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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Verstellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Verstellantriebs sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verstellantriebs.
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Ein Verstellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Praxis bereits bekannt und dient insbesondere als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug in Form beispielsweise eines Fensterheberantriebs, eines Schiebedachantriebs oder ähnlichem. Der bekannte Verstellantrieb weist ein Gehäuse zur Aufnahme einer Getriebeanordnung auf, wobei an das Gehäuse ein Antriebsmotor in Form eines Elektromotors angeflanscht werden kann. Der Antriebsmotor ragt mit einer eine Antriebsschnecke aufweisenden Ankerwelle in das Gehäuse hinein und kämmt dort mit der Verzahnung eines Getrieberads. Ferner ist innerhalb des Gehäuses ein Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte angeordnet, die der Ansteuerung des Elektromotors dient. Die Leiterplatte ist über als Stanzgitterelemente ausgebildete Steckerelemente mit dem Elektromotor verbunden, wobei die Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Elektromotor beim Verbinden des Elektromotors mit dem Gehäuse des Verstellantriebs erfolgt. Darüber hinaus weist das bekannte, als Spritzgussteil aus Kunststoff bestehende Gehäuse einen Steckeranschlussbereich mit einem sogenannten Steckerkragen auf, der mit einem fahrzeugseitigen Anschlussstecker kontaktierbar ist. Die Kontaktierung zwischen dem angesprochenen fahrzeugseitigen Anschlussstecker und der Leiterplatte erfolgt mittels weiterer Steckerelemente, die ebenfalls üblicherweise als Stanzgitterelemente ausgebildet und die im Steckerkragen stiftförmig geformt sind.
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Bei dem bekannten Verstellantrieb sind die Steckerelemente in einem Kunststoffkörper angeordnet bzw. von diesem bereichsweise umspritzt, der der Ausrichtung bzw. der Anordnung der Steckerelemente zwischen dem Steckerkragen und dem Kontaktierungsbereich der Leiterplatte innerhalb des Gehäuses dient. Problematisch beim Stand der Technik ist der Bereich der Abdichtung bzw. Führung des Anschlusskörpers im Bereich der Durchführung des Anschlusskörpers innerhalb des Steckerkragens. Hierzu werden beim Stand der Technik beispielsweise Dichtelemente oder ähnliches eingesetzt, die den Anschlusskörper zum Gehäuse hin abdichten. Problematisch dabei ist, dass selbst wenn die bekannten Dichtelemente die benötigte Dichtheit herstellen, die Positioniergenauigkeit der Steckerelemente innerhalb des Steckerkragens, die für die Kontaktierung mit dem fahrzeugseitigen Anschlussstecker wesentlich ist, kritisch ist, da aufgrund des elastische Eigenschaften aufweisenden Dichtelements die Lage der Steckerelemente innerhalb des Querschnitts des Steckerkragens gewissen Toleranzen unterworfen ist.
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Darüber hinaus ist es aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, derartige Steckerelemente direkt in ein Werkzeug zum Ausbilden eines Gehäuses einzulegen, so dass die Steckerelemente von dem Material des Gehäuses umspritzt sind. Eine derartige Ausbildung weist jedoch ebenfalls Nachteile auf, da das Einlegen bei einer Vielzahl von Steckerelementen in ein Werkzeug relativ aufwändig ist und darüber hinaus Positionierungenauigkeiten beim Einlegen der Steckerelemente möglich sind.
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Aus der
DE 198 51 455 A1 der Anmelderin ist es bei einem Elektronikmodul für eine elektromotorisch betriebene Antriebseinheit bekannt, einen in ein Getriebegehäuse hineinragenden Anschlussstecker mit darin angeordneten Steckerelementen in einem ersten Arbeitsschritt vorzufertigen und anschließend den Anschlussstecker in ein Formwerkzeug zum Ausbilden des Elektronikmoduls einzusetzen, sodass der Anschlussstecker von dem Material des Elektronikmoduls umspritzt werden kann. Weiterhin weist das aus der genannten Schrift bekannte Elektronikmodul einen Anschlusskörper zur elektrischen Kontaktierung mit einem fahrzeugseitigen Gegenstecker auf, der jedoch gleichzeitig mit der Herstellung des Gehäuses des Elektronikmoduls im Spritzgußverfahren hergestellt wird.
