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Die Erfindung betrifft eine Aktorbaugruppe für eine Fahrzeugbremse, insbesondere eine elektromechanische Parkbremse.
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Eine Aktorbaugruppe einer Fahrzeugbremse umfasst in der Regel einen mechanisch verschiebbaren Bremskolben, der eine Zuspannkraft an einer Radbremse bewirkt. Zur Verschiebung des Bremskolbens ist ein Elektromotor vorgesehen, welcher beispielsweise einen Spindeltrieb antreibt. Der Elektromotor ist zu diesem Zweck über eine Getriebeeinheit mit dem Spindeltrieb gekoppelt.
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Da der Elektromotor im Betrieb der Aktorbaugruppe, also beim Betätigen und beim Lösen der Fahrzeugbremse, Antriebsgeräusche verursacht, ist die Aktorbaugruppe insbesondere im Motorbereich gedämpft gelagert. Die gedämpfte Lagerung ist jedoch dahingehend nachteilig, dass die beim Bremsen am Bremskolben auftretenden Reaktionskräfte über die Getriebeeinheit auf den Elektromotor zurückwirken, wodurch der Elektromotor erhöhten Belastungen ausgesetzt ist, was zu schnellerem Verschleiß des Elektromotors führen kann.
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Aus der
DE 10 2004 048 700 A1 ist eine Aktorbaugruppe für eine Fahrzeugbremse, insbesondere eine elektromechanische Parkbremse, bekannt, die ein einziges Trägerelement aufweist, in dem sowohl der Elektromotor als auch sämtliche Komponenten der Getriebeeinheit gelagert sind, so dass über das Trägerelement eine permanente mechanische Kopplung zwischen dem Elektromotor und den Komponenten der Getriebeeinheit besteht. Von daher weist die aus der
DE 10 2004 048 700 A1 bekannte Aktorbaugruppe vorgenannten Nachteil auf, dass Reaktionskräfte über die Getriebeeinheit auf den Elektromotor zurückwirken können.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aktorbaugruppe bereitzustellen, mittels der eine ausreichende Geräuschdämpfung bei gleichzeitig geringem Verschleiß möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Aktorbaugruppe für eine Fahrzeugbremse, insbesondere eine elektromechanische Parkbremse, mit einer Trägerbaugruppe, die eine erste Getriebeplatte und eine zweite Getriebeplatte umfasst, wobei die beiden Getriebeplatten über ein Trägerbauteil miteinander verbunden sind, in einem Aktorgehäuse gelagert sind und eine Getriebeeinheit tragen, wobei die erste Getriebeplatte eine Befestigungsschnittstelle für einen Elektromotor hat und an dem Trägerbauteil elastisch gedämpft gelagert ist und die zweite Getriebeplatte mit dem Trägerbauteil starr gekoppelt ist.
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Die Getriebeplatten sind folglich voneinander entkoppelt. Die erste, gedämpft gelagerte Getriebeplatte eignet sich dazu, Schwingungen eines Elektromotors zu dämpfen und dadurch Antriebsgeräusche zu reduzieren. Anders ausgedrückt lässt sich ein Elektromotor an der ersten Getriebeplatte elastisch aufhängen.
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Die zweite, starr gelagerte Getriebeplatte dient dazu, Reaktionskräfte des Bremskolbens abzufangen, die sonst auf den Elektromotor zurückwirken würden, insbesondere Drehmomente.
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Die Getriebeeinheit umfasst vorzugsweise mindestens eine Stirnradstufe, ein Zwischengetriebe und ein Planetengetriebe. Dadurch lässt sich ein erforderliches Untersetzungsverhältnis erreichen, das beispielsweise zwischen 100:1 und 400:1 liegen kann.
