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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, insbesondere für eine aktiv verstellbare Luftleitvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Abtriebswellen, die an ihren einander zugewandten Enden drehfest mit einem Abtriebsrad verbunden sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Antriebseinheit. Die Erfindung betrifft darüber hinaus 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, insbesondere für eine aktiv verstellbare Luftleitvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Abtriebswellen, die an ihren einander zugewandten Enden drehfest mit einem Abtriebsrad verbunden sind, im Hinblick auf einen geräuscharmen, insbesondere klapperfreien, Betrieb, vorzugsweise unter extremen Bedingungen, zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einer Antriebseinheit, insbesondere für eine aktiv verstellbare Luftleitvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Abtriebswellen, die an ihren einander zugewandten Enden drehfest mit einem Abtriebsrad verbunden sind, dadurch gelöst, dass zwischen den beiden Abtriebswellen eine Spreizvorrichtung angeordnet ist, durch welche die beiden Abtriebswellen an ihren einander zugewandten Enden aufgeweitet werden. Dadurch kann ein herstellungsbedingt unvermeidbares Spiel, das im Betrieb der Antriebseinheit unerwünschte Klappergeräusche verursacht, minimiert werden. Das Abtriebsrad gehört zum Beispiel zu einem Untersetzungsgetriebe, das insbesondere in Kombination mit einer aktiv verstellbaren Luftleitvorrichtung, zwei Schneckengetriebe umfasst. Das Abtriebsrad ist zum Beispiel als Abtriebszahnrad mit einer Außenverzahnung ausgeführt. 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.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen an ihren einander zugewandten Enden jeweils eine Spreizausnehmung aufweisen. Dadurch wird ein gewünschtes Aufweiten der Abtriebswellen an ihren einander zugewandten Enden mit der Spreizvorrichtung vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizvorrichtung mindestens einen Spreizkörper umfasst, der mit einem Spreizabschnitt in die Spreizausnehmung eingepresst ist. Durch die Höhe der Einpresskraft kann die Aufweitung des zugehörigen Abtriebswellenendes eingestellt beziehungsweise variiert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkörper als Spreizkugel ausgeführt ist, die mit einander abgewandten Kugelabschnitten in die einander zugewandten Enden der Abtriebswellen eingepresst ist. Das liefert auf einfache Art und Weise den Vorteil, dass mit nur einem Spreizkörper die gewünschte Aufweitung an den einander zugewandten Enden der Abtriebswellen realisiert werden kann. Je nach Ausführung kann aber auch eine mehrteilige Spreizvorrichtung verwendet werden. So kann es zum Beispiel günstiger sein, zwei Halbschalen zur Darstellung des Spreizkörpers zu verwenden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizkugel eine Kugellagerkugel ist. Das liefert den Vorteil, dass zur Darstellung der Spreizvorrichtung standardisierte Einzelteile verwendet werden können.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Antriebseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen an ihren einander zugewandten, aufgeweiteten Enden über Verzahnungen drehfest und im Wesentlichen spielfrei mit dem Abtriebsrad verbunden sind. Zur Darstellung der Verzahnungen, die ineinandergreifen, weisen die Abtriebswellen an ihren einander zugewandten, aufgeweiteten Enden vorteilhaft eine Außenverzahnung auf, die in eine Innenverzahnung in einem Durchgangsloch des Abtriebsrads eingreift. Die Verzahnungen sind vorteilhaft als Kerbverzahnungen ausgeführt. Die Verzahnungen können aber auch als Passverzahnungen ausgeführt sein.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Spreizvorrichtung, insbesondere einen Spreizkörper, und/oder eine Abtriebswelle für eine vorab beschriebene Antriebseinheit. Die Spreizvorrichtung, insbesondere der Spreizkörper, und/oder die Abtriebswelle beziehungsweise Abtriebswellen sind separat handelbar.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Antriebseinheit.
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Bei einem Verfahren zum Montieren einer vorab beschriebenen Antriebseinheit ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Spreizvorrichtung in dem Abtriebsrad zwischen den einander zugewandten Enden in den Spreizausnehmungen der Abtriebswellen angeordnet wird. Die Gestalt der Spreizausnehmungen ist, zumindest teilweise, an die Gestalt der Spreizvorrichtung, insbesondere des Spreizkörpers, angepasst.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen aufeinander zu bewegt werden, um die Abtriebswellen an ihren einander zugewandten Enden aufzuweiten. Durch die Höhe der Kraft, mit welcher die Abtriebswellen aufeinander zu bewegt werden, kann das Maß der Aufweitung an den einander zugewandten Enden der Abtriebswellen eingestellt werden. Die Spreizvorrichtung, insbesondere der Spreizkörper, verbleibt im fertig montierten Zustand zwischen den Abtriebswellen in dem Abtriebsrad. Dadurch wird ein unerwünschtes Rückstellen der Aufweitung sicher verhindert.
