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GEBIET DER ERFINDUNG
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Vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugfensterantriebsmechanismus und ein diesen verwendendes Fahrzeug.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein Fahrzeugfenster wird normalerweise mittels eines Fahrzeugfensterantriebsmechanismus geöffnet und geschlossen. Der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus umfasst allgemein einen Kasten bzw. ein Gehäuse sowie einen Motor und ein Getriebe, die in dem Gehäuse angeordnet sind. Bei Drehung des Motors treibt der Motor das Fahrzeugfenster über das Getriebe zum Öffnen oder zum Schließen an. Der traditionelle Motor für den Fahrzeugfensterantrieb ist ein Bürstenmotor, der vergleichsweise unabhängig ausgebildet ist und beispielsweise ein Außengehäuse und einen Ständer, einen Läufer und in dem Außengehäuse angeordnete Bürsten hat. Der Motor ist deshalb relativ groß. Wenn der Motor mit dem Außengehäuse des Gehäuses verbunden ist, ist der gesamte Fahrzeugfensterantriebsmechanismus noch größer und belegt sehr viel Installationsraum.
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ÜBERSICHT
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Es werden daher ein Fahrzeugfensterantriebsmechanismus mit kleineren Abmessungen und ein Fahrzeug gewünscht, in welchem der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus verwendet wird.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeugfensterantriebsmechanismus angegeben, der einen Kasten bzw. ein Gehäuse, einen an dem Gehäuse montierten Motor und ein an dem Gehäuse angeordnetes und mit dem Motor verbundenes Getriebe umfasst. Der Motor ist ein einphasiger bürstenloser Permanentmagnetmotor.
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Vorzugsweise hat der Motor einen Ständerkern, eine Wicklung, die um den Ständerkern herumgeführt ist, und einen Läufer. Das Gehäuse definiert eine Aufnahmekammer, wobei der Motor zumindest teilweise in der Aufnahmekammer des Gehäuse aufgenommen ist.
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Vorzugsweise umfasst der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus ferner einen Abdeckungskörper, der ein offenes Ende der Aufnahmekammer des Gehäuses abdeckt, wobei der Ständerkern und die Wicklung zumindest teilweise in dem Abdeckungskörper aufgenommen sind.
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Vorzugsweise umfasst der Abdeckungskörper einen Aufnahmebereich und einen Verbindungsflansch, der an einem distalen Ende des Aufnahmebereichs angeordnet ist. Der Motor ist zumindest teilweise in dem Aufnahmebereich aufgenommen. Ein Dämpfungselement ist zwischen dem Aufnahmebereich und dem Motor angeordnet, und der Verbindungsflansch ist mit dem Gehäuse fest verbunden.
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Vorzugsweise hat das Dämpfungselement einen Hülsenbereich, der rund um den Motor befestigt ist, und einen Dämpfungsbereich, der an dem Hülsenbereich vorgesehen ist, wobei der Dämpfungsbereich zwischen den Hülsenbereich und den Aufnahmebereich des Abdeckungskörpers geschaltet ist.
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Vorzugsweise umfasst eine Struktur des Dämpfungsbereiches mindestens eine Art von Dämpfungsvorsprüngen, umfassend längliche Dämpfungsvorsprünge, kugelförmige Dämpfungsvorsprünge, zylindrische Dämpfungsvorsprünge, kreiskegelstumpfförmige Dämpfungsvorsprünge und prismenförmige Dämpfungsvorsprünge.
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Vorzugsweise hat das Dämpfungselement ferner einen Haltebereich. Der Haltebereich ist ein Flansch, der an einem Ende des Hülsenbereichs angeordnet ist, wobei der Haltebereich zwischen dem Abdeckungskörper und dem Gehäuse aufgenommen ist, wenn der Abdeckungskörper das Gehäuse abdeckt.
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Vorzugsweise hat das Gehäuse einen ersten Aufnahmebereich und einen zweiten Aufnahmebereich, wobei die Aufnahmekammer in dem ersten Aufnahmebereich angeordnet ist, der zweite Aufnahmebereich einen Schlitz definiert, der mit der Aufnahmekammer in Verbindung steht, und die Getriebeeinheit in dem Schlitz aufgenommen ist und durch den Läufer des Motors angetrieben wird.
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Vorzugsweise hat der Läufer eine Läuferwelle, die mit dem Gehäuse drehbar verbunden ist. Die Getriebeeinheit hat ein erstes Getriebeelement, ein zweites Getriebeelement und ein Ausgangselement, die der Reihe nach verbunden sind, wobei das erste Getriebeelement mit der Drehwelle verbunden ist, das zweite Getriebeelement in dem Aufnahmeschlitz aufgenommen und zwischen das erste Getriebeelement und das Ausgangselement geschaltet ist und das Ausgangselement konfiguriert ist für die Verbindung mit einer externen Vorrichtung, um die externe Vorrichtung zu einer Bewegung anzutreiben.
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Vorzugsweise ist das erste Getriebeelement eine Schnecke, das zweite Getriebeelement ist ein Schneckenrad, das Ausgangselement ist ein durch die Schnecke angetriebenes Ausgangszahnrad, und das Gehäuse ist ein Getriebegehäuse.
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Vorzugsweise hat der Ständerkern ein Ständerjoch und zwei Ständerzähne. Das Ständerjoch hat zwei einander gegenüberliegende erste Seitenwände und zwei einander gegenüberliegende zweite Seitenwände, die zwischen die ersten Seitenwände geschaltet sind. Die beiden Ständerzähne sind jeweils mit den ersten Seitenwänden verbunden, und die Wicklung ist um die beiden Zähne herumgeführt.
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Vorzugsweise ist ein maximaler Abstand zwischen Außenflächen der beiden ersten Seitenwände größer als ein maximaler Abstand zwischen Außenflächen der beiden zweiten Seitenwände.
