-
Die
Erfindung betrifft einen Elektromotor zum Antrieb eines Funktionselementes
eines Kraftfahrzeuges, welcher eine Mehrzahl elektrischer Anschlusskontakte
aufweist, welche mit einer ersten Gruppe von Anschlusskontakten
auf einer Leiterplatte mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden
zweiten Seite verbunden sind, wobei die Leiterplatte mindestens
eine zweite Gruppe von Anschlusskontakten aufweist, welche mit einer
elektrischen Steckverbindung verbindbar sind.
-
Solche
Elektromotoren werden in Kraftfahrzeugen zum Antrieb verschiedener
Funktionselemente eingesetzt, wie beispielsweise Scheibenwischvorrichtungen,
elektrische Fensterheber, elektrische Schiebedächer, Sitzverstellungen und
dergleichen. Fallweise kann der Elektromotor dabei mit einem Getriebegehäuse verbunden
sein. In diesem Falle kann sowohl die mechanische Befestigung als auch
die elektrische Kontaktierung sowohl am eigentlichen Motorgehäuse als
auch am Getriebegehäuse
erfolgen. Erforderlichenfalls werden dazu elektrische Anschlussleitungen
zum Motor innerhalb oder außerhalb
des Getriebegehäuses
an die zum elektrischen Anschluss vorgesehene Stelle geführt.
-
Die
elektrische Verbindung zum Bordnetz des Fahrzeuges wird dabei meist
durch einen Steckverbinder hergestellt, so dass die Verbindung in
einfacher Weise hergestellt und gelöst werden kann. Zur mechanischen
und elektrischen Verbindung des Steckkontaktes mit den Anschlusskontakten
des Motors steht ein Schaltungsträger, beispielsweise eine Leiterplatte,
zur Verfügung.
Sofern die Steckrichtung des Steckverbinders für eine vorgegebene Einbausituation
nicht geeignet ist, so erfordert dies umfangreiche Änderungen
am Steckverbinder, am Schaltungsträger und/oder am Motor bzw.
am Getriebegehäuse.
-
Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Elektromotor zum Antrieb eines Funktionselementes eines Kraftfahrzeuges
anzugeben, welcher in einfacher Weise an unterschiedliche Einbausituationen anpassbar
ist.
-
Die
Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Elektromotor zum Antrieb eines Funktionselementes eines Kraftfahrzeuges,
welcher eine Mehrzahl elektrischer Anschlusskontakte aufweist. Die
Anschlusskontakte sind dabei mit einer ersten Gruppe von Anschlusskontakten
auf einer Leiterplatte verbunden, welche eine erste Seite und eine
gegenüberliegende
zweite Seite aufweist. Weiterhin weist die Leiterplatte mindestens
eine zweite Gruppe von Anschlusskontakten auf, welche mit einer
elektrischen Steckverbindung verbindbar sind. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
die erste Gruppe von Anschlusskontakten auf der Leiterplatte spiegelsymmetrisch
zu einer Spiegelebene anzuordnen, welche auf der Leiterplatte senkrecht
steht und durch eine Drehachse der Leiterplatte verläuft.
-
Weiterhin
besteht die Lösung
der Aufgabe in einem Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors,
bei welchem ein Elektromotor mit einer Mehrzahl elektrischer Anschlusskontakte
sowie eine Leiterplatte mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden
zweiten Seite bereitgestellt wird. Die Leiterplatte weist dabei
eine erste Gruppe von Anschlusskontakten auf und mindestens eine
zweite Gruppe von Anschlusskontakten. Die zweite Gruppe von Anschlusskontakten
wird dabei mit einer elektrischen Steckverbindung verbunden. In
Abhängigkeit des
gewünschten
Verlaufs der Steckebene der elektrischen Steckverbindung wird die
erste Gruppe von Anschlusskontakten so mit den Anschlusskontakten des
Elektromotors verbunden, dass entweder die erste Seite oder die
zweite Seite der Leiterplatte in Richtung des Elektromotors bzw.
des Getriebegehäuses
zeigt.
-
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
die Anschlusskontakte für
den Elektromotor so auf der Leiterplatte anzuordnen, dass diese
invariant gegenüber
einer Drehung der Leiterplatte sind. In dieser Weise kann die Leiterplatte
entweder so montiert werden, dass die erste Seite oder die zweite
Seite in Richtung des Elektromotors bzw. des Getriebegehäuses zeigt.
