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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterungsanordnung für einen Elektromotor sowie eine Elektromotoranordnung mit einer solchen Halterungsanordnung, insbesondere zur Verwendung für einen Lüfter. Gattungsgemäße Halterungsanordnungen umfassen ein Aufnahmeteil mit einer Aufnahmeöffnung, welche ausgebildet ist, dass der Elektromotor darin einführbar ist. Sie umfassen ferner wenigstens ein Dämpfungselement, welches in dem Aufnahmeteil derart angeordnet ist, dass es in körperlichem Kontakt zwischen dem Aufnahmeteil und dem Elektromotor liegt, wenn dieser in die Aufnahmeöffnung eingeführt ist. Die Dämpfungselemente dienen dabei zur schwingungsentkoppelnden Anordnung des Elektromotors von dem tragenden System.
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Die Erfindung lässt sich in diversen Bereichen anwenden. Sie ist vorteilhaft verwendbar für den Einbau von Baugruppen in Kraftfahrzeugen. Im Fahrzeugbau werden immer kompaktere Anordnungen der Bauteile und Baugruppen benötigt. Durch Neuanordnungen wird dadurch unter anderem eine flexible Einbaurichtung von Bauteilen gefordert.
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Eine gattungsgemäße Anordnung ist beispielsweise aus der
DE 100 54 556 A1 bekannt, bei der eine bestimmte Ausgestaltung von elastischen Abstützelementen zur Schwingungsentkopplung zwischen Elektromotor und Aufnahmeteil angegeben werden. Die elastischen Abstützelemente zwischen Elektromotor und Aufnahmeteil bewirken dabei außerdem eine gewisse Haftreibung, durch die ein herausrutschen des Elektromotors aus dem Aufnahmeteil erschwert wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Montage bzw. Demontage gattungsgemäßer Halterungsanordnungen zu verbessern und eine vielseitige Einsetzbarkeit für verschiedene Bauraumsituationen zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halterungsanordnung gemäß Anspruch 1 sowie eine Elektromotoranordnung gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Halterungsanordnung ist gekennzeichnet durch einen Haltering, welcher an dem Aufnahmeteil um die Aufnahmeöffnung herum befestigbar ist, sodass der Elektromotor in eingeführtem Zustand an einer Bewegung aus der Aufnahmeöffnung heraus gehindert wird.
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Dabei ist vorgesehen, dass die Befestigung des Halterings an dem Aufnahmeteil durch Rastmittel bereitgestellt wird. Diese Anordnung verhindert, dass ein montierter Elektromotor aus dem Aufnahmeteil herausrutschen kann. Die Anordnung lässt somit verschiedene Einbaulagen zu. Sie lässt insbesondere eine horizontale Einführrichtung des Elektromotors in den Aufnahmeteil und eine Ausrichtung der Welle des Elektromotors zu, ohne dass dieser im Betrieb aus dem Aufnahmeteil herausrutscht. Die Anordnung lässt sich ferner schnell zusammenfügen und gegebenenfalls auch wieder lösen.
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Typischerweise ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen, dass der Haltering in befestigter Position ebenfalls eine Bewegung der Dämpfungselemente verhindert, indem das wenigstens eine Dämpfungselement zwischen dem Aufnahmeteil und dem Haltering liegt, wenn dieser befestigt wurde.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Rastmittel wenigstens zwei, vorzugsweise sogar wenigstens drei Raste-Gegenraste-Paare, die jeweils an dem Haltering und demjenigen Bereich des Aufnahmeteils angeordnet sind, der sich umfänglich um die Aufnahmeöffnung erstreckt. Dies ermöglicht eine stabilere Verbindung entlang des Umfangs von Haltering und Aufnahmeöffnung.
