DE10041798C1

DE10041798C1 - Magnetic field testing device, uses test magnetic field influenced by stimulation field, indicator showing presence and/or polarity depending on sum of motor stimulation and test magnetic fields

Info

Publication number: DE10041798C1
Application number: DE2000141798
Authority: DE
Inventors: Otmar Schulz; Rolf Tapprich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2020-08-26

Abstract

The device detects the presence and/or polarity of the motor stimulation field of an electric motor stimulated by magnetic poles (SM, NM), especially a commutator motor, using a test magnetic field influenced by the stimulation field and a test indicator showing the presence and/or polarity depending on the summation of the motor stimulation field and the test magnetic field. Independent claims are included for: 1. Use of a magnetic field test device for testing a motor-gearbox drive, especially a motor vehicle window raiser or sliding roof drive.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetfeld-Prüfvorrich tung gemäß Patentanspruch 1; die Erfindung ist insbesondere in Fertigungsanlagen für Antriebe mit dauermagneterregten Kommutatormotoren einsetzbar.The invention relates to a magnetic field test device tion according to claim 1; the invention is particular in production plants for drives with permanent magnet excited Commutator motors can be used.

Bei der Fertigung von Antrieben mit dauermagneterregten Kom mutatormotoren werden üblicherweise die statorseitigen Mag netpole als zuvor magnetisierte oder erst nach ihrem Einbau zu magnetisierende Sinterbauteile in das Motorgehäuse des Kommuatormotors eingesetzt und darin gehaltert.In the production of drives with permanent magnet excited com Mutator motors are usually the stator side Mag netpole as magnetized before or after its installation sintered components to be magnetized in the motor housing of the Commuator motor used and held in it.

Insbesondere bei einer Massen-Serienproduktion, z. B. bei der Herstellung von Motor-Getriebe-Antriebseinheiten für Fenster heber- bzw. Schiebedachantrieben in Kraftfahrzeugen, ist nicht ausgeschlossen, dass beim Einbau von bereits magneti sierten Sinterbauteilen durch deren Einbau-Verwechslung bzw. durch verdrehte Anbaumontage zwischen einem die Sinterbautei le aufnehmenden Gehäuse eines Kommutatormotors einerseits und einem dessen Bürstentragplatte ausrichtenden Getriebegehäuse andererseits oder bei Verwendung von nachträglich zu magneti sierenden Sinterbauteilen durch falsche Ausrichtung der von außen anzusetzenden Magnetisierungsvorrichtung derartige An triebe beim Prüflauf der komplettierten Antriebseinheit mit falscher Drehrichtung - insbesondere wegen nunmehr fehlerhaf ter Zuordnung zur Bürsteneinspeisung der Rotorwicklung - an laufen oder wegen mangelnder Magnetisierung kein hinreichen des Drehmoment gewährleisten; dies führt zu aufwendigen Aus schußverlusten.Especially in mass series production, e.g. B. at the Manufacture of motor-gear drive units for windows jack or sunroof drives in motor vehicles, is not excluded that when installing magneti sintered components due to their installation confusion or due to twisted mounting between one the sintered component le housing of a commutator motor on the one hand and a gear housing aligning its brush support plate on the other hand or when using subsequently to magneti sintered components due to incorrect alignment of the externally attached magnetization device such drives during the test run of the completed drive unit wrong direction of rotation - especially because of now incorrect assignment to the brush feed of the rotor winding running or not enough due to insufficient magnetization ensure the torque; this leads to elaborate out excess losses.

Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll mit einfachen Mit teln die Ausfallrate bzw. der Ausfallverlust aufgrund fal scher bzw. unzureichender Magnetisierung gemindert werden können. According to the object of the present invention with simple With the failure rate or loss due to fall shear or insufficient magnetization can.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß vorliegender Erfin dung durch eine Prüfvorrichtung gemäß Patentanspruch 1; vor teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegen stand der Unteransprüche.This problem is solved according to the present invention dung by a test device according to claim 1; before partial configurations of the invention are each counter stood the subclaims.

