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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine aktiv verstellbare Luftleitvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, in welchem ein steuerbarer Elektromotor mit einem Untersetzungsgetriebe unterbracht ist, das zwei Abtriebswellen umfasst, die an ihren einander zugewandten Enden antriebsmäßig mit dem Untersetzungsgetriebe verbunden sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Montieren einer derartigen Antriebseinheit.
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Aus der europäischen Offenlegungsschrift
EP 2 716 529 A2 ist eine Luftleiteinrichtung für ein Fahrzeug bekannt, umfassend mindesten ein verstellbares Spoilerelement, mindestens eine mit dem Spoilerelement in einer Wirkverbindung stehende Kinematik und einen mit der Kinematik in Wirkverbindung stehenden Stellantrieb, der mindestens einen Antriebsmotor, der auf einem Basiselement angeordnet ist und von welchem eine Antriebskette bis zur Kinematik ausgeht, und mindestens ein Getriebe umfasst, das über eine Antriebswelle mit dem Antriebsmotor verbunden ist, wobei der Antriebsmotor zwischen zwei mit dem Spoilerelement verbundenen Kinematiken angeordnet ist und beidseitig von einer Antriebswelle eingegriffen ist, wobei eine Antriebswelle in seinem dem Antriebsmotor angewandten Endbereich mit einem ersten Getriebe in Eingriff steht und eine zweite Antriebswelle mit seinem dem Antriebsmotor abgewandten Endbereich eine Bremse entlang einer Bremsenachse durchgreift und mit ihrem Ende in ein zweites Getriebe eingreift. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2014 012 292 A1 ist ein Stellantrieb für eine aus einer Nicht-Gebrauchsstellung in unterschiedliche Gebrauchsstellungen verstellbare Luftleitvorrichtung an einem Fahrzeug mit einem steuerbaren Elektromotor und mit einem Untersetzungsgetriebe, sowie mit Mitteln zur mechanischen Übertragung der Stellkraft auf die Luftleitvorrichtung bekannt, wobei das Untersetzungsgetriebe einen ersten über seine Schnecke an die Antriebswelle des Elektromotors gekoppelten Schneckentrieb aufweist, dessen Schneckenrad mit einer Schnecke eines zweiten Schneckentriebs in Wirkverbindung bringbar ist, dessen Schneckenrad die Verstellwelle für die Luftleitvorrichtung antreibt, wobei das Schneckenrad des zweiten Schneckentriebs in etwa mittig zu beziehungsweise auf der von ihm angetriebenen Verstellwelle/Verstellwellen angeordnet ist, wobei die Luftleitvorrichtung ein Heckspoiler eines Fahrzeugs ist. Aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2007 026 257 B4 , der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 005 346 A1 , der deutschen Patentschrift
DE 25 56 226 , dem US-Patent
US 5,287,770 und der europäischen Patentschrift
EP 0 762 613 B1 sind Schneckengetriebe mit mehrteiligen Antriebsgehäusen bekannt, wobei die Antriebsgehäuse mindestens eine quer zur Abtriebs- beziehungsweise Antriebsachse angeordnete Trennebene aufweisen, und wobei die Antriebsgehäuse im Austrittsbereich der Antriebs- beziehungsweise Abtriebswelle durch einen Wellendichtring abgedichtet sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebseinheit für eine aktiv verstellbare Luftleitvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, in welchem ein steuerbarer Elektromotor mit einem Untersetzungsgetriebe unterbracht ist, das zwei Abtriebswellen umfasst, die an ihren einander zugewandten Enden antriebsmäßig mit dem Untersetzungsgetriebe verbunden sind, zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einer Antriebseinheit für eine aktiv verstellbare Luftleitvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, in welchem ein steuerbarer Elektromotor mit einem Untersetzungsgetriebe unterbracht ist, das zwei Abtriebswellen umfasst, die an ihren einander zugewandten Enden antriebsmäßig mit dem Untersetzungsgetriebe verbunden sind, dadurch gelöst, dass ein Gehäusekörper des Gehäuses der Antriebseinheit mindestens eine Durchstecköffnung für eine der Abtriebswellen umfasst, wobei zur Abdichtung zwischen der Abtriebswelle und der Durchstecköffnung ein Wellendichtring montiert ist. Das Untersetzungsgetriebe umfasst vorteilhaft zwei miteinander gekoppelte Schneckengetriebe. Bei dem Wellendichtring handelt es sich vorzugsweise um einen Radialwellendichtring. Die Luftleitvorrichtung umfasst zum Beispiel ein Luftleitelement, das in Höhe und Neigung mit Hilfe der Antriebseinheit verstellbar ist. Zur aktiven Verstellung des Luftleitelements sind den einander abgewandten Enden der Abtriebswellen vorteilhaft Kinematiken zugeordnet, über welche Drehbewegungen der Abtriebswellen in gewünschte Verstellbewegungen des Luftleitelements umgewandelt werden. Die Kinematiken umfassen zum Beispiel eine parallelogrammartige Hebel- oder Lenkermechanik. Das Luftleitelement kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Bei dem Luftleitelement handelt es sich vorzugsweise um einen Heckflügel oder Heckspoiler eines Sportwagens. Die Luftleitvorrichtung ist vorzugsweise einem Heck des Kraftfahrzeugs zugeordnet und wird daher auch als heckseitige Luftleitvorrichtung bezeichnet. Durch die Gestaltung der Antriebseinheit mit der Durchstecköffnung für eine der Abtriebswellen kann die Dichtigkeit in Kombination mit dem Wellendichtring, insbesondere dem Radialwellendichtring, wirksam verbessert werden, und zwar auch unter extremen Bedingungen, wenn die Luftleitvorrichtung mit der Antriebseinheit zum Beispiel ganz oder teilweise untergetaucht oder mit einem Hochdruckreiniger gereinigt wird.