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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13 sowie eine Verschlusselementanordnung gemäß Anspruch 15.
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Die in Rede stehende Antriebseinheit wird im Rahmen der Verstellung eines Verschlusselementes eines Kraftfahrzeugs genutzt. Eine solche Antriebseinheit kann beispielsweise Bestandteil eines Antriebs für eine Heckklappe, einen Deckel, eine Haube, eine Seitentür, eine Schiebetür, ein Schiebedach oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs sein. Insoweit ist der Begriff „Verschlusselement“ vorliegend weit zu verstehen.
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Die bekannte Antriebseinheit (
WO 2019/105694 A1 ), von der die Erfindung ausgeht, ist zur motorischen Verstellung einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs mittels eines Antriebsmotors vorgesehen. Die Motordrehzahl wird von einer Antriebssteuerung geregelt. Der Antriebsmotor weist in üblicher Weise ein Motorgehäuse und darin angeordnet einen Stator und einen Rotor mit einer Motorwelle auf. Die Antriebseinheit weist ferner eine Bremseinrichtung mit einer Zusatzbremsfunktion auf, wobei die Motorwelle drehfest mit einer Magnetanordnung verbunden ist. Der Motorwelle ist ferner ein ferromagnetisches Bremselement zugeordnet, das drehfest zum Antriebsmotor angeordnet ist und mit der Magnetanordnung nach Art einer Hysteresebremse zusammenwirkt, wodurch eine dauerhaft auf die Motorwelle wirkende Bremskraft erzeugt wird. Dabei ist das ferromagnetische Bremselement in axialer Richtung entlang der Motorwelle von der Magnetanordnung beabstandet, so dass die Bremseinrichtung nach Art einer axialen Hysteresebremse ausgebildet ist.
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Die bekannte Antriebseinheit mit der als eigenständiges Modul ausgebildeten Bremseinrichtung ermöglicht grundsätzlich eine einfache Montage und individuelle Anpassung der Bremswirkung an den jeweiligen Einsatzzweck. Eine Herausforderung besteht darin, dass durch die axial wirkende Hysteresebremse die Motorwelle dauerhaft in axialer Richtung zum Bremselement hin belastet ist, wodurch die Lagerung der Motorwelle hohen Kräften ausgesetzt ist, weshalb die Lagerung der Motorwelle besonders stabil und damit kostspielig ausgestaltet sein muss.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebseinheit derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die mechanische Belastung der Motorwelle verringert wird.
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Das obige Problem wird bei einer Antriebseinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, die mit der Motorwelle drehfest gekoppelte Komponente der Bremseinrichtung auf einem drehfest mit der Motorwelle angeordneten Lagerelement eines radialen Wellenlagers, das außerhalb des Motorgehäuses angeordnet und das auch zur Aufnahme von Axialkräften ausgebildet ist, anzuordnen. Die durch die Bremseinrichtung, die insbesondere nach Art einer axialen Hysteresebremse ausgebildet ist, erzeugte Axialkraft wird somit nicht auf die Motorwelle übertragen, sondern über das Wellenlager aufgenommen. Auf diese Weise können die Motorwelle und die Lagerung der Motorwelle entlastet werden, wodurch diese geringer dimensioniert werden kann und Kosteneinsparungen erzielt werden können. Gleichzeitig ist es auch möglich, die Lebensdauer der Lagerung der Motorwelle und damit insgesamt die Lebensdauer der Antriebseinheit zu verlängern.
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Im Einzelnen wird ganz allgemein vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit ein der Motorwelle zugeordnetes, außerhalb des Motorgehäuses angeordnetes, radiales Wellenlager mit einem ersten drehfest mit der Motorwelle gekoppelten Lagerelement und einem axialfest und insbesondere drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse gekoppelten zweiten Lagerelement aufweist, dass eine Komponente aus Magnetanordnung und Bremselement drehfest zum rohrartigen Gehäuse angeordnet ist, dass die andere Komponente aus Magnetanordnung und Bremselement mit dem ersten Lagerelement des Wellenlagers dreh- und axialfest verbunden ist und dass das radiale Wellenlager zur Aufnahme von Axialkräften ausgebildet ist.
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Anspruch 2 betrifft eine besonders robuste und langlebige Ausgestaltung des Wellenlagers als Wälzlager.
