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Die Erfindung betrifft eine Halterung für einen Aktuator, insbesondere eine Pumpe in einem Fahrzeug, mit einem Halteelement und einer Dämpfung, die zwischen dem Halteelement und einem Gehäuse des Aktuators angeordnet wird, sowie ein Verfahren zum Einbau einer solchen Halterung.
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Stand der Technik
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Ein Aktuator, vorzugsweise eine Pumpe, wird in einem Kraftfahrzeug in der Regel an einem Motoranbau oder an einem Getriebeanbau befestigt. Um Schäden im Aktuator zu verhindern, müssen die vom Motoranbau oder Getriebeanbau erzeugten und auf den Aktuator übertragenen Schwingungen gedämpft werden. Eine hierfür zwischen dem Motoranbau oder Getriebeanbau angeordnete Dämpfung wird üblicherweise mit einem Halteelement aus Blech am Aktuator fixiert. Das Halteelement ist in der Regel starr ausgebildet. Im Allgemeinen besteht die Dämpfung aus einem Gummiring, der zwischen Halteelement und dem Aktuatorgehäuse angeordnet ist. Bei einer solchen Gummiring-Dämpfung können jedoch die Dämpfungseigenschaften nicht an das Schwingungsverhalten im Kraftfahrzeug angepasst werden, so dass die Gefahr besteht, dass die Schwingungen in bestimmten Frequenzbereichen ungedämpft auf den Aktuator übertragen werden und dadurch den Aktuator beschädigen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Halterung und ein Verfahren zum Einbau einer solchen Halterung zu schaffen, wobei die Halterung an die applikationsspezifischen Einbaubedingungen im jeweiligen Fahrzeug angepasst werden kann, um ein möglichst optimales Schwingungs- und Dämpfungsverhalten zu erzielen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Halterung für einen Aktuator nach Anspruch 1 sowie einem Verfahren zum Einbau einer Halterung für einen Aktuator nach Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wird eine Halterung für einen Aktuator, insbesondere eine Pumpe, zum Einbau in ein Fahrzeug mit einem Halteelement und einer Dämpfung, die zwischen dem Halteelement und einem Gehäuse des Aktuators angeordnet ist, ausgebildet. Die Dämpfung umfasst dabei mindestens zwei Dämpfungselemente, deren Dämpfungsmaxima in unterschiedlichen Frequenzbereichen liegen. Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass mit den mindestens zwei Dämpfungselementen gezielt in verschiedenen Frequenzbereichen gedämpft werden kann.
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Ferner werden vor dem Einbau der Halterung die erforderlichen Dämpfungseigenschaften für den Aktuator durch eine Schwingungsmessung am Fahrzeug ermittelt. Durch das Ermitteln der Dämpfungseigenschaften kann die Halterung an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden, so dass optimale Dämpfungseigenschaften erreicht werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Dämpfungsmaxima der mindestens zwei Dämpfungselemente, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen liegen, mithilfe einer unterschiedlichen Pressung der mindestens zwei Dämpfungselemente durch das Halteelement erzeugt. Dadurch kann auf einfache Weise ein optimales Dämpfungsverhalten erzielt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die mindestens zwei Dämpfungselemente eine unterschiedliche Geometrie und/oder Materialhärte auf, um unterschiedliche Dämpfungseigenschaften der beiden Dämpfungselemente zu erreichen. Durch Einstellen der Geometrie und/oder der Materialhärte können die mindestens zwei Dämpfungselemente an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden, so dass für den jeweiligen Einbauort optimale Dämpfungseigenschaften erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die mindestens zwei Dämpfungselemente voneinander beabstandet an dem Halteelement angeordnet. Vorzugsweise weisen die mindestens zwei Dämpfungselemente Verrippungen und/oder Bohrungen auf. Durch die Anordnung der mindestens zwei Dämpfungselemente sowie den Verrippungen und/oder Bohrungen entsteht eine größere Gesamtoberfläche im Vergleich zu einem geschlossenen Ring, so dass eine verbesserte Wärmeabfuhr an die Umgebung ermöglicht wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die mindestens zwei Dämpfungselemente aus Elastomer gefertigt. Elastomer weist im Gegensatz zu anderen Materialien gute Dämpfungseigenschaften auf und lässt sich einfach verarbeiten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die mindestens zwei Dämpfungselemente auf dem Halteelement geclipst, geklebt, überspritzt, eingelegt und/oder einvulkanisiert angeordnet. Dadurch kann die Halterung schon vor dem Aufschieben bzw. Umspannen auf dem Aktuator auf einfache Weise zusammengesetzt werden, so dass die Herstellungskosten für die Halterung reduzieren werden können.
