine perspektivische Ansicht der Aufnahmevorrichtung ohne Motor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Detaildarstellung eines Aufnahmeelements gemäß Detail X in 2;
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4 eine Draufsicht auf das Aufnahmeelement ohne Motor gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Schnittdarstellung A-A gemäß 4 und
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6 eine Detaildarstellung Y eines Aufnahmeelements gemäß der Draufsicht in 4.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Aufnahmevorrichtung 1 mit einer Grundplatte 3 in welcher ein Schrittverstellmotor 2 für den Antrieb einer Stellwelle einer Luftklappe einer nicht dargestellten Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges aufgenommen ist. Die Positionierung und Fixierung des Schrittverstellmotors 2 erfolgt vorliegend über vier Aufnahmeelemente, die jeweils durch eine Rastlasche 5 und einem Aufnahmestift 4 gebildet werden. Die Grundplatte 3 wird über übliche Befestigungsvorrichtungen – oder Methoden wie beispielsweise Schrauben und/oder Kleben am Gehäuse der Klimaanlage befestigt.
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In einer weiteren Darstellung der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung 1 zeigt 2 diese ohne den daran zu befestigenden Schrittverstellmotor 2. Die Aufnahmeelemente sind vorliegend einstückig mit der Grundplatte 3 gebildet, wobei die Grundplatte 3 und die Aufnahmeelemente, bestehend aus jeweils einer Rastlasche 5 und einem Aufnahmestift 4 als Kunststoffspritzgußteil ausgebildet sind. Die Aufnahmestifte 4 dienen dabei zur Positionierung des Schrittverstellmotors 2 und die Rastlaschen 5 zu dessen Befestigung.
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Wie insbesondere in 5 zu sehen, stehen die Aufnahmestifte 4 im Wesentlichen senkrecht von der Oberfläche der Grundplatte 3 ab. Die Aufnahmestifte 4 sind im wesentlichen durch einen Stiftsockel 9 und einem daran anschließenden Passstift 11 gebildet. Sowohl der Stiftsockel 9 als auch der Passstift 11 sind im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei der Stiftsockel 9 einen größeren Durchmesser aufweist als der Passstift 11, so dass sich im Verbindungsbereich des Stiftsockels und des Passstiftes 11 ein Absatz 10 ausbildet. Dieser Absatz 10 dient als Auflagefläche, beziehungsweise Anschlag für das Gehäuse 18 des Schrittverstellmotors 2. In dem Gehäuse 18 des Schrittverstellmotors 2 sind dafür entsprechende Löcher vorgesehen, deren Durchmesser an den Durchmesser der jeweiligen Passstifte 11 angepasst ist, so dass eine gesicherte Aufnahme des Schrittverstellmotors 2 möglich ist.
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Insbesondere um Toleranzen sowohl in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Grundplatte 3 als auch in paralleler Ebene zur Grundplatte, insbesondere im Durchmesser der Löcher im Gehäuse 18 des Schrittverstellmotors 2 auszugleichen, sind vorliegend zwei unterschiedliche Maßnahmen vorgesehen.
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Als erste Maßnahme zum Ausgleich von Toleranzen in Richtung der Erstreckung des Aufnahmestiftes 4 ist ein etwa kreisringförmiger Verbindungsbereich in Form einer Wölbung 16, ausgehend von der Grundplatte 3 in Erstreckungsrichtung des Aufnahmestiftes 4 vorgesehen. Die Höhe der Wölbung 16 beträgt etwa 0,6 mm gemessen zur restlichen Fläche der Grundplatte 3.
