DE4242701A1 - Befestigungselement - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Befestigungselement nach der Gat­ tung des Hauptanspruchs. Es sind schon Befestigungselemente zur kon­ zentrischen Befestigung eines Elektromotors in einer in einem Auf­ nahmegehäuse ausgebildeten Aufnahmeöffnung bekannt. Derartige Befe­ stigungselemente sind einerseits mit einem den Elektromotor umgeben­ den Motorgehäuse und andererseits mit einer Wandung des Aufnahmege­ häuses verbunden (beispielsweise vernietet oder verschraubt).

Nachteilig dabei ist, daß zur Befestigung des Elektromotors mehrere Befestigungselemente erforderlich sind, für deren Festlegung am Auf­ nahmegehäuse weitere Bauteile (Schrauben, Niete) benötigt werden, so daß die Montage dieser Befestigungselemente relativ aufwendig ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Befestigungselement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß zur Befestigung des Elektromotors in der Aufnahmeöffnung nur ein eintei­ liges Befestigungselement erforderlich ist, mit dessen Hilfe der Elektromotor in der Aufnahmeöffnung in einfacher Weise ohne zusätz­ liche Bauteile befestigbar ist und dabei zentriert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Befestigungselementes möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Befestigungselementes aus ferromagnetischem Material, wodurch eine Drehmomentsteigerung des Elektromotors erzielbar ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert. Es zeigen Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Befesti­ gungselement in Einbaulage, Fig. 2 eine Draufsicht des Befesti­ gungselementes nach Fig. 1 und Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Befestigungselement gemäß der Linie III-III in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein Teilschnitt eines elektrischen Stellantriebes dargestellt, der beispielsweise zur elektromotorischen Verstellung einer nicht dargestellten, im Ansaugkanal einer gemischverdichten­ den, fremdgezündeten Brennkraftmaschine angeordneten Drosselklappe Verwendung findet. Als Antrieb dient ein Elektromotor 1 mit einem zylindrischen Motorgehäuse 2, der in einer in einem Aufnahmegehäuse 3 des Stellantriebes befindlichen zylindrischen Aufnahmeöffnung 4 konzentrisch angeordnet ist. Zur Gewährleistung einer sicheren Funk­ tion des Stellantriebes muß die Lage des Elektromotors 1 innerhalb der Aufnahmeöffnung 4 bei allen auftretenden Betriebsbedingungen fixiert sein.

Auf einer nach außerhalb der Aufnahmeöffnung 4 gerichteten Stirnsei­ te des elektrischen Stellmotors 1 ragt eine Antriebswelle 5 aus dem Motorgehäuse 2, auf der ein Antriebszahnrad 6 drehfest gelagert ist. Das Antriebszahnrad 6 steht im Eingriff mit einem weiteren Zahnrad 7, das über nicht dargestellte weitere Bauteile mit der erwähnten Drosselklappe gekoppelt ist.

Das Motorgehäuse 2 hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als ein Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 4, so daß zwischen Motorge­ häuse 2 und Aufnahmegehäuse 3 ein Ringspalt 10 vorhanden ist. Ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 11 ist in der Aufnahmeöffnung 4 zwischen Motorgehäuse 2 und Aufnahmegehäuse 3 angeordnet und füllt den Ringspalt 10 teilweise aus. Das Befestigungselement 11 ist etwa hohlzylindrisch ausgebildet und umschließt über einen Teilbereich 14 das Motorgehäuse 2.

