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Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit Drehmomentstütze zur axial und radial weniger als in Umfangsrichtung steifen Befestigung des Gehäuses eines Winkelsensors an einem Lüfterhaubengitter eines Elektromotors
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Aus der
EP 2 113 989 B1 ist eine Drehmomentstütze für einen Winkelsensor bekannt, bei der Laschen (dortige
1 bis
3, Bezugszeichen 32) der Drehmomentstütze keilförmig ausgebildet sind und unter elastischer Vorspannung in eine jeweilige Rasteröffnung eines Lüfterhaubengitters hineingedrückt werden, um eine spielarme Verbindung in Rotationsrichtung, also in Umfangsrichtung der Rotorwelle, insbesondere des Winkelsensors, zu bewirken.
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Dabei ist die jeweilige Rasteröffnung rechteckförmig oder quadratisch ausgeführt. Da die Laschen aus einem dünnwandigen Metallteil ausgeführt sind, sind beim Einpressen des Keils in die Rasteröffnung zwei Berührflächen gebildet zwischen Lüfterhaubengitter und Drehmomentstütze, wobei die Berührflächen als im Wesentlichen punktförmig bezeichenbar sind.
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Die Laschen weisen Seitenkanten (Bezugszeichen 34 in den
1 bis
3 der
EP 2 113 989 B1 ) auf, die die Berührflächen kontaktieren. Dabei muss der Abstand der beiden Seitenkanten einer jeweiligen Lasche auf die Breite der zugeordneten Rasteröffnung des Lüfterhaubengitters abgestimmt sein. Die Breite der Rasteröffnung ist also abhängig von der Laschenbreite, also dem Abstand zwischen den Seitenkanten einer jeweiligen Lasche.
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Außerdem muss der Winkelsensor abmontiert werden, wenn die Lüfterhaube zu Wartungszwecken entfernt werden soll. Denn die keilförmigen Laschen werden von der Außenseite her axial kommend in die Rasteröffnungen der Lüfterhaube eingeführt, bis eine spielarme Verbindung hergestellt ist.
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Aus der
DE 10 2008 021 829 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Drehmomentstütze zur Befestigung des Gehäuses eines Drehgebers an einem Elektromotor bekannt.
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Aus der
DE 202 16 701 U1 ist ein Federelement zur schwingungsisolierenden Halterung eines Elektromotors und Anordnung hierfür bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Wartung bei einem Antrieb zu vereinfachen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Antrieb nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antrieb sind, dass er mit Drehmomentstütze zur axial und radial weniger als in Umfangsrichtung steifen Befestigung vorgesehen ist, insbesondere zur axial und radial federnden, aber drehmomentsteifen Befestigung, des Gehäuses eines Winkelsensors, insbesondere Drehgebers, an einem Lüfterhaubengitter eines einen Lüfter aufweisenden Elektromotors,
wobei ein erster Endabschnitt, insbesondere Ringabschnitt, der Drehmomentstütze an einem Gehäuseteil des Winkelsensors befestigt ist, insbesondere schraubverbunden ist,
wobei ein zweiter Endabschnitt der Drehmomentstütze an einem Lüfterhaubengitter, insbesondere Lüfterhaubengitter, des Elektromotors festlegbar ist, insbesondere kraftschlüssig verbunden ist,
wobei die Drehmomentstütze als Stanz-Biegeteil gefertigt ist, das axial und radial weniger steif ist als in Umfangsrichtung,
wobei die Drehmomentstütze im montierten Zustand elastisch vorgespannt ist, so, dass sein zweiter Endabschnitt gegen das Lüfterhaubengitter gedrückt ist, insbesondere in einer zur Rotationsrichtung und zu einer Tangentialrichtung senkrechten Richtung,
wobei der zweite Endabschnitt zumindest teilweise durch zumindest eine Rasteröffnung des Lüfterhaubengitters hindurchragt von der dem Motor und/oder Lüfter zugewandten Seite des Lüfterhaubengitters her, insbesondere zur äußeren Umgebung hin und/oder zum Gehäuseteil des Winkelsensors hin.
