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Technisches Sachgebiet
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Die technische Lösung betrifft den Elektromotor für die Betätigungseinrichtung, insbesondere in der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, wo die Abtriebswelle des Elektromotors mit der Schneckenverzahnung versehen ist, die im Eingriff mit der Stirnverzahnung des drehbar im Gehäuse der Betätigungseinrichtung gelagerten Betätigungsrads steht.
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Der bisher bekannte Stand der Technik
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Die Betätigungseinrichtung bei Kraftfahrzeugen, genannt auch der Aktuator, dient zur Bedienung vieler Einrichtungen, die Bestandteil von der Karosserie, des Fahrgestells oder des eigentlichen Triebwerks sind. Bei der Karosserie eines Kraftfahrzeugs dient die Betätigungseinrichtung vorwiegend zur Bedienung von Schlössern, wie z.B. Schlösser der Türen, der Motorhaube, des Heckdeckels, der Sitze, des Einfüllstutzendeckels. Zum Antrieb der Betätigungseinrichtungen werden immer häufiger Elektromotoren mit bidirektionalem Betrieb eingesetzt. Zur Übertragung des Drehmoments von der Abtriebswelle des Elektromotors auf die Betätigungsräder der Betätigungseinrichtung wird vorteilhaft ein Schneckengetriebe eingesetzt. Die Schneckenradsätze zählen zu den meist eingesetzten Reduktoren, weil es sich um eine effiziente Lösung des Winkelgetriebes zu einem erschwinglichen Preis handelt. Die Schneckengetriebe erreichen ein hohes Übersetzungsverhältnis bis zu 100x und in einigen Fällen auch mehr. Ein hohes Übersetzungsverhältnis zusammen mit einem niedrigen Gewicht, einer hohen Belastungsfähigkeit und einem ruhigen Gang sind Vorteile des Schneckengetriebes. Beim Starten des Elektromotors steigen seine Umdrehungszahlen sprunghaft und sind im Betrieb sehr hoch. Sprunghafter Anstieg von Umdrehungen und hohe Umdrehungszahlen der Welle des Elektromotors im Betrieb werden jedoch von einer starken Lärmbelastung begleitet. Der Elektromotor für den Antrieb der Betätigungseinrichtung im Kraftfahrzeug wird im Gehäuse aus einem starren Kunststoff gelagert. Die Wände des Gehäuses resonieren mit dem Elektromotor und erhöhen ferner die Lärmbelastung.
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Gegenstand der technischen Lösung
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Das Ziel der technischen Lösung ist die Lärmbelastung der Betätigungseinrichtung zu reduzieren, insbesondere den durch den Antriebselektromotor der Betätigungseinrichtung produzierten Lärm zu senken.
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Die Nachteile des bisher bekannten Standes der Technik werden im Wesentlichen beseitigt und das Ziel der technischen Lösung wird durch den Elektromotor für die Betätigungseinrichtung erfüllt, insbesondere in der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, wo die Abtriebswelle des Elektromotors mit einer Schneckenverzahnung versehen ist, die im Eingriff mit der Stirnverzahnung des im Gehäuse der Betätigungseinrichtung drehbar gelagerten Betätigungsrads steht, gemäß der technischen Lösung, deren Wesen darin besteht, dass der Elektromotor an seinen Stirnwänden mit flexiblen O-Ringen für die Lagerung im Gehäuse der Betätigungseinrichtung versehen ist und die Abtriebswelle mit ihrem freien Ende drehbar im Gleitring gelagert ist, der im flexiblen Kunststoff-Lagergehäuse umspritzt ist, das im Gehäuse der Betätigungseinrichtung gelagert ist.
