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Die
Erfindung betrifft einen Motor, insbesondere einen Gleichstrom-Verstellmotor
für ein
Kraftfahrzeug.
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In
modernen Kraftfahrzeugen werden als Gleichstrommotoren ausgebildete
Verstellmotoren für
Schließ-
oder Verstelleinrichtungen, wie beispielsweise elektrische Fensterheber,
elektrische Sitzverstellung, elektrische Betätigung von Türen und
Klappen etc. eingesetzt. Die Elektromotoren werden über eine
Steuerelektronik angesteuert, die teilweise auch sensible elektronische
Bauteile aufweist. Beim Betrieb kann es beispielsweise in Folge
eines ungünstigen
Aufbaus zu elektrostatischen Entladungen (ESD-Electrostatic Discharge)
kommen, die die Steuerelektronik stören oder sogar zerstören können. Derartige
elektrostatische Entladungen können
daher zu Funktionsstörungen
beispielsweise eines Fensterhebermechanismus oder auch zu dessen Ausfall
führen.
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Teilweise
sind die Motoren bereits mit so genannten Entstörplatinen ausgerüstet, welche
insbesondere die vom Elektromotor ausgehenden Störungen für die Fahrzeugelektronik neutralisieren.
Eine derartige Entstörplatine
ist hierbei mit geeigneten Elektronikbauteilen bestückt. Aufgrund
des komplexen Aufbaus der Entstörplatine
sind mit einer derartigen Entstörmaßnahme hohe
Kosten verbunden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach und kostengünstige Entstörung bei
einem Motor, insbesondere einem Gleichstrom-Verstellmotor, wie beispielsweise
einem Fensterhebermotor, zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
gelöst
durch einen Motor, insbesondere einen Gleichstrom-Verstellmotor
für ein
Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse
und mit zwei außerhalb
des Gehäuses
angeordneten Motorkontakten. Zumindest einer der Motorkontakte und
das Gehäuse
sind elektrisch zueinander um eine Funkenstrecke isoliert, die derart eingestellt
ist, dass bei Überschreiten
eines Überspannungswerts
bei Auftreten eines elektrostatischen Entladungs-Pulses über die
Funkenstrecke eine Funkenentladung stattfindet und der ESD-Puls über den
Motorkontakt abgeleitet wird. Durch diese Maßnahme werden elektrostatische
Entladungspulse vom üblicherweise
als metallischen Poltopf ausgebildeten Motorgehäuse sicher und zuverlässig bei Überschreiten
des Überspannungswertes über den Motorkontakt
abgeleitet. Unter Funkenstrecke wird hierbei eine nicht leitfähige Wegstrecke
zwischen zwei elektrisch leitenden Teilen verstanden. Die Wegstrecke
und die elektrisch leitfähigen
Teile sind gleichzeitig derart ausgebildet, dass bei einer vorbestimmten
Spannungsdifferenz ein Funkenüberschlag auftritt
und somit eine Entladung stattfindet. Die Funkenstrecke ist hierbei
in geeigneter Weise derart ausgebildet, dass eine sichere Ableitung
von Ladungspulsen gewährleistet
ist, um eine in der Umgebung des Elektromotors angeordnete Steuerelektronik
sicher und zuverlässig
vor einem solchen ESD-Puls zu schützen. Gleichzeitig ist durch
die Ausgestaltung einer einfachen Funkenstrecke kein aufwändiger Aufbau
erforderlich, insbesondere kann auf aufwändige Entstörmaßnahmen mit Hilfe von elektronischen Bauteilen
verzichtet werden, so dass sich insgesamt ein konstruktiv einfacher
und kostengünstiger
Aufbau ergibt.
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Zweckdienlicherweise
ist hierbei die Funkenstrecke auf einer nachfolgend als ESD-Schutzplatine bezeichneten
Platine ausgebildet. Durch die Verwendung einer Platine beim Aufbau
der Funkenstrecke kann diese mit üblichen Techniken bei der Leiterplattenherstellung
in kostengünstiger
Weise hergestellt werden. Gleichzeitig ist durch die Verwendung
einer Platine die Handhabung und der Zusammenbau einfach. Bevorzugt
ist hierbei vorgesehen, dass die Funkenstrecke durch eine auf der
ESD-Platine aufgebrachte unterbrochene Leiterbahn ausgebildet ist. Die
Ausbildung der Funkenstrecke ist daher denkbar einfach und damit
kostengünstig.
Die Funkenstrecke ist hierbei gebildet zwischen den aufeinander
zugewandeten Enden der unterbrochenen Leiterbahn.