Die Anschlusskontakte der zweiten Gruppe sind nicht invariant gegenüber dieser
Drehung, d. h. die Drehung der Leiterplatte führt erfindungsgemäß zu einer
Spiegelung der Anschlusskontakte der zweiten Gruppe. Daher kann
auch der elektrische Steckverbinder gedreht auf der Leiterplatte befestigt
werden. Auf diese Weise ändert
sich die Steckrichtung, aus welcher dem Steckverbinder ein Anschlusskabel
zuführbar
ist. Weiterhin können
sowohl gewinkelte als auch gerade Steckverbinder auf der Leiterplatte
befestigt werden. Somit ergibt sich eine Vielzahl möglicher
Einbaulagen des Steckverbinders, welche sämtlich bei der Endmontage des Elektromotors
mit einer einzigen Leiterplatte realisiert werden können.
-
Die
Leiterplatte kann dabei weitere Kontakte aufweisen, welche zur Aufnahme
weiterer Bauelemente vorgesehen sind. Diese Bauelemente können beispielsweise
eine Entstörung
des Elektromotors bewirken, eine Drehmomentbegrenzung, eine Intervallschaltung,
eine Geschwindigkeitsregelung oder weitere, nicht aufgeführte Funktionen.
-
Bei
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Leiterplatte
handelt es sich beispielsweise um eine gedruckte Schaltung, bei
welcher eine Kupferbeschichtung, welche ein- oder beidseitig auf
einem isolierenden Substrat angebracht ist, strukturiert wurde. Weiterhin
kann die Leiterplatte aus einem isolierenden Substrat bestehen,
auf welchem Leiterbahnen in Form eines Stanzgitters angeordnet sind.
Daneben sind weitere Ausführungsformen
der Leiterplatte denkbar. Die Erfindung lehrt nicht die Verwendung
einer bestimmten Ausführungsform.
-
Bevorzugt
sind die Anschlusskontakte auf der Leiterplatte so ausgeführt, dass
diese in einfacher Weise beidseitig kontaktiert werden können, beispielsweise
durch Löten,
Punktschweißen
oder Kaltverformen eines Anschlussdrahtes. Insbesondere können die
Anschlusskontakte als Durchgangsbohrung auf der Leiterplatte ausgeführt werden.
Die Durchgangsbohrungen sind dabei zur Aufnahme eines Anschlussdrahtes
vorgesehen, welcher durch plastische Verformung oder durch Stoffschluss
sowohl elektrisch als auch mechanisch kontaktiert wird.
-
Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Invarianz gegenüber
Drehung der Kontakte kann in einer bevorzugten Ausführungsform
dadurch erzielt werden, dass die Anschlusskontakte der ersten Gruppe auf
der Drehachse der Leiterplatte angeordnet sind. Sofern die Drehachse
dabei mit einer Symmetrieachse der Leiterplatte zusammenfällt, wird
kein zusätzlicher
Bauraum zur Aufnahme der Leiterplatte benötigt.
-
Nachfolgend
soll die Erfindung ohne Beschränkung
des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Figuren dargestellt
werden. Dabei zeigt
-
1 einen Elektromotor zum Antrieb eines Funktionselementes
eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Stand
der Technik.
-
2a zeigt
eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Leiterplatte
in einer ersten Einbaulage.
-
2b zeigt
die Leiterplatte gemäß 2a in
einer zweiten Einbaulage.
-
3a zeigt
eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Leiterplatte
in einer ersten Einbaulage.
-
3b zeigt
die in 3a dargestellte Leiterplatte
in einer zweiten Einbaulage.
-
4a zeigt
die Leiterplatten gemäß 2a und 3a in
einer Seitenansicht.
-
4b zeigt
die Leiterplatten gemäß 2b und 3b in
einer Seitenansicht.
-
1a zeigt
die Aufsicht auf einen Elektromotor 1, welcher an ein Getriebegehäuse 2 angeflanscht
ist. Das Getriebegehäuse 2 weist
Befestigungsflansche 3a, 3b, 3c auf,
mittels welcher die Motor-/Getriebeeinheit 1, 2 in
einem Kraftfahrzeug befestigt werden kann. Die Motor-/Getriebeeinheit 1, 2 kann
beispielsweise zum Antrieb einer Scheibenwischvorrichtung dienen.
