DE102005012620A1

DE102005012620A1 - Elektrischer Antrieb

Info

Publication number: DE102005012620A1
Application number: DE102005012620A
Authority: DE
Inventors: Richard Guttenberger
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28
Also published as: US7579728B2; EP1703617A2; EP1703617A3; HUE029609T2; EP1703617B1; US20060208588A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb, mit Bauteilen (3, 4), die über zumindest eine Schnappverbindung (2) mit einem auslenkbaren Rastmittel (5), das an einem äußeren Bereich des Elektromotors, Getriebemotors oder Stellantriebs vorspringend angeordnet ist, miteinander verbunden sind. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrischen Antrieb darzustellen, der auf wirtschaftliche Weise ohne zusätzliche Bauteile und ohne komplizierte Fertigungseinrichtungen sicher montiert und gehandhabt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das auslenkbare Rastmittel (5) über eine Schutzeinrichtung (6) gegen unbeabsichtigtes Auslenken des Rastmittels (5) und damit Lösen der Schnappverbindung (2) geschützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrischer Antrieb, mit Bauteilen (3, 4), die über zumindest eine Schnappverbindung (2) mit einem auslenkbaren Rastmittel (5), das an einem äußeren Bereich des Elektromotors, Getriebemotors oder Stellantriebs vorspringend angeordnet ist, miteinander verbunden sind.

Aus der DE 198 13 039 B4 ist ein Stellantrieb bekannt, bei dem zwei Bauteile vorhanden sind, die über mehrere Schnappverbindungen miteinander verbunden sind. Die Schnappverbindung besteht aus Rastnasen und Rastösen, die völlig ungeschützt sind uns somit Beschädigungen bei der Handhabung und Montage nicht ausgeschlossen werden können. Ein Lösen der Verbindung wird allerdings durch die Mehrzahl der Schnappmittel kaum ungewollt möglich sein. Es sind aber auch Anwendungen bekannt, bei denen nur wenige oder gar nur ein Schnappmittel vorhanden sind/ist, wobei ein versehentliches Lösen oder eine Beschädigung der Schnappmittel gravierende Folgen haben kann. Aus dem Stand der Technik sind auch Sicherungsmöglichkeiten bekannt, die ein Lösen der Schnappverbindung verhindern, diese sind jedoch sehr aufwändig gestaltet und unwirtschaftlich herstellbar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Elektrischer Antrieb darzustellen, der auf wirtschaftliche Weise ohne zusätzliche Bauteile und ohne komplizierte Fertigungseinrichtungen sicher montiert und gehandhabt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das auslenkbare Rastmittel (5) durch eine Schutzeinrichtung (6) gegen unbeabsichtigtes Auslenken des Rastmittels (5) und damit Lösen der Schnappverbindung (2) geschützt ist. Bei der Montage von Elektromotoren, Getriebemotoren oder Stellantrieben dürfen keine Bauteile beschädigt oder versehentlich demontierbar sein. Dies wird durch die Schutzeinrichtung gewährleistet, welche die sensiblen auslenkbaren Rastmittel so abschirmen, dass eine Auslenkung kaum möglich ist.

Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Damit keine zusätzlichen Teile für die Schutzeinrichtung benötigt werden ist vorgesehen diese einstückig mit zumindest einem der miteinander zu verbindenden Bauteile auszubilden. Vorzugsweise wird die Schutzeinrichtung (6) durch Urformen mit zumindest einem der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) mitgeformt. Dies ist insbesondere bei Verwendung von Kunststoffspritzguss- oder ein Metalldruckgussteilen möglich.

Alternativ kann die Schutzeinrichtung auch durch Umformen mit zumindest einem der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) mitgeformt werden, z.B. wenn das entsprechende Bauteil ein Stanzbiegeteil ist.

Da die Schutzeinrichtung stabil und robust ausgeführt sein muss, um die gewünschten Anforderungen zu erfüllen, ist es zweckmäßig sie zusammen mit einem feststehenden Rastmittel am gleichen Bauteil einstückig auszubilden. Das feststehende Bauteil kann eine Rastnase sein oder auch aus mehreren Rastnasen oder aus einer Rastausnehmung bestehen.

Eine möglichst einfache Form der Schutzeinrichtung und damit wirtschaftlich herstellbar ist die Schutzeinrichtung (6) in Form einer Brücke (10), welche die zumindest eine Rastnase oder Rastausnehmung unter Beibehaltung eines Freiraums (8) überbrückt.

Damit bei Verwendung eines Urfomverfahrens eine Entformung wirtschaftlich möglich ist, ist in der brückenartigen Schutzeinrichtung (6) eine mit der zumindest einen Rastnase korrespondierende Freisparung (9) ausgenommen.