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Um
einen definierten Überspannungswert einzustellen,
ab dem die Funkenentladung über
die Funkenstrecke stattfindet, ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung
vorgesehen, dass die Enden eine spezielle Endgeometrie aufweisen,
die sich von der üblicherweise
rechteckförmigen
Leiterbahngeometrie der restlichen Leiterbahn unterscheidet. Die
Leiterbahn wird allgemein mit üblichen,
an sich bekannten Technologien bei der Leiterplattenkonfektionierung
aufgebracht. Zur Ausbildung der Leiterbahnteilstücke mit den speziellen Endgeometrien
bieten sich beispielsweise Maskierungsverfahren an.
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Bevorzugt
bilden die Enden hierbei Spitzen aus, die zueinander orientiert
und beispielsweise insgesamt dreiecksförmig ausgebildet sind. Durch
den spitz zulaufenden oder allgemein verjüngenden Verlauf der Enden sammeln
sich die Ladungen bei Auftreten eines ESD-Pulses im vorderen spitzen
Bereich, so dass sich zwischen den beiden zugewandten spitzen Bereichen
eine hohe Potenzialdifferenz ausbildet. Insgesamt ist durch diese
spezielle Ausgestaltung der Endgeometrie ein sehr feines Einstellen eines
Schwellwertes ermöglicht,
ab dem über
die Funkenstrecke eine Entladung stattfindet.
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Im
Hinblick auf eine möglichst
einfache und kostengünstige
Ausgestaltung ist die ESD-Schutzplatine als eine Einfachstplatine
unbestückt
ausgebildet, weist also keinerlei elektronischen Bauteile auf. Sie
ist lediglich mit der Leiterbahn zur Ausbildung der Funkenstrecke
versehen sowie mit den notwendigen Kontaktelementen zur Kontaktierung
des Gehäuses einerseits
und der Motorkontakte andererseits.
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Um
diese Einfachstplatine ohne konstruktive Änderungen bei bereits heute
eingesetzten Motoren, insbesondere Fensterhebermotoren einsetzten
zu können,
ist die Entstörplatine
gemäß einer
zweckdienlichen Weiterbildung an dem Ort platziert, der für die Anordnung
einer Entstörplatine
vorgesehen ist. D. h. die hier beschriebene Einfachstplatine ersetzt die
aufwändig
gestaltete Entstörplatine,
so dass am grundsätzlichen
Aufbau des Motors keine Änderungen
vorgenommen werden müssen.
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Hierzu
und um eine einfache Montage zu ermöglichen, ist die ESD-Schutzplatine
bevorzugt mit Kontaktflächen
zur Kontaktierung mit den Motorkontakten versehen, wobei diese mit
einem Kontaktbereich gegen die Kontaktflächen gepresst sind. Es ist also
keinerlei Schraub-, Löt-
oder sonstige Kontaktierungsart erforderlich. Vielmehr wird die
Kontaktierung ausschließlich
durch eine Klemmkontaktierung erreicht. Hierzu ist zweckdienlicherweise
vorgesehen, dass die ESD-Schutzplatine zwischen einem rückseitigen
Widerlager, beispielsweise einer Anlagefläche und einer den Kontaktbereich
bildenden Auswölbung des
Motorkontakts geklemmt ist.
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In
einer alternativen Ausgestaltung ist zur Ausbildung der Funkenstrecke
vorgesehen, dass das Gehäuse
oder zum Gehäuse
gehörige
Stanzteile und/oder die Motorkontakte derart ausgebildet sind, dass
der minimale mechanische Abstand zwischen dem Gehäuse bzw.
einem speziell gebogenen Stanzbiegeteil und dem jeweiligen Motorkontakt
die jeweilige Funkenstrecke bildet. Bei dieser Maßnahme ist also
vorgesehen, dass durch eine geeignete mechanische Ausgestaltung
des leitfähigen
Gehäuses
einerseits und der Motorkontakte andererseits unmittelbar die Funkenstrecke
ohne Verwendung weiterer Hilfsmittel ausgebildet ist. Insbesondere
finden hierbei geeignete Stanzbiegeteile sowohl für die Motorkontakte
als auch für
das Gehäuse
Anwendung. Hierbei ist insbesondere eine spezielle Formgebung der einander
zugewandten Endbereiche der Motorkontakte einerseits und der Gehäuseteile
andererseits vorgesehen, wobei zwischen diesen einander gegenüberliegenden
Endbereichen die Funkenstrecke ausgebildet ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert. Es zeigen
jeweils in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen:
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1 eine
Vorderansicht auf einen Elektromotor,
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2 eine
Seitenansicht des in 1 dargestellten Elektromotors
und
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3 eine
Aufsicht auf eine als Einfachstplatine ausgebildete ESD-Schutzplatine.