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Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist die eine Komponente aus Magnetanordnung und Bremselement, die drehfest zum rohrartigen Gehäuse angeordnet ist, auch axialfest zu diesem angeordnet, wodurch ein definierter Spalt in axialer Richtung zwischen der Magnetanordnung und dem Bremselement erreicht wird. Auf diese Weise kann eine besonders geringe Toleranzkette in axialer Richtung erzielt werden.
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Die Ansprüche 4 bis 6 betreffen besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen der drehfesten Kopplung zwischen dem ersten Lagerelement und der Motorwelle, wobei eine Spielpassung zwischen diesen beiden Komponenten vorgesehen ist, durch die ein radiales Spiel zwischen diesen beiden Komponenten vorhanden ist. Durch das Spiel kann ein Achsversatz zwischen dem ersten Lagerelement und der Motorwelle ausgeglichen werden, wodurch Unwuchten, die eventuell durch die Bremseinrichtung hervorgerufen werden, nicht auf die Motorwelle übertragen werden, wodurch eine gleichmäßige Drehbewegung der Motorwelle und damit ein besonders geräuscharmer Betrieb der Antriebseinheit ermöglicht wird.
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Die Ansprüche 7 und 8 betreffen vorteilhafte Anordnungen der Magnetanordnung und des Bremselements.
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Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 ist auf der vom Bremselement abgewandten Seite der Magnetanordnung ein Rückflusselement angeordnet, wodurch eine magnetische Abschirmung bewirkt und das Magnetfeld zwischen dem Bremselement und der Magnetanordnung verstärkt wird.
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Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 ist das erste Lagerelement aus einem ferromagnetischen Material und als Multifunktionsteil ausgebildet und bewirkt sowohl eine Fixierung einer Komponente aus Magnetanordnung und Bremselement als auch eine Beeinflussung des Magnetfelds der Magnetanordnung. Das erste Lagerelement kann als Rückflusselement fungieren, wodurch auf ein separates Rückflusselement verzichtet werden kann.
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Anspruch 11 betrifft vorteilhafte antriebstechnische Anordnungen der Bremseinrichtung innerhalb des Antriebstrangs.
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Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 12 ist das Untersetzungsgetriebe und der Antriebsmotor jeweils als vormontierte Funktionseinheit ausgebildet. Die Bremseinrichtung und das Wellenlager sind integraler Bestandteil des Untersetzungsgetriebes. In einem Montageschritt ist das vormontierte Untersetzungsgetriebe entlang der geometrischen Wellenachse auf den Antriebsmotor aufschiebbar, so dass die Bremseinrichtung und das Untersetzungsgetriebe antriebstechnisch mit der Motorwelle gekoppelt werden. Auf diese Weise kann die Montage der Antriebseinheit besonders einfach durchgeführt werden.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 13, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Antriebseinheit zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements eines Kraftfahrzeugs mit mechanischen Antriebsanschlüssen, die linear relativ zueinander verstellbar sind, beansprucht, wobei die Antriebseinheit einen mit den Antriebsanschlüssen gekoppelten, insbesondere rücktreibbaren, Antriebsstrang mit einem elektrischen Antriebsmotor mit einer um eine geometrische Motorwellenachse rotierbaren Motorwelle und einem Motorgehäuse und einem dem elektrischen Antriebsmotor antriebstechnisch nachgeschalteten Vorschubgetriebe, insbesondere Spindel-Spindelmuttergetriebe, wobei die Antriebseinheit eine Bremseinrichtung zum Bremsen der Motorwelle aufweist, die auf die Motorwelle wirkende Axialkräfte erzeugt, und wobei der Antriebsstrang innerhalb eines rohrartigen Gehäuses der Antriebseinheit angeordnet ist. Dabei weist die Bremseinrichtung vorzugsweise eine Magnetanordnung und ein axial zur Magnetanordnung benachbartes, insbesondere beabstandet angeordnetes, ferromagnetisches Bremselement auf, wobei die Magnetanordnung mit dem ferromagnetischen Bremselement insbesondere nach Art einer Hysteresebremse zusammenwirkt. Auf alle Ausführungsformen der vorschlagsgemäßen Antriebseinheit gemäß der ersten Lehre darf insoweit verwiesen werden.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, außerhalb des Motorgehäuses ein Wellenlager für die Motorwelle vorzusehen, das axial auf die Motorwelle einwirkende Kräfte aufnimmt. Es ist dann möglich, die Lagerung der Motorwelle innerhalb des Motorgehäuses geringer zu dimensionieren, wodurch Platzeinsparungen und somit auch Kosteneinsparungen erzielt werden können. Insbesondere nimmt das Wellenlager in vorteilhafter Weise die von der Bremseinrichtung auf die Motorwelle wirkenden Axialkräfte auf.
