DE102005023494A1

DE102005023494A1 - Statorbaueinheit für einen Scheibenläufermotor

Info

Publication number: DE102005023494A1
Application number: DE102005023494A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr.-Ing. Börnchen; Uwe Sommer; Joachim Dipl.-Ing. Müller; Helmut Dr.-Ing. Sesselmann; Michael Dipl.-Ing. Eisentraudt; Werner Stammberger
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2006-12-07

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Statorbaueinheit für einen Scheibenläufermotor zum Antrieb einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem scheibenförmigen Träger, mit an dem scheibenförmigen Träger angeordneten Kommutierungsmitteln zur Bestromung eines Spulensystems eines der Statorbaueinheit zugeordneten Rotors in Form eines Scheibenläufers, mit einem ersten Gehäuseteil, das vor einer ersten Oberfläche des scheibenförmigen Trägers angeordnet ist, mit einem zweiten Gehäuseteil, das vor der zweiten Oberfläche des scheibenförmigen Trägers angeordnet ist, und mit ringförmig angeordneten Permanentmagneten, die zwischen den beiden Gehäuseteilen derart ringartig hintereinander angeordnet sind, dass sie im Betrieb des Scheibenläufermotors magnetisch mit dem Spulensystem des Scheibenläufers wechselwirken, wobei die beiden Gehäuseteile zumindest teilweise aus einem magnetischen Material bestehen und derart ausgebildet und am scheibenförmigen Träger angeordnet sind, dass die beiden Gehäuseteile unter Zwischenlage des Trägers durch die von den Permanentmagneten erzeugten magnetischen Kräfte zusammengehalten werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Statorbaueinheit für einen Scheibenläufermotor zum Antrieb einer Versteileinrichtung eines Kraftfahrzeugs, z. B. eines Fensterhebers.
Eine derartige Statorbaueinheit soll den flachen Aufbau eines Scheibenläufermotors unterstützen und umfasst dementsprechend einen scheibenförmigen Träger, an dem eine Mehrzahl weiterer Komponenten der Statorbaueinheit angeordnet ist. Hierzu zählen zum einen Kommutierungsmittel, insbesondere in Form so genannter Bürsten oder Kohlen, mit denen das Spulensystem eines als Rotor dienenden Scheibenläufers bestrombar ist, indem die statorseitigen Kommutierungsmittel auf einen zugehörigen Kommutierungsbereich (Stromwender) des Rotors einwirken.
Ferner sind dem scheibenförmigen Träger zwei Gehäuseteile zugeordnet, von denen jedes vor einer der beiden Oberflächen des scheibenförmigen Trägers angeordnet ist und zwischen denen Permanentmagnete aufgenommen sind, die im Betrieb des Scheibenläufermotors mit dem Spulensystem des Scheibenläufers magnetisch Wechselwirken, so dass sich der Scheibenläufer um die Drehachse des Motors dreht.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Statorbaueinheit für einen Scheibenläufermotor der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Montierbarkeit der Baueinheit.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Statorbaueinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach bestehen die beiden Gehäuseteile zumindest zum Teil aus einem magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Material und sind derart ausgebildet und am scheibenförmigen Träger angeordnet, dass sie durch die Kräfte der Permanentmagneten unter Zwischenlage des scheibenförmigen Trägers zusammengehalten werden.

Die beiden Gehäuseteile sind dabei derart ausgelegt, und zwar einerseits hinsichtlich der Wahl des magnetischen Materials und andererseits hinsichtlich ihrer konstruktiven Ausgestaltung, dass die magnetischen Kräfte, die die beiden Gehäuseteile zusammenhalten, stark genug sind, um ein Auseinanderfallen der Gehäuseteile unter der Wirkung der Gewichtskraft der Gehäuseteile, also unter der Wirkung der an den Gehäuseteilen angreifenden Schwerkraft, zu verhindern. Ferner sollen die magnetischen Kräfte auch groß genug sein, um ein Auseinanderfallen der Gehäuseteile beim Transport sowie bei der Durchführung von Funktionstests zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass durch einfaches axiales Zusammenstecken der Gehäuseteile, wobei der scheibenförmige Träger des Stators sowie der Scheibenläufer zwischen den beiden Gehäuseteilen aufgenommen werden, ein fester Zusammenhalt aufgrund der magnetischen Kräfte erreicht wird.

