-
Die Erfindung betrifft die Entkopplung eines im Betrieb vibrierenden Aggregats zur Reduzierung der Körperschallübertragung.
-
Die
DE 2011 001 394 A1 beschreibt einen Kältemittelverdichter, der bevorzugt zur Klimatisierung eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird, das einen Hybridantrieb oder einen Antrieb über eine Elektromaschine aufweist. Bei derartigen Antrieben dient aus Effizienzgründen elektrische Energie als Antrieb für den Kältekreislauf. Dabei werden geringe Geräuschemissionen angestrebt. Vorgeschlagen wird die platzsparende Lagerung einer gemeinsamen Antriebswelle des Elektromotors des Kältemittelverdichters und des eigentlichen Verdichters. Eine Reduzierung von Geräuschemissionen wird durch die Einleitung der periodischen Lasten in ein einteiliges, steifes Hauptgehäuseelement erzielt. Angaben über die Anbringung des elektrisch angetriebenen Kältemittelverdichters am oder im Kraftfahrzeug sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mittel für die Befestigung eines im Betrieb vibrierenden Aggregats an einer Struktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Hybridantrieb oder einem Elektromaschinen-Antrieb zur Verfügung zu stellen.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Betrieb vibrierende Aggregate, wie beispielsweise Kältemittelverdichter, Unterdruckpumpen, und Wasserpumpen mit dem Aggregat verbundene Befestigungsaufnahmen aufweisen, die mit einem Durchgangsloch versehen sind. Hierbei wird ein Befestigungselement wie etwa eine Gewindeschraube durch ein Durchgangsloch einer Befestigungsaufnahme geschoben und dann durch Einschrauben in ein Gewindeloch einer Struktur befestigt, an welcher das Aggregat angebracht werden soll. Durch die starre Anbringung erfolgen Körperschallübertragungen in die umliegenden Strukturen, an eingeschränkt. Das Aussenden von Körperschall von umliegenden Strukturen ist für Personen sowohl im Innenraum des Kraftfahrzeugs als auch außerhalb von diesem erspür- und wahrnehmbar, ebenso wie der daraus resultierende Luftschall. Insgesamt besteht daher bei dem bislang eingesetzten Konzept ein Akustikproblem.
-
Gemäß der Erfindung wird ein Entkopplungsbauteil mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen vorgeschlagen. Daher wird in die Befestigungsaufnahme des Aggregats am Anfang und am Ende in Axialrichtung jeweils ein Entkopplungselement integriert, so dass keine starre Kopplung zwischen der Befestigungsaufnahme des vibrierenden Aggregats und der Struktur mehr vorhanden ist, an der das Aggregat angebracht wird.
-
Ein Befestigungselement wie eine Gewindeschraube wird über eine Spannhülse geführt, damit das Befestigungselement nicht durch Biegung oder Fertigungstoleranzen über einen Zwischenraum zur Befestigungsaufnahme Vibrationen in die Struktur einkoppeln kann, in der die Befestigung erfolgt. Die Spannhülse dient auch zur Aufnahme der Befestigungskraft des Befestigungselements.
-
Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile sind vielfältig. Es erfolgt keine direkte Körperschallübertragung durch das Aggregat an die Befestigungsstelle an der Struktur; die Körperschallübertragung über das Befestigungselement des Aggregats an die Befestigungsstelle der Struktur ist stark reduziert; die Luftschallemission der Struktur, an welcher die Befestigung erfolgt, ist stark reduziert.
-
Die Verspannung des Aggregatgehäuses kann durch die Befestigung reduziert werden, so dass sich eine erhöhte Lebensdauer des Aggregats ergibt; Fertigungstoleranzen des Aggregats können kompensiert werden; störende Geräuschpegel im Innenraum des Kraftfahrzeugs, aber auch außerhalb des Kraftfahrzeugs, können verringert werden; und es können störende Vibrationen im Fahrzeug verringert werden.
