WO2021053077A1 - Elektromotorisch angetriebenes aggregat für ein fahrzeug - Google Patents

Elektromotorisch angetriebenes aggregat für ein fahrzeug Download PDF

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    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Definitions

  • the object is therefore to propose an improved unit in which the tendency to wear and the development of noise in the area of the roller bearing receptacle can be eliminated as cost-effectively as possible without significantly impairing manufacture and assembly.
  • the object is achieved according to the invention by the combination of features according to independent claim 1. Subclaims specify further embodiments and developments according to the invention.
  • the invention further provides that the housing part has at least one clamping lug which is pressed against the outer ring in the assembled state.
  • one or more clamping lugs spaced apart from one another in the circumferential direction can be arranged in the receiving cavity in a space-saving and inexpensive to manufacture, which in the assembled state are pressed in the radial direction against the outer ring.
  • a stable and cost-effective structure can be realized with a bearing bush made of metal, in particular sheet steel, which preferably has a clearance fit to the outer ring that is easy to assemble.
  • FIG. 1 shows a generic unit driven by an electric motor using the example of a vacuum pump.
  • FIG 3 shows an area of a second embodiment with several radially acting clamping lugs in a three-dimensional exploded view (a) and in cross section (b)
  • FIG. 1 shows a generic unit 1 using the example of a vacuum pump for supplying a pneumatic brake booster for the hydraulic brake system of a motor vehicle.
  • the axially directed, upper side of the clamping lug 8 in the picture is designed to be slightly inclined from its base to the tip in the direction of the bottom section 16 in order to simplify the assembly of the roller bearing 4 by acting as a kind of insertion ramp.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromotorisch angetriebenes Aggregat (1) für ein Fahrzeug, mit wenigstens einer elektrischen Antriebseinheit (2), deren Antriebswelle (3) über wenigstens ein Wälzlager (4) gelagert ist, dessen Außenring (5) in einer verdrehgesichert an einem Gehäuseteilteil (7) des Aggregats (1) befestigten Lagerbuchse (6) aufgenommen ist. Um ein verbessertes Aggregat vorzuschlagen, bei dem Verschleißneigung und Geräuschentwicklung im Bereich der Wälzlageraufnahme möglichst kostengünstig beseitigt werden können, ohne dabei die Herstellung und Montage wesentlich zu beeinträchtigen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Außenring (5) zusätzlich bereichsweise eine direkte kraftübertragende Verbindung mit dem Gehäuseteil (7) aufweist.

Description

Beschreibung
Elektromotorisch angetriebenes Aggregat für ein Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein elektromotorisch angetriebenes Aggregat für ein Fahrzeug, insbesondere eine Unterdruckpumpe, beispielsweise zur Versorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers oder eines Bremsstaubabsaugsystems.
Moderne Fahrzeige verfügen über viele Aggregate, welche von elektrischen Antriebseinheiten beziehungsweise Elektromotoren über rotierende Antriebswellen angetrieben werden, welche über Wälzlager in Gehäusen dieser Aggregate gelagert sind. Das Gehäuse ist jedoch häufig aus Gewichts- Kosten- oder Fiersteiltechnischen Gründen aus vergleichsweise weichen Werkstoffen, insbesondere Kunststoffen, hergestellt. Aus werkstofftechnischen, montage- oder herstellungsbedingten Gründen ist es daher oft nicht möglich, das Wälzlager unmittelbar im Gehäuse aufzunehmen. Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, gesonderte Lagerbüchsen zu verwenden in denen der Außenring des Wälzlagers aufgenommen wird, so dass Lagerkräfte über die Lagerbüchse in das Gehäuse eingeleitet werden.
Als Beispiel für einen relevanten Stand der Technik wird auf ein Elektromotor-Pumpenaggregat gemäß WO 2016/026809 A2 verwiesen.
