DE102006013848A1

DE102006013848A1 - Elektromotor zur Verstellung eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE102006013848A1
Application number: DE200610013848
Authority: DE
Inventors: Thomas Bethge; Rainer Dr.-Ing. Gerding; André Dohm; Hans-Jürgen Schmidt
Original assignee: Faurecia Automotive GmbH
Current assignee: Faurecia Automotive GmbH
Priority date: 2006-03-25
Filing date: 2006-03-25
Publication date: 2007-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor zur Verstellung eines Fahrzeugsitzes, mit einem Gehäuse (2), einer in dem Gehäuse (2) befestigten Magneteinrichtung (103, 113), einer ersten Ankerwicklung (8) und einem an die erste Ankerwicklung (8) angeschlossenen ersten Kommutator (9), einer zweiten Ankerwicklung (10) und einem an die zweite Ankerwicklung (10) angeschlossenen zweiten Kommutator (11) und einer gemeinsamen Welle (4), auf der die Ankerwicklungen (8, 10) und Kommutatoren (10, 12) angebracht sind. Um eine hohe Variabilität und unterschiedliche Drehmomentcharakteristiken zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die erste Ankerwicklung (8) und die zweite Ankerwicklung (10) in axialer Richtung voneinander getrennt vorgesehen sind. Vorteilhafterweise bilden die erste Ankerwicklung (8) und ein erster Ankerkern (12) ein erstes Ankerpaket (6) und die zweite Ankerwicklung (10) und der zweite Ankerkern (14) ein zweites Ankerpaket (7), wobei die Ankerpakete (6, 7) in axialer Richtung getrennt auf der gemeinsamen Welle (4) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor zur Verstellung eines Fahrzeugsitzes gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein derartiger Elektromotor ist aus der DE 196 42 665 C2 bekannt. Um unterschiedliche Verstellcharakteristiken zu erreichen, sind hierbei auf einem gemeinsamen Rotor zwei verschiedene Ankerwicklungen vorgesehen, die über zwei getrennte Kommutatoren bestromt werden können. Hierbei sind separate Bestromungen der beiden Ankerwicklungen sowie eine Differenz- und eine Reihenschaltung möglich, so dass mindestens vier unterschiedliche Bestromungen und somit vier Verstellcharakteristiken mit unterschiedlichem Drehmoment möglich sind.
Durch den geschlossenen Aufbau des Rotors mit den auf einem gemeinsamen Anker bzw. Ankerkern vorgesehenen Motorwicklungen ist ein festes Design vorgesehen, wobei durch die unterschiedliche Kontaktierung der Kommutatoren unterschiedliche Drehmomentcharakteristiken möglich sind. Die unterschiedlichen Drehmomentcharakteristiken können jedoch nur durch die vier verschiedenen Anschlussmöglichkeiten erreicht werden, eine weitergehende Variabilität wird nicht erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor zur Verstellung eines Fahrzeugsitzes zu schaffen, der eine hohe Variabilität und den Einsatz für verschiedene Zwecke mit unterschiedlichen Drehmomentcharakteristiken ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Elektromotor nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, die Ankerwicklungen in axialer Richtung voneinander zu trennen. Durch diese zunächst einfach erscheinende Maßnahme kann auf überraschende Weise eine hohe Variabilität erreicht werden. Somit kann ein Satz von Motoren zur Verfügung gestellt werden, bei dem eine Bestromung über die beiden Kommutatoren möglich ist und die beiden Ankerwicklungen bzw. Motorwicklungen des Rotors je nach Bedarf und gewünschter Drehmomentcharakteristik unabhängig voneinander spezifisch angeordnet und ausgebildet werden können. Somit kann z.B. bei einer festen ersten Ankerwicklung die zweite Ankerwicklung je nach Bedarf verändert werden.
Hierbei kann in dem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse zum einen ein einheitlicher Magnetsatz angebracht werden, so dass beide Ankerwicklungen das gleiche Magnetfeld erfahren. Alternativ hierzu können auch unterschiedliche Magnetsätze für die Ankerwicklungen vorgesehen sein, so dass die Flexibilität bei der Auslegung der Motorhälften weiter erhöht wird. Die unterschiedlichen Magnetsätze können sich auch in ihren Materialien unterscheiden, wobei zum einen Standardmagnete aus üblichen ferromagnetischen Materialen wie Eisen, Nickel und Kobalt und zum anderen dünnere Selten-Erde-Magnete eingesetzt werden können, so dass die Ankerwicklungen mit unterschiedlicher Dicke bzw. unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet werden können.