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Darüber hinaus ist es aus der
US 4 851 725 A bekannt, einen Anschlusskörper mit einer Nut zu versehen und den Anschlusskörper in einen Ausschnitt einer Gehäusewand einzusetzen, sodass zwischen der Nut und der Gehäusewand eine formschlüssige Verbindung ausgebildet wird. Es findet jedoch kein Umspritzen des Anschlusssteckers mit dem Material des Gehäuses statt.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verstellantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass einerseits eine abgedichtete Durchführung der Steckerelemente aus dem Gehäuseinneren in den Bereich des Steckerkragens ermöglicht wird, und dass andererseits die Steckerelemente innerhalb des Steckerkragens hochgenau positioniert sind. Darüber hinaus soll die Abdichtung möglichst ohne die Verwendung zusätzlicher Dichtelemente erfolgen, um einen einfachen bzw. kostengünstig herstellbaren Aufbau zu ermöglichen. Weiterhin soll eine möglichst einfache und stabile Montage des Anschlusskörpers im Gehäuse ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verstellantrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Anschlusskörper, der die Steckerelemente bereichsweise aufnimmt, zur Fixierung in dem Gehäuse von dem Gehäuse zumindest bereichsweise umspritzt ist, und dass der Anschlußkörper innerhalb des Gehäuses in einer zusätzlichen Ausnehmung von dem Material des Gehäuses zur Abstützung des Anschlusskörpers im Gehäuse umspritzt ist. Es wird somit, im Gegensatz zum Stand der Technik, ein gänzlich anderer Weg beschritten, indem durch direktes Umspritzen des Anschlusskörpers für die Steckerelemente mit dem Material des Gehäuses auf zusätzliche Dichtelemente verzichtet werden kann, sodass durch den Verzicht auf das Dichtelement eine hochgenaue (weil starre) Anordnung der Steckerelemente über den Anschlußkörper in dem Steckerkragen ermöglicht wird. Darüber hinaus wird dadurch, dass die Steckerelemente in einem vorgelagerten Fertigungsschritt durch Umspritzen bereits innerhalb des Anschlusskörpers angeordnet sind, ein einfaches Handling des Anschlusskörpers bzw. der Steckerelemente beim Einlegen in das Werkzeug zum Ausbilden des Gehäuses erzielt. Weiterhin wird es ermöglicht, den Anschlußkörper innerhalb des Gehäuses mit dem Gehäuse ohne die Verwendung zusätzlicher Befestigungselemente zu verbinden, so dass bei einer Montage der Leiterplatte mit den Steckerelementen der Verbindungsbereich relativ starr innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wodurch die Montage insofern erleichtert wird, als dass ein Ausweichen bzw. Zurückweichen der Steckerelemente bzw. des Anschlusskörpers bei der Montage der Leiterplatte verhindert werden kann.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verstellantriebs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In einer ganz besonders bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Anschlußkörper zusammen mit dem Steckerkragen als einstückiges Bauteil ausgebildet ist. Ein derartiges Bauteil vereint somit einen üblicherweise kundenspezifischen Steckerkragen mitsamt den in dem Steckerkragen bereits vorpositionierten Steckerelementen. Eine derartige Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass eine hochgenaue Positionierung der Steckerelemente innerhalb des Steckerkragens ermöglicht wird, da die Position bereits beim Ausbilden des (einstückigen) Bauteils festgelegt wird.
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Um neben einer dichten Anordnung des Anschlusskörpers im Gehäuse darüber hinaus eine mechanisch besonders feste Anbindung des Anschlusskörpers zu erzielen, ist es in einer konstruktiven Ausgestaltung des Anschlusskörpers vorgesehen, dass dieser wenigstens eine Ausnehmung aufweist, in die ein Wandabschnitt des Gehäuses hineinragt. Durch das Hineinragen des Wandabschnitts in die Ausnehmung wird eine Formschlussverbindung zwischen dem Gehäuse und dem Anschlußkörper hergestellt, die eine mechanisch besonders hohe Stabilität aufweist.
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In Weiterführung des zuletzt gemachten Vorschlags kann es vorgesehen sein, dass die Ausnehmung als umlaufende, geschlossene Ausnehmung ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung hat neben der besonders hohen mechanischen Festigkeit darüber hinaus den Vorteil, dass diese auf einfache Art und Weise auch eine besonders hohe Dichtigkeit zur Folge hat. Dabei kann durch eine entsprechende Wahl der Materialien für den Anschlußkörper bzw. das Gehäuse, insbesondere durch eine entsprechende Auswahl der Wärmeausdehnungskoeffizienten, beispielsweise dafür gesorgt werden, dass bei einer Temperaturerhöhung der in die Ausnehmung des Anschlusskörpers hineinragende Kunststoff des Gehäuses sich stärker ausdehnt als der Anschlußkörper bzw. die Ausnehmung in dem Anschlußkörper. Dadurch wird bei einer Temperaturerhöhung eine erhöhte Flächenpressung zwischen den Bauteilen erzielt, die die Dichtigkeit zusätzlich erhöht. Selbstverständlich kann bei einer entsprechend anderen Auswahl der Materialien auch für den umgekehrten Effekt gesorgt werden. Wenn die Verbindung zwischen dem Anschlußkörper und dem Gehäuse im Bereich der Ausnehmung demgegenüber über den gesamten Temperaturbereich stets die selbe Dichtigkeit aufweisen soll, so kann dies beispielsweise durch die Verwendung von Materialien für den Anschlußkörper und das Gehäuse erzielt werden, die zumindest im Wesentlichen dieselben Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.
