-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung betrifft allgemein ein Gehäuse für einen Elektromotor und insbesondere ein Gehäuse mit einer Motorbefestigungskonstruktion und einen Aktuator, in den ein solches Gehäuse eingebunden ist.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Viele Geräte arbeiten mit einem Aktuator, der einen Elektromotor enthält. Der Motor ist normalerweise durch eine Motorbefestigung in einem Gehäuse eines Aktuators montiert. Bei einem bekannten Aktuator werden zum Festlegen des Motors in dem Gehäuse Halterungen und Schrauben verwendet. Bei einem weiteren bekannten Aktuator sind zwei elastomere Dämpfer zwischen die Enden des Motors und das Gehäuse geschaltet, um das Gehäuse gegen Vibrationen zu isolieren, die durch den Motor hervorgerufen werden. Solche Motorbefestigungen können den hörbaren Geräuschpegel des Aktuators mindern. Da jedoch die Halterung und die Dämpfer getrennt von dem Motorgehäuse ausgebildet sind, erfordert der Herstellungsprozess Montageschritte, wodurch unter Umständen zusätzliche Fehlerquellen entstehen.
-
Es wird daher ein verbesserter Aktuator gewünscht, der die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigen kann. Insbesondere wird ein geräuscharmer Aktuator mit nur wenigen Komponenten, zuverlässiger Leistung und einem einfachen Herstellungsprozess gewünscht.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Aktuator angegeben, umfassend: einen Motor mit einer Welle; ein mit der Welle verbundenes Ausgangselement und ein Gehäuse, das den Motor aufnimmt und einen ersten Gehäuseteil und einen zweiten Gehäuseteil hat, wobei der erste Gehäuseteil eine Basis und eine Befestigungskonstruktion für die Befestigung des Motors an dem Gehäuse umfasst und wobei die Befestigungskonstruktion durch eine Verbindungskonstruktion derart an einem ersten Kantenbereich der Basis festgelegt ist, dass die Befestigungskonstruktion über der Basis freitragend ist.
-
Vorzugsweise verbindet die Verbindungskonstruktion die Befestigungskonstruktion über eine sich entlang des ersten Kantenbereichs der Basis erstreckende Wand mit dem ersten Kantenbereich der Basis.
-
Vorzugsweise umfasst die Befestigungskonstruktion eine Anlageplatte und eine Hülse, die sich von der Anlageplatte erstreckt, wobei der Motor in die Hülse eingepresst ist und eine Endplatte des Motors an der Anlageplatte anliegt und die Welle sich durch die Anlageplatte erstreckt.
-
Vorzugsweise erstreckt sich die Verbindungskonstruktion von einer hülsenfernen Seite der Anlageplatte.
-
Vorzugsweise hat die Hülse ein freies Ende, und eine Stützrippe verbindet das freie Ende der Hülse mit einem zweiten Kantenbereich der Basis.
-
Vorzugsweise hat die Verbindungskonstruktion einen rohrförmigen Körper, der die Welle des Motors umschließt, und der rohrförmige Körper hat ein Fenster, das in seiner Umfangsfläche gebildet ist.
-
Vorzugsweise ist zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem rohrförmigen Körper eine Verriegelungskonstruktion gebildet.
-
Vorzugsweise hat der Motor ein Gehäuse mit einem darin gebildeten Ausschnitt; und der zweite Gehäuseteil hat einen Vorsprung, der mit dem Ausschnitt in dem Gehäuse ineinandergreift.
-
Vorzugsweise sind der erste Gehäuseteil, die Verbindungskonstruktion und die Befestigungskonstruktion einteilig als eine einzelne monolithische Konstruktion ausgebildet.
-
Vorzugsweise ist wenigstens eine Öffnung in der Umfangsfläche der Hülse gebildet.
-
Vorzugsweise hat die Widerlagerplatte eine nichtebene Anlagefläche, die sich axial mit dem Motor in Kontakt befindet, und die Hülse erstreckt sich in der axialen Richtung des Motors von der Anlagefläche.
-
Vorzugsweise hat die Anlagefläche eine V-förmige Rippe, und der Motor befindet sich lediglich an der Spitze der V-förmigen Rippe mit der Anlagefläche in Kontakt.
-
Vorzugseise sind der rohrförmige Körper und die Befestigungskonstruktion einteilig als monolithische Konstruktion ausgebildet.
-
Vorzugseise sind der rohrförmige Körper und die Befestigungskonstruktion separat gebildet und zusammengesetzt.
