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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungselement für ein Antriebsmodul und insbesondere Maßnahmen zur Verringerung der Anzahl von erforderlichen Befestigungspunkten für ein Antriebsmodul.
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Stand der Technik
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Antriebsmodule mit elektrischen Antrieben werden an verschiedenen Stellen in einem Kraftfahrzeug benötigt, wie z. B. an einem Getriebegehäuse. Um eine hohe Lebensdauer der Antriebsmodule, insbesondere der Lagerung der Welle des Antriebsmotors, zu gewährleisten, ist eine vibrationsarme Befestigung des Antriebsmoduls notwendig. Daher sind die Gehäuse derartiger Antriebsmodule in der Regel über mehrere Befestigungspunkte, in der Regel drei oder mehr als drei Befestigungspunkte, angeordnet. Dadurch werden Vibrationen am Anschlussort des Antriebsmoduls ohne Resonanzerhöhung auf den Antriebsmotor im Antriebsmodul übertragen.
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Bereits die Anbringung des Antriebsmoduls an drei Befestigungspunkten ermöglicht eine eindeutige und stabile Positionierung des Antriebsmoduls. Jedoch kann je nach Ort des Einsatzes des Antriebsmoduls das Vorsehen von drei Befestigungspunkten aufgrund mangelnden Bauraums nicht möglich sein. Es muss daher gewährleistet sein, dass das Antriebsmodul auch mithilfe von nur zwei Befestigungspunkten sicher und vibrationsarm angeschlossen werden kann. Bei dem Vorsehen von zwei Befestigungspunkten ergibt sich zwar entlang der Verbindungslinie zwischen den Befestigungspunkten nur eine geringe Erhöhung der Vibrationsübertragung, rechtwinklig dazu kann das Gehäuse des Antriebsmoduls jedoch verkippen und somit eine erhebliche Verstärkung der übertragenen Vibrationen bewirken.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zur Befestigung eines Antriebsmoduls mit einer möglichst geringen Anzahl an Befestigungspunkten zur Verfügung zu stellen, bei der die Vibrationsamplituden, die über den Funktionssitz des Antriebsmoduls auf dieses einwirken, nicht durch eine Wippbewegung entlang einer durch zwei Befestigungspunkte gebildeten Wippachse verstärkt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch das Befestigungselement zur Befestigung eines Antriebsmoduls gemäß Anspruch 1 sowie durch das Antriebsmodul, das System, das Verfahren und die Verwendung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Befestigungselement zur Befestigung eines Antriebsmoduls an einer Baugruppe vorgesehen. Das Befestigungselement umfasst:
- – einen in einer Erstreckungsebene flächigen Grundkörper mit zwei in der Erstreckungsebene nach außen abstehenden Halteeinrichtungen zum Befestigen des Antriebsmoduls an der Baugruppe; und
- – Abstützelemente, die in der Erstreckungsebene von dem Grundkörper nach außen abstehen und jeweils mindestens einen Abstützabschnitt aufweisen, um sich unter Vorspannung auf einer Auflagefläche der Baugruppe abzustützen.
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Eine Idee des obigen Befestigungselements zur Befestigung eines Antriebsmoduls besteht darin, dass es nach Anbringen eines Antriebsmoduls eine Befestigung des Antriebsmoduls über nur zwei Befestigungspunkte zulässt und gleichzeitig eine Resonanz-Verstärkung der Vibration in Form einer Wippbewegung um die durch die zwei Befestigungspunkte gebildete Wippachse reduziert bzw. verhindert. Dazu ist das Befestigungselement zur Befestigung des Antriebsmoduls mit zwei Halteeinrichtungen versehen, die eine Befestigung des Antriebsmoduls an zwei Befestigungspunkten ermöglichen. Die Befestigungspunkte bilden mit ihrer Verbindungslinie eine Wippachse. Quer zur Wippachse stehen von dem Befestigungselement Abstützelemente ab, die sich auf einer Auflagefläche der Baugruppe, auf der das Antriebsmodul angebracht wird, unter Vorspannung abstützen, wenn das Antriebsmodul über die Befestigungspunkte an der Baugruppe angebracht ist. Das Befestigungselement ist daher so vorgesehen, dass sich die Abstützelemente zumindest abschnittsweise aus der Erstreckungsebene des Befestigungselementes weg vom Gehäuse des Antriebsmoduls erstrecken, um beim Anbringen des Antriebsmoduls an der Baugruppe die Abstützelemente in Richtung des Antriebsmoduls zu verspannen und so den Widerstand gegen eine Wippbewegung um die Wippachse zwischen den Befestigungspunkten zu erhöhen.