Alternativ können
mit einer dargestellten Motor-/Getriebeeinheit auch andere Funktionen
in einem Kraftfahrzeug ausgeführt
werden, beispielsweise ein elektrischer Fensterheber, ein elektrisches
Schiebedach, eine Sitzverstellung oder ähnliches. Zum elektrischen
Anschluss des Motors 1 sind Anschlussleitungen vorgesehen,
welche im Kunststoffmaterial des Getriebedeckels 2 verlaufen.
Diese Anschlussleitungen können
beispielsweise bei der Herstellung im Spritzgussverfahren im Kunststoffmaterial
des Gehäusedeckels
eingespritzt werden. Diese treten im umrandeten Bereich des Getriebegehäuses 2 aus
dem Gehäusedeckel
aus.
-
1b zeigt
eine vergrößerte Ansicht
des in 1a umrandeten Bereichs. Erkennbar
sind drei Anschlusskontakte 6a, 6b und 6c,
welche der elektrischen Kontaktierung des Motors 1 dienen.
Je nach Ausführungsform
des Motors 1 können
auch mehr oder weniger als drei Anschlusskontakte zur Anwendung
kommen. Auf dem Gehäusedeckel
des Getriebegehäuses 2 ist
eine Leiterplatte 4 angeordnet. Die Leiterplatte 4 weist
drei Kontaktöffnungen
auf, welche mit den Anschlüssen 6a, 6b und 6c des
Elektromotors 1 zusammenwirken. Daneben weist die Leiterplatte
vier Anschlüsse 7a, 7b, 7c und 7d auf,
welche zur elektrischen Kontaktierung eines Steckkontaktes 5 dienen.
Daneben kann die Leiterplatte 4 weitere Kontakte und weitere
Bauelemente enthalten, welche beispielsweise eine Intervallschaltung
des Elektromotors 1 bewirken, eine Geschwindigkeitsregelung,
eine Laufrichtungsumkehr oder eine Entstörung. Diese Bauelemente sind
nicht in 1 dargestellt, um die Übersichtlichkeit
zu erhöhen.
-
Über Steckverbindung 5 wird
der Elektromotor 1 an das Bordnetz eines Fahrzeuges angeschlossen.
Um ein unbeabsichtigtes Lösen
der Kabelverbindung zu vermeiden, weist das Steckergehäuse der
Steckverbindung 5 eine Rastnase 8 auf. Die Rastnase 8 wird
bevorzugt so angeordnet, dass diese leicht zugänglich ist, sofern die Motor-/Getriebeeinheit 1, 2 oder
der Kabelbaum ausgetauscht werden müssen. In Abhängigkeit
des verwendeten Elektromotors 1 kann die Anzahl der Kontakte 7 auch
größer oder
kleiner sein als die in den 1a und 1b dargestellten
vier Kontakte.
-
Die
Steckrichtung des Steckkontaktes 5 wird so gewählt, dass
die Steckverbindung bei der vorgesehenen Einbausituation der Motor-/Getriebeeinheit 1, 2 mit
keinen anderen Bauteilen des Fahrzeuges kollidiert. Demnach kann
vorgesehen sein, für
unterschiedliche Einbauorte und/oder unterschiedliche Fahrzeugtypen
unterschiedliche Steckverbindungen 5 vorzusehen. Ein Austausch
der Steckverbindung 5 erfordert dabei eine Anpassung des
Schaltungsträgers 4,
so dass die jeweiligen Anschlüsse 7a, 7b, 7c und 7d auch
bei veränderter
Einbaulage der Steckverbindung 5 mit den jeweils zugehörigen Kontakten 6a, 6b und 6c verbunden
werden können.
-
In 2a ist
eine Leiterplatte 4 dargestellt, welche um eine Achse C2 drehbar ist. Die Kontakte 6a, 6a', 6b und 6c sind
dabei auf der Leiterplatte 4 spiegelsymmetrisch zu einer
Spiegelebene σ angeordnet,
welche auf der Leiterplatte 4 senkrecht steht und durch
die Drehachse C2 der Leiterplatte 4 verläuft. Die
Leiterplatte wird so auf die Anschlusskontakte des Motors aufgesetzt,
dass diese eine leitfähige
Verbindung zu den Kontakten 6a, 6b und 6c der Leiterplatte
ausbilden können.
Eine der Kontaktstellen 6a, 6a', im Beispiel die Kontaktstelle 6a', wird in dieser
Einbaulage nicht verwendet.
