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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Antriebsvorrichtung.
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Aus der Praxis sind beispielsweise Antriebsvorrichtungen für Fahrzeugklappen eines Fahrzeugs bekannt, welche ein automatisches Öffnen bzw. Schließen der Fahrzeugklappe ermöglichen. Dabei weisen derartige Antriebsvorrichtungen einen Motor auf, welcher meist als Elektromotor ausgebildet ist und über eine interne Stromversorgung betrieben wird. Der Elektromotor ist in einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung drehfest gelagert. Der Elektromotor weist eine Antriebswelle auf, welche meist über ein Getriebe mit einer anzutreibenden Welle verbunden ist. Nachteilig tritt während des Betriebes des Elektromotors häufig das Problem auf, dass aufgrund einer nicht ausreichenden Vorspannung des Motorgehäuses gegenüber dem äußeren Gehäuse der Antriebsvorrichtung eine Vibration auftritt, so dass unerwünschte Geräusche erzeugt werden. Die Vibrationen werden dabei insbesondere durch den Elektromotor selbst oder durch die an dem Elektromotor angeschlossenen Getriebeteile verursacht.
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EP 0 639 302 B1 zeigt verschiedene Ausführungsformen für Aufnahmevorrichtungen für einen Elektromotor. Der Elektromotor ist dabei in der als Topf ausgebildeten Aufnahmevorrichtung aufgenommen. Der Elektromotor weist ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse einen Gehäuseabschnitt aufweist, welcher den größten radialen Durchmesser hat und somit eine Außenseite des Elektromotors bildet. Der Elektromotor umfasst weiter eine Antriebswelle, welche drehbar in einem von dem Gehäuseabschnitt abstehenden Träger gelagert ist. Die Antriebswelle ragt aus der als Topf ausgebildeten Aufnahmevorrichtung heraus. In einer ersten Ausführungsform ist radial zwischen dem Gehäuseabschnitt des Elektromotors und einer Innenseite des zylinderförmigen Topfes ein elastisches Dämpfungselement angeordnet, wobei das Dämpfungselement als Doppelrohr ausgestaltet ist. Dabei liegt ein Außenrohr des elastischen Dämpfungselementes an der Innenseite des Topfes an, während ein Innenrohr den röhrenförmigen Gehäuseabschnitt des Elektromotors umgibt. Das Außenrohr und das Innenrohr werden durch Verbindungsstege verbunden. Sowohl das Innenrohr als auch das Außenrohr sind aus einem härteren Material gefertigt als die Verbindungsstege. Nachteilig an der gezeigten Aufnahmevorrichtung ist, dass im Betrieb des Elektromotors eine Schwingung des Außenrohrs relativ zu dem Innenrohr auftreten kann, wobei das Innen- bzw. Außenrohr gegen den Gehäuseabschnitt des Elektromotors bzw. die Innenseite des Topfes schlägt und entsprechend unerwünschte Geräusche verursacht.
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DE 10 2004 017 300 A1 zeigt eine Anordnung zur Dämpfung einer Schwingungsübertragung zwischen einem Motorgehäuse und einem den Elektromotor umgebenden Gehäuse einer Pumpe. Die Anordnung zur Dämpfung umfasst zwei mehrteilige Elastomerringe, welche zwischen dem Gehäuse und dem Motorgehäuse angeordnet sind. Die einzelnen Teile der Elastomerringe weisen voneinander abweichende Härtegrade auf, sodass diese eine unterschiedlich starke Filterwirkung für die Schwingungen in unterschiedlichen Frequenzbereichen aufweisen. Das Motorgehäuse weist an seinen Enden sich in Motorachsrichtung erstreckende topfförmige Ausstülpungen, in welchen jeweils ein Wellenlager angeordnet ist. Die Elastomerringe umgeben die topfförmigen Ausstülpungen und sind dabei radial zwischen den topfförmigen Ausstülpungen und einer Innenseite des Motorgehäuses angeordnet. Nachteilig an der gezeigten Anordnung zur Dämpfung ist, dass die als Dämpfungselemente vorgesehene Elastomerringe sehr aufwendig gestaltet sind und die verschiedenen Teile der Elastomerringe sich im Betrieb relativ zu einander bewegen können, was zu akustischen Nachteilen einer mit dieser Anordnung zur Dämpfung ausgestatteten Antriebsvorrichtung führen kann.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug bzw. ein Fahrzeug anzugeben, welche einen akustisch verbesserten Betrieb der Antriebsvorrichtung ermöglicht.
