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Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Ventilaktuator einer Bremsanlage, insbesondere eines elektronischen Bremssystems, eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einer Flanschfläche eines Ventilblocks anliegenden Gehäuseflansch eines topfartigen Motorgehäuses des Elektromotors.
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Im Zuge der Entwicklung von Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen zu elektronischen Bremssystemen (EBS) ermöglichen die elektronischen Komponenten eine Verkürzung der Ansprechzeiten der Radbremsen des Fahrzeugs. Weitergehende Funktionen, wie ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP oder ESC) und ein Antiblockiersystem (ABS) sowie eine Antischlupfregelung (ASR), erweitern eine solche Bremsanlage zu einem elektronisch gesteuerten Fahrassistenzsystem, das beispielsweise durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder einem Ausbrechen des Kraftfahrzeugs entgegenwirkt. Zur Ansteuerung einer oder mehrerer Radbremsen umfassen solche Systeme elektromechanische Druckerzeuger in Form von elektromotorischen Ventilaktuatoren, die pneumatisch oder hydraulisch den Bremszylinderdruck der Scheiben- oder Trommelbremsen des Fahrzeugs generieren.
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Wie beispielsweise aus der
DE 196 21 230 A1 oder aus der
DE 10 2004 058 726 A1 bekannt, besteht ein solcher elektromotorischer Ventilaktuator im Wesentlichen aus einem Ventilblock mit einer Anzahl von Ventilen und einem diese, üblicherweise über einen Exzenter, ansteuernden Elektromotor, der bzw. dessen Motorgehäuse an den Ventilblock angeflanscht ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromotorischen Ventilaktuator einer Bremsanlage, insbesondere eines elektronischen Bremssystems, eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei dem auch bei betriebsbedingt auftretenden thermischen oder mechanischen Belastungen eine zuverlässige Anbindung des Elektromotors bzw. dessen Gehäuse an den Ventilblock sichergestellt ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Hierzu ist vorgesehen, dass das Motorgehäuse an radial gegenüberliegenden Flanschseiten des Gehäuseflansches jeweils eine sich radial nach außen und entlang eines Kreisbogenabschnitts erstreckende Flanschlasche aufweist, und dass die jeweilige gehäuseseitige Flanschlasche an gegenüberliegenden Schmalseiten jeweils eine von einer ventilblockseitigen Stemmlasche hinterschnittene Stemmkante bildet. Zwischen diesen gehäuseseitigen Stemmkanten ist in die jeweilige Flanschlasche eine sich axial erstreckende Überhöhung eingebracht, die im Montagezustand an der jeweiligen ventilblockseitigen Flanschfläche anliegt.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Flanschverbindung zur Befestigung des Elektromotors über dessen Gehäuse am Ventilblock mittels Verstemmen durch gezieltes Verschieben von Material des geeigneterweise aus Aluminium bestehenden Ventilblocks zwar grundsätzlich eine einfache und geeignete Befestigungsmethode darstellt, indem der Flansch des Motorgehäuses an den Ventilblock angelegt, niedergehalten und verstemmt wird. Allerdings ist hierbei nicht gewährleistet, dass trotz definierter Ebenheit der Flanschfläche selbst stets auch eine Abweichung der Ebenheit in der jeweiligen Flanschposition ebenfalls definiert ist. Hierdurch bedingt kann sich aufgrund thermischer oder mechanischer Belastungen die Verstemmung mit der Folge einer sich verschlechternden Halterung des Motorgehäuses am Ventilblock lockern.