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Weil der Elektromotor durch die Rotation um seine Welle typischerweise eine im Wesentlichen umfänglich kreisrunde Form aufweist, weisen vorteilhafterweise der Haltering und die Aufnahmeöffnung ebenfalls eine im Wesentlichen kreisrunde Grundform auf. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform. Um dabei Montage-Irrtümer zu reduzieren bzw. eine schnelle und korrekte Montage zu unterstützen, ist dann vorzugsweise vorgesehen, dass die Raste-Gegenraste-Paare umfänglich unregelmäßig auf den kreisrunden Grundformen verteilt sind. Der Abstand oder der Bogenabschnitt zwischen einem bestimmten Rasten-Paar bzw. Gegenrasten-Paar unterscheidet sich dabei insbesondere von dem Abstand oder dem Bogenabschnitt zwischen einem anderen beliebigen Rasten-Paar bzw. Gegenrasten-Paar. Alternativ oder auch zusätzlich wird derselbe Effekt erzielt, wenn die Ringgeometrie des Halterings radial nach außen unregelmäßig ausgebildet ist. Sie ist dabei insbesondere so unregelmäßig ausgebildet, dass sie nur für einen bestimmten Rotationswinkel um die Aufnahmeöffnung herum passgenau einsetzbar ist. Unregelmäßig heißt in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die radiale Ausdehnung nach außen nicht konstant ist.
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Das Raste-Gegenraste-Paar kann an sich beliebig ausgestaltet sein. Es handelt sich beispielsweise um einen Rastbolzen, welcher in ein dazugehöriges Loch eingreift. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Raste eine sich parallel zur Befestigungsrichtung erstreckende und senkrecht dazu flexible Lasche mit einem Widerhaken. Die Gegenraste hierzu weist eine parallel zur Befestigungsrichtung flexible und senkrecht dazu erstreckende flexible Gegenlasche und einen dazu benachbarten Haltevorsprung auf. Dabei ist die Lasche mit dem Widerhaken in den Zwischenraum zwischen Gegenlasche und Haltevorsprung in Befestigungsrichtung unter seitlichem Druck durch die Gegenlasche einführbar. In eingeführtem Zustand ist dann der Widerhaken in Befestigungsrichtung an der Unterseite des Haltevorsprungs einhakbar. Das im Wesentlichen senkrecht zueinander bewegliche Laschen-Gegenlaschen-Paar erleichtert eine einfache, relativ kraftsparende Montage.
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Die Funktion des Halterings besteht darin, den in den Dämpfungselementen gelagerten Elektromotor an einem Ausbrechen aus dem Aufnahmeteil bzw. der Aufnahmeöffnung zu hindern. In befestigtem Zustand steht der Haltering dabei vorteilhafterweise in körperlichem Kontakt mit dem wenigsten einen Dämpfungselement. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist nun vorgesehen, dass der Haltering und das Dämpfungselement in der Nähe wenigstens eines Raste-Gegenraste-Paares in körperlichem Kontakt miteinander stehen. Der Kontaktbereich liegt z.B. unmittelbar neben einem Raste-Gegenraste-Paar oder wenige Millimeter davon versetzt. Ist dabei der Widerhaken des wenigstens einen Raste-Gegenraste-Paares zum Dämpfungselement hin ausgerichtet, so bewirkt der Druck des Dämpfungselements auf den Haltering, dass letzterer die mechanische Spannung auf die Raste bzw. Gegenraste – je nachdem welches sich an dem Ring befindet – fortpflanzt und somit die Haltefunktion des Widerhakens noch verstärkt.
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In einer weiteren Ausführungsform sind jeweils zwei Raste-Gegenraste-Paare paarweise vorgesehen, wobei die Widerhaken der beiden Raste-Gegenraste-Paare einander zugewandt sind und in dem dazwischenliegenden Bereich der Kontaktbereich des Halterings mit dem Dämpfungselement vorgesehen ist. Durch die beiden zugewandten Widerhaken wird der Festsitz des Halterings zangenartig verstärkt, wenn der in den Dämpfungselementen gelagerte Elektromotor eine aus der Aufnahmeöffnung heraus gerichtete Kraft ausübt.
