DE102005061350A1

DE102005061350A1 - Einstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102005061350A1
Application number: DE102005061350A
Authority: DE
Inventors: Ivan Bourqui; Nicola Franchi; Klaus Walter
Original assignee: Johnson Electric Switzerland AG
Current assignee: Johnson Electric Switzerland AG
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2006-07-06
Also published as: DE102005061349A1; DE102005061349B4

Abstract

Die Einstellvorrichtung umfasst ein Stellrad (11), welches manuell drehbar ist, und einen Aktuator mit einem an das Stellrad gekopelten Motor (20). Der Motor umfasst einen Rotor (22), der fest mit dem Stellrad verbunden ist und der als Außenläufer ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind Einstellvorrichtungen bekannt, welche ein Stellrad sowie einen Motor umfassen, wobei der Rotor mittels eines Getriebes an das Stellrad gekoppelt ist. Dadurch resultiert ein relativ aufwändiger Aufbau.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Einstellvorrichtung mit einem vereinfachteren Aufbau zu schaffen.

Eine Einstellvorrichtung, die diese Aufgabe löst, ist im Anspruch 1 angegeben. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungen an. Bei der erfindungsgemässen Einstellvorrichtung ist der Rotor direkt mit dem Stellrad verbunden, sodass kein Getriebe mehr erforderlich ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Figuren erläutert. Es zeigen

