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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung
einer in einem Kraftfahrzeug vorgesehenen Antriebseinheit mit einer
Steuereinheit.
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In
der
EP 0 482 040 B1 sind
verschiedene Anordnungen eines elektromotorischen Fensterhebers
und einer Steuer- und Regelschaltung in einer Kraftfahrzeugtür beschrieben.
Eine dort als bekannt vorausgesetzte Anordnung weist zwei getrennte
Gehäuse
auf. In einem der Gehäuse
ist die einen Elektromotor und ein Getriebe aufweisende Antriebseinheit
angeordnet. Im anderen Gehäuse
ist die Steuer- und Regelschaltung vorgesehen. Die elektrische Kontaktierung
der Antriebseinheit mit der Steuer- und Regelschaltung erfolgt unter
Verwendung mehrerer Kabel bzw. Leitungen. Bei einer weiteren in
der
EP 0 482 040 B1 beschriebenen
Anordnung sind sämtliche
Teile der Antriebseinheit und der Steuer- und Regelschaltung in
einem gemeinsamen Gehäuse
angeordnet. Dabei ist die Steuer- und Regelschaltung als Einschubmodul
realisiert, welches in das gemeinsame Gehäuse eingeschoben werden kann
und dieses dann feuchtigkeitsdicht abschließt.
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Aus
der
DE 100 07 696
A1 ist ein insbesondere zum Heben und Senken der Scheiben
eines Kraftfahrzeugs vorgesehener Elektromotor bekannt. Dieser bekannte
Elektromotor enthält
ein in einem Getriebegehäuse
angeordnetes Getriebe und eine ebenfalls im Getriebegehäuse vorgesehene
Steuerelektronik. Die Steuerelektronik weist mindestens eine im
Wesentlichen rechteckförmige
Leiterplatte auf.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung
zur elektrischen Kontaktierung einer in einem Kraftfahrzeug vorgesehenen
Antriebseinheit mit einer Steuereinheit anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen und auch durch eine Vorrichtung mit den im unabhängigen Anspruch
7 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
Vorteile einer Vorrichtung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen bestehen insbesondere darin,
dass sie eine flexible und platzsparende Anbindung der Steuereinheit
an die Antriebseinheit ermöglicht.
Die Anordnung der Steuereinheit relativ zum Motor der Antriebseinheit
kann an die im Einzelfall vorliegenden Platzverhältnisse angepasst werden. Insbesondere
kann die Anordnung der Steuereinheit unabhängig von der Richtung der Motorachse
vorgenommen werden.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Steuereinheit
in Bezug auf auftretende Schwingungen vom Motor der Antriebseinheit
mechanisch entkoppelt ist. Dadurch wird verhindert, dass im Betrieb
auftretende Schwingungen des Motors die Elektronik der Steuereinheit
beschädigen können.
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Da
es sich bei einem flexiblen Flachbandkabel und bei einer flexiblen
Leiterplatte jeweils um umspritzbare Elemente handelt, sind in vorteilhafter Weise
abgedichtete Leitungsdurchführungen
realisierbar.
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Weiterhin
wird durch die beanspruchte Verwendung eines flexiblen Flachbandkabels
bzw. einer flexiblen Leiterplatte in vorteilhafter Weise eine flache Anbindung
sichergestellt. Es ist im Leitungsbereich weniger Bauraum erforderlich
als bei bekannten Lösungen,
beispielsweise am Motorflansch. Dies erlaubt geringere Bauhöhen und
reduziert dadurch das im Kraftfahrzeug benötigte Volumen.