Durch die DE 30 03 709 C2 ist eine Messeinrichtung zur Erfas sung der Pollage und des Schlupfes einer Synchronmaschine mit einem im Streufeld zwischen Ständer und Läufer angeordneten Messwerk mit einem diametral magnetisierten Permanent-Magnet läufer und einer Anordnung zum Erfassen von Auslenkungen und Drehbewegungen des Permanent-Magnetläufers bekannt.DE 30 03 709 C2 is a measuring device for detecting solution of the pole position and the slip of a synchronous machine one arranged in the stray field between the stator and the rotor Measuring mechanism with a diametrically magnetized permanent magnet Runner and an arrangement for detecting deflections and Rotational movements of the permanent magnet rotor known.

Die DE 193 13 112 A1 beschreibt ein Verfahren zur Messung des Motorstroms elektrischer Motoren, deren Motorwicklungen auf diskreten Stator-Hauptpolen aufgebracht sind, wobei der mag netische Streufluss durch einen magnetisierten Sensor zwi schen zwei jeweils benachbarten Stator-Hauptpolen gemessen und dieser der Differenz der Phasenströme der jeweiligen be nachbarten Stator-Hauptpole im wesentlichen proportionale Messwert einer Auswertungseinrichtung zur Ermittlung des je weiligen Zuleitungsstromes zugeführt wird; der Sensor kann auch außerhalb des Motorgehäuses, vorzugsweise an dem Motor gehäuse, jeweils in etwa axialer Verlängerung des Luftspalt bereiches zwischen zwei benachbarten Stator-Hauptpolen, ange ordnet sein.DE 193 13 112 A1 describes a method for measuring the Motor current of electric motors whose motor windings are based on Discrete stator main poles are applied, the mag net stray flux through a magnetized sensor between two adjacent stator main poles measured and this is the difference of the phase currents of the respective be neighboring stator main poles are essentially proportional Measured value of an evaluation device to determine the respective because supply current is supplied; the sensor can also outside of the motor housing, preferably on the motor housing, each approximately axially extending the air gap area between two adjacent stator main poles to be in order.

Bei einem durch die DE 39 39 304 C2 bekannten Verfahren zur Prüfung des Drehfeldes in einem Statorsystem wird der Aus schlag eines in den Innenraum des bestromten Stators einge führten drehbar gelagerten Käfigläufers oder Magneten beo bachtet.In a method known from DE 39 39 304 C2 Checking the rotating field in a stator system is the end hit one in the interior of the energized stator led rotatable cage rotor or magnet beo bachtet.

Reed-Kontakte sind in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise allgemein bekannt, z. B. durch ULBRICHT, H.: Reed-Kontakte, in F 102 (1994) 3, Carl Hanser Verlag, München, 1994, Seite 97-102 bekannt. Reed contacts are generally known in their structure and mode of operation, for. B. by ULBRICHT, H .: Reed contacts, in F 102 ( 1994 ) 3, Carl Hanser Verlag, Munich, 1994, page 97-102 known.

Die einfach aufgebaute erfindungsgemäße Magnetfeld-Prüfvor richtung erlaubt bereits während des Motor-Produktionsprozes ses in einem frühen Fertigungsschritt des Elektromotors bzw. des mit diesem zusammenzubauenden Getriebes, d. h. vor dessen Komplettierung, eine Aussonderung der falsch oder unvollstän dig oder überhaupt nicht magnetisierten Motorerregerteile; wird das Prüf-Magnetfeld auf das äußere Streufeld der Dauer magnete abgestimmt, kann eine erfindungsgemäße Magnetfeld- Prüfvorrichtung im Zuge einer Fertigungsstraße direkt nach dem Fertigungstakt der Magnetpol-Bestückung bzw. Magnetpol- Magnetisierung in Nähe, jedoch baulich außerhalb des Prüf lings montiert werden, um jeweils eine fehlerhafte oder un vollständige Magnetisierung bereits in diesem Fertigungssta dium erkennen zu können.The simply constructed magnetic field test device according to the invention Direction already allowed during the engine production process ses in an early manufacturing step of the electric motor or the gear to be assembled with this, d. H. before that Completion, sorting out the wrong or incomplete dig or not magnetized motor excitation parts; the test magnetic field on the outer stray field of duration matched magnets, a magnetic field according to the invention Testing device in the course of a production line directly after the production cycle of the magnetic pole assembly or magnetic pole Magnetization in the vicinity, but structurally outside the test lings can be mounted to a faulty or un complete magnetization already in this production to recognize dium.