Aus hersteiltechnischen und Montagegründen muss der Außenring des Wälzlagers oft mit einer Spielpassung in der Lagerbüchse aufgenommen werden. Diese Art der Lagerung hat den Nachteil, dass im Betrieb ein Mitdrehen des Außenrings Vorkommen kann. Dies kann zum Verschleiß der Bauteile und erheblichen Geräuschemissionen führen.
Es stellt sich daher die Aufgabe ein verbessertes Aggregat vorzuschlagen, bei dem Verschleißneigung und Geräuschentwicklung im Bereich der Wälzlageraufnahme möglichst kostengünstig beseitigt werden können, ohne dabei die Herstellung und Montage wesentlich zu beeinträchtigen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Unteransprüche geben weitere erfindungsgemäße Ausführungen und Weiterbildungen an.
Die Erfindung sieht vor, dass der Außenring neben der Verbindung zu der Lagerbüchse zusätzlich bereichsweise eine direkte kraftübertragende Verbindung mit dem Gehäuseteil aufweist.
Dadurch wird der Außenring in der Lagerbüchse zuverlässig gegen unerwünschtes Mitdrehen arretiert. Verschleiß und Geräuschemissionen aufgrund des Mitdrehens werden beseitigt. Dabei muss keine engere Passung zwischen dem Außenring und der Lagerbüchse gewählt werden, Herstellbarkeit und Montierbarkeit werden nicht negativ beeinträchtigt.
Die Erfindung sieht ferner vor, dass das Gehäuseteil wenigstens eine Klemmnase aufweist, welche im zusammengebauten Zustand gegen die Außenring gepresst ist. Dadurch kann eine zusätzliche Kontaktstelle für eine direkte Kraftübertragung zwischen dem Außenring und Gehäuse geschaffen werden, welche ohne weitere Maßnahmen zwangsweise bei Montage erzeugt wird.
Für eine einfache und effektive Herstellung und Montage sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Lagerbüchse wenigstens einen rohrförmigen Abschnitt zur Aufnahme der Außenring aufweist, welcher in einer im Gehäuseteil ausgebildeten Aufnahmekavität angeordnet und, gemäß besonders bevorzugter Weiterbildung, mit seiner äußeren Mantelfläche darin radial verklemmt ist.
Gemäß zweier Ausführungsformen können, bauraumsparend und hersteilgünstig, in der Aufnahmekavität eine oder mehrere in Umfangsrichtung zueinander beanstandeten Klemmnasen angeordnet sein, welche im zusammengebauten Zustand in radiale Richtung gegen den Außenring gepresst sind.
Für weiter vereinfachten Herstellung und Montage sieht einer Weiterbildung der Erfindung vor, dass derartige Klemmnase oder Klemmnasen als zentripetal vorgestreckte, mit dem Gehäuseteil einteilig gestalteten Vorsprünge ausgebildet sind. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass wenigstens eine Klemmnase in axiale Richtung gegen die Außenring gepresst angeordnet ist und zu diesem Zweck bevorzugt als eine axial wirkende, einteilig mit dem Gehäuseteil gestaltete Federlasche ausgebildet ist.
Um den Durchgriff einer oder mehrerer Klemmnasen zum Außenring auf eine besonders einfache Weise zu ermöglichen sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass der rohrförmige Abschnitt zu diesem Zweck wenigstens einen Ausschnitt aufweist.
Ein stabiler und kostengünstiger Aufbau kann mit einer Lagerbüchse aus Metall, insbesondere Stahlblech realisiert werden, welcher bevorzugt montagegünstige Spielpassung zum Außenring aufweist.
Die Erfindung kann besonders effektiv mit einem Gehäuseteil aus Kunststoff verwendet werden, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einem glasfaserverstärkten Polyamid.
Eine besonders umfassende Ausnutzung des geräuschreduzierenden Effekts der Erfindung kann mit einer Unterdruckpumpe erzielt werden, welche über schallleitende pneumatische Verbindungen mit weiteren akustisch wirksamen Komponenten verbunden ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand Figurenbeschreibungen detailliert erklärt. Hierbei zeigen:
Fig.1 ein gattungsgemäßes elektromotorisch angetriebenes Aggregat am Beispiel einer Unterdruckpumpe.