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Im Einzelnen ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit ein der Motorwelle zugeordnetes, außerhalb des Motorgehäuses angeordnetes, radiales Wellenlager mit einem ersten drehfest mit der Motorwelle gekoppelten Lagerelement und einem axialfest und insbesondere drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse gekoppelten zweiten Lagerelement aufweist und dass das radiale Wellenlager zur Aufnahme von Axialkräften ausgebildet ist.
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Nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 ist eine Komponente aus Magnetanordnung und Bremselement drehfest zum rohrartigen Gehäuse angeordnet und die andere Komponente ist dreh- und axialfest mit dem ersten Lagerelement des Wellenlagers verbunden.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Verschlusselementanordnung mit einem Verschlusselement, dem eine vorschlagsgemäße Antriebseinheit zugeordnet ist, beansprucht. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit gemäß der ersten Lehre und zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit gemäß der zweiten Lehre darf insoweit verwiesen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemäßen Antriebseinheit zur motorischen Verstellung des dortigen Verschlusselements,
- 2 eine Querschnittsansicht der Antriebseinheit aus 1 in a) der Einfahrstellung und b) der Ausfahrstellung und
- 3 eine Detailansicht einer Bremseinrichtung der Antriebseinheit aus 2.
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Die vorschlagsgemäße Antriebseinheit 1 ist einer Verschlusselementanordnung 2, beispielsweise einer Heckklappenanordnung, zugeordnet, die wiederum mit einem Verschlusselement 3, hier einer Heckklappe, ausgestattet ist. Die Verschlusselementanordnung 2 ist einem Kraftfahrzeug 4 zugeordnet (1).
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Die Antriebseinheit 1 weist einen ersten mechanischen Antriebsanschluss 5, der mit dem Kraftfahrzeug 4 gekoppelt ist, und einen zweiten mechanischen Antriebsanschluss 6 auf, der mit dem Verschlusselement 3, hier und vorzugsweise der Heckklappe, gekoppelt ist. Die mechanischen Antriebsanschlüsse 5, 6 sind linear relativ zueinander verstellbar, wodurch der Abstand zwischen den Antriebsanschlüssen 5, 6 verändert werden kann. Durch ein lineares Verstellen der Antriebsanschlüsse 5, 6 kann das Verschlusselement 3 relativ zum Kraftfahrzeug 4 verstellt werden.
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Die Antriebsanschlüsse 5, 6 sind mit einem Antriebsstrang 7 der Antriebseinheit 1 gekoppelt, wie 2 zeigt. Der Antriebsstrang 7 weist einen elektrischen Antriebsmotor 8 mit einer um eine geometrische Motorwellenachse A rotierbaren Motorwelle 9 und einem Motorgehäuse 10 und ein dem elektrischen Antriebsmotor 8 antriebstechnisch nachgeschaltetes Vorschubgetriebe, hier in Form eines Spindel-Spindelmuttergetriebes 11, auf. Der Antriebsstrang 7 ist hier und vorzugsweise rücktreibbar ausgebildet.
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Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 11, das in an sich üblicher Weise eine Spindel 12 und eine damit kämmende Spindelmutter 13 aufweist, ist zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen entlang einer geometrischen Spindelachse zwischen einer Einfahrstellung und einer Ausfahrstellung der Antriebseinheit 1 vorgesehen. Die geometrischen Spindelachse ist hier und vorzugsweise im montierten Zustand der Antriebseinheit koaxial zur geometrischen Motorwellenachse A angeordnet. Die Spindel 12 ist hier über den elektrischen Antriebsmotor 8 mit dem einen der beiden mechanischen Antriebsanschlüssen 5, 6 und die Spindelmutter 13 mit dem anderen der beiden mechanischen Antriebsanschlüssen 5, 6 gekoppelt. Das Spindel-Spindelmuttergetriebe 11 bewirkt somit das lineare Verstellen der Antriebsanschlüsse 5, 6.