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Gemäß vorteilhafter
Weiterbildungen der Erfindung kann ein Teil der Elektronik des Bürstensystems
des Motors und/oder ein Teil der Auswerteelektronik der Steuereinheit
integrierter Bestandteil der die Antriebseinheit mit der Steuereinheit
verbindenden flexiblen Leiterplatte sein. Dies reduziert den Platzbedarf
im Kraftfahrzeug weiter.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus deren
nachfolgender beispielhafter Erläuterung
anhand der Figuren. Es zeigt
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1 eine
Skizze zur Erläuterung
einer Vorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
Skizze zur Veranschaulichung der Flexibilität der Vorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung,
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3 eine
Skizze zur Erläuterung
einer Vorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
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4 eine
Skizze zur Erläuterung
einer Vorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung,
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5 eine
Skizze zur Erläuterung
einer vierten Ausführungsform
der Erfindung,
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6 eine
Skizze zur Veranschaulichung der Flexibilität der Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform
der Erfindung,
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7 eine
Skizze zur Erläuterung
einer fünften
Ausführungsform
der Erfindung,
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8 eine
Skizze zur Veranschaulichung der Flexibilität der Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
der Erfindung,
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9 perspektivische Skizzen zur weiteren Veranschaulichung
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
und
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10 eine
perspektivische Skizze zur Veranschaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels für die Verbindung
eines Flachbandkabels mit der dem Bürstensystem eines Elektromotors
zugeordneten Leiterplatte.
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung
einer in einem Kraftfahrzeug vorgesehenen Antriebseinheit mit einer
Steuereinheit. Die Antriebseinheit weist vorzugsweise ein in einem
Getriebegehäuse
angeordnetes Getriebe und einen mit einem Bürstensystem versehenen Elektromotor
auf. Das Bürstensystem
enthält
Bürsten,
einen Bürstensystemträger und
eine Bürstenelektronik. Weiterhin
weist die Antriebseinheit einen Sensor, beispielsweise einen Hallsensor,
auf, dem eine Auswerteelektronik zugeordnet ist. Die Steuereinheit,
die zur Erzeugung von Steuersignalen für den Motor vorgesehen ist,
weist eine Leiterplatte auf, die die Steuerelektronik trägt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Antriebseinheit mit der Steuereinheit über ein
flexibles Flachbandkabel oder eine flexible Leiterplatte verbunden,
wie nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen der Erfindung
mittels der Figuren näher
erläutert
wird. Dabei sind in den 1–8 nur die
zum Verständnis
der Erfindung wesentlichen Bauteile gezeigt.
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Die 1 zeigt
eine Skizze zur Erläuterung einer
Vorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser ersten Ausführungsform ist die Antriebseinheit,
von welcher in die 1 nur der Bürstensystemträger 1 dargestellt
ist, über ein
flexibles Flachbandkabel 3 mit der Leiterplatte 4 der
Steuereinheit elektrisch kontaktiert. Das Flachbandkabel ist an
der Leiterplatte 4 und am Bürstensystemträger 1 mittels
einer oder mehrerer Lötverbindungen 5 befestigt.
Der Bürstensystemträger 1 enthält die Bürstenelektronik 2.
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Die 2 zeigt
eine Skizze zur Veranschaulichung der Flexibilität der Vorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung. Anhand des Pfeiles x ist aufgezeigt, dass der die
Bürstenelektronik
enthaltende Bürstensystemträger 1 relativ
zur festen Leiterplatte 4 der Steuereinheit in verschiedener
Weise positionierbar ist, so dass jeweils vorliegenden Einbauverhältnissen
durch ein Hoch- oder Herunterklappen oder auch durch eine Verdrehung des
flexiblen Flachbandkabels in einfacher Weise Rechnung getragen werden
kann.
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Die 3 zeigt
eine Skizze zur Erläuterung einer
Vorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist die Antriebseinheit,
von welcher in der 3 nur der Bürstensystemträger 1 mit
der Bürstenelektronik 2 dargestellt
ist, ebenfalls über
ein flexibles Flachbandkabel 3 mit der Steuereinheit verbunden. Das
Flachbandkabel 3 ist mit dem Bürstensystemträger 1 mittels
einer Lötverbindung
verbunden. Die Verbindung des Flachbandkabels 3 mit der
Steuereinheit erfolgt jedoch im Unterschied zu der Ausführungsform
gemäß der 1 unter
Verwendung einer Flachsteckverbindung 6, welche mit Anschlusskontakten 7 versehen
ist. Diese Flachsteckverbindung 6 ist mit dem Flachbandkabel 3 in
dessen vom Bürstensystemträger 1 abgelegenen
Endbereich fest verbunden. Es ist zur Kontaktierung mit einem zugehörigen Gegenstecker
der Steuereinheit vorgesehen.