Die beiden Gehäuseteile, der scheibenförmige Träger des Stators sowie der Scheibenläufer sind dann für eine spätere Montage in einem Kraftfahrzeug bereits fertig zueinander ausgerichtet und aneinander fixiert und müssen nur noch durch Verwendung entsprechender Befestigungsmittel, z. B. in Form von Schrauben oder Nieten, die zugeordnete Befestigungsstellen am scheibenförmigen Träger sowie an den Gehäuseteilen durchgreifen, an einem tragenden Teil eines Kraftfahrzeugs befestigt werden. Die beiden Gehäuseteile können zudem ein geschlossenes, gekapseltes Gehäuse bilden, das einerseits das Eindringen von Schmutz verhindert und andererseits Motorgeräusche unterdrückt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung eines Scheibenläufermotors;
2a einen Querschnitt durch den Scheibenläufermotor gemäß 1;
2b einen Ausschnitt des Querschnittes aus 2a;
3a eine perspektivische Darstellung eines scheibenförmigen Trägers des Stators des Scheibenläufermotors, bestückt mit Entstörbauteilen;
3b eine erste Ansicht eines Ausschnittes des scheibenförmigen Trägers aus 3a;
3c eine zweite Ansicht eines Ausschnittes eines scheibenförmigen Trägers aus 3a;
4a eine Darstellung des scheibenförmigen Trägers gemäß 3b, jedoch ohne Entstörbauteile;
4b eine Darstellung des scheibenförmigen Trägers gemäß 3c, jedoch ohne Entstörbauteile;
5a bis 5e aufeinander folgende Schritte bei der Montage des Scheibenläufers am Stator des Scheibenläufermotors, wobei Bürsten des Stators aus einer Vormontageposition bzw. Transportposition in eine Funktionsposition verschoben werden.
In den 1 bis 3c ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Flachmotors in Form eines Scheibenläufermotors zum Betätigen einer Versteileinrichtung eines Kraftfahrzeugs, z. B. eines Fensterhebers, dargestellt. Der Scheibenläufermotor umfasst eine Statorbaueinheit 1, 2, 3 und einen bezüglich der Statorbaueinheit drehbaren Rotor 4 in Form eines Scheibenläufers.
Die Statorbaueinheit weist als zentrales Element einen scheibenförmigen Träger 1 auf, dessen kreisscheibenförmiger Grundkörper 10 einerseits mit einer im Querschnitt kreisförmigen zentralen Durchgangsöffnung 15 versehen ist und andererseits eine am äußeren Rand umlaufende, in axialer Richtung vom Grundkörper 10 abstehende Ringwand 11 aufweist. Die Ringwand ist an ihrer – in axialer Richtung a des Motors betrachtet – oberen und unteren Stirnseite jeweils mit einer umlaufenden Dichtungsaufnahme 11a, 11b in Form einer Nut versehen, und zwar zur Aufnahme von Dichtungen zur Abdichtung der Verbindung zwischen dem scheibenförmigen Träger 1 und den beiden Gehäuseteilen 2, 3.
Ferner stehen von der Ringwand 11 des scheibenförmigen Trägers 1 nach außen Befestigungslaschen 12 mit Befestigungsöffnungen 12a ab, über die der scheibenförmige Träger 1 mit geeigneten Befestigungsmitteln, z. B. mittels Schrauben oder Nieten, an einem tragenden Teil eines Kraftfahrzeugs befestigbar ist.
Nach innen stehen von der äußeren Ringwand 11 des scheibenförmigen Trägers 1 Stege 14a, 14b ab, die zwei Passungsteilkreise bilden, welche der Ausrichtung der beiden Gehäuseteile 2, 3 bezüglich des scheibenförmigen Trägers 1 dienen. Die nach innen von der Ringwand 11 abstehenden Stege 14a, 14b sind auf unterschiedlichen Radien angeordnet und in axialer Richtung derart hintereinander angeordnet, dass sich alle Stege 14a, 14b bei der Herstellung des scheibenförmigen Trägers 1 in einem Werkzeug durch ein einzelnes, in axialer Richtung bewegbares Werkzeugteil formen lassen.
Schließlich weist der scheibenförmige Träger 1 zur Bildung einer elektrischen Schnittstelle 13 einen Steckbereich auf, an den mittels einer Clipsverbindung 13a, 53 ein Elektronikmodul in Form eines Energie- und Signalmoduls 5 verrastbar ist.
Das Elektronikmodul 5 weist in einem Gehäuse 50 eine Platine 51 auf, die beispielsweise eine Gabellichtschranke 52 zur Erfassung der Drehbewegung bzw. Drehzahl des Scheibenläufers 4 sowie elektrische Steckerelemente 55 zur Kontaktierung des trägerseitigen Steckerbereiches 13 aufweist. Das Elektronikmodul 5 dient somit sowohl zur Bestromung des durch die Statorbaueinheit 1, 2, 3 und den Rotor 4 gebildeten Motors (über die Steckerelemente 55) als auch zur Übertragung von Signalen, z. B. von und zu der Lichtschranke 52.
Weiterhin weist der scheibenförmige Träger 1 in seinem flachen Grundkörper 10 in Umfangsrichtung ringförmig hintereinander angeordnete Aufnahmen 10a für Permanentmagnete P auf, die im Betrieb des Motors magnetisch mit einem Spulensystem S des zugeordneten Scheibenläufers 4 wechselwirken und hierdurch die Drehbewegung des Scheibenläufers 4 im bestromten Zustand des Spulensystems S erzeugen.
