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Die
Erfindung betrifft ein Getriebe, mit einem Getriebegehäuse,
welches mit einem Getriebegehäusedeckel verschließbar
ist, wobei an einem, im Betrieb des Getriebes rotierenden Element
ein magnetisches Polrad angeordnet ist, welches dazu ausgebildet
ist, zur Drehzahlerfassung mit einem Hallsensor zusammen zu wirken,
wobei der Hallsensor auf einer Platine angeordnet ist.
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Stand der Technik
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Getriebe
der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der
WO 02/084151 bekannt. Derartige
Getriebe finden beispielsweise in einer Elektromotor-Getriebekombination
für Scheibenwischvorrichtungen, Fensterhebern oder Schiebedächern
in Kraftfahrzeugen Anwendung. Um Informationen zur Drehrichtung
bzw. zur Drehgeschwindigkeit des Elektromotors zu erhalten, weisen
derartige Getriebe an einem rotierenden Teil ein Polrad auf. Das
Polrad umfasst dabei einen magnetischen Multipol, dessen rotierendes
Feld von einem Magnetfeldsensor erfassbar ist. Insbesondere wird
hierzu ein Hallsensor verwendet.
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Es
ist bekannt, die relative Positionierung des Hallsensors zum magnetischen
Polrad dadurch sicher zu stellen, dass eine Platine mit dem Hallsensor
in eine entsprechende Aufnahme des Getriebegehäuses eingesetzt
wird. Aufgrund des Einschiebens der Platine mit dem Hallsensor in
das Getriebegehäuse bildet das Getriebegehäuse
ebenfalls ein Gehäuse für die Platine bzw. für
den Hallsensor. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch
die Tatsache, dass zusätzlicher Bauraum im Getriebegehäuse
benötigt wird.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
zusätzlichen Bauraum im Inneren des Getriebegehäuses einzusparen und
dennoch eine zuverlässige Drehzahl- und/oder Drehrichtungserfassung
mittels eines Hallsensors zu ermöglichen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse, welches mit einem
Getriebegehäusedeckel verschließbar ist, wobei
an einem, im Betrieb des Getriebes rotierenden Element ein magnetisches
Polrad angeordnet ist, welches dazu ausgebildet ist, zur Drehzahlerfassung
mit einem Hallsensor zusammen zu wirken, wobei der Hallsensor auf
einer Platine angeordnet ist und die Platine parallel zum Getriebegehäusedeckel
angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß wird
vorgeschlagen, einen Hallsensor zur Erfassung der Drehzahl einer
Elektromotor-Getriebekombination auf einer Platine anzuordnen. Diese
Platine wird dann in eine entsprechende Aussparung des Getriebegehäusedeckels
eingesetzt. Die Platine hat somit die Aufgabe, die Aussparung im
Getriebegehäusedeckel zu verschließen, wobei der
Hallsensor an einer vorbestimmten Stelle des Getriebegehäusedeckels
zu liegen kommt. Diese Stelle ist so gewählt, dass der
Hallsensor dem magnetischen Polrad gegenüber steht. Die
Platine liegt damit in etwa parallel zur Ebene des Getriebegehäusedeckels.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Platine
bündig im Getriebegehäusedeckel eingesetzt sein.
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Aufgrund
der parallelen Anordnung zur Ebene des Getriebegehäusedeckels
benötigt die Platine keinen zusätzlichen Bauraum
im Inneren des Getriebegehäuses. Weiterhin kann der Elektromotor
je nach Kundenwunsch mit und ohne den Hallsensor zur Drehzahlerfassung
ausgeliefert werden. Im letztgenannten Fall wird die Öffnung
im Getriebegehäusedeckel mit einem Blindflansch bzw. einer
Leerplatine verschlossen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Platine im Getriebegehäusedeckel mittels eines Rastelementes
verrastet. Dadurch ist eine schnelle und zuverlässige sowie
werkzeuglose Montage möglich.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert werden. Dabei zeigt
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1 eine
Motor-Getriebekombination mit eingesetztem Hallsensor.