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Weiterhin kann der Grundkörper zur konzentrischen Aufnahme einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors des Antriebsmoduls ringförmig ausgebildet sein, wobei die Halteeinrichtungen radial von dem Grundkörper abstehen.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Abstützelemente von dem Grundkörper radial, insbesondere quer zur Verbindungslinie zwischen den zwei Halteeinrichtungen, abstehen.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsebene mit einer, insbesondere konischen, Struktur ausgebildet ist.
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Insbesondere können die Abstützelemente verschiedene Längen aufweisen. Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Antriebsmodul zur Befestigung an einer Baugruppe vorgesehen, umfassend:
- – ein Gehäuse mit einem Antriebsmotor; und
- – das obige Befestigungselement, das so an einer Seitenfläche des Gehäuses angebracht ist, dass die Abstützabschnitte der Abstützelemente aus der Erstreckungsebene in einer Richtung von dem Gehäuse weg abstehen.
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Weiterhin können die Halteeinrichtungen von dem Grundkörper über den Rand der Seitenfläche des Gehäuses hinaus abstehen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Abstützelemente sich von dem Grundkörper bis zu dem Rand der Seitenfläche des Gehäuses erstrecken, wobei die Abstützabschnitte in Randnähe der Seitenfläche angeordnet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform kann der Antriebsmotor eine Abtriebswelle aufweisen, die über die Seitenfläche extern anschließbar ist, wobei der Grundkörper die Abtriebswelle umgibt, so dass eine Verbindungslinie zwischen den Halteeinrichtungen durch die Abtriebswelle verläuft.
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Weiterhin kann die Seitenfläche des Gehäuses senkrecht zu ihrer Flächenrichtung eine Struktur aufweisen, die einer entsprechenden Struktur des Grundkörpers entspricht, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungselement und dem Gehäuse des Antriebsmoduls gebildet wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein System vorgesehen, umfassend:
- – das obige Antriebsmodul und
- – eine Baugruppe mit einer Auflagefläche,
wobei das Antriebsmodul über die Halteeinrichtungen so an der Baugruppe gehalten wird, dass die Abstützabschnitte der Abstützelemente an der Auflagefläche der Baugruppe mit einer Kraft aufliegen, so dass die Abstützelemente elastisch verformt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Montage des obigen Antriebsmoduls an einer Baugruppe mit einer Auflagefläche vorgesehen, wobei die Halteeinrichtungen an Befestigungspunkten so an der Baugruppe angebracht werden, dass die Abstützabschnitte des Befestigungselementes an der Auflagefläche mit einer Kraft aufliegen, so dass die Abstützelemente elastisch verformt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Verwendung des obigen Befestigungselements vorgesehen, um ein Antriebsmodul an einer Baugruppe zu befestigen, wobei das Befestigungselement fest mit dem Antriebsmodul verbunden ist, wobei das Antriebsmodul über die Halteeinrichtungen so an der Baugruppe gehalten wird, dass die Abstützabschnitte der Abstützelemente an einer Auflagefläche der Baugruppe mit Kraft einer aufliegen, so dass die Abstützelemente elastisch verformt werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf ein Antriebsmodul, das auf einem Gehäuse einer Baugruppe angeordnet ist;
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2 eine Seitenansicht des Antriebsmoduls mit Befestigungselementen gemäß einer ersten Ausführungsform;
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3 eine Ansicht der Unterseite des Antriebsmoduls der 2;
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4 eine Seitenansicht eines montierten Antriebsmoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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5 eine Ansicht der Unterseite des Antriebsmoduls der 4; und
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6 eine Schnittansicht quer zur Erstreckungsebene durch das Befestigungselement.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine Skizze einer Draufsicht auf ein System 1 mit einer Baugruppe 2, wie z. B. einem Getriebegehäuse oder dergleichen, an der ein Antriebsmodul 3 angeordnet ist. Das Antriebsmodul 3 weist ein Gehäuse 31 auf, in dem ein Antriebsmotor, insbesondere in Form eines Elektromotors, sowie eine (nicht gezeigte) Ansteuerschaltung zum Betreiben des Antriebsmotors enthalten sind. Das Antriebsmodul 3 kann darüber hinaus weitere Komponenten enthalten.