-
Die
Steckverbindung 5 ist im Ausführungsbeispiel nach 2a so
angeordnet, dass ein Anschlussstecker mit seinen Anschlusskabeln
von oben auf die Zeichenebene aufgesteckt werden kann. Dabei verrastet
dieser mit einer Rastnase 8. Zum Lösen der Steckverbindung ist
die Rastnase 8 seitlich zugänglich, ohne dass eventuell
auf der Leiterplatte 4 vorhandene weitere Bauelemente die
Zugänglichkeit behindern
oder beim Versuch der Entriegelung der Rastnase 8 Bauelemente
auf der Leiterplatte 4 zerstört werden.
-
Die
Leiterplatte selbst kann beispielsweise aus einem Isolationsmaterial
hergestellt werden, welches ein- oder beidseitig mit einer Kupferbeschichtung
versehen ist. Ein Isolator im Sinne der vorliegenden Erfindung kann
dabei auch ein Dielektrikum umfassen. Die Kupferbeschichtung kann
beispielsweise mittels eines Photolackes und eines nachfolgendes Ätzschrittes
strukturiert werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung
kann die Leiterplatte 4 elektrische Leitungen umfassen,
welche aus einem Stanzgitter hergestellt wurden.
-
2b zeigt
eine andere Einbaulage der Steckverbindung 5. In diesem
Fall wird der Steckkontakt seitlich in das Gehäuse der Steckverbindung 5 eingeführt und
verrastet dort an einer Rastnase 8. Um die Rastnase 8 zum
Lösen der
Steckverbindung entriegeln zu können,
ist die Rastnase 8 an der Oberseite der Steckverbindung 5 angebracht,
d. h. an derjenigen Seite, welche dem Getriebegehäuse 2 abgewandt
ist. Dies erfordert, dass die Reihenfolge der Anschlusskontakte 7a, 7b, 7c und 7d entlang
einer Spiegelebene vertauscht wird. Dies geschieht erfindungsgemäß durch
Umdrehen der Leiterplatte an der Drehachse C2.
Nun stehen zur Aufnahme der Anschlusskontakte des Elektromotors 1 die
Kontakte 6a', 6b und 6c zur
Verfügung.
Der Anschlusskontakt 6a wird in dieser Einbaulage der Leiterplatte 4 nicht verwendet.
-
Im
Ausführungsbeispiel
nach 2 ist nur der Kontakt 6a und 6a' doppelt ausgeführt. Selbstverständlich erkennt
der Fachmann jedoch das dahinterstehende Prinzip, wonach auch weitere
Kontakte spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene angeordnet werden
können,
welche senkrecht auf der Leiterplatte 4 steht und durch
die Drehachse C2 verläuft. Die Anordnung der Kontakte 6b und 6c auf
der Drehachse C2 ist dabei nur ein Spezialfall
der Spiegelsymmetrie, bei welchem die Punkte 6b und 6b' in einem Ort
zusammenfallen. Auch kann die Anzahl der Kontakte 6 und 7 von
der in 2 dargestellten Anzahl abweichen,
sofern die Kontaktzahl der Steckverbindung 5 und des Motors 1 von
der dargestellten Kontaktzahl abweicht.
-
3a zeigt
eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplatte 4 in
einer ersten Einbaulage. Diese erste Einbaulage ist dadurch gekennzeichnet,
dass ein Stecker zur Herstellung einer Kabelverbindung senkrecht
zur Zeichenebene von oben auf den Steckverbinder 5 aufgesetzt
wird. Der Stecker verrastet wiederum an einer Rastnase 8.
Diese ist wie bereits in 2a dargestellt
außerhalb
des Bereiches der Leiterplatte 4 angeordnet, um eine Kollision
mit Bauelementen oder eine Beschädigung
von Bauelementen auf der Leiterplatte 4 zu vermeiden.
-
Die
Anschlusskontakte 6a, 6b und 6c, welche
zum Anschluss des Elektromotors 1 vorgesehen sind, sind
sämtlich
auf einer Drehachse C2 angeordnet. Die Anschlusskontakte 7a, 7b, 7c und 7d liegen auf
einer Linie, welche rechtwinklig zur Drehachse C2 verläuft. Die
Anschlusskontakte 7a, 7b, 7c und 7d sind
zum elektrischen Anschluss des Steckverbinders 5 vorgesehen.
