-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit einem elektronisch kommutierten Motor und einer Elektronikeinheit, der zumindest eine Leiterplatte zugeordnet ist, wobei der elektronisch kommutierte Motor eine Motorwicklung aufweist, die über mindestens ein Kontaktelement mit der Leiterplatte verbunden ist.
-
Aus dem Stand der Technik ist eine derartige Antriebseinheit bekannt, die einen in einem Motorgehäuse angeordneten Elektromotor aufweist. Der Elektromotor ist dabei als elektronisch kommutierter Motor ausgebildet und weist eine Motorwicklung auf. Die Motorwicklung ist über drei Kontaktelemente zur Stromversorgung des Elektromotors mit einer Elektronikeinheit der Antriebseinheit verbunden. Dabei ist der Elektronikeinheit eine Leiterplatte zugeordnet, über die die drei Kontaktelemente mit der Elektronikeinheit, z.B. über eine Lötverbindung, elektrisch leitend verbunden sind.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung stellt eine Antriebseinheit mit einem elektronisch kommutierten Motor und einer Elektronikeinheit bereit, der zumindest eine Leiterplatte zugeordnet ist, wobei der elektronisch kommutierte Motor eine Motorwicklung aufweist, die über mindestens ein Kontaktelement mit der Leiterplatte verbunden ist. Das mindestens eine Kontaktelement weist an seinem der Leiterplatte zugewandten Ende und/oder an seinem der Motorwicklung zugewandten Ende einen Einpresspin auf.
-
Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Antriebseinheit, bei der durch das Kontaktelement mit mindestens einem Einpresspin eine einfache und schnelle Montage der Antriebseinheit ermöglicht werden kann. Des Weiteren kann dadurch eine sichere und zuverlässige Stromversorgung des elektronisch kommutierten Motors ermöglicht werden, wobei eine schnelle Kontaktierung der Motorwicklung mit der Elektronikeinheit ermöglicht werden kann.
-
Vorzugsweise weist das mindestens eine Kontaktelement zwischen seinen Enden einen Entkopplungsabschnitt auf. Somit kann auf einfache Art und Weise eine Entkopplung ermöglicht werden, durch die zumindest annähernd Toleranzen ausgeglichen werden können.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist der Entkopplungsabschnitt flexibel ausgebildet. Somit kann eine einfache und unkomplizierte Kontaktierung ermöglicht werden, bei der Toleranzen in allen drei Raumrichtungen ausgeglichen werden können.
-
Jedem Einpresspin ist bevorzugt jeweils ein Positionierabschnitt zugeordnet, wobei jeder Positionierabschnitt zur Anordnung in einem zugeordneten Halteelement ausgebildet ist. Somit kann eine sichere und zuverlässige Positionierung der Einpresspins im jeweils zugeordneten Halteelement ermöglicht werden.
-
Die Halteelemente sind vorzugsweise der Leiterplatte und/oder der Motorwicklung zugeordnet. Somit kann leicht und unkompliziert eine geeignete Anordnung der Einpressins an der Leiterplatte und/oder der Motorwicklung ermöglicht werden.
-
Bevorzugt ist der Motorwicklung ein Stanzgitter zugeordnet, wobei das der Motorwicklung zugeordnete Halteelement am Stanzgitter angeordnet ist. Somit kann auf einfache Art und Weise eine Kontaktierung des der Motorwicklung zugeordneten Einpresspins über das Stanzgitter ermöglicht werden.
-
Gemäß einer Ausführungsform sind die Positionierabschnitte an einem, einem freien Ende der Einpresspins gegenüberliegenden Ende der Einpresspins angeordnet. Somit kann eine geeignete Anordnung der Positionierabschnitte ermöglicht werden, durch die eine sichere und robuste Positionierung der Einpresspins ermöglicht werden kann.
-
Bevorzugt weist jeder Einpresspin eine Verzahnungsgeometrie auf. Somit kann auf einfache Art und Weise eine Klemmverbindung der Einpresspins mit der Leiterplatte und/oder dem Stanzgitter ermöglicht werden.