Weil das Bauteil (3, 4), das zumindest ein auslenkbares Rastmittel (5) aufweist, elastisch sein muss ist vorgesehen dieses als einstückiges Kunststoffspritzgussteil auszuführen. Um dabei für eine ausreichende Festigkeit zu sorgen wird faserverstärktes Kunststoffmaterial verwendet.

Das auslenkbare Rastmittel (5) kann als zumindest eine Rastöse ausgebildet und hintergreift im montierten Zustand die zumindest eine Rastnase formschlüssig. Ebenso kann das auslenkbare Rastmittel (5) auch als zumindest eine Rastnase ausgebildet sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schutzeinrichtung (6) im montierten Zustand, eine größere Ausdehnung als das auslenkbare Rastmittel aufweist und zumindest im Bereich deren größten Auslenkbarkeit, also an ihrem Endbereich diese in Fügerichtung und/oder Auslenkrichtung überragt. So ist sichergestellt, dass stets die Schutzeinrichtung während der Handhabung oder Montage mit Wänden oder anderen Bauteilen in Berührung kommt und nicht das auslenkbare Rastmittel.

Das Bauteil (3, 4) mit dem auslenkbaren Rastmittel (5) kann beispielhaft mit einem Stecker oder Steckergehäuse (11) einstückig sein. Für beide Funktionen ist Kunststoffmaterial verwendbar, einerseits wegen seiner elastischen und andererseits wegen seiner isolierenden Eigenschaften.

Die Schnappverbindung kann dafür vorgesehen sein eine Dichtung (12), die zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Bauteilen (3, 4) angeordnet ist und diese abdichtet, zusammenzudrücken. Dann ist es besonders wichtig eine sichere Verbindung zu gewährleisten.

Eines der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) kann einstückig mit einer Bürstenbrücke eines Kommutatormotors sein. Eine Leiterplatte, die elektrisch und mechanisch mit Steckfahnen (14) verbunden ist, welche durch Ausnehmungen (15) in das Steckergehäuse (11) hineinragen lässt sich durch die zu verbindenden Bauteile ebenfalls aufnahmen. Dabei kann die Leiterplatte (13) unmittelbar elektrisch mit einem der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) verbunden sein, wobei die Leiterplatte beidseitig bestückt sein kann und über ihre Leiterbahnen eine elektrische Verbindung zwischen Steckfahnen und Bürsten des Kommutatormotors herstellbar ist.

Es ist denkbar, dass zumindest eines der beiden miteinander zu verbindenden Bauteile ein Gehäuseteil ist. Auch beide Bauteile können Gehäuseteile sein oder nur zum Teil als Gehäuse dienen, z.B. einerseits als Elektronikgehäuse und andererseits als Bürstenbrücke.