-
3b zeigt
die Ausführung
der Leiterplatte 4 in einer zweiten Einbaulage. Die in 3b dargestellte
Einbaulage ergibt sich dadurch, dass die Leiterplatte 4 entlang
der Rotationsachse C2 gedreht wird. Da die
Anschlusskontakte 6a, 6b und 6c auf der Drehachse
C2 angeordnet sind, verhalten sich diese invariant
gegenüber
der Drehung um die Achse C2. Die orthogonal
zur Drehachse C2 angeordneten Kontakte 7a, 7b, 7c und 7d werden
durch die Drehung der Leiterplatte vertauscht. Dadurch ergibt sich
diejenige Neugruppierung der Anschlusskontakte 7a, 7b, 7c und 7d,
welche erforderlich ist, um den Steckverbinder 5 in der
in 3b gezeichneten Einbaulage auf der Leiterplatte 4 zu
befestigen, bei welcher die Rastnase 8 auf der Oberseite
zu liegen kommt. Dies ist diejenige Einbaulage, bei welcher die
Rastnase 8 auf der vom Getriebe 2 abgewandten
Seite des Steckergehäuses 5 zu
liegen kommt. Damit ist auch bei der Einbaulage nach 3b sichergestellt,
dass die Rastnase 8 zum Entfernen eines angesteckten Kabelbaumes
frei zugänglich
ist und nicht vom Getriebegehäuse 2 verdeckt
wird.
-
4a zeigt
eine Seitenansicht der in 2a und 3a in
der Aufsicht dargestellten Leiterplatten. Aus 4a ist
erkennbar, dass die Leiterplatte 4 eine erste Seite aufweist
und eine der ersten Seite gegenüberliegende
zweite Seite. Bei der Einbaulage gemäß 4a ist
die zweite Seite diejenige Seite, welche in Richtung des Getriebegehäuses 2 zeigt.
Der Anschlussstecker steht im Wesentlichen senkrecht zur Ebene,
welche durch die Leiterplatte 4 definiert wird. Somit kann
der Steckverbinder mit der Kabelzuführung in Pfeilrichtung von
oben auf das Steckergehäuse 5 aufgesteckt
werden. Die Rastnase 8 ist dabei auf der der Leiterplatte 4 abgewandten Seite
zugänglich,
um ein ungehindertes Betätigen der
Rastnase 8 zum Lösen
der Steckverbindung zu ermöglichen.
-
Weiterhin
ist aus 4a die Lage der Spiegelebene σ ersichtlich,
an welcher die Anschlusskontakte 6a, 6a', 7a, 7b, 7c und 7d bei
Drehung der Leiterplatte um die Drehachse C2 gespiegelt
werden.
-
4b zeigt
eine Seitenansicht der in 2b und 3b in
Aufsicht dargestellten Leiterplatte 4. Das Steckergehäuse 5 ist
auf der Leiterplatte 4 der Gestalt angeordnet, dass die
Kabelzuführung seitlich
in Pfeilrichtung erfolgt. Die Rastnase 8 ist wiederum so
angeordnet, dass die Zugänglichkeit
nicht durch ein Anliegen am Getriebegehäuse 2 erschwert wird.
Daher zeigt die Rastnase 8 in 4b nach oben.
-
Im
direkten Vergleich zwischen 4a und 4b wird
ersichtlich, dass der Austausch der geraden Ausführung des Steckverbinders 5 nach 4b durch
eine gewinkelte Ausführungsform
des Steckverbinders 5 nach 4a alleine
nicht zum gewünschten
Ergebnis führt,
da in diesem Fall die Rastnase 8 an einer in Einbaulage
schlecht zugänglichen Stelle
zu liegen kommt. Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
bei der Montage gemäß 4b die
erste Seite der Leiterplatte 4 in Richtung des Getriebegehäuses 2 zu
liegen kommt. Die Leiterplatter gemäß 4b ist
also gegenüber der
Darstellung in 4a entlang der Drehachse C2 um 180° gedreht.
Dies führt
zur spiegelsymmetrischen Vertauschung der Anschlusskontakte 7a, 7b, 7c und 7d an
der Spiegelebene σ und
dadurch zu einer gedrehten Einbaulage des Steckverbinders 5. Die
spiegelsymmetrisch zur Spiegelebene σ angeordneten Anschlusskontakte 6a, 6b, 6c verhalten sich
jedoch gegenüber
dieser Drehung invariant.