Die Erfindung bzw. vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkma len der Unteransprüche werden im folgenden anhand schemati scher Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:The invention or advantageous embodiments according to Merkma len of the subclaims are based on schemati shear embodiments explained in more detail in the drawing; show in it:

Fig. 1-3 jeweils in axialer Seiten-Gesamtansicht und in Schnittdarstellung drei verschiedene Beispiele ei ner Magnetisierung durch die jeweiligen Motor-Mag netpole eines Kommutatormotors eines Fensterheber- Getriebemotor-Antriebes mit jeweils zugeordneter erfindungsgemäßer Magnetfeld-Prüfvorrichtung; Fig. 1-3 each in an axial overall side view and in a sectional view three different examples of a magnetization by the respective motor magnetic netpole of a commutator motor of a window regulator gear motor drive, each with an associated magnetic field test device according to the invention;

Fig. 4-5 in vergrößerter Darstellung die Magnetfeld-Prüfvor richtung jeweils in einem ersten und in einen zwei ten Anzeigezustand. Fig. 4-5 in an enlarged view, the magnetic field Prüfvor direction each in a first and in a two th display state.

Fig. 1-3 zeigen jeweils einen Fertigungszwischenstand eines Kommutatormotor-Getriebe-Antriebes, insbesondere eines Kraft fahrzeug-Fensterheberantriebes, mit einem Getriebegehäuse G und einem damit zusammenzubauenden, in einem Werkstückträger in gegenseitige Anbaustellung gebrachten, Motorgehäuse M ei nes zweipoligen, dauermagneterregten Kommutatormotors; das Motorgehäuse M ist jeweils mit zwei tangential gegenüberlie genden Magnetpol-Bauteilen bestückt. Fig. 1-3 each show a production status of a commutator motor gear drive, in particular a motor vehicle window drive, with a gear housing G and a to be assembled, brought into a workpiece holder in a mutual mounting position, motor housing M ni two-pole, permanent magnet excited commutator motor; the motor housing M is equipped with two tangentially opposite magnetic pole components.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung von Motor-Magnetpolen S_M; N_M des Kommutatormotors, deren Motor-Erregerfeld F_M, z. B. aufgrund seiner Richtungs-Zuordnung zu der vorgesehenen Bürsten-Strom einspeisung auf einer hier nur angedeuteten, in dem Motorge häuse M angeordneten, jedoch relativ zu dem Getriebegehäuse G ausgerichteten Bürstenanordnung B, der bei deren Gleichspan nungsspeisung eine definierte Drehrichtung des Rotors ent spricht. Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 vertauschte, feh lerhafte Anordnung der Motor-Magnetpole S_M; N_M des Kommutator motors mit zu Fig. 1 entgegengesetzter Richtung des Motor-Er regerfeldes F_M und entsprechend umgekehrter Drehrichtung des Rotors. Fig. 3 zeigt den gleichen Fertigungsschritt des Kommu tatormotors, jedoch im Unterschied zu Fig. 1 und Fig. 2 mit nichtmagnetisierten Polstücken P₁; P₂ anstelle der Motor-Mag netpole S_M; N_M. Fig. 1 shows an arrangement of motor magnetic poles S _M ; N _{M of} the commutator motor, whose motor field F _M , z. B. due to its direction assignment to the intended brush current feed on a here only indicated, in the Motorge housing M arranged, but relative to the gear housing G aligned brush assembly B, which speaks a defined direction of rotation of the rotor at their DC voltage supply ent. Fig. 2 shows a reversed with respect to Figure 1, incorrect arrangement of the motor magnetic poles S _M ; N _{M of} the commutator motor with the direction opposite to FIG. 1 of the motor excitation field F _M and correspondingly reversed direction of rotation of the rotor. Fig. 3 shows the same manufacturing step of the commu tator motor, but in contrast to Fig. 1 and Fig. 2 with non-magnetized pole pieces P ₁ ; P ₂ instead of the motor mag netpole S _M ; N _M

