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Die
Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebseinheit für
Stellantriebe in Kraftfahrzeugen, die ein Gehäuse mit einer
Einschub- oder Einstecköffnung für eine bestückte
Steuerplatine aufweist. Die Platine ist dabei einerseits mit einem
Stellmotor und andererseits mit einem Stecker oder einer Steckerbuchse
elektrisch koppelbar.
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Stand der Technik
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Elektromotorische
Stellantriebe finden vielseitig Verwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere im
Kraftfahrzeuginnenraum, wie etwa in elektrischen Fensterhebern,
Verstelleinrichtungen für Schiebedächer, Verstelleinrichtungen
für Kraftfahrzeugsitze, Seitenspiegel und dergleichen.
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Die
genannten, meist elektromotorischen Antriebseinheiten für
derartige Stellantriebe weisen ein zumeist staub- und feuchtigkeitsdichtes
Gehäuse auf und sind mit einer Steuer- und Regelelektronik ansteuerbar.
Die Steuer- und Regelelektronik für den Stellantrieb ist
dabei typischerweise mit der Antriebseinheit in einem gemeinsamen
Gehäuse untergebracht.
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Die
elektrische Kontaktierung zu einem externen Signalgeber, wie etwa
einem Schalter oder dergleichen Bedienelement erfolgt über
ein Kabel, das mittels einer Steckverbindung mit der elektromotorischen
Antriebseinheit verbindbar ist. Hierzu ist am Gehäuse der
Antriebseinheit typischerweise eine Steckerbuchse oder ein Stecker
ausgebildet, welche mit der auf einer Platine untergebrachten Steuer-
und Regelelektronik elektrisch gekoppelt sind.
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine mechanische und elektrische
Kopplung einer Steuer- und Regelplatine an einen Gehäuseabschnitt einer
elektromotorischen Antriebseinheit nach dem Stand der Technik.
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Der
in der 1 gezeigte Gehäuseabschnitt 12 ist
im Wesentlichen als eine ebene Platte mit einer umlaufenden Dichtungslippe 20 ausgebildet.
Dieser plattenartige Gehäuseabschnitt bildet im Endmontagezustand
eine Außenwand des Gehäuses der nicht explizit
dargestellten elektromotorischen Antriebseinheit. An der Innenseite
des Gehäuseabschnitts 12 ist die Steuer- und Regelplatine 10 angeordnet.
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Die
Ebene der Platine 10 verläuft hierbei im Wesentlichen
senkrecht zur Ebene des Gehäuseabschnitts 12.
Der Gehäuseabschnitt 12 ist zudem von einer Steckerbuchse 14 durchsetzt,
die sich im Wesentlichen parallel zur Flächennormalen des
Gehäuseabschnitts 12 in den Innenraum des Gehäuses
erstreckt.
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Die
elektrische Kontaktierung von Platine 10 und Steckerbuchse 14 erfolgt über
abgewinkelte Kontaktstifte 16 oder Pins, die typischerweise
auf die Platine aufgelötet sind. Solche zumeist rechtwinklig ausgebildeten
Kontaktstifte 16 verlaufen mit ihrem an die Platine angelöteten
Schenkel senkrecht zur Platinenebene und mit ihrem abgewinkelten
Schenkel parallel zur Platinenebene. Der letztgenannte abgewinkelte
Schenkel der Kontaktstifte 16 kommt hierbei innerhalb der
Steckerbuchse 14 zu liegen und dient als direkter elektrischer
Kontakt für einen in die Steckerbuchse 14 einsteckbaren
Stecker.
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Die
beiden an der Platine 10 angeordneten, von der Platinenebene
abstehenden und bereichsweise parallel zur Platinenerstreckung verlaufenden Messerkontaktklemmen 18 gelangen
beim Einschieben des Gehäuseabschnitts 12 in die
dafür vorgesehene gehäuseseitige Aufnahme mit
am Motor der Stelleinrichtung angeordneten Kontakten, typischerweise
Flachkontakten, in Eingriff, um unmittelbar beim Einschieben des
Gehäuseabschnitts 12 eine elektrische Verbindung
zwischen der Platine 10 und dem in der 1 nicht
explizit dargestellten Motor des Stellantriebs herzustellen.