Bei dem scheibenförmigen Träger 1 handelt es sich bevorzugt um ein Formteil aus einem mit Fasern (z. B. Glasfasern) verstärkten elektrisch isolierenden Kunststoff, das in einfacher Weise durch Spritzgießen herstellbar ist und sich durch einen kleinen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten und eine hohe Druckfestigkeit auszeichnet.
Zur Aufnahme elektrischer und elektronischer Bauelemente umfasst der scheibenförmige Träger 1 u.a. zwei Aufnahmebereiche 16 für jeweils eine Bürste 6a bzw. 6b, die als Kommutierungsmittel der Bestromung des Scheibenläufers 4 über einen am Scheibenläufer 4 vorgesehenen Stromwender 46 dient. Bei den Bürsten 6a, 6b handelt es sich um Hammerbürsten, die jeweils an einem plattenartigen Träger 60 (Bürstenfeder) angeordnet sind, welcher wiederum über jeweils ein elastisches Element 65 am scheibenförmigen Träger 1 derart eingespannt ist, dass die Hammerbürsten 6a, 6b in radialer Richtung zu dem Stromwender 46 hin vorgespannt sind. Gleichzeitig sind am scheibenförmigen Träger 1 Rasthaken 161 vorgesehen, die eine Verrastung der Hammerbürsten 6a, 6b in einer Transport- bzw. Vormontageposition gestatten, in der die Bürsten 6a, 6b vom Stromwender bzw. Kollektor 46 des Scheibenläufers 4 in radialer Richtung beabstandet sind. In den 3b und 3c ist zur Illustration dieses Sachverhalts jeweils eine der Bürsten (6a) in ihrer Funktionsposition dargestellt und die andere Bürste (6b) in ihrer Vormontageposition, in der sie über eine Rastaussparung 61 ihres Bürstenhalters 60 am zugeordneten Rasthaken 161 in einer Vormontageposition verrastet ist.
Zur Bestromung der Bürsten 6a, 6b dienen Leiterbahnen 9a, 9b, die über das Elektronikmodul 5 und den Steckerbereich 13 des scheibenförmigen Trägers 1 mit Strom versorgt werden und die sich auf Leiterbahnenführungen 19 in Richtung der Bürsten 6a, 6b erstrecken. In dem in den 1 bis 3c dargestellten Ausführungsbeispiel kontaktieren die Leiterbahnen 9a, 9b die Bürsten 6a, 6b jedoch nicht direkt, sondern vielmehr über Entstörbauteile in Form von Drosselspulen 7a, 7b, die in jeweils einer Aufnahme 17 des scheibenförmigen Trägers 1 angeordnet sind, die einerseits an Kontaktstellen 91 mit je einer der Leiterbahnen 9a, 9b elektrisch kontaktiert sind und andererseits an weiteren Kontaktstellen 71 mit jeweils einer der Bürsten 6a, 6b elektrisch kontaktiert sind. Als weitere Entstörbauteile sind zwei Kondensatoren 8a, 8b vorgesehen, die wiederum in einer entsprechenden Aufnahme 18 des scheibenförmigen Trägers 1 angeordnet sind und die jeweils einen Kontaktfinger 81 aufweisen, über den sie nach dem Zusammenbau der Statoreinheit mit einem der Gehäuseteile (2) zur Herstellung eines Massekontaktes elektrisch kontaktierbar sind, vergleiche 2a.
Die Aufnahmebereiche 16, 17, 18, 19 des scheibenförmigen Trägers 1 für die innerhalb des von der äußeren Ringwand 11 umgrenzten Raumes angeordneten elektrischen Bauelemente, also die Bürsten 6a, 6b; die Entstörbauteile in Form von Drosselspulen 7a, 7b und Kondensatoren 8a, 8b sowie für die Leiterbahnen 9a, 9b sind so gestaltet, dass sich jene elektrischen Bauelemente sämtlich in axialer Richtung in den jeweils zugeordneten Aufnahmebereich 16, 17, 18, 19 einfügen lassen. Es können also sämtliche innerhalb des von der äußeren Ringwand 11 umgrenzten Raumes am scheibenförmigen Träger 1 angeordneten elektrischen Bauelemente in axialer Richtung eingesetzt bzw. eingelegt werden. Ferner können hierbei die entsprechenden Bauelemente 6a, 6b; 7a, 7b; 8a, 8b; 9a, 9b durch in axialer Richtung ausgeführte Befestigungsprozesse, z. B. Clipsen oder Warmverprägen von Materialbereichen des scheibenförmigen Trägers 11, am scheibenförmigen Träger 1 fixiert werden sowie in axialer Richtung elektrisch miteinander kontaktiert werden, z.B. durch Widerstandschweißen.
