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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Aktuatoranordnung für
eine Bremseinheit einer Fahrzeugbremsanlage, umfassend ein Gehäuse
und eine in dem Gehäuse angeordnete elektromechanische
Antriebseinrichtung.
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Derartige
Aktuatoranordnungen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
So zeigt beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2005 036 863
A1 eine Bremseinheit einer Fahrzeugbremsanlage, die als
Scheibenbremse ausgeführt ist. Diese Bremseinheit wird
im Normalbetriebsfall hydraulisch betätigt, indem ein Bremskolben
durch Anlegen eines hydraulischen Drucks verlagert wird. Im Feststellbremsbetrieb,
das heißt dann, wenn die Bremseinheit dauerhaft in einen
Bremszustand versetzt werden soll, wird der Bremskolben durch Beaufschlagung
mit Hydraulikfluid in Anlage mit einer Bremseinheit gebracht. In
der Folge wird eine elektromechanische Aktuatoranordnung betätigt,
um eine mechanische Blockiereinrichtung an dem Bremskolben anzulegen,
so dass dieser in seiner Bremsstellung blockiert wird. Die Aktuatoranordnung
umfasst einen Elektromotor sowie ein zugehöriges Getriebe. So
ist es möglich, mit dieser Bremseinheit einen Festellbremszustand
durch rein elektronische Ansteuerung zu erreichen, ohne dass wie
bisher üblich eine mechanische Feststellbremskraft, beispielsweise über
einen Handbremshebel oder ein zu betätigendes Fußpedal
aufgebracht werden muss. In diesem Zusammenhang wird auch von einer „elektronischen Parkbremse"
gesprochen.
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In
der Praxis hat die Nachfrage nach derartigen Bremseinheiten stark
zugenommen. Mit zunehmender Stückzahl werden auch die Anforderungen hinsichtlich
eines möglichst geringen Fertigungs- und Montageaufwands
höher.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von
dem eingangs beschriebenen Stand der Technik eine Aktuatoranordnung und
eine entsprechend ausgerüstete Bremseinheit bereitzustellen,
die hinsichtlich ihres Gesamtaufbaus vereinfacht wird und hinsichtlich
einer Fertigung und Montage in großen Stückzahlen
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bietet.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Aktuatoranordnung der eingangs bezeichneten
Art gelöst, bei der vorgesehen ist, dass der elektromechanischen Antriebseinrichtung eine
Ansteuerungselektronik zugeordnet ist, wobei die Ansteuerungselektronik
zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet ist.
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Bei
der serienreifen Lösung gemäß der Erfindung
ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Ansteuerungselektronik
in dem Gehäuse der Aktuatoranordnung untergebracht ist.
Dies bedeutet, dass die Aktuatoranordnung als integrierte Baugruppe
ausgebildet werden kann, die dann durch einfaches Anschließen
an die Fahrzeugelektronik funktionsbereit ist. Dadurch erleichtert
sich in erheblichem Maße die Montage, da der Monteur nicht
mehr Sorge dafür tragen muss, dass auch die Ansteuerungselektronik korrekt
positioniert ist. Vielmehr kann die Aktuatoranordnung als komplette
Baugruppe – mit bereits integrierter Ansteuerungselektronik – geliefert
werden und muss vom Monteur nur noch als Ganzes montiert und elektronisch
angeschlossen werden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ansteuerungselektronik
eine Steuereinheit und eine Leistungselektronik aufweist, wobei
zumindest die Leistungselektronik in dem Gehäuse angeordnet
ist. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass insbesondere
die Leistungselektronik, welche zur Vermeidung von Leitungsverlusten nahe
der elektromechanischen Antriebseinrichtung anzuordnen ist, sich
besonders für eine Integration in das Gehäuse
eignet. Es ist aber auch denkbar, dass die gesamte Ansteuerungselektronik,
d. h. auch zusätzlich die dieser zugeordnete Steuereinheit,
in dem Gehäuse angeordnet ist. Alternativ kann die Steuereinheit
aber auch beispielsweise in einem übergeordneten Bremssteuergerät
angeordnet sein und so eine Ansteuerung mehrerer Bremseinheiten
ermöglichen.