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Die Antriebseinheit 1 weist darüber hinaus eine Bremseinrichtung 14 zum Bremsen der Motorwelle 9 auf. Die Bremseinrichtung 14 weist eine Magnetanordnung 15 zur Erzeugung eines Magnetfeldes auf, die hier und vorzugsweise durch wenigstens einen Permanentmagneten gebildet wird. Der Permanentmagnet kann insbesondere aus einer Aluminium-Nickel-Cobalt-Legierung ausgebildet sein. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Magnetanordnung 15 einen Elektromagneten aufweist oder durch einen Elektromagneten gebildet ist. Der Magnetanordnung 15 ist ein benachbartes, hier axial beabstandetes, ferromagnetisches Bremselement 16 zugeordnet, das mit der Magnetanordnung 15, hier und vorzugsweise nach Art einer axialen Hysteresebremse, zusammenwirkt und eine Bremskraft auf die Motorwelle 9 ausübt. Alternativ und hier nicht dargestellt ist es auch denkbar, dass Magnetanordnung 15 und ferromagnetisches Bremselement 16 nach Art einer Reibbremsanordnung zusammenwirken, bei der die Reib- und somit Bremskraft insbesondere durch Änderung des Magnetfeldes, insbesondere des vom Elektromagneten erzeugten Magnetfeldes, variiert werden kann.
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Eine Hysteresebremse beruht auf dem Prinzip der Ummagnetisierung. Eine bewegliche, insbesondere drehbare, ferromagnetische Komponente wird dabei von einem Magnetfeld, insbesondere des permanenten oder des vom Elektromagneten erzeugten Magnetfeldes, derart beeinflusst, dass diese Komponente wiederholt ummagnetisiert wird. Durch die wiederholte Ummagnetisierung des Materials entsteht ein Energieverlust, durch den die bewegliche Komponente gebremst wird. Die Anordnung der ferromagnetischen Komponente und der das Magnetfeld erzeugenden Komponente kann auch gegenteilig ausgebildet sein, nämlich derart, dass die ferromagnetische Komponente beweglich, insbesondere drehbar, und die jeweils andere Komponente feststehend ausgebildet ist.
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Wie in den Figuren gezeigt ist, weist die Antriebseinheit 1 ein rohrartiges Gehäuse 17 auf, in dem der Antriebsstrang 7 derart angeordnet ist, dass der Antriebsmotor 8 drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse 17 gekoppelt ist.
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Wesentlich ist nun, dass die Antriebseinheit 1 ein der Motorwelle 9 zugeordnetes, außerhalb des Motorgehäuses 10 angeordnetes, radiales Wellenlager 18 mit einem ersten, drehfest mit der Motorwelle 9 gekoppelten Lagerelement 19 und einem zweiten axialfest und insbesondere drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse 17 gekoppelten Lagerelement 20 aufweist, dass eine Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 drehfest zum rohrartigen Gehäuse 17 angeordnet ist, dass die andere Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 mit dem ersten Lagerelement 19 des Wellenlagers 18 dreh- und axialfest verbunden ist und dass das radiale Wellenlager 18 zur Aufnahme von Axialkräften ausgebildet ist. Der Begriff „drehfest“ ist vorliegend immer auf eine Drehbarkeit um die geometrische Motorwellenachse A bezogen. Folglich ist auch der Begriff „drehbar“ immer auf die geometrische Motorwellenachse A bezogen. Unter dem Begriff „verbunden“ ist vorliegen eine kraft-, form- und/oder stoffschlüssige Verbindung zu verstehen und umfasst insbesondere auch eine einstückige Ausbildung des ersten Lagerelements 19 mit der einen Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16.
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Die von der hier nach Art einer Hysteresebremse ausgebildeten Bremseinrichtung 14 erzeugten Axialkräfte wirken somit nicht auf die Motorwelle 9 sondern werden vom ersten Lagerelement 19 auf das zweite Lagerelement 20 und somit über das Wellenlager 18 auf das rohrartige Gehäuse 17 übertragen. Die Motorwelle 9 wird somit weniger stark belastet, so dass die Lagerung der Motowelle 9 geringer dimensioniert werden kann, wodurch Kosteneinsparungen erzielt werden können.