Ferner ist vorteilhaft, dass die jeweils paarweise vorhandenen elektrischen Bauelemente, nämlich die Bürsten 6a, 6b, die Drosselspulen 7a, 7b, die Kondensatoren 8a, 8b sowie die Leiterbahnen 9a, 9b jeweils als Gleichteile ausgeführt sind. D. h., die jeweils paarweise vorgesehenen elektrischen Bauelemente 6a, 6b; 7a, 7b; 8a, 8b; 9a, 9b könnten jeweils hinsichtlich ihrer Anordnung am scheibenförmigen Träger 1 vertauscht werden. Dies erleichtert die Montage erheblich, da keine besonderen Vorkehrungen für den Einbau der jeweils paarweise vorgesehenen elektrischen Bauelemente am einen oder anderen Aufnahmebereich für das jeweilige Paar getroffen werden müssen.
Die auf dem scheibenförmigen Grundkörper 10 angeordneten elektrischen Bauelemente 6a, 6b; 7a, 7b; 8a, 8b und 9a, 9b sind dabei vor dem Anbau der Gehäuseteile 2, 3 an den scheibenförmigen Grundkörper 1 dadurch vor Beschädigung geschützt, dass sie in axialer Richtung a nicht über die (hohlzylindrische) äußere Ringwand 11 des scheibenförmigen Trägers 1 hinausragen.
Auch die Permanentmagnete P lassen sich in axialer Richtung in die zugeordneten Aufnahmen 10a im Grundkörper 10 des scheibenförmigen Trägers 1 einbringen, wobei diese Aufnahmen 10a einen definierten Lagebezug zwischen den Permanentmagneten P und den Bürsten 6a, 6b gewährleisten.
Weiterhin ist der Grundkörper 10 des scheibenförmigen Trägers 1 bevorzugt über (einstückig angeformte) federelastische Bereiche 100 mit der äußeren Ringwand 11 des scheibenförmigen Trägers 1 verbunden. Dies ermöglicht eine elastische Verspannung des Grundkörpers 10 des scheibenförmigen Trägers 1, um eine definierte axiale Positionierung bezüglich der Gehäuseteile 2, 3 sicherzustellen.
Gemäß den 1, 2a und 2b wird vor jeder der beiden Oberflächen des scheibenförmigen Trägers 1 jeweils ein Gehäuseteil 2 bzw. 3 in Form einer Gehäuseschale positioniert und mit dem scheibenförmigen Träger 1 verbunden. Dabei dienen die an der Innenseite der äußeren Ringwand 11 des scheibenförmigen Trägers 1 vorgesehenen Positionierungsstege 14a, 14b, von denen die einen Positionierungsstege 14a dem einen Gehäuseteil 2 und die anderen Positionierungsstege 14b dem anderen Gehäuseteil 3 zugeordnet sind, zur koaxialen, parallelen Positionierung der beiden Gehäuseteile 2, 3 am scheibenförmigen Träger 1, indem die Positionierungsstege 14a, 14b an jeweils einer in Umfangsrichtung umlaufenden Ringfläche des einen bzw. anderen Gehäuseteiles 2, 3 in radialer Richtung angreifen.
Die beiden Gehäuseteile 2, 3 bestehen jeweils aus einem magnetischen, insbesondere ferromagnetischen Material, z.B. auf der Basis von Eisen, und weisen an ihrem jeweiligen Basiskörper 20 bzw. 30 im Bereich der Permanentmagnete P in Richtung jener am scheibenförmigen Träger 1 angeordneten Permanentmagnete P weisende Erhebungen 20a bzw. 30a auf. Hierdurch sind die beiden Gehäuseteile 2, 3 durch den von den Permanentmagneten P erzeugten und die Gehäuseteile 2, 3 im Bereich der Erhebungen 20a, 30a durchsetzenden Magnetfluss B, vergleiche 2b, sowie die hieraus resultierenden, im Wesentlichen in axialer Richtung wirkenden magnetischen Haltekräfte H_B fest miteinander verbunden. Die Materialien der Gehäuseteile 2, 3 sind dabei so gewählt, dass die magnetischen Haltekräfte H_B ein Auseinanderfallen der beiden Gehäuseteile 2, 3 unter der Wirkung der an den Gehäuseteilen 2, 3 angreifenden Gewichtskräfte oder auch unter der Wirkung von Stößen beim Transport verhindern.
Dabei dient die im Bereich der Permanentmagnete P vorgesehene Erhebung 30a des einen Gehäuseteiles 3 zugleich zum Abstützen der Permanentmagnete P in axialer Richtung, die in den Aufnahmen 10a des Grundkörpers 10 des scheibenförmigen Trägers 1 zudem in radialer Richtung und Umfangsrichtung positioniert sind. Die Permanentmagnete P können dabei zusätzlich an dem besagten einen Gehäuseteil 3 fixiert sein. Jenes Gehäuseteil 3 weist ferner eine Lagerachse 35 auf, die als Drehachse zur drehbaren Lagerung des Scheibenläufers 4 dient.