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Vorzugsweise hat jeder Zahn einen Wicklungsbereich und zwei Polschuhe. Der Wicklungsbereich ist mit der ersten Seitenwand verbunden. Die beiden Polschuhe sind mit einem von der ersten Seitenwand entfernten Ende des Wicklungsbereichs verbunden und weisen in Richtung auf den Läufer, und die Wicklung umfasst zwei Spulen, die jeweils um den Wicklungsbereich eines der Ständerzähne herumgewickelt sind.
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Vorzugsweise bildet eine in Richtung auf den Läufer weisende Seite jeder zweiten Seitenwand zwei Verlängerungen. Ein von der zweiten Seitenwand entferntes Ende jeder Verlängerung erstreckt sich in einer von der Seitenwand und von der anderen Verlängerung wegführenden Richtung. Die Polschuhe und die Verlängerungen definieren zusammenwirkend einen Aufnahmeraum, in welchem der Läufer aufgenommen ist.
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Vorzugsweise definiert eine in Richtung auf den Läufer weisende Seite des Polschuhs eine Vertiefung, und eine in Richtung auf den Läufer weisende Seite der beiden Verlängerungen jeder zweiten Seitenwand definiert eine Vertiefung.
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Vorzugsweise sind der Polschuh und die Verlängerung durch eine Öffnung unterbrochen.
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Vorzugsweise hat der Läufer mit dem Gehäuse drehbar verbundene Drehwelle und vier Permanentmagnetpole, wobei diese vier Permanentmagnetpole entlang einer Umfangsrichtung des Läufers alternierend angeordnet sind.
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Vorzugsweise liegen die Außenflächen der Permanentmagnetpole an einer konzentrischen Kreisbogenfläche.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeugfensterantriebsmechanismus angegeben, der ein Gehäuse, einen an dem Gehäuse montierten Motor und eine Getriebeeinheit umfasst, die an dem Gehäuse montiert und mit dem Motor verbunden ist. Der Motor ist ein einphasiger bürstenloser Permanentmagnetmotor. Die Getriebeeinheit ist für einen Antrieb durch den Motor konfiguriert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugfenster und einem Fahrzeugfensterantriebsmechanismus wie vorstehend beschrieben angegeben. Der Motor ist über die Getriebeeinheit mit dem Fahrzeugfenster verbunden und kann das Fenster zu einer Bewegung antreiben.
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Bei vorstehendem Fahrzeugfensterantriebsmechanismus ist der Motor ein einphasiger bürstenloser Permanentmagnetmotor, der verglichen mit dem traditionellen Motor relativ klein und leicht ist. Dadurch ist der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus insgesamt relativ klein und insgesamt leichter.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugfensterantriebsmechanismus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus von 1;
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3 ist eine Schnittansicht des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus von 1;
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4 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs IV des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus von 3;
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5 ist eine perspektivische Ansicht einer Antriebseinheit des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus von 2;
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6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Antriebseinheit von 5;
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7 ist eine Schnittansicht der Antriebseinheit von 5;
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8 ist eine Schnittansicht des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus von 1 bei Betrachtung aus einer anderen Richtung;
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9 ist eine perspektivische Ansicht eines Dämpfungselements des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus von 2;
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10 zeigt den Fahrzeugfensterantriebsmechanismus von 1 bei Verwendung in einem Fahrzeug.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die technischen Lösungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen eingehend erläutert, wobei die beschriebenen Ausführungsformen lediglich einen Teil der möglichen Ausführungsformen der Erfindung bilden. Sofern der Fachmann auf der Grundlage der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und ohne erfinderisches Zutun zu weiteren Ausführungsformen gelangt, fallen solche Ausführungsformen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Wenn angegeben ist, dass ein Element an einem anderen Element ”befestigt” ist, kann diese Befestigung direkt oder über ein Zwischenelement erfolgen. Wenn angegeben ist, dass ein Element mit einem weiteren Element ”verbunden” ist, kann diese Verbindung direkt oder über ein Zwischenelement erfolgen. Wenn angegeben ist, dass ein Element an/auf einem anderen Element ”angeordnet” ist, kann diese Anordnung direkt oder über ein Zwischenelement erfolgen. Richtungsangaben wie ”senkrecht”, ”horizontal”, ”links”, ”rechts” oder ähnliches dienen lediglich Darstellungszwecken.
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Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, haben sämtliche technischen und wissenschaftlichen Begriffe die ihnen zugeordnete übliche und dem Fachmann bekannte Bedeutung. Begriffe, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, sind nicht einschränkend, sondern dienen der Veranschaulichung. Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff ”und/oder” bedeutet, dass die nachstehend angegebenen Elemente kombiniert oder alternativ vorgesehen sind.
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Es wird auf 1 Bezug genommen. Ein Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um eine externe Vorrichtung über einen Getriebemechanismus drehend oder translatorisch anzutreiben. Insbesondere kann der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 ein Fahrzeugfensterhebemechanismus sein, und die externe Vorrichtung kann ein Fahrzeugfenster 2 sein (wie in 10 gezeigt). Durch die Steuerung des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 für dessen Betrieb kann das Fahrzeugfenster 2 zum Öffnen und Schließen angetrieben werden. Alternativ kann die externe Vorrichtung eine andere bewegliche Vorrichtung sein, zum Beispiel ein Rad eines Spielzeugautos oder ein Gebläseflügel. Dies wird nachstehend im Detail erläutert.