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Eine
vorteilhafte Montage der Aktuatoranordnung ergibt sich insbesondere
dann, wenn die Antriebseinrichtung mit der im Gehäuse integrierten
Ansteuerungselektronik über steckbare Verbindungen koppelbar
oder gekoppelt ist. So ist es nicht mehr erforderlich, die einzelnen
Komponenten elektronisch über Lötverbindungen
zu verbinden, stattdessen lassen sich über steckbare Verbindungen
zuverlässige Kontakte unter geringem Montageaufwand herstellen.
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Im
Zuge der Integration der einzelnen Komponenten sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, dass der in dem Gehäuse angeordnete
Teil der Ansteuerungselektronik, insbesondere die Leistungselektronik,
auf einer Platine integriert ist. In diesem Zusammenhang und in
Verbindung mit den vorstehend angesprochenen steckbaren Verbindungen
lässt sich die Montage weiter vereinfachen, da der in dem
Gehäuse angeordnete Teil der Ansteuerungselektronik, insbesondere
die Leistungselektronik, einfach als eine Komponente in das Gehäuse
eingebaut und angeschlossen werden kann.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Antriebseinrichtung
einen Motor und ein mit diesem gekoppeltes Getriebe aufweist. In
diesem Zusammenhang kann gemäß einer Ausführungsvariante
der Erfindung vorgesehen sein, dass der in dem Gehäuse
angeordnete Teil der Ansteuerungselektronik oberhalb des Motors
angeordnet ist. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass
der in dem Gehäuse angeordnete Teil der Ansteuerungselektronik
seitlich des Motors angeordnet ist. Je nach Bedarf lässt
sich also der in dem Gehäuse angeordnete Teil der Ansteuerungselektronik
an beliebiger Stelle nahe des Motors anbringen, so dass auf die
Einbausituation in dem jeweiligen Fahrzeug eingegangen werden kann.
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Um
eventuelle Wartungs- oder Austauscharbeiten zu erleichtern, sieht
eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Gehäuse
mehrteilig ausgebildet ist, wobei der in dem Gehäuse angeordnete
Teil der Ansteuerungselektronik durch Abnehmen eines Gehäuseteils
zugänglich ist. So ist es möglich, statt einer
kompletten Demontage des Gehäuses lediglich das dafür
vorgesehene Gehäuseteil abzunehmen, um Zugang zu der Ansteuerungselektronik
zu bekommen. Auf diese Weise kann einfach beispielsweise die vorstehend
angesprochene Platine gewartet oder ausgetauscht werden. In diesem
Zusammenhang kann gemäß einer Ausführungsvariante
der Erfindung vorgesehen sein, dass nahe des in dem Gehäuse
angeordneten Teils der Ansteuerungselektronik ein abnehmbarer Gehäusedeckel
vorgesehen ist. So muss lediglich der Gehäusedeckel abgenommen werden,
um Zugang zu dem im Gehäuse angeordneten Teil der Ansteuerungselektronik
zu erhalten.
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Alternativ
hierzu kann aber auch vorgesehen sein, dass der in dem Gehäuse
angeordnete Teil der Ansteuerungselektronik in einem abnehmbaren
Gehäuseteil integriert ist. So kann ein Austausch des in dem
Gehäuse angeordneten Teils der Ansteuerungselektronik einfach
durch Austausch des abnehmbaren Gehäuseteils erfolgen.