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper des Gehäuses der Antriebseinheit zwei miteinander fluchtende Durchstecköffnungen für jeweils eine der Abtriebswellen umfasst, wobei zur Abdichtung zwischen den Abtriebswellen und den Durchstecköffnungen jeweils ein Wellendichtring montiert ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine hochwirksame Abdichtung zwischen den Abtriebswellen und dem Gehäuse ermöglicht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mit dem Gehäusekörper eine Trennebene aufweist, die relativ zu einer gemeinsamen Drehachse der Abtriebswellen verlagert ist. Dadurch wird die fertigungstechnische Realisierung der Durchstecköffnungen in dem Gehäuse vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper zur Darstellung der Durchstecköffnung einen Ringkörper umfasst, der einstückig mit dem Gehäusekörper verbunden ist, beziehungsweise dadurch, dass der Gehäusekörper zur Darstellung der beiden Durchstecköffnungen zwei Ringkörper umfasst, die einstückig mit dem Gehäusekörper verbunden sind. Der Gehäusekörper mit dem Ringkörper beziehungsweise mit den Ringkörpern kann fertigungstechnisch auf einfache Art und Weise, zum Beispiel durch Gießen, realisiert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mit dem Gehäusekörper durch einen Gehäusedeckel dicht verschlossen ist. Die Abdichtung zwischen dem Gehäusekörper und dem Gehäusedeckel kann auf einfache Art und Weise durch eine herkömmliche Dichtung wirksam dargestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abtriebswellen drehfest mit einem gemeinsamen Abtriebszahnrad des Untersetzungsgetriebes verbunden sind. Die Verbindung zwischen den beiden Abtriebswellen und dem gemeinsamen Abtriebszahnrad ist zum Beispiel stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgeführt.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Gehäuse, insbesondere einen Gehäusekörper oder Gehäusedeckel, für eine vorab beschriebene Antriebseinheit. Das Gehäuse, insbesondere der Gehäusekörper oder Gehäusedeckel ist separat handelbar.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Gehäuse.
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Bei einem Verfahren zum Montieren einer vorab beschriebenen Antriebseinheit ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass mindestens eine der Abtriebswellen durch eine der Durchstecköffnungen, vorzugsweise beide Abtriebswellen durch beide Durchstecköffnungen, in dem Gehäusekörper gesteckt wird beziehungsweise werden, bevor die Abtriebswellen antriebsmäßig mit dem Untersetzungsgetriebe verbunden werden, und bevor oder nachdem die Wellendichtringe montiert werden. Dabei können die Abtriebswellen vorteilhaft relativ zu dem Gehäusekörper beziehungsweise in dem Gehäusekörper verschwenkt werden, um das Einstecken oder Durchstecken durch die Durchstecköffnungen zu vereinfachen. Danach können die beiden Abtriebswellen dann in ein entsprechendes zentrales Durchgangsloch des Abtriebszahnrads eingepresst werden. Die Montage der Wellendichtringe erfolgt vorteilhaft unabhängig von der Montage der Abtriebswellen und der antriebsmäßigen Verbindung zwischen den Abtriebswellen und dem Untersetzungsgetriebe. Dadurch können unerwünschte Beschädigungen der Wellendichtringe vermieden werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mit dem Gehäusedeckel verschlossen wird, nachdem die Wellendichtringe montiert sind. Dadurch wird die Montage vereinfacht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine Antriebseinheit für eine aktiv verstellbare Luftleitvorrichtung mit einer durchgehenden Abtriebswelle im Schnitt;
- 2a eine perspektivische Darstellung eines Gehäusekörpers mit einer Durchstecköffnung für eine Abtriebswelle;
- 2b eine Antriebseinheit mit einem Gehäuse, das den Gehäusekörper aus 2a und zwei Abtriebswellen umfasst; und
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Heckbereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer aktiv verstellbaren Luftleitvorrichtung.
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In 1 ist eine Antriebseinheit 1 mit einem Untersetzungsgetriebe 2 in einem Gehäuse 3 im Schnitt dargestellt. Das Untersetzungsgetriebe 2 umfasst zwei Schneckengetriebe, die in dem Gehäuse 3 untergebracht sind.