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2 zeigt
die Innenansicht des Getriebegehäusedeckels mit Antriebswelle
und Hallsensor.
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3 zeigt
den Montagevorgang gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt
einen Ausschnitt des Getriebegehäusedeckels von außen
und
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5 zeigt
den Ausschnitt des Getriebegehäusedeckels mit dem Hallsensor
von innen.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes Getriebe 1,
welches mit einem angeflanschten Elektromotor 9 verbunden
sein kann. Das Getriebe 1 ist in einem Getriebegehäuse 2 angeordnet,
welches von einem Getriebegehäusedeckel 3 einseitig
verschlossen wird. Die Verbindung zwischen Getriebegehäuse 2 und
Getriebegehäusedeckel 3 erfolgt dabei in an sich
bekannter Weise, beispielsweise durch Schrauben, Kleben, Schweißen oder
Verrasten. Im Beispiel gemäß 1 sind
drei Rastelemente 17 dargestellt, mit welchen der Deckel auf
dem Gehäuse gehalten wird.
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Im
Ausführungsbeispiel nach 1 ist das Getriebe 1 als
Schneckenradgetriebe ausgeführt. Dadurch sind die Antriebsachse
des Elektromotors 9 und die Abtriebsachse 8 in
einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet. Dem Fachmann
ist dabei selbstverständlich geläufig, dass auch
jede andere, an sich bekannte Getriebekombination in Zusammenhang
mit der Erfindung verwendbar ist. Die Erfindung lehrt nicht die
Verwendung eines Schneckengetriebes oder die dargestellte Lage der
An- und Abtriebswellen 10 und 8 als Lösungsprinzip.
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Im
Getriebegehäusedeckel 3 wird erfindungsgemäß eine
Ausnehmung 16 vorgesehen. In die Ausnehmung 16 kann
eine Platine 7 eingesetzt werden. Die Platine 7 verschließt
somit die Öffnung 16, so dass im Betrieb des Elektromotors 9 durch
die Öffnung 16 keine Fremdkörper in das
Getriebe eindringen können. Die Platine 7 nimmt
einen Hallsensor 6 sowie fallweise weitere Bauelemente
auf. Dabei enthält die Platine 7 zumindest einen
Steckverbinder 23, mit welchem die Signale des Hallsensors 6 an eine
nicht dargestellte Elektronik bzw. ein Steuergerät weitergeleitet
werden können.
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Daneben
kann der Getriebegehäusedeckel weitere Ausnehmungen 18 aufweisen,
welche beispielsweise zur Aufnahme der elektrischen Anschlusskontakte
des Motors dienen.
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2 zeigt
eine um 180° gedrehte Ansicht des Getriebegehäusedeckels 3.
Somit wird die Innenseite des Getriebegehäusedeckels 3 sichtbar. Der
Getriebegehäusedeckel weist drei Raststellen 17 auf,
mittels welcher der Getriebegehäusedeckel 3 auf dem
Getriebegehäuse 2 befestigt wird. In das Getriebegehäuse 2 ragt
die Antriebswelle 10 des Elektromotors 9 hinein.
Im dargestellten Beispiel ist die Antriebswelle 10 mit
einer Schnecke 11 versehen, welche mit einem nicht dargestellten
Schneckenrad zusammenwirkt, um die Antriebsleistung des Elektromotors 9 auf
die Abtriebswelle 8 zu übertragen.
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Am
Ende der Antriebswelle 10 ist ein magnetisches Polrad 5 befestigt.
Das Polrad 5 kann insbesondere durch Kleben, Aufpressen
oder Klemmen auf der Antriebswelle 10 befestigt werden.