In diesem Zusammenhang ist zur Vermeidung von Defekten bei der Montage
oder bei der Wartung vorgesehen, dass das abnehmbare Gehäuseteil
einen den in dem Gehäuse angeordneten Teil der Ansteuerungselektronik
schützend aufnehmenden Rahmen aufweist. Dadurch wird die
verhältnismäßig empfindliche Ansteuerungselektronik
zusätzlich geschützt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der in dem Gehäuse
angeordnete Teil der Ansteuerungselektronik lösbare Kabelbrücken
zum Anschließen an die An triebseinrichtung aufweist. Diese Ausführungsvariante
empfiehlt sich insbesondere dann, wenn der in dem Gehäuse
angeordnete Teil der Ansteuerungselektronik in dem abnehmbaren Teil
integriert ist und als Ganzes zusammen mit dem abnehmbaren Teil
von dem Gehäuse entfernt werden kann.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem abnehmbaren Gehäuseteil
ein elektronischer Steckverbinder zum Anschließen an die
Fahrzeugelektronik integriert ist. Dadurch lässt sich die verhältnismäßig
komplizierte Geometrie, die zur integralen Ausbildung des Steckverbinders
erforderlich ist, an dem abnehmbaren Gehäuseteil vorsehen,
so dass die Herstellung des dem wesentlichen Teil der Antriebseinrichtung
aufnehmenden Gehäuseteils nicht zu aufwendig wird.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Bremseinheit einer Fahrzeugbremsanlage
mit einer Aktuatoranordnung der vorstehend beschriebenen Art. Ein
wesentlicher Vorteil einer derartigen Bremseinheit liegt, wie eingangs
bereits erwähnt, in der kompakten und autarken Ausgestaltung.
Die Bremseinheit muss lediglich an die Fahrzeugelektronik und gegebenenfalls
an das Hydrauliksystem der Bremse angeschlossen werden. Weitere
Montageschritte sind nicht erforderlich.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren beispielhaft
erläutert. Es stellen dar:
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1 eine
Schnittansicht durch eine erste Ausführungsvariante einer
erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung;
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2 eine
Ansicht gemäß 1 der ersten Ausführungsvariante,
wobei jedoch ein Gehäusedeckel weggelassen wurde;
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3 eine
Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen
Aktuatoranordnung;
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4 eine
perspektivische teilweise aufgebrochene Ansicht einer dritten Ausführungsvariante der
Erfindung;
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5 eine
perspektivische Ansicht mit weggeklapptem Gehäusedeckel
einer vierten Ausführungsvariante der Erfindung und;
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6 eine
perspektivische teilweise aufgebrochene Ansicht einer fünften
Ausführungsvariante der Erfindung;
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Aktuatoranordnung im Schnitt
gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst
ein Gehäuse 12, das mehrteilig ausgeführt
ist. Das Gehäuse 12 umfasst einen Gehäusegrundkörper 14 sowie
einen auf diesen aufgesetzten Gehäusedeckel 16,
der auf den Gehäusegrundkörper 14 aufgesetzt
ist. Der Gehäusedeckel 16 weist in seinem rechten
Bereich eine Öffnung auf, auf die eine abnehmbare Verschlusskappe 18 aufgesetzt
ist.
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In
dem Gehäusegrundkörper 14 ist ein Elektromotor 20 fest
aufgenommen. Der Elektromotor 20 weist eine Motorausgangswelle 22 auf,
die in 1 in nicht gezeigter Weise mit einem Getriebe
gekoppelt ist. Auf der Motorausgangswelle 22 ist ein Abtriebselement 24 in
Form einer Riemenscheibe vorgesehen, die über einen nicht
gezeigten Riemen das angesprochene Getriebe antreibt.
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In 1 erkennt
man, dass eine Platine 26 oberhalb des Motors angeordnet
ist. Die Platine 26 trägt elektronische Komponenten 28,
die die Leistungselektronik zur Ansteuerung des Motors 20 bilden.
Die Platine 26 ist über Leiterbahnen 30 elektrisch
leitend mit Anschlüssen 32 innerhalb eines Steckverbinders 34 verbunden.