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Einstellvorrichtung von vorne;
2 eine perspektivische Ansicht der Einstellvorrichtung gemäss 1 von hinten;
3 die Einstellvorrichtung gemäss 2 in einer Explosionsansicht; und
4 den Motor der Einstellvorrichtung gemäss 3 in einer Explosionsansicht.
Die in 1–3 gezeigte Einstellvorrichtung 10 umfasst ein Stellrad 11, z.B. in Form eines Rändelrades, welches manuell drehbar ist. Das Stellrad 11 kann auch in Form eines Rades ausgebildet sein, an dessen Peripherie ein Vorsprung angeordnet ist. Durch manuelles Verschieben des Vorsprungs wird das Stellrad 11 entsprechend gedreht. Dieses weist ein geeignetes Koppelteil 7 auf, welches an die zu bewegende Komponente ankoppelbar ist.
Das Stellrad 11 weist eine durch eine zylindrische Wandung 12 begrenzte Ausnehmung 13 auf, in welche Stator 21 und Rotor 22 eines Motors 20 untergebracht sind. Der Rotor 22 ist als Aussenläufer ausgestaltet, vorzugsweise in Form eines Ringes, und ist fest mit dem Stellrad 11 verbunden z.B. durch geeignete Presspassung oder indem bei der Herstellung der Rotor 22 von Kunststoff umspritzt wird, sodass dieser die Form des Stellrades 11 erhält. Das Stellrad 11 ist in der Mitte fest mit einer Achse 14 verbunden, welche durch Lagermittel im Stator 21 drehbar gelagert ist.
Die Wandung 12 der Ausnehmung 13 ist durch ein Gehäusedeckel 15 verschlossen, welcher Halterungen 16 aufweist zum Befestigen der Einstellvorrichtung 10. Im Gehäusedeckel 15 ist die Ansteuerungselektronik 30 angebracht, welche zur Ansteuerung des Motors 20 dient und welche einen Mikrorechner enthält. Die Ansteuerungselektronik 30 weist Anschlüsse 31 auf, z.B. in Form von Stiften, die über eine Öffnung 17 im Gehäusedeckel 15 von aussen zugänglich sind, um so ein Verbindungselement, z.B. in Form eines Steckers, an den Anschlüssen 31 anzuschliessen. Vorzugsweise ist die Ansteuerungselektronik 30 so ausgelegt, dass sie über eine Busleitung mit einer zentralen Steuereinheit (nicht dargestellt) kommunizieren kann.
In der Einstellvorrichtung 10 ist weiter ein Sensor 32 integriert, welcher zum Erfassen der aktuellen Drehposition des Rotors 22 und somit des Stellrades 11 dient. Als Sensor 32 eignet sich z.B. ein Potentiometer. Die vom Sensor 32 gelieferten Messsignale werden an die Ansteuerungselektronik 30 weitergegeben, um den Motor 20 entsprechend anzusteuern. Motor 20, Ansteuerungselektronik 30 und Sensor 31 bilden zusammen einen Aktuator.
Als Motor 20 ist z.B. ein Schrittmotor geeignet, welcher eine genügende Anzahl Schritte aufweist, vorzugsweise mehr als 100, sodass das Stellrad 11 und somit die bewegliche Komponente mit genügender Auflösung einstellbar sind. Der Motor 20 ist so gewählt, dass er ein möglichst geringes Haltemoment aufweist (Moment, welches der unbestromte Motor ausübt). Dadurch ist gewährleistet, dass der Benutzer das Stellrad 11 ohne grösseren zusätzlichen Kraftaufwand auch manuell einstellen kann.
Der elektrische Motor 20 ist in dem in 3 und 4 gezeigten Beispiel als Klauenpolschrittmotor ausgebildet. Es sind auch andere Arten von Kleinantrieben geeignet, um das Stellrad 11 zu verdrehen.
Wie insbesondere 4 zeigt, umfasst der Klauenpolschrittmotor 20 eine erste Spule 23, welche im Innern der Statoren 24a und 24b untergebracht ist, sowie eine zweite Spule 25, welche im Innern der Statoren 26a und 26b untergebracht ist. Die Statoren 24a, 24b sowie 26a, 26b sind jeweils mit Klauen versehen, die ineinander greifen. Der Rotor 22 ist permanentmagnetisch, wobei Nord- und Südpole alternierend entlang des Ringes angeordnet sind. Die Spule 23 bzw. 25 weist jeweils ein Lager 27 auf zur Lagerung der Achse 14.
Die soweit dargestellte Einstellvorrichtung 10 erlaubt sowohl eine manuelle wie gesteuerte Einstellung einer beweglichen Komponente. Bei einer manuellen Betätigung des Stellrades 11 wird die Drehposition des Rotors 22 verstellt, was aufgrund des geringen Haltemoments des Motors 20 ohne grösseren Kräfteaufwand möglich ist. Der Sensor 32 ist so ausgelegt, dass er die neue Drehposition des Rotors 22 bzw. des Stellrades 11 in Bezug auf eine Referenzlage erfassen und diese Information an die Ansteuerungselektronik 30 weitergeben vermag.
Die Einstellvorrichtung 10 ist kompakt aufgebaut und entspricht im Wesentlichen der Dimension des Stellrades. Die Einstellvorrichtung 10 ist als Einheit ausgebildet, wobei die zur Funktion nötigen Teile wie Motor 20, Ansteuerungselektronik 30 und Sensor 31 im Gehäuse 12, 15 integriert sind.
Der Rotor 22 ist direkt mit dem Stellrad 11 verbunden, sodass kein Getriebe erforderlich ist. Dies macht die Einstellvorrichtung 10 besonders robust, vereinfacht den Aufbau, da weniger Komponenten erforderlich sind, und gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb.
Die erfindungsgemässe Einstellvorrichtung eignet sich zum Einstellen von verschiedenen beweglichen Komponenten, beispielsweise solche wie sie in Kraftfahrzeugen verwendet werden (drehbar gelagertes Display, Lamellen einer Luftdüse, Autositz, etc.).
Es ist auch denkbar, die Einstellvorrichtung so auszugestalten, dass sie als Bedienungselement zur Menüauswahl bei einer graphischen Oberfläche verwendbar ist. Zu diesem Zweck wird der Motor bestromt, wenn das Stellrad bei der manuellen Betätigung eine bestimmte Stellung erreicht, welche z.B. dem Menüende entspricht. Der erhöhte Widerstand signalisiert dem Benutzer, dass das Menüende erreicht ist.

Claims

Einstellvorrichtung mit einem Stellrad (11), welches manuell drehbar ist, und einem Aktuator, welcher einen an das Stellrad gekoppelten Motor (20) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor einen Rotor (22) umfasst, der fest mit dem Stellrad verbunden ist und der als Aussenläufer ausgebildet ist.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (20) ein Schrittmotor, insbesondere Klauenpolschrittmotor (22–26), ist.
Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator einen Sensor (32) umfasst zum Erfassen der Einstellposition des Stellrades (11).
Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Gehäusedeckel (15) umfasst, welcher zusammen mit dem Stellrad (11) ein Gehäuse bildet, in welchem der Aktuator angeordnet ist.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ansteuerungselektronik (30) zum Ansteuern des Motors (20) umfasst, welche im Gehäuse angeordnet ist.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (15) eine Öffnung (17) umfasst, in welche ein Verbindungselement zum elektrischen Anschluss der Ansteuerungselektronik (30) einführbar ist.
Einstellvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungselektronik (30) zur Kommunikation mittels Bus ausgelegt ist.
Einstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Einheit ausgebildet ist, deren Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser des Stellrads (11) entspricht.