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Es wird auf 2 Bezug genommen. Der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 umfasst eine Antriebseinheit 100, eine Befestigungseinrichtung 200, ein Dämpfungselement 300 und eine Getriebeeinheit 400. In dieser dargestellten Ausführungsform sind die Antriebseinheit 100, das Dämpfungselement 300 und die Getriebeeinheit 400 sämtlich an der Befestigungseinrichtung 200 angeordnet. Die Getriebeeinheit 400 ist mit der Antriebseinheit 100 verbunden. Die Befestigungseinrichtung 200 ist konfiguriert für die Befestigung des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 an der externen Vorrichtung, so dass die Antriebseinheit 100 die externe Vorrichtung über die Getriebeeinheit 400 zur Bewegung antreiben kann. Das Dämpfungselement 300 ist zwischen der Antriebseinheit 100 und der Befestigungseinrichtung 200 angeordnet. Das Dämpfungselement 300 dient zum Dämpfen von Vibrationsstößen zwischen der Antriebseinheit 100 und der Befestigungseinrichtung 200, um eine Beschädigung des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 durch Vibrationen zu verhindern und um Betriebsgeräusche des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 zu verringern.
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Die Befestigungseinrichtung 200 umfasst ein Gehäuse 21, einen Abdeckungskörper 23 und Befestigungsbereiche 25. In der dargestellten speziellen Ausführungsform deckt der Abdeckungskörper 23 das Gehäuse 21 ab, wobei die Befestigungsbereiche 25 mit dem Gehäuse 21 verbunden sind.
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In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 21 ein Getriebegehäuse, das die Antriebseinheit 100 und die Getriebeeinheit 400 aufnimmt. Das Gehäuse 21 hat einen ersten Aufnahmebereich 211 und einen zweiten Aufnahmebereich 213, der dem ersten Aufnahmebereich 211 benachbart angeordnet ist.
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Der erste Aufnahmebereich 211 definiert eine allgemein säulenförmige Aufnahmekammer 2111 für die Aufnahme der Antriebseinheit 100. Die Aufnahmekammer 2111 hat eine Öffnung 2113. Die Aufnahmekammer 2111 steht über die Öffnung 2113 mit der Außenumgebung in Verbindung.
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Es wird auf 3 Bezug genommen. Der zweite Aufnahmebereich 213 definiert einen Aufnahmeschlitz 2131, der allgemein kreisscheibenförmig ist, für die Aufnahme der Getriebeeinheit 400. Der Aufnahmeschlitz 2131 steht mit der Aufnahmekammer 2111 auf einer Seite des Aufnahmeschlitzes 2131 in Verbindung, damit die Getriebeeinheit 400 in diesem Kommunikationsbereich zwischen dem Aufnahmeschlitz 2131 und der Aufnahmekammer 2111 mit der Antriebseinheit 100 in Eingriff gebracht werden kann.
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Der Abdeckungskörper 23 deckt die Öffnung 2113 ab und ist mit dem Gehäuse 21 lösbar verbunden. Der Abdeckungskörper 23 dient zum Verschließen der Aufnahmekammer 2111, so dass die Aufnahmekammer 2111 und der Aufnahmeschlitz 2131 gegenüber der Außenumgebung im Wesentlichen isoliert sind und eine Staubschutzdichtung erzielt wird. Der Abdeckungskörper 23 hat einen Aufnahmebereich 231 und einen Verbindungsflansch 233, der mit dem Aufnahmebereich 231 verbunden ist.
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In dieser Ausführungsform ist der Aufnahmebereich 231 allgemein trommelförmig mit einer Bodenwand und ist mit einem Aufnahmeraum für die Aufnahme der Antriebseinheit 100 ausgebildet. Der Verbindungsflansch 233 ist an einem von der Bodenwand entfernten Ende des Aufnahmebereichs 231 angeordnet und ist allgemein flanschförmig. Der Verbindungsflansch 233 dient zur Verbindung mit dem Gehäuse 21. Wenn der Abdeckungskörper 23 das Gehäuse 21 abdeckt, steht der Aufnahmebereich 231 mit der Aufnahmekammer 2111 in Verbindung, und der Aufnahmebereich 231 und die Aufnahmekammer 2111 nehmen zusammenwirkend die Antriebseinheit 100 auf.
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In dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl der Befestigungsbereiche 25 drei. Diese drei Befestigungsbereiche 25 sind voneinander beabstandet und sind rund um den zweiten Aufnahmebereich 213 angeordnet. Die Befestigungsbereiche 25 dienen zur Verbindung mit der externen Vorrichtung, um den Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 an der externen Vorrichtung zu befestigen.
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Um das Gesamtgewicht der Befestigungseinrichtung 200 angemessen zu verringern und dabei gleichzeitig eine gewisse Stabilität der Befestigungseinrichtung 200 sicherzustellen, wird ein Teil des Materials des Gehäuses 21 und/oder der Befestigungsbereiche 25 entfernt, um eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Gewichtsreduzierungsabschnitten 27 zu bilden, die an dem Gehäuse 21 und/oder den Befestigungsbereichen 25 vorgesehen sind. In dieser Ausführungsform sind die Gewichtsreduzierungsabschnitte 27 Strukturen mit Durchgangsöffnungen, die das Gehäuse 21 und/oder die Befestigungsbereiche 25 durchgreifen. Es versteht sich, dass die Gewichtsreduzierungsabschnitte 27 auch Strukturen mit Nuten sein können, die in dem Gehäuse 21 und/oder den Befestigungsbereichen 25 definiert sind.
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Es wird erneut auf 2 Bezug genommen. In dieser Ausführungsform ist die Antriebseinheit 100 ein Motor. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit 100 ein einphasiger bürstenloser Permanentmagnetmotor. Die Antriebseinheit 100 wird zum Teil in der Aufnahmekammer 2111 aufgenommen, um die Getriebeeinheit 400 zur Bewegung anzutreiben, wodurch wiederum die externe Vorrichtung zur Bewegung angetrieben wird.
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Es wird auf 4 Bezug genommen. Ein großer Teil der Antriebseinheit 100 wird in dem Aufnahmebereich 231 des Abdeckungskörpers 23 aufgenommen, und der Abdeckungskörper 23 bildet eine Abdeckung an dem Gehäuse 21 und ist fest mit dem Gehäuse 21 verbunden, so dass der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 insgesamt kleiner ist und daher die Größe der externen Vorrichtung, die den Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 verwendet, reduziert werden kann.
