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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen Hilfsantrieb für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein elektromotorischer Hilfsantrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der
DE 30 21 948 C2 bekannt. Der bekannte Hilfsantrieb zeichnet sich dadurch aus, dass Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung einer Steuerscheibe am Kohlebürstenhalter vorgesehen sind. Eine derartige Steuerscheibe dient dazu, den Elektromotor in Abhängigkeit von der Drehstellung der Ausgangswelle des Hilfsantriebs zu steuern, um vorgegebene Stellungen für den Hilfsantrieb zu erreichen, beispielsweise die Parkstellung der Wischarme einer Scheibenwischanlage. Bei dem bekannten elektromotorischen Hilfsantrieb ist darüber hinaus der Kommutator mit den Kohlebürsten im Bereich des Motorgehäuses, d.h. außerhalb eines Getriebegehäuses des Hilfsantriebs angeordnet. Die Baueinheit, die u.a. den Kohlebürstenhalter ausbildet, und an der die Kontaktelemente befestigt sind, ist darüber hinaus teilweise im Bereich des Getriebegehäuses angeordnet.
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Bekannt ist weiterhin aus der der
US 4 593 220 A ein Gleichstrommotor, bei dem die mit dem Kommutator zum Kontaktieren der Ankerwicklung des Motors zusammenwirkenden Kohlebürsten an einem U-förmigen Kohlebürstenhalter bzw. in dortigen Führungen vorzusehen und diesen Halter dann in einem Gehäuse so zu befestigen, dass der Kommutator zwischen den die Kohlebürsten aufweisenden Schenkelabschnitten des U-förmigen Kohlebürstenhalters aufgenommen ist. Durch die U-Form des Kohlebürstenhalters ist eine besonders einfache Montage-des möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektromotorischen Hilfsantrieb für Fahrzeuge aufzuzeigen, der sich durch die Möglichkeit einer besonders einfachen Montage auszeichnet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein elektromotorischer Hilfsantrieb entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen elektromotorischen Hilfsantriebs für Fahrzeuge sind in den Unteransprüchen angeführt.
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Der Kohlebürstenhalter ist auch bei der Erfindung vorzugsweise U-förmig mit zwei über einen Jochabschnitt miteinander verbundenen und den Kommutator zwischen sich aufnehmenden Schenkelabschnitten ausgebildet, wobei dann in diesen Schenkelabschnitten Führungen für die Kohlebürsten vorgesehen sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der am Kohlebürstenhalter vorgesehenen Buchsen- und/oder Steckerleiste und äußeren fahrzeugseitigen Anschlussleitungen ein Adapter vorgesehen, der wenigstens einen adapterseitigen Mehrfachanschluss, beispielsweise eine Buchsen- und/oder Steckerleiste bildet, über die der elektromotorische Hilfsantrieb mit den äußeren, fahrzeugseitigen Leitungen verbindbar ist. Über den jeweiligen Adapter ist es bei jeweils identischer Ausbildung des Kohlebürstenhalters bzw. des dortigen Mehrfachanschlusses problemlos möglich, die äußeren Anschlüsse des elektromotorischen Hilfsantriebs bzw. die Belegung der Anschlusselemente des adapterseitigen Mehrfachanschlusses kundenspezifisch anzupassen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellung einen elektromotorischen Hilfsantrieb in Form eines Scheibenwischerantriebs, zusammen mit einem Anschlußadapter;
- 2 in perspektivischer Darstellung den elektromotorischen Hilfsantrieb der 1 bei geöffnetem Getriebegehäuse;
- 3 eine Darstellung wie 2, jedoch bei aus dem Getriebegehäuse entferntem Bürstenhalter;
- 4 - und 5 den Bürstenhalter zur Verwendung bei dem elektromotorischen Hilfsantrieb der 1 - 3 in perspektivischer Darstellung und in verschiedenen Ansichten.
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Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete und als Scheibenwischerantrieb ausgebildete elektromotorische Hilfsantrieb besteht in an sich bekannter Weise aus dem als Gleichstrommotor ausgeführten Elektromotor 2 sowie aus dem Getriebe 3. Dieses ist als Schneckengetriebe ausgeführt und treibt mit seiner Ausgangswelle 4 über ein Kurbelgetriebe, von dem lediglich ein auf der Welle 4 befestigter und radial von dieser Welle wegstehender Kurbelarm 5 dargestellt ist, die nicht dargestellten Wischarme einer Scheibenwischeranlage an. Das Motorgehäuse 2.1 des Elektromotors ist mit dem Gehäuse 3.1 des Getriebes verbunden.