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Von Vorteil ist dabei, dass die Wartung vereinfacht ist, da für das Entfernen der Lüfterhaube kein Abmontieren des Winkelsensors notwendig ist. Denn die Lüfterhaube wird von außen kommend auf die Laschen der Drehmomentstütze aufgesteckt und ist daher auch unabhängig vom Winkelsensor entfernbar. Denn die Lüfterhaube muss nur aus axialer Richtung kommend aufgesetzt oder in entgegengesetzter Richtung abgehoben werden. Ein Lösen einer formschlüssigen Verbindung oder einer Klipsverbindung ist hierbei einfach ausführbar.
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Weiter vorteilig ist, dass zwischen der Drehmomentstütze und dem Lüfterhaubengitter im Wesentlichen eine Linienberührung erreicht ist, so dass eine spielfreie Verbindung in einfacher Weise hergestellt ist.
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Darüber hinaus ist das Einschnappen der Lüfterhaube auf die Drehmomentstütze sichtbar machbar und somit die Sicherheit erhöht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Drehmomentstütze als Stanz-Biegeteil gefertigt, insbesondere aus einem Stahlblech und/oder aus einem federelastischen Material. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist und durch Biegen ein elastisch vorspannender Bereich in der Drehmomentstütze vorsehbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Endabschnitt ein Ringabschnitt und der zweite Endabschnitt ist ein Halteabschnitt. Von Vorteil ist dabei, dass zwei oder mehrere gleichartig geformte Halteabschnitte mit dem Ringabschnitt verbindbar sind, insbesondere mittels entsprechender Verbindungsabschnitte. Denn der Ringabschnitt ermöglicht an mehreren Umfangswinkelpositionen des Rings ein Anbringen der Halteabschnitte, die somit entsprechend dem Lüfterhaubengitter der Lüfterhaube des Elektromotors anbringbar und entsprechend anpassbar sind. Der Ringabschnitt ermöglicht außerdem ein Aufstecken der Drehmomentstütze auf das Gehäuse des Winkelsensors. Somit ist eine einfache Montage ausführbar. Des Weiteren umgibt der Ring die Welle des Winkelsensors, insbesondere Drehgebers, radial. Am Ringumfang sind vorzugsweise zwei diametral gegenüberliegende Verbindungsabschnitte anbringbar, also mit einem in Umfangsrichtung vorgesehenen Winkelabstand von etwa 180° zwischen den Schwerpunkten der beiden Verbindungsabschnitte. Jeder Verbindungsabschnitt weist vorzugsweise zwei Halteabschnitte auf, die durch die bei der Montage in radialer und in axialer Richtung elastisch vorgespannten Verbindungsabschnitte gegen das Lüfterhaubengitter gedrückt werden. Auf diese Weise ist ein federelastisches Verbinden der Drehmomentstütze mit der Lüfterhaube einfach ausführbar, wobei die Verbindung in Umfangsrichtung drehmomentsteif ausgeführt ist, wodurch kein wesentlicher Drehmoment-abhängiger Verdrehwinkel zwischen Lüfterhaubengitter und Gehäuse des Winkelsensors entsteht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Berührflächenabschnitt zwischen dem zweiten Endabschnitt und dem Lüfterhaubengitter linienhaft, insbesondere so, dass die Drehmomentstütze in radialer und axialer Richtung spielfrei verbunden ist mit dem Lüfterhaubengitter. Von Vorteil ist dabei, dass durch die im Gegensatz zum Stand der Technik, insbesondere im Gegensatz zur
EP 2 113 989 B1 , keine punktartige, sondern eine linienartige Berührfläche zwischen dem jeweiligen Halteabschnitt der Drehmomentstütze und dem Lüfterhaubengitter entsteht. Somit ist bei Andrücken der Drehmomentstütze an das Lüfterhaubengitter eine spielfreie Verbindung erreicht. Denn die federelastische Andrückkraft wird auf der gesamten Quasi-Linie, also Berührfläche, in das Lüfterhaubengitter eingeleitet. Hierdurch ist auch in Umfangsrichtung Spielfreiheit erreichbar. Insbesondere bei Anwendung von zwei, drei, vier oder mehr solcher Berührflächen ist ein Verdrehspiel zwischen Drehmomentstütze und Lüfterhaube verhindert.