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In der in den Figuren gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform sind die Magnetanordnung 15 und das Bremselement 16 axial voneinander beabstandet und wirken nach Art einer axialen Hysteresebremse zusammen. Der Begriff „axial“ ist vorliegend immer auf die geometrische Motorwellenachse A bezogen. Folglich ist auch der Begriff „radial“ vorliegend immer auf die geometrische Motorwellenachse A bezogen. Es ist interessanter Weise erkannt worden, dass bei einer axialen Anordnung der Magnetanordnung 15 zum Bremselement 16 bei gleicher Dimensionierung der beiden vorgenannten Komponenten höhere Bremskräfte erzielt werden können als bei einer radialen Anordnung.
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Wie 3 zeigt, ist hier und vorzugsweise das erste Lagerelement 19 als Innenring und das zweite Lagerelement 20 als Außenring des Wellenlagers ausgebildet.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Wellenlager 18 als Wälzlager, insbesondere als Kugellager, ausgebildet ist. Wälzlager und insbesondere Kugellager sind besonders kostengünstig und weisen eine hohe Lebensdauer auf. Gleichzeitig können mit Kugellagern sowohl radial als auch axial wirkende Kräfte aufgenommen werden. In der in den Figuren gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist das Wellenlager 18 als Kugellager ausgebildet, das besonders kostengünstig ist.
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Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die eine Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16, die drehfest zum rohrartigen Gehäuse 17 angeordnet ist, auch axialfest zu diesem angeordnet ist. Wie insbesondere 3 zeigt, ist die vorgenannte Komponente somit derart zum zweiten Lagerelement 20 in axialer Richtung beabstandet angeordnet, dass ein definierter axialer Spalt zwischen der dreh- und axialfest zum rohrartigen Gehäuse angeordneten Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 und der anderen dreh- und axialfest mit dem ersten Lagerelement 19 verbunden Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 realisiert wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Spalt zwischen der Magnetanordnung 15 und dem Bremselement 16 konstant bleibt, wodurch eine gleichmäßige Bremswirkung der Bremseinrichtung 14 auf die Motorwelle 9 erreicht wird. Der Spalt kann entsprechend der gewünschten Bremskraft eingestellt werden. Durch die axialfeste Anordnung des zweiten Lagerelements 20 im rohrartigen Gehäuse 17 wird die durch die Bremseinrichtung 14 auf die Motorwelle 9 erzeugte Axialkraft auf das rohrartige Gehäuse 17 übertragen, so dass die Magnetanordnung 15 und das Bremselement 16 einen definierten minimal möglichen Abstand zueinander aufweisen. Ein möglicherweise vorhandenes Axialspiel des Antriebsmotors 8 wirkt sich somit nicht auf die Spaltweite zwischen der Magnetanordnung 15 und dem Bremselement 16 aus.
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Für eine ruhige und gleichmäßige Verstellbewegung des Verschlusselements 3 ist es wichtig, dass der Antriebsstrang 7 möglichst wenige, im Bestfall keine, Unwuchten aufweist. Unwuchten können zu einer erhöhten Geräuschentwicklung führen und werden als besonders störend empfunden. Durch eine ungenaue Anordnung in radialer Richtung der Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 auf dem ersten Lagerelement 19 kann es zu Fluchtungsfehlern zwischen den vorgenannten Komponenten und der Motorwelle 9 und zur Entstehung einer Unwucht kommen, die die Kinematik der Antriebseinheit 1 negativ beeinflusst. Um dies zu verhindern ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem ersten Lagerelement 19 und der Motorwelle 9 in radialer Richtung eine Spielpassung zum Ausgleich eines Achsversatzes zwischen dem ersten Lagerelement 19 und der Motorwelle 9 vorgesehen ist. Unter dem Begriff „Spielpassung“ ist allgemein zu verstehen, dass das innere Mindestmaß der aufnehmenden Komponente größer oder gleich dem äußeren Höchstmaß der aufgenommenen Komponente ist und steht somit in direkter Abgrenzung zu einer Übergangspassung und einer Presspassung. Hier und vorzugsweise ist unter einer Spielpassung zu verstehen, dass das innere Mindestmaß der aufnehmenden Komponente größer als das äußere Höchstmaß der aufgenommenen Komponente ist. Durch die Spielpassung ist sichergestellt, dass das Drehmoment um die geometrische Motorwellenachse A zwar von der Motorwelle 9 auf das erste Lagerelement 19 und umgekehrt übertragen wird. Gleichzeitig können jedoch radiale Fluchtungsfehler zwischen der Motorwelle 9, dem ersten Lagerelement 19 und der mit dem ersten Lagerelement 19 verbundenen Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 ausgeglichen werden, wodurch Unwuchten, die auf die Motorwelle übertragen werden können, verringert werden können, wodurch eine besonders gleichmäßige Drehung der Motorwelle 9 ermöglicht wird.