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Vorteilhaft können die O-Ringe mit ihrem inneren Umfang in Nuten gelagert werden, die an den Stirnwänden des Elektromotors gebildet sind, und sind mit ihrem Außenumfang in den Flanschnuten der auseinandernehmbaren Flansche gelagert, die mit dem Gehäuse der Betätigungseinrichtung fest verbunden sind. Vorteilhaft kann das Kunststoff-Lagergehäuse im Gehäuse der Betätigungseinrichtung zumindest in einer gegenüber der Achse der Abtriebswelle senkrechten Richtung einstellbar gelagert werden. Vorteilhaft kann der äußere Mantel des Gleitrings mit einem Profil für die Positionssperre des Rings gegen ein Verdrehen im Lagergehäuse in der Wellenachse des Elektromotors versehen werden.
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Der Vorteil des Elektromotors für die Betätigungseinrichtung gemäß der technischen Lösung ist der reduzierte Lärmpegel des Aktuators. Der Vorteil des Elektromotors für die Betätigungseinrichtung gemäß der technischen Lösung ist weiterhin die Senkung von Schwingungen der Abtriebswelle, wodurch eine Verbesserung des ruhigen Gangs und der Genauigkeit des Eingriffs der Schneckenverzahnung des Schneckenrads mit der Stirnverzahnung des Betätigungsrads erreicht wird. Der Vorteil des Elektromotors für die Betätigungseinrichtung gemäß der technischen Lösung ist weiterhin eine gleichmäßige Kräfteverteilung in die Lagerräume des Elektromotors und der Abtriebswelle. Der Vorteil des Elektromotors für die Betätigungseinrichtung gemäß der technischen Lösung ist weiterhin ein einfacher Austausch von Lager-O-Ringen des Elektromotors sowie ein einfacher Austausch vom Lagergehäuse und vom Gleitring der Abtriebswelle des Elektromotors. Der Vorteil des Elektromotors für die Betätigungseinrichtung gemäß der technischen Lösung ist weiterhin die Möglichkeit eines genauen Einstellens oder Einrichtens der Lage des Lagergehäuses, wodurch ein genauerer Eingriff der Schneckenverzahnung des Schneckenrads mit der Stirnverzahnung des Betätigungsrads erreicht werden kann.
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Die Flexibilität bzw. Weichheit des Materials des Lagergehäuses kann vorteilhaft so gewählt werden, dass eine optimale Dämpfung erreicht wird. Eines der wichtigsten Kriterien des Aktuators ist der Lärmpegel des Aktuators. Der Elektromotor ist im Körper des Aktuators über O-Ringe gelagert und die Achse des Elektromotors ist im 2-K-Lager gelagert. Die Lagerung über die O-Ringe und 2-K-Lager dient als eine Elimination der Übertragung von Vibrationen vom Elektromotor auf den Aktuatorkörper. Der Elektromotorkörper ist in keinem direkten Kontakt mit dem Aktuatorkörper. Dadurch wir der Lärmpegel des Aktuators gesenkt. Das 2-K-Lager besteht aus einem Messing-Gehäuse, das in einer weichen EPDM-Hülle umspritzt ist. Im oberen sowie unteren Gegenstück des auseinandernehmbaren Flansches des Aktuatorgehäuses sind Nuten für die Lagerung des O-Rings des Elektromotors gebildet.
