ПРИВОДНОЙ УЗЕЛ ДЛЯ АГРЕГАТА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DRIVE ASSEMBLY FOR VEHICLE ASSEMBLY

Изобретение относится к приводному узлу для агрегата транспортного средства, в частности, для двери транспортного средства, предпочтительно для устройства открытия/закрытия, размещенного в или на замке двери транспортного средства, включающему, по меньшей мере, один двигатель и, по меньшей мере, один упругий опорный узел для фиксации двигателя на основании.
В случае двигателя речь идет, как правило, об электродвигателе. Агрегатами транспортного средства, которыми управляет двигатель или электродвигатель, могут быть, например, зеркала, сидения, рулевая колонка, окна и пр. В особой степени эффективно двигатель или электродвигатель управляет или активизирует двери транспортного средства. Это, например, относится к наружному зеркалу или к другим элементам, расположенным в или на двери транспортного средства и приводимым в движение электродвигателем. Особо эффективно двигатель или электродвигатель используется для срабатывания устройства открытия/закрытия, размещенного в или на замке двери транспортного средства.
В этой связи рассматриваемый приводной узел выполнен, как правило, в виде внешнего приводного узла, который через гибкую тягу или через другой соединительный элемент приводит в действие расположенное отдельно устройство открытия/закрытия. Такого рода устройство открытия/закрытия предназначено, как правило, для перевода, например, двери транспортного средства из положения предварительного закрывания в основное закрытое положение. Для этого достаточно, чтобы пользователь перевел соответствующую дверь в положение предварительного закрывания или предварительного блокирования. При этом основное положение закрывания или основное положение блокирования устанавливается автоматически посредством электродвигателя внешнего приводного узла.
Кроме того, известны также устройства открытия замков транспортного средства с приводом от электродвигателя. Они предназначены для автоматического открытия или закрытия двери транспортного средства. Такие устройства открытия/закрытия используются, преимущественно, на дорогих автомобилях и предназначены для повышения степени комфорта. Существенную роль играет также фактор безопасности, так как в транспортном средстве, например, с устройством закрытия соответствующая дверь транспортного средства в режиме движения находится в основном положении закрытия или основном положении блокирования, при котором обеспечивается максимальная степень безопасности для пассажиров транспортного средства. Пример такого устройства открытия/закрытия описан в патенте DE 19938378 С2. Предметом изобретения в патенте DE 10048051 А1 является устройство закрытия.
Из практики известны устройства закрытия, которые, как правило, размещены внутри двери транспортного средства. При этом возникает проблема, связанная с необходимостью гашения шума от приводного двигателя или электродвигателя или необходимостью обеспечения в максимальной степени бесшумной работы устройства открытия/закрытия. На практике это достигается путем использования разъединенных резьбовых элементов или подкладок из пенопластов при установке электродвигателей.
Согласно патенту DE 10131590 А1 электродвигатель устанавливается посредством крепежных крючков при использовании резиновых амортизационных элементов. С этой целью электродвигатель размещается в стаканообразном установочном корпусе, который имеет установочное отверстие. Установочный корпус оснащен, по меньшей мере, одним упругим фиксирующим элементом, который выполнен из термопластичного эластомера. Однако известный электродвигатель используется не для привода устройства открытия/закрытия, а для привода вентилятора.
В этом случае сохраняется опасность, что при физическом контакте электродвигателя с кузовом шум работающего электродвигателя в виде корпусного шума передается на дверь транспортного средства, дверной модуль и, следовательно, в салон транспортного средства, что негативно сказывается на уровне комфорта. Предлагаемое изобретение направлено на устранение этого недостатка.
В основу изобретения поставлена техническая задача усовершенствования приводного узла для агрегата транспортного средства, за счет чего обеспечивается надежная и простая установка электродвигателя и улучшение акустики в салоне транспортного средства.
Для реализации данной технической задачи приводной узел для агрегата транспортного средства согласно изобретению характеризуется тем, что опорный узел в осевом и/или радиальном направлении, а при необходимости, в зависимости от степени деформации, имеет различные значения жесткости пружины.