Das Befestigungselement 11 hat eine dem Motorgehäuse 2 zugewandte Innenfläche 12 (Fig. 2), die an dem Motorgehäuse 2 zumindest teil­ weise reibschlüssig anliegt. Zur Verbesserung des Reibschlusses kann das Befestigungselement 11 einen Innendurchmesser aufweisen, der etwas kleiner ist als der Außendurchmesser des Motorgehäuses 2, so daß das Befestigungselement 11 am Motorgehäuse 2 festklemmbar ist. Am Befestigungselement 11 sind Klemmeinrichtungen 15, 16 vorgesehen, die geeignet sind, das Befestigungselement 11 in der Aufnahmeöffnung 4 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung formschlüssig und/oder reibschlüssig zu fixieren und radial zu führen bzw. zu zentrieren. Die Klemmeinrichtungen 15, 16 unterscheiden sich hinsichtlich der Art ihrer Ausbildung.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Befestigungs­ elementes 11 gezeigt. Das Befestigungselement 11 hat die Form eines dünnwandigen Hohlzylinders mit einer überwiegend zylindrischen Wandung 17, die eine in axialer Richtung durchgehende Trennstelle 18 aufweist. Aufgrund der Trennstelle 18 ist das Befestigungselement 11 unter Vergrößerung seines Innendurchmessers spreizbar, so daß es in einfacher Weise infolge Federwirkung auf das Motorgehäuse 2 (Fig. 1) aufklemmbar ist. An der dem Motorgehäuse 2 zugewandten Innenfläche 12 des Befestigungselementes 11 ist ein nach innen vorstehender Ab­ satz 19 ausgebildet, der in Einbaulage in eine entsprechende Öffnung im Motorgehäuse 2 ragt, wodurch zusätzlich zu dem erwähnten Reib­ schluß zwischen Befestigungselement 11 und Motorgehäuse 2 Formschluß besteht, so daß das Befestigungselement 11 und das Motorgehäuse 2 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung zueinander festgelegt sind.

Um eine gute Klemmwirkung des Befestigungselementes 11 in der Auf­ nahmeöffnung 4 zu erzielen und um den Elektromotor 1 darin zu zen­ trieren sollten jeweils mindestens drei Klemmeinrichtungen 15, 16 am Umfang des Befestigungselementes 11 angeordnet sein. In der Fig. 2 sind jeweils drei Klemmeinrichtungen der Arten 15 und 16 ausgebil­ det, die jeweils um etwa 120° in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind erste Klemmeinrichtungen 15 zu zweiten Klemmeinrichtungen 16 nicht axial fluchtend, sondern beispielsweise um etwa 30° versetzt angeordnet. Die ersten Klemmein­ richtungen 15 sind dabei nahe zu einem Rand 20 (Fig. 1) des Befe­ stigungselementes 11 angeordnet, der nach der Montage weniger tief in der Aufnahmeöffnung 4 liegt als die in axialem Abstand zur ersten Klemmeinrichtung 15 vorgesehenen zweiten Klemmeinrichtungen 16.

In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch die Wandung 17 des Befesti­ gungselementes 11 und durch das Aufnahmegehäuse 4 gemäß der Linie III-III in Fig. 1 gezeigt, so daß die Klemmeinrichtungen 15, 16 ge­ schnitten darstellt werden.

Die Klemmeinrichtungen 15, 16 werden von der Wandung 17 des Befe­ stigungselementes 11 gebildet, indem die Wandung 17 jeweils erste Schlitzbereiche 22 und zweite Schlitzbereiche 23 (Fig. 1) aufweist, wodurch erste Blechstreifen 24 und zweite Blechstreifen 25 entste­ hen, die über Verbindungsstellen 26, 27 mit der Wandung 17 stoff­ schlüssig verbunden bleiben.

Die zweiten Schlitzbereiche 23 sind etwa U-förmig ausgebildet und begrenzen die zweiten Blechstreifen 25. Die ersten Schlitzbereiche 22 sind beispielsweise breiter als die zweiten Schlitzbereiche 23 und erstrecken sich von den ersten Verbindungsstellen 26 bis zum Rand 20. Die innerhalb der ersten Schlitzbereiche 22 liegenden er­ sten Blechstreifen 24 enden etwa nach der Hälfte des axialen Abstan­ des der Verbindungsstellen 26 vom Rand 20, können jedoch auch kürzer oder länger ausgebildet sein. Die ersten Schlitzbereiche 22 haben etwa W-Form, so daß in Umfangsrichtung gesehen die ersten Blech­ streifen 24 schmaler sind als die ersten Schlitzbereiche 22.