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Gemäß einem Aspekt ist an dem Trägerbauteil mindestens ein Lagerzapfen für ein Zahnrad angeordnet, und die erste Getriebeplatte und das Trägerbauteil und/oder die zweite Getriebeplatte und das Trägerbauteil sind mittels des mindestens einen Lagerzapfens zueinander ausgerichtet, insbesondere miteinander verbunden. Der ohnehin vorhandene Lagerzapfen erfüllt somit eine Doppelfunktion, wodurch auf zusätzliche Ausrichtelemente bzw. Verbindungselemente verzichtet werden kann. Dies trägt zu einer kompakten Bauweise der Aktorbaugruppe bei.
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Beispielsweise verbinden mehrere Lagerzapfen die erste Getriebeplatte und das Trägerbauteil und die Lagerzapfen lagern Zahnräder eines Zwischengetriebes zwischen dem Motor und einem abtriebsseitigen Planetengetriebe. Indem mehrere Lagerzapfen die erste Getriebeplatte und das Trägerbauteil verbinden, lässt sich die erste Getriebeplatte in einer definierten Position am Trägerbauteil ausrichten.
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Darüber hinaus lassen sich über die Lagerzapfen, welche die Zahnräder des Zwischengetriebes lagern, zusätzlich Kräfte ableiten.
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An der ersten Getriebeplatte ist insbesondere mindestens ein elastischer Arm angeformt und die erste Getriebeplatte ist über den mindestens einen elastischen Arm mit dem Trägerbauteil gekoppelt. Der elastische Arm sorgt somit für die Entkoppelung zwischen der ersten Getriebeplatte und der zweiten Getriebeplatte. Der mindestens eine elastische Arm ermöglicht zudem, dass die erste Getriebeplatte ein Stück weit mit dem Elektromotor schwingen kann.
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Gemäß einem Aspekt ist am freien Ende des mindestens einen elastischen Arms ein Lagerauge geformt, in welchem ein Lagerzapfen aufgenommen ist. Das Lagerauge dient zum einfachen Ausrichten der ersten Getriebeplatte am Trägerbauteil, insbesondere am Lagerzapfen. Konkret kann das Lagerauge über den Lagerzapfen gesteckt werden.
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Der mindestens eine elastische Arm ist vorzugsweise einteilig an der ersten Getriebeplatte angeformt, wobei die Elastizität des elastischen Arms durch reduzierte Materialstärke erreicht wird.
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Die zweite Getriebeplatte kann an einer Stirnseite des Trägerbauteils anliegen und an einer zur zweiten Getriebeplatte entgegengesetzten Stirnseite des Trägerbauteils kann ein Lagerdeckel anliegen, wobei der Lagerdeckel und die zweite Getriebeplatte insbesondere zueinander korrespondierende Verbindungsmittel aufweisen und derart miteinander verbunden sind, dass die zweite Getriebeplatte mittels des Lagerdeckels an dem Trägerbauteil festgehalten ist. Anders ausgedrückt ist das Trägerbauteil zwischen der zweiten Getriebeplatte und dem Lagerdeckel eingeklemmt. Auf diese Weise wird der Vorteil erreicht, dass ein bereits bestehendes Bauteil zur Befestigung der zweiten Getriebeplatte an dem Trägerbauteil genutzt werden kann und keine separaten Befestigungsmittel erforderlich sind. Der Lagerdeckel dient insbesondere zur Vormontage der zweiten Getriebeplatte am Trägerbauteil.
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Beispielsweise sind der Lagerdeckel und die zweite Getriebeplatte miteinander verrastet. Somit lassen sich die zweite Getriebeplatte, das Trägerbauteil und der Lagerdeckel durch eine einfache Steckverbindung miteinander verbinden.
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Gemäß einem Aspekt ist die Trägerbaugruppe in dem Aktorgehäuse mittels einer Welle-Nabe-Verbindung formschlüssig aufgenommen. Auf diese Weise können am Bremskolben wirkende Drehmomente über die Trägerbaugruppe in das Aktorgehäuse abgeleitet werden.
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Der Lagerdeckel stützt sich vorzugsweise am Aktorgehäuse ab, so dass zudem Axialkräfte über den Lagerdeckel in das Aktorgehäuse abgeleitet werden können.
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Auch die zweite Getriebeplatte stützt sich vorzugsweise am Aktorgehäuse ab.