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In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halterungsanordnung ist zwischen dem Aufnahmeteil und dem Haltering in befestigtem Zustand wenigstens ein Kanal ausgebildet, welcher das Einführen eines stabförmigen Werkzeugs in das Innenvolumen der Aufnahmeöffnung gestattet. der Kanal ist dabei vorzugsweise wenigstens teilweise im Haltering ausgebildet, indem die Dicke des Halterings in Richtung der Aufnahmeöffnung lokal reduziert ist. Ein solcher Kanal ermöglicht auch ein nachträgliches Einführen eines Werkzeugs, z.B. zum Auswuchten des Elektromotors. Insbesondere sind mehrere solcher Kanäle vorgesehen, welche über den Umfang der Aufnahmeöffnung bzw. des Halterings verteilt angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Elektromotoranordnung ist insbesondere derart im Kraftfahrzeug anordenbar, dass die Ebene, welche durch den Haltering definiert wird, im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Durch die Funktion und einfache Montage des Halterings bietet sich also ein horizontaler Einbau der Antriebswelle an.
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Eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen zuvor beschriebenen Elektromotoranordnung ergibt sich für eine Lüfteranordnung, insbesondere für eine Klimatisierungsanlange für ein Kraftfahrzeug. Zum einen besteht ein hoher Bedarf, Designfreiheit beim Anpassen und Entwickeln von Klimatisierungsanlagen an spezifische Fahrzeugtypen zu erlangen. Andererseits kann der Haltering derart an das Gebläserad angepasst werden, dass der zu fördernde Luftstrom optimiert und die Geräuschentwicklung verbessert wird. Hierdurch können die Anforderungen an das Gebläserad gegebenenfalls reduziert werden, wodurch sich das Sourcing für frei auf dem Markt verfügbare Gebläseräder vereinfacht.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug zu den Figuren näher erläutert.
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Die 1 zeigt das Aufnahmeteil der Halterungsanordnung mit Dämpfungselementen, Elektromotor und Haltering in einer explodierten Darstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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die 2 zeigt die Halterungsanordnung der 1 in zusammengefügtem Zustand,
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die 3 zeigt einen schematischen Querschnitt der Halterungsanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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die 4 zeigt eine Schnittansicht zweier Raste-Gegenraste-Paare zum Befestigen des Halterings am Aufnahmeteil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
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die 5 zeigt die Ansicht gemäß 4 in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten.
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In den 1 bis 3 ist eine Halterungsanordnung 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Haltering 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Halterungsanordnung 1 für die Halterung eines Elektromotors 3 in einem Kraftfahrzeug verwendet. Solche Elektromotoren 3 werden dabei insbesondere zum Betreiben eines Lüfters für eine Klimatisierungseinrichtung vorgesehen (nicht dargestellt).
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Alternativ kann die erfindungsgemäße Halterungsanordnung 1 aber auch für andere bewegliche Bauteile, insbesondere sich um eine Achse drehende Bauteile, wie z.B. Getrieberäder oder Schwungscheiben, verwendet werden, ohne dabei auf den automobilen Anwendungsfall beschränkt zu sein.
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In der 1 ist eine explodierte Darstellung der Halterungsanordnung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das napfförmige Gehäuse 2 als Aufnahmeteil für den Elektromotor 3 umfasst eine Ringnut 5, welche eine im Wesentlichen kreisrunde und zum Einführen des Elektromotors 3 geeignete Öffnung des Gehäuses 2 definiert. Die Ringnut 5 weicht an einzelnen Stellen leicht von der kreisrunden Form ab und sie ist in radialer Richtung mehrfach durch Nischen 6 und Kanäle 7 durchbrochen. Die Nischen 6 erstrecken sich senkrecht zur Öffnung über einen beträchtlichen Teil des Gehäuses 2, besitzen dabei aber eine nur geringe radiale Ausdehnung. Sie sind vorgesehen, um elastische Dämpfungselemente 8 darin einzuführen. Die Kanäle 7 sind senkrecht zur Öffnung des Gehäuses 2 flach, erstrecken sich aber vom Innenvolumen des Gehäuses 2 radial bis zur Außenseite des Gehäuses 2.
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Der Elektromotor 3 wird innerhalb der Ringnut 5 in Befestigungsrichtung B in axialer Richtung der Antriebswelle 10 in die Öffnung des Gehäuses 2 eingeführt. Der ebenfalls im Wesentlichen kreisrunde Haltering 4 wird sodann in Befestigungsrichtung B in die Ringnut 5 eingeführt und durch Rastmittel 9 lösbar mit dem Gehäuse 2 verbunden. Das Gehäuse 2 und der Haltering 4 werden typischerweise als jeweils einteiliges Spritzgussteil aus einem unelastischen Kunststoff, z.B. Polypropylen, hergestellt.