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Es ist möglich, das erste Lagerelement 19 unmittelbar drehfest mit der Motorwelle 9 zu koppeln und zwischen den beiden vorgenannten Komponenten eine Spielpassung vorzusehen. Alternativ ist es auch möglich, das erste Lagerelement 19 mittelbar drehfest mit der Motorwelle 9 zu koppeln und dabei zwischen wenigstens zwei Komponenten dieser Kopplung eine Spielpassung derart vorzusehen, dass ein Ausgleich eines Achsversatzes zwischen dem ersten Lagerelement 19 und der Motorwelle 9 möglich ist. Bei der in 3 gezeigten und insoweit bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in radialer Richtung zwischen dem ersten Lagerelement 19 und der Motorwelle 9 ein drehfest mit der Motorwelle 9 gekoppeltes Trägerelement 21, insbesondere aus Kunststoff, angeordnet ist, dass in radialer Richtung zwischen dem Trägerelement 21 und der Motorwelle 9 ein drehfest mit der Motorwelle 9 gekoppelter Wellenaufsatz 22 angeordnet ist, und dass zwischen dem Wellenaufsatz 22 und dem Trägerelement 21 eine Spielpassung zum Ausgleich eines Achsversatzes zwischen dem ersten Lagerelement 19 und der Motorwelle 9 vorgesehen ist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Trägerelement 21 aus Kunststoff ausgebildet ist, da der Kunststoff als zusätzlicher Dämpfer in radialer Richtung zwischen der vorzugsweise aus Metall ausgebildeten Motorwelle 9 und dem ferromagnetischen ersten Lagerelement 19 fungiert. Somit ist in vorteilhafter Weise wenigstens eine Kunststoffkomponente zwischen diesen beiden Metallkomponenten angeordnet. Hier und vorzugsweise ist der Wellenaufsatz 22 ebenfalls aus Metall ausgebildet, so dass das Trägerelement 21 als Dämpfer zwischen dem Wellenaufsatz 22 und dem Lagerelement 19 vorgesehen ist.
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Das Trägerelement 21 ist hier und vorzugsweise in axialer Richtung relativ zum Wellenaufsatz 22 und/oder der Motorwelle 9 verschiebbar angeordnet.
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Das drehfest mit der Motorwelle 9 gekoppelte erste Lagerelement 19 ist hier und vorzugsweise in radialer Richtung drehfest, insbesondere stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels einer Presspassung, mit dem Trägerelement 21 verbunden, wodurch eine kostengünstige Verbindung realisiert ist. Unter dem Begriff „Presspassung“ ist allgemein zu verstehen, dass das innere Höchstmaß der aufnehmenden Komponente immer kleiner als das äußere Kleinstmaß der aufgenommenen Komponente ist und steht somit in direkter Abgrenzung zu einer Spielpassung und einer Übergangspassung. Folglich ist das erste Lagerelement 19 hier mittels eines Presssitzes mit dem Trägerelement 21 verbunden.
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In 3 ist auf der rechten Seite in der unteren Detailansicht eine erste Ausführungsform der Bremseinrichtung 14 gezeigt, bei der vorgesehen ist, dass die Magnetanordnung 15 drehfest zum rohrartigen Gehäuse 17 angeordnet ist und dass das Bremselement 16 mit dem ersten Lagerelement 19 verbunden ist.
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In 3 ist auf der rechten Seite in der oberen Detailansicht eine zweite Ausführungsform der Bremseinrichtung 14 gezeigt, bei der vorgesehen ist, dass das Bremselement 16 drehfest zum rohrartigen Gehäuse 17 angeordnet ist und dass die Magnetanordnung 15 mit dem ersten Lagerelement 19 verbunden ist.
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Hier und vorzugsweise, ist auf der vom Bremselement 16 abgewandten Seite der Magnetanordnung 15 ein, insbesondere scheibenförmiges, Rückflusselement 23 angeordnet. Unter einem „Rückflusselement“ ist ein ferromagnetisches Element zu verstehen, das magnetisch abschirmend wirkt, wodurch die magnetische Feldstärke von der Magnetanordnung 15 in die dem Rückflusselement 23 abgewandte Richtung verstärkt wird. Gleichzeitig dient das Rückflusselement 23 als magnetische Abschirmung in die entgegengesetzte Richtung.
