DE102006049529A1

DE102006049529A1 - Trägerteil für die Bürsten eines Kommutatormotors

Info

Publication number: DE102006049529A1
Application number: DE102006049529A
Authority: DE
Inventors: Roland Bohn; Orlando Gabriel De Dias; Stephan Pauli
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-04-24
Also published as: WO2008046731A1

Abstract

Es wird ein Trägerteil für die Bürsten (18) eines Kommutatormotors vorgeschlagen, insbesondere eines Antriebsmotors für den Heckwischer eines Kraftfahrzeuges, mit einer im Bereich des Kommutators (12) im Motorgehäuse (10) angeordneten Grundplatte (14) für die Bürstenanordnung (16, 18), wobei ein Steuermodul (28) für den Motor baulich mit der Grundplatte (14) vereinigt ist. Ein derartiges Trägerteil kann räumlich leicht in das Gehäuse (10) des Motors integriert werden, wodurch ein separates Elektronikgehäuse sowie dessen Montage und Kontaktierung eingespart werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Trägerteil für die Bürsten eines Kommutatormotors, insbesondere eines Antriebsmotors für den Heckwischer eines Kraftfahrzeuges, nach der Gattung des Anspruches 1.
Aus der DE 102 56 831 A1 ist ein Trägerteil für die Bürsten eines Kommutatormotors bekannt, bei dem die Bürstenhalter als sogenannte Hammerbürstenhalter ausgebildet und auf einer Grundplatte angeordnet sind, welche neben den Bürsten zwei Arbeitswiderstände zur Vermeidung von elektrostatischen Aufladungen trägt. Die Steuereinheit für den Elektromotor ist bei derartigen Bauformen außerhalb des Motors angeordnet, beispielsweise in einem getrennten Elektronikgehäuse, das am Motor oder an einem mit dem Motor verbundenen Getriebe angebaut ist. Diese Anordnungen erfordern einen zusätzlichen Bauaufwand für die Aufnahme und die Montage der elektronischen Steuerung des Motors, sie benötigen zusätzlichen Bauraum und es müssen Verbindungsmittel für den Anschluss des Elektromotors an die Steuereinheit vorgesehen werden, wodurch zusätzliche Kosten und zusätzlicher Montageaufwand bedingt sind.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Trägerteil für die Bürsten eines Kommutatormotors mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Elektronikmodul für die Motorsteuerung direkt in den Motor integriert werden kann, wodurch Material- und Montageaufwand eingespart und die Betriebssicherheit der Anordnung erhöht wird. Durch die Vereinigung des Steuermoduls mit der Grundplatte für die Bürstenanordnung kann die Gesamtbaugröße des Motors verringert werden, wobei gleichzeitig Störeinflüsse durch mechanische Beschädigungen, durch Feuchtigkeit oder durch Verschmutzung weitestgehend beseitigt werden.
Hinsichtlich der Gestaltung der Gesamtanordnung aus der Bürstenträgergrundplatte und dem Elektronikmodul für die Steuerung des Motors hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn entweder die Grundplatte selbst als Leiterplatte ausgebildet und das Steuermodul auf der Grundplatte angeordnet wird, oder wenn das Steuermodul auf einer mit der Grundplatte für die Bürstenanordnung verbundenen, separaten Leiterplatte angeordnet wird. Das Steuermodul wird hierbei insbesondere für Anordnungen, welche in großer Stückzahl gebaut werden, als anwenderspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet und direkt auf der Grundplatte oder der Leiterplatte angeordnet. Bei der Ausgestaltung der Grundplatte als Leiterplatte ist das Steuermodul zweckmäßigerweise auf der gleichen Seite der Grundplatte angeordnet wie die Bürsten. Die Ausführung mit einem Steuermodul, welches auf einer mit der Grundplatte für die Bürsten verbundenen separaten Leiterplatte angeordnet ist, bietet die Möglichkeit, die elektrische und die mechanische Bestückung des Trägerteils fertigungsmäßig zu trennen und die Teile erst in einem nachgeordneten Fertigungsschritt vorzugsweise durch Metallstifte miteinander zu verbinden, welche gleichzeitig eine Durchkontaktierung und somit eine Verbindung der Bauteile des Steuermoduls mit der Bürstenanordnung herstellen. In diesem Fall sind die Elemente des Steuermoduls vorzugsweise auf der von den Bürsten abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet und somit noch effektiver gegen mechanische und elektrische Störeinflüsse geschützt, beispielsweise durch Ablagerungen des Bürstenabriebs. Außerdem steht bei der Anordnung einer zusätzlichen Leiterplatte als Träger des Steuermoduls mehr Einbauraum für das Modul selbst und für zusätzliche Bauelemente zur Verfügung, da diese bei einer Ausbildung der Leiterplatte als Ringscheibe oder als Scheibensegment den gleichen Bauraum auf der Leiterplatte zwischen dem Motorgehäuse und dem Kommutator einnehmen können wie die Grundplatte für die Bürstenanordnung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1a und 1b ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trägerteils mit einer als Leiterplatte ausgebildeten Grundplatte der Bürstenträgeranordnung in der Draufsicht und der Seitenansicht und