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In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung der Ausnehmung ist es vorgesehen, dass die Ausnehmung in Form einer Nut ausgebildet ist und eine Formschlussverbindung zwischen dem Aufnahmekörper und dem Gehäuse ausbildet.
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Die Erfindung erfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Verstellantriebs, wobei das Verfahren wenigstens drei Verfahrensschritte aufweist. Zunächst wird in einem ersten Schritt ein mit Steckerelementen versehener Anschlußkörper bereitgestellt. Anschließend wird der Anschlußkörper in ein Werkzeug zum Herstellen eines Gehäuses des Verstellantriebs eingelegt bzw. positioniert. Zuletzt erfolgt ein zumindest bereichsweises Umspritzen des Anschlusskörpers und der zusätzlichen Ausnehmung in dem Anschlusskörper.
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Bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem der Anschlußkörper oder ein mit dem Anschlußkörper einstückig verbundener Steckerkragen entlang einer umlaufenden Ausnehmung bzw. Dichtkontur umspritzt wird. Bevorzugt ist die Verwendung eines derartigen, erfindungsgemäßen Verstellantriebs bei der Herstellung eines einen kundenspezifischen Steckerkragens aufweisenden Gehäuses.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Verstellantriebs,
- 2 ein Bauteil, das die Funktion eines Steckerkragens und eines Aufnahmekörpers für Steckerelemente in einem einstückigen Bauteil vereint, in perspektivischer Ansicht,
- 3 einen Teilschnitt durch den Verstellantrieb gemäß 1 zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Durchführung der Steckerelemente aus dem Gehäuse, und
- 4 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der wesentlichen erfindungemäßen Verfahrensschritte
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 sind die wesentlichen Bestandteile eines erfindungsgemäßen Verstellantriebs 10 dargestellt. Der Verstellantrieb 10 ist insbesondere, jedoch nicht einschränkend, Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Fensterheberantrieb, einem Sitzverstellungsantrieb, einem Schiebedachantrieb oder ähnlichem.
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Der Verstellantrieb 10 umfasst ein aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestelltes Gehäuse 11, das in einen Getriebegehäusebereich 12 und in einen Leiterplattengehäusebereich 13 unterteilt ist. An den Leiterplattengehäuseteil 13 ist ein Elektromotor 15 angeflanscht, insbesondere angeschraubt. Der Elektromotor 15 ragt mit einer nicht dargestellten Antriebswelle in bekannter Art und Weise in den Getriebegehäusebereich 12 hinein, und wirkt dort mit einer ebenfalls nicht dargestellten Getriebeanordnung zusammen, die der Reduzierung der Abtriebsdrehzahl des Elektromotors 15 unter gleichzeitiger Steigerung dessen Drehmoments dient. Ein aus der Oberseite des Getriebegehäusebereichs 12 herausragendes Abtriebselement ist mittel- oder unmittelbar mit dem zu verstellenden Element, also beispielsweise der Fensterscheibe, gekoppelt.
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An der Außenseite des Leiterplattengehäuseteils 13 ist ein kundenspezifischer Anschlussstecker 16 angeordnet, der mit dem Kabelbaum des nicht dargestellten Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Über den Anschlussstecker 16 erfolgt die Stromversorgung sowie die Ansteuerung des Verstellantriebs 10. Der Anschlussstecker 16 weist einen hülsenförmigen, kundenspezifischen Steckerkragen 17 auf, in dessen Querschnitt der elektrischen Kontaktierung dienende Steckerelemente 23 in Form von einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisende, im Steckerkragen 17 stiftförmig ausgebildete Kontaktfahnen angeordnet sind.