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Das Gehäuse 3 umfasst zwei Gehäusekörper 4, 5 mit einer Trennebene 6. Die Trennebene 6 erstreckt sich entlang der Drehachse einer Abtriebswelle 9, die in dem Gehäuse 3 mit einem Abtriebsrad 10 des Untersetzungsgetriebes 2 drehfest verbunden ist. Zur Abdichtung zwischen der Abtriebswelle 9 und dem Gehäuse 3 dienen zwei Dichttüllen 7, 8.
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Die Abtriebswelle 9 ist an ihren aus dem Gehäuse 3 herausragenden Enden 11, 12 über Kinematiken 15, 16, die nur durch Rechtecke angedeutet sind, verstellmäßig mit einem (in 1 nicht dargestellten) Luftleitelement der aktiv verstellbaren Luftleitvorrichtung verbunden. Ein Elektromotor 14 der Antriebseinheit 1 ist ebenfalls in dem Gehäuse 3 untergebracht.
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Bei Untersuchungen und Versuchen, die im Rahmen der Erfindung angestellt wurden, wurde herausgefunden, dass die Dichtigkeit des Gehäuses 3, insbesondere unter extremen Bedingungen, verbesserungsfähig ist.
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In den 2a und 2b ist eine Antriebseinheit 21 mit einem Untersetzungsgetriebe 22 dargestellt, das so oder so ähnlich wie das Untersetzungsgetriebe 2 in 1 ausgeführt ist. Ein Gehäuse 23 der Antriebseinheit 21 ist durch eine Trennebene 27 in einen Gehäusekörper 24 und einen Gehäusekörper 25 unterteilt.
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Der Gehäusekörper 25 ist als Gehäusedeckel 26 ausgeführt, der den Gehäusekörper 24 dicht verschließt. Die Trennebene 27 ist gegenüber der Trennebene 6 in 1 relativ zu der Drehachse der Abtriebswelle (9 in 1) verschoben.
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In 2b sieht man, dass die Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 22 in zwei Abtriebswellen 31, 32 unterteilt ist. Die einander abgewandten Enden 33, 34 sind, ebenso wie die Wellenenden 11, 12 der Abtriebswelle 9 in 1, über (in 2b nicht dargestellte) Kinematiken mit einem Luftleitelement der Luftleitvorrichtung verstellmäßig verbunden.
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Die einander zugewandten Enden 35, 36 sind stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig, gegebenenfalls auch formschlüssig, mit einem Abtriebszahnrad 30 des Untersetzungsgetriebes 22 verbunden.
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Die Abtriebswellen 31, 32 erstrecken sich durch Ringkörper 41, 43 hindurch, die einstückig mit dem Gehäusekörper 24 des Gehäuses 23 verbunden sind. Zur Abdichtung sind zwischen den Abtriebswellen 31, 32 und den Ringkörpern 41, 43 Wellendichtringe 42, 44 eingebaut, die als Radialwellendichtringe ausgeführt sind.
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Die Ringkörper 41, 43 stellen vorteilhaft Durchstecköffnungen 45, 46 dar, durch welche die Abtriebswellen 31, 32 bei der Montage einfach hindurchgesteckt werden können. Die Teilung der Abtriebswelle in die beiden Abtriebswellen 31, 32 erlaubt es, in Kombination mit den Durchstecköffnungen 45, 46 in den Ringkörpern 41, 43, die Radialwellendichtringe 42, 44 zum Abdichten der Abtriebswellen 31, 32 zu verwenden.
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Bei der Montage können die Abtriebswellen 31, 32 auf einfache Art und Weise durch die Durchstecköffnungen 45, 46 in die Ringkörper 41, 43 des Gehäusekörpers 24 eingefädelt werden, der eine Gehäuseunterschale darstellt. Danach können die Abtriebswellen 31, 32 in ein entsprechendes Durchgangsloch des Abtriebszahnrads 30 eingeführt und mit dem Abtriebszahnrad 30 verpresst werden.
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In 3 ist ein Heck 51 eines Kraftfahrzeugs 50 vereinfacht perspektivisch dargestellt. Im Heck 51 des Kraftfahrzeugs 50 ist eine Luftleitvorrichtung 52 mit einem aktiv verstellbaren Luftleitelement 53 dargestellt. Bei dem Luftleitelement 53 handelt es sich um einen Heckspoiler oder Heckflügel, der in seiner Neigung und seiner Höhe über eine nur durch ein Rechteck angedeutete Antriebseinheit 54 verstellbar ist. Bei der Antriebseinheit 54 handelt es sich vorteilhaft um die in 2 dargestellte Antriebseinheit 21.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2716529 A2 [0002]
- DE 102014012292 A1 [0002]
- DE 102007026257 B4 [0002]
- DE 102009005346 A1 [0002]
- DE 2556226 [0002]
- US 5287770 [0002]
- EP 0762613 B1 [0002]