Fig.2 einen Bereich einer erste Ausführungsform mit einer einzelnen radial wirkenden Klemmnase in einer räumlichen Explosionsdarstellung (a), im Querschnitt (b) sowie eine vergrößerte Ansicht der Klemmnase (c).
Fig.3 einen Bereich einer zweiten Ausführungsform mit mehreren radial wirkenden Klemmnasen in einer räumlichen Explosionsdarstellung (a) und im Querschnitt (b)
Fig.4 einen Bereich einer anderen Ausführungsform mit mehreren axial wirkenden Klemmnasen in einer räumlichen Explosionsdarstellung (a) und im Längsschnitt (b) Fig.1
Fig.1 zeigt ein gattungsgemäßes Aggregat 1 am Beispiel einer Unterdruckpumpe zur Versorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers für hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs.
Eine am Gehäuse des Aggregats 1 befestigte elektrische Antriebseinheit 2 treibt über eine Antriebswelle 3 treibt über einen Exzentertrieb zwei Pleuelstangen an, welche die Bewegung an zwei gegenüberliegend angeordneten Membraneinheiten übermitteln. In einem aus Kunststoff hergestellten Gehäuseteil 7 ist eine Aufnahmekavität 10 eingeformt. An einer aus Stahlblech hergestellten Lagerbüchse 6 ist ein rohrförmiger Abschnitt 9 ausgebildet. Die Lagerbüchse 6 ist verdrehgesichert an dem Gehäuseteil 7 fixiert und greift dabei mit dem rohrförmiger Abschnitt 9 in die Aufnahmekavität 10 ein. In dem rohrförmigen Abschnitt 9 ist mit einer Spielpassung der Außenring 5 eines Wälzlagers 4 aufgenommen, welcher zur Lagerung er der Antriebswelle 3 dient.
Die vorstehend beschriebenen Werkstoffe stehen beispielhaft für eine bevorzugtes Anwendungsbeispiel, eine andere Werkstoffwahl bleibt innerhalb der Erfindung zulässig.
Fig.2
Fig.2 zeigt Details eines ersten erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiels. Die Aufnahmekavität 10 ist in etwa topfförmig mit einem Wandungsabschnitt 15 und einem Bodenabschnitt 16 ausgebildet. Am Wandungsabschnitt 15 sind mehrere axial gerichteten Rippen 14 ausgebildet, welche im zusammengebauten Zustand gegen die äußeren Mantelfläche 11 des rohrförmigen Abschnitts 9 gepresst sind und diesen damit in der Aufnahmekavität 10 verklemmen. Neben den Rippen 14 ist innerhalb der Aufnahmekavität 10 eine Klemmnase 8 vorgesehen, welche deutlich weiter als die Rippen 14 nach innen vorgestreckt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Klemmnase 8 als ein am Gehäuseteil 7 angeformter keilförmiger Vorsprung ausgebildet, dessen Spitze in zentripetale Richtung ausgerichtet ist. Der rohrförmige Abschnitt 9 weist einen Ausschnitt 12, welcher im zusammengebauten Zustand mit der Klemmnase 8 durchgegriffen wird, so dass die Spitze der Klemmnase 8 radial unmittelbar gegen den Außenring 5 gepresst ist und dadurch eine streifenartige Kontaktstelle 13 bildet. Über die Kontaktstelle 13 wird so eine direkte Kraftübertragung zwischen dem Außenring 5 und dem Gehäuseteil 7 erwirkt.
Die axial gerichtete, im Bild obere Seite der Klemmnase 8 ist von ihrer Basis zu Spitze hin leicht in Richtung Bodenabschnitt 16 geneigt ausgebildet, um Montage des Wälzlagers 4 zu vereinfachen indem sie als eine Art Einfuhrrampe fungiert.