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Das Antriebsmodul 3 ist über Befestigungspunkte 4 an der Baugruppe 2 befestigt. Die Befestigungspunkte 4 stellen Punkte dar, an denen das Antriebsmodul 3 über eine Schraubverbindung oder eine sonstige Verbindungsart mit der Baugruppe 2 verbunden ist.
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In Verbindung mit den 2 und 3, die jeweils eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht der Unterseite des Antriebsmoduls 3 in Blickrichtung Z zeigen, ist zu erkennen, dass die Befestigung an den Befestigungspunkten 4 mithilfe eines Befestigungselements 5 erfolgt. Das Befestigungselement 5 wird an einer Unterseite 32 des Gehäuses 31 des Antriebsmoduls 3 angeordnet und ist dort zuverlässig durch eine Schraub-, Niet-, Klebe-, Schweißverbindung /oder eine sonstige Stoff-, Kraft- oder Formschlussverbindung an dem Antriebsmodul 3 befestigt.
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Das Befestigungselement 5 weist einen ringförmigen Grundkörper 51 auf, der eine aus dem Gehäuse 31 austretende Abtriebswelle 34 des Antriebsmoduls 3 konzentrisch umgibt und an der entsprechenden Seitenfläche des Gehäuses 31 flächig, d. h. mit seiner Erstreckungsebene parallel zur Ebene der Seitenfläche, zumindest abschnittsweise anliegt und mit dieser verbunden ist.
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In radialer Richtung abstehend von der Erstreckungsebene des ringförmigen Grundkörpers 51 sind einander gegenüberliegend Flansche 52 als Halteeinrichtungen angeordnet, die jeweils eine Befestigungsöffnung 53 aufweisen. Die Flansche 52 erstrecken sich vorzugsweise über die Seitenränder der betreffenden Seitenfläche hinaus und dienen dazu, das Antriebsmodul 3 über die Befestigungspunkte 4 an der Baugruppe 2 zu befestigen.
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Durch das radiale Abstehen von dem ringförmigen Grundkörper 51 wird gewährleistet, dass eine sich auf der direkten Verbindungslinie zwischen den Befestigungspunkten 4 ausbildende Wippachse W durch die Abtriebswelle 34 des Antriebsmotors im Antriebsmodul 3 verläuft.
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Quer zur Wippachse W, die sich zwischen den Befestigungspunkten 4 bzw. den Befestigungsöffnungen 53 erstreckt, sind Abstützelemente 54 vorgesehen, die sich im Wesentlichen in der Erstreckungsebene E des ringförmigen Grundkörpers 51 von diesem abstehend erstrecken. Die Abstützelemente 54 dienen dazu, beim Anbringen des Antriebsmoduls 3 dieses an einer Auflagefläche der Baugruppe 2 abzustützen, um so eine Resonanzerhöhung der Vibration um die Wippachse W zu reduzieren bzw. zu vermeiden.
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Die Abstützelemente 54 sind vorzugsweise ebenfalls in radialer Richtung abstehend angeordnet, so dass die Verbindungslinie zwischen Auflagepunkten der Abstützelemente 54 ebenfalls durch die Abtriebswelle 34 des Antriebsmotors bzw. nahe an dieser verläuft.
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Das Befestigungselement 5 kann als Stanzteil ausgebildet sein und senkrecht zur Erstreckungsebene E vorgesehene Verformungen bzw. Prägungen aufweisen, die es bei der Montage des Antriebsmoduls 3 auf der Baugruppe 2 ermöglichen, durch elastische Verformung eine Kraft zwischen den Auflagepunkten auf der Auflagefläche der Baugruppe 2 und dem Antriebsmodul 3 zu bewirken. Durch die durch die elastische Verformung bewirkte Kraft kann einem Verkippen um die Wippachse W bzw. einer Vibration um die Wippachse W entgegengewirkt bzw. eine entsprechende Bewegung gedämpft werden.
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Dazu können die Abstützelemente 54 zumindest an Abstützabschnitten 55, die vorzugsweise an den äußeren Enden der Abstützelemente 54, d. h. den dem ringförmigen Grundkörper 51 gegenüberliegenden Enden, angeordnet sind, in einer Richtung Z weg von dem Antriebsmodul 3 (senkrecht zur Erstreckungsebene E) abgebogen sein, so dass diese mit einem Abstützabschnitt 55 an dem Gehäuse der Baugruppe 2 anliegen.