Die in der beschriebenen Form gebildeten Blechstreifen 24, 25 sind in Richtung zum Aufnahmegehäuse 3 gebogen, so daß sie über eine Außenfläche 13 des zylindrischen Teils der Wandung 17 hinausragen. Zur Montage wird das auf dem Elektromotor 1 aufgeklemmte Befesti­ gungselement 11 zusammen mit dem Elektromotor 1 in die Aufnahmeöff­ nung 4 eingebracht, bis das Motorgehäuse 2 mit seiner in die Aufnah­ meöffnung 4 weisenden Stirnseite 31 (Fig. 1) an einer Grundfläche 28 der Aufnahmeöffnung 4 anliegt. Die Grundfläche 28 kann dabei eine Vertiefung 29 für eine eventuell an der Stirnseite 31 angebrachte Erweiterung 30 aufweisen, so daß das Motorgehäuse 2 mit der Stirn­ seite 31 und/oder mit seiner Erweiterung 30 an der Grundfläche 28 anliegt. Zwischen Motorgehäuse 2 bzw. Erweiterung 30 und Grundfläche 28 bzw. Vertiefung 29 kann auch eine Distanzscheibe 32 angeordnet sein.

Um die Montage zu erleichtern sind die Verbindungsstellen 26, 27 der Blechstreifen 24, 25 jeweils an dem tiefer in die Aufnahmeöffnung 4 zeigenden Ende der Blechstreifen 24, 25 angeordnet. Zur weiteren Verbesserung der Montierbarkeit kann eine Begrenzungswand 36 der Aufnahmeöffnung 4 zusätzlich in Einschubrichtung eine konische Ver­ engung 33 (Fig. 1) aufweisen.

Im eingebauten Zustand berühren die Blechstreifen 24, 25 das Aufnah­ megehäuse 3 und bilden dabei die Klemmeinrichtungen 15, 16. Der er­ ste Blechstreifen 24 ist derart kreisbogenförmig nach außen gebogen, daß seine größte Erhebung vom zylindrischen Teil der Wandung 17 wei­ ter absteht, als ein zwischen Befestigungselement 11 und Aufnahmege­ häuse 3 vorgesehener Radialabstand. In Einbaulage des Befestigungs­ elementes 11 paßt sich die erste Klemmeinrichtung 15 an den verfüg­ baren Radialabstand federnd an, wobei die erste Klemmeinrichtung 15 die Begrenzungswand 36 der Aufnahmeöffnung 4 mit ihrer gekrümmten Oberfläche berührt und mittels der aufgrund der Federung entstehen­ den Vorspannung sich reibschlüssig verspannt. Das der ersten Verbin­ dungsstelle 26 abgewandte freie Ende 34 des ersten Blechstreifens 24 liegt dabei je nach Größe der Vorspannung mehr oder weniger außer­ halb oder innerhalb des zylindrischen Teils der Wandung 17. Es liegt vorzugsweise unter Ausübung einer radialen Kraft am Motorgehäuse 2 (in Fig. 3 nicht gezeigt) an. Das freie Ende 34 läuft in einer zum Motorgehäuse 2 gerichteten Rundung aus.

Der die zweite Klemmeinrichtung 16 bildende zweite Blechstreifen 25 ist lediglich an der zweiten Verbindungsstelle 27 gebogen, so daß er in einem spitzen Winkel von der Wandung 17 absteht und damit über die Außenfläche 13 des Befestigungselementes 11 hinausragt. In Ein­ baulage berührt er mit einer Endkante 35 die Begrenzungswand 36.

Die Endkante 35 des zweiten Blechstreifens 25 ragt ebenfalls weiter über den zylindrischen Teil der Wandung 17 hinaus, als dem Radialab­ stand zwischen Befestigungselement 11 und Aufnahmeöffnung 4 ent­ spricht. In Einbaulage ist daher der Blechstreifen 25 ebenfalls ver­ formt, wobei auf das Aufnahmegehäuse 3 eine Vorspannkraft wirkt. Je nach Oberflächenbeschaffenheit kann es dabei zusätzlich zu Form­ schluß zwischen der Endkante 35 und dem Aufnahmegehäuse 3 kommen, der insbesondere ein Herausgleiten des Befestigungselementes 11 mit dem Elektromotor 1 aus der Aufnahmeöffnung 4 verhindert. Zu Form­ schluß kommt es insbesondere dann, wenn die Oberfläche der Begren­ zungswand 36 relativ rauh ist, da sich dann die Endkante 35 des zwei­ ten Blechstreifens 25 in den Unebenheiten der Oberfläche verhakt (Mikroformschluß). Es ist auch denkbar, eine umlaufende Nut oder Rillen in der Oberfläche der Aufnahmeöffnung 4 vorzusehen, in der sich die Endkante 35 durch Zurückfedern des zweiten Blechstreifens 25 verhakt (Makroformschluß). Das Befestigungselement 11 ist demnach in axialer Richtung einerseits durch die Grundfläche 28 und anderer­ seits durch den Formschluß der zweiten Klemmeinrichtungen 16 festge­ legt.