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Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 20 gelöst.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, geschaffen, umfassend ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einen Motor. Der Motor umfasst ein Motorgehäuse, wobei das Motorgehäuse von dem Gehäuseteil zumindest abschnittsweise umschlossen ist. Weiter ist ein Dämpfungselement radial zwischen dem Motorgehäuse und dem Gehäuseteil angeordnet. Die Antriebsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Dämpfungselement an dem Motorgehäuse befestigbar ist. Vorteilhaft wird hierdurch insbesondere vermieden, dass sich eine dem Motorgehäuse zugewandten Seite des Dämpfungselements ablöst und in der Konsequenz während des Betriebes Schlaggeräusche aufgrund von Vibrationen auftreten. Die Vibrationen können sowohl durch das Motorgehäuse selbst oder auch durch die Bewegung der Antriebsvorrichtung insgesamt auftreten.
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Besonders bevorzugt umgibt das Dämpfungselement das Motorgehäuse zumindest teilweise. Vorteilhaft wird hierdurch eine umlaufende Kontaktfläche zwischen dem Dämpfungselement und dem Motorgehäuse geschaffen, sodass Vibrationen zumindest in allen von dem Dämpfungselement abgedeckten radialen Richtungen abgedämpft werden können. Zudem wird hierdurch vorteilhaft eine gleichmäßigere Verteilung der durch die Vibrationen auftretenden Kräfte realisiert. Entsprechend lässt sich der Motor gegenüber radialen Vibrationen besser stabilisieren.
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Das Dämpfungselementweist umfasst zweckmäßigerweise eine dem Motorgehäuse zugewandte Innenseite und eine dem Gehäuseteil zugewandte Außenseite. Dabei berührt die Außenseite des Dämpfungselementes eine Innenseite des Gehäuseteiles. Bevorzugt weist die Außenseite des Dämpfungselementes einen größeren Außendurchmesser als das Motorgehäuse auf. Vorteilhaft wird hierdurch sichergestellt, dass das Gehäuseteil nicht mit der Außenseite des Motorgehäuses in Berührung kommt und so ungewünschte Geräusche vermieden bzw. zumindest gedämpft werden.
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Besonders bevorzugt ist das Dämpfungselement klemmend an dem Motorgehäuse befestigbar. Vorteilhaft lässt sich das Dämpfungselement sicher und einfach an dem Motorgehäuse befestigen, wobei mittels ausreichendem Kraftaufwand die Befestigung wieder gelöst und so das Dämpfungselement unkompliziert getauscht werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht das Dämpfungselement zumindest teilweise aus Kunststoff. Vorteilhaft ist das Dämpfungselement kostengünstig und zugleich in seiner Gestaltung sehr flexibel herstellbar, sodass für einen breiten Bereich von in der Antriebsvorrichtung vorgesehenen Motorarten das jeweils passende Dämpfungselement herstellbar ist. Schließlich weisen Kunststoffe einen gut kontrollierbaren Bereich an physikalischen Eigenschaften auf, sodass die gewünschten akustischen Eigenschaften der Antriebsvorrichtung präzise gesteuert werden können.