Der Steckverbinder 34 ist integral an dem Gehäusegrundkörper 14 ausgebildet.
Die Leiterbahnen 30 sind in dem Gehäusegrundkörper 14 eingebettet,
d. h. bei dessen Herstellung beispielsweise durch ein Spritzgießverfahren umspritzt.
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2 zeigt
die Anordnung gemäß 1, wobei
jedoch der Gehäusedeckel 16 mit der Verschlusskappe 18 weggelassen
wurden. Man erkennt, dass die Platine 26 lediglich durch
Aufstecken auf die mechanisch verhältnismäßig
stabilen Leiterbahnen 30 an dem Gehäuse 12 gehalten
wird. Ferner erkennt man noch eine Zuleitung 36 von der
Platine 26 zum Motor 20, um diesen elektrisch
anzusteuern.
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Im
Rahmen der Montage der Aktuatoranordnung 10 wird zunächst
der Elektromotor 20 in dem Gehäusegrundkörper 14 eingesetzt
und dort verankert. Die Leiterbahnen 30 sind, wie bereits
erwähnt, bereits in dem Gehäusegrundkörper 14 integriert.
In der Folge kann dann die Platine 26 mit der Leistungselektronik
auf dem Gehäusegrundkörper 14 aufgesetzt
werden, wobei diese Ausnehmungen aufweist, in die die freien Enden
der Leiterbahnen 30 über einen Passsitz eingefügt
werden können, so dass sie die Platine 26 mechanisch
halten. Gleichzeitig findet ein elektronisches Kontaktieren der
Platine 26 statt. Zusätzlich oder alternativ können
auch Verlötungen vorgenommen werden. In der Folge wird
dann der Motor 20 über die Leitung 36 sowie
eine weitere nicht gezeigte Leitung mit der Leiterplatte kontaktiert.
Auch hierbei kann ein nachträgliches Löten stattfinden. Nachdem
der Zustand gemäß 2 erreicht
ist, wird der Gehäusedeckel 16 (siehe 1)
aufgesetzt. Dieser kann bereits mit der Abdeckkappe 18 versehen sein
oder nachträglich mit dieser versehen werden. Der Gehäusedeckel 16 wird
mit dem Gehäusegrundkörper 14 verklebt
oder ultraschallverschweißt. Die Gehäusekappe 18 ist
in der Regel abgedichtet am Gehäusedeckel 16 angebracht.
Hierzu können Gummidichtungen verwendet werden. Gleichermaßen kann
aber auch ein lösbares Verkleben hilfreich sein.
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Man
erkennt ferner, dass der Steckverbinder eine Rastnase 38 aufweist,
die ein Verrasten mit einem nicht gezeigten korrespondierenden Steckverbinder
eines Anschlusskabels ermöglicht und so ein unerwünschtes
Lösen im Laufe des Betriebs verhindert.
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1 und 2 zeigen
eine Ausführungsvariante der Erfindung, bei der der Aktuator
integriert als autarke Einheit an der Bremseinheit angebracht werden
kann, wobei ein Teil der Ansteuerungselektronik, im gezeigten Fall
die Leistungselektronik auf der Platine 26 im Gehäuse
platzsparend oberhalb des Motors 20 integriert ist. Die
Anordnung unmittelbar oberhalb des Motors 20 hat insbesondere
den Vorteil, dass die Verbindungen zwischen der Platine 26 und
dem Motor 20 relativ kurz gehalten werden können,
so dass sich kaum Leitungsverluste ergeben.
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In 3 ist
eine alternative Ausführungsvariante der Erfindung gezeigt.
Zur Erleichterung der Beschreibung und zur Vermeidung von Wiederholungen,
werden lediglich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsvariante
gemäß 1 und 2 beschrieben.
Es werden dieselben Bezugszeichen verwendet, jedoch mit der Ziffer „1"
vorangestellt.
