DE4005709A1 - Elektromotorischer antrieb - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Antrieb wie er bei
spielsweise aus DE-U 88 11 966 bekannt ist. Der bekannte Antrieb ist
als elektromotorischer Verstellantrieb für Fensterheber oder
Schiebedächer konzipiert. Zur Erfassung der Drehzahl und der Dreh
richtung des Antriebs sind zwei Hall-Sensoren vorgesehen, die
Signale an eine in einem separaten Gehäuse untergebrachte Motor
steuerelektronik abgeben. Die von den Sensoren abgegebenen Signale
werden beispielsweise bei der Realisierung eines Einklemmschutzes
benötigt. Der Antrieb enthält einen Kommutatormotor mit einem auf
dessen Motorwelle befestigten Kommutator und einer innerhalb des
Statorgehäuses befestigten Bürstenhalterung, auf der die Sensoren
befestigt sind. Die Sensoren wirken zusammen mit einem auf der
Rotorwelle vorgesehenen magnetischen Polrad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Antrieb
mit einer elektronischen Motorsteuerung zu vereinfachen.
Der erfindungsgemäße Antrieb weist den Vorteil auf, daß eine An
ordnung, die wenigstens Teile einer elektronischen Motorsteuerung
trägt, bereits bei der Herstellung des Antriebs mit dem Bürsten
halter des Kommutatormotors, der einen elektrischen Anschluß auf
weist, kontaktierbar ist. Neben der vereinfachten Herstellung er
geben sich weitere Vorteile durch Verkürzung von Leitungen. Die
Gefahr des Einkoppelns von Störungen, insbesondere auf Steuer
leitungen mit geringem Signalpegel, ist reduziert. Sofern der An
trieb von einem Gehäuse umgeben ist, kommt als weiterer Vorteil
hinzu, daß die elektronische Motorsteuerung im wasserdicht ver
schlossenen Gehäuse unterbringbar ist. Der Antrieb eignet sich ins
besondere für Verstellvorrichtungen im Kraftfahrzeug wie beispiels
weise Scheibenwischer, Fensterheber, Schiebedach, Sitzverstellungen,
Gurtbringer etc.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptan
spruchs angegebenen Antriebs ergeben sich aus Unteransprüchen.
Die Montage des erfindungsgemäßen Antriebs ist besonders einfach,
wenn die Anordnung in einem am Motor anbaubaren Teil angeordnet ist.
Die Anordnung ist dann gleichzeitig bei Anbau des Teils mit dem
Bürstenhalter kontaktierbar. Die Verbindung ist einfach herstellbar,
wenn sie eine Steckvorrichtung enthält. Der im Bürstenhalter vorge
sehene Teil der Steckvorrichtung ist vorzugsweise einstückig in den
Bürstenhalter eingespritzt. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
der Steckvorrichtung sieht federnde Kontaktfahnen vor, die axiale
und gegebenenfalls radiale Biegungen bezüglich einer Antriebswelle
aufnehmen, die während der Kontaktierung der Anordnung mit dem
Bürstenhalter auftreten können.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die Anordnung eine
aus dem Antriebsgehäuse herausführende Steckvorrichtung trägt, die
von einer Dichtung, vorzugsweise von einer angespritzten Elastomer
dichtung umgeben ist.
Einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen An
triebs gemäß enthält die Anordnung wenigstens eine Drehzahlsensoran
ordnung und/oder wenigstens eine Drehrichtungssensoranordnung. Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Sensoranordnung ist mit wenigstens
einem Magnetfeldsensor, insbesondere einem Hall-Sensor gegeben, der
mit einem auf der Antriebswelle angeordneten magnetischen Polrad
zusammenwirkt. Diese Sensoranordnung ist preisgünstig in der Her
stellung und ermöglicht eine einfache Auswertung des vom Sensor ab
gegebenen Signals.