2a und 2b eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trägerteils, bei der die Grundplatte für die Bürstenanordnung mit einer Leiterplatte als Träger des Steuermoduls mechanisch und elektrisch verbunden ist.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1a ist mit 10 das Gehäuse eines Kommutatormotors bezeichnet, in dem koaxial zum Gehäuse 10 und zum Kommutator 12 eine Grundplatte 14 angeordnet ist. Auf der Grundplatte 14 sitzt eine Bürstenanordnung mit zwei kastenförmigen Bürstenhaltern 16, in denen Bürsten 18 radial verschiebbar angeordnet sind und durch Federn 20 an den Kommutator 12 angedrückt werden.
Auf der Grundplatte 14 sind Leiterbahnen 22 ausgebildet, welche die Bürsten 18, beziehungsweise die mit den Bürsten verbundenen Federn 20 mit Anschlüssen 24 und 26 verbinden, an denen die Versorgungsspannung des Motors liegt. Im Zuge der Leiterbahn 22 zwischen dem Anschluss 24 und der zugehörigen Bürste 18 liegt ein Steuermodul 28 und ein Widerstand 30. Das Steuermodul 28 ist als integrierte Schaltung ausgebildet, stattdessen kann jedoch auch eine direkt auf die Ausführungsform und den Einsatz des Motors abgestimmte anwenderspezifische integrierte Schaltung (ASIC) eingesetzt werden, wenn die Stückzahl der speziellen Ausführungsform ausreichend groß ist. Zwischen dem Anschluss 26 und der anderen Bürste 18 kann beispielsweise eine Entstöreinheit 32 und/oder ein weiterer Widerstand 34 in den Verlauf der Leiterbahn 22 eingefügt werden.
Bei der Anordnung gemäß 1a bildet die Grundplatte 14 selbst das Trägerteil, welches einerseits in herkömmlicher Weise mit den Bürstenhaltern 16 bestückt ist und zusätzlich die Leiterbahnen 22 trägt, welche das auf der Grundplatte 14 angeordnete Steuermodul 28 für den Motor und weitere Bauelemente einerseits mit den elektrischen Anschlüssen 24, 26 und andererseits mit den Bürsten 18 für die Stromzuführung zum Kommutator 12 verbindet. Das Steuermodul 28 ist als vergossenes Bauteil ausgebildet und direkt auf der Grundplatte 14 auf der gleichen Oberfläche wie die Bürsten 16, 18 angeordnet, wie dies aus 1b ersichtlich ist. Diese Abbildung lässt weiterhin erkennen, dass auch die Rückseite der Grundplatte 14 für die Bestückung mit Bauelementen, beispielsweise mit einer Entstöreinheit 32, genutzt werden kann. In diesem Fall muss eine Durchkontaktierung 36 zu der Leiterbahn 22 auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Grundplatte 14 erfolgen, auf welcher die Bürstenanordnung 16, 18, das Steuermodul 28 und die Widerstände 30, 34 sitzen.
In den 2a und 2b sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 1a und 1b bezeichnet. Abweichend von der zuvor beschriebenen Ausführungsform des Trägerteiles weist die Grundplatte 14 in 2a keine Leiterbahnen 22 auf. Diese sind auf der Oberfläche einer separaten Leiterplatte 38 ausgebildet, welche durch Metallstifte 40 mit der Grundplatte 14 verbunden ist. Die Metallstifte 40 bilden gleichzeitig die Durchkontaktierung 36 zu den Bürstenanordnungen 16, 18 sowie weitere Durchkontaktierungen 42 zu den elektrischen Anschlüssen 24 und 26 auf der Grundplatte 14. Die Leiterplatte 38 ist auf der von den Bürsten 18 abgewandten Seite der Grundplatte 14 befestigt, sodass ihre gesamte Oberfläche für die Bestückung mit dem Steuermodul 28, der Entstöreinheit 32, den Widerständen 30 und 34 sowie gegebenenfalls weiteren Bauteilen genutzt werden kann. Die Leiterplatte 38 ist hierbei in Form einer Ringscheibe mit im Wesentlichen gleichen Abmessungen wie die Grundplatte 14 ausgebildet und ebenso wie die Grundplatte koaxial zum Motorgehäuse angeordnet. Gegebenenfalls kann die Leiterplatte 38 jedoch auch abweichend von der Form der Grundplatte 14 gestaltet werden, beispielsweise in Form eines Scheibensegmentes, welches einen Abschnitt der Oberfläche der Grundplatte 14 nicht überdeckt und dort Platz lässt für mechanische Verbindungsmittel.
Die erfindungsgemäße Gestaltung des Trägerteils ermöglicht eine kompakte, einfach zu montierende Bauform und die Integration der elektronischen Steuerung des Motors in die Baueinheit, wobei insbesondere die Ansteuereinheit des Motors, beispielsweise in der Form eines Mikrocontrollers, und eine Schalteinheit, beispielsweise in der Form eines Feldeffekttransistors, in Platz sparender Weise direkt in den Motor integriert werden können. Dabei ist zumindest die Leiterplatte 38 als Kunststoffteil ausgebildet, die Grundplatte 14 kann aus Festigkeitsgründen auch als elektrisch isoliertes Metallteil gestaltet sein. Das erfindungsgemäße Trägerteil eignet sich in besonderer Weise für die Verwendung als Antriebsmotor für den Heckwischer eines Kraftfahrzeuges, wobei einerseits die kompakte Bauweise sehr vorteilhaft ist und andererseits für das Steuermodul 28 wegen der begrenzten Anzahl der notwendigen Steuerfunktionen nur ein verhältnismäßig geringer Platzbedarf vorliegt. Eine weitere vorteilhafte Verwendungsmöglichkeit besteht beispielsweise als Antriebsmotor von Fensterhebern in Kraftfahrzeugen, wo ähnliche Einbauverhältnisse und ein ähnliches Platzangebot vorliegen.