-
Vorzugsweise hat die Hülse eine durchgehende Umfangsfläche.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gehäuse für einen Aktuator angegeben, umfassend: eine Wand; eine Befestigungskonstruktion für die Befestigung eines Motors mit einer Welle an dem Gehäuse; und einen zwischen die Befestigungskonstruktion und die Wand geschalteten Dämpfer, wobei sich der Dämpfer einteilig mit und von der Wand erstreckt, so dass der Dämpfer und die Wand ein monolithisches Element bilden.
-
Vorzugsweise hat der Dämpfer einen rohrförmigen Körper zum Umschließen der Welle des Motors.
-
Vorzugsweise erstreckt sich der rohrförmige Körper in der axialen Richtung des Motors von der Wand.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Zeichnungsfigur erscheinen, sind in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, grundsätzlich identisch gekennzeichnet. Die Dimensionen von Komponenten und Merkmalen sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Die Figuren sind nachstehend aufgelistet.
-
1 zeigt einen Aktuator mit einem eingebundenen Gehäuse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 zeigt den Aktuator in einer Teildraufsicht;
-
3 ist eine Schnittansicht des in 1 dargestellten Aktuators entlang der Linie A-A in 2;
-
4 zeigt einen Motor, der ein Teil des Aktuators von 1 ist;
-
5 zeigt einen ersten Gehäuseteil des in 1 dargestellten Gehäuses;
-
6 zeigt den ersten Gehäuseteil von 5 bei Betrachtung aus einem anderen Winkel;
-
7 zeigt einen zweiten Gehäuseteil des Gehäuses von 1;
-
8 zeigt eine Hülse, die ein Teil des Gehäuses ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
9 zeigt einen Aktuator gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
-
10 zeigt einen Aktuator gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 zeigt einen Aktuator 10 mit eingebundenem Gehäuse 12 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt den Aktuator 10 in einer Teildraufsicht. 3 ist eine Schnittansicht des Aktuators 10 entlang der Linie A-A in 2. Ein Beispiel einer geeigneten Anwendung des Aktuators 10 ist ein HVAC-System (heating, ventilation and airconditioning system = Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystem) eines Fahrzeugs. Der Aktuator 10 umfasst das Gehäuse 12, einen Elektromotor 14 und ein Getriebe (nicht gezeigt) für die Übertragung der Drehung des Motors 14 auf ein Ausgangselement (nicht gezeigt). Der Motor 14, das Getriebe und das Ausgangselement sind in dem Gehäuse 12 aufgenommen.
-
Es wird auch auf 4 Bezug genommen. Der Motor 14 ist bevorzugt ein Gleichstrommotor und hat eine Welle 16 und ein Gehäuse 18 mit zwei ebenen Endplatten 20 und 22, die im Wesentlichen senkrecht zur Welle 16 liegen. An der Welle 16 ist eine Schnecke 24 vorgesehen. Das Getriebe hat ein Schneckenrad 26 (in 3 gezeigt), das mit der Schnecke 24 kämmt. Für eine übersichtliche Darstellung des Gehäuses sind das Ausgangselement und andere Komponenten des Getriebes in den Figuren nicht gezeigt. Zwei zylindrische Naben 28 und 30 springen jeweils axial von den Endplatten 20 und 22 vor und nehmen Lager zum Stützen der Welle 16 auf. Ein Flansch 32 erstreckt sich axial von der von der Schnecke 24 entfernten Endplatte 22 des Gehäuses 18. In dem Flansch 32 ist ein Ausschnitt 33 gebildet.
-
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform besteht das Gehäuse 12 aus Kunststoff, z. B. Polypropylen, und hat einen ersten Gehäuseteil 34 und einen zweiten Gehäuseteil 36, die miteinander verbunden sind. Die 5 und 6 zeigen den ersten Gehäuseteil 34 aus unterschiedlichen Winkeln. In 7 ist der zweite Gehäuseteil 36 dargestellt. Der erste Gehäuseteil 34 hat eine erste Basis 38 und eine erste Seitenwand 39. Der zweite Gehäuseteil 36 hat eine zweite Basis 40 und eine zweite Seitenwand 41. Der Motor 14 ist über eine Befestigungskonstruktion 42 an dem Gehäuse 12 montiert. Vorzugsweise sind die Befestigungskonstruktion 42 und der erste Gehäuseteil 34 als monolithische Konstruktion einteilig ausgebildet, d. h. sie können ein einziges Spritzgussteil sein. Die Befestigungskonstruktion 42 umfasst eine Anlageplatte 43 und eine sich von der Anlageplatte 43 erstreckende Hülse 44.