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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 eines Kraftfahrzeugs mit einem Untersetzungsgetriebe, das zwei Abtriebswellen umfasst, im Längsschnitt;
- 2 eine ähnliche Darstellung wie in 1 mit einer Spreizvorrichtung, die zwischen den beiden Abtriebswellen angeordnet ist, um die Abtriebswellen an ihren einander zugewandten Enden aufzuweiten; und
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Heckbereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer aktiv verstellbaren Luftleitvorrichtung.
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In den 1 und 2 ist eine Antriebseinheit 1; 21 mit einem Untersetzungsgetriebe 2; 22 im Längsschnitt dargestellt. Das Untersetzungsgetriebe 2; 22 ist in einem Gehäuse 3; 23 untergebracht.
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Die Antriebseinheit 1; 21 umfasst als Antrieb einen (nicht dargestellten) Elektromotor, der über das Untersetzungsgetriebe 2; 22 zwei Abtriebswellen 11, 12; 31, 32 antreibt. Die Abtriebswellen 11, 12; 31, 32 sind koaxial angeordnet und um eine gemeinsame Drehachse 9; 29 drehbar. Dabei sind die Abtriebswellen 11, 12; 31, 32 mit ihren einander zugewandten Enden 13, 14; 33, 34 in einem zentralen Durchgangsloch 16; 26 eines Abtriebsrads 10; 30 des Untersetzungsgetriebes 2; 22 angeordnet.
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Die Abtriebswellen 11, 12; 31, 32 sind an ihren einander zugewandten Enden 13, 14; 33, 34 mit Außenverzahnungen versehen, die in eine Innenverzahnung des zentralen Durchgangslochs 16; 26 des Abtriebsrads 10; 30 eingreifen. Die Verzahnungen dienen zur Darstellung einer drehfesten Verbindung zwischen dem Abtriebsrad 10; 30 und den beiden Abtriebswellen 11, 12; 31, 32. Zu diesem Zweck sind die Verzahnungen zum Beispiel als Kerbverzahnungen ausgeführt. Die Verzahnungen können aber auch als Passverzahnungen ausgeführt sein.
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Die zur Drehmomentübertragung zwischen dem Abtriebsrad 10; 30 und den Abtriebswellen 11, 12; 31, 32 dienende drehfeste Verbindung, die durch die ineinandergreifenden Verzahnungen realisiert wird, sollte möglichst spielfrei sein. Zu diesem Zweck sind verschiedene Maßnahmen denkbar. So können die einander zugewandten Enden 13, 14; 33, 34 der Abtriebswellen 11, 12; 31, 32 zum Beispiel mit einem Lack beschichtet werden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass die Spielfreiheit der drehfesten Verbindung zwischen dem Abtriebsrad 30 und den Abtriebswellen 31, 32 besonders wirksam mit Hilfe einer Spreizvorrichtung 35 realisiert werden kann, die zwischen den einer einander zugewandten Enden 33, 34 der Abtriebswellen 31, 32 angeordnet ist, wie man in 2 sieht. Mit der Spreizvorrichtung 35 können die einander zugewandten Enden 33, 34 der Abtriebswellen 31, 32 so aufgeweitet werden, dass die Verzahnungen zwischen den einander zugewandten Enden 33, 34 der Abtriebswellen 31, 32 und dem Abtriebsrad 30 spielfrei ineinandergreifen.
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Die Spreizvorrichtung 35 umfasst einen Spreizkörper 36. Der Spreizkörper 36 ist als Spreizkugel ausgeführt. Als Spreizkugel 36 wird besonders vorteilhaft eine Kugellagerkugel verwendet. Die Spreizkugel 36 ist miteinander abgewandten Kugelabschnitten in einander zugewandte Spreizausnehmungen 37, 38 eingepresst, die an den einander zugewandten freien Enden 33, 34 der Abtriebswellen 31, 32 ausgebildet sind.
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Die Spreizausnehmungen 37, 38 sind als Sacklöcher ausgeführt, deren Gestalt so ausgeführt ist, dass die Spreizkugel 36 in Kraftschlussabschnitten mit Kugelabschnitten der Spreizkugel 36 verbunden wird, wenn die beiden Abtriebswellen 31, 32 in 2 von links und von rechts mit einer ausreichend großen Presskraft beaufschlagt werden.
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Im eingepressten Zustand ist, wie man in 2 sieht, in axialer Richtung noch etwas Spiel zwischen den Spreizausnehmungen 37, 38 und der Spreizkugel 36. In den Kraftschlussabschnitten sind die Abtriebswellen 31, 32 durch das Einpressen kraftschlüssig so mit den Abtriebswellen 31, 32 verbunden, dass die einander zugewandten Enden 33, 34 aufgeweitet werden. So kann das unerwünschte Spiel in der Kerbverzahnung wirksam minimiert, vorteilhaft auf null reduziert 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]