Weitere Ausgestaltungen betreffen die Sensoranordnung, die den
wenigstens einen Magnetfeldsensor sowie das auf der Antriebswelle
angeordnete magnetische Polrad enthält. Einer ersten Ausgestaltung
gemäß weist das Polrad eine radial gerichtete Magnetisierung auf.
Realisiert wird dies beispielsweise durch wenigstens einen, vorzugs
weise mehrere am Umfang des Polrads angeordnete Magnete. Der wenig
stens eine Magnetfeldsensor, insbesondere der Hall-Sensor, ist dann
ebenfalls in radialer Richtung ausgerichtet. Einer anderen Ausge
staltung gemäß ist eine Magnetisierung des Polrads in axialer
Richtung vorgesehen. Entsprechend ist der Magnetfeldsensor in
axialer Richtung bezogen auf die Antriebswelle angeordnet. Der
Magnetfeldsensor überdeckt dann zumindest teilweise eine Stirnfläche
des Polrads, die sich in radialer Richtung bezogen auf die Antriebs
welle erstreckt.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung des Antriebs ist vorgesehen, die
Anordnung in radialer Richtung bezogen auf die Antriebswelle anzu
ordnen. Die Anordnung liegt dann wenigstens näherungsweise parallel
zum Bürstenhalter. Die den Bürstenhalter und die Anordnung ver
bindende Steckvorrichtung ist dann besonders einfach realisierbar.
Eine einfache Möglichkeit, die Sensoranordnung zu fixieren und somit
gegenüber einer Schüttelbeanspruchung unempfindlich zu machen, ist
durch eine Führung der Sensoranordnung in einem Kunststoffteil mög
lich, das in den Bürstenhalter eingespritzt ist.
In einer Weiterbildung ist die Kontaktierung der aus dem Antriebsge
häuse herausführenden Steckvorrichtung mit einer weiteren Steckvor
richtung vorgesehen, die ihrerseits in einem Gehäuse angeordnet ist,
das mit dem Antriebsgehäuse verbindbar ist. Das Gehäuse nimmt eine
weitere Anordnung auf, die weitere Teile der elektronischen Motor
steuerung trägt. Dieses zusätzliche Gehäuse ist gegebenenfalls er
forderlich, wenn der Platz auf der mit dem Bürstenhalter kontaktier
baren Anordnung für die elektronischen Komponenten der Motor
steuerung nicht ausreichen sollte. Insbesondere mit der ange
spritzten Elastomerdichtung, die an der aus dem Antriebsgehäuse
herausführenden Steckvorrichtung vorgesehen ist, ist eine wasser
dichte Verbindung zum separaten Gehäuse möglich.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsge
mäßen Antriebs ist die Anordnung in einer bezüglich der Antriebs
welle tangentialen Ebene vorgesehen. Der wesentliche Vorteil liegt
darin, daß die Abmessungen der Anordnung weitgehend beliebig vorgeb
bar sind, so daß stets die vollständige elektronische Motorsteuerung
unterbringbar ist.
Die bei der Montage der Steckvorrichtung zwischen Bürstenhalter und
Anordnung auftretenden Kräfte werden weitgehend von einem Kunst
stoffteil aufgenommen, das zumindest Teile der Steckvorrichtung um
gibt. Das Kunststoffteil ist beispielsweise am Anbauteil abstützbar
oder beispielsweise mit der Anordnung verklemmbar. Dieses Kunst
stoffteil kann ferner wenigstens Teile der Sensoranordnung um
schließen und bietet somit Schutz gegen die bereits erwähnte Rüttel
beanspruchung.