-
Der erste Gehäuseteil 34 des Gehäuses 12 enthält auch eine Verbindungskonstruktion, wahlweise in Form eines rohrförmigen Körpers 50, zwischen der Anlageplatte 43 und der Seitenwand 39, zum Verbinden der Befestigungskonstruktion 42 mit der Seitenwand 39 des Gehäuses 12. Die Verbindungskonstruktion wirkt vorzugsweise als Dämpfer, um die Übertragung von Vibrationen von dem Motor auf das Gehäuse zu verringern. Vorzugsweise sind der rohrförmige Körper 50, die Anlageplatte 43 und die Seitenwand 39 einteilig als monolithisches Gebilde hergestellt. Eine Durchgangsöffnung 52 ist in der Anlageplatte 43 gebildet. Das von der Anlageplatte 43 entfernte axiale Ende des rohrförmigen Körpers 50 ist durch eine Endwand 54 verschlossen, die sich von der Seitenwand 39 erstreckt.
-
Wie 3 zeigt, ist die Hülse 44 von der ersten Basis 38 beabstandet, um eine Übertragung von Motorvibrationen auf die erste Basis zu verhindern oder abzumildern. Die Verbindungskonstruktion legt die Befestigungskonstruktion an einem Kantenbereich der ersten Basis freitragend fest, so dass die Befestigungskonstruktion über der ersten Basis aufgehängt ist. Vorzugsweise ist die Verbindungskonstruktion an dem Kantenbereich durch eine Wand festgelegt, die sich von dem Kantenbereich erstreckt, könnte jedoch auch direkt verbunden sein. Die optionale Rippe 48 verankert das freie Ende der Hülse direkt oder über einen Wandabschnitt an einem zweiten Kantenbereich der ersten Basis.
-
Wahlweise ist an dem ersten Gehäuseteil 34 eine Rippe 48 gebildet und stützt das freie Ende der Hülse 44. In dieser Ausführungsform sind in der Umfangsfläche der Hülse 44 mehrere Öffnungen 49 gebildet, so dass die gesamte Umfangsfläche der Hülse 44 keine durchgehende Fläche ist. Diese Konfiguration verringert den Materialverbrauch für die Befestigungskonstruktion 42.
-
Der Motor 14 ist in die Hülse 44 eingesetzt und sitzt zum Beispiel über eine Presspassung fest in der Hülse 44. Die Endplatte 20 des Gehäuses 18 des Motors 14 liegt an der Anlageplatte 43 an. Der Flansch 32 des Gehäuses 18 liegt an einem Verriegelungselement 46 an, das an der zweiten Basis 40 des zweiten Gehäuseteils 36 gebildet ist. Dadurch ist das Gehäuse 18 des Motors 14 axial zwischen der Anlageplatte 43 und dem Verriegelungselement 46 positioniert. Das Verriegelungselement 46 liegt in einem Ausschnitt 33, der in einer Kante des Motorgehäuses 18 gebildet ist, und bildet einen Verriegelungsmechanismus, der verhindert, dass sich der Motor in der Hülse 44 dreht. Die Motorwelle 16 erstreckt sich über die Durchgangsöffnung 52 in den rohrförmigen Körper 50. Der rohrförmige Körper 50 umschließt die Schnecke 24 an der Welle 16 ohne Kontakt mit der Welle, so dass sich die Welle 16 in dem rohrförmigen Körper 50 frei drehen kann. Die freie Endfläche 56 der Welle 16 reicht bis zur Endwand 54 und wird durch letztere axial gestützt. Die ebene Endplatte 20 des Gehäuses 18 des Motors 14 liegt an der axialen Anlageplatte 43 des Gehäuses 12 an. Die sich von der Endplatte 20 erstreckende Nabe 28 erstreckt sich in den rohrförmigen Körper 50 und wird durch den rohrförmigen Körper radial gestützt.
-
Eine Kerbe 58 ist in der Seitenwand 39 außerhalb der Endwand 54 des rohrförmigen Körpers 50 des ersten Gehäuseteils 34 gebildet, und eine entsprechende Rippe 60 ist an der Seitenwand 41 des zweiten Gehäuseteils 36 des Gehäuses 12 gebildet. Die Kerbe 58 und die Rippe 60 greifen ineinander, um den zweiten Gehäuseteil 36 relativ zu dem ersten Gehäuseteil 34 umfangsseitig zu positionieren. Ferner sorgen die Endwand 54 des rohrförmigen Körpers 50 und die Seitenwände 39 und 41 des Gehäuses für eine steife Abstützung des rohrförmigen Körpers 50, was vorteilhaft ist für eine Verringerung des Geräusches und/oder der Vibration des Gehäuse 12 während des Betriebs des Motors 14. In der Umfangsfläche des rohrförmigen Körpers 50 ist ein Fenster 62 gebildet, so dass die Schnecke 24 an der Welle 16 freigelegt wird und mit dem Schneckenrad 26 kämmt.