-
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist jedes der beiden Entkopplungselemente jeweils einen Muffenabschnitt mit einem daran anschließenden Kragen auf. In Einbaulage des Entkopplungsbauteils stoßen daher beide Endabschnitte der Befestigungsaufnahme jeweils gegen einen der beiden Kragen an.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist jedes Entkopplungselement so ausgebildet, dass es auf die Spannhülse aufschiebbar ist. Es kann beispielsweise lose oder aber auch saugend aufgeschoben werden, wobei auch eine zusätzliche Befestigung des Entkopplungselementes an der Spannhülse beispielsweise durch einen Kleber erfolgen kann.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Spannhülse und jeder Muffenabschnitt sowie jeder Kragen der Entkopplungselemente als Hohlzylinder ausgebildet. Hierdurch ergeben sich ein einfacher Aufbau sowie eine einfache Herstellung.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Spannhülse in Axialrichtung zweiteilig ausgebildet und weist ein erstes Spannhülsenteil und ein zweites Spannhülsenteil auf, die im Einbauzustand in Axialrichtung aneinander anliegen.
-
Dies ist besonders vorteilhaft, weil dann das erste Entkopplungselement auf das erste Spannhülsenteil und/oder das zweite Entkopplungselement auf das zweite Spannhülsenteil aufvulkanisiert werden kann. Dies erleichtet die Montage, da nur einfach das erste Spannhülsenteil mit dem ersten Entkopplungselement und das zweite Spannhülsenteil mit dem zweiten Entkopplungselement am einen bzw. anderen Ende der Befestigungsaufnahme eingeschoben werden kann.
-
Typischerweise weist das erste und das zweite Entkopplungselement eine Shore-Härte (A) von etwa 50 auf. Selbstverständlich sind auch je nach Einsatz andere Härtewerte möglich. Auf jeden Fall soll selbstverständlich das Elastomermaterial so gewählt sein, dass es den im Betrieb des Kraftfahrzeuges auftretenden Belastungen möglichst gut standhält.
-
Zwischen dem Befestigungselement, etwa einer Gewindeschraube, und der Spannhülse kann etwa ein Federring oder eine Beilagscheibe vorgesehen sein. Eine derartige Beilagscheibe wird entbehrlich, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Spannhülse bzw. das erste Spannhülsenteil am Ende in Axialrichtung einen Kragen mit einem größeren Außendurchmesser als jenem der restlichen Spannhülse bzw. des restlichen Spannhülsenteils aufweist.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.
-
Es zeigen:
-
1 eine Spannhülse sowie getrennt davon ein erstes und ein zweites Entkopplungselement;
-
2 die Anordnung von 1 im zusammengebauten Zustand, wobei die beiden Entkopplungselemente auf die beiden Enden der Spannhülse in Axialrichtung aufgeschoben sind;
-
3 eine Befestigungsaufnahme eines Aggregats, in welche von beiden Enden in Axialrichtung ein erstes Spannhülsenteil und ein zweites Spannhülsenteil eingeschoben werden;
-
4 die gegenseitige Anordnung des ersten Spannhülsenteils und eines zweiten Spannhülsenteils, die bezüglich ihrer Längsachsen zueinander ausgerichtet sind, jedoch in Axialrichtung noch geringfügig beabstandet sind;
-
5 den zusammengebauten Zustand eines Entkopplungsbauteils, mit welchem die Befestigungsaufnahme eines Aggregats an einer Struktur über ein Befestigungselement befestigt ist;
-
6 eine Anordnung aus einer Elektromaschine und einem Kältemittelverdichter als Aggregat, der an der Elektromaschine befestigt ist;
-
7 eine Aufsicht auf das Lochbild der Befestigungsaufnahmen des in 6 dargestellten Aggregats;
-
8 ein Spannhülsenteil, welches an einem Ende in Axialrichtung einen Kragen aufweist; und
-
9 eine Anordnung aus einem ersten und einem zweiten Spannhülsenteil, wobei das zweite Spannhülsenteil am Ende in Axialrichtung eine Buchse aufweist, die zur Aufnahme des gegenüberliegenden Endes des ersten Spannhülsenteils dient.
-
Als Beispiel für die Verwendung eines Entkopplungsbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt 6 eine Elektromaschine 8 eines Kraftfahrzeugs mit Elektromaschinenantrieb oder Hybridantrieb, wobei ein Kältemittelverdichter 10 über seine Befestigungsaufnahmen 12, 14, 16 an der Elektromaschine 18 befestigt werden soll, in welcher dem Lochbild der 7 entsprechend für jede der Befestigungsaufnahmen 12, 14, 16 des Aggregats 10 ein entsprechendes Gewindeloch vorgesehen ist.