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Es wird auf 5 und 6 Bezug genommen. Die Antriebseinheit 100 hat einen Ständerkern 10, eine Wicklung 30 und einen Läufer 50. In der dargestellten speziellen Ausführungsform ist die Antriebseinheit 100 ein Innenläufermotor. Der Ständerkern 10 ist in dem Abdeckungskörper 23 angeordnet. Die Wicklung 30 ist um den Ständerkern 10 herumgeführt. Der Läufer 50 ist in dem Ständerkern 10 drehbar aufgenommen und mit der Getriebeeinheit 400 verbunden.
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Der Ständerkern 10 hat ein Ständerjoch 12 und Ständerzähne 14. In der dargestellten speziellen Ausführungsform sind die Ständerzähne 14 mit dem Ständerjoch 12 verbunden. Das Ständerjoch 12 ist mit dem Aufnahmebereich 231 des Abdeckungskörpers 23 fest verbunden. Dadurch entfällt bei der Antriebseinheit 100 eine Außengehäuseanordnung eines traditionellen Motors. Das heißt, ein Teil des Abdeckungskörpers 23 bildet das Außengehäuse des Motors, wodurch die Größe und das Gewicht der externen Vorrichtung, die den Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 verwendet, weiter reduziert wird.
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Es wird auf 7 Bezug genommen, die eine Schnittansicht der Antriebseinheit 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die hier verwendete Schnittansicht bezieht sich auf einen Axialschnitt, d. h. einen Schnitt der gebildet wird durch eine Ebene, die die Antriebseinheit 100 durchschneidet, wobei die Ebene senkrecht zu der Drehwelle der Antriebseinheit 100 ist. Ein Querschnitt des Ständerjochs 12 hat im Wesentlichen die Form eines geschlossenen Rechtecks, und ein Außenprofil des Querschnitts des Ständerjochs 12 ist im Wesentlichen kreisförmig, wobei zwei einander gegenüberliegende Seiten ausgeschnitten sind. Das Ständerjoch 12 hat zwei bogenförmige erste Seitenwände 121 und zwei ebene zweite Seitenwände 123. Die beiden ersten Seitenwände 121 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die beiden zweiten Seitenwände 123 sind einander gegenüberliegend angeordnet, und die beiden Seiten jeder zweiten Seitenwand 123 sind jeweils mit den beiden ersten Seitenwänden 121 verbunden, so dass der Querschnitt des Ständerjochs 12 die Form eines durchgehend geschlossenen Rings hat.
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In dieser Ausführungsform sind insbesondere die Umfangsflächen der ersten Seitenwände im Wesentlichen Teil einer zylindrischen Fläche. Innenflächen der ersten Seitenwände 121 sind im Wesentlichen ebene Flächen, so dass jede erste Seitenwand 121 eine von einer Mitte zu den beiden Enden der ersten Seitenwand 121 allmählich abnehmende Dicke aufweist. Eine äußere Umfangsfläche jeder zweiten Seitenwand 123 ist im Wesentlichen eine ebene Fläche. Vorzugsweise ist ein maximaler Abstand zwischen den äußeren Umfangsflächen der beiden ersten Seitenwände 121 größer als ein maximaler Abstand zwischen den äußeren Umfangsflächen der beiden zweiten Seitenwände 123.
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Die Mitte einer Innenfläche jeder zweiten Seitenwand 123 bildet zwei Verlängerungen 1231, die sich entlang einer Umfangsrichtung des Läufers 50 jeweils in Richtung auf Mittelbereiche der beiden ersten Seitenwände 121 erstrecken. Die beiden Verlängerungen 1231 dienen zum Leiten des Magnetflusses und unterstützen die Ständerzähne 14 bei der Bildung von Magnetflussschleifen. Ein Außenprofil des Querschnitts der beiden Verlängerungen 1231 ist im Wesentlichen V-förmig oder bogenförmig.
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In dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl der Ständerzähne 14 zwei. Die Ständerzähne 14 sind jeweils mit den Innenflächen der ersten Seitenwände 121 verbunden, so dass die Wicklung 30 an diesen ausgeführt werden kann.
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Insbesondere ist in der dargestellten Ausführungsform jeder Ständerzahn 14 im Wesentlichen Y-förmig und hat einen Wicklungsbereich 141 und zwei Polschuhe 143. Der Wicklungsbereich 141 erstreckt sich von einer Mitte der Innenfläche der ersten Seitenwand 121 radial nach innen. Die beiden Polschuhe 143 sind an einem von der entsprechenden ersten Seitenwand 121 entfernten Ende des Wicklungsbereichs 141 angeordnet.
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In dieser Ausführungsform erstrecken sich die beiden Polschuhe 143 jedes Ständerzahns 14 jeweils von einem distalen Ende des Wicklungsbereichs 141 entlang einer Umfangsrichtung des Läufers 50 in Richtung auf zwei benachbarte Verlängerungen 1231 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Wicklungsbereichs 141, so dass ein Außenprofil von Querschnitten der beiden Polschuhe 143 im Wesentlichen V-förmig oder bogenförmig ist und die beiden Polschuhe 143 und der Wicklungsbereich 141 somit zusammenwirkend das Y-förmige Profil des Ständerzahns 14 bilden. Die Polschuhe 143 können verhindern, dass die Wicklung 30 von dem Wicklungsbereich 141 herabfällt und können gleichzeitig zum Leiten des Magnetflusses verwendet werden.