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Folglich wird ein großer Anteil der am Bremskolben entstehenden Reaktionskräfte bereits im Bereich der zweiten Getriebeplatte in das Aktorgehäuse abgeleitet und nicht bis zum Elektromotor übertragen.
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Im Trägerbauteil ist beispielsweise ein Hohlrad des Planetengetriebes integriert. Anders ausgedrückt ist das Trägerbauteil einteilig mit dem Hohlrad des Planetengetriebes geformt. Dies trägt ebenfalls zu einer kompakten Bauweise der Aktorbaugruppe bei.
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Konkret hat das Hohlrad des Planetengetriebes an seiner Umfangswandung einen radialen Fortsatz, auf dem der mindestens eine Lagerzapfen angeordnet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist ein Elektromotor an der ersten Getriebeplatte befestigt und die erste Getriebeplatte ist elastisch im Aktorgehäuse gelagert. Beispielsweise stützt sich die Getriebeplatte über Dämpfungselemente im Aktorgehäuse ab. Auf diese Weise werden Schwingungen des Elektromotors gedämpft.
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Zusätzlich kann sich auch der Elektromotor über Dämpfungselemente im Aktorgehäuse abstützen.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine erfindungsgemäße Aktorbaugruppe in einer Seitenansicht,
- - 2 die Aktorbaugruppe aus 1 in einer Draufsicht,
- - 3 die Aktorbaugruppe aus den 1 und 2 in einer perspektivischen Teilschnittdarstellung,
- - 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 1,
- - 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 2, und
- - 6 einen Schnitt entlang der Linie C-C in 2.
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Die 1 und 2 zeigen eine Aktorbaugruppe 10 in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht, wobei in den 1 und 2 lediglich ein Aktorgehäuse 12 der Aktorbaugruppe 10 sichtbar ist.
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Das Aktorgehäuse 12 hat ein schalenförmiges Teil 14 und einen Gehäusedeckel 16.
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In 1 ist außerdem zu erkennen, dass das Aktorgehäuse 12 einen Aufnahmeraum 18 für einen Elektromotor 20 (siehe 3) hat.
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Eine Rotationsachse R des Elektromotors 20 ist dabei parallel zu einer Bewegungsrichtung eines Bremskolbens, der in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.
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Der Elektromotor 20 treibt beispielsweise einen in 1 schematisch veranschaulichten Spindeltrieb 21 an, der den Bremskolben linear verschiebt.
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Das Aktorgehäuse 12 weist eine Aufnahme 22 für den Spindeltrieb 21 auf.
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In 3 ist eine Getriebeeinheit 24 zu sehen, welche den Elektromotor 20 mit dem Spindeltrieb 21 koppelt, wobei eine Untersetzung zwischen 120:1 und 200:1 erreicht wird.
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Die Getriebeeinheit 24 umfasst eine Stirnradstufe 26, ein Zwischengetriebe 28 und ein Planetengetriebe 30.
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Die Stirnradstufe 26 weist ein Antriebsrad 32 auf, das mit dem Elektromotor 20 über eine Antriebswelle 34 gekoppelt ist und von dem Elektromotor 20 angetrieben wird.
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Des Weiteren umfasst die Stirnradstufe 26 ein stirnseitiges Zahnrad 36, mit dem das Antriebsrad 32 in verzahntem Eingriff ist. Das Zahnrad 36 wird folglich von dem Antriebsrad 32 angetrieben.
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Mit dem stirnseitigen Zahnrad 36 ist wiederum ein Zahnrad 38 drehfest gekoppelt, das dem Zwischengetriebe 28 zugeordnet ist.
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Das stirnseitige Zahnrad 36 und das Zahnrad 38 haben dieselbe Rotationsachse X. Allerdings hat das Zahnrad 38 des Zwischengetriebes 28 einen kleineren Durchmesser als das Zahnrad 36 der Stirnradstufe 26.
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Insbesondere sind die Zahnräder 36, 38 als Doppelzahnrad ausgebildet.