Zur Erkennung der Praesenz und/oder Polarität und damit der Richtung des Motor-Erregerfeldes F_M der exemplarisch in Fig. 1-3 dargestellten unterschiedlichen Magnetisierungen ist eine - im Detail aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, 5 ent nehmbare - Magnetfeld-Prüfvorrichtung P_R vorgesehen und vor teilhaft in der Fertigungslinie gemäß Fig. 1-3 außerhalb des Kommutatormotors jedoch im Einflussbereich des Streufeldes F_ST der Motor-Magnetpole N_M; S_M angeordnet.To detect the presence and / or polarity and thus the direction of the motor excitation field F _{M of} the different magnetizations exemplarily shown in FIGS. 1-3, a magnetic field test device P which can be removed in detail from the exemplary embodiment according to FIGS . 4, 5 _R provided and before geous in the production line according to Figures 1-3 outside the commutator motor but in the area of influence of the stray field F _{ST of} the motor magnetic poles N _M ; S _M arranged.

Die Magnetfeld-Prüfvorrichtung PR besteht im wesentlichen aus Prüf-Magnetpolen N_P; S_P mit einem entsprechenden Prüf-Magnet feld F_P sowie einem Reed-Kontaktschalter R, an dessen Anzeige-Kontakte R1; R2 bei Vorhandensein eines Mindestwertes des Prüf-Magnetfeldes F_P gemäß Fig. 4 ein Anzeige-Signal für einen geschlossenen Reed-Kontaktschalter R, jedoch bei Unterschrei ten dieses Mindestwertes ein Anzeige-Signal für einen geöff neten Reed-Kontaktschalter R abgreifbar ist.The magnetic field test device PR essentially consists of test magnetic poles N _P ; S _P with a corresponding test magnetic field F _P and a reed contact switch R, on the display contacts R1; 4 in the presence of a minimum value of the test magnetic field F _P according to FIG. 4, a display signal for a closed reed contact switch R, but if this minimum value is undershot, a display signal for an open reed contact switch R can be tapped.

Das Prüf-Magnetfeld F_P ist nun derart und - vorzugsweise pa rallel - zu dem Motor-Erregerfeld F_M bzw. dessen Streufeld F_ST ausgelegt, dass es bei nicht vorhandener Magnetisierung gemäß Fig. 3 den Reed-Kontaktschalter R in Schliessstellung hält, jedoch bei einem der Auslegung des Elektromotors entsprechen den Magnetisierung gemäß Fig. 1 durch das entsprechende Streu feld F_ST der für die Erregung des Kommutatormotors verant wortlichen Dauermagnet-Pole N_M; S_M derart vermindert wird, dass der Reed-Kontaktschalter R in Öffnungsstellung übergeht; bei vorhandener, jedoch wegen fehlerhaft verwechselter Be stückung der Motor-Magnetpole N_M; S_M zum Motor-Erregerfeld F_M gemäß Fig. 1 entgegengesetzter Richtung des Motor-Erregerfel des F_M wird das Prüf-Magnetfeld F_P durch das entsprechende Streufeld F_ST verstärkt, sodass wiederum - wie im Fall gemäß Fig. 3 - der Reed-Kontaktschalter R in Schließstellung liegt.The test magnetic field F _P is now designed in such a way - and preferably in parallel - to the motor excitation field F _M or its stray field F _ST that it holds the reed contact switch R in the closed position in the absence of magnetization according to FIG. 3, however in one of the design of the electric motor correspond to the magnetization according to FIG. 1 by the corresponding stray field F _{ST of} the permanent magnet poles N _M responsible for the excitation of the commutator motor; S _{M is} reduced in such a way that the reed contact switch R changes to the open position; if the motor magnetic poles N _M are present but because of incorrectly confused loading; S _M to the motor excitation field F _M according to FIG. 1 in the opposite direction to the motor excitation field of the F _M , the test magnetic field F _{P is} strengthened by the corresponding stray field F _ST , so that - as in the case according to FIG. 3 - the reed Contact switch R is in the closed position.