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Man
erkennt in 3, dass die Platine 126 nicht
mehr oberhalb des Elektromotors 120 sondern seitlich, d.
h. in ihrer Längserstreckung parallel zur Motorlängsachse
A angeordnet ist. Eine derartige Anordnung empfiehlt sich insbesondere
dann, wenn oberhalb des Motors 20 relativ wenig Bauraum
zur Verfügung steht. Wiederum ist die Leiterplatte 126 auf
Leiterbahnen 130 aufgesteckt, die in dem Gehäusegrundkörper 114 integriert
sind. Ferner zeigt 3 einen Gehäusedeckel 118.
Eine Besonderheit der Ausführungsform gemäß 3 liegt
darin, dass die Platine 126 in dem Gehäuse 118 aufgenommen
ist und mit diesem vom Gehäusegrundkörper 114 abnehmbar
ist. Der Gehäusedeckel 118 weist einen umlaufenden
Randbereich 140 auf, der die Plati ne 126 auch
dann schützend umgibt, wenn der Deckel 118 von
dem Gehäusegrundkörper 114 abgenommen
ist. In dem Gehäusedeckel 118 ist der Steckverbinder 134 integriert.
Der Steckverbinder 134 weist wiederum Verbindungskontakte 132 auf,
wie mit Bezug auf 1 und 2 bereits
erläutert.
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Die
Montage erfolgt folgendermaßen, die Platine 126 mit
der Leistungselektronik wird auf die in dem Gehäusedeckel 118 integriert
ausgebildeten und eingebetteten Leiterbahnen 130 mit Presssitz aufgesetzt
und von diesen gehalten. Gegebenenfalls findet nachträglich
noch eine Verlötung statt. Sodann wird der Gehäusedeckel 118 in
den Gehäusegrundkörper 114 eingesetzt.
Dabei werden zwei verhältnismäßig stabil
ausgebildete Leiterbahnen 142 (in 3 gezeigt)
in das Gehäuse 114 eingeführt, so dass
sie in den vom Gehäusedeckel 116 umgegebenen Bereich
hineinragen. Diese tragen an ihrem freien oberen Ende Anschlussklemmen,
die dann mit korrespondierenden Anschlusskabeln (in 3 nur das
Anschlusskabel 136 gezeigt) mit den Motorkontakten (in 3 nur
Motorkontakt 133 gezeigt) koppelbar sind.
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Auch
bei der Ausführungsvariante gemäß 3 sind
die beiden Gehäusekomponentengrundkörper 114 und
Deckel 116 miteinander dichtend verschweißt. Das
die Platine tragende Gehäuseelement 118, an dem
der Steckverbinder 134 ausgebildet ist, ist dichtend in
den Gehäusegrundkörper 114 eingesetzt
und mit diesem gegebenenfalls verklebt oder verschweißt.
Im Wartungsfall, oder dann, wenn die Platine 126 ausgetauscht
werden muss, lässt sich einfach der Deckel 118 abnehmen,
so dass dieser Zugang zu der Platine 126 bietet.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung in einer
perspektivischen teilweise aufgebrochenen Ansicht. Es werden lediglich
die Unterschiede zu den Ausführungsvarianten gemäß der 1, 2 und 3 beschrieben.
Wiederum werden dieselben Bezugszeichen verwendet, nur mit der Ziffer
"2" vorangestellt.
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In 4 ist
die Leiterplatine 226 wie in 3 dargestellt
seitlich des Motors 220 angeordnet. Der im Gehäusedeckel 218 integrierte
Steckverbinder 234 ist mit seinen nicht gezeigten, nach
oben gerichteten Verbindungskontakten ähnlich der Leiterplatine parallel
zur Längsachse des Motors 220 ausgerichtet. Dies
kann vorteilhaft sein, falls seitlich neben der Aktuatoranordnung
wenig Bauraum zur Verfügung steht.