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Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Lagerelement 19 aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet ist und dass das erste Lagerelement 19 als Multifunktionsteil ausgebildet ist, das neben der Fixierung der Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 als weitere Funktion eine Beeinflussung des Magnetfelds der Magnetanordnung 15 bewirkt. So kann in der in 3 unten rechts gezeigten Ausführungsform das Bremselement 16 geringer dimensioniert sein, da die ferromagnetische Masse durch die Verbindung mit dem ersten Lagerelement 19 insgesamt vergrößert wird. Das erste Lagerelement 19 wirkt hier und vorzugsweise als Rückflusselement 23, wie in der 3 oben rechts gezeigt ist, wodurch das auf das Bremselement 16 wirkende Magnetfeld verstärkt wird. Gleichzeitig bewirkt das erste Lagerelement 19 in beiden oben genannten Fällen eine magnetische Abschirmung.
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Die Bremseinrichtung 14 ist vorzugsweise antriebstechnisch zwischen dem Antriebsmotor 8 und dem Vorschubgetriebe, insbesondere Spindel-Spindelmuttergetriebe 11, angeordnet, wie in 3 gezeigt ist. Hier und vorzugsweise ist dem Antriebsmotor 8 ein Untersetzungsgetriebe 24 antriebstechnisch nachgeschaltet und die Bremseinrichtung 14 ist antriebstechnisch zwischen dem Antriebsmotor 8 und dem Untersetzungsgetriebe 24 angeordnet.
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Bei der in 3 auf der rechten Seite in der unteren Detailansicht gezeigten, ersten Ausführungsform der Bremseinrichtung 14 wirkt das Rückflusselement 23 als Abschirmung gegenüber dem Antriebsmotor 8. Demgegenüber wirkt bei der in 3 auf der rechten Seite in der oberen Detailansicht gezeigten, ersten Ausführungsform der Bremseinrichtung 14 das erste Lagerelement 19 als Rückflusselement 23 und bewirkt eine magnetische Abschirmung gegenüber dem Untersetzungsgetriebe 24.
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Der Antriebsmotor 8 ist hier und vorzugsweise als vormontierte Funktionseinheit in das rohrartige Gehäuse 17 entlang der geometrischen Motorwellenachse A einschiebbar, wodurch in bevorzugter Weise eine drehfeste Verbindung zwischen dem rohrartigen Gehäuse 17 und dem Antriebsmotor 8 erhalten wird. Wie insbesondere 3 zeigt, ist das Untersetzungsgetriebe 24 als vormontierte Funktionseinheit mit einem Getriebegehäuse 25 ausgestaltet, die Bremseinrichtung 14 und das Wellenlager 18 sind integraler Bestandteil des vormontierten Untersetzungsgetriebes 24, der Antriebsmotor 8 ist als vormontierte Funktionseinheit ausgestaltet und das vormontierte Untersetzungsgetriebe 24 ist in einem Montageschritt entlang der geometrischen Motorwellenachse A auf den vormontierten Antriebsmotor 8 derart aufschiebbar, dass die Bremseinrichtung 14 und das Untersetzungsgetriebe 24 antriebstechnisch mit der Motorwelle 9 gekoppelt sind. Das Getriebegehäuse 25 ist im montierten Zustand in vorteilhafter Weise drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse 17 gekoppelt. Im Anschluss an das Einschieben des Antriebsmotors 8 in das rohratrtige Gehäuse 17 kann somit in einem Montageschritt das vormontierte Untersetzungsgetriebe 24 axial bezogen auf die geometrische Motorwellenachse A in das rohrartige Gehäuse 17 eingeschoben und derart auf den Antriebsmotor 8 aufgeschoben werden, dass die Bremseinrichtung 14 und das Untersetzungsgetriebe 24 antriebtechnisch mit der Motorwelle 9 gekoppelt werden.