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Breite des zweiten Endabschnitts in Tangentialrichtung oder in Umfangsrichtung kleiner als die in derselben Richtung vorgesehene Breite derjenigen Rasteröffnung des Lüfterhaubengitters, durch welche der zweite Endabschnitt hindurchragt. Von Vorteil ist dabei, dass kein in Umfangsrichtung vorne und hinten anliegendes Einklemmen in einer Rasteröffnung ausgeführt wird, sondern nur ein in im Wesentlichen radialer Richtung wirkendes Andrücken der Halteabschnitte der Drehmomentstütze gegen das Lüfterhaubengitter. Auf diese Weise ist der Halteabschnitt der Drehmomentstütze von der Form der Rasteröffnung unabhängig und wird nur angedrückt gegen das Lüfterhaubengitter. Die jeweilige Rasteröffnung muss nur eine linienhafte Berührfläche für den jeweiligen Halteabschnitt bereitstellen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der zweite Endabschnitt in axialer Richtung eine konstante Breite in Tangentialrichtung oder in Umfangsrichtung auf, insbesondere im axialen Bereich um die mit dem Lüfterhaubengitter in Kontakt stehenden Berührflächen herum. Von Vorteil ist dabei, dass kein keilförmiges Verklemmen in der Rasteröffnung ausgeführt wird, sondern ein radiales oder im Wesentliches zu einer Tangentialrichtung senkrecht gerichtetes Andrücken des Halteabschnitts an das Lüfterhaubengitter. Dabei ist das Andrücken unabhängig von der Durchdringposition des Halteabschnitts in der Rasteröffnung.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird im montierten Zustand der jeweilige Halteabschnitt der Drehmomentstütze von einer im Wesentlichen radial wirkenden Kraft gegen das Lüfterhaubengitter angedrückt. Von Vorteil ist dabei, dass das Verbinden oder entfernen der Lüfterhaube in axialer Richtung erfolgt. Bei Aufsetzen der Lüfterhaube und Erreichen der axialen Sollposition wird die Lüfterhaube dann eingeklipst oder anderweitig formschlüssig axial begrenzt mittels der Drehmomentstütze, insbesondere mittels der aus den Halteabschnitten radial herausragenden Laschen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am zweiten Endabschnitt ein jeweiliger Vorsprung zum Einklipsverbinden der Lüfterhaube an der Drehmomentstütze ausgebildet, insbesondere wobei der Vorsprung als Lasche ausgebildet ist, welche im montierten Zustand als axiales Begrenzungsmittel für die Lüfterhaube fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass im montierten Zustand, also in der axialen Sollposition, der Lüfterhaube diese formschlüssig begrenzt ist und vorzugsweise auf einem Auflageabschnitt der Drehmomentstütze aufliegt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am zweiten Endabschnitt jeweils ein abgewinkelter Endabschnitt angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass ein vereinfachtes Betätigen und eine bessere Zugänglichkeit der Halteabschnitte beziehungsweise Endabschnitte ermöglicht ist. Somit ist mit den Fingern einer einzigen Hand ein radiales Wegdrücken der halteabschnitte von der Lüfterhaube ermöglicht, wodurch die Einklipsverbindung gelöst ist und ein axiales Herausziehen der Lüfterhaube in einfacher Weise ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die zweiten Endabschnitte der Drehmomentstütze einen Abstand von weniger als zehn Zentimeter auf,
insbesondere wobei der Abstand zwischen zwei und fünf Zentimeter beträgt. Von Vorteil ist dabei, dass die Finger einer einzigen Hand für die Betätigung von zwei oder mehr Endabschnitten ausreichen. Da auch bei großen Motoren mit Lüfterhauben, deren Durchmesser weit über 20 Zentimeter liegt, ein kleiner Winkelsensor verwendbar ist, ist auch hier die Drehmomentstütze entsprechend klein ausführbar und somit die Betätigung zweier abgewinkelter Endabschnitte mit einer einzigen Hand ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt ein gebogen verlaufender Verbindungsabschnitt angeordnet, insbesondere wobei die Biegung in einer auf der Umfangsrichtung oder Tangentialrichtung senkrechten Ebene angeordnet ist,
insbesondere wobei der Verlauf der Biegung U-förmig ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein federelastischer Bereich in einfacher Weise herstellbar ist und hierzu sogar der Verbindungsabschnitt verwendbar ist.