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Die die Ankerwicklung des Elektromotors 2 aufweisende Ankerwelle 6 ist mit ihrem einen Ende im Motorgehäuse 2.1 gelagert, reicht mit ihrem anderen Ende in das Getriebegehäuse 3.1 hinein und ist dort mit einem weiteren Lager 7 gelagert. Weiterhin ist die Ankerwelle 6 an ihrem im Getriebegehäuse 3.1 aufgenommenen freien Ende 6.1 als Schnecke ausgebildet, die mit dem Schneckenrad 8 zusammenwirkt, welches auf der im Getriebegehäuse 3.1 gelagerten Ausgangswelle 4 vorgesehen ist. Auf der Ankerwelle 6 ist weiterhin der Kommutator 9 des Elektromotors 2 vorgesehen, der zur Kontaktierung der Ankerwicklung dient und sich ebenfalls im Inneren des Getriebegehäuses 3.1 befindet, und zwar unmittelbar am Anschluss- bzw. Verbindungsbereich zwischen Motorgehäuse 2.1 und Getriebegehäuse 3.1 im Bereich einer Öffnung 10 für den Durchtritt der Ankerwelle 9 in einem senkrecht zur Achse der Ankerwelle 6 angeordneten Wandabschnitt des Getriebegehäuses 3.1
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Die Kontaktierung des Kommutators 9 und damit der Ankerwicklung erfolgt in üblicher Weise über Kohlebürsten 12, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform über zwei derartige Kohlebürsten, die an einem Kohlebürstenhalter 13 bzw. in dortigen Kohlebürstenschächten oder -führungen 14 derart angeordnet sind, dass bei montiertem Kohlebürstenhalter 13 die beiden Kohlebürsten 12 durch in den Kohlebürstenführungen 14 aufgenommene Federn gefedert gegen die Umfangsfläche des Kommutators 9 anliegen, und zwar an zwei um etwa 180° um die Achse der Ankerwelle 6 versetzten Umfangsbereichen des Kommutators 9. Die Kohlebürstenführungen sind jeweils an den einander abgewandten, außenliegenden Seiten der Schenkelabschnitte 15 durch einen umgebogenen Blechstreifen 14.1 verschlossen.
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Der Kohlebürstenhalter 13 ist beispielsweise durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt und besitzt eine im wesentlichen U-förmige Formgebung mit zwei Schenkelabschnitten 15 und einen diese Schenkelabschnitte verbindenden Jochabschnitt 16. Jeder Schenkelabschnitt 15 bildet dann eine der Kohlebürstenführungen. In dem von den beiden Schenkelabschnitten 15 und dem Jochabschnitt 16 begrenzten Raum 17 ist bei montiertem Kohlebürstenhalter 13 der Kommutator 9 aufgenommen. An der einen Stirnseite des Kohlebürstenhalters 13, die (Stirnseite) dem Wandabschnitt 11 benachbart liegt, ist der Raum 17 vollständig offen. An der anderen Stirnseite des Kohlebürstenhalters 13 ist der Raum 17 teilweise durch einen senkrecht zur Achse der Ankerwelle 6 orientierten Wandabschnitt 18 begrenzt, der eine Ausnehmung oder Öffnung 19 für den Durchtritt der Ankerwelle 6 bildet. Die Öffnung 19 ist dabei zu der dem Jochabschnitt 16 abgewandten Unterseite des Kohlebürstenhalters 13 offen. Außerdem ist der Querschnitt der Öffnung 19 an den Außendurchmesser der Ankerwelle 6 derart angepasst, dass durch den Wandabschnitt 19 eine wirksame Abschirmung insbesondere des Lagers 7 gegen Kohlebürstenabrieb während des Betriebes des Hilfsantriebs 1 erreicht ist.