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Ferner ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Halteelement als zweiteilige Schelle ausgebildet. Dadurch kann die Halteelementgröße einfach und schnell an die Aktuatorgröße angepasst werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Halterung für eine Pumpe; und
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2 eine Draufsicht der in 1 gezeigten Halterung für eine Pumpe.
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Die in 1 gezeigte Halterung 1 dient zur Befestigung einer Pumpe 10 an einem Motoranbau oder an einem Getriebeanbau. Bei der Pumpe 10 handelt es sich vorzugsweise um eine Zusatzwasserpumpe. Jedoch kann die Erfindung auch für andere Aktuatoren, die in einem Motoranbau oder Getriebeanbau befestigt werden sollen, verwendet werden.
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Aufgrund der sehr hohen fahrzeugseitigen Schüttelanregungen am Motoranbau oder Getriebeanbau, muss die Halterung 1 für die Pumpe 10 an die applikationsspezifischen Einbaubedingungen im jeweiligen Kraftfahrzeug angepasst werden, um ein möglichst optimales Schwingungs- und Dämpfungsverhalten erzielen zu können. Der Resonanzbereich der Halterung 1 muss dabei außerhalb der Anregungsfrequenz liegen, um im zu befestigenden Aktuator, hier Pumpe 10, schädigende Beschleunigungsspitzen zu vermeiden, die zu einer mechanischen Zerstörung führen könnten. Letztendlich wird durch die Optimierung der Dämpfungseigenschaften die Zuverlässigkeit des jeweiligen Aktuators über die Fahrzeuglebensdauer sichergestellt.
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Die Halterung 1 weist ein Halteelement 13 und eine Dämpfung 12, die zwischen dem Halteelement 13 und einem Gehäuse 11 der Pumpe 10 angeordnet ist, auf. Das Halteelement 13 ist vorzugsweise aus einem Blech gefertigt und starr ausgebildet. Jedoch kann das Halteelement 13 auch aus einem anderen Material gefertigt werden. Ferner kann das Halteelement 13 elastisch federnde Eigenschaften aufweisen, um eine einfache Montage auf dem Gehäuse 11 der Pumpe 10 ermöglichen zu können. Das Halteelement 13 weist des Weiteren ein Befestigungselement 14 auf, das zum Anbringen der Halterung 1 an einem Motoranbau oder Getriebeanbau vorgesehen ist. Das Befestigungselement 14 umfasst zwei Ausnehmungen 141, 142, mit denen die Halterung 1 durch eine Schraubverbindung an dem Motoranbau oder Getriebeanbau befestigt werden kann.
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Alternativ kann das Halteelement 13 als eine zweiteilige Schelle ausgebildet sein. Dies ist vor allem bei einem Halteelement 13 mit einem dicken Material von Vorteil, da diese nicht die notwendige Elastizität zur Montage auf der Pumpe 10 aufweisen. Dabei werden die zwei Schellenelemente vorzugsweise geschraubt, geclipst, geschweißt und/oder geklebt. Jedoch kann das Zusammenbauen der zweiteiligen Schelle auch auf einer anderen Weise erfolgen.
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Die an der Halterung 1 vorgesehene Dämpfung 12 umfasst mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123. Wie in 2 gezeigt ist, sind vier Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 voneinander beabstandet an dem Halteelement 13 angeordnet. Jedoch können mehr oder weniger Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 an dem Halteelement 13 angeordnet sein.