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Das Zwischengetriebe 28 umfasst neben dem Zahnrad 38 zwei identisch ausgebildete Zwischenräder 40 und ein Abtriebsrad 42.
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Das Zahnrad 38 ist mit beiden Zwischenrädern 40 in verzahntem Eingriff und treibt diese an. In 3 ist lediglich eines der Zwischenräder 40 zu sehen.
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Die Zwischenräder 40 sind wiederum mit dem Abtriebsrad 42 in verzahntem Eingriff und treiben das Abtriebsrad 42 an.
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Das Abtriebsrad 42 ist mit einem Sonnenrad 44 (siehe 5) des Planetengetriebes 30 drehfest gekoppelt, welches neben dem Sonnenrad 44 Planetenräder 46 und ein Hohlrad 48 umfasst.
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Durch das Planetengetriebe 30 wird der Spindeltrieb 21 der Aktorbaugruppe 10 angetrieben.
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Durch die Getriebeeinheit 24 ist folglich der Elektromotor 20 mit dem Spindeltrieb 21 der Aktorbaugruppe 10 antriebstechnisch gekoppelt, um einen Bremskolben linear zu verschieben.
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Die Getriebeeinheit 24 wird von einer Trägerbaugruppe 50 getragen, die in den 3 bis 6 sichtbar ist.
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4 zeigt einen Schnitt durch die Aktorbaugruppe 10 und eine Draufsicht auf die Trägerbaugruppe 50.
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Die Trägerbaugruppe 50 umfasst eine erste Getriebeplatte 52 und eine zweite Getriebeplatte 54.
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Die beiden Getriebeplatten 52, 54 sind über ein Trägerbauteil 56 miteinander verbunden, das in 4 durch die zweite Getriebeplatte 54 abgedeckt und nur teilweise sichtbar ist.
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Im Trägerbauteil 56 ist das Hohlrad 48 des Planetengetriebes 30 integriert, wie in 3 und den 5 und 6 zu sehen ist.
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Die erste Getriebeplatte 52 hat eine Befestigungsschnittstelle 58 für den Elektromotor 20.
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An dem Trägerbauteil 56 sind mehrere Lagerzapfen 60, 62 angeordnet.
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Die Lagerzapfen 60, 62 lagern das Zahnrad 38 und die Zwischenräder 40 des Zwischengetriebes 28.
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Darüber hinaus dienen die Lagerzapfen 60, 62 dazu, die erste Getriebeplatte 52 und das Trägerbauteil 56 sowie die zweite Getriebeplatte 54 und das Trägerbauteil 56 miteinander zu verbinden und aneinander auszurichten.
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Genauer gesagt ist die erste Getriebeplatte 52 mittels der Lagerzapfen 60, welche die Zwischenräder 40 lagern, an dem Trägerbauteil 56 befestigt. Durch die Befestigung über zwei Lagerzapfen 60 ist die erste Getriebeplatte 52 gleichzeitig in einer definierten Position an dem Trägerbauteil 56 ausgerichtet.
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Zum Zweck der Befestigung am Trägerbauteil 56 sind an der ersten Getriebeplatte 52 zwei elastische Arme 64 angeformt und die erste Getriebeplatte 52 ist über die elastischen Arme mit dem Trägerbauteil 56 gekoppelt.
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Am freien Ende der elastischen Arme 64 ist jeweils ein Lagerauge 66 geformt, wobei in den Lageraugen 66 die Lagerzapfen 60 aufgenommen sind.
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Dadurch, dass die erste Getriebeplatte 52 mittels elastischer Arme an dem Trägerbauteil 56 befestigt ist, ist die erste Getriebeplatte 52 nicht starr, sondern elastisch gedämpft an dem Trägerbauteil 56 gelagert. Somit kann die erste Getriebeplatte 52 im Betrieb mit dem Elektromotor 20 schwingen.
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Wie in 4 zu sehen ist, ist die erste Getriebeplatte 52 in Draufsicht gabelförmig.
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Die zweite Getriebeplatte 54 hingegen ist mit dem Trägerbauteil 56 starr gekoppelt.