Das andere Gehäuseteil 2 weist eine mit jener Lager- bzw. Drehachse 35 koaxiale Innenverzahnung 25 auf, auf der Planetenräder eines Getriebes G abrollen können, auf das ein am Scheibenläufer 4 angeordnetes Abtriebselement 45 in Form eines Sonnenrades einwirkt und das bei einer Drehbewegung des Scheibenläufers 4 erzeugte Drehmoment überträgt.
Der Scheibenläufer 4 ist zwischen den beiden Gehäuseteilen 2, 3 der Statorbaueinheit 1, 2, 3 derart aufgenommen, dass er auf der besagten Lagerachse 35 gelagert ist und, wie erläutert, mit seinem als Abtriebselement dienenden Sonnenrad 45 auf ein Umlaufrädergetriebe (Planetengetriebe) G einwirkt, dessen Planetenträger wiederum an der Innenverzahnung 25 des entsprechenden Gehäuseteiles 2 abrollen.
Wie aus den 1 bis 2b weiter hervorgeht, weist der Scheibenläufer 4 einerseits einen durch einen Kommutierungsring gebildeten Stromwender 46 in Trommelbauart auf, über den er mittels der Bürsten 6a, 6b der Statorbaueinheit 1, 2, 3 bestrombar ist, sowie ein Spulensystem S, das über Anschlussbereiche 47 des Stromwenders 46 mit diesem elektrisch kontaktiert ist und das im bestromten Zustand zur Erzeugung einer Drehbewegung mit den Permanentmagneten P der Statorbaueinheit 1, 2, 3 zusammenwirkt.
Am äußeren Umfang 41 des Scheibenläufers 4 vorgesehene, in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete und radial nach außen abstehende Laschen 42 dienen zur Lage- bzw. Drehzahlerfassung unter Verwendung der Gabellichtschranke 52 am Elektronikmodul 5.
Die beschriebene Statorbaueinheit 1, 2, 3 einschließlich des zwischen den beiden Gehäuseteilen 2, 3 vorgesehenen Rotors in Form eines Scheibenläufers 4 werden zunächst ausschließlich durch die magnetischen Kräfte zusammengehalten, die zwischen den Permanentmagneten P sowie den ferromagnetischen Gehäuseteilen 2, 3 wirken. Zur späteren Montage an einem tragenden Kraftfahrzeugteil I, z. B. einem Teil einer Innenhaut einer Kraftfahrzeugtür, dienen Befestigungslaschen 12, 22, 32, die in regelmäßigen Abständen vom äußeren Umfang des scheibenförmigen Trägers 1 sowie der beiden Gehäuseteile 2, 3 nach außen abstehen, und die jeweils eine Befestigungsöffnung 12a bzw. 22a bzw. 32a aufweisen, vergl. 1, 2a, 2b und 6. Die Befestigungsöffnungen 12a, 22a, 32a des scheibenförmigen Trägers 1 sowie der beiden Gehäuseteile 1, 2 werden beim Zusammensetzen der beiden Gehäuseteile 2, 3 unter Zwischenlage des scheibenförmigen Trägers 1 und des Scheibenläufers 4 so zueinander ausgerichtet, dass sie miteinander fluchten. Dies kann einerseits durch Verwendung externer Werkzeuge, z. B. in Form von Montagedornen, erfolgen oder andererseits (gegebenenfalls auch ergänzend) durch Fügehilfen, die am scheibenförmigen Träger 1 und/oder an den beiden Gehäuseteilen 2, 3 vorgesehen sind. Bei der abschließenden Befestigung der mittels der Magnetkräfte zusammengehaltenen Statorbaueinheit 1, 2, 3 zusammen mit dem darin gelagerten Scheibenläufer 4 am tragenden Teil I einer Kraftfahrzeugkarosserie durchgreifen Befestigungsmittel, z. B. in Form von Schrauben S, die miteinander fluchtenden Befestigungsöffnungen 12a, 22a, 32a des scheibenförmigen Trägers 1 sowie der beiden Gehäuseteile 2, 3 und weiterhin zugeordnete Befestigungsöffnungen O des tragenden Karosserieteiles I. In diese Bauteilbefestigung kann ferner ein mit entsprechenden Befestigungsöffnungen O' versehener Lagedeckel L integriert sein, der zur Lagerung einer Seiltrommel T dient, welche über das Abtriebselement 45 in Form eines Sonnenrades und das Planetengetriebe G angetrieben wird und beispielsweise das Zugmittel eines Seilfensterhebers betätigt.