Andererseits kann eines der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) auch ein Lagerschild eines Elektromotors oder Getriebemotors sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 einen erste räumliche Ansicht eines elektrischen Antriebs,
2 eine zweite räumliche Ansicht des elektrischen Antriebs,
3 eine dritte räumliche Ansicht des elektrischen Antriebs,
4 eine räumliche Darstellung eines als Bürstenbrücke ausgebildeten ersten Bauteils montiert an einem als Lagerschild ausgebildeten zweiten Bauteil,
5 eine räumliche Darstellung des als Lagerschild ausgebildeten zweiten Bauteils,
6 eine weitere räumliche Darstellung des zweiten Bauteils,
7 eine räumliche Darstellung der Bürstenbrücke und
8 u. 9 eine Leiterplatte.
1 zeigt eine erste räumliche Ansicht eines elektrischen Antrieb 1, mit einem als Bürstenbrücke ausgebildeten ersten Bauteil 3, einem als Lagerschild ausgebildeten zweiten Bauteil 4. Die Bürstenbrücke ist zwischen dem Gehäuse 16 eines Elektromotors und dem Lagerschild 4 sandwichartig angeordnet, welches mit einem Getriebegehäuse 17 mechanisch verbunden ist. Das Motorgehäuse 16, die Bürstenbrücke 3, das Lagerschild 4 und das Getriebegehäuse 17 sind teilweise über Befestigungsschrauben 18 und im Bereich eines einstückig mit der Bürstenbrücke geformten Steckergehäuses 11 über eine Schnappverbindung 2 miteinander verbunden. Im Steckergehäuse sind Anschlussfahnen 14 angeordnet, die zum Anschluss des elektrischen Antriebs 1 an eine Versorgungsspannungsquelle dienen. Die Schnappverbindung 2 besteht aus einer lagerschildfesten Rastnase 7 und einer bürstenbrückenfesten Rastöse 5, welche auslenkbar ist und mit der Rastnase 7 verschnappt ist. Damit die Rastverbindung 2 nicht bei der Montage des elektrischen Antriebs oder seiner Handhabung unbeabsichtigt gelöst oder beschädigt wird ist eine Schutzeinrichtung 6 vorgesehen. Um die Auslenkung der Rastöse 5 zu ermöglichen ist die Schutzeinrichtung 6 mit einem Freiraum 8 versehen (2). Die Schutzeinrichtung 6 ist in Form einer Brücke 10 gebildet, die einstückig mit dem Lagerschild mitgeformt ist. Aus formtechnischen Gründen ist in der Brücke 10 eine mit der Rastnase 7 korrespondierende Freisparung (9) vorgesehen. Die Brücke ist so geformt, dass ihre Stützpfeiler zunächst radial aus der Bürstenbrücke 3 vorspringen und das Querjoch sich L-förmig in Axialrichtung erstreckt und die Rastöse 5 auf diese Weise überdeckt.
2 zeigt eine zweite räumliche Ansicht des elektrischen Antriebs 1, mit der Bürstenbrücke 3, dem Lagerschild 4, dem Motorgehäuse 16, dem Getriebegehäuse 17 und einer Ausgangswelle 29. Hier ist die Schutzeinrichtung 6 mit dem Freiraum 8 zwischen der Brücke 10 und der Schnappverbindung 2 deutlicher erkennbar.
3 zeigt eine dritte räumliche Ansicht des Elektrischen Antriebs 1, mit der Schutzeinrichtung 6 für die Schnappverbindung 2, dem Getriebegehäuse 17 mit einem Getriebegehäusedeckel 30, der mit Getriebegehäuseschrauben 31 am Getriebegehäuse 17 befestigt ist und der Ausgangswelle 29.
4 zeigt eine erste räumliche Darstellung eines als Bürstenbrücke ausgebildeten ersten Bauteils 3 montiert an einem als Lagerschild ausgebildeten zweiten Bauteil 4, mit dem Steckergehäuse 11, den Steckfahnen 14, der Brücke 10 und der Freisparung 9. Die Bürstenbrücke 3 ist mittels Montageschrauben 21 am Lagerschild 4 befestigt und mit Bürstenköchern 19 versehen, die zur Führung von Kohlebürsten 20 dienen. Der Lagerschild 4 weist Befestigungsausnehmungen 32 zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 18 auf. Die Bürstenbrücke 3 ist mit Drosselspulen 36 bestückt, die einerseits mit Kontaktpunkten 24 der Leiterplatte 13 und andererseits mit Kohlelitzen 37 elektrisch verbunden sind. In der Bürstenbrücke 3 ist eine Sensorfreisparung 38 vorgesehen, um den Sensor näher an ein auf der Motorwelle angeordnetes Polrad anordnen zu können.
5 zeigt eine räumliche Darstellung des als Lagerschild ausgebildeten zweiten Bauteils 4, das mit einer Leiterplatte 13 versehen ist, deren Masseleiterbahn elektrisch mit einem Anschraubdom 22 und damit mit dem Lagerschild verbunden ist. Die Leiterplatte dient zur elektrischen Verbindung der Steckfahnen 14 mit den Kohlebürsten (Kontaktpunkte 24) und einem Sensor 23, z.B. einem Hallsensor zur Detektierung des alternierenden Magnetfelds eines rotierenden Polrads (nicht dargestellt). Der Sensor 23 ist in eine Sensorausnehmung 25 der Leiterplatte 13 mechanisch befestigt. Der Sensor 23 ist an einer Stirnseite der Leiterplatte 13 angeordnet, welche somit auf drei Seiten mit Bauteilen bestückt ist.
6 zeigt eine weitere räumliche Darstellung des zweiten Bauteils 4 ohne Leiterplatte, wobei der Anschraubdom 22, der mit der Masseleiterbahn 27 der Leiterplatte 13 elektrisch verbunden ist mit der Leiterplatte 13 zugewandten vorspringenden Kontaktrippen 26 geformt ist. Ein Anschraubdom 22 dient zur Befestigung sowohl der Leiterplatte als auch der Bürstenbrücke und ein Anschraubdom 22 nur zur Befestigung der Bürstenbrücke 3.
7 zeigt eine räumliche Darstellung der Bürstenbrücke 3 mit Steckergehäuse 11, Schnappöse 5, Leiterplatte 13, Sensor 23, Masseleiterbahn 27, Kontaktpunkte 24, Bürstenköcher 19, Kohlebürsten 20 und Steckfahnen, die direkt mit der Leiterplatte 13 mechanisch und elektrisch verbunden sind. Das Steckergehäuse ist mit einem Rastmittel 28 geformt, das mit einem Gegenrastmittel in einem Zuleitungsstecker korrespondiert. In die Bürstenbrücke 3 ist eine umlaufende Dichtung 12 montiert, die den elektrischen Antrieb 1 gegenüber Umwelteinflüssen abdichtet. Die Schnappverbindung 2 dient dazu die Dichtwirkung der Dichtung 12 zu gewährleisten. Bei versehentlichem Lösen der Schnappverbindung 2 würde der elektrische Antrieb undicht werden.
8 u. 9 zeigen die Leiterplatte 13, mit den Steckfahnen 14, dem Sensor 23, der in der Ausnehmung 25 mechanisch befestigt ist, den Kontaktstellen 24 und Befestigungsfreisparungen 33 für die Aufnahme der Montageschraube 21 und zur Befestigung am Anschraubdom 22.