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Ferner liegt ein distales Ende jedes Polschuhs 143 nahe an einem distalen Ende einer benachbarten Verlängerung 1231 der benachbarten zweiten Seitenwand 123. Das Ergebnis ist, dass die Polschuhe 143 der Ständerzähne 14 und die Verlängerungen 1231 zusammenwirkend einen Aufnahmeraum 16 für die dortige Aufnahme des Läufers 50 bilden. Gleichzeitig bilden jeder Polschuh 143, die dem Polschuh 143 benachbarte Verlängerung 1231 und das Ständerjoch 12 zusammenwirkend einen Aufnahmeschlitz 15 für die dortige Aufnahme der Wicklung 30.
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Ferner weisen das distale Ende jedes Polschuhs 143 und das distale Ende der dem Polschuh 143 benachbarten Verlängerung 1231 einen vorgegebenen Abstand zueinander auf, um eine Öffnung 18 zu bilden und dadurch den magnetischen Streufluss zu verringern. Es versteht sich, dass die dem Polschuh 143 benachbarten distalen Enden der Verlängerung 1231 durch eine Magnetbrücke mit einem großen magnetischen Widerstand verbunden sein können.
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Der Läufer 50 ist in dem Ständerkern 10 drehbar aufgenommen. In der dargestellten Ausführungsform hat der Läufer 50 insbesondere eine Drehwelle 52, einen Läuferkern 54 und Permanentmagnetelemente 56. Der Läuferkern 54 ist rund um die Drehwelle 52 angeordnet, und die Permanentmagnetelemente 56 sind rund um den Läuferkern 54 angeordnet. Es versteht sich, dass die Permanentmagnetelemente 56 auch direkt an der Drehwelle 52 befestigt sein können.
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Es wird erneut auf 3 Bezug genommen. In dieser Ausführungsform ist die Drehwelle 52 allgemein eine zylindrische Welle, die in dem Gehäuse 21 drehbar angeordnet ist. Die Drehwelle 52 definiert eine Achse, die zu einer Achse des Ständerkerns 10 koaxial ist und sich in Richtung auf den Aufnahmeschlitz 2131 erstreckt. Die Drehwelle 52 dient zur Verbindung mit der Getriebeeinheit 400 und treibt die Getriebeeinheit 400 zur Bewegung an.
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Der Läuferkern 54 ist rund um die Drehwelle 52 befestigt und ist in dem Aufnahmeraum 16 aufgenommen.
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Vorzugsweise liegt eine von dem Läuferkern 54 entfernte äußere Umfangsfläche jedes Permanentmagnetelements 56 an derselben zylindrischen Fläche, die an der Mitte des Läufers 50 zentriert ist, so dass ein Außenprofil des Querschnitts der Permanentmagnetelemente 56 allgemein kreisförmig ist.
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Ferner ist eine Innenfläche eines Verbindungsbereichs der beiden Polschuhe 143 jedes Ständerzahns 141 mit einer Vertiefung 1433 versehen, und ein Verbindungsbereich der beiden Verlängerungen 1231 jeder zweiten Seitenwand 123 ist mit einer Vertiefung 1233 versehen. Die Innenflächen der Polschuhe 143 des Ständerzahns 14 und die Verlängerungen 1231 der zweiten Seitenwände 123 des Ständerkerns 10 liegen an derselben zylindrischen Fläche, die an der Mitte des Läufers 50 zentriert ist, wobei die Bereiche der Vertiefungen 1233, 1433 ausgenommen sind. Dadurch bilden der Ständer und der Läufer zwischen sich einen relativ einheitlichen Luftspalt. Das heißt, der Luftspalt ist außer in den Bereichen, die den Vertiefungen 1233, 1433, den Öffnungen 18 und Öffnungsschlitzen zwischen benachbarten Permanentmagnetelementen 56 entsprechen, einheitlich bzw. gleichmäßig.
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In dieser Ausführungsform bewirken die Vertiefungen 1433, 1233, dass eine Polachse 12 des Läufers 50 von einer Polachse L1 des Läufers um einen bestimmten Winkel versetzt ist. Ein zwischen der Läuferpolachse und der Ständerpolachse eingeschlossener Winkel Q wird als Anlaufwinkel bezeichnet. Vorzugsweise sind die Vertiefungen 1433, 1233 jeweils auf die Mitten der Ständerzähne 14 und die Mitten von Verbindungsstellen der Verlängerungen 1231 der entsprechenden zweiten Seitenwände 123 ausgerichtet, so dass der Anlaufwinkel Q gleich oder annähernd gleich einem elektrischen Winkel von 90 Grad entspricht, wodurch der Läufer 50 ohne weiteres in zwei Richtungen anlaufen kann. Durch eine Änderung der Stromrichtung in der Wicklung 30 kann die Anlaufrichtung des Läufers 50 geändert werden.
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Es versteht sich, dass die Positionen der Vertiefungen 1433, 1233 abhängig von den konstruktiven Anforderungen geändert werden können. Zum Beispiel sind die Vertiefungen 1433, 1233 sämtlich von den Mitten der Ständerzähne 14 und den Mitten der Verbindungsstellen der Verlängerungen 1231 der entsprechenden zweiten Seitenwände 123 entlang einer Uhrzeigerrichtung oder einer Gegenuhrzeigerrichtung versetzt, so dass der Läufer 50 in der einen Richtung leichter anläuft als in der anderen Richtung.