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Die mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 sind aus einem Elastomer gefertigt und können auf den Halteelement 13 geclipst, geklebt, überspritzt, eingelegt und/oder einvulkanisiert werden. Dadurch, dass die mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 eine unterschiedliche Geometrie und/oder Materialhärte aufweisen, liegen die Dämpfungsmaxima der mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 in unterschiedlichen Frequenzbereichen. Dabei kann z. B. das Dämpfungselement 123 kleiner ausgebildet sein als die anderen Dämpfungselemente 120, 121, 122. Ferner weist das Dämpfungselement 122 eine Ausnehmung auf, die sich durch die Anordnung der Pumpe 10 ergibt. Die Materialhärte der Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 liegt vorzugsweise in dem Bereich von 40 bis 70 HV. Aufgrund der unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften der mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 wird eine unterschiedliche Pressung durch das Halteelement 13 auf das Gehäuse 11 der Pumpe 10 erzielt. Dadurch kann gezielt der Eigenschwingungsmodus des Motors bzw. Getriebes und der Pumpe 10 gedämpft werden.
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Durch die Verwendung von mindestens zwei Dämpfungselementen 120, 121, 122, 123 mit den unterschiedlichen Dämpfungsmaxima kann vorzugsweise ein größerer Frequenzbereich gedämpft werden. Dabei liegt die Dämpfung im Bereich von 200 bis 3000 Hz. Des Weiteren kann die Position der Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 und deren Dämpfungseigenschaft dem jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden, so dass für den jeweiligen Einbauort optimale Dämpfungseigenschaften eingestellt werden können.
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Durch die voneinander beabstandete Anordnung der mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 auf dem Halteelement ergibt sich eine größere Gesamtoberfläche im Vergleich zu einem geschlossenen Ring. Zusätzlich kann aufgrund von Verrippungen und/oder Bohrungen eine größere Gesamtoberfläche der Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 erreicht werden. Die größere Gesamtoberfläche ermöglicht eine verbesserte Wärmeabfuhr an die Umgebung. Die abzuführende Verlustwärme entsteht einerseits durch die Eigenerwärmung des Aktuators und andererseits durch die Eigenerwärmung der Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 aufgrund von innerer Reibung bei der Vibrationsbelastung.
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Die erforderlichen Dämpfungseigenschaften für die Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 können vorzugsweise im Rahmen einer Schwingungsmessung ermittelt werden. Die Schwingungsmessung erfolgt in der Regel auf einem Prüfstand oder direkt am Kraftfahrzeug. Nach dem Ermitteln der Schwingungsfrequenzen werden mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 ausgewählt, um ein optimales Dämpfungsverhalten zu ermöglichen. Anschließend werden die Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 zwischen dem Halteelement 13 und dem Gehäuse 11 der Pumpe 10 verspannt.
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Die Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 können dabei auf unterschiedliche Weise mit dem Halteelement 13 verspannt werden. Die Halterung 1 kann zum Verspannen axial auf die Pumpe 10 aufgeschoben werden. Ferner besteht die Möglichkeit des Umspannens der Pumpe 10. Dabei wird die Halterung 1 als ein offener Ring um die Pumpe 10 gelegt und in Umfangsrichtung gespannt. Anschließend wird die Verspannung in einer geeigneten Weise fixiert. Ferner kann eine Dämpfung 12 auf dem Gehäuse 11 der Pumpe 10 vormontiert sein, wobei das Halteelement 13 über die Dämpfung 12 montiert wird. Alternativ kann ein weiteres Dämpfungselement zwischen dem Gehäuse 11 der Pumpe 10 und der Halterung 1 montiert werden, um die Dämpfung zusätzlich in den verschiedenen Frequenzbereichen zu erhöhen.
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Die Erfindung wird am Beispiel einer Pumpe 10 dargestellt. Jedoch kann die Erfindung auch für andere Aktuatoren, die an einem Motoranbau oder an einem Getriebeanbau befestigbar sind, verwendet werden. Entscheidend dabei ist, dass die Dämpfung 12 mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 umfasst, deren Dämpfungsmaxima in unterschiedlichen Frequenzbereichen liegt. Aufgrund der mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 kann gezielt in verschiedenen Frequenzbereichen gedämpft werden. Durch die unterschiedliche Geometrie und/oder Materialhärte können die mindestens zwei Dämpfungselemente 120, 121, 122, 123 an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden, so dass für den jeweiligen Einbauort die optimalen Dämpfungseigenschaften eingestellt werden.