В принципе опорный узел в осевом и/или в радиальном сечении имеет, по меньшей мере, частично вытяжную складывающуюся структуру. При этом первое значение пружинной характеристики для упругой структурной деформации обусловлено складывающимся участком опорного узла, а второе, большее значение пружинной характеристики - упругой внутримолекулярной деформацией материала опорного узла.
Это означает, что согласно изобретению опорный узел, посредством которого электродвигатель установлен на основании, имеет первое (относительно меньшее) значение пружинной характеристики и второе (большее) значение пружинной характеристики. При этом первое значение пружинной характеристики обеспечивается за счет складывающейся структуры опорного узла или за счет выполненного в этом месте складывающегося участка. Действующие на опорный узел усилия на участке складывающегося участка приводят к тому, что он подвергается упругой и структурной деформации, при этом аналогично пружине изменяется его внешняя форма. В простейшем случае под действием усилий складывающийся участок либо сжимается, либо растягивается. Вследствие этого в материале, из которого изготовлен опорный узел, либо вообще не возникают, либо возникают незначительные внутримолекулярные деформации. Чаще всего складывающийся участок сжимается или растягивается как винтовая пружина.
В этом случае действует относительно меньшая пружинная характеристика, которая, в частности, позволяет эффективно демпфировать высокие значения акустических частот. Такие высокие частоты генерируются, как правило, в результате вращательного движения двигателя или, соответственно, электродвигателя. Это обусловлено тем, что в качестве двигателей в этом случае используются электродвигатели с высоким числом оборотов, при этом скорость вращения в несколько раз снижается для получения на выходном валу необходимого усилия, достаточного для привода требуемого агрегата, преимущественно устройства открытия/закрытия. Возникающий при таком высоком числе оборотов электродвигателя шум и, особенно, вибрации, демпфируются согласно изобретению, главным образом, за счет складывающегося участка или за счет первой (меньшей) пружинной характеристики опорного узла. Это означает, что практически исключается передача корпусного шума от электродвигателя на основание, который возникает вследствие, например, выбоин на дороге, при значительном ускорении или при захлопывании дверей.
Вторая, более высокая по значению, пружинная характеристика опорного узла используется, главным образом, в том случае, когда двигатель вследствие, например, аварийной ситуации, должен быть остановлен и опорный узел работает в «блокированном положении». Под этим подразумевается, что вытяжной складывающийся участок полностью сжат, и действующие на двигатель (дополнительные) усилия воспринимаются за счет известной упругой внутримолекулярной деформации упругого материала опорного узла, пружинная характеристика которого превышает таковую складывающегося участка. Это объясняет различие в величине пружинных характеристик, которые предназначены для действия при различной степени деформации.
Упругая внутримолекулярная деформация упругого материала опорного узла обусловлена известными пружинящими свойствами упругих материалов, структура которых представляет собой внутреннюю крупноячеистую сшивку молекулярных групп. Фактически речь идет об эластомерах, то есть пластических массах, поддающихся упругой деформации, которые состоят, преимущественно, из скрученных полимерных цепей. При растягивающей нагрузке полимеры растягиваются или распутываются, при этом после прекращения растягивающего усилия цепи занимают свое исходное скрученное состояние. При сжимающих усилиях имеет место обратная реакция.
В качестве материалов для упругого опорного узла согласно изобретению рекомендуются используемые в различных областях техники эластомеры, такие как: этилен-пропиленовый каучук (EPDM), силиконовый каучук (VMQ), стирол-бутадиеновый каучук (SBR), акриловый каучук (АСМ), натуральный каучук (NR) или акрилонитрил-бутадиеновый каучук (NBR). Кроме того, могут использоваться, так называемые, эластомерные сплавы или полисмеси, то есть смеси готовых полимеров из нескольких видов молекул. За счет различного соотношения компонентов в смеси и использованию добавок таким способом могут быть получены материалы с индивидуальными свойствами, такие как: например, полиолефиновые эластомеры на основе полипропилена (ПП), полипропилена с тальком или на основе натуральной резины (HP). Путем использования различного массового соотношения компонентов может регулироваться значение второй пружинной характеристики опорного узла.