Das Befestigungselement 11 besteht aus duktilem Material, vorzugs­ weise aus Metall. In einer vorteilhaften Ausführung besteht es aus ferromagnetischem Werkstoff, wodurch bei bestimmten Elektromotoren eine Drehmomentsteigerung erzielbar ist. Das Befestigungselement 11 ist vorteilhafterweise herstellbar, indem aus einem Blech-Rohmate­ rial in einem Stanzwerkzeug unter Ausstanzen und Verbiegen des Ab­ satzes 19, sowie der Blechstreifen 25, 26 ein rechteckiger Blechkör­ per hergestellt wird, der unter Bildung der Trennstelle 18 anschlie­ ßend hohlzylindrisch zum Befestigungselement 11 gebogen wird.

Claims (8)

1. Befestigungselement zur Befestigung eines Elektromotors, der ein Motorgehäuse hat, in einer von einer Begrenzungswand begrenzten Auf­ nahmeöffnung eines Aufnahmegehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (11) das Motorgehäuse (2) zumindest teilweise umschließt und eine dem Motorgehäuse (2) zugewandte Innenfläche (12) und eine dem Motorgehäuse (2) abgewandte Außenfläche (13) hat, wobei zumindest Teile der Innenfläche (12) unter Wirkung einer radialen Kraft an dem Motorgehäuse (2) anliegen und die Außenfläche (13) des Befestigungselementes (11) Klemmeinrichtungen (15, 16) aufweist, die geeignet sind, nach dem Einfügen von Elektromotor (1) und Befesti­ gungselement (11) in die Aufnahmeöffnung (4) das Befestigungselement (11) ohne zusätzliche Bauteile in axialer Richtung und in Umfangs­ richtung formschlüssig und/oder reibschlüssig an der Begrenzungswand (36) zu fixieren und in radialer Richtung zu führen.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste Klemmeinrichtungen (15) durch erste Blechstreifen (24) und zweite Klemmeinrichtungen (16) durch zweite Blechstreifen (25) ge­ bildet werden und die Blechstreifen (15, 16) stoffschlüssig mit dem Befestigungselement (11) verbunden sind, wobei die ersten Blech­ streifen (24) gebogen und die zweiten Blechstreifen (25) mit einem spitzen Winkel aus der Außenfläche (13) des Befestigungsele­ mentes (11) ragen und mittels Reibschluß und/oder Formschluß an der Begrenzungswand (36) anliegen.

3. Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wenigstens drei in Umfangsrichtung verteilte erste Klemm­ einrichtungen (15) mit axialem Abstand zu wenigstens drei in Um­ fangsrichtung verteilten zweiten Klemmeinrichtungen (16) angeordnet sind.

4. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (11) eine in Längsrichtung durchgehende Trennstelle (18) aufweist und der Innenquerschnitt des Befestigungs­ elementes (11) gering kleiner als der Außenquerschnitt des Elektro­ motors (1) ist.

5. Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenfläche (12) des Befestigungselementes (11) wenigstens ein Absatz (19) ausgebildet ist, der bei auf das Motorgehäuse (2) aufgesetztem Befestigungselement (11) in eine im Motorgehäuse (2) befindliche korrespondierende Öffnung ragt.

6. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (11) durch einen dünnwandigen, metallischen Werkstoff gebildet wird.

7. Befestigungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Werkstoff ferromagnetische Eigenschaften aufweist.

8. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (11) hohlzylinderförmig ausgebildet ist.