Eine einfache Montage ist gewährleistet, wenn der Antrieb eine
Öffnung zum Einbringen der Anordnung enthält, die von einem Deckel
verschließbar ist, der wenigstens am Rand eine Dichtung enthält, die
vorzugsweise als angespritzte Elastomerdichtung ausgeführt ist. Vor
zugsweise ist die Innenseite des Deckels mit einer Schicht versehen,
die in einem Arbeitsgang mit der Dichtung aufgebracht ist. Einer
Weiterbildung der Schicht gemäß sind Noppen vorgesehen, die die An
ordnung spielfrei und dämpfend gegen eine Auflage drücken. Der
Deckel kann genietet oder geschraubt sein. Vorzugsweise ist er in
das Gehäuse des Antriebs eindrückbar bzw. verklemmbar.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungemäßen
elektromotorischen Antriebs ergeben sich aus weiteren Unteran
sprüchen in Verbindung mit der folgenden Beschreibung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele eines erfindunge
mäßen elektromotorischen Antriebs.
Fig. 1 zeigt einen elektromotorischen Antrieb 10, der einen Kommu
tatormotor 11, ein Statorgehäuse 12, wenigstens einen Permanent
magneten 13 und eine Antriebswelle 14 enthält. Die Welle 14 trägt
einen Kommutator 15 sowie einen Anker 16, der im Magnetfeld des
Permanentmagneten 13 rotieren kann. Auf dem Kommutator 15 gleiten
Bürsten 17, über die ein Strom zur nicht gezeigten Ankerwicklung
fließt. Die Bürsten 17 sind an einem Bürstenhalter 18 befestigt, der
verdrehfest gegenüber dem Statorgehäuse 12 im Antrieb 10 angeordnet
ist. Der Bürstenhalter 18 weist einen, vorzugsweise als Steckvor
richtung ausgeführten elektrischen Anschluß 19 auf, der mit einer
Anordnung 20 kontaktierbar ist, die zumindest Teile 21, 22 einer
elektronischen Motorsteuerung trägt.
Das Teil 21 ist beispielsweise eine Drehzahlsensoranordnung und/oder
eine Drehrichtungssensoranordnung. Die Sensoranordnung 21 enthält
vorteilhafterweise wenigstens einen Magnetfeldsensor, insbesondere
einen Hall-Sensor, der mit einem auf der Antriebswelle 15 aufge
schobenen, magnetischen Polrad 23 zusammenwirkt. Bei drehender An
triebswelle 14 erzeugt das Polrad 23 ein sich veränderndes Magnet
feld, daß im Magnetfeldsensor eine Signaländerung zur Folge hat. Zur
Drehzahlerfassung reicht bereits ein Sensor 21 aus. Zur Dreh
richtungserfassung können wenigstens zwei Magnetfeldsensoren vorge
sehen sein. Einer ersten Ausgestaltung gemäß ist der wenigstens eine
Magnetfeldsensor in radialer Richtung bezogen auf die Antriebswelle
14 angeordnet. Der Magnetfeldsensor liegt dann wenigstens näherungs
weise parallel zu einer tangentialen Fläche des magnetischen Polrads
23, das eine Magnetfeldorientierung in radialer Richtung aufweist,
die beispielsweise durch einen oder mehrere am Umfang des Polrads 23
angeordnete Magnete erzielbar ist. Einer anderen Ausgestaltung gemäß
ist der wenigstens eine Magnetfeldsensor in axialer Richtung bezogen
auf die Antriebswelle 14 angeordnet. Er liegt somit auf einer
Parallelen zur Antriebswelle 14. Der Magnetfeldsensor überdeckt
zumindest teilweise eine Stirnfläche des magnetischen Polrads 23,
die sich in radialer Richtung bezogen auf die Antriebswelle 14
erstreckt, wobei das Polrad 23 eine Magnetfeldorientierung bezogen
auf den Magnetfeldsensor in axialer Richtung parallel zur Antriebs
welle 14 aufweist. Zum Schutz der Sensoranordnung 21, insbesondere
gegenüber einer Rüttelbeanspruchung, ist ein Kunststoffteil 24 vor
gesehen, in dem die Sensoranordnung 21 während der Montage der An
ordnung 20 eingeführt wird. Das Kunststoffteil 24 ist beispielsweise
als ein in den Bürstenhalter 18 eingespritztes Teil ausgeführt.