В каждом конкретном случае опорный узел согласно изобретению одновременно выполняет две функции. Во-первых, он препятствует передаче вибраций или общего корпусного шума от двигателя на основание. Это обеспечивается, главным образом, за счет складывающегося участка с первой пружинной характеристикой. Кроме того, опорный узел выполняет функцию концевого упора в том случае, когда двигатель вследствие усилий ускорения, например, при захлопывании двери или в аварийной ситуации должен быть заторможен. Эта функция обеспечивается второй пружинной характеристикой за счет внутримолекулярной деформации материала опорного узла.
Эффективное выполнение описанных выше функций обеспечивается при установке двигателя на основании посредством нескольких, предпочтительно трех или четырех, опорных узлов. Например, три опорных узла такого типа обеспечивают трехпозиционную статическую фиксацию двигателя. Три опорных узла размещаются, как правило, в одной опорной плоскости или формируют таковую.
Целесообразно также, чтобы, по меньшей мере, один опорный узел или несколько опорных узлов со своей соединительной головкой или соединительными головками в вертикальной проекции или плоскости относительно основания были размещены сбоку от двигателя. Таким способом можно обеспечить небольшую монтажную высоту опорного узла с двигателем, так как присоединение опорного узла или опорных узлов производится не под двигателем, а рядом с ним.
Так как опорный узел, как правило, изготовлен из эластомера, он может быть сформирован на двигателе, или корпусе двигателя, и/или на несущем двигатель основании методом впрыска. В принципе предметом изобретения предусмотрен опорный узел, который закрепляется на двигателе или основании с возможностью демонтажа. С этой целью опорный узел выполняется, как правило, в форме полого цилиндра с выполненной соответствующим образом соединительной головкой и размещенной на противоположном конце соединительной лапкой. При этом, в большинстве случаев корпус опорного узла представляет собой конус, который сужается от соединительной лапки к соединительной головке.
Как соединительная лапка, так и соединительная головка опорного узла устанавливаются, как правило, с возможностью демонтажа в соответствующее отверстие опоры двигателя на его основании. За счет полой цилиндрической формы опорного узла он может быть использован для прокладки одного или нескольких кабелей, тяги и других соединительных элементов, в частности, от двигателя или основания наружу.
В качестве основания может использоваться внутренняя поверхность двери, корпус двигателя, монтажная пластина, держатель агрегата, держатель дверного модуля и пр., хотя изобретение не ограничивается этим. Двигатель может также устанавливаться в фасонной выемке основания. Благодаря этому, фасонная выемка может быть закрыта, что позволяет полностью капсюлировать двигатель. В этом случае заглушка выемки служит, как правило, основанием. Это означает, что в этом случае на заглушку устанавливается соединительная лапка двигателя, при этом соединительная головка опорного узла соединяется с двигателем посредством кронштейна или аналогичного элемента на корпусе двигателя.
Как правило, двигатель или корпус двигателя, изготовленный в большинстве случаев из пластмассы, оснащен одним или несколькими специально сформированными кронштейнами. Как правило, кронштейн соединен с соединительной головкой опорного узла при помощи разъемного соединения. В принципе опорный узел может быть нанесен на соответствующий кронштейн методом впрыска или выполнен за одну рабочую операцию по технологии 2К. Согласно еще одной форме исполнения для установки соединительной лапки сбоку на корпусе двигателя может быть предусмотрена специально сформированная установочная пластина, при этом соединительная головка соединяется, например, с несущим дверным модулем посредством пружинных зажимов.
Вследствие наличия в большинстве случаев складывающегося участка и полой цилиндрической формы, опорный узел выполняется, как правило, в виде сильфона. Благодаря этому он может быть изготовлен по относительно простой технологии с реализацией различных модификаций. Для повышения шумоизолирующего действия целесообразно снабдить основание дополнительной шумопоглощающей оболочкой. В большинстве случаев шумопоглощающая оболочка наносится на внутреннюю поверхность основания, обращенную к двигателю, или же основание покрывается изнутри шумопоглощающей изоляцией. В качестве предпочтительных материалов для этой цели могут быть использованы пенопласты или пористые материалы, так как они надежно поглощают также и воздушный шум. В отличие от этого опорный узел согласно изобретению предназначен, главным образом, для устранения корпусного шума и предотвращения его переноса, благодаря чему обеспечивается получение высоких акустических характеристик, так как одновременно глушится как корпусной, так и воздушный шум.