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Der Leiterplattengehäusebereich 13 ist mittels eines Gehäusedeckels 18 verschließbar. Innerhalb des Leiterplattengehäusebereichs 13 ist eine als Schaltungsträger dienende Leiterplatte 20 angeordnet, die eine im Einzelnen nicht dargestellte elektrische bzw. elektronische Schaltung des Verstellantriebs 10 trägt. Innerhalb des Leiterplattengehäusebereichs 13 ist die Leiterplatte 20 parallel zum Gehäusedeckel 18 bzw. zum Gehäuseboden 19 angeordnet. Die Leiterplatte 20 weist einen ersten Bereich 21 mit beispielhaft sechs nebeneinander angeordneten Anschlüssen 22 in Form von Durchgangsöffnungen auf. Die Anschlüsse 22 sind mit den zur Leiterplatte 20 hin ragenden Steckerelementen 23 elektrisch kontaktierbar, indem die Leiterplatte 20 mit den Anschlüssen 22 in Überdeckung mit den Steckerelementen 23 gebracht wird und die Steckerelemente 23 durch die Anschlüsse 22 hindurchgesteckt werden. Optional können die Anschlüsse 22 mit den Steckerelementen 23 zusätzlich verlötet werden.
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Weiterhin weist die Leiterplatte 20 einen zweiten Bereich 24 mit zwei Anschlüssen 25 auf, die der elektrischen Kontaktierung bzw. Spannungsversorgung des Elektromotors 15 dienen. Auch die Anschlüsse 25 sind als Durchgangsöffnungen bzw. Durchgangsbohrungen ausgebildet. Die Anschlüsse 25 wirken mit einem Anschlusselement 28 zusammen, das die Anschlüsse 25 mit elektrischen Anschlüssen des Elektromotors 15 verbindet, wobei das Anschlusselement 28 beispielsweise in eine entsprechende Ausnehmung innerhalb des Gehäuses 11 eingesteckt bzw. verrastbar ist.
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Die Steckerelemente 23, die als Stanzbiegeteile ausgebildet sind, sind bereichsweise innerhalb eines in der 2 erkennbaren Anschlusskörpers 30 angeordnet. Der Anschlusskörper 30 weist einen blockartigen mittleren Bereich 31 auf, an den sich auf der der Leiterplatte 20 abgewandten Seite der Steckerkragen 17 anschließt. Wesentlich dabei ist, dass der Steckerkragen 17 und der Bereich 31, der die Steckerelemente 23 innerhalb des Anschlusskörpers 30 aufnimmt, als einstückiges Bauteil ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Spritzgussbauteils.
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Im mittleren Bereich 31 des Anschlusskörpers 30 weist der Anschlusskörper 30 im Ausführungsbeispiel eine umlaufende Ausnehmung 32 in Form einer einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Nut 33 (3) auf. Der Anschlusskörper 30 durchdringt das Gehäuse 11 des Verstellantriebs 10 mit einer Vorderwand 29 im Bereich der Umfangsnut 33, wie dies insbesondere anhand der 3 erkennbar ist. Darüber hinaus weist der Anschlusskörper 30 beispielhaft noch eine weitere Ausnehmung 34 auf, die zur Positionierung bzw. Fixierung des Anschlusskörpers 30 innerhalb des Gehäuses 11 dient, um insbesondere bei der Montage der Leiterplatte 20 den Verbindungsbereich zwischen den Steckerelementen 23 und der Leiterplatte 20 bzw. den Anschlüssen 22 zu fixieren. Hierzu ragt ein von dem Gehäuseboden 19 in den Gehäuseinnenraum ragender Abschnitt 35 in die zusätzliche Ausnehmung 34 hinein.
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Die Fertigung eines mit dem Anschlusskörper 30 verbundenen Gehäuses 11 erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass entsprechend der 4 in einem ersten Schritt 36 der mit den Steckerelementen 23 versehene Anschlußkörper 30 durch Fertigung des Anschlusskörpers 30 mit den Steckerelementen 23 bereitgestellt wird. Dies erfolgt in einem separaten Werkzeug durch Spritzgießen, indem die Kontaktpins 23 in das entsprechende Werkzeug eingelegt werden.
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Der so vorgefertigte, den Steckerkragen 17 aufweisende, einteilige Anschlußkörper 30 wird anschließend in einem zweiten Schritt 37 in ein (Spritzguss-)Werkzeug zum Herstellen des Gehäuses 11 eingelegt. In einem sich daran anschließenden dritten Schritt 38 wird zuletzt das Gehäuse 11 durch Spritzgießen hergestellt, wobei das Material des Gehäuses 11 in die Ausnehmung sowie die zusätzliche Ausnehmung 34 entsprechend der Darstellung der 3 gelangt und dort neben einer dichten Ausbildung des Durchgangsbereichs zwischen dem Anschlusskörper 30 und dem Gehäuse 11 eine Formschlussverbindung ausbildet.
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Der soweit beschriebene Verstellantrieb 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