Die dem Bürstenhalter 18 zugeordneten Teile der Steckvorrichtung 19
sind vorteilhafterweise ebenfalls als einstückig in den Bürsten
halter 18 eingespritzte Teile ausgeführt.
Die Anordnung 20 liegt in einem an den Kommutatormotor 11 anbaubaren
Teil 25, das beispielsweise ein Getriebe enthält. Das Anbauteil 25
ist beispielsweise über einen Flansch 26 mit dem Statorgehäuse 12
verbindbar. Diese Trennmöglichkeit zwischen Motor 11 und Anbauteil
25 ist aber nicht erforderlich. Sofern eine Trennung vorgesehen ist,
bietet die Unterbringung der Anordnung 20 im Anbauteil 25 den Vor
teil einer einfachen Montage, wobei während dem Anbau gleichzeitig
die Kontaktierung über die Steckvorrichtung 19 herstellbar ist.
Die Bauteile 22 der elektronischen Motorsteuerung realisieren bei
spielsweise eine Motorstrombegrenzung, einen Überspannungsschutz
sowie einen Verpolschutz oder beispielsweise Auswerteschaltungen für
die von der Sensoranordnung 21 abgegebenen Signale. Die auf der An
ordnung 20 zur Verfügung stehende Fläche wird entweder durch das
Statorgehäuse 12 oder durch das Gehäuse des Anbauteils 25 begrenzt.
Eine Flächenvergrößerung gegenüber der in Fig. 1 angezeigten Lage
der Anordnung 20, die näherungsweise parallel zum Bürstenhalter 18
liegt, ist durch eine Schrägstellung vergrößerbar.
Zur Verbindung der Anordnung 20 mit in Fig. 1 nicht gezeigten
Stromzuführungsleitungen oder mit einem weiteren Gehäuse 27 trägt
die Anordnung 20 eine aus dem Anbauteil 25 oder aus dem Statorge
häuse 12 herausführende, weitere Steckvorrichtung 28. Diese Vor
richtung 28 ist vorteilhafterweise von einer Dichtung umgeben, die
vorzugsweise als angespritze Elastomerdichtung ausgeführt ist. Mit
dieser Maßnahme wird ein wasserdichter Abschluß gegenüber dem die
weitere Steckvorrichtung 28 umgebenden Gehäuse erzielt. Im weiteren
Gehäuse 27 ist beispielsweise ein ausgelagerter Teil der elektro
nischen Motorsteuerung untergebracht. Das Gehäuse 27 ist beispiels
weise auf die Verbindung 28 wasserdicht aufgesteckt, verklemmt und
verschraubt. Über eine im Gehäuse 27 angeordnete Steckvorrichtung 29
ist ein Anschluß des elektromotorischen Antriebs 10 möglich, sofern
das weitere Gehäuse 27 erforderlich sein sollte.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
elektromotorischen Antriebs 10. Diejenigen in Fig. 2 gezeigten
Teile, die mit den in Fig. 1 gezeigten Teilen übereinstimmen,
tragen in Fig. 2 dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 1. Der wesent
liche Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten Anordnung liegt in der
unterschiedlichen Einbaulage der Anordnung 20. Die Anordnung liegt
in einer zur Antriebswelle 14 tangential liegenden Ebene, die im
Ausführungsbeispiel senkrecht zu der Zeichenebene liegt. Durch diese
Einbaulage der Anordnung 20 entfällt die Begrenzung der auf der An
ordnung 20 zur Verfügung stehenden Fläche. Prinzipiell wäre es auch
möglich, im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 im Bereich der An
ordnung 20 eine Aufweitung beispielsweise des Statorgehäuses 12 oder
des Gehäuses des Anbauteils 25 zu vergrößern. Aus Platzgründen ist
eine derartige Erweiterung jedoch nicht immer möglich. Mit dem in
Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist stets eine besonders
flache Gehäuseausführung erzielbar, wobei die Anordnung 20 die ge
samte elektronische Motorsteuerung tragen kann. Hierzu erstreckt
sich das Gehäuseteil, in dem die Anordnung 20 liegt, entweder das
Statorgehäuse 12 oder das Gehäuse des Anbauteils 25, in einer zur
Zeichenebene senkrechten Richtung auf das erforderliche Maß.