Благодаря изложенным выше техническим признакам, формируется приводной узел для агрегата транспортного средства, предпочтительно для устройства открытия/закрытия, размещенного в или на замке двери транспортного средства. Приводной узел размещается, как правило, внутри двери транспортного средства и, в большинстве случаев, раздельно от устройства открытия/закрытия и от, как правило, размещенного там рычажного привода. Соединение внешнего приводного узла и замка транспортного средства со встроенным устройством открытия/закрытия или с соответствующим рычажным приводом производится, в основном, посредством тяги или другого гибкого соединительного элемента. Они передают усилие от приводного двигателя на упомянутый выше рычажный привод, размещенный внутри двери или на замке двери транспортного средства.
Включение приводного двигателя для, например, реализации втягивающей функции приводит к тому, что двигатель становится источником нежелательного шума, который вследствие вибраций в виде корпусного шума передается на дверь транспортного средства, а затем на кузов транспортного средства. Согласно предлагаемому изобретению этот корпусной шум гасится за счет использования специального упругого опорного узла, предназначенного для закрепления двигателя на основании. Такое шумопоглощение обеспечивается благодаря первой пружинной характеристики опорного узла. Вторая, относительно большая по величине, пружинная характеристика проявляется в большинстве случаев в том случае, когда опорный узел выполняет функцию концевого упора для двигателя, например, в случае аварийной ситуации, при значительном ускорении, при торможении, при движении по кривой или по неровному покрытию. Это особенно целесообразно с точки зрения безопасности.
Так как при помощи опорного узла обеспечивается своего рода гибкая и подобная мембране подвеска двигателя, и он зафиксирован в пространстве только опорными узлами, вибрации не передаются на основание. Таким образом, приводной узел не подвержен усилиям, в частности, в случае подсоединенной к двигателю тяги, которая оснащена собственной контропорой. Двигатель может свободно колебаться или вибрировать, при этом его вибрации, как описано выше, эффективно воспринимаются упругим опорным узлом.
Одновременно опорный узел может выполнять функции мембраны, которая отделяет, так называемую, сухую полость, в которой обычно размещается двигатель, от влажной полости. Во влажной полости находится дверной модуль и замок двери транспортного средства. Как правило, влажной полостью является направленное наружу полое пространство внутри двери транспортного средства, которое внутренней дверной перегородкой или держателем модуля с пленкой отделено от, так называемой, влажной полости внутри двери транспортного средства. В этой сухой полости размещаются, как правило, устройства безопасности, такие как: боковая подушка безопасности или электрические компоненты динамиков.
Опорный узел двигателя согласно изобретению не только эффективно подавляет шум от работы двигателя, но за счет своей мембранной структуры он является также уплотняющим соединением между сухой и влажной полостями. В этом месте обязательно должно быть предусмотрено отверстие, через которое проходит соединенная с двигателем тяга, которая другим концом соединена с замком двери транспортного средства во влажной полости. Разумеется, что изобретением предусмотрены другие варианты монтажа элементов приводного узла.
Ниже сущность изобретения более детально пояснена посредством представленного на фигурах примере исполнения; на рисунках представлены:
фиг. 1 общий вид приводного узла для агрегата транспортного средства согласно изобретению,
фиг. 2 вид предлагаемого приводного узла в другой плоскости.
На фигурах представлен приводной узел для агрегата транспортного средства, в данном случае для устройства открытия/закрытия 1. Устройство открытия/закрытия 1 размещено внутри показанного схематически замка 2 двери транспортного средства. Как правило, устройство открытия/закрытия 1 посредством втягивающей собачки или другого рычага на поворотной защелке срабатывает в замке 2 двери транспортного средства таким образом, что поворотная защелка из положения предварительного закрывания или предварительного блокирования переводилась в основное положение закрывания или основное положение блокирования. Это известно и не является предметом данного изобретения.