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Die zweite zum Toleranzausgleich vorgesehene Maßnahme betrifft die Ausgestaltung der Passstifte 11 mit einer Anzahl von Quetschrippen 13, vorliegend jeweils drei gleichmäßig über den Umfang des Passstiftes 11 verteilte, in Längsrichtung des Passstiftes 11 ausgebildete Rippen. Die Quetschrippen 13 dienen dazu, ein Spiel welches unter Umständen zwischen dem Passstift 11 und dem entsprechenden Loch am Gehäuse des Schrittverstellmotors 2 besteht auszugleichen, wobei dies gegebenenfalls durch eine plastische Verformung der Quetschrippen 13 bei der Montage des Schrittverstellmotors 2, also während des Aufschiebens des Schrittverstellmotors 2 auf die entsprechenden Passstifte 11 erfolgt.
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Um ein Verkanten bei der Montage des Schrittverstellmotors 2, insbesondere während des Aufschiebens auf die Aufnahmestifte 4 zu vermeiden, beziehungsweise um das Aufschieben zu erleichtern sind vorliegend nur zwei der vier Aufnahmestifte 4, mit einem vom Bereich des Absatzes 10 bis zu dessen Ende gleichbleibendem Durchmesser ausgeführt. Die jeweils weiteren noch zur Verfügung stehenden zwei diagonal gegenüberliegenden Aufnahmestifte 4 weisen an dem oberen Ende des Passstiftes 11 einen Zentrierzapfen 12 auf, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Passstiftes 11. Damit ist eine einfache Vorpositionierung des Schrittverstellmotors 2 weiterhin gewährleistet ohne dass es bereits zu Beginn des Aufschiebevorgangs auf die Aufnahmevorrichtung 1 einer erhöhten Kraftanstrengung bedarf.
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Wie in der Detaildarstellung in 3 zu erkennen, ist das obere Ende des Zentrierzapfens 12 abgerundet, wobei auch der Übergangsbereich des Zentrierzapfens zum Passstift 11 abgerundet ausgeführt ist um ein entsprechend leichtes Einführen zu ermöglichen.
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Die zur Befestigung des Schrittverstellmotors 2 dienenden Rastlaschen 5, umfassen im wesentlichen eine Lasche 8, die unmittelbar benachbart zu einem jeweiligen Aufnahmestift 4 von der Grundplatte 3 der Aufnahmevorrichtung 1 abragend ausgebildet ist und eine am oberen Ende der Lasche 8 befindliche Rastnase 7. Die Lasche 8 ist im wesentlichen als Segment eines Kegelstumpfmantels ausgebildet, wobei vorliegend ein Segmentwinkel α von kleiner 90°, beispielsweise 60°, wie in 6 dargestellt, vorgesehen ist. Die vorsprungartig ausgebildete Rastnase 7 weist an ihrem oberen Ende eine Fase mit einem Winkel β, gemessen zur senkrechten Richtung der Achse des Aufnahmestiftes 4, von etwa 45° auf.
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Die Ausgestaltung der Rastlasche 5 ist an allen vier vorgesehenen Aufnahmeelementen für das Gehäuse des Schrittverstellmotors 2 im wesentlichen gleich. Die jeweils mit einer Fase ausgebildeten kreissegmentförmigen Rastnasen 7 stellen eine weitere Hilfe beim Ansetzen des Schrittverstellmotors 2 vor dem eigentlichen Aufschieben dar. Zur Stabilisierung der entsprechenden Rastlasche 5 ist an deren Außenseite jeweils eine Verstärkungsrippe 6 vorgesehen. Die Länge der Rastlasche 5 entspricht etwa der Länge des Aufnahmestiftes 4, wobei insbesondere das Gehäuse des Schrittverstellmotors, das in der Aufnahmevorrichtung 1 aufgenommen wird, in der montierten Stellung nicht über die Rastlasche im 5, beziehungsweise die Aufnahmestifte 4 hinausragt.
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In der Grundplatte 3 ist ferner eine Durchtrittsöffnung 14 vorgesehen, durch welche die Welle des Schrittverstellmotors 2 mit dem anzutreibenden Stellelement in Verbindung treten kann.