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Gleichermaßen kann vorgesehen sein, dass die Flansche 52 gegenüber der Erstreckungsebene E des ringförmigen Grundkörpers 51 in eine Richtung weg von dem Gehäuse 31 des Antriebsmoduls 3 versetzt sind bzw. von der Erstreckungsebene E des ringförmigen Grundkörpers 51 schräg in eine Richtung weg von dem Gehäuse 31 des Antriebsmoduls 3 verlaufen.
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In den 4, 5 und 6 sind eine Seitenansicht eines auf einer Baugruppe 2 montierten Antriebsmoduls 3, eine Draufsicht auf eine Unterseite des Antriebsmoduls 3 bzw. eine Schnittdarstellung durch das Befestigungselement 5 quer zur Erstreckungsebene E gemäß einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform der 2 und 3 sind die Abstützelemente 54 mit unterschiedlicher Länge in der Erstreckungsebene E ausgebildet, um sich so an die Abmessungen des Gehäuses 31 des Antriebsmoduls 3, insbesondere dessen Seitenfläche, anzupassen. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist das Gehäuse 31 des Antriebsmoduls 3 quaderförmig ausgebildet, wobei die Abtriebswelle 34 des Antriebsmotors versetzt zu einer Mittenachse in dem quaderförmigen Gehäuse 31 des Antriebsmoduls 3 angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein unterschiedlicher Abstand zwischen der Abtriebswelle 34 des Antriebsmotors und den Rändern des Gehäuses 31 des Antriebsmoduls 3.
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In dieser Ausführungsform ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Abstützabschnitte 55 der Abstützelemente 54 möglichst randnah an der Seitenfläche des Gehäuses 31 des Antriebsmoduls 3 angeordnet sind. Dadurch kann ein größtmöglicher Abstand zwischen dem ringförmigen Grundkörper 51 des Befestigungselements 5 und dem Abstützabschnitt 55 erreicht werden, so dass ein verbessertes Dämpfungsverhalten gegen ein Verkippen quer zur Verbindungslinie zwischen den Befestigungspunkten 4 erreicht wird. Daraus ergibt sich, dass die Abstützelemente 54 mit unterschiedlichen Längen vorgesehen sein können.
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Je nach Länge des betreffenden Abstützelements 54 kann ein von der Seitenfläche des Gehäuses 31 des Antriebsmoduls 3 in Richtung des Abstützelements 54 abstehendes Abstandselement 35 vorgesehen sein. Dieses verhindert, dass beim Anbringen des Antriebsmoduls 3 an der Baugruppe 2 ein Verformen bzw. Andrücken des Abstützelements 54 auf die Seitenfläche des Gehäuses 31 des Antriebsmoduls 3 bewirkt wird.
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Das Abstandselement 35 kann einstückig mit dem Gehäuse 31 des Antriebsmoduls 3 ausgebildet sein und/oder einen Gummipuffer aufweisen, an dem das Abstützelement 54 anliegt, um eine weitere Dämpfung von Vibrationen, die über die Baugruppe 2 an das Antriebsmodul 3 übertragen werden können, zu bewirken.
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Das Abstandselement 35 ist vorzugsweise nahe dem Abstützabschnitt 55 des betreffenden Abstützelements 54 angeordnet. Das Abstandselement 35 kann stiftförmig oder mit einer Quererstreckung (quer zur Längserstreckung des Abstützelements 54) länglich ausgebildet sein, so dass das Abstützelement 54 vorzugsweise über seine gesamten Breite (quer zu seiner Längserstreckung) auf dem Abstandselement 35 aufliegen kann. Dadurch kann eine Torsionsverformung des Abstützelements 54 ebenfalls vermieden bzw. gedämpft werden.
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In 6 ist eine Schnittdarstellung quer zur Erstreckungsebene durch das Befestigungselement 5 dargestellt. Man erkennt mittig den ringförmigen Grundkörper 51, der mit einer konischen Struktur 56 versehen ist, um zur Ausbildung einer zuverlässigen Befestigung an einer korrespondierenden Struktur um die Abtriebswelle 34 am Antriebsmodul 3 gekoppelt zu werden.