Фактически описываемый приводной узел состоит, в основном, из двигателя 3 и упругого опорного узла 4 для фиксации двигателя 3 на основании 5. В данном примере исполнения роль основания 5 играет, так называемая, внутренняя перегородка двери 5, которая на представленном примере исполнения отделяет влажную полость 6 от сухой полости 7 во внутренней зоне двери транспортного средства, которая на рисунке показана схематически. Влажная полость 6 представляет собой зону внутри двери транспортного средства, в которую вода может проникать, например, через расположенные в ней стеклоподъемники и затем вытекать через отверстия в двери транспортного средства. Как правило, а также в данном примере исполнения замок 2 двери транспортного средства размещен в этой влажной полости 6.
Сухая полость 7 представляет собой зону внутри двери транспортного средства, которая отделена от влажной полости 6 посредством пленки или другим способом. Само название говорит о том, что внутри сухой полости 7 отсутствует влага. В сухой полости 7 размещаются чувствительные к действию влаги агрегаты, такие как: динамики, боковая подушка безопасности и пр. Кроме того, в сухой полости 7 размещен двигатель, а именно - в зоне проходного отверстия 8 во влажную полость 6.
В рамках приведенного на фиг. 1 и 2 примера исполнения для фиксации двигателя 3 на основании 5 предусмотрено четыре упругих резиновых опорных узла 4.
1
2
1
2
Все опорные узлы 4 в осевом направлении А и/или в радиальном направлении R, а также в зависимости от степени деформации характеризуются различными пружинными характеристиками D и D. Для этого соответствующий опорный узел 4 в осевом сечении и/или радиальном сечении выполнен, по меньшей мере, частично в виде складывающейся структуры и имеет складывающийся участок 4а. Складывающийся участок 4а имеет первую пружинную характеристику D, которая отвечает за упругую и структурную деформации данного складывающегося участка 4а и определяет их величину. Опорный узел 4 имеет также вторую, относительно большую, пружинную характеристику D, которая отвечает за упругую внутримолекулярную деформацию материала опорного узла, то есть вещества, из которого выполнен опорный узел 4.
2
1
2
1
Вторая пружинная характеристика D, которая превышает первую пружинную характеристику D (D>D), проявляется в том случае, когда складывающийся участок 4а полностью сжат, и воздействующие на опорный узел 4 усилия уже не вызывают упругую структурную деформацию, то есть растяжение или сжатие, а воспринимаются упругим материалом опорного узла на внутримолекулярном уровне. Этот принцип детально пояснен в начальной части описания.
Согласно фиг. 1 четыре опорных узла 4 формируют две опорных плоскости. Три расположенных под двигателем или электродвигателем 3 или сбоку от него опорных узла 4 формируют одну общую опорную плоскость. Кроме того, предусмотрен четвертый опорный узел 4, размещенный перпендикулярно этой опорной плоскости, который уплотняет проходное отверстие 8 из сухой полости 7 во влажную полость 6.
В любом случае двигатель 3 без приложения усилий размещается и фиксируется на основании 5. Это достигается за счет того, что в данном примере исполнения отходящая от двигателя 3 тяга 10 или другой подобный упругий соединительный элемент имеет собственную контропору. Благодаря такому исполнению, двигатель 3 может свободно колебаться, а предусмотренные опорные узлы 4 могут обеспечивать эффективное демпфирование вибраций двигателя 3. В этом случае фактически отсутствует перенос корпусного шума от двигателя 3 на основание 5.
Так как двигатель размещен в сухой полости 7, а размещенный на приводе двигателя 3 опорный узел 4 одновременно выполняет роль уплотнительной манжеты, практически исключаются перебои в работе двигателя 3, выполненного в виде высокоскоростного электродвигателя постоянного тока. Кроме того, опорный узел 4 выполнен в виде полого цилиндра с использованием в качестве материала пластмассы или полимера, что было уже отмечено в начальной части описания. Благодаря исполнению в форме полого цилиндра, в данном примере исполнения опорный узел 4 одновременно может выполнять функцию проходного элемента и уплотнительной манжеты для кабеля или тяги 10. За счет этого обеспечивается механическое соединение двигателя 3, размещенного в сухой полости 7, с устройством открытия/закрытия 1, размещенным внутри замка двери 2 транспортного средства, посредством тяги 10, проходящей через соответствующий опорный узел 4.