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Wie in den 3 und 4 zu sehen ist, ist die zweite Getriebeplatte 54 über den Lagerzapfen 62, der das Zahnrad 38 des Zwischengetriebes 28 lagert, an dem Trägerbauteil 56 befestigt.
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Zu diesem Zweck ist an der zweiten Getriebeplatte 54 ebenfalls ein Lagerauge 68 angeformt.
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Darüber hinaus ist die zweite Getriebeplatte 54 mittels eines Lagerdeckels 70 an dem Trägerbauteil 56 befestigt. Der Lagerdeckel 70 deckt einen Getrieberaum 72 ab, in dem die Getriebeeinheit 24 aufgenommen ist, und trennt diesem von der Aufnahme 22 für den Spindeltrieb.
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Dabei liegt die zweite Getriebeplatte 54 an einer Stirnseite 74 des Trägerbauteils 56 an und der Lagerdeckel 70 liegt an einer zur zweiten Getriebeplatte 54 entgegengesetzten Stirnseite 76 des Trägerbauteils 56 an.
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Der Lagerdeckel 70 und die zweite Getriebeplatte 54 haben zueinander korrespondierende Verbindungsmittel 78 und sind derart miteinander verbunden, dass die zweite Getriebeplatte 54 mittels des Lagerdeckels 70 an dem Trägerbauteil 56 festgehalten ist.
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Genau gesagt hat der Lagerdeckel 70 angeformte Rastnasen 80, welche in entsprechende Aussparungen 82 der zweiten Getriebeplatte 54 eingerastet sind.
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In den 3 und 5 ist zu sehen, dass das Trägerbauteil 56 zwischen dem Lagerdeckel 70 und der zweiten Getriebeplatte 54 eingeklemmt ist.
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Die zweite Getriebeplatte 54 ist darüber hinaus mit ihrer Innenwandung 84 an einer Umfangswandung 86 des Trägerbauteils 56 zentriert (siehe 6).
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Die zweite Getriebeplatte 54 ist wiederum zwischen dem Lagerdeckel 70 und dem Aktorgehäuse 12, insbesondere dem Gehäusedeckel 16, axial geklemmt.
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Der Lagerdeckel 70 ist zwischen dem Aktorgehäuse 12, insbesondere dem schalenförmigen Teil 14, und der zweiten Getriebeplatte 54 sowie dem Trägerbauteil 56 axial geklemmt.
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Das bedeutet, dass der Lagerdeckel 70, das Trägerbauteil 56 und die zweite Getriebeplatte 54 im Aktorgehäuse 12 zwischen dem schalenförmigen Teil 14 und dem Gehäusedeckel 16 axial geklemmt sind. Dadurch lassen sich in axiale Richtung wirkende Kräfte im Bereich der zweiten Getriebeplatte 54 besonders gut über das Aktorgehäuse 12 ableiten.
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Zusätzlich ist die Trägerbaugruppe 50 in dem Aktorgehäuse 12 mittels einer Welle-Nabe-Verbindung 88 formschlüssig aufgenommen (siehe 4). Die Welle-Nabe-Verbindung 88 ist im Ausführungsbeispiel eine Keilwellenverbindung.
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Die Welle-Nabe-Verbindung 88 ist insbesondere zwischen dem Trägerbauteil 56 und dem Aktorgehäuse 12 ausgebildet.
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Durch die Welle-Nabe-Verbindung 88 ist die Trägerbaugruppe 50 drehfest im Aktorgehäuse 12 aufgenommen. Somit können Drehmomente, die vom Spindeltrieb auf die Getriebeeinheit 24 übertragen werden, über das Aktorgehäuse 12 abgeleitet werden.
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Um Schwingungen des Elektromotors 20 zusätzlich zu dämpfen, ist der Elektromotor 20 zum einen direkt und zum anderen über die erste Getriebeplatte 52 mittels zusätzlichen Dämpfungselementen 90 abgestützt, wie in den 4 bis 6 zu sehen ist. Die Dämpfungselemente 90 sind vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet.