Die die miteinander fluchtenden Befestigungsöffnungen 12a, 22a, 32a, O, O' durchgreifenden Befestigungsschrauben S werden jeweils mittels einer Kontermutter M gekontert, so dass gemäß 6 ein geschlossener mechanischer Kraftfluss K zwischen dem scheibenförmigen Träger 1, den Gehäuseteilen 2, 3, dem tragenden Kraftfahrzeugteil I sowie gegebenenfalls dem Lagerdeckel L vorliegt, mit dem sich eine Relativbewegung zwischen dem Motor und dem tragenden Kraftfahrzeugteil I bei allen Betriebslasten verhindern lässt.
In den 4a und 4b ist eine Abwandlung des anhand der 1 bis 3c sowie 6 beschriebenen Ausführungsbeispieles dargestellt, wobei der Unterschied in der Bestückung des scheibenförmigen Trägers 1 mit elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen besteht. Bei dem in den 4a und 4b dargestellten scheibenförmigen Träger 1 ist keine Bestückung mit Entstörbauteilen in Form von Drosselspulen oder Kondensatoren vorgesehen. Dafür erstrecken sich die Leiterbahnen 9a, 9b durchgehend bis zu Kontaktbereichen 92, die der elektrischen Kontaktierung der Bürsten 6a, 6b dienen. Der scheibenförmige Träger selbst ist unverändert; es sind lediglich die zur Aufnahme der Drosselspulen bzw. der Kondensatoren dienenden Aufnahmebereiche 17, 18 nicht belegt und dafür die Leiterbahnen 9a, 9b entsprechend bis zu elektrischen Kontaktbereichen 92 zur Kontaktierung der Bürsten 6a, 6b verlängert.
In den 5a bis 5e ist die Überführung der Bürsten 6a, 6b aus ihrer jeweiligen Transport- bzw. Vormontageposition in die Funktionsposition dargestellt, während der Scheibenläufer 4 auf die Lagerachse 35 des einen Gehäuseteiles 3 aufgesetzt wird, wobei dieses Gehäuseteil 3 bereits auf den scheibenförmigen Träger 1 aufgesetzt ist.
5a zeigt zunächst einen Zustand der Anordnung, in dem der Scheibenläufer 4 entlang einer Verschieberichtung V auf die Lagerachse des besagten Gehäuseteiles 3 aufgeschoben wird, aber noch deutlich in axialer Richtung a von seiner Endposition beabstandet ist. In diesem Zustand befindet sich eine Rastaussparung 61 des Bürstenhalters 60 der in 5a dargestellten Bürste 6a im Rasteingriff mit einem Rastelement in Form eines Rasthakens 161 des scheibenförmigen Trägers 1 und die Bürste 6a ist dadurch formschlüssig in ihrer Transport- bzw. Vormontageposition arretiert. In dieser ist die dargestellte Bürste 6a in radialer Richtung noch deutlich von den Lamellen des Stromwenders 46 beabstandet, so dass kein Kontakt vorliegt.
5b zeigt eine weitere Annäherung des Scheibenläufers 4 in axialer Richtung an seine Endposition, wobei ein Entriegelungsring 48 des Scheibenläufers 4 nun unmittelbar oberhalb des Bürstenhalters 60 angelangt ist.
Bei weiterer Verschiebung des Scheibenläufers 4 in axialer Richtung a in Richtung auf seine Endposition, wie in 5c dargestellt, wirkt dann der Entriegelungsring 48, der von dem Scheibenläufer 4 in Richtung auf den Bürstenhalter 60 vorsteht, auf eine Stirnseite des Bürstenhalters 60 ein und bringt dadurch die Rastaussparung 61 des Bürstenhalters 60 in axialer Richtung a außer Eingriff mit dem Rasthaken 161 des scheibenförmigen Trägers 1. Dies bewirkt gemäß 5d, dass die Bürste 6a unter der Wirkung des elastisch in radialer Richtung nach innen vorgespannten federelastischen Bürstenhalters 60 in Richtung auf die Lamellen des Stromwenders 46 bewegt wird.
In 5e ist die Funktionsposition der Bürste 6a dargestellt, die diese unter der elastischen Vorspannung des Bürstenhalters 60 schließlich annimmt und in der diese radial gegen die Lamellen des Stromwenders 46 verspannt ist. Hierdurch kann dann eine Stromübertragung von der Bürste 6a auf den Stromwender erfolgen, was zu der im Betrieb des Motors erforderlichen Bestromung des Spulensystems führt, das mit den Anschlussbereichen 47 des Stromwenders 46 in elektrischem Kontakt steht.
Es kann hier also eine Überführung der Bürsten 6a, 6b aus ihrer anfänglichen Transport- bzw. Vormontageposition in ihre Funktionsposition nach Art einer Blindmontage erfolgen, indem durch Einwirkung eines am Scheibenläufer 4 vorgesehenen Entriegelungsringes 48 auf die Bürstenhalter 60 zunächst die formschlüssige Verriegelung der Bürsten 6a, 6b in ihrer Transport- bzw. Vormontageposition aufgehoben wird und anschließend die Bürsten 6a, 6b unter der Wirkung der zugehörigen, radial nach innen elastisch vorgespannten Bürstenhalter 60 gegen den Stromwender 46 des Scheibenläufers 4 gedrückt werden, so dass der für eine Stromübertragung erforderliche Kontakt besteht.