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Linienhafte Berührfläche ist erfindungsgemäß eine Berührfläche, die in Linienrichtung eine zehnmal größere Ausdehnung hat als in den Querrichtungen hierzu.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- In der 3 ist eine Draufsicht auf einen Elektromotor mit Lüfter und angebautem Winkelsensor gezeigt.
- In der 1 ist ein zugehöriger Längsschnitt gezeigt, wobei die Drehmomentstütze 2 des Winkelsensors deutlich sichtbar ist.
- In der 2 ist die Drehmomentstütze näher dargestellt.
- In der 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer Schrägansicht gezeigt, um den Auflageabschnitt 25 und den Verbindungsabschnitt 22 deutlicher erkennbar zu machen.
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Der Elektromotor weist ein Gehäuse auf, dessen Gehäuseteile Lager aufnehmen, über welche die Rotorwelle des Elektromotors gelagert ist.
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Der Elektromotor weist einen Lüfter auf, der drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist, und zur Kühlung des Motors beiträgt. Der Lüfter ist von einer Lüfterhaube umgeben, die an ihrer axialen, vom Motor abgewandten Stirnseite ein Lüfterhaubengitter, also Lüftungsgitter, aufweist, welches Rasteröffnungen aufweist zum Einlassen des Kühlluftstroms.
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Weiter axial abgewandt vom Elektromotor, insbesondere Stator, ist ein Winkelsensor angeordnet.
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An dem dem Winkelsensor zugewandten Endbereich der Rotorwelle ist ein Lüfter drehfest mit der Rotorwelle verbunden, so dass eine Kühlung des Elektromotors bewirkbar ist. Der Lüfter ist von einer mit dem Gehäuse des Elektromotors umgebenen Lüfterhaube 1 umgeben, so dass einerseits der Kühlluftstrom geleitet wird und andererseits ein Berührschutz ausgeführt ist.
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Mit der Rotorwelle des Elektromotors ist die Welle 7 des Winkelsensors drehfest verbunden, vorzugsweise mittels einer Spreizwellenverbindung. Die Welle 7 ist hierzu mit einer Schraube 6 schraubverbunden mit der Rotorwelle oder die Welle 7 weist einen Längsschlitz auf, so dass die Welle 7 in einer Ausnehmung der Rotorwelle aufgespreizt ist durch Einschrauben der Schraube 6 in die Welle 7.
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Die Welle 7 des Winkelsensors ist in einem Gehäuseteil 4 des Winkelsensors gelagert.
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Das Gehäuseteil 4 ist mittels der Drehmomentstütze 2 verbunden mit der Lüfterhaube 1.
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Die Drehmomentstütze 2 ist mittels einer Schraube 3 schraubverbunden mit dem Gehäuseteil 4.
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Die Drehmomentstütze 2 ist dabei derart ausgeführt, dass in Umfangsrichtung, also Rotationsrichtung der Welle 7, eine steife Verbindung realisiert ist. In axialer und radialer Richtung ist eine geringere Steifigkeit vorhanden, wobei durch elastische Verformung Andruckkräfte erzeugt werden, die die Drehmomentstütze gegen das Lüfterhaubengitter drücken.