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In dieser Ausführungsform sind vier Permanentmagnetelemente 56 vorgesehen. Diese vier Permanentmagnetelemente 56 sind an einer äußeren Umfangsfläche des Läuferkerns 54 fest angeordnet und sind entlang der Umfangsrichtung des Läuferkerns 54 voneinander beabstandet. Jedes Permanentmagnetelement 56 bildet einen Permanentmagnetpol, und jeweils zwei benachbarte Permanentmagnetelemente 56 haben entgegengesetzte Polarität. Die Wicklung 30 umfasst jeweils zwei Spulen, mit denen die beiden Ständerzähne 14 umwickelt sind. Nach dem Durchtritt durch den entsprechenden Aufnahmeschlitz 15 umwickelt jede Spule den Wicklungsbereich 141 eines entsprechenden Ständerzahns 14. Wenn elektrischer Strom durch die Wicklung 30 fließt, erzeugt die erregte Wicklung 30 ein Induktionsmagnetfeld. Magnetflüsse, die von der jeweiligen erregten Spule erzeugt werden, bewegen sich von den Polschuhen 143 des entsprechenden Ständerzahns 14 durch den Luftspalt zwischen den Polschuhen 143 und dem Läufer 50 in den Läufer 50 hinein und anschließend durch die den beiden Polschuhen 143 benacharten Verlängerungen 1231 der beiden zweiten Seitenwände 123 und die entsprechende erste Seitenwand 121 zurück zu dem Ständerzahn 14, wodurch Magnetflussschleifen gebildet werden. Das heißt, die von den jeweiligen erregten Spulen erzeugten Magnetflüsse verlaufen der Reihe nach durch den Wicklungsbereich 141, durch die beiden entsprechenden Polschuhe 143, durch den Luftspalt zwischen den Polschuhen 143 und dem Läufer 50, durch den Läufer 50, durch den Luftspalt zwischen zwei der Verlängerungen 1231, die den beiden Polschuhen 143 und dem Läufer 50 benachbart sind, und durch die beiden einander benachbarten Verlängerungen 1231 und das Ständerjoch 12, um geschlossene Magnetflussschleifen zu bilden. Auf diese Weise können die beiden Spulen in dieser Ausführungsform bei Erregung vier Magnetflussschleifen bilden, d. h. es wird ein vierpoliger Motor gebildet. Die Verlängerungen 1231 der beiden zweiten Seitenwände 123 bilden zwei Hilfspole. Im Vergleich zu dem traditionellen zweipoligen Motor (es sind keine Hilfspole an dem Ständer gebildet) wird bei vorliegender Erfindung der Magnetweg verkürzt und der magnetische Widerstand verringert, wodurch die Ausgangsleistung der Antriebseinheit 100 vergrößert wird.
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Es versteht sich, dass die Außenflächen der vier Permanentmagnetelemente 56 nicht auf die konzentrischen Kreisbogenflächen wie vorstehend beschrieben beschränkt sind. Zum Beispiel können die Außenflächen der vier Permanentmagnetelemente 56 exzentrische Kreisbogenflächen sein. Zum Beispiel weist die Außenfläche jedes Permanentmagnetelements 56 zur Mitte des Läufers 50 einen Abstand auf, der in der Umfangsrichtung des Läufers 50 von einer Mitte zu den beiden Enden der Außenfläche zunehmend kleiner wird und bezüglich einer Mittellinie der Außenfläche symmetrisch ist, so dass die Außenfläche jedes Permanentmagnetpols und der Ständer zwischen sich einen uneinheitlichen Luftspalt bilden, der bezüglich der Mittellinie der Außenfläche im Wesentlichen symmetrisch ist.
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Vorzugsweise ist die Antriebseinheit 100 ein einphasiger bürstenloser Permanentmagnetmotor. Deshalb ist die vorstehende Antriebseinheit 100 ein vierpoliger einphasiger bürstenloser Permanentmagnetmotor. Da der einphasige bürstenlose Permanentmagnetmotor nur zwei einander gegenüberliegende Ständerzähne 14 hat und die beiden Spulen jeweils an den beiden Ständerzähnen 14 angeordnet sind, kann bei einem festen Abstand zwischen den beiden ersten Seitenwänden 121 und dem Ständerjoch 12 der Abstand zwischen den beiden zweiten Seitenwänden 123 verhältnismäßig kleiner bemessen sein. Dies verringert nicht nur die Gesamtgröße des einphasigen bürstenlosen Motors, sondern reduziert auch das Gesamtgewicht des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1, und die Ausgangsleistung des einphasigen bürstenlosen Motors ist verhältnismäßig größer. Hinzukommt, dass bei Anordnung des einphasigen bürstenlosen Motors in dem Abdeckungskörper 23 ein äußeres Eisengehäuse des traditionellen Motors entfällt, wodurch der von dem Motor belegte Raum weiter verringert werden kann, so dass der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 insgesamt verhältnismäßig kleiner wird. Ferner ist die äußere Form des Motors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen rechteckig oder langrund, wobei seine Breite (d. h. die Größe eines Paares von einander gegenüberliegenden Seiten) kleiner ist als seine Länge (d. h. die Größe des anderen Paares von einander gegenüberliegenden Seiten). Die Außenform des Motors ist an die Form der Aufnahmekammer 2111 des Gehäuses 21 angepasst. Bei dem solchermaßen konfigurierten Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 hat das Gehäuse 21 eine niedrige Profilstruktur (eine Größe in einer Richtung senkrecht zu der zweiten Seitenwand 123 des Motors ist augenscheinlich kleiner als eine Größe in einer Richtung parallel zu der zweiten Seitenwand 123) und ist somit speziell für den Einsatz in einem Raum mit niedrigem Profil geeignet, wie beispielsweise in einem Fahrzeugfensterantriebsmechanismus.
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Es wird auf auch 8 Bezug genommen. Das Dämpfungselement 300 ist zwischen den Ständerkern 10 und den Aufnahmebereich 231 geschaltet. Das Dämpfungselement 300 dient zum Dämpfen von äußeren Vibrationen, die auf die Antriebseinheit 100 wirken, und zum Absorbieren von Vibrationen, die während des Betriebs von der Antriebseinheit 100 verursacht werden, so dass der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 insgesamt relativ vibrationsarm ist, wodurch auch die Betriebsgeräusche des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 verringert werden.