-
Vorzugsweise ist die Leiterplatte senkrecht zu einer Motorachse des elektronisch kommutierten Motors ausgerichtet. Somit kann leicht und unkompliziert eine geeignete Anordnung der Leiterplatte ermöglicht werden.
-
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Kontaktelement zur Verbindung einer Motorwicklung eines elektronisch kommutierten Motors mit einer Leiterplatte bereit. An mindestens einem Ende des Kontaktelements ist ein Einpresspin vorgesehen.
-
Figurenliste
-
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Antriebseinheit mit einem Elektromotor und mit einer mit dem Elektromotor kontaktierten Elektronikeinheit,
- 2 einen vergrößerten perspektivischen Ausschnitt einer Seitenansicht einer der Antriebseinheit von 1 zugeordneten Kontaktierung mit einem erfindungsgemäßen Kontaktelement, und
- 3 einen vergrößerten perspektivischen Ausschnitt einer Draufsicht auf die Kontaktierung der Antriebseinheit von 2.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
1 zeigt eine beispielhafte Antriebseinheit 100 mit einem Elektromotor 120 und einer Elektronikeinheit 140. Der Elektromotor 120 weist bevorzugt eine Motorachse 127 auf und ist vorzugsweise in einem Motorgehäuse 125 angeordnet.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist der Elektromotor 120 als elektronisch kommutierter Motor 120 mit einer Motorwicklung 128 ausgebildet. Die Motorwicklung 128 ist vorzugsweise über ein Verschaltungselement (220 in 2) in einer gewünschten Topologie, z.B. Stern-, Dreieck-, Reihen- und/oder Parallelschaltung, verschaltet. Bevorzugt ist das Verschaltungselement als Stanzgitter (220 in 2) ausgebildet.
-
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass ein derartiger elektronisch kommutierter Motor hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt ist. Deshalb wird hier zwecks Knappheit und Einfachheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung des elektronisch kommutierter Motors 120 verzichtet.
-
Vorzugsweise ist der Elektronikeinheit 140 zumindest eine Leiterplatte 142 zugeordnet, die zumindest zur Kontaktierung mit der Motorwicklung 128 ausgebildet ist. Die Leiterplatte 142 ist vorzugsweise senkrecht zur Motorachse 127 des elektronisch kommutierten Motors 120 ausgerichtet, d.h. ein Normalenvektor 143 der Leiterplatte 142 ist bevorzugt parallel zur Motorachse 127 angeordnet. Jedoch kann die Leiterplatte 142 auch in einer beliebig anderen Anordnung zur Motorachse 127 angeordnet sein.
-
Zur Kontaktierung des elektronisch kommutierten Motors 120 mit der Leiterplatte 142 ist der Antriebseinheit 100 mindestens ein Kontaktelement 129 zugeordnet. Bevorzugt und illustrativ ist der elektronisch kommutierte Motor über drei Kontaktelemente 129 elektrisch leitend mit der Leiterplatte 142 verbunden. Vorzugsweise verbinden die Kontaktelemente 129 das mit der Motorwicklung 128 verbundene Stanzgitter (220 in 2) und die Leiterplatte 142 elektrisch leitend miteinander.
-
2 zeigt die Antriebseinheit 100 von 1 und verdeutlicht die Kontaktierung des elektronisch kommutierten Motors 120 mit der Leiterplatte 142 anhand eines der vorzugsweise drei Kontaktelemente 129 von 1. Dieses eine der vorzugsweise drei Kontaktelemente 129 von 1 wird untenstehend repräsentativ für alle drei Kontaktelemente 129 beschrieben. Darüber hinaus verdeutlicht 2 den vorzugsweise über ein Motorlager 214 im Motorgehäuse 125 gelagerten, elektronisch kommutierten Motor 120.