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Figurenliste
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Der Elektromotor für die Betätigungseinrichtung gemäß der technischen Lösung wird näher auf den Zeichnungen erklärt, die zeigen
- 1 Längsschnitt durch die Betätigungseinrichtung
- 2 Ansicht auf die Lagerung des Elektromotors im auseinandernehmbaren Flansch
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Beispielhafte Ausführung der technischen Lösung
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Gemäß 1 ist die Betätigungseinrichtung des Kraftfahrzeugs im Gehäuse 1 angeordnet. Der Antrieb der Betätigungseinrichtung wird durch den Elektromotor 4 sichergestellt, der im Gehäuse 1 zusammen mit anderen Bestandteilen der Betätigungseinrichtung gelagert ist. Auf der Abtriebswelle 9 des Elektromotors 4 ist das Schneckenrad mit der Schneckenverzahnung 10 fest gelagert, die im Eingriff mit der Stirnverzahnung 3 des Betätigungsrads 2 steht, das drehbar im Gehäuse 1 der Betätigungseinrichtung gelagert ist. Das Betätigungsrad 3 treibt weitere Übersetzungsräder der Betätigungseinrichtung an. Der Elektromotor 4 weist einen an seiner Stirnwand 5 gebildeten zylindrischen Vorsprung auf, auf dessen Umfang eine Umfangsnut 7 gebildet ist. In der Umfangsnut 7 ist mit seinem inneren Umfang der O-Ring 25 gelagert. Mit seinem äußeren Umfang ist der O-Ring 25 in einem, unteren auseinandernehmbaren Flansch gelagert, der ein Bestandteil des Gehäuses 1 ist. Der zweite, obere auseinandernehmbare Flansch ist im Schnittbild nicht dargestellt. Analog ist an der Stirnwand 6 des Elektromotors 4 ein zylindrischer Vorsprung gebildet, auf dessen Umfang eine Umfangsnut 8 gebildet ist, in der mit seinem inneren Umfang der O-Ring 26 gelagert ist. Mit seinem äußeren Umfang ist der O-Ring 26 im unteren auseinandernehmbaren Flansch 13 gelagert, der Bestandteil des Gehäuses 1 ist. Der zweite, obere auseinandernehmbare Flansch ist im Schnittbild nicht dargestellt. Auseinandernehmbare Flansche 13, 14 machen ein einfaches Herausnehmen des Elektromotors 4 und einen einfachen Austausch von O-Ringen 25 , 26 möglich. Das freie Ende der Abtriebswelle 9 ist drehbar im Gleitring 12 gelagert, der im flexiblen im Gehäuse 1 der Betätigungseinrichtung gelagerten Kunststoff-Lagergehäuse 11 umspritzt ist. Das Kunststoff-Lagergehäuse 11 ist im Gehäuse 1 der Betätigungseinrichtung zumindest in einer gegenüber der Achse der Abtriebswelle 9 senkrechten Richtung einstellbar gelagert ist.
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Erforderlich ist eine spezielle Profilierung des äußeren Mantels des Gleitrings 12 , sodass eine Positionssperre des Rings 12 gegen das Verdrehen im Lagergehäuse 11 in der Wellenachse des Elektromotors 4 erzielt wird. Das Sperren gegen das Verdrehen kann mit Hilfe von einer auf dem äußeren Umfang des Gleitrings 12 ausgeführten Rädelung oder mit Hilfe von einer markanteren Formhinterschneidung auf dem äußeren Umfang des Rings, beziehungsweise durch eine Kombination der Rädelung und Hinterschneidung, durchgeführt werden.
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Gemäß 2 ist der untere Flansch 13 entweder einstückig mit dem Gehäuse 1 ausgeführt oder er ist in die geeignete Nut im Gehäuse 1 eingeschoben, sodass die Lage des unteren Flansches 13 symmetrisch zur Achse des Elektromotors 4 ist. Auf den unteren Flansch 13 ist der obere Flansch 14 aufgesetzt. In beiden Flanschen 13, 14 ist eine gemeinsame Öffnung gebildet und in der Umfangsrichtung dieser Öffnung sind in beiden Flanschen 13, 14 umlaufende Flanschnuten 15, 16 gebildet. In den umlaufenden Flanschnuten 15, 16 ist der O-Ring 26 gelagert. Die Ausführung auf der gegenüberliegenden Seite des Elektromotors 4 ist analog.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Betätigungsrad
- 3
- Stirnverzahnung
- 4
- Elektromotor
- 5
- Stirnwand
- 6
- Stirnwand
- 7
- Nut
- 8
- Nut
- 9
- Abtriebswelle
- 10
- Schneckenverzahnung
- 11
- Schneckenrad
- 11
- Lagergehäuse
- 12
- Gleitring
- 13
- auseinandernehmbarer Flansch
- 14
- auseinandernehmbarer Flansch
- 15
- Flanschnut
- 16
- Flanschnut
- 25
- O-Ring
- 26
- O-Ring