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Die Montage des Schrittverstellmotors 2 erfolgt so, dass dieser in einem ersten Schritt mit den vier angefasten Rastnasen 7 in Anlage gebracht wird, wobei die entsprechend im Gehäuse 18 des Schrittverstellmotors 2 vorgesehenen Löcher an den jeweiligen Passstiften 11 oder Zentrierzapfen 12 geführt werden. Nach dieser Vorpositionierung wird der Schrittverstellmotor 2 im wesentlichen in Richtung der Grundplatte aufgedrückt bis dieser an den Absätzen 10 zur Anlage kommt. Die Rastlaschen 5 werden während des Aufschiebens des Schrittverstellmotors 2 nach außen gedrückt und springen nach dem entsprechenden Verschiebeweg des Schrittverstellmotors 2 bis zur Anlage an den Absatz 10 wieder in ihre Ausgangslage zurück, so dass die entsprechenden Rastnasen 7 mit entsprechenden Gehäuseflächen des Schrittverstellmotors 2 in Eingriff kommen und diesen gegen eine Bewegung weg von der Grundplatte 3 sichern.
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Sowohl der Passstift 11 als auch der Stiftsockel 9 sind mit einem zylindrischen Hohlraum, beziehungsweise einer Bohrung 17 ausgeführt. Diese Bohrung 17 dient als zusätzliche Möglichkeit für eine eventuell erforderliche Schraubverbindung zur Befestigung des Gehäuses des Schrittverstellmotors 2. Insbesondere für den Fall, dass eine der Rastlaschen 5 bei der Montage oder im Servicefall bei einer Wiedermontage des Schrittverstellmotors 2 bricht, kann der Passstift 11 abgetrennt werden und zur Befestigung des Gehäuses des Schrittverstellmotors 2 eine Schraube durch das Loch am Gehäuse 18 des Schrittverstellmotors 2 geführt und in die Bohrung 17 des Stiftsockels 9 geschraubt werden.
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Um eine einfache Herstellung beziehungsweise Entformbarkeit im Rahmen des Kunststoffspritzgießens zu gewährleisten sind in der Grundplatte 3 bei allen Aufnahmeelementen jeweils Öffnungen 15 vorgesehen, die sich zwischen den jeweiligen Rastlaschen 5 und Aufnahmestiften 4 befinden. Die Größe der Öffnung 15 entspricht im wesentlichen der, auf die Grundplatte 3 senkrecht projizierten Fläche der Rastlasche 5. Damit kann bei einer Entformungsrichtung in Richtung des Aufnahmestiftes 4, also senkrecht zur Grundplatte 3 ein Schieber oder Formkern innerhalb des Kegelstumpfmantels der Rastlasche 5 zur Ausbildung der erforderlichen Hinterschneidung an der Rastnase 7 durch die Grundplatte 3 geführt werden.
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Die in der vorliegenden Erfindung dargestellte Aufnahmevorrichtung 1 beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die dargestellte Anzahl von vier Aufnahmeelementen, sondern kann ebenfalls mit drei Aufnahmeelementen oder aber auch mit mehr als vier Aufnahmeelementen ausgeführt sein. Des weiteren gilt selbstverständlich, dass für den Fall einer Belüftungs-, Heizungs-, und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs die entsprechende Grundplatte 3 integraler Bestandteil des Gehäuses der entsprechenden Belüftungs-, Heizungs-, und/oder Klimaanlage sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufnahmevorrichtung
- 2
- Schrittverstellmotor
- 3
- Grundplatte
- 4
- Aufnahmestift
- 5
- Rastlasche
- 6
- Verstärkungsrippe
- 7
- Rastnase
- 8
- Lasche
- 9
- Stiftsockel
- 10
- Absatz
- 11
- Passstift
- 12
- Zentrierzapfen
- 13
- Quetschrippe
- 14
- Durchtrittsöffnung
- 15
- Öffnung
- 16
- Wölbung
- 17
- Bohrung
- 18
- Gehäuse Schrittverstellmotor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1216862 B1 [0003]
- DE 19752228 A1 [0004]