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Es wird auf 9 Bezug genommen. Ein Profil des Dämpfungselements 300 ist im Wesentlichen an das Außenprofil des Ständerkerns 10 angepasst, und das Dämpfungselement 300 ist rund um den Ständerkern 10 befestigt. Bei Aufnahme des Ständerkerns 10 und des Dämpfungselements 300 in dem Aufnahmebereich 231 übt eine Seitenwand des Aufnahmebereichs 231 eine Vorkompressionskraft auf das Dämpfungselement 300 aus, so dass der Standerkern 10 der Antriebseinheit 100 sicher und stabil in dem Abdeckungskörper 23 montiert werden kann.
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Das Dämpfungselement 300 hat einen Hülsenbereich 301, einen Dämpfungsbereich 303 und einen Haltebereich 305. In der dargestellten speziellen Ausführungsform sind der Dämpfungsbereich 303 sowie der Haltebereich 305 an dem Hülsenbereich 301 angeordnet.
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Der Hülsenbereich 301 ist allgemein ringsäulenförmig und umschließt einen Außenumfang des Ständerkerns 10.
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In dieser Ausführungsform hat der Dämpfungsbereich 303 eine Mehrzahl von Dämpfungsvorsprüngen. Die Dämpfungsvorsprünge sind an einem Außenumfang des Hülsenbereichs 301 angeordnet und sind entlang einer Umfangsrichtung des Hülsenbereichs 301 voneinander beabstandet. Jeder Dämpfungsvorsprung ist ein im Wesentlichen länglicher Vorsprung, der von einer Oberfläche des Hülsenbereichs 301 vorspringt und sich entlang einer axialen Richtung des Hülsenbereichs 301 erstreckt. Die Dämpfungsvorsprünge umschließen eine Umfangsfläche des Hülsenbereichs 301 und verleihen einem Außenprofil eines Querschnitts des Dämpfungselements 300 eine im Wesentlichen gewellte Form und sorgen damit für ausreichenden Raum für eine Verformung des Dämpfungselements 300, wodurch das Ergebnis der Pufferung und Dämpfung durch das Dämpfungselement 300 verbessert wird. Es versteht sich, dass die Erstreckungsrichtung der Dämpfungsvorsprünge nicht auf die vorstehend beschriebene axiale Richtung des Hülsenbereichs 301 beschränkt ist. Die Erstreckungsrichtung der Dämpfungsvorsprünge kann auch in einem Winkel relativ zur Achse des Hülsenbereichs 301 vorgesehen sein, oder die Dämpfungsvorsprünge können an der äußeren Umfangsfläche des Hülsenbereichs 301 gekrümmt ausgebildet sein. Ebenso versteht es sich, dass die Form der Vorsprünge nicht auf die vorstehend beschriebene längliche Form der Vorsprünge beschränkt ist, sondern dass auch eine andere Struktur vorgesehen sein kann. Die Dämpfungsvorsprünge können zum Beispiel kugelförmige, kreiskegelstumpfförmige, zylindrische, kubische oder prismenförmige Dämpfungsvorsprünge sein, solange diese Dämpfungsvorsprünge an der äußeren Umfangsfläche des Hülsenbereichs 301 voneinander beabstandet sind und ausreichend Raum für eine Verformung des Dämpfungselements 300 bieten. Alternativ können die Dämpfungsvorsprünge eine Kombination der vorgenannten Formen aufweisen, solange diese Dämpfungsvorsprünge an der äußeren Umfangsfläche des Hülsenbereichs 301 voneinander beabstandet sind und ausreichend Raum für eine Verformung des Dämpfungselements 300 bieten.
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Der Haltebereich 305 hat im Wesentlichen die Form eines Flansches mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Hülsenbereichs 301 und des Dämpfungsbereichs 303. Der Haltebereich 305 ist an einer dem Gehäuse 21 zugewandten Seite des Verbindungsflansches 233 des Abdeckungskörpers 23 gehalten. Bei Aufnahme des Ständerkerns 10 und des Dämpfungselements 300 in dem Aufnahmebereich 231 und bei Verbindung des Abdeckungsbereichs 23 mit dem Gehäuse 21 wird der Haltebereich 305 zwischen dem Verbindungsflansch 233 und dem Gehäuse 21 (4) aufgenommen, um eine Energie- und Vibrationsdämpfung zwischen dem Abdeckungskörper 23 und dem Gehäuse 21 und gleichzeitig eine Staubschutzdichtungsfunktion zu erzielen. Vorzugsweise ist der Verbindungsflansch 233 des Abdeckungskörpers 23 durch ein Gewindeverbindungsteil mit dem Gehäuse 21 verbunden und übt eine Vorkompressionskraft auf den Haltebereich 305 aus, so dass das Dämpfungselement 300 und die Antriebseinheit 100 sicher und stabil an dem Gehäuse 21 befestigt werden können.
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Das Dämpfungselement 300 ist direkt zwischen dem Ständerkern 10 und dem Abdeckungskörper 23 angeordnet und kann Vibrationen, die während des Betriebs von der Antriebseinheit 100 verursacht werden, wirksam dämpfen und vereinfacht darüber hinaus die Montage des Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 insgesamt.
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Es wir erneut auf 2 und 3 Bezug genommen. Die Getriebeeinheit 400 ist in dem zweiten Aufnahmebereich 213 angeordnet und mit der Drehwelle 52 verbunden. Die Getriebeeinheit 400 dient zur Verbindung mit der externen Vorrichtung, um die externe Vorrichtung zur Bewegung anzutreiben.
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Die Getriebeeinheit 400 umfasst ein erstes Getriebeelement 401, ein zweites Getriebeelement 403 und ein Ausgangselement 405. In der dargestellten speziellen Ausführungsform ist das erste Getriebeelement 401 an der Drehwelle 52 angeordnet. Das zweite Getriebeelement 403 ist in dem zweiten Aufnahmebereich 213 angeordnet und mit dem ersten Getriebeelement 401 verbunden, und das Ausgangselement 405 wird durch das zweite Getriebeelement 403 angetrieben.