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An den freien Enden sind die Schenkelabschnitte 16 jeweils mit einem zapfenartigen Vorsprung 20 versehen, der beim Montieren des Kohlebürstenhalters 13 in jeweils eine am Boden des Getriebegehäuses 3.1 vorgesehene Aufnahme 21 eingesetzt wird, so dass nach dem Verschliessen des Getriebegehäuses 3.1 mit einem Deckel 22, der mit dem Jochabschnitt 16 gegen die Innenfläche dieses Deckels anliegende Kohlebürstenhalter 13 im Getriebegehäuse 3.1 fixiert ist.
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An der den Schenkelabschnitten 15 abgewandten Oberseite des Jochabschnittes 16 sind in Form einer Steckerleiste 23 die elektrischen Anschlüsse 24 für den Hilfsantrieb 1 vorgesehen, wobei bei geschlossenem Deckel 22 diese Steckerleiste 23 mit den Anschlüssen 24 durch eine angepasste Öffnung 25 durchreicht, so dass der Hilfsantrieb 1 über eine entsprechende Mehrfachbuchse an fahrzeugseitige Versorgungs- und/oder Steuerleitungen angeschlossen werden kann.
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Bevorzugt erfolgt die Verbindung der Steckerleiste 23 bzw. der Anschlüsse 24 mit den fahrzeugseitigen Leitungen nicht unmittelbar, sondern über einen Adapter 26, der an einem beispielsweise aus Kunststoff gefertigten Adaptergehäuse 27 eine Mehrfachbuchse, mit der der Adapter 26 elektrisch mit der Steckerleiste 23 verbunden werden kann, sowie eine Steckerleiste 28 mit einer Vielzahl von Terminals bzw. Anschlüssen 29 aufweist. Mit dem Adapter 26 besteht die Möglichkeit, die Belegung der Anschlüsse 29 des Mehrfachsteckers bzw. der Steckerleiste 28 bei einer fest vorgegebenen Belegung der Anschlüsse 24 der Steckerleiste 23 allein durch eine adapterinterne Verdrahtung den jeweiligen kundenspezifischen Anforderungen anzupassen. Weiterhin besteht mit dem Adapter auch die Möglichkeit einer Anpassung an unterschiedliche kundenspezifischer Geometrien von Mehrfachsteckern bzw. Mehrfachbuchsen. Hierdurch ist eine einheitliche, standardisierte Ausbildung des elektromotorischen Hilfsantriebs 1 möglich.
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Auf der Ausgangswelle 4 ist im Inneren des Getriebegehäuses 3.1 eine Steuerscheibe 30 vorgesehen, die elektrische Kontakt- bzw. Steuerflächen 31 und 32 aufweist, über die der Elektromotor 2 in Abhängigkeit von der Drehstellung der Ausgangswelle 4 in einer gewünschten Weise gesteuert wird, beispielsweise in der Weise, dass am Ende jeder Betätigung der Scheibenwischeranlage die Wischarme stets in eine Ausgangs- oder Parkposition zurückbewegt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerscheibe 30 von einer der offenen Seite des Getriebegehäuses 3.1 bzw. dem Deckel 22 zugewandten Seite des Schneckenrades 8 gebildet oder an dieser Seite des Schneckenrades 8 vorgesehen. Die Steuerkontakte 31 und 32 wirken mit Kontaktelementen oderfedern 33 und 34 zusammen, die ebenfalls am Kohlebürstenhalter 13 vorgesehen sind und bei der dargestellten Ausführungsform von federnden Kontaktfingern gebildet sind, welche ausgehend vom Jochabschnitt 16 und unterhalb der Steckerleiste 23 von der den Wandabschnitt 18 aufweisenden Stirnseite des Kohlebürstenhalters 13 wegstehen, und zwar derart, dass die Kontaktfedern 33 und 34 mit ihren freien Enden auf der Steuerscheibe 30 in einem Bereich federnd anliegen, der zwischen dem Ende 6.1 der Ankerwelle 6 und der Ausgangswelle 4 liegt. Um den räumlichen Abstand zwischen dem Kohlebürstenhalter 13 und den mit den Kontaktfedern 33 und 34 zusammenwirkenden Bereich der Steuerscheibe 30 zu überbrücken und um eine zu große Länge für die Kontaktfedern 33 und 34 zu vermeiden, ist der Kohlebürstenhalter 13 bei der dargestellten Ausführungsform mit einem Ansatz 35 versehen, der über die den Wandabschnitt 18 aufweisende Stirnseite des U-förmigen Kohlebürstenhalters 13 wegsteht und aus dem dann die Kontaktfedern 33 und 34 vorstehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist dieser Ansatz 35 flach bzw. plattenförmig ausgebildet.