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Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, dass eine aufgrund der undefinierten Abweichung der Ebenheit in der jeweiligen Flanschposition entstehende (ungünstige) Kippachse quer zur Verstemmung des Motorgehäuses kompensiert oder neutralisiert werden kann, wenn in einer geeigneten Position zur Verstemmung eine zur ungünstigen Kippachse vorzugsweise quer verlaufende (günstige) Kippachse gebildet wird, die eine mechanische Vorspannung in der oder auf die Verstemmung bewirkt. Dies wiederum bewirkt, dass eine temperaturbedingte Materialbeeinflussung des Ventilblockwerkstoffs, d. h. ein Fließen oder Setzten des Aluminiums durch automatisches Nachstellen ausgeglichen wird. Die mechanische Vorspannung bzw. die damit verbundene günstige Kippachse wird geeigneterweise dadurch bewirkt, dass in der jeweiligen Flanschlasche eine zusätzliche, definierte Anlagefläche ausgebildet wird, die flächig, linienförmig oder kugelförmig ausgebildet sein kann.
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Die kompensierende (günstige) Kippachse bzw. die im Zuge des Verstemmens erzeugte mechanische Vorspannung in der oder jeder gehäuseseitigen Flanschlasche sichert die Stemmverbindung zwischen dem Motorgehäuse und dem Ventilblock gegen betriebsbedingtes Lockern (Vibrationslockerungen) zuverlässig und nachhaltig, so dass das Motorgehäuse und damit der Elektromotor dauerhaft am Ventilblock befestigt ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der gehäuseseitigen Flanschlaschen ist in deren jeweilige Flanschfläche eine insbesondere tangential verlaufende Sick eingeformt, so dass die jeweilige Flanschlasche im Bereich der Schnittstelle oder Flanschverbindung lediglich lokal mit definierten Anlageflächen am Ventilblock anliegt. Die jeweilige Überhöhung ist geeigneterweise im Bereich der jeweiligen Sicke in die Flanschflasche eingebracht. Während somit zwischen der Sicke und den Stemmkanten der jeweiligen Flanschlasche die Anlageflächen gebildet sind und die jeweilige ventilblockseitige Stemmlasche die Flanschlasche im Bereich der Anlageflächen hinterschneidet, ist die Überhöhung vorzugsweise mittig zwischen diesen beiden Stemmkanten angeordnet.
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Die jeweilige Überhöhung kann eine flächige Anlagestelle oder eine kugelförmige Anlagestelle bilden. Die flächige Ausbildung bewirkt eine vergleichsweise großflächige Krafteinleitung in das Material des Ventilblocks und verhindert somit ein Eindringen der Überhöhung in das Material des Ventilblocks. Demgegenüber bewirkt die kugelförmige Ausbildung der Überhöhung ein Eindrücken in das Material des Ventilblocks infolge einer vergleichsweise hohen Flächenpressung und verhindert somit eine unerwünscht große Überhöhung im Anschluss an die Verstemmung des Motorgehäuses am Ventilblock.
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Gemäß einer geeigneten Weiterbildung weist der Ventilblock eine den Gehäuseflansch aufnehmende Ausnehmung mit einer umlaufenden Blockwand auf, aus welcher im Bereich der Flanschlaschen die ventilblockseitigen Stemmlaschen im Montagezustand ausgestemmt sind.
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Die einander gegenüberliegenden Überhöhungen in den Flanschlaschen des Motorgehäuses befinden sich auf einer die Zentrale Motorachse kreuzenden (günstigen) Kippachse, die ihrerseits quer zur von den Stemmstellen ermöglichten (ungünstigen) Kippachse verläuft. Die von den Überhöhungen gebildete günstige Kippachse kompensiert diese zu einer Lockerung der Stemmverbindung beitragenden ungünstigen Kippachse. Dadurch werden unerwünschte Aufbiegungen der ventilblockseitigen Stemmlaschen und somit eine Lockerung der Verstemmungen vermieden. Eine solche Lockerung kann ohne die durch die Überhöhungen bewirkte mechanische Vorspannung infolge von Vibrationen verursacht werden, die insbesondere bereits aufgrund der auf die Flanschverbindung übertragenen Exzenterbewegungen der elektromotorisch angesteuerten Ventile praktisch unvermeidbar sind.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
- 1 einen Elektromotor mit topfförmigem Motorgehäuse und daran angeformten Flanschlaschen mit zwischen gegenüberliegenden Stemmkanten angeordneten Überhöhungen,
- 2 den Elektromotor gemäß 1 in einer Seitenansicht mit Blick auf eine der Flanschlaschen, und
- 3 ausschnittsweise in teilweiser Schnittdarstellung einen Ventilaktuator mit an einen Ventilblock angebundenem und durch Verstemmung befestigtem Elektromotor gemäß den 1 und 2.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen einen Elektromotor 1, der zum Ansteuern von Ventilen eines Ventilaktuators einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und eingerichtet ist. Der Elektromotor 1 weist ein topfartiges Motorgehäuse 2 auf, in dem die nicht sichtbaren Komponenten, insbesondere ein Stator und ein Rotor des Elektromotors 1 angeordnet sind. Aus dem Motorgehäuse 2 ragt zentral die den Rotor tragende Motorachse 3 heraus, auf der ein Exzenter (Exzenterlager) 4 (3) zum Antrieb der Ventile der Bremsanlage sitzt. Die bezogen auf die Motorachse relevante Axialrichtung und Radialrichtung ist mit A bzw. R bezeichnet.