Weiterhin kann den Ankerwicklungen auch eine unterschiedliche Zahl von Statoren bzw. Magnetsätzen zugeordnet werden. Somit können z.B. einer Ankerwicklung zwei Magnetsätze nebeneinander zugeordnet werden, die in einem Baukastenprinzip angeordnet werden können und somit eine Vielzahl unterschiedlicher Kombinationen ermöglichen.
Der Elektromotor kann getriebelos, ein Getriebemotor oder ein Linearantrieb sein.
Somit kann erfindungsgemäß mit relativ geringem Aufwand auf überraschend einfache Weise eine hohe Variabilität und hohe Flexibilität bei der Auslegung des Motors erreicht werden. Es ergibt sich ein Modulsystem, bei dem die beiden Ankerpakete separat voneinander entworfen und eingesetzt werden können und z. B. eine Leistungsveränderung durch Austausch lediglich eines Ankerpaketes bzw. eines Magnetsatzes möglich ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Axialschnitt durch einen Elektromotor gemäß einer ersten Ausführungsform mit durchgehendem Magnetsatz;
2 eine weitere Ausführungsform mit separaten Magnetsätzen für die Ankerpakete;
3 eine weitere Ausführungsform mit separaten, unterschiedlichen Magnetsätzen für die Ankerpakete.
Ein Elektromotor 1 weist gemäß 1 ein zylindrisches Gehäuse 2 aus z.B. Stahl auf, an dessen Innenseite ein durchgehender Magnetsatz 3 befestigt ist. Das Gehäuse 2 und der Magnetsatz 3 sind konzentrisch um eine Welle 4 mit einer Drehachse A angeordnet. Auf der Welle 4 sind zwei Ankerpakete 6 und 7 vorgesehen, nämlich ein erstes Ankerpaket 6 mit einer ersten Ankerwicklung 8 und einem ersten Kommutator 9 sowie ein zweites Ankerpaket 7 mit einer zweiten Ankerwicklung 10 und einem zweiten Kommutator 11. Die Ankerwicklungen 8, 10 sind innerhalb des Magnetsatzes 3 angeordnet und jeweils um einen Ankerkern 12, 14 gewickelt. Je nach Windungszahl sind die Ankerwicklungen 8 und 10 in axialer Richtung unterschiedlich lang. Die Ankerkerne 12, 14 können schräg- oder gerade genutet sein.
Erfindungsgemäß sind somit die erste Ankerwicklung 8 und die zweite Ankerwicklung 10 voneinander unterschiedlich und in axialer Richtung getrennt; weiterhin sind der erste Kommutator 9 und der zweite Kommutator 11 voneinander unterschiedlich und in axialer Richtung getrennt. Hierbei erstrecken sich die beiden Kommutatoren 9, 11 in axialer Richtung seitlich aus dem Innenraum des Magnetsatzes 3 heraus und können mit beliebiger Lammellenzahl ausgebildet sein. An jedem der beiden Kommutatoren 9, 11 liegen in an sich bekannter Weise jeweils zwei Bürsten 15a, 15b; 16a, 16b an, über die eine Gleichspannung, z. B. in PWM, angelegt wird. Alternativ zu einem Bürstenmotor kann auch ein Linearantrieb ausgebildet werden.
Bei der Ausführungsform der 2 weist der Elektromotor 101 zum Teil die gleichen oder entsprechende Bauteile wie bei der Ausführungsform der 1 auf, insbesondere ein zylindrisches Gehäuse 2, eine Welle 4 sowie Ankerpakete 6 und 7 mit Ankerwicklungen 8 bzw. 10 und Kommutatoren 9 bzw. 11. Hierbei ist jedoch kein durchgängiger Magnetsatz wie bei der Ausführungsform der 1 vorgesehen, sondern die erste Ankerwicklung 8 ist innerhalb eines ersten Magnetsatzes 103 und die zweite Ankerwicklung 10 innerhalb eines zweiten Magnetsatzes 113 vorgesehen, die beide an der Innenseite des Gehäuses 2 angebracht sind. Somit können bei dieser Ausführungsform die beiden Motorhälften durch die freie Wahl der Magnetsätze 103, 113 unterschiedlich ausgelegt werden.
