DE4326391A1 - Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor - Google Patents

Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor

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Description

Die Erfindung betrifft eine Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Art.
Dreherkennungsvorrichtungen für durch Teilschalenmagnete erregte Kommutatormotoren sind bereits bekannt. So offenbart die EP-A1- 0 307 709 eine Vorrichtung, bei der in zumindest einer Pollücke zwischen den Teilschalenmagneten bzw. Einzelerregerspulen einer durch die bei Drehung des Rotors nutfrequente Pulsation des Streufeldes induzierbare Meßspule angeordnet ist. Diese Meßspule ist in einem Tragkörper angeordnet. Diese bekannte Vorrichtung ist noch sehr aufwendig im Aufbau und in der Montage.
Eine verbesserte Dreherkennungsvorrichtung ist durch die DE-GM 89 10 214 bekannt, wobei der die Meßspule aufnehmende Tragkörper einstückiger Teil einer, insbesondere aus Kunststoff spritzge­ gossenen Bürstenbrücke ist. Nachteilig ist hierbei, daß bei einem eventuell erforderlichen Austausch der Meßspule das eine Lage­ schild von dem Motorgehäuse entfernt werden muß. Dieser Montage­ und Zeitaufwand ist für billige Kommutatormotoren nicht mehr gerechtfertigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dreherkennungs­ vorrichtung für einen Kommutatormotor zu schaffen, die einfach und kostengünstig herzustellen und zu montieren ist. Ein even­ tuell notwendiger Austausch des Sensorelementes soll ohne großen Zeit- und Kostenaufwand möglich sein. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Dreherkennungsvorrichtung zeichnet sich durch einen einfachen und kompakten Aufbau aus. Das aus einem Hall-IC bestehende Sensorelement ist auf einer als Montagebau­ stein ausgebildeten Leiterplatte angeordnet, die von außen in eine Ausnehmung des Lagerschildes einfach einsteckbar ist. Die die elektrischen Bauelemente auf der Leiterplatte zu verbindenden Versorgungs- und Signalleitungen sind einerseits zugentlastet mit der Leiterplatte und andererseits mit einem Steckhülsengehäuse verbunden. Die von dem Steckhülsengehäuse ausgehenden Leitungen werden durch einen Isolierschlauch gebündelt, wozu auch die Ver­ sorgungsleitungen zu den Kohlenbürsten gehören. Alle Leitungen (Versorgungs- und Signalleitungen) werden durch eine Litzen­ führung in das Innere des Lagerschildes geleitet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kommutatormotor,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Lagerschild,
Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Leiterplatte,
Fig. 5 eine Seitenansicht auf die vollständige Anschlußleitung mit Leiterplatte und
Fig. 6 eine Einzelheit aus Fig. 5 mit Seitenansicht auf die Leiterplatte in vergrößerter Dar­ stellung.
Die Fig. 1 zeigt einen Kommutatormotor, der als Antriebsmotor für Fensterheber, Schiebedachbetätiger, Sitzversteller, Spiegel­ versteller usw. in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist. Dieser Kommu­ tatormotor 1 weist einen in zwei Drehrichtungen antreibbaren Rotor 3 auf, dessen Rotorwelle 5 in mit dem Motorgehäuse 7 beid­ seitig verbundene Lagerschilde 9, 11 drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck weisen die Lagerschilde 9, 11 Kalottenlager 13, 15 auf. Das zylindrisch ausgebildete Motorgehäuse 7 ist an seiner Innenseite 16 mit Dauermagneten 17 versehen. Die freien Enden der Wicklungen 19 des Rotors 3 sind mit einem auf der Rotorwelle 5 