Die Steckvorrichtung 19 muß bei diesem Ausführungsbeispiel einen
Winkel von wenigstens näherungsweise 90° aufweisen. Zur Entlastung
der Steckvorrichtung 19 ist ein Kunststoffteil 30 vorgesehen, das
weitgehend die während des Steckvorgangs auftretenden Kräfte auf
nimmt. Die Kontakte der Steckvorrichtung sind deshalb wenigstens
teilweise von diesem Kunststoffteil 30 umgeben. Das Kunststoffteil
30 ist beispielsweise an einem nicht gezeigten Vorsprung im Anbau
teil 25 abgestützt. Eine weitere oder zusätzliche Möglichkeit der
Halterung des Kunststoffteils 30 ist in Fig. 2 durch eine Um
klammerung der Anordnung 20 eingetragen. Das Kunststoffteil 30 nimmt
ferner die Sensoranordnung 21 auf. Diese Teilfunktion ist dieselbe,
die das Kunststoffteil 24 in Fig. 1 zum Schutze der Sensoranordnung
21 wahrnimmt. Die Sensoranordnung 21 enthält beispielsweise wenig
stens einen Magnetfeldsensor, insbesondere einen Hall-Sensor, der
mit dem auf der Antriebswelle 14 angeordneten, magnetischen Polrad
23 zusammenwirkt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel des erfindungs
gemäßen Antriebs 10 sind dieselben Anordnungsmöglichkeiten der Sen
soranordnung 21 vorsehbar, wie sie bereits beim ersten Ausführungs
beispiel beschrieben worden sind.
Die Anordnung 20 wird durch eine Öffnung 31 entweder im Statorge
häuse 12 oder im Gehäuse des Anbauteils 25 vor der Kontaktierung der
Steckvorrichtung 19 eingeführt. Die Öffnung 31 ist von einem Deckel
32 verschließbar, der wenigstens am Rand eine Dichtung 33 aufweist,
die vorzugsweise als angespritzte Elastomerdichtung ausgeführt ist.
Vorzugsweise wird gleichzeitig mit der Dichtung 33 eine Schicht 34
angespritzt, die den Deckel 32 zumindest teilweise bedeckt. Die
Schicht 34 kann Noppen 35 enthalten, die die Anordnung 20 spielfrei
und dämpfend gegen eine in Fig. 2 nicht gezeigte Auflage drücken.
Der Deckel 32 kann mit dem Gehäuse vernietet, verschraubt oder vor
zugsweise eingedrückt bzw. verklemmt werden.
Claims (23)
1. Elektromotorischer Antrieb (10) mit einem Kommutatormotor (11)
und mit einer Antriebswelle (14), der auf einem Bürstenhalter (18)
angeordnete Bürsten (17) enthält, mit einer mit einem elektrischen
Anschluß (19) des Bürstenhalters (28) kontaktierbaren Anordnung
(20), die wenigstens Teile (21, 22) einer elektronischen Motor
steuerung trägt.
2. Antrieb nach Anspruch 1, bei der die Anordnung (20) in einem am
Motor (11) anbaubaren Teil (25) angeordnet ist.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Anordnung (20) und
der Bürstenhalter (18) über eine Steckvorrichtung (19) verbindbar
sind.
4. Antrieb nach Anspruch 3, wobei Steckkontakte der Steckverbindung
(19) einstückig in den Bürstenhalter (18) eingespritzt sind.
5. Antrieb nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steckvorrichtung (19)
federnde Kontaktfahnen enthält.