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Auf dem über die Steuerscheibe 30 vorstehenden Ende der Ausgangswelle 4 ist eine Buchse 36 aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen. Die Buchse 36 ist beispielsweise auf die Welle 4 aufgespritzt und/oder einstückig mit der Steuerscheibe 30 hergestellt und dient zur axialen Abstützung der Ausgangswelle 4 gegen den montierten Deckel 22, aus dem die Ausgangswelle 4 mit ihrem freien Ende geringfügig vorsteht.
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Der Kohlebürstenhalter 13 ist bei der dargestellten Ausführungsform nicht plattenförmig, sondern räumlich ausgebildet, d.h. als räumlicher Formkörper, wobei bei der dargestellten Ausführungsform der Abstand zwischen den beiden Stirnseiten des Kohlebürstenhalters 13 in der Achsrichtung parallel zur Achse der Ankerwelle 6 wenigstens gleich oder größer ist als der Außendurchmesser der Ankerwelle 6. Hierdurch ergibt sich eine besonders formstabile Ausbildung des Kohlebürstenhalters 13, so dass unter Berücksichtigung der Verankerung des Kohlebürstenhalters 13 einerseits mit den Befestigungszapfen 20 in den Aufnahmen 21 am Boden des Getriebegehäuses 3.1 und andererseits mit der Steckerleiste 23 in der Öffnung 25 des Deckels 22 eine äußerst stabile Befestigung des Kohlebürstenhalters 13 im Getriebegehäuse 3.1 und damit auch eine einwandfreie Halterung für die Kontaktfedern 33 und 34 erreicht sind.
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Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass der Kohlebürstenhalter 13 als räumlicher Formkörper ausgebildet ist. Die Herstellung erfolgt dann beispielsweise so, dass eine Leiterplatte, an der die über einen Rand dieser Platte wegstehenden Anschlüsse 24 vorgesehen sind, mit Führungen für die Kohlebürsten 12 sowie gegebenenfalls mit weiteren elektrischen Funktionselementen bestückt wird und die Leiterbahnen dieser Leiterplatte hierbei in der erforderlichen Weise mit den Anschlüssen 24, den Führungen für die Kohlebürsten 12 und auch mit den Kontaktfedern 33 und 34 verbunden werden. Im Anschluss daran wird die Leiterplatte dann mit einem geeigneten Kunststoffmaterial umspritzt, und zwar derart, dass der Kohlebürstenhalter 13 in seiner vorstehend beschriebenen räumlichen Form erhalten wird.
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Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zu Grunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektromotorischer Hilfsantrieb bzw. Scheibenwischerantrieb
- 2
- Elektromotor
- 2.1
- Motorgehäuse
- 3
- Getriebe
- 3.1
- Getriebegehäuse
- 4
- Ausgangswelle des Getriebes 3
- 5
- Kurbelarm
- 6
- Ankerwelle
- 6.1
- als Schnecke ausgebildetes Ende der Ankerwelle
- 7
- Lager für Ankerwelle 6 im Getriebegehäuse 3.1
- 8
- Schneckenrad
- 9
- Kommutator
- 10
- Durchtrittsöffnung
- 11
- Wandabschnitt
- 12
- Kohlebürste
- 13
- Kohlebürstenhalter
- 14
- Kohlebürstenführung
- 14.1
- umgebogener Blechstreifen
- 15
- Schenkelabschnitt des U-förmigen Kohlebürstenhalters 13
- 16
- Jochabschnitt
- 17
- Raum
- 18
- Wandabschnitt
- 19
- Öffnung
- 20
- Befestigungszapfen
- 21
- Aufnahme für Befestigungszapfen 20
- 22
- Deckel
- 23
- Steckerleiste
- 24
- Terminal bzw. Anschluss
- 25
- Öffnung
- 26
- Adapter
- 27
- Adaptergehäuse
- 28
- Steckerleiste des Adapters 26
- 29
- Terminal bzw. Anschluss
- 30
- Steuerscheibe
- 31, 32
- Steuerkontakt
- 33, 34
- Kontaktfeder oder -finger
- 35
- Ansatz
- 36
- Buchse