Durch die Schließstellungen des Reed-Kontaktschalters R bei der fehlerhaften Fertigung gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 3 bzw. die Öffnungsstellung des Reed-Kontaktschalters R in der ausle gungsgemäßen richtigen Fertigung gemäß Fig. 1 ist also jeweils die Praesenz eines auslegungsgemäßen Motor-Erregerfeldes überhaupt und dessen richtige oder fehlerhafte Polarität im einzelnen erkennbar.Due to the closed positions of the reed contact switch R in the faulty production according to FIG. 2 or FIG. 3 or the open position of the reed contact switch R in the correct production according to the design according to FIG. 1, the presence of a motor exciter field according to the design is therefore in each case in general and its correct or incorrect polarity can be identified in detail.

Die Prüf-Magnetpole N_P; S_P und der Reed-Kontaktschalter R sind zweckmäßiger als Magnetfeld-Prüfvorrichtung PR in Kunstharz in einem Kunststoffgehäuse KH vergossen.The test magnetic poles N _P ; S _P and the reed contact switch R are more appropriately cast as a magnetic field test device PR in synthetic resin in a plastic housing KH.

Claims

1. magnetic field test device for detecting the presence and / or polarity of the motor excitation field (F _M ) of an electric motor excited by motor magnetic poles (N _M ; S _M ), in particular a commutator motor,
with its own test magnetic field (F _P ) that can be influenced by the motor excitation field (F _M ) in the sense of presence and / or polarity detection,
with a test display device for the presence and / or the polarity in response to the total value of the motor excitation field (F _M ) on the one hand and the test magnetic field (F _P ) on the other hand;
with a first test display value representing a presence and a correct polarity in the presence of the test magnetic field (F _P ) and a motor excitation field (F _M ) reducing this;
with a second test display value, which does not represent presence, if only the test magnetic field (F _P ) is present, or a test polarity representing a wrong polarity, if the test magnetic field (F _P ) is present, and a motor excitation field (F _M ) which reinforces it,
with a test display device for the first or second test display value in the form of a reed contact (R) which switches depending on the magnetic field from the respective sum value of the motor excitation field (F _M ) and the test magnetic field (F _P ).

2. Magnetic field test device according to claim 1
with a test magnetic field (F _P ) that can be influenced by the external stray field (F _ST ) of the motor excitation field (F _M ).

3. Magnetic field test device according to claim 1 and / or 2
with a generation of the test magnetic field (F _P ) by the directional test magnetic poles (N _P ; S _P ).

4. Magnetic field test device according to at least one of claims 1-3
with an arrangement of the magnetic field test device (PR) outside the electric motor in the area of its stray field (F _ST ) between the tangential pole ends of two successive non-identical motor magnetic poles (N _M ; S _M ) of the electric motor.

5. Use of the magnetic field test device according to at least one of claims 1-4
to test a motor-gear drive, in particular a motor vehicle window lifter drive or motor-vehicle sunroof drive with mergable electromoor housing (M) on the one hand and gear housing (G) on the other hand.