-
1 zeigt eine Spannhülse 22 eines Entkopplungsbauteils gemäß der Erfindung, sowie ein erstes Entkopplungselement 24 mit einem Muffenabschnitt 26 und einem Kragen 28, und ein zweites Entkopplungselement 34 mit einem Muffenabschnitt 36 und einem Kragen 38, die wie in 1 durch die geschwungenen Pfeile angedeutet jeweils von einem der beiden Enden der Spannhülse 22 aufgeschoben werden, so dass sich im zusammengebauten Zustand die in 2 dargestellte Einbaulage ergibt. Hierbei ist der Innendurchmesser ID der beiden Entkopplungselemente 24, 34 annähernd gleich dem Außendurchmesser AD der Spannhülse 22.
-
Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in 2 die Befestigungsaufnahme 12 des Aggregats 10 weggelassen.
-
3 zeigt eine zweiteilige Ausbildung der Spannhülse, wobei ein erstes Spannhülsenteil 40 und ein zweites Spannhülsenteil 42 vorgesehen sind, die jeweils mit einem Entkopplungselement 24 bzw. 34 versehen sind, wie dies voranstehend beschrieben wurde. 3 verdeutlicht, wie die beiden Spannhülsenteile 40, 42 in die Befestigungsaufnahme 12 des Aggregats 10 von beiden Enden aus eingeschoben werden.
-
Ebenso wie die Spannhülse bestehen die Spannhülsenteile aus Metall, typischerweise aus Stahl.
-
4 verdeutlicht noch einmal die gegenseitige Anordnung des ersten Spannhülsenteils 40 und des zweiten Spannhülsenteils 42, die sich annähernd in Einbaulage befinden, jedoch noch durch einen kleinen Spalt in Axialrichtung getrennt sind.
-
5 zeigt den fertiggestellten Einbauzustand, bei welchem die Befestigungsaufnahme 12 des Aggregats 10 durch eine zweiteilige Spannhülse aus einem ersten Spannhülsenteil 40 und einem zweiten Spannhülsenteil 42 an der Elektromaschine 18 als Struktur angebracht ist, wobei eine Schraube (Gewindeschraube) als Befestigungselement, die einen Kopf 50 und einen Gewindeabschnitt 48 aufweist, mit dem vorderen Abschnitt des Gewindeabschnitts 48 in ein entsprechendes Gewindeloch 44 der Elektromaschine eingeschraubt ist.
-
8 zeigt ein Spannhülsenteil 52, das einen Kragen 54 an einem Ende in Axialrichtung aufweist, wodurch eine Beilagscheibe für eine Schraube 46 entbehrlich wird.
-
9 zeigt eine Anordnung einer zweiteiligen Spannhülse, bei welcher, wie voranstehend beschrieben, ein erstes Spannhülsenteil 40 vorgesehen ist, dagegen ein zweites Spannhülsenteil 56 so ausgebildet ist, dass es mit einer Buchse 58 zur Aufnahme des einen Endes des ersten Spannhülsenteils 40 versehen ist.
-
Dadurch, dass die beiden Spannhülsenteile, 40, 56 nicht wie voranstehend unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 geschildert nur in Axialrichtung gegeneinander anstoßen, sondern das erste Spannhülsenteil 40 in der Buchse 58 des zweiten Spannhülsenteils 56 aufgenommen ist, wird eine gegenseitige Fixierung der beiden Spannhülsenteile 40, 56 in Radialrichtung erreicht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Aggregat (im Betrieb vibrierend)
- 12
- Befestigungsaufnahme
- 14
- Befestigungsaufnahme
- 16
- Befestigungsaufnahme
- 18
- Struktur (Elektromaschine)
- 20
- Entkopplungsbauteil
- 22
- Spannhülse
- 24
- 1. Entkopplungselement
- 26
- Muffenabschnitt
- 28
- Kragen
- 34
- 2. Entkopplungselement
- 36
- Muffenabschnitt
- 38
- Kragen
- 40
- 1. Spannhülsenteil
- 42
- 2. Spannhülsenteil
- 44
- Gewindeloch (von 18)
- 46
- Schraube (Befestigungselement)
- 48
- Gewindeabschnitt (von 46)
- 50
- Kopf (von 46)
- 52
- Spannhülsenteil
- 54
- Kragen (von 52)
- 56
- Spannhülsenteil
- 58
- Buchse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