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Die zusammengefügte Halterungsanordnung 1 mit dem aufgenommenen Elektromotor 3 ist in der 2 dargestellt. An der Antriebswelle 10 des Elektromotors 3 wird nun ein Lüfterrad befestigt (nicht dargestellt). Die so erhaltene Lüfteranordnung ist für die Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs flexibel für verschiedene Bauraumsituationen und Einbaurichtungen verwendbar.
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In zusammengefügtem Zustand der erfindungsgemäßen Halterungsanordnung 1 sind die Kanäle 7 für das Einführen eines stabförmigen Werkzeugs in das Innenvolumen des Gehäuses 2 geeignet. Verschiedene Montage- oder Wartungsarbeiten, wie z.B. nachträgliches Fixieren oder Auswuchten, werden somit ermöglicht. Dabei können die Kanäle 7 prinzipiell durch das Gehäuse 2 und/oder den Haltering 5 gebildet werden. Die Dicke des Halterings 4 senkrecht zur Öffnung des Gehäuses 2 kann dabei z.B. lokal reduziert sein.
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In der 3 ist ein schematischer Querschnitt der Halterungsanordnung 1 gemäß dem mit Bezug zu den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In den napfförmigen Innenbereich des Gehäuses 2 wird in die Nischen 6 jeweils ein elastisches Dämpfungselement 8 eingesetzt. Die Dämpfungselemente 8 sind insbesondere aus einem elastischen Material, z.B. Gummi, wobei sie zusätzlich eine elastische Struktur, z.B. eine Faltstruktur, aufweisen können. Der Elektromotor 3 wird wie beschrieben derart in das Gehäuse 2 eingeführt, dass das Dämpfungselement 8 in körperlichem Kontakt zwischen dem Gehäuse 2 und dem Elektromotor 3 zu liegen kommt.
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Der Haltering 4 wird nun in die Ringnut 5 gedrückt, wobei er in körperlichen Kontakt mit dem in der Nische 6 sitzenden Dämpfungselement 8 tritt. Der Haltering 4 kann dabei berührungsfrei zum Elektromotor 3 fixiert werden, sodass durch die Dämpfungselemente 8 eine effektive Schwingungsentkopplung zwischen Elektromotor 3 und dem Gehäuse 2 bzw. dem tragenden System erfolgt.
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Der Elektromotor 3 wird durch den Haltering 4 an einer Bewegung aus der Öffnung des Gehäuses 2 heraus gehindert. Es wird dadurch insbesondere auch eine Einbaurichtung des Elektromotors 3 und eines daran befestigten Lüfterrads im Kraftfahrzeug begünstigt, bei dem die Ebene, welche durch den Haltering 4 definiert wird, im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.
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Die Rastmittel 9 können auf verschiedene Arten realisiert werden. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Rastmittel 9 drei baugleiche Raste-Gegenraste-Paare, die sich jeweils an dem Haltering 4 und der Ringnut 5 im Gehäuse 2 erstrecken. Um eine schnelle Montage zu ermöglichen oder Montageirrtümer zu verhindern, können die Raste-Gegenraste-Paare umfänglich unregelmäßig auf den im Wesentlichen kreisrunden Grundformen des Halterings 4 und der Ringnut 5 verteilt sein. Die Bogenlängen zwischen benachbarten Raste-Gegenraste-Paaren betragen z.B. 110°, 120° und 130°, sodass bei der Montage die korrekte Ausrichtung dadurch schnell erkannt wird, wenn zwei der Raste-Gegenraste-Paare vorfixierbar sind. Alternativ oder auch zusätzlich ist die Form des Halterings 4 an der Außenseite unregelmäßig ausgestaltet, sodass eine Fixierung des Halterings 4 in der Ringnut 5 nur unter einem relativen Drehwinkel der beiden Bauteile zueinander möglich ist. Im gezeigten Beispiel ist der Haltering 4 in manchen Bereichen am Außenumfang kreisbogenförmig, in anderen Bereichen rechteckig nach außen erweitert, wobei die kreisförmigen und rechteckigen Abschnitte im Gehäuse 2 entsprechend ausgebildet sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform eines Raste-Gegenraste-Paares wird nun mit Bezug zu der 4 und 5 beschrieben. Dargestellt ist in der 4 eine Schnittdarstellung entlang der Achse A-A gemäß der 2. In der 5 ist eine entsprechende Ansicht schräg von unten auf die durchgreifenden Widerhaken 12 gezeigt.