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Das Motorgehäuse 2 weist einen Gehäuseflansch 5 mit an radial gegenüberliegenden Flanschseiten in Radialrichtung R nach außen und sich entlang eines Kreisbogenabschnitts erstreckenden Flanschlaschen 6 auf. Die Flanschlaschen 6 bilden an deren Schmalseiten einander gegenüberliegende Stemmkanten 7 aus, die von Stemmlaschen 8 übergriffen werden. Diese werden gemäß 3 im Zuge der Befestigung des Elektromotors 1 bzw. dessen Motorgehäuses 2 aus einem aus Aluminium bestehenden Ventilblock 9 durch lokales Verstemmen ausgeformt.
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In die Flanschlaschen 6 sind des Weiteren sich tangential erstreckende Sicken 10 eingebracht, zwischen den und der jeweiligen Stemmkante 7 eine An- oder Auflagefläche 11 gebildet ist, gegenüber welcher die jeweilige Sicke 10 zurücksteht. In diesen definierten Anlageflächen 10 sind demnach einander gegenüberliegende Verstemmpunkte oder -stellen 12 definiert. Diese bewirken in der Flanschverbindung des Elektromotors 1 mit dem Ventilblock 9 eine (ungünstige) Kippachse 13, die in der Ebene der Flanschverbindung und somit in der Ebene des Gehäuseflansches 5 quer zur zentralen Motorachse 3 verläuft.
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Bevorzugt mittig zwischen den Verstemmpunkten 12 der jeweiligen Flanschlasche 6 ist in diese gezielt eine Überhöhung 14 eingeformt, die sich in Axialrichtung A in Richtung des Ventilblocks 9 erstreckt. Von den beidseitig der jeweiligen Flanschlasche 6 vorgesehenen Stemmlaschen 8 und Verstemmpunkten 12 ist je Flanschlasche 6 lediglich eine der Stemmlaschen 8 und einer der Verstemmpunkte 12 dargestellt, wobei real jedem Verstemmpunkt 12 eine Verstemmlasche 8 bzw. umgekehrt jeder Verstemmlasche 8 auch ein Verstemmpunkt 12 je Flanschlasche 6 zugeordnet ist.
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Während 2 den Elektromotor 1 und dessen Motorgehäuse 2 in Seitenansicht mit Blick auf eine der Flanschlaschen 6 in Schnittdarstellung zeigt, ist in 3 die Situation des an den Ventilblock 9 angeflanschten Elektromotors 1 mit in der Flanschverbindung verstemmtem Motorgehäuse 2 dargestellt. Angedeutet ist hier das Zusammenwirken des Exzenters bzw. Exzenterlagers 4 mit einem Ventil oder Ventilstössel 15 innerhalb des Ventilblocks 9, der zusammen mit dem Elektromotor 1 den elektromotorischen Ventilaktuator 16 bildet.