6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die An
ordnung (20) eine aus einem Statorgehäuse (12) des Kommutatormotors
(11) oder aus einem Gehäuse des Anbauteils (25) herausführende,
weitere Steckverbindung (28) aufweist, die von einer Dichtung um
geben ist.
7. Antrieb nach Anspruch 6, wobei die Dichtung als angespritzte
Elastomerdichtung ausgeführt ist.
8. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die An
ordnung (20) wenigstens eine Drehzahlsensoranordnung und/oder Dreh
richtungssensoranordnung (21) enthält.
9. Antrieb nach Anspruch 8, wobei die Sensoranordnung (21) wenig
stens einen Magnetfeldsensor, insbesondere einen Hall-Sensor ent
hält, der mit einem auf einer Antriebswelle (14) des Antriebs (10)
angeordneten, magnetischen Polrad (23) zusammenwirkt.
10. Antrieb nach Anspruch 9, bei dem der wenigstens eine Magnetfeld
sensor in radialer Richtung bezogen auf die Antriebswelle (14)
wenigstens näherungsweise am Außenumfang des magnetischen Polrads
(23) angeordnet ist.
11. Antrieb nach Anspruch 9, bei dem der wenigstens eine Magnetfeld
sensor wenigstens näherungsweise auf einer Parallelen zur Antriebs
welle (14) angeordnet ist, und zumindest teilweise eine Stirnfläche
des magnetischen Polrads (23) überdeckt, die sich in radialer
Richtung bezogen auf die Antriebswelle (14) erstreckt.
12. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die An
ordnung (20) wenigstens näherungsweise in radialer Richtung bezogen
auf die Antriebswelle (14) angeordnet ist.
13. Antrieb nach Anspruch 8 und 12, bei der die Sensoranordnung (21)
in einem Kunststoffteil (24) geführt ist, das in den Bürstenhalter
(18) eingespritzt ist.
14. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 13, mit einer weiteren
Steckvorrichtung (28), die zu einem weiteren Gehäuse (27) führt, das
mit der Steckverbindung (28) wasserdicht verbindbar ist, wobei das
weitere Gehäuse (27) eine weitere Anordnung aufnimmt, die weitere
Teile der elektronischen Motorsteuerung trägt.
15. Antrieb nach Anspruch 14, bei dem das weitere Gehäuse (27) mit
der weiteren Steckvorrichtung (28) verklemmt und verschraubt ist.
16. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Anordnung
(20) wenigstens näherungsweise in einer zur Antriebswelle (14)
tangentialen Ebene angeordnet ist.
17. Antrieb nach Anspruch 16, bei der die Steckvorrichtung (19)
wenigstens teilweise von einem Kunststoffteil (30) umgebbar ist.
18. Antrieb nach Anspruch 17, wobei das Kunststoffteil (30) mit der
Anordnung (20) verklemmbar ist.
19. Antrieb nach Anspruch 17 oder 18 und 8, bei dem das Kunststoff
teil (30) die Sensoranordnung (21) aufnimmt.
20. Antrieb nach einem der Ansprüche 16 bis 19, mit einer Öffnung
(31), die von einem Deckel (33) verschließbar ist, der wenigstens am
Rand eine Dichtung (33) enthält.
21. Antrieb nach Anspruch 20, bei dem die Dichtung (33) als ange
spritzte Elastomerdichtung ausgeführt ist.
22. Antrieb nach Anspruch 20 oder 21, mit einer Schicht (34), die
den Deckel (32) wenigstens teilweise bedeckt, wobei die Schicht (34)
Noppen (35) enthält.
23. Antrieb nach einem der Ansprüche 20 bis 22, bei dem der Deckel
(32) gegen die Offnung (31) verklemmbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4005709A DE4005709A1 (de) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Elektromotorischer antrieb |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4005709A DE4005709A1 (de) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Elektromotorischer antrieb |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4005709A1 true DE4005709A1 (de) | 1991-09-05 |
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ID=6400803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4005709A Ceased DE4005709A1 (de) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Elektromotorischer antrieb |
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