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Das zweite Lagerelement 20 ist in der in 3 gezeigten und insoweit bevorzugten Ausgestaltung drehfest und axialfest mit dem Getriebegehäuse 25 verbunden. Das Getriebegehäuse 25 ist hier und vorzugsweise drehfest und insbesondere axialfest mit dem Antriebsmotor 8 verbunden. Es ist möglich, dass das Getriebegehäuse 25 unmittelbar axial- und drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse 17 verbunden ist. Es ist alternativ auch möglich, dass das Getriebegehäuse 25 mittelbar über den Antriebsmotor 9 dreh- und axialfest mit dem rohrartigen Gehäuse 17 verbunden ist. Das Getriebegehäuse 25 weist hier und vorzugsweise ein rohrartiges Gehäuseteil 26 und einen mit dem rohrartigen Gehäuseteil 26 verbundenen Gehäusedeckel 27 auf, über den das Getriebegehäuse 25 drehfest mit dem Antriebsmotor 9 verbunden ist. Die drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse 17 gekoppelte Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 ist, wie in 3 gezeigt, drehfest und axialfest mit dem Gehäusedeckel 27 verbunden. Der Gehäusedeckel 27 stützt sich hier und vorzugsweise derart auf dem Wellenlager 18 in axialer Richtung ab, dass ein definierter axialer Spalt zwischen der Magnetanordnung 15 und dem Bremselement 16 erzielt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Spalt zwischen der Magnetanordnung 15 und dem Bremselement 16 konstant bleibt, wodurch eine gleichmäßige Bremswirkung der Bremseinrichtung 14 auf die Motorwelle 9 erreicht wird. Der Spalt kann entsprechend der gewünschten Bremskraft eingestellt werden.
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Die Bremseinrichtung 14 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein Bremsmoment auf die Motorwelle 9 auszuüben in Höhe von 2 Nmm bis 60 Nmm, vorzugsweise von 3 Nmm bis 50 Nmm, weiter vorzugsweise von 5 Nmm bis 40 Nmm.
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Gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Antriebseinheit 1 zum motorischen Verstellen eines Verschlusselements 3 eines Kraftfahrzeugs 4 mit mechanischen Antriebsanschlüssen 5, 6, die linear relativ zueinander verstellbar sind, vorgeschlagen, wobei die Antriebseinheit 1 einen mit den Antriebsanschlüssen 5, 6 gekoppelten, insbesondere rücktreibbaren, Antriebsstrang 7 mit einem elektrischen Antriebsmotor 8 mit einer um eine geometrische Motorwellenachse A rotierbaren Motorwelle 9 und einem Motorgehäuse 10 und einem dem elektrischen Antriebsmotor 8 antriebstechnisch nachgeschalteten Vorschubgetriebe, insbesondere Spindel-Spindelmuttergetriebe 11, wobei die Antriebseinheit 1 eine Bremseinrichtung 14 zum Bremsen der Motorwelle 9 aufweist, die auf die Motorwelle 9 wirkende Axialkräfte erzeugt, und wobei der Antriebsstrang 7 innerhalb eines rohrartigen Gehäuses 17 der Antriebseinheit 1 angeordnet ist. Auf alle Ausführungsformen zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit 1 gemäß der ersten Lehre, darf insoweit verwiesen werden.
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Wesentlich ist nun, dass die Antriebseinheit 1 ein der Motorwelle 9 zugeordnetes, außerhalb des Motorgehäuses 10 angeordnetes, radiales Wellenlager 18 mit einem ersten drehfest mit der Motorwelle 9 gekoppelten Lagerelement 19 und einem axialfest und insbesondere drehfest mit dem rohrartigen Gehäuse 17 gekoppelten zweiten Lagerelement 20 aufweist und dass das radiale Wellenlager 18 zur Aufnahme von Axialkräften ausgebildet ist.
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Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Bremseinrichtung 14 eine Magnetanordnung 15 und ein axial zur Magnetanordnung 15 benachbartes, insbesondere beabstandet angeordnetes, ferromagnetisches Bremselement 16 aufweist, dass eine Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 drehfest zum rohrartigen Gehäuse 17 angeordnet ist und dass die andere Komponente aus Magnetanordnung 15 und Bremselement 16 mit dem ersten Lagerelement 19 des Wellenlagers 18 dreh- und axialfest verbunden ist. Vorzugsweise wirkt die Magnetanordnung 15 mit dem ferromagnetischen Bremselement 16 nach Art einer Hysteresebremse zusammen, wobei aber auch andere Bremsanordnungen denkbar sind.
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Gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Verschlusselementanordnung 2 mit einem Verschlusselement 3, dem eine vorschlagsgemäße Antriebseinheit 1 zugeordnet ist, vorgesehen. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Antriebseinheit 1 gemäß der ersten und zweiten Lehre darf insoweit verwiesen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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