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Besonders bevorzugt ist der Kunststoff thermoplastisch ausgebildet. Thermoplaste sind vorteilhaft über einen breiten Bereich hinweg anwendbar und zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese sich in einem bestimmten Temperaturbereich verformen lassen. Dabei lassen sich Thermoplaste entsprechend vorteilhaft in verschiedenster Weise bearbeiten, wobei insbesondere Extrusion, Blasformen, Folienblasen, Heißverstemmen und Kalandrieren günstige Bearbeitungsmethoden darstellen. Darüber hinaus lassen sich Thermoplaste auch mechanisch und thermisch bearbeiten. Übliche mechanischer Bearbeitungsmethoden sind beispielsweise Sägen, Fräsen, Schleifen, Drehen, Hobeln sowie die Fügeverfahren Kleben und Schweißen. Zu den thermischen Bearbeitungsverfahren zählen z. B. das freie Verformen über einem Werkzeug und das Vakuumtiefziehen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Kunststoff als Polyoxymethylen ausgebildet. Polyoxymethylen, auch Azetal genannt, zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass es wegen seiner hohen Steifigkeit, niedrigen Reibwerte und ausgezeichneten Dimensionsstabilität und thermischen Stabilität als technischer Kunststoff besonders für Präzisionsteile eingesetzt werden kann. Polyoxymethylen weist eine hohe Festigkeit, Härte und Steifigkeit in einem relativ großen Temperaturbereich auf, sodass das Dämpfungselement vorteilhaft über einen während des Betriebes der Antriebsvorrichtung auftretenden Temperaturbereich gut geeignet ist, klemmend an dem Motorgehäuse befestigt zu werden.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Dämpfungselement als Klemmring ausgebildet. Vorteilhaft kann das Dämpfungselement in einfacher Weise an dem Motor beziehungsweise dem Motorgehäuse befestigt werden, wobei sichergestellt ist, dass das Dämpfungselement in axialer Längsrichtung des Motorgehäuses sicher fixiert ist. Der Klemmring bzw. das Dämpfungselement umgibt in einer ersten Ausgestaltung das Motorgehäuse vollständig.
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Besonders bevorzugt weist der Klemmring eine radiale Durchbrechung auf. Vorteilhaft wird durch die radiale Durchbrechung die Möglichkeit geschaffen, dass das als Klemmring ausgebildete Dämpfungselement durch Aufweitung der radialen Durchbrechung von dem Motorgehäuse gelöst werden kann. Durch die Aufweitung, welche mittels eines geeigneten Werkzeuges realisiert wird, wird der Abstand einer dem Motor zugewandten Innenseite des Klemmringes vergrößert und so die Klemmung zwischen Dämpfungselement und Motor gelockert bzw. gelöst. Hierdurch wird es vorteilhaft ermöglicht, das Dämpfungselement in einfacher und zuverlässiger Weise auszutauschen.
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In einer Weiterbildung der Antriebsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Klemmring an einem Ende eine Fase aufweist. Vorteilhaft wird durch die Möglichkeit geschaffen, dem an dem Motorgehäuse befestigten Klemmring in das Gehäuseteil der Antriebsvorrichtung einzuführen und durch Aufwenden einer Kraft parallel zur Erstreckung der Antriebsvorrichtung bzw. des Gehäuseteils in dem Gehäuseteil einzupressen.
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Zweckmäßigerweise weist das Motorgehäuse entlang seines Außenumfangs eine Nut auf. Bevorzugt erstreckt sich die Nut entlang der axialen Längsrichtung des Motorgehäuses. Mittels der Nut kann eine Federführung des Motorgehäuses realisiert werden, sodass das Motorgehäuse drehsicher in dem Gehäuse bzw. in dem ersten Gehäuseteil angeordnet werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Nut von einem ersten Ende des Motorgehäuses zu einem Zwischenabschnitt auf dem Außenumfang des Motorgehäuses. Vorteilhaft können so Mitnehmerelemente an dem ersten Ende des Motorgehäuses eingeschoben werden. Hierdurch können Drehmomente, welche zwischen dem Motorgehäuse und dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung auftreten, aufgenommen werden.