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In
den Fig. sind gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Der hier nur teilweise und stark vereinfacht dargestellte
Elektromotor 2 wird bevorzugt als Fensterhebermotor in
einem Kraftfahrzeug eingesetzt. Er weist ein durch einen metallischen
Poltopf gebildetes Gehäuse 4 auf,
in dem die eigentlichen elektrischen Bauteile des Motors 2 angeordnet
sind. Stirnseitig aus dem Gehäuse 4 treten
zwei Motorkontakte 6 aus, über die der Motor 2 mit
Strom versorgt wird. Die Motorkontakte 6 sind hierbei insbesondere
als Stecklaschen ausgebildet, auf denen zur Kontaktierung korrespondierende Steckbuchsen
ausgebildet sind. Über
die Motorkontakte 6 werden die Spulen des Motors 2 über hier nicht
näher dargestellte
Lötkontakte
kontaktiert. Hierzu sind die Spulenenden aus dem Gehäuse 4 herausgeführt.
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Auf
die Stirnseite des Gehäuses 4 ist
ein im Ausführungsbeispiel
im Querschnitt gesehen L-förmiger
Isolationsblock 8 befestigt, der unter anderem eine mechanische
Tragefunktion für
die Motorkontakte 6 sowie für eine ESD-Schutzplatine 10 aufweist. Wie
insbesondere aus der 2 zu entnehmen ist, ist die
Schutzplatine 10 zwischen den Motorkontakten 6 und
einer durch den Isolationsblock 8 gebildeten Anlagefläche eingeklemmt.
Hierzu weisen die Motorkontakte 6 eine Auswölbung auf,
die einen Kontaktbereich 12 bildet. Mit diesem Kontaktbereich 12 ist
der Motorkontakt 6 mit einer gewissen Federkraft gegen
eine entsprechende Kontaktfläche 14 der Schutzplatine 10 gepresst.
Am unteren Ende der Schutzplatine 10 ist eine weitere Kontaktfläche 16 zur Kontaktierung
mit dem Gehäuse 4 vorgesehen.
Diese Kontaktierung erfolgt vorzugsweise ebenfalls über einen
Klemmkontakt mit einem aufgebogenen Kontaktteil 18 des
Gehäuses 4.
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Der
Aufbau der Schutzplatine 10 ist insbesondere aus der 3 zu
entnehmen. Auf der Schutzplatine 10 sind lediglich die
beiden Kontaktflächen 14 für die Motorkontakte 6,
die weitere Kontaktfläche 16 für die Kontaktierung
des Gehäuses 4,
sowie zwei Leiterbahnen 20 aufgebracht. Weitere Elemente,
insbesondere elektronische Bauteile sind nicht vorgesehen. Die auf
der Schutzplatine 10 angeordneten Teile 14, 16, 18, 20 sind
in einfacher Weise durch das Aufbringen von leit fähigem Material
mit üblichen
Leiterplatten – Technologien
ausgebildet. Sämtliche
auf der Schutzplatine 10 angebrachten Elemente können daher
als besonders ausgestaltete Leiterbahnen angesehen werden.
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Zwischen
den Kontaktflächen 14 und
der weiteren Kontaktfläche 16 ist
jeweils eine Funkenstrecke 22 ausgebildet. Hierzu sind
die Leiterbahnen 20 unterbrochen. Ihre einander zugewandten
Enden 24 sind hier im Ausführungsbeispiel dreiecksförmig ausgebildet,
wobei die Enden 24 mit ihren Spitzen einander zugewandt
sind. Die Spitzen sind hierbei voneinander beabstandet, so dass
die Motorkontakte 6 von dem Gehäuse 4 elektrisch isoliert
sind.
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Bei
Auftreten von elektrostatischen Ladungen, insbesondere zwischen
dem Gehäuse 4 und den
Motorkontakten 6, führt
dies dazu, dass zwischen den Enden 24 eine Spannungsdifferenz
entsteht. Überschreitet
diese Spannungsdifferenz einen Überspannungswert,
so findet eine Funkenentladung über
die Funkenstrecke 22 statt. Die elektrostatischen Ladungen
werden als elektrostatischer Entladungs-Puls (SSD-Puls) über einen oder beide Motorkontakte 6 abgeleitet.
Hierdurch sind in der näheren Umgebung
angeordnete empfindliche elektronische Bauteile, beispielsweise
eine Steuerelektronik für den
Fensterhebermotor 2, vor elektrostatischen Entladungseffekten
geschützt.
Eine Fehlfunktion durch einen SSD-Puls ist daher sicher vermieden.
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- 2
- Elektromotor
- 4
- Gehäuse
- 6
- Motorkontakt
- 8
- Isolationsblock
- 10
- ESD-Schutzplatine
- 12
- Kontaktbereich
- 14
- Kontaktfläche
- 16
- weitere
Kontaktfläche
- 18
- Kontaktteil
- 20
- Leiterbahn
- 22
- Funkenstrecke
- 24
- Enden