Das Polrad 5 umfasst dabei ein magnetisches Multipolelement,
dessen rotierendes Magnetfeld vom Hallsensor 6 erfassbar
ist. Besonders bevorzugt umfasst das Polrad 5 einen magnetischen
Dipol. Es muss darauf hingewiesen werden, dass das Polrad 5 nicht
zwingend auf der Antriebswelle 10 angeordnet sein muss. Zur
Aufnahme des Polrades 5 eignen sich vielmehr beliebige
rotierende Teile des Getriebes, z. B. auch die Abtriebswelle 8 oder
das Schneckenrad oder ein weiteres, nicht dargestelltes Zahnrad.
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Der
Hallsensor 6 ist zusammen mit einer elektrischen Steckverbindung 23 auf
der Platine 7 angeordnet. Fallweise können auch
weitere Bauelemente auf der Platine 7 angeordnet sein,
beispielsweise Bauelemente zum Sensor-Selbsttest, zur Betriebsstromversorgung
oder zur Weiterverarbeitung der aufgenommenen Daten. Eine solche
Weiterverarbeitung kann insbesondere eine Digitalisierung, eine
Diskriminierung oder eine Verstärkung umfassen.
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Die
Platine 7 hat eine Außenkontur, welche zur Ausnehmung 16 des
Getriebegehäusedeckels 3 komplementär
ist. Auf diese Weise kann die Ausnehmung 16 im Getriebegehäusedeckel 3 durch
die Platine 7 verschlossen werden.
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Die
Ausnehmung 16 ist so im Getriebegehäusedeckel 3 positioniert,
dass der Hallsensor 6 in der Nähe des magnetischen
Polrades 5 positioniert wird, wenn die Platine 7 in
die Ausnehmung 16 eingesetzt und der Getriebegehäusedeckel 3 auf
dem Getriebegehäuse 2 befestigt ist. Auf diese
Weise ist es dem Hallsensor 6 möglich, das rotierende
Magnetfeld des Polrades 5 zu erfassen und dadurch die Drehzahl
der Antriebsachse 10 oder deren Drehrichtung zu bestimmen.
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Zur
Befestigung der Platine 7 in der Ausnehmung 16 stehen
in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Rastelemente
und Halteelemente zur Verfügung, welche in Hinblick auf 3 und 4 näher
erläutert werden.
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3 zeigt
einen Ausschnitt der Außenseite des Getriebegehäusedeckels 3.
An einer Stirnseite der Öffnung 16 befindet sich
ein oberes Halteelement 4. Das obere Halteelement 4 wird
dabei durch einen Kunststoffsteg gebildet, welcher ausgehend von
der Stirnwand 19 in etwa orthogonal zur Stirnwand 19 in den
Bereich der Öffnung 16 hineinragt.
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In
gleicher Weise werden untere Halteelemente 12 gebildet,
welche ausgehend von den Seitenwänden 20 in etwa
orthogonal in den Bereich der Öffnung 16 hineinragen.
Das obere Halteelement 4 und die unteren Halteelemente 12 liegen
dabei nicht in derselben Ebene. Bevorzugt weisen die durch die Halteelemente 4 und 12 definierten
Ebenen einen Abstand zueinander auf, welcher in etwa der Dicke der
Platine 7 entspricht. Auf diese Weise kann die Platine 7 in
etwa parallel zur Oberseite des Getriebegehäusedeckels 3 eingesetzt
werden, so dass ihre Unterseite an den unteren Halteelementen 12 zu
liegen kommt und die Oberseite der Platine am oberen Halteelement 4.
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Zwischen
der Stirnwand 19 und der Seitenwand 20 kann fakultativ
ein Codierungselement 21 eingebaut sein. In diesem Fall
weist die Platine 7 eine entsprechende Ausnehmung zur Aufnahme
des Codierungselementes auf. Das Codierungselement 21 sorgt
für eine mechanische Codierung der Einbaulage der Platine 7.
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Um
das Herausfallen der Platine 7 aus der Öffnung 16 während
des Betriebes zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
zumindest ein Rastelement 15 vorzusehen, welches mit der
Platine 7 verrastet und diese dadurch in der Öffnung 16 des Getriebegehäusedeckels 3 fixiert.