befestigten Kommutator 21 verbunden, welcher mit in Bürsten­ schächten 23 verschiebbar gelagerten Kohlebürsten 25 in Schleif­ verbindung steht. Die Rotorwelle 5 weist zwischen dem Kalotten­ lager 15 und dem Kommutator 21 einen Magnet-Läuferkörper 29 mit einem 2-polig eingespritzten Steuermagneten 31 auf, siehe Fig. 3. Der mit der Rotorwelle 5 mitumlaufende Magnet-Läuferkörper 29 ist zur Dreherkennung durch ein Sensorelement abtastbar, welches an der Innenseite 35 des Lagerschildes 11 vorstehend angeordnet ist und aus einem Hall-Sensor 37 bzw. einem Hall-IC besteht. Dieser Hall-Sensor 37 ist mit weiteren elektrischen Bauelementen z. B. mit einem Widerstand 39 als intregiertes Bauelement ausge­ bildet, welches eine Leiterplatte 41 aufweist. Diese Leiterplatte 41 ist mit den elektrischen Bauelementen vormontierbar und dann als Einschiebeteil in eine Ausnehmung 43 in dem Lagerschild 11 einschieb- und dort verrastbar. Die Ausnehmung 43 ist exzentrisch zu der Lagerstelle 27 der Rotorwelle 5 in dem Lagerschild 11 und offen zu der Außenseite 45 des Lagerschildes 11 ausgebildet. In der Bodenfläche 48 der Ausnehmung 43 befindet sich eine ver­ tiefte, geschlossene Kammer 47 mit einer dem Außenumfang 49 des Magnet-Läuferkörpers 29 gegenüberliegende Kammerwand 50, hinter welcher der Hall-Sensor 37 an der in der Kammer 47 eingeschobenen Leiterplatte 41 zum Abtasten des Steuermagneten 31 angeordnet ist. Hierdurch wird eine kompakte Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor 1 geschaffen.
Die Leiterplatte 41 ist in Längsrichtung zu der Rotorwelle 5 in die Ausnehmung 43 in dem Lagerschild 11 einschiebbar, wodurch eine einfache Montage der kompletten Leiterplatte 41 ermöglicht wird.
Die elektrischen Bauelemente wie Hall-Sensor 37, der Widerstand 39 usw. sind auf der des Steuermagneten 31 zugewandten Vorder­ seite 51 der Leiterplatte 41 vormontiert angeordnet und mit ihren Anschlußenden 53, 55 von der Vorderseite 51 zu der Rückseite 57 der Leiterplatte 41 durchgesteckt und dort mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Rückseite 57 kontaktiert. Die mit den elek­ trischen Bauelementen 37, 39 zu verbindende Versorgungs- bzw. Signalleitungen 59, 61 sind im Bereich ihrer Anschlußenden 63, 65 von der Rückseite 57 zu der Vorderseite 51 der Leiterplatte 41 geführt in Rastausnehmungen 67, 69 der Leiterplatte 41 zugent­ lastet verrastet. Zu diesem Zweck bestehen die Rastausnehmungen 67, 69 aus einseitig offenen, in die Randflächen 71, 73 der Leiterplatte 41 mündenden Langlöcher 75, 77, deren Durchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser der Leitungslitze 59, 61 sind. Weiterhin sind die freien abisolierten Anschlußenden 63, 65 durch Durchtrittsöffnungen 79, 81 von der Vorderseite 51 zu der Rückseite 57 der Leiterplatte 41 zum Kontaktieren mit den Leiter­ bahnen auf der Rückseite 57 wieder durchgesteckt.
Außerdem sind die anderen freien Enden 83, 85 der durch einen Isolierschlauch 87 gebündelter Leitungslitze 59, 61 mit einem Steckhülsengehäuse 89 verbunden, welches mit der kompletten Leiterplatte 41 eine Baueinheit bildet. Mit dem Steckhülsenge­ häuse 89 sind auch Versorgungsleitungen 91, 93 verbunden, welche ebenfalls durch den Isolierschlauch 87 gebündelt werden. Die freien Enden 95, 97 dieser Versorgungsleitungen 91, 93 werden bei der Montage der Leiterplatte 41 durch die Litzenführung 103 in das Innere des Lagerschildes 11 verlegt und sind dann leicht mit den Kontaktsteckern 104 zu verbinden.