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Die
Implementierung und Verwendung solch abgewinkelter Kontaktstifte,
Messerkontaktklemmen oder Pins 16, 18 ist verhältnismäßig
kostenintensiv und erfordert zudem eine relativ aufwendige Montage
von Steckerbuchse 14, Platine 10, Kontaktstiften 16 und
Messerkontaktklemmen 18 untereinander. Ferner fordert die
rechtwinklige Ausgestaltung der in die Steckerbuchse 14 hineinragenden
Kontaktstifte 16 als auch die rechtwinklige Ausgestaltung
der mit Motorkontakten in Kontaktstellung tretenden Messerkontaktklemmen 18 die
strikte Einhaltung einer vorgegebenen Montagereihenfolge. Der Fertigungs- und
Montageprozess, aber auch der Demontageprozess etwa beim Austausch
einzelner Komponenten, wie z. B. der gesamten Steuerplatine 10 gestaltet sich insoweit
als äußerst komplex und schwierig.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
20 2004 015 409 U2 ein Elektromotor mit einer elektrischen
Antriebseinheit bekannt, welcher ein metallisches Gehäuse
umfasst und wobei eine Einschubelektronik in ein Gehäuse
des Elektromotors einschiebbar ist. An dem vorderen Ende der Einschubelektronik
sind zwei als Blattfedern ausgebildete Bürstenträger
befestigt, die federelastisch und aus einem elektrisch leitenden Material
ausgebildet sind und die Bürsten-, Kohlen- oder Graphitteile
tragen. Die Bürsten sind an einem vorderen freien Ende
der Bürstenträger starr mit diesen verbunden,
beispielsweise vernietet.
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Am
hinteren Ende der Einschubelektronik ist ein Anschlussstecker zur
Stromversorgung der Bürsten vorgesehen. Der Anschlussstecker
sowie die mit den Bürsten elektrisch verbundene Einschubelektronik
bauen verhältnismäßig hoch. Ferner ist
eine an ihrem freien Ende klemmenartig ausgebildete Kontaktzunge
an der die Einschubelektronik tragenden Schaltungsplatine angeordnet,
wobei die Kontaktzunge aus der Schaltungsplatinenebene hervorragt.
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Diese
bekannte Ausgestaltung ist hinsichtlich ihrer Handhabung bei der
End- und Vormontage dahingehend von Nachteil, dass die Schaltungsplatine
vor einem Einschieben in das Motorgehäuse mit einer Vielzahl
von Kontaktelementen bestückt werden muss, die von der
Platinenebene hervorstehen. Zudem erfordert diese in der
DE 20 2004 015 409
U1 gezeigte Ausführungsform, dass der zur Stromversorgung
der Bürsten vorgesehene Anschlussstecker vor dem Einschieben
in das Gehäuse mit der Einschubelektronik bzw. mit der
Schaltungsplatine elektrisch leitend verbunden ist.
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Ein
derart vorkonfiguriertes Einschubmodul ist aufgrund seiner geometrischen
Ausgestaltung hinsichtlich Handhabbarkeit bei der Montage als auch
hinsichtlich Lagerung und Transport von Nachteil, da die von der
Schaltungsplatine hervorstehenden Kontaktelemente besonders empfindlich
sind.
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Aufgabe
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs
beschriebene elektromotorische Antriebseinheit für Kraftfahrzeug-Stellantriebe
hinsichtlich elektrischer Kontaktierung und Anordnung einzelner
Komponenten, insbesondere der Steuerplatine, zu verbessern und eine
kostengünstigere und einfachere elektrische und/oder mechanische Befestigung
und Kopplung der im Antriebsgehäuse anzuordnenden Steuer-
und Regelelektronik zur Verfügung zu stellen.
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Des
Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein hinsichtlich Montage
und Zwischenlagerung elektrischer Komponenten verbessertes und robusteres Befestigungskonzept
zu entwickeln.
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Erfindung und vorteilhafte
Wirkungen
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mittels einer elektromotorischen
Antriebseinheit gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
erfindungsgemäße elektromotorische Antriebseinheit
ist für Stellantriebe in Kraftfahrzeugen, so etwa für
elektrische Fensterheber, Verstelleinrichtungen für Schiebedächer,
Sonnenschutzrollos, Verstelleinrichtungen für Kraftfahrzeugsitze,
Seitenspiegel, elektrische Feststellbremsen und dergleichen vorgesehen.
Die Antriebseinheit weist ein Gehäuse auf, welches vorzugsweise
aus einem Kunststoff gefertigt ist und in welchem ein zu kontaktierender
Motor des Stellantriebs angeordnet ist. Das Gehäuse weist
ferner eine Einschub- oder Einstecköffnung auf, in welcher
eine vorzugsweise mit elektronischen Steuer- und Regelkomponenten
bestückte Steuerplatine eingeschoben werden kann.