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Bevorzugt ist zwischen dem Dämpfungselement und dem Motorgehäuse ein Mitnehmerelement angeordnet. Zweckmäßigerweise ragt das Mitnehmerelement in die Nut des Motorgehäuses hinein. Zweckmäßigerweise ist das Mitnehmerelement dabei fest mit dem Dämpfungselement verbunden, sodass das Dämpfungselement gegenüber Verdrehungen relativ zu dem Motorgehäuse gesichert ist. In einer ersten Ausgestaltung ist das Mitnehmerelement als Passfeder ausgebildet. Die Passfeder kann entweder formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Dämpfungselement verbunden sein. Besonders bevorzugt besteht die Passfeder aus demselben Grundmaterial wie das Dämpfungselement. Weiter bevorzugt ist die Passfeder einstückig mit dem Dämpfungselement ausgebildet. Vorteilhaft ist eine besonders sichere Aufnahme von Drehmomenten zwischen dem Motorgehäuse und dem Dämpfungselement realisierbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Nut in dem Zwischenabschnitt des Motorgehäuses eine Fase auf. Hierdurch wird vorteilhaft realisiert, dass das Dämpfungselement über das Mitnehmerelement in Art einer Presspassung sowohl drehsicher als auch in axialer Längsrichtung entlang des Motorgehäuses an dem Motorgehäuse befestigt werden kann. Das Dämpfungselement wird über das Motorgehäuse aufgeschoben und in Richtung von dem ersten Ende des Motorgehäuses zu dem Zwischenabschnitt des Gehäuses gedrückt, sodass eine Presspassung realisiert wird.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Dämpfungselement elastisch ausgebildet ist. Vorteilhaft können so störende Vibrationen des Motors und damit einhergehende Geräusche effektiv gedämpft werden. Dabei ist es weitergehend über die Auswahl des Elastizitätsmoduls des Dämpfungselementes bzw. des Grundmaterials, aus welchem das Dämpfungselement besteht, möglich, bestimmte Tonfrequenzen selektiv zu unterdrücken. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Dämpfungselement sich thermisch bedingten Längenänderungen bzw. Änderungen des Durchmessers des Motors oder auch des Gehäuses der Antriebsvorrichtung anpassen kann, ohne beschädigt zu werden bzw. den Effekt der Dämpfung von Geräuschen zu vermindern.
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In einer Weitergestaltung ist das Dämpfungselement stoffschlüssig an dem Motorgehäuse befestigbar. Besonders bevorzugt ist eine Klebe-Verbindung zwischen Motorgehäuse und Dämpfungselement vorgesehen. Zweckmäßigerweise ist das Dämpfungselement als elastisches Klebeband ausgebildet. Vorteilhaft wird hierdurch eine besonders kostengünstige Möglichkeit geschaffen, die akustischen Eigenschaften der Antriebsvorrichtung zu verbessern. Zudem ist es vorteilhaft möglich, Antriebsvorrichtungen nachträglich entsprechend nachzurüsten, da das Dämpfungselement elastisch ist und sich so automatisch an die äußeren Formen des Motorgehäuses anpasst. Eine Klebeverbindung zwischen Dämpfungselement und Motorgehäuse erfordert eine möglichst glatte Oberfläche des Motorgehäuses, was bei den meisten üblichen Motorgehäusen der Fall ist.
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Das Klebeband umläuft in einer ersten Ausgestaltung das Motorgehäuse zumindest einfach. Besonders bevorzugt umläuft das Klebeband das Motorgehäuse mehrfach. Vorteilhaft kann so in einfacher Weise ein bestehender Abstand zwischen dem Außendurchmesser des Motorgehäuses und einem Innendurchmesser des Gehäuseteils überbrückt werden, sodass das als Klebeband ausgebildete Dämpfungselement zwischen dem Motorgehäuse und dem Gehäuseteil in Art einer Presspassung angeordnet ist.
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Bevorzugt weist das Dämpfungselement in radialer Richtung eine Vorspannung auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein positiver akustischer Effekt erreicht wird. Die erforderliche Vorspannung, um einen akustischen Effekt während des Betriebes der Antriebsvorrichtung zu erreichen, hängt im Wesentlichen von den verwendeten Werkstoffen, aus denen das Gehäuseteil, das Motorgehäuse und des Dämpfungselement besteht, ab. Besonders bevorzugt beträgt die radiale Vorspannung mindestens 0,3 mm.
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Weitere Vorteile, Weiterbildungen und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert.
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1 zeigt schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung in einer längsgeschnittenen Ansicht.