Fig.3
In der Fig.3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführung gemäß Fig.2 sind statt einer mehrere vorsprungartig ausgebildeten Klemmnasen 8,8‘,8“ vorgesehen, welche in Umfangsrichtung zueinander beanstandet in der Aufnahmekavität 10 angeordnet sind. Diese sind im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen einzelnen Vorsprung in radiale Richtung weniger vorgestreckt, Aufgrund der Mehrzahl gebildeter Kontaktstellen 13,13', 13“ wird dennoch eine ausreichende Klemmwirkung mit dem Außenring 5 erreicht. Die Oberseite der Klemmnasen 8,8‘,8“ ist zwecks einer vereinfachten Montage des Wälzlagers 4 ebenfalls angeschrägt gestaltet.
Fig.4
Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, welche im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Varianten in axiale statt radialer Richtung auf den Außenring 5 einwirkt. Hierfür sind im Bodenabschnitt 16 der Aufnahmekavität 10 mehrere über den Umfang verteilt positionierten Klemmnasen 8,8‘,8“ angeordnet, welche als Federlaschen ausgebildet sind. Im zusammengebauten Zustand pressen diese axial auf den Randbereich des Außenrings 5 und verspannen den gesamten Wälzlager 4 gegen einen an der Antriebswelle 4 vorgesehenen Anschlag 17. Bezugszeichen
1 Aggregat
2 Antriebseinheit
3 Antriebswelle 4 Wälzlager
5 Außenring
6 Lagerbüchse
7 Gehäuseteil
8 Klemmnase 9 Rohrförmiger Abschnitt
10 Aufnahmekavität
11 Mantelfläche
12 Ausschnitt
13 Kontaktstelle 14 Rippe
15 Wandungsabschnitt
16 Bodenabschnitt
17 Anschlag

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotorisch angetriebenes Aggregat (1 ) für ein Fahrzeug, mit wenigstens einer elektrischen Antriebseinheit (2), deren Antriebswelle (3) über wenigstens ein Wälzlager (4) gelagert ist, dessen Außenring (5) in einer verdrehgesichert an einem Gehäuseteilteil (7) des Aggregats (1) befestigten Lagerbüchse (6) aufgenommen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (5) zusätzlich bereichsweise eine direkte kraftübertragende Verbindung mit dem Gehäuseteil (7) aufweist.
2. Aggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuseteil (7) wenigstens eine Klemmnase (8) aufweist, welche gegen den Außenring (5) gepresst ist.
3. Aggregat (1 ) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmnase (8) in radiale Richtung gegen den Außenring (5) gepresst ist.
4. Aggregat (1 ) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmnase (8) in axiale Richtung gegen den Außenring (5) gepresst ist.
5. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse (6) wenigstens einen rohrförmigen Abschnitt (9) zur Aufnahme des Außenrings (5) aufweist, wobei der Abschnitt (9) in einer im Gehäuseteil (7) ausgebildeten Aufnahmekavität (10) angeordnet ist.
6. Aggregat (1 ) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (9) mit einer äußeren Mantelfläche (11 ) in der Aufnahmekavität (10) radial verklemmt ist.
7. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (9) wenigstens einen Ausschnitt (12) zum Durchgriff der Klemmnase (8) aufweist.
8. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Klemmnase (8) in der Aufnahmekavität (10) angeordnet ist.
9. Aggregat (1 ) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Klemmnasen (8,8‘,8“) in Umfangsrichtung zueinander beanstandet in der Aufnahmekavität (10) angeordnet sind.
10. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Klemmnase (8) als ein in Bezug zum Außenring (5) zentripetal vorgestreckter, mit dem Gehäuseteil (7) einteilig gestalteter Vorsprung ausgebildet ist.
11. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Klemmnase (8) als eine in Bezug zum Außenring (5) axial wirkende, mit dem Gehäuseteil (7) einteilig gestaltete Federlasche ausgebildet ist.
12. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbüchse (6) aus Metall, insbesondere Stahlblech ausgebildet ist.
13. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (7) aus Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten Polyamid ausgebildet ist.
14. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (5) mit einer Spielpassung in der Lagerbüchse (6) aufgenommen ist.
15. Aggregat (1 ) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (1) eine Unterdruckpumpe ist.
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