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Die 4 zeigt
eine Skizze zur Erläuterung einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung. Bei der in der 4 dargestellten
Vorrichtung ist die Leiterplatte 4 der Steuereinheit über ein
flexibles Flachbandkabel 3 oder eine flexible Leiterplatte
mit einem Sensor 10 verbunden. Dieser Sensor 10 ist
auf eine weitere Leiterplatte 11 aufgelötet, die im Motorgehäuse in der
Nähe eines
mit der Antriebswelle verbundenen Magnetrades positioniert ist.
Der Sensor 10 ist beispielsweise ein Hallsensor, der bei
der Drehung der Antriebswelle abgegebene Impulse detektiert, die die
Position der Antriebswelle charakterisieren. Im Übergangsbereich des Flachbandkabels 3 zur
Leiterplatte 4 der Steuereinheit ist zur Abdichtung des
Gehäuses
(nicht dargestellt) der Steuereinheit gegen Feuchtigkeit eine Kunststoff-
oder Gummiumspritzung 8 vorgesehen, die eine Stufe 9 aufweist.
Der mit der Leiterplatte 4 verbundene Endbereich des Flachbandkabels
ist in der 4 mit der Bezugsziffer 12 gekennzeichnet.
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Die 5 zeigt
eine Skizze zur Erläuterung einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser vierten Ausführungsform ist die Antriebseinheit über eine
flexible Leiterplatte 13 mit der Leiterplatte 4 der
Steuereinheit elektrisch kontaktiert. Bei dieser Ausführungsform
ist der Bürstensystemträger Bestandteil
der flexiblen Leiterplatte 13, so dass die flexible Leiterplatte 13 auch
zumindest einen Teil, vorzugsweise aber die gesamte Bürstenelektronik
enthält.
Die flexible Leiterplatte 13 ist an der Leiterplatte 4 mittels
einer oder mehrerer Lötverbindungen 5 befestigt.
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Die 6 zeigt
eine Skizze zur Veranschaulichung der Flexibilität der Vorrichtung gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung. Anhand des Pfeiles x ist aufgezeigt, dass die die
Bürstenelektronik
enthaltende flexible Leiterplatte 13 relativ zu der festen
Leiterplatte 4 der Steuereinheit in verschiedener Weise
positionierbar ist, so dass jeweils vorliegenden Einbauverhältnissen
durch ein Hoch- oder Herunterklappen oder auch durch eine Verdrehung der
flexiblen Leiterplatte 13 in einfacher Weise Rechnung getragen
werden kann.
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Die 7 zeigt
eine Skizze zur Erläuterung einer
fünften
Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser fünften
Ausführungsform
ist die Antriebseinheit mit der Steuereinheit mittels einer flexiblen
Leiterplatte 14 elektrisch kontaktiert, wobei diese flexible Leiterplatte 14 sowohl
den Bürstensystemträger mit der
zugehörigen
Elektronik als auch die Leiterplatte der Steuereinheit umfasst.
Folglich ist bei dieser Ausführungsform
der Erfindung sowohl die Elektronik der Steuereinheit als auch die
Elektronik des dem Motor zugehörigen
Bürstensystems
Bestandteil der die Steuereinheit mit der Antriebseinheit verbindenden flexiblen
Leiterplatte 14.
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Die 8 zeigt
eine Skizze zur Veranschaulichung der Flexibilität der Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform
der Erfindung. Anhand des Pfeiles x ist aufgezeigt, dass die die
Bürstenelektronik
und auch die Elektronik der Steuerein heit enthaltende flexible Leiterplatte 14 in
ihrem mittleren Teil, der zwischen der Antriebseinheit und der Steuereinheit
angeordnet ist, in gewünschter
Weise klappbar und verdrehbar ist. Dadurch ist es möglich, den
jeweils vorliegenden Einbauverhältnissen
im Kraftfahrzeug durch ein Hoch- oder Herunterklappen oder auch
durch eine Verdrehung der flexiblen Leiterplatte 14 in
einfacher Weise Rechnung zu tragen.