Nach dieser Montage des Scheibenläufers 4 an dem scheibenförmigen Träger 1 und der Achse 35 des einen Gehäuseteiles 3 wird dann das andere Gehäuseteil 2 von der anderen Seite (als das eine Gehäuseteil 3) auf den scheibenförmigen Träger 1 aufgesetzt, so dass schließlich der scheibenförmige Träger 1 und der Scheibenläufer 4 zwischen den beiden Gäuseteilen 2, 3 aufgenommen sind.

Claims

Statorbaueinheit für einen Scheibenläufermotor zum Antrieb einer Versteileinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit – einem scheibenförmigen Träger, – an dem scheibenförmigen Träger angeordneten Kommutierungsmitteln zur Bestromung eines Spulensystems eines der Statorbaueinheit zugeordneten Rotors in Form eines Scheibenläufers, – einem ersten Gehäuseteil, das vor einer ersten Oberfläche des scheibenförmigen Trägers angeordnet ist, – einem zweiten Gehäuseteil, das vor der zweiten Oberfläche des scheibenförmigen Trägers angeordnet ist, und – einer Mehrzahl Permanentmagneten, die zwischen den beiden Gehäuseteilen derart ringartig hintereinander angeordnet sind, dass sie im Betrieb des Scheibenläufermotors magnetisch mit dem Spulensystem des Scheibenläufers Wechselwirken, wobei die beiden Gehäuseteile zumindest teilweise aus einem magnetischen Material bestehen und derart ausgebildet und am scheibenförmigen Träger angeordnet sind, dass die beiden Gehäuseteile unter Zwischenlage des Trägers durch die von den Permanentmagneten erzeugten magnetischen Kräfte zusammengehalten werden.
Statorbaueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Bereiche der Gehäuseteile derart ausgebildet sind, dass die magnetischen Haltekräfte größer sind als die Gewichtskräfte, die auf die Gehäuseteile wirken.
Statorbaueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseteile vollständig aus einem magnetischen Material bestehen.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisches Material für das jeweilige Gehäuseteil ein permanentmagnetisches Material vorgesehen ist.
Statorbaueinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisches Material für das jeweilige Gehäuseteil ein ferromagnetisches Material vorgesehen ist.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Träger als ein durch Gießen oder Spritzgießen hergestelltes Formteil ausgebildet ist.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Träger aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.
Statorbaueinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff durch Fasern, insbesondere Glasfasern, verstärkt ist.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am scheibenförmigen Träger Zentrierungsmittel zur Ausrichtung der beiden Gehäuseteile zueinander zueinander vorgesehen sind.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseteile eine bezüglich einer Achse rotationssymmetrische umlaufende Kontur aufweisen.
Statorbaueinheit nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierungsmittel zur koaxialen Ausrichtung der beiden Gehäuseteile vorgesehen sind.
Statorbaueinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierungsmittel des scheibenförmigen Trägers jeweils an der rotationssymmetrischen Kontur der Gehäuseteile angreifen.
Statorbaueinheit nach Anspruch 9, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierungsmittel durch nach innen abstehende Vorsprünge einer äußeren Ringwand des scheibenförmigen Trägers gebildet werden.
Statorbaueinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge durch Zylinderabschnitte oder Stege gebildet werden.
Statorbaueinheit nach Anspruch 9 oder einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierungsmittel für die beiden Gehäuseteile derart am scheibenförmigen Träger angeordnet sind, dass sie sich bei Herstellung des scheibenförmigen Trägers mittels eines Formwerkzeuges durch ein und dasselbe Werkzeugteil formbar sind.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Träger eine bezüglich einer Längsachse rotationssymmetrische äußere Kontur aufweist.
Statorbaueinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse eine Drehachse für den Scheibenläufer bildet.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Umfang des scheibenförmigen Trägers und der beiden Gehäuseteile jeweils Befestigungslaschen mit Befestigungsstellen vorgesehen sind, über die die Statorbaueinheit an einem tragenden Teil eines Kraftfahrzeugs befestigbar ist, und dass die Befestigungsstellen miteinander fluchten.
Statorbaueinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstellen durch Befestigungsöffnungen gebildet werden.
Statorbaueinheit nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass am scheibenförmigen Träger und/oder an den Gehäuseteilen Fügehilfen vorgesehen sind, mittels derer die Befestigungslaschen zueinander ausrichtbar sind.
Statorbaueinheit nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungslaschen in Umfangsrichtung mit konstanten Abständen zueinander angeordnet sind.