-
Bevorzugt ist die Motorwicklung 128 zur Ausbildung einer gewünschten Verschaltung bzw. Topologie mit einem Verschaltungselement 220 verbunden. Das Verschaltungselement 220 ist beispielhaft und vorzugsweise wie oben beschrieben als Stanzgitter ausgebildet.
-
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass derartige Stanzgitter 220 hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind. Deshalb wird hier zwecks Knappheit und Einfachheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung des Stanzgitters verzichtet.
-
Vorzugsweise weist das Kontaktelement 129 einen länglichen Grundkörper 246 mit einem ersten, illustrativ der Leiterplatte 142 zugewandten Ende 201, und einem zweiten, illustrativ der Motorwicklung 128 zugewandten Ende 202, auf. Illustrativ weist das Kontaktelement 129 einen rechteckigen Querschnitt auf, jedoch kann der Querschnitt auch eine beliebig andere Form aufweisen, z.B. eine runde Form.
-
Gemäß einer Ausführungsform weist das Kontaktelement 129 zumindest an einem seiner beiden Enden 201, 202 einen Einpresspin 240, 250 auf. Hierbei kann bei einer derartigen Ausführungsform des Kontaktelements 129 mit nur einem einzelnen Einpresspin 240, 250 an einem der beiden Enden 201, 202 das jeweils andere Ende 202, 201 des Kontaktelements 129 über eine beliebig andere Verbindung, z.B. eine Lötverbindung, mit der Motorwicklung 128 oder der Leiterplatte 142 verbunden sein.
-
Bevorzugt weist das zur Verbindung der Motorwicklung 128 mit der Leiterplatte 142 ausgebildete Kontaktelement 129 an seinen beiden Enden 201, 202 jeweils einen Einpresspin 240, 250 auf. Vorzugsweise weist das Kontaktelement 129 bzw. jeder der Einpresspins 240, 250 eine Kupferlegierung auf.
-
Des Weiteren weist jeder Einpresspin 240, 250 vorzugsweise eine Verzahnungsgeometrie 258 mit einer Ausnehmung 247 zur sicheren Anordnung in einer Aufnahme 259 der Leiterplatte 142 und/oder des Stanzgitters 220 auf. Dabei ist die Verzahnungsgeometrie 258 zumindest abschnittsweise in der jeweiligen Aufnahme 259 angeordnet.
-
Die Verzahnungsgeometrie 258 ist bevorzugt derart ausgebildet, dass sie bei einem Montageschritt zur Anordnung in der jeweiligen Aufnahme 259 zusammengedrückt wird und in der Aufnahme 259 eine Klemmverbindung mit der Aufnahme 259 ausbildet. Diese Klemmverbindung ist vorzugsweise ausreichend für die elektrische Kontaktierung, sodass auf eine weitere Befestigung, z.B. ein Anlöten, verzichtet werden kann.
-
Vorzugsweise ist die Verzahnungsgeometrie 258 nach Art einer Tannenbaumgeometrie ausgebildet. Alternativ hierzu kann die Verzahnungsgeometrie 258 jedoch auch eine beliebig andere Geometrie, z.B. eine ovale Form, aufweisen.
-
Darüber hinaus ist vorzugsweise jedem Einpresspin 240, 250 jeweils ein Positionierabschnitt 242, 244 zugeordnet, wobei jeder Positionierabschnitt 242, 244 bevorzugt zur Anordnung in einem zugeordneten Halteelement 262, 264 ausgebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform sind die Positionierabschnitte 242, 244 an einem, einem freien Ende 203, 204 der Einpresspins 240, 250 gegenüberliegenden Ende 205, 206 der Einpresspins 240, 250 angeordnet. Illustrativ weisen die Positionierelemente 242, 244 eine rechteckige Form auf, können jedoch auch eine beliebig andere Form aufweisen.