Claims (11)

1. Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor, ins­ besondere als Antriebsmotor für Fensterheber, Schiebedach­ betätiger, Sitzversteller, Spiegelversteller usw. in Kraft­ fahrzeugen mit einem in zwei Drehrichtungen antreibbaren Rotor, dessen Rotorwelle in mit dem Motorgehäuse beidseitig verbundene Lagerschilde drehbar gelagert ist und einen Kommutator aufweist, welcher mit in Bürstenschächten in dem Motorgehäuse verschiebbaren Bürsten in Schleifverbindung steht, gekennzeichnet durch eine mit der Rotorwelle (5) um­ laufenden Magnet-Läuferkörper (29), welche in dem Zwischen­ raum zwischen dem Kommutator (21) und dem Lager (15) in dem Lagerschild (11) mit der Rotorwelle (5) fest verbunden und durch ein Sensorelement in dem Motorgehäuse abtastbar ist, und durch ein als Sensorelement dienender Hall-Sensor (37), welcher an der Innenseite (35) des Lagerschildes (11) vor­ stehend angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Sensor (37) mit weiteren elektrischen Bauelementen, z. B. mit einem Widerstand (39) als integriertes Bauelement ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Sensor (37) und der Widerstand (39) auf einer Leiter­ platte (41) angeordnet sind, welche als Einschiebeteil in einer Ausnehmung (43) des Lagerschildes (11) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (43) exzentrisch zu der Lagerstelle (27) der Rotorwelle (5) in dem Lagerschild (11) und offen zu der Außenseite (45) des Lagerschildes (11) ausgebildet ist und daß die Bodenfläche (48) der Ausnehmung (43) eine vertiefte, geschlossene Kammer (47) mit einer dem Außenumfang (49) des Magnet-Läuferkörpers (29) gegenüberliegenden Kammerwand (50) aufweist, hinter welcher der Hall-Sensor (37) an der in den Vorsprung (47) eingeschobenen Leiterplatte (41) zum Abtasten des Steuermagneten (31) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (41) in Längsrichtung zu der Rotorwelle (5) in die Ausnehmung (43) in dem Lagerschild (11) einschiebbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Bauelemente wie der Hall-Sensor (37), der Widerstand (39) usw. auf der des Steuermagneten (31) zuge­ wandten Vorderseite (51) der Leiterplatte (41) vormontiert angeordnet und mit ihren Anschlußenden (53, 55) von der Vorderseite (51) zu der Rückseite (57) der Leiterplatte (41) durchgesteckt und dort mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Rückseite (57) kontaktiert sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den elektrischen Bauelementen (37, 39) zu verbindende Versorgungs- bzw. Signalleitungen (59, 61) im Bereich ihrer Anschlußenden (63, 65) von der Rückseite (57) zu der Vorder­ seite (51) der Leiterplatte (41) geführt in Rastausnehmungen (67, 69) der Leiterplatte (41) zugentlastet verrastet sind und daß die freien abisolierten Anschlußenden (63, 65) durch Durchtrittsöffnungen (79, 81) von der Vorderseite (51) zu der Rückseite (57) der Leiterplatte (41) zum Kontaktieren mit den Leiterbahnen auf der Rückseite (57) wieder durchge­ steckt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastausnehmungen (67, 69) zum Verrasten der Leitungslitzen (59, 61) aus einseitig offenen, in die Randflächen (71, 73) der Leiterplatte (41) mündenden Langlöchern (75, 77) be­ stehen, deren Durchmesser etwas kleiner als der Außendurch­ messer der Leitungslitzen (59, 61) sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen freien Enden (83, 85) der durch einen Isolier­ schlauch (87) gebündelten Leitungslitzen (59, 61) mit einem Steckhülsengehäuse (89) verbunden sind, welches mit der Leiterplatte (41) eine Montageeinheit bildet.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (5) vor der Lagerstelle (27) in dem Lagerschild (11) einen Magnet-Läuferkörper (29) mit einem 2-polig eingespritzten Steuermagneten (31) auf­ weist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckhülsengehäuse (89) auch mit Versorgungsleitungen (91, 93) verbunden ist, deren freie Enden (95, 97) beim Einschieben der Leiterplatte (41) in die Ausnehmung (43) durch die Litzenführung (103) in das Innere des Lagerschildes (11) verlegt und dann mit den Kontakt­ steckern (104) leicht verbindbar sind.
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