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Bei
der Montage wird die Leiterplatine 226 mit zwei Anschlusskabeln 236 und 237 an
die beiden korrespondierenden Motorkontakte 233 und 235 angeschlossen.
Anschließend erfolgt die Verbindung der Platine 226 mit
dem Gehäusedeckel 218 mittels der in den Gehäusedeckel
integriert ausgebildeten und eingebetteten Leiterbahnen 230.
Die mit Presssitz aufgesetzte Leiterplatine 226 wird von
den Leiterbahnen 230 an dem Gehäusedeckel 218 gehalten.
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5 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer vierten Ausführungsvariante
der Erfindung mit abgeklappten Gehäusedeckel. Wiederum
werden nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsformen
erläutert. Es werden die gleichen Bezugszeichen verwendet,
jedoch mit der Ziffer "3" vorangestellt.
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In 5 erkennt
man eine vollständige Darstellung des erfindungsgemäßen
Gegenstands, bei dem der Motor 320 mit einem nicht gezeigten
Antriebselement über einen Riemen 348 ein Getriebe 346 antreibt.
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In
den Gehäusegrundkörper 314 sind wiederum
zwei Leiterbahnen 342 und 343 integriert, die mittels
nicht dargestellter Kabelbrücken mit Motorkontakten koppelbar
sind. Eine Besonderheit der Ausführungsvariante gemäß 5 liegt
darin, dass die Platine 326 an dem Gehäusedeckel 318 angeordnet
werden kann, und mit zwei Kabelbrücken an die Leiterbahnen 342 und 343 angeschlossen
werden kann.
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Im
Rahmen der Montage wird die Platine 326 mit Presssitz auf
die in den Gehäusedeckel 318 integrierten Leiterbahnen 330 aufgesetzt
und dadurch gehalten, wobei der Gehäusedeckel 318 und
die Platine 326 eine eigene Baugruppe bilden. Sodann wird der
Gehäusedeckel 318 in den Gehäusegrundkörper 314 eingesetzt.
Dadurch wird die Platine 326 über die Leiterbahnen 342 und 343 mit
dem Motor verbunden.
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Auch
bei dieser Ausführungsvariante wird der Gehäusegrundkörper 314 mit
dem Gehäusedeckel 316 dichtend verschweißt.
Das die Leiterplatine 326 tragende Gehäuseelement 318 wird
dichtend in den Gehäusegrundkörper 314 eingesetzt
und mit diesem gegebenenfalls verschweißt oder verklebt.
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In 6 ist
eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung
in einer perspektivischen, teilweise aufgebrochenen Ansicht gezeigt.
Es werden wiederum nur die Unterschiede zu den vorangegangenen Ausführungsformen
gemäß der 1 bis 6 beschrieben,
um Wiederholungen zu vermeiden. Es werden dieselben Bezugszeichen
verwendet, jedoch mit der Ziffer "4" vorangestellt.
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Die
Platine 426 wird in ihrem unteren Bereich auf die Leiterbahnen 430,
die in dem Gehäusedeckel 418 eingebettet sind,
mit Presssitz aufgesteckt und in ihrem oberen Bereich von einer
Führung 452, die sich an dem Gehäusedeckel 418 befindet,
aufgenommen. Die Platine 426 wird über eine Klemmverbindung 450 mit
den Leiterbahnen (nur Leiterbahn 442 gezeigt) verbunden.
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Die
Montage erfolgt ähnlich zu der mit Bezug auf 3 beschriebenen
zweiten Ausführungsvariante. Die Platine 426 wird
jedoch bei dieser Ausführungsform zuerst in die Halterung 452 eingebracht und
anschließend in ihrem unteren Bereich auf die Leiterbahn 430 aufgesteckt.
An die in dem Gehäusegrundkörper eingeführten
Leiterbahnen (nur Leiterbahn 442 gezeigt) ist die Platine 426 mittels
einer Klemmverbindung 450 gekoppelt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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