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Hierzu ist in den Ventilblock 9 eine den Gehäuseflansch 5 aufnehmende Ausnehmung 17 mit einer umlaufenden Blockwandung 18 eingebracht, aus welcher im Bereich der Flanschlaschen 6 die Stemmlaschen 8 ausgeformt bzw. ausgestemmt sind. Die Stemmlaschen 8 hinterschneiden hierbei die Anlageflächen 11 der jeweiligen Flanschlasche 6 unter Bildung der Verstemmpunkte 12.
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Erkennbar liegt der Gehäuseflansch 5 des Motorgehäuses 2 des Elektromotors 1 mit den Überhöhungen 14 am Ventilblock 9 und dort in der entsprechenden Ausnehmung 17 an. In der Stemmverbindung des Motorgehäuses 2 am Ventilblock 9 ist somit eine ebenfalls in der Ebene Flanschverbindung und somit in der Ebene des Gehäuseflansches 5 liegende weitere Kippachse 19 gebildet, die durch die Überhöhungen 14 und die zentrale Motorachse 3 und somit quer zur ungünstigen Kippachse 13 verläuft. Infolgedessen wird die eher ungünstige Kippachse 13 durch die günstige Kippachse 19 quasi kompensiert, wobei infolge der Überhöhungen 14 eine mechanische Vorspannung in der bzw. auf die Verstemmung bewirkt wird.
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Die Überhöhungen 14 sind beispielsweise mittels eines Prägewerkzeugs in die Flanschlaschen 6 und dort im Bereich der Sicken 10 eingeformt. Geeigneterweise ist eine kugelförmige Anlagestelle der jeweiligen Flanschlasche 6 am Ventilblock 9 hergestellt. Das Maß der jeweiligen Überhöhung 14 beträgt beispielsweise (0,2 ± 0,05) mm. Die Form der durch die Überhöhung 14 gebildeten Anlagestelle kann jedoch auch andersartig, beispielsweise flächig, ausgeführt sein.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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So kann beispielsweise auch in nur eine Flanschlasche 6 eine Überhöhung 14 eingebracht sein. Die Überhöhungen 14 können auch außermittig in die jeweilige Flanschlasche 6 eingebracht sein. Zudem kann auch je Flanschlasche 6 lediglich eine Stemmlasche 8, vorzugsweise an gegenüberliegenden Schmalseiten der beiden Flanschlaschen 6, vorgesehen sein.
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Des Weiteren kann die jeweilige Flanschlasche 6 ohne Tangentialsicke 10 ausgeführt sein. Ferner kann das Maß der Überhöhung größer oder kleiner als der angegebene Zahlenwert sein. Auch kann die Form der Überhöhung 14 praktisch beliebig, beispielsweise linienartig oder streng punktförmig sein. Denkbar ist grundsätzlich auch, in die jeweilige Flanschlasche 6 mehr als eine Überhöhung 14 einzubringen.
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Der Gehäuseflansch 5 kann auch anstelle der ausgeprägten Flanschlaschen 6 mit einem umlaufenden Flanschkragen ausgeführt sein, in den lokal an geeignete Positionen die Überhöhungen eingebracht sind. In diesem Sinne ist dann unter Flanschlasche ein entsprechender Abschnitt des umlaufenden Flanschkragens zu verstehen. Ferner kann die Ausnehmung 17 auch entfallen, so dass ventilblockseitig eine ebene Anlagefläche für den Gehäuseflansch 5 vorhanden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotor
- 2
- Motorgehäuse
- 3
- Motorachse
- 4
- Exzenter/-lager
- 5
- Gehäuseflansch
- 6
- Flanschlasche
- 7
- Stemmkante
- 8
- Stemmlasche
- 9
- Ventilblock
- 10
- Sicke
- 11
- Auf-/Anlagefläche
- 12
- Verstemmpunkt/-stelle
- 13
- (ungünstige) Kippachse
- 14
- Überhöhung
- 15
- Ventil/-stößel
- 16
- Ventilaktuator
- 17
- ventilblockseitige Ausnehmung
- 18
- Blockwandung
- 19
- (günstige) Kippachse
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