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Die Raste am Haltering 4 weist eine sich parallel zur Befestigungsrichtung B erstreckende und senkrecht dazu flexible Lasche 11 mit einem Widerhaken 12 auf. Die Gegenraste in der Ringnut 5 weist eine parallel zur Befestigungsrichtung B flexible und sich senkrecht dazu erstreckende flexible Gegenlasche 13 und einen dazu benachbarten Haltevorsprung 14 auf. Zur Befestigung des Halterings 4 an dem Gehäuse 2 wird nun die Lasche 11 mit dem Widerhaken 12 in den Zwischenraum zwischen Gegenlasche 13 und Haltevorsprung 14 in Befestigungsrichtung B eingeführt. Dabei wird die Gegenlasche 13 leicht nach unten gedrückt und übt ihrerseits einen seitlichen Druck auf die Lasche 11 aus, bis der Widerhaken 12 den Zwischenraum passiert hat und in Befestigungsrichtung B an der Unterseite des Haltevorsprungs 14 einhakt. Die konkreten Ausgestaltungen der Rastmittel 9 können auch gegeneinander vertauscht sein, d.h. dass die beschriebene Raste in der Ringnut 5 und die entsprechende Gegenraste am Haltering 4 ausgebildet sind.
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Im gezeigten Beispiel mit Bezug zu den 4 und 5 sind jeweils zwei Raste-Gegenraste-Paare paarweise in räumlicher Nähe zueinander vorgesehen. Die Widerhaken 12 der beiden Raste-Gegenraste-Paare sind dabei einander zugewandt. In dem dazwischenliegenden Bereich steht der Haltering 4 mit dem Dämpfungselement 8 in körperlichem Kontakt. Wenn der Elektromotor 3 (nicht dargestellt) eine entgegen der Befestigungsrichtung B, d.h. aus der Aufnahmeöffnung heraus gerichtete Kraft, ausübt, wird das Dämpfungselement 8 an den Haltering 4 gedrückt. Der Haltering 4 verbiegt sich leicht. Diese Verbiegung hat dann zur Folge, dass sich der Haltering 4 lokal im Bereich um die Gegenlaschen 13 in die entgegengesetzte Richtung verbiegt, wodurch die Gegenlaschen 13 die Wiederhaken 12 leicht zueinander hindrücken. Dadurch werden die beiden zugewandten Widerhaken 12 in dem Bereich um das Dämpfungselement 8 zangenartig gegeneinandergedrückt, wodurch der Festsitz des Elektromotors 3 im Gehäuse 2 verstärkt wird.
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Sind wie im Ausführungsbeispiel mit Bezug zu der 1 und 2 drei Dämpfungselemente 8 vorgesehen, kann die paarweise Anordnung der so ausgestalteten Raste-Gegenraste-Paare für jedes der Dämpfungselemente 8 erfolgen. Hierdurch wird eine besonders fest sitzende Anordnung des Elektromotors 3 in dem Gehäuse 2 ermöglicht, wodurch verschiedene Einbaurichtungen ohne nachteilige Schwingungsübertragungen oder Ausbrechgefahr des Elektromotors 3 ermöglicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Halterungsanordnung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Elektromotor
- 4
- Haltering
- 5
- Ringnut
- 6
- Nischen
- 7
- Kanäle
- 8
- Dämpfungselement
- 9
- Rastmittel
- 10
- Antriebswelle
- 11
- Lasche
- 12
- Widerhaken
- 13
- Gegenlasche
- 14
- Haltevorsprung
- B
- Befestigungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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