-
Die Halteelemente 262, 264 sind bevorzugt der Leiterplatte 142 und/oder der Motorwicklung 128 zugeordnet. Dabei ist vorzugsweise das der Motorwicklung 128 zugeordnete Halteelement 264 am Stanzgitter 220 angeordnet. Die Halteelemente 262, 264 sind dabei über eine beliebige Verbindung an der Leiterplatte 142 und/oder dem Stanzgitter 220 angeordnet, z.B. über eine Klebe-, Löt- und/oder eine Steckverbindung.
-
Des Weiteren weist das Kontaktelement 129 zwischen den beiden Einpresspins 240, 250 vorzugsweise einen Entkopplungsabschnitt 243 auf, der bevorzugt flexibel ausgebildet ist. Durch die vorzugsweise flexible Ausgestaltung des Entkopplungsabschnitts 243 kann eine flexible Anordnung der den Einpresspins 240, 250 zugeordneten Aufnahmen 259 auf der Leiterplatte 142 und/oder dem Stanzgitter 220 ermöglicht werden. Darüber hinaus kann ein Layout der Leiterplatte 142 hinsichtlich einer zugrundeliegenden Bauteilplatzierung und/oder hinsichtlich eines vorgesehenen Strompfads vorteilhaft ausgebildet werden.
-
Illustrativ und beispielhaft weist der Entkopplungsabschnitt 243 eine erste und zweite Biegung 248, 249 auf. Dadurch können einfach und unkompliziert Toleranzen aufgrund einer thermischen Ausdehnung kompensiert werden. Des Weiteren können somit Montage- und/oder Teiletoleranzen kompensiert werden.
-
Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausgestaltung des Kontaktelements 129 bzw. des Entkopplungsabschnitts 243 mit zwei Biegungen 248, 249 lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der Erfindung zu sehen ist. So kann der Entkopplungsabschnitt 243 auch nur eine Biegung oder mehr als zwei Biegungen 248, 249 aufweisen.
-
Bei einer Montage eines Kontaktelementes 129 bzw. bei einem Kontaktierungsvorgang wird vorzugsweise zuerst der dem Stanzgitter 220 zugeordnete Einpresspin 250 in der Aufnahme 259 des Stanzgitters 220 angeordnet bzw. in diese eingepresst, wobei der Positionierabschnitt 244 im Halteelement 264 angeordnet wird. Danach wird der der Leiterplatte 142 zugeordnete Einpresspin 240 in der Aufnahme 259 der Leiterplatte 142 angeordnet bzw. in diese eingepresst, wobei der Positionierabschnitt 242 im Halteelement 262 angeordnet wird.
-
Es wird noch darauf hingewiesen, dass bevorzugt alle drei Kontaktelemente 129 von 1 die bei 2 beschriebene Ausgestaltung aufweisen. Dies ist zwar aus den oben beschriebenen Gründen vorteilhaft, jedoch nicht zwingend erforderlich. Vielmehr kann auch nur eines bzw. können auch nur zwei der drei Kontaktelemente 129 von 1 die bei 2 beschriebene Ausgestaltung aufweisen.
-
3 zeigt die Antriebseinheit 100 von 1 und 2 und verdeutlicht die Kontaktierung mit dem Kontaktelement 129 von 2. Dabei zeigt 3 den im Halteelement 264 des Stanzgitters 220 angeordneten Positionierabschnitt 244 des dem Kontaktelement 129 zugeordneten Einpresspins 250.
-
Des Weiteren verdeutlicht 3 den Entkopplungsabschnitt 243 mit seinen illustrativ zwei Biegungen 248, 249, sowie den im Halteelement 262 der Leiterplatte 142 angeordneten Positionierabschnitt 242 des dem Kontaktelement 129 zugeordneten Einpresspins 240. Dabei ist die dem Einpresspin 240 zugeordnete Verzahnungsgeometrie 258 zumindest abschnittsweise in der Aufnahme 259 angeordnet, wobei illustrativ das freie Ende 203 des Einpresspins 240 auf einer vom Stanzgitter 220 abgewandten Oberseite der Leiterplatte 142 angeordnet ist.