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In dieser Ausführungsform ist die Getriebeeinheit 400 ein Schnecken/Schneckenrad-Mechanismus. Das erste Getriebeelement 401 ist eine Schnecke, das zweite Getriebeelement 403 ist ein Schneckenrad, und das Ausgangselement 405 ist ein Ausgangszahnrad. Insbesondere ist das erste Getriebeelement 401 an der Drehwelle 52 fest angeordnet und kann sich zusammen mit der Drehwelle 52 relativ zu der Befestigungseinrichtung 200 drehen. Das zweite Getriebeelement 403 ist in dem zweiten Aufnahmebereich 213 drehbar angeordnet und befindet sich im Eingriff mit dem ersten Getriebeelement 401. Zwei Zahnradbereiche eines Doppelzahnrads bilden jeweils das Schneckenrad 403 und das Ausgangselement 405. Das Doppelzahnrad kann sich um eine Stützwelle 407 drehen. Die Stützwelle 407 kann an dem Gehäuse 21 befestigt sein, und das Ausgangselement 405 verläuft durch das Gehäuse 21 und ragt zur Außenumgebung nach außen. Das Ausgangselement 405 dient zur Verbindung mit der externen Vorrichtung. Wenn sich die Drehwelle 52 der Antriebseinheit 100 dreht, treibt die Drehwelle 52 das zweite Getriebeelement 403 über das erste Getriebeelement 401 drehend an, so dass das Ausgangselement 405 die externe Vorrichtung drehend antreibt. Das Ausgangselement 405 kann mit einem Bereich (z. B. einer Zahnstange) der externen Vorrichtung im Eingriff sein, so dass die Antriebseinheit 100 die externe Vorrichtung über die Getriebeeinheit 400 zur Bewegung antreibt.
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Es versteht sich, dass die Getriebeeinheit 400 nicht auf die Ausbildung als Schnecke/Schneckenrad wie vorstehend beschrieben beschränkt ist. Eine andere Getriebestruktur ist ebenfalls denkbar. Zum Beispiel kann die Getriebeeinheit 400 ein als Getriebezug ausgebildeter Getriebemechanismus sein. Der Getriebezug ist in dem Gehäuse 21 angeordnet und ist mit der Drehwelle 52 verbunden, um die Bewegung der Antriebseinheit 100 auf die externe Vorrichtung zu übertragen. Alternativ kann die Getriebeeinheit 400 ein Zahnrad/Zahnstangen-Mechanismus, ein Riemengetriebemechanismus oder eine andere Art eines Getriebemechanismus sein, solange die Antriebseinheit 100 die externe Vorrichtung über den Getriebemechanismus zur Bewegung antreiben kann.
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Es wird auf 10 Bezug genommen. Der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1, der durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, kann in einem Fahrzeug 3 eingesetzt werden, um ein Teil des Fahrzeugs zur Bewegung anzutreiben. Das Fahrzeug 3 kann einen Fahrzeugkörper, eine an dem Fahrzeugkörper vorgesehene Tür und ein an der Tür vorgesehenes Fahrzeugfenster 2 umfassen. Der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 ist in der Fahrzeugtür angeordnet und über die Getriebeeinheit 400 mit dem Fahrzeugfenster 2 verbunden. Vorzugsweise ist das Ausgangselement 405 der Getriebeeinheit 400 über ein weiteres Getriebeelement (z. B. eine Zahnstange) mit dem Fahrzeugfenster 2 verbunden, um die Drehung der Antriebseinheit 100 in eine Translation des Fahrzeugfensters 2 umzusetzen. Die Steuerung der Drehung der Antriebseinheit 100 kann die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Fahrzeugfensters 2 relativ zur Fahrzeugtür und damit das Öffnen oder Schließen des Fahrzeugfensters 2 steuern. Da der Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 gemäß vorliegender Erfindung den Vorteil kleiner Abmessungen und eines leichten Gewichts hat, belegt der Mechanismus weniger Installationsraum in der Fahrzeugtür und kann sicher und stabil montiert werden. Die verbleibenden Strukturen des Fahrzeugs in dieser Ausführungsform sind bekannt, so dass eine weitergehende Beschreibung an dieser Stelle entfällt.
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Ein Antriebsmechanismus, der mit dem Fahrzeugfensterantriebsmechanismus 1 gemäß vorliegender Ausführungsform der Erfindung baugleich ist, kann auch in einer anderen beweglichen Vorrichtung verwendet werden, um die bewegliche Vorrichtung selbst und/oder ein Teil derselben anzutreiben.
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Der Antriebsmechanismus kann zum Beispiel in einem ferngesteuerten Fahrzeug verwendet werden. Der Antriebsmechanismus ist mit einem Rad des ferngesteuerten Fahrzeugs verbunden, um das Rad drehend anzutreiben, wodurch das ferngesteuerte Fahrzeug zur Bewegung angetrieben wird. Da der erfindungsgemäße Antriebsmechanismus klein und leicht ist, belegt dieser nur wenig Installationsraum in dem ferngesteuerten Fahrzeug und kann sicher und stabil montiert werden. Die anderen Strukturen des ferngesteuerten Fahrzeugs in dieser Ausführungsform sind bekannt, so dass eine weitergehende Beschreibung an dieser Stelle entfällt. Alternativ kann der Antriebsmechanismus auch bei einem Gebläseflügel-Antriebssystem einer Vorrichtung wie beispielsweise ein Gebläse oder eine Wärmesenke zur Anwendung kommen, die vorliegend nicht der Reihe nach beschrieben sind.
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Die Erfindung wurde anhand der vorstehenden Ausführungsformen beschrieben, die dem Fachmann lediglich die praktische Umsetzung der Erfindung ermöglichen sollen. Wie der Fachmann erkennen wird, sind innerhalb des Rahmens der Erfindung verschiedene Modifikationen möglich. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die dargestellten Ausführungsformen nicht einschränkt, sondern wird durch die anliegenden Ansprüche definiert.