3 zeigt eine Ausführungsform eines Elektromotors 201 mit unterschiedlich dicken Magnetsätzen 123, 133 und unterschiedlich dicken bzw. einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisenden Ankerwicklungen 8, 10. Hierbei können für die Magnetsätze 123, 133 unterschiedliche Materialien, z.B. zum einen dicke Standardmagnete und zum anderen dünne Seltene-Erden-Magnete eingesetzt werden.
Gemäß den gezeigten Ausführungsformen sind die beiden Ankerwicklungen 8, 10 voneinander mit einem Abstand d beabstandet; grundsätzlich können sie jedoch auch direkt aneinander angrenzen, d.h. d = 0 ist grundsätzlich möglich.
Weiterhin können grundsätzlich auch Rotoren bzw. Ankerpakete 6, 7 mit unterschiedlicher Statorzahl vorgesehen sein. Hierbei können z.B. in 2 oder 3 nicht nur ein zweiter Magnetsatz 113 bzw. 133, sondern zwei zweite Magnetsätze in axialer Richtung getrennt nebeneinander um die zweite Ankerwicklung 10 herum vorgesehen sein.

Claims

Elektromotor zur Verstellung eines Fahrzeugsitzes, mit einem Gehäuse (2), einer in dem Gehäuse (2) befestigten Magneteinrichtung (3; 103, 113; 123, 133), einer ersten Ankerwicklung (8) und einem an die erste Ankerwicklung (8) angeschlossenen ersten Kommutator (9), einer zweiten Ankerwicklung (10) und einem an die zweite Ankerwicklung (10) angeschlossenen zweiten Kommutator (11), und einer gemeinsamen Welle (4), auf der die Ankerwicklungen (8, 10) und Kommutatoren (10, 12) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ankerwicklung (8) und die zweite Ankerwicklung (10) in axialer Richtung voneinander getrennt vorgesehen sind.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ankerwicklung (8), ein erster Ankerkern (12) und der erste Kommutator (9) ein erstes Ankerpaket (6) bilden, die zweite Ankerwicklung (10), ein zweiter Ankerkern (14) und der zweite Kommutator (11) ein zweites Ankerpaket (7) bilden, und die Ankerpakete (6, 7) in axialer Richtung getrennt auf der gemeinsamen Welle (4) vorgesehen sind.
Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (2) ein durchgängiger Magnetsatz (3) angebracht ist, innerhalb von dem die beiden Ankerwicklungen (8, 10) vorgesehen sind.
Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Magneteinrichtung mindestens zwei Magnetsätze (103, 113; 123, 133) vorgesehen und in axialer Richtung getrennt sind, wobei die erste Ankerwicklung (8) innerhalb des ersten Magnetsatzes (103, 123) und die zweite Ankerwicklung (10) innerhalb des zweiten Magnetsatzes (113, 133) vorgesehen ist.
Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnetsatz (123) und der zweite Magnetsatz (133) eine unterschiedliche Dicke und/oder unterschiedliche Materialen aufweisen.
Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Magnetsätze (123) aus einem Eisen-, Nickel- und/oder Kobaltmaterial und der andere Magnetsatz (133) aus einem Seltene-Erden-Magnetmaterial mit geringerer Dicke hergestellt ist.
Elektromotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerwicklungen (8, 10) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Elektromotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerwicklungen (8, 10) unterschiedliche axiale Längen aufweisen.
Elektromotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommutatoren (9, 11) seitlich in axialer Richtung an entgegen gesetzten Enden aus der Magneteinrichtung (3, 103, 113; 123, 133) herausragen.
Elektromotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er getriebelos, ein Getriebemotor oder ein Linearantrieb ist.
Elektromotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Ankerwicklung (8, 10) mehrere, in axialer Richtung nebeneinander vorgesehene Statoren mit jeweils einem Magnetsatz zugeordnet sind.
Elektromotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Ankerwicklungen (8, 10) eine unterschiedlich Anzahl von Magnetsätzen (3, 103, 113; 123, 133) zugeordnet ist.