Claims

Trägerteil für die Bürsten eines Kommutatormotors, insbesondere eines Antriebsmotors für den Heckwischer eines Kraftfahrzeuges, mit einer im Bereich des Kommutators (12) im Motorgehäuse (10) angeordneten Grundplatte (14) für die Bürstenanordnung (16, 18), dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuermodul (28) für den Motor baulich mit der Grundplatte (14) vereinigt ist.
Trägerteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (14) als Leiterplatte ausgebildet und das Steuermodul (28) auf der Grundplatte (14) angeordnet ist.
Trägerteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (28) als vergossenes Bauteil auf der Grundplatte (14) sitzt.
Trägerteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (28) in Form einer anwenderspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) auf der Grundplatte (14) angeordnet ist.
Trägerteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (28) auf der gleichen Seite der Grundplatte (14) wie die Bürsten (18) angeordnet ist.
Trägerteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (28) auf einer mit der Grundplatte (14) für die Bürstenanordnung (16, 18) verbundenen, separaten Leiterplatte (38) angeordnet ist.
Trägerteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (38) mit der Grundplatte (14) durch Metallstifte (40) verbunden ist.
Trägerteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (38) mit dem Steuermodul (28) auf der von den Bürsten (18) abgewandten Seite der Grundplatte (14) sitzt.
Trägerteil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (38) mit dem Steuermodul (28) als Ringscheibe oder als Scheibensegment ausgebildet und koaxial zum Motorgehäuse (10) auf der Grundplatte (14) für die Bürstenanordnung (16, 18) sitzt.