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In radialer, axialer Richtung und in Umfangsrichtung stellt die Drehmomentstütze 2 eine spielfreie Verbindung dar.
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Die Lüfterhaube weist Rasteröffnungen auf, in welche die Drehmomentstütze zumindest an zwei, vorzugsweise an vier, Bereichen eingreift. Dabei ist im Gegensatz zum Stand der Technik keine Punktberührung, sondern eine Linienberührung ausgeführt. Auf diese Weise ist eine Verdrehsicherung mittels der Drehmomentstütze 2 festlegbar an den Rasteröffnungen des Lüftergitters. Dadurch, dass die Berührung zwischen Lüfterhaube 1 und Drehmomentstütze 2 mehrere Linienabschnitte, insbesondere mehrere zueinander jeweils einen Versatz aufweisende Linienabschnitte, aufweist, ist eine spielfreie Verbindung erreichbar, wobei die Drehmomentstütze 2 in radialer und/oder axialer Richtung auslenkbar ist.
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Die Drehmomentstütze 2 weist einen Ringabschnitt 23 auf, der auf größerem Radialabstand angeordnet ist als derjenige Radialabstandsbereich, welcher von der Welle 7 des Winkelsensors und/oder von der Rotorwelle in dem axialen Bereich der Drehmomentstütze 2 abgedeckt wird.
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Im Ringabschnitt 23 sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Ausnehmungen 24, insbesondere Löcher, für die Durchführung der Schrauben zur Befestigung der Drehmomentstütze 2 am Gehäuseteil 4 des Winkelsensors.
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Außerdem ist der Ringabschnitt auf das Gehäuseteil 4 des Winkelsensors aufsteckbar, so dass die Welle 7 des Winkelsensors zur Verbindung mit der Rotorwelle des Elektromotors auf kleinerem Radialabstand als die Ringöffnung anordenbar ist.
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Die Drehmomentstütze 2 ist aus einem dünnen Metallblech, insbesondere Stahlblech, als Stanz-Biegeteil ausgeführt.
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Jeweils ein Paar von Halteabschnitten 20 mit jeweils abgewinkelt verlaufendem Endabschnitt ist mittels eines gebogen verlaufenden und elastisch auslenkbaren Verbindungsabschnitts 22 mit dem Ringabschnitt 23 verbunden. Der Verbindungsabschnitt 22 wird beim Einführen der Halteabschnitte 20 in die Rasteröffnungen des Lüfterhaubengitters elastisch verformt und ausgelenkt.
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Die abgebogen verlaufenden Endabschnitte dienen auch als Einfädelhilfe beim Einführen. Andererseits erleichtern sie auch bei einer Demontage, also ein Abheben des Lüfterhaubengitters 1 von der Drehmomentstütze 2. Die Endabschnitte sind hierzu nach radial außen oder weg von dem Ringabschnitt 23 abgewinkelt.
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An den Halteabschnitten 20 sind elastisch auslenkbare Laschen 21 ausgeformt, welche nach radial innen und/oder zum Ringabschnitt 23 hin aus den Halteabschnitten 20 hervorstehen. Beim Aufsetzen der Lüfterhaube werden die Laschen 21 ausgelenkt, bis das Lüfterhaubengitter axial vorbeigeschoben ist und somit die Laschen 21 in ihre Ursprungslage zurückkehren. Auf diese Weise ist eine axiale Sicherung erreicht, da die Lüfterhaube nun von den Laschen 21 axial begrenzt ist. Auch andere Einklipsverbindungen wären ausführbar und hätten einen ähnlichen Effekt.