1: elektrischer Antrieb
2: Schnappverbindung
3: erstes Bauteil/Bürstenbrücke
4: zweites Bauteil/Lagerschild
5: auslenkbares Rastmittel/Rastöse
6: Schutzeinrichtung
7: feststehendes Rastmittel/Rastnase
8: Freiraum
9: korrespondierende Freisparung
10: Brücke
11: Stecker/Steckergehäuse
12: Dichtung
13: Leiterplatte
14: Steckfahnen
15: Ausnehmung
16: Gehäusetopf
17: Getriebegehäuse
18: Befestigungsschraube
19: Bürstenköcher
20: Kohlebürste
21: Montageschraube
22: Anschraubdom
23: Sensor
24: Kontaktpunkt
25: Sensorausnehmung
26: Kontaktrippe
27: Masseleitung
28: Rastmittel
29: Ausgangswelle
30: Getriebegehäusedeckel
31: Getriebegehäuseschrauben
32: Befestigungsausnehmungen
33: Befestigungsfreisparung

Claims

Elektrischer Antrieb (1), mit Bauteilen (3, 4), die über zumindest eine Schnappverbindung (2) mit einem auslenkbaren Rastmittel (5), das an einem äußeren Bereich des elektrischen Antriebs (1) vorspringend angeordnet ist, miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das auslenkbare Rastmittel (5) durch eine Schutzeinrichtung (6) gegen unbeabsichtigtes Auslenken des Rastmittels (5) und damit Lösen der Schnappverbindung (2) geschützt ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (6) einstückig mit zumindest einem der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (6) durch Urformen mit zumindest einem der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) mitgeformt ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (3, 4) mit der Schutzeinrichtung (6) ein Kunststoffspritzguss- oder ein Metalldruckgussteil ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung durch Umformen mit zumindest einem der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) mitgeformt ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (3, 4) mit der Schutzeinrichtung (6) ein Stanzbiegeteil ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (6) zusammen mit einem feststehenden Rastmittel (7) mit einem der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) einstückig ist.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Rastmittel (7) zumindest eine Rastnase oder eine Rastausnehmung ist.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (6) in Form einer Brücke (10) ausgebildet ist, welche die zumindest eine Rastnase oder Rastausnehmung unter Beibehaltung eines Freiraums (8) überbrückt.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der brückenartigen Schutzeinrichtung (6) eine mit der zumindest einen Rastnase korrespondierende Freisparung (9) ausgenommen ist.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (3, 4), das zumindest ein auslenkbares Rastmittel (5) aufweist, mit diesem ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil bildet.
Elektrischer Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffspritzgussteil faserverstärkt ist.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auslenkbare Rastmittel (5) als zumindest eine Rastöse ausgebildet ist und im montierten Zustand die zumindest eine Rastnase formschlüssig hintergreift.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auslenkbare Rastmittel (5) als zumindest eine Rastnase ausgebildet ist.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (6) im montierten Zustand, eine größere Ausdehnung als das auslenkbare Rastmittel aufweist und zumindest im Bereich deren größten Auslenkbarkeit, also an ihrem Endbereich diese in Fügerichtung und/oder Auslenkrichtung überragt.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (3, 4) mit dem auslenkbaren Rastmittel (5) mit einem Stecker oder Steckergehäuse (11) einstückig ist.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (12) zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Bauteilen (3, 4) angeordnet ist und diese abdichtet, wobei die Schnappverbindung (2) die Dichtung (12) zwischen den beiden Bauteilen (3, 4) andrückt.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) einstückig mit einer Bürstenbrücke eines Kommutatormotors ist.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (3, 4) eine Leiterplatte (13) aufnimmt, die elektrisch und mechanisch mit Steckfahnen (14) verbunden ist, welche durch Ausnehmungen (15) in das Steckergehäuse (11) hineinragen.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (13) unmittelbar elektrisch mit einem der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) verbunden ist.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (13) beidseitig bestückt ist und über Leiterbahnen eine elektrische Verbindung zwischen Steckfahnen (14) und Bürsten des Kommutatormotors herstellt.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) ein Gehäuseteil ist.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide miteinander zu verbindenden Bauteile (3, 4) Gehäuseteile sind.
Elektrischer Antrieb nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der miteinander zu verbindenden Bauteile ein Lagerschild ist.