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1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung 1 in einer längsgeschnittenen Ansicht. Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem hohlzylinderförmigen Gehäuseteil 3, wobei das Gehäuseteil 3 eine Innenseite 3a und eine Außenseite 3b aufweist. In einem ersten offenen Ende 3c des Gehäuseteils 3 ist ein als Kugelpfanne ausgebildetes Befestigungselement 4 eingepresst. Des Befestigungselement 4 weist eine Öffnung 4a auf, durch welche für den Betrieb der Antriebsvorrichtung 1 erforderliche elektrische Zuleitungen hindurchgeführt werden können.
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Dem Befestigungselement 4 in axialer Längsrichtung der Antriebsvorrichtung 1 nachgelagert ist ein als Elektromotor ausgebildeter Motor 5 in dem Gehäuseteil 3 aufgenommen. Der Motor 5 weist dabei an einem dem Befestigungselement 4 zugewandten Ende 5a Anschlussklemmen 6 auf, welche mit den elektrischen Zuleitungen verbunden werden können, sodass der Motor 5 mit Strom versorgt werden kann. Auf die Anschlussklemmen 6 ist endseitig eine Abdeckplatte 7 aufgesteckt.
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Der Motor 5 weist weiter ein im Wesentlichen zylindrisches Motorgehäuse 8 auf, in welchem die primären Antriebselemente angeordnet sind. Konzentrisch in dem Motorgehäuse 8 ist eine Antriebswelle 9 drehbar gelagert, wobei an einem dem Befestigungselement 4 abgewandten ersten Ende 9a der Antriebswelle 9 ein Zahnrad 10 drehfest angeordnet ist. Das erste Ende 9a der Antriebswelle 9 ragt dabei aus dem Motorgehäuse 8 heraus, sodass das direkt von dem Motor 5 angetriebene Zahnrad 10 mit einem Getriebe 11 in Eingriff gebracht werden kann. Das Getriebe 11 ist dabei in einem Getriebegehäuse 12 angeordnet, wobei das Getriebegehäuse 12 über eine Schraube 13 mit dem Motorgehäuse 8 drehfest verbunden ist.
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In radialer Richtung zwischen einer Außenseite 8a des Motorgehäuses 8 und der Innenseite 3b des Gehäuseteiles 3 ist ein Dämpfungselement 12 angeordnet. Das Dämpfungselement 12 ist dabei als ringförmiges Klebeband ausgebildet und umgibt dabei das Motorgehäuse 8 vollständig. Das Dämpfungselement 12 ist in etwa mittig an dem Gehäuseteil 3 und unter radialer Vorspannung zwischen dem Motorgehäuse 8 und dem Gehäuseteil 3 angeordnet, wobei hierdurch der Motor 5 sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung ausreichend sicher gehalten wird. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Klebeband 12 einfach um das Motorgehäuse 8 gewickelt.
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Zudem wird durch das Dämpfungselement 12 ein Spalt 14 zwischen Gehäuseteil 3 und Motorgehäuse 8 geschaffen, so dass sich der Motor 5 und das Gehäuse 3 nicht direkt berühren. Hierdurch wird vermieden, dass störende Schlaggeräusche während des Betriebes des Motors 5 bzw. der Antriebsvorrichtung 1 auftreten und jegliche Relativbewegungen zwischen den Gehäuse 3 dem Motorgehäuse 8 durch das Dämpfungselement 12 gedämpft wird.
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Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem das als Klebeband ausgebildete Dämpfungselement einfach um das Motorgehäuse gewickelt ist. Es versteht sich, dass das Klebeband auch mehrfach um das Motorgehäuse gewickelt sein kann, wobei mehrere Schichten Klebeband übereinander angeordnet werden.
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Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem die Antriebswelle des Motors über ein Getriebe mit einer Ausgangswelle verbunden ist. Es versteht sich, dass die die Antriebswelle auch direkt als Ausgangswelle fungieren kann.
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Vorstehend wurde die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem ein Dämpfungselement zwischen Motorgehäuse und Gehäuseteil angeordnet ist. Es versteht sich, dass auch mehrere Dämpfungselemente gleicher oder verschiedener Art an mehreren Stellen an dem Motorgehäuse angeordnet sein können, soweit durch die Dämpfungselemente Berührungen zwischen Motorgehäuse und Gehäuse vermieden werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0639302 B1 [0003]
- DE 102004017300 A1 [0004]