Statorbaueinheit nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungslaschen und Befestigungsöffnungen des scheibenförmigen Trägers und der beiden Gehäuseteile derart ausgebildet sind, dass bei Befestigung der Statorbaueinheit an einem tragenden Teil eines Kraftfahrzeugs über Befestigungsmittel, die die Befestigungsstellen durchgreifen, ein geschlossener Kraftfluss zwischen dem scheibenförmigen Träger, den Gehäuseteilen und dem tragenden Teil des Kraftfahrzeugs besteht.
Statorbaueinheit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel Schrauben oder Niete vorgesehen sind.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am scheibenförmigen Träger Aufnahmen für eine definierte Lagerung der Permanentmagnete vorgesehen sind.
Statorbaueinheit nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete an einem der Gehäuseteile angeordnet und durch Eingriff in die Aufnahmen des scheibenförmigen Trägers positioniert sind.
Statorbaueinheit nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen für die Permanentmagnete einen definierten Lagebezug zwischen den Permanentmagneten und den Kommutierungsmitteln des scheibenförmigen Trägers herstellen.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Träger mindestens einen elastischen Bereich aufweist, über den er in axialer Richtung verspannbar ist.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierungsmittel des scheibenförmigen Trägers als Bürsten ausgebildet sind, die zur Stromübertragung auf einen Kommutierungsbereich eines Scheibenläufers durch radiale Anlage am Kommutierungsbereich dienen.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierungsmittel durch elastische Elemente in Richtung auf ihre Funktionsposition vorgespannt sind, in der sie zur Stromübertragung auf den Kommutierungsbereich eines Scheibenläufers einwirken können.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am scheibenförmigen Träger Rastmittel vorgesehen sind, um die Kommutierungsmittel in einer Transportposition zu verrasten.
Statorbaueinheit nach Anspruch 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel bei Montage des Scheibenläufers an der Statorbaueinheit entriegelbar sind, so dass die Kommutierungsmittel durch die zugeordneten elastischen Elemente selbsttätig in ihre Funktionsposition überführt werden.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutierungsmittel durch Hammerbürsten zur Stromübertragung auf einen Trommelkommutator oder durch Federbürsten zur Stromübertragung auf einen Axialkommutator gebildet werden.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Träger eine elektrische Schnittstelle aufweist, die die Übertragung von Energie und/oder Signalen ermöglicht.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Träger einen Aufnahmebereich für einen Sensor zur Drehzahlerfassung und/oder einen Thermoschalter aufweist.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Träger wahlweise mit elektrischen Entstörbauteilen, z. B. Drosseln und Kondensatoren, bestückbar ist.
Statorbaueinheit nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Entstörbauteile unabhängig vom Bestückungsgrad jeweils als Gleichteile ausgebildet sind.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am scheibenförmigen Träger eine Mehrzahl elektrischer Bauteile vorgesehen ist, die in axialer Richtung am scheibenförmigen Träger anordenbar sind.
Statorbaueinheit nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Bauteile in axialer Richtung am scheibenförmigen Träger fixierbar sind.
Statorbaueinheit nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Bauteile durch Verrasten oder Warmverprägen in axialer Richtung am scheibenförmigen Träger fixierbar sind.
Statorbaueinheit nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Bauteile in axialer Richtung elektrisch miteinander kontaktierbar sind.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil am scheibenförmigen Träger vorgesehener elektrischer Bauteile mit einem der Gehäuseteile elektrisch kontaktiert ist, insbesondere durch Widerstandsschweißen.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am scheibenförmigen Träger vorgesehene elektrische Bauteile dadurch gegen Beschädigung geschützt sind, dass diese in axialer Richtung nicht über eine außen umlaufende Ringwand des scheibenförmigen Trägers hinausragen.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am scheibenförmigen Träger Dichtmittel vorgesehen sind, mit denen die Verbindung zu den beiden Gehäuseteilen abdichtbar ist.
Statorbaueinheit nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel am scheibenförmigen Träger angeordnet oder einstückig an diesem angeformt sind.
Statorbaueinheit nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zur Abdichtung der Verbindung zwischen dem scheibenförmigen Träger und einem der Gehäuseteile vorgesehenen Dichtmittel jeweils in einer Ebene erstrecken.
Statorbaueinheit nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei voneinander beabstandete Dichtbereiche der Dichtmittel über einen einstückig angeformten Verbindungssteg miteinander verbunden sind.
Statorbaueinheit nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtbereiche unter Anwendung der Zwei-Komponenten-Technik aus unterschiedlichen Kunststoffen hergestellt sind.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenläufer zwischen den beiden Gehäuseteilen um eine Achse drehbar aufgenommen ist.
Statorbaueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseteile ein geschlossenes Gehäuse bilden, in dem der scheibenförmige Träger und der Scheibenläufer angeordnet sind.