Как уже отмечалось, основание 5 может быть выполнено в виде внутренней перегородки двери. Возможно также размещение основания 5 на или в заглушке 12, как это показано на фиг. 1. Эта заглушка 12 может использоваться для закрывания выемки 11 основания 5. Выемка 11 в сочетании с заглушкой 12 служит для установки двигателя 3 на внутренней перегородке двери, как показано на фиг. 1.
2
2
Такой принцип исполнения приводного узла представляется целесообразным, с точки зрения безопасности, так как в случае бокового удара на двигатель 3 действуют значительные ускоряющие усилия. С одной стороны, они воспринимаются корпусом двигателя 3, а с другой стороны - опорным узлом 4 или несколькими опорными узлами 4. В этом случае соответствующий складывающийся участок 4а полностью сжимается, и опорный узел 4 блокируется, в результате чего первично действует относительно большая пружинная характеристика D. Фактически более высокая пружинная характеристика D противодействует возможным деформациям в том случае, когда опорный узел 4 при определенных динамических условиях движения действует в качестве концевого упора.
В принципе опорный узел 4 может быть соединен с двигателем 3 посредством разъемного соединения. Для этого опорный узел 4 может содержать лицевые вырезы 13, которые взаимодействуют с входящими в них перемычками основания 5, или заглушки 12 для крепления опорного узла 4 в соответствующем проходном отверстии 8. На показанном примере исполнения лицевые вырезы 13 выполнены в виде радиальных канавок в области лапки опорного узла 4. В качестве альтернативного решения опорный узел 4 может быть нанесен на двигатель 3, и/или основание 5, и/или замок 12 методом впрыска. Это возможно, благодаря тому, что двигатель 3 имеет пластмассовый корпус, а основание 5 полностью или частично выполнено из пластмассы или металла. В любом случае эластомеры, которые используются для выполнения опорного узла 4, в процессе нанесения впрыском прочно соединяются с такого рода материалами (пластмассой, сталью).
Более предпочтительно, однако, когда опорный узел 4 соединяется с основанием 5 и соответствующей заглушкой 12 посредством разъемного соединения, как это предусмотрено в примере исполнения согласно фиг. 1 и 2. При этом опорный узел 4 снабжен соединительной головкой 4b и соединительной лапкой 4с. Из разреза на фиг. 1 видно, что опорный узел 4 выполнен в виде конуса, сужающегося от соединительной пятки 4с к соединительной головке 4b. Благодаря этому, опорный узел 4 при максимальных поперечных ускорениях в аварийных случаях и в процессе сжатия сплющивается не только по вытяжной гармонике, а дополнительно отдельные участки складывающегося участка 4а концентрически входят друг в друга, благодаря чему не происходит смещение точки опоры двигателя 3.
Из рисунков видно, что опорные узлы 4 частично, а именно посредством своих соединительных головок 4b, установлены в кронштейне 14. Кронштейн 14 может быть выполнен в виде одного из элементов двигателя или корпуса двигателя, при этом он снабжен соответствующим отверстием для соединительной головки 4b. Кроме того, из представленного примера исполнения следует, что соответствующий опорный узел 4 (один из трех опорных узлов 4, размещенных сбоку от двигателя 3 или под ним) в вертикальной проекции основания 5 своей соединительной головкой 4b расположен сбоку от двигателя 3. За счет этого обеспечивается в максимальной степени компактное размещение двигателя 3.
В любом случае опорный узел 3 выполнен в виде сильфона с соответствующими складками, которые вследствие своей конической формы при сжатии опорного узла 4 концентрически входят друг в друга. Обратная картина имеет место при растяжении опорного узла 4. Основным назначением опорного узла 4 является демпфирование производимого двигателем 3 корпусного шума. Дополнительно возникающий воздушный шум может демпфироваться шумопоглощающей внутренней обшивкой 15. Эта шумопоглощающая внутренняя обшивка 15 может быть нанесена на основание 5, а именно - на его обращенную к двигателю 3 внутреннюю поверхность, в виде слоя пенопласта или другого пористого материала. Это отражено на фиг. 2.