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Die Spielfreiheit der Verbindung der Lüfterhaube 1 mit der Drehmomentstütze 2 wird dadurch erreicht, dass vier linienhafte Berührflächen zwischen Drehmomentstütze 2 und Lüfterhaube 1 vorgesehen sind. An jeder der Berührflächen der Lüfterhaube, also an einer Berandung einer jeweiligen Rasteröffnung der Lüfterhaube 1, liegt die Drehmomentstütze 2 mit ihrem jeweiligen Halteabschnitt 20 an, wobei eine durch die elastische Auslenkung erzeugte Kraft wirkt.
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Der Abstand zwischen jeweils zwei Halteabschnitten 20 eines jeweiligen Paares beträgt weniger als 10 Zentimeter, vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen 2 und 5 Zentimeter. Auf diese Weise ist es ermöglicht, dass eine Person mit zwei Fingern ihrer Hand die Endabschnitte der Halteabschnitte 20 gleichzeitig entgegen der elastisch erzeugten Andrückkraft auslenkt. Somit ist die Lüfterhaube in einfacher Weise entfernbar, ohne dass die Laschen 21 als Begrenzung wirksam sind, da diese zusammen mit den Endabschnitten der Halteabschnitte 20 weggedrückt werden.
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Der Verbindungsabschnitt 22 weist jeweils einen U-förmigen Verlauf auf.
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Da der Verbindungsabschnitt 22 die durch eine jeweilige Rasteröffnung geführte Halteabschnitte 20 in im Wesentlichen radialer Richtung gegen das Lüfterhaubengitter drückt und durch die linienhafte Berührung eine in radialer Richtung und in Umfangsrichtung spielfreie Verbindung entsteht, ist die Breite der Halteabschnitte, insbesondere in Tangentialrichtung und/oder in im Wesentlichen in Umfangsrichtung, unabhängig wählbar als die entsprechend gerichtete Breite der jeweiligen Rasteröffnung.
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Beim Aufstecken der Lüfterhaube 1 auf die Drehmomentstütze 2 wird die Lüfterhaube auf einen Auflageabschnitt 25 des Verbindungsabschnitts angedrückt. Somit berührt nicht nur der radial elastisch an das Lüfterhaubengitter angedrückte Halteabschnitt 20, sondern auch der Auflageabschnitt 25 der Drehmomentstütze 2 das Lüfterhaubengitter. Dabei ist die Normalenrichtung des Auflageabschnitts vorzugsweise in axialer Richtung ausgerichtet.
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Das Gehäuse des Winkelsensors ist aus den miteinander verbundenen Gehäuseteilen 4 und 5gebildet, wobei das Gehäuseteil 5 im Gegensatz zum Gehäuseteil 4 keine Lager der Welle 7 aufnimmt und auf der vom Motor abgewandten Seite des Winkelsensors angeordnet ist.
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Die mit der Welle 7 drehfest, insbesondere mittels Spreizwellenverbindung verbundene Rotorwelle ist zumindest mit einem im Lagerflansch 30 aufgenommenen Lager gelagert. Darüber hinaus ist der Lagerflansch ein Gehäuseteil des Motorgehäuses, auf dem auch der Anschlusskasten 31 des Elektromotors angeordnet ist. Somit sind die elektrischen Anschlüsse direkt am Motor ausführbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lüfterhaube
- 2
- Drehmomentstütze für den Winkelsensor
- 3
- Schraube
- 4
- Gehäuseteil
- 5
- Gehäuseteil
- 6
- Schraube
- 7
- Welle des Winkelsensors zur Verbindung mit der Rotorwelle des Elektromotors
- 20
- Halteabschnitt mit abgewinkelt verlaufendem Endabschnitt
- 21
- Lasche
- 22
- Verbindungsabschnitt, insbesondere gebogen verlaufender und elastisch auslenkbarer Verbindungsabschnitt
- 23
- Ringabschnitt
- 24
- Ausnehmung, insbesondere Loch
- 25
- Auflageabschnitt
- 30
- Lagerflansch, insbesondere Gehäuseteil, zur Aufnahme des Lagers der Rotorwelle des Elektromotors
- 31
- Anschlusskasten des Elektromotors