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Die 9a, 9b und 9c zeigen
perspektivische Skizzen zur weiteren Veranschaulichung einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung.
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In
der 9a ist eine Ausführungsform dargestellt, bei
der der Bürstensystemträger 1 ein
fester Träger
ist, der auch die Bürstenelektronik 2 enthält. Der
Bürstensystemträger ist über eine
flexible Leitung 3, bei der es sich um ein flexibles Flachbandkabel
oder um eine flexible Leiterplatte handelt, an die feste Leiterplatte 4 der
Steuereinheit angekoppelt. Im Übergangsbereich
zwischen der flexiblen Leitung 3 und der festen Leiterplatte 4 ist
zum Zwecke der Abdichtung des die Leiterplatte 4 umgebenden
Gehäuses
(nicht dargestellt) eine Kunststoff- oder Gummiumspritzung 8 vorgesehen,
die eine Stufe 9 aufweist. Die Flexibilität dieser
Ausführungsform
ist wiederum durch den Pfeil x veranschaulicht, aus welchem ersichtlich
ist, dass der Bürstensystemträger 1 verschiedene
relative Positionierungen zur Leiterplatte 4 aufweisen
kann. Seine Ebene kann beispielsweise im rechten Winkel zur Leiterplatte 4 verlaufen
oder mit der Leiterplatte 4 eine gemeinsame Ebene bilden.
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In
der 9b ist die in der 9a gezeigte Vorrichtung
im teilweise eingebauten Zustand offenbart. In dieser Darstellung
ist das Getriebegehäuse 15,
das Bürstensystem 19,
die die Antriebseinheit mit der Steuereinheit verbindende flexible
Leitung 3 und die Steuereinheit 16 gezeigt. Es
ist ersichtlich, dass die Steuereinheit 16 ein die Leiterplatte
umgebendes Gehäuse 17 und
eine Anschlussbuchse 18 aufweist.
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Die 9c zeigt
die um die Motorbaugruppe 20 ergänzte Vorrichtung gemäß der 9b.
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Die 10 zeigt
eine perspektivische Skizze zur Veranschaulichung eines weiteren
Ausführungsbeispiels
für die
Verbindung eines flexiblen Flachbandkabels 3 mit der dem
Bürstensystem
eines Elektromotors zugeordneten Leiterplatte. Aus dieser Figur
ist insbesondere ersichtlich, das s. das flexible Flachbandkabel
in Abhängigkeit
vom vorliegenden Anwendungsfall in gewünschter Weise gebogen werden
kann. Weiterhin geht aus dieser Figur hervor, dass ein Endbereich
des flexiblen Flachbandkabels über
eine Lötverbindung 5 mit
der dem Bürstensystem 19 des
Elektromotors zugehörigen
Leiterplatte 21, die die Bürstenelektronik trägt, kontaktiert
ist.
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Der
Gegenstand der Erfindung ist in vorteilhafter Weise insbesondere
in Kraftfahrzeugen verwendbar, beispielsweise im Zusammenhang mit
einem elektrischen Schiebedach, einem elektrischen Gurtstraffer,
einer elektrischen Parkbremse, einem elektrischen Fensterheber und
einer elektrischen Sitzverstellung. In allen diesen Anwendungsfällen wird
eine einen Elektromotor aufweisende Antriebseinheit benötigt, die
mit einer zugehörigen
Steuereinheit elektrisch kontaktiert ist. Aufgrund der engen Einbauverhältnisse
in einem Kraftfahrzeug ist die Verwendung eines flexiblen Flachbandkabels
oder einer flexiblen Leiterplatte zur Verbindung der Antriebseinheit
mit der Steuereinheit vorteilhaft, da diese flexiblen Verbindungselemente
in einfacher Weise an die jeweils vorliegenden Einbauverhältnisse
angepasst werden können.