In 3 sind zwei Rastelemente 15 dargestellt,
welche jeweils an den Längsseiten 20 angeordnet
sind. Der Fachmann wird in Abhängigkeit der angestrebten
Haltekraft fallweise auch eine größere oder eine
geringere Zahl von Rastelementen 15 vorsehen.
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Diese
können an einer Stirnseite oder an zumindest einer Längsseite 20 der Öffnung 16 angeordnet
sein.
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Die
Rastelemente 15 gemäß der 3 und 4 bestehen
aus einem Federelement 13 und einem Fixierelement 14,
welches am Ende des Federelementes 13 angeordnet ist. Das
Federelement 13 ist als Blattfeder ausgebildet, an welcher
die Längskante der Platine 7 entlang gleitet,
bis diese im Fixierelement 14 einrastet. Die Anlagekante
des Fixierelementes 14 liegt dabei in etwa auf derselben
Ebene wie die Anlagekante des Halteelementes 4, um eine sichere
Fixierung der Platine 7 in der Öffnung 16 des Getriebegehäusedeckels 3 zu
gewährleisten.
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In 3 ist
der Montageprozess der Platine 7 in der Öffnung 16 dargestellt.
Demnach wird die Platine 7 zunächst mit einer
Stirnseite unter das Halteelement 4 eingeführt.
Sodann wird die gegenüberliegende Stirnseite in einer Schwenkbewegung
abgesenkt, bis die Fixierelemente 14 an den Federelementen 13 einrasten.
Sodann ist die Platine 7 zwischen dem Halteelemente 4 und
den Fixierelementen 14 an ihrer Oberseite sowie den Halteelementen 12 an
der Unterseite fixiert. Eine Aussparung an der Platine 7,
welche zur Aufnahme des Codierungselementes 21 dient, sorgt
dabei für eine mechanische Codierung, so dass die Platine 7 nicht
in einer gedrehten Einbaulage in die Öffnung 16 eingesetzt
werden kann. Bei einer solchen Einbaulage würde der Hallsensor 6 nicht
in der Nähe des Polrades zu liegen kommen.
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5 zeigt
nochmals einen Ausschnitt aus dem Getriebegehäusedeckel 3 mit
der Ausnehmung 16 von der dem Getriebe zugewandten Seite.
Aus 5 ist ersichtlich, wie der Hallsensor 6 zusammen mit
dem Steckverbinder 23 auf der Platine 7 positioniert
ist, welche das Halteelement 4 verdeckt. Die Platine 7 liegt
dabei an den Halteelementen 12 an und ist hinter den Halteelementen 14 der
drei Rastelemente 15 verrastet. Zwischen den Seitenwänden 20 und
der Stirnseite 19 der Ausnehmung 16 befindet sich
symmetrisch angeordnet jeweils ein Codierungselement 21.
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Bevorzugt
ist der Getriebegehäusedeckel 3 aus einem elastischen
Kunststoffmaterial gefertigt, beispielsweise in einem Spritzgussverfahren.
Auf diese Weise können die Federelemente 13 in
einem Arbeitsgang einstückig zusammen mit dem übrigen Getriebegehäusedeckel 3 hergestellt
werden, indem einzelne Bereiche der Seitenflächen 20 durch
Nuten 22 freigestellt werden.
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Dem
Fachmann ist selbstverständlich geläufig, dass
die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt ist. Beispielsweise kann an Stelle des Halteelementes 4 zumindest
ein weiteres Fixierelement 14 mit einem zugeordneten Federelement 13 vorgesehen
sein. Auf diese Weise kann die Montage ohne die in 3 gezeigte Schwenkbewegung
erfolgen. Ein solcher Montagevorgang kann in einfacher Weise automatisiert
werden.
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Auch
kann in einer Weiterbildung der Erfindung die Anzahl und Lage der
Codierelemente 21 verändert werden. Insbesondere
können die Codierelemente 21 auch Bestandteil
eines Fixierelementes 14, eines zugeordneten Federelementes 13,
eines Halteelementes 4 oder eines anderen, beschriebenen
Bauteils sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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