-
Vorzugsweise erstreckt sich ein Vorsprung 64 von der Außenfläche des rohrförmigen Körpers 50 in dem ersten Gehäuseteil 34, und ein korrespondierender Schlitz 66 ist in dem zweiten Gehäuseteil 36 gebildet. Beim Zusammensetzen des ersten Gehäuseteils 34 und des zweiten Gehäuseteils 36 greift der Vorsprung 64 mit dem Schlitz 66 ineinander und bildet eine Verriegelung, wodurch das Kippen der Befestigungskonstruktion 42 während des Betriebs des Motors 14 verringert oder im Wesentlichen eliminiert wird.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie diese in 8 dargestellt ist, ist in der Umfangsfläche der Hülse 44 der Befestigungskonstruktion 42 keine Öffnung gebildet, so dass die gesamte Umfangsfläche der Hülse 44 eine durchgehende Fläche ist. Die Hülse 44 hat einen L-förmigen Bereich 70, der sich einstückig mit und von der Basis 38 des ersten Gehäuseteils 34 erstreckt, und einen bogenförmigen Bereich 72, der die beiden umfangsseitigen Enden des L-förmigen Bereichs 70 miteinander verbindet. Der Motor 14 ist mittels Presspassung an der Hülse 44 montiert. Wahlweise kann die Hülse 44 rechteckförmig sein.
-
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der rohrförmige Körper 50 und die Befestigungskonstruktion 42 separat ausgebildet und zusammengesetzt sein.
-
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform, wie diese in 9 dargestellt ist, ist die dem Motor 14 zugekehrte Innenfläche 74 der Anlageplatte 43 der Befestigungskonstruktion 42 eine konvexe Fläche, so dass Spalten 76 zwischen der Endplatte 20 des Motors 14 und den von der Welle 16 entfernten Bereichen der Fläche 74 gebildet werden. Da die Kontaktfläche zwischen der Anlageplatte 43 und der Endplatte 20 geringer ist, werden weniger Vibrationen von dem Motor 14 auf das Gehäuse 12 des Aktuators 10 übertragen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform, wie diese in 10 dargestellt ist, ist die Innenfläche 74, auch als Anlagefläche bezeichnet, der Anlageplatte 43 an der Befestigungskonstruktion 42 eine ebene Fläche mit einer V-förmigen Rippe 78, die sich von dieser Fläche erstreckt. Die Endfläche 20 des Motors 14 befindet sich nur an der Spiktze der V-förmigen Rippe 78 mit der Anlageplatte 43 in Kontakt, wodurch die Kontaktfläche zwischen der Anlageplatte 43 und der Endplatte 20 verringert wird. Daher werden weniger der Vibrationen, die durch den Motor 14 erzeugt werden, auf das Gehäuse 12 übertragen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht der rohrförmige Körper 50 aus gefüllten Polypropylen und ist so angeordnet, dass dieser die Befestigungskonstruktion 42 mit der Seitenwand 39 des Gehäuses 12 verbindet. Der rohrförmige Körper 50 wirkt als Dämpfer, um das Maß der Motorvibrationen, die auf das Gehäuse 12 übertragen werden, zu verringern. Die Befestigungskonstruktion 42, der rohrförmige Körper 50 und der Rest des ersten Gehäuses 34 können als monolithische Konstruktion ausgebildet sein. Der Herstellungsprozess ist daher einfach, die Kosten des Aktuators sind geringer, und die Zuverlässigkeit ist besser.
-
Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element oder Merkmal vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente oder Merkmale vorhanden sind.
-
Bestimmte Merkmale der Erfindung, die der Klarheit halber im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben wurden, können auch in nur einer Ausführungsform kombiniert sein. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die der Kürze halber in einer Ausführungsform beschrieben wurden, ebenso separat oder in geeigneten Unterkombinationen vorhanden sein.
-
Wenngleich vorliegende Erfindung anhand einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass innerhalb des Schutzrahmens der Erfindung, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist, verschiedene Modifikationen möglich sind.
-
Zum Beispiel kann die Innenfläche 74 der Anlageplatte 43 andere Formen aufweisen, die konkav, konvex, gewellt oder uneben sein können, solange die Kontaktfläche verringert wird, um die Übertragung von Vibrationen zu mindern. Ebenso kann die Form des Dämpfers eine andere als eine Rohrform sein.