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Die
Platine weist erfindungsgemäß an zumindest dem
in Einschub- oder Einsteckrichtung vorn liegenden Endabschnitt Kontaktelemente
auf, die mit motorseitigen Kontaktelementen bei Erreichen einer Endmontagestellung
der Steuerplatine im Gehäuse zur Bildung einer elektrischen
Verbindung in mechanischen Kontakt treten. Dabei ist insbesondere
vorgesehen, dass die platinenseitigen Kontaktelemente eine gewisse
Erstreckung in Einschubrichtung aufweisen, sodass trotz etwaiger
Bauteiltoleranzen, insbesondere hinsichtlich der Platinenerstreckung
in Einschub- oder Einsteckrichtung, eine sichere und zuverlässige
elektrische Kontaktierung zwischen Platine und dem Motor der Antriebseinheit
zur Verfügung gestellt werden kann.
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Die
platinenseitigen Kontaktelemente sind derart ausgebildet, dass sie
unmittelbar an den in Einschubrichtung vorn liegenden Rand der Steuerplatine
angrenzen, sodass bereits bei Erreichen eines mechanischen Kontaktes
von Steuerplatine und motorseitigem Kontaktelement ein hinreichender elektrischer
Kontakt zwischen Steuerplatine und Motor erreicht werden kann.
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Nach
der Erfindung ist es insbesondere vorgesehen, die platinenseitigen
Kontaktelemente unmittelbar in der Platinenebene anzuordnen, sodass diese
sozusagen in die Platinenebene eingebettet sind, oder aber zumindest
nur geringfügig von der Platinenebene hervorstehen. Die
Erstreckung der Kontaktelemente senkrecht zur Platinenebene liegt vorzugsweise
im Millimeter,- bzw. im Submillimeterbereich. Die platinenseitigen
Kontaktelemente sind dabei vorzugsweise als Flachkontakte unmittelbar auf
dem Platinenkörper anzuordnen.
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Die
platinenseitigen Kontaktelemente stellen sozusagen Flachkontakte
dar, welche unmittelbar auf oder in der Platinenebene zu liegen
kommen. Die motorseitigen Kontaktelemente stellen zugleich einen
Endanschlag für die bestückte Steuerplatine dar. Es
ist im Rahmen der Erfindung nämlich insbesondere vorgesehen,
dass die Steuerplatine selbst und nicht nur die daran angeordneten
Kontaktelemente in unmittelbaren mechanischen Kontakt mit den motorseitigen
Kontaktelementen, spätestens bei Erreichen der Endmontagestellung
der Platine im Gehäuse, gelangen.
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Nach
einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Platine an ihrem der Einschubrichtung abgewandten Endabschnitt
weitere Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung mit einem
die Gehäusewand durchsetzenden Stecker oder mit einer,
bevorzugt in der Gehäusewand angeordneten, Steckerbuchse
aufweist. Insofern ist im Rahmen der Erfindung bei der Montage der
elektromotorischen Antriebseinheit vorgesehen, die bestückte
Steuerplatine in den dafür vorgesehenen Einschub- oder
Einsteckschacht des Gehäuses einzuschieben, wobei spätestens
mit Erreichen der Endmontagestellung der Steuerplatine in dem dafür
vorgesehenen Aufnahmeschacht des Gehäuses deren elektrische
Kontaktierung mit dem im Gehäuse bereits angeordneten Motor
erreicht wird.
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Hiernach
kann andern Ends ein die Gehäusewand durchsetzender Stecker
oder die entsprechende Steckerbuchse auf das ebenfalls mit Kontaktelementen
versehene, dem Motorkontakt gegenüberliegende Ende der
Steuerplatine aufgesetzt oder aufgesteckt werden. Von Vorteil ist
hierbei, dass sämtliche Steckverbindungen im Wesentlichen
in der oder unmittelbar angrenzend an die Platinenebene verlaufen,
sodass auf die im Stand der Technik üblichen L-förmigen
Kontaktstifte oder Pins in vorteilhafter Weise verzichtet werden
kann. Hierdurch können die Herstellungs-, aber auch die
Montagekosten erheblich gesenkt werden. Es ergibt sich ferner ein
geringerer Bauraumbedarf für den die Platine aufnehmenden
Gehäuseschacht.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung grenzen
die weiteren Kontaktelemente an einen, bezogen auf die Einschubrichtung hinten
liegenden Rand der Platine an. Somit weist die Steuerplatine sowohl
an ihrem vorderen als auch an ihrem hinteren Endabschnitt in der
Platinenebene ausgebildete Kontaktelemente auf. Hierdurch wird es ermöglicht,
dass die mit den vorderen und hinteren Kontaktelementen in Eingriff
gelangenden Stecker oder steckerseitigen bzw. gehäuseseitigen
Kontaktelemente nicht nur eine elektrische Kontaktierung, sondern
zugleich auch eine mechanische Fixierung der Steuerplatine innerhalb
des Gehäuses zur Verfügung stellen können.
Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die Steuerplatine ausschließlich
mittels elektrischer Kontaktelemente auch hinsichtlich seiner Position
im Gehäuse festgelegt ist.
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Daneben
ist es denkbar, dass die weiteren mit einem Stecker oder einer Steckerbuchse
korrespondierenden Kontaktelemente an einen, bezogen auf die Einschubrichtung
seitlichen Rand der Platine angrenzen. Eine derartige Ausgestaltung
kommt insbesondere dann infrage, wenn die Einschubrichtung der Platine
in einen dafür vorgesehenen gehäuseseitigen Einschubschacht
nicht mit einer Ein- oder Aufsteckrichtung eines ebenfalls am Gehäuse
anzuordnenden Steckers oder Steckerbuchse übereinstimmt.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass der den motorseitigen Kontaktelementen
abgewandte, ebenfalls mit Kontakten versehen Abschnitt der Platine, die Öffnung
des am Gehäuse vorgesehenen Einschub- oder Einsteckschachts
durchsetzend zu liegen kommt, wenn sich die Platine in Endmontagestellung
innerhalb das Gehäuses befindet. Durch ein zumindest geringfügiges
Herausragen der Platine aus der Einschub- oder Einstecköffnung
kann im Bedarfsfall eine einfache Demontage durch Ergreifen des
Platinenendes erreicht werden. Es ist dabei insbesondere vorgesehen,
dass das Gehäuse außenseitig und angrenzend an
den Einschub- oder Einsteckschacht einen als Rand ausgebildeten
Fortsatz aufweist, welcher als Führungs-, Dichtungs- und/oder
Befestigungsmittel für den am oder im Gehäuse
anzuordnenden Stecker oder eine entsprechende Steckerbuchse fungiert.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die platinenseitigen Kontaktelemente an der Oberseite und/oder an
der Unterseite der Platine angeordnet sind. Sie können
ferner auch den in Einschubrichtung gesehen vorn oder hinten liegenden
Randabschnitt der Platine bzw. des Platinenkörpers umschließen,
sodass selbst bei einer stirnseitigen Anlage von Platinen- und motor-,
stecker- oder steckerbuchsenseitigen Kontaktelementen bereits eine
elektrische Kontaktierung zur Verfügung gestellt werden
kann.
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Nach
einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die platinenseitigen Kontaktelemente
als Leiterbahnen ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung vereinfacht
die elektrische Kontaktierung der Steuerplatine ungemein, da die
Ausbildung derartiger Leiterbahnen in den Platinenherstellungsprozess
mühelos integriert werden kann und nunmehr im Unterschied zum
Stand der Technik auf die separate Montage von Kontaktelementen
verzichtet werden kann, welche, wie im Stand der Technik üblich,
von der Platinenebene hervorstehen. Es ist dabei insbesondere im
Sinne der Erfindung, sämtliche an der Platine vorzusehenden
Kontaktelemente als Leiterbahnen auszubilden, welche mit korrespondierenden
gehäuseseitigen elektrischen bzw. mechanischen Kontakt-
und Fixiermitteln korrespondieren.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
die platinenseitigen Kontaktelemente entlang der Einschubrichtung
eine größere Erstreckung als senkrecht hierzu
aufweisen. Die Geometrie der platinenseitigen Kontakte ist vorzugsweise
im Wesentlichen rechteckig, wobei das Seitenverhältnis
der rechteckigen Ausgestaltung typischerweise 2:1 bis 5:1 betragen
kann.
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Auch
kann vorgesehen sein, dass die platinenseitigen Kontaktelemente
in Aufsteckrichtung des zugeordneten Steckers oder der zugeordneten
Steckerbuchse jeweils eine größere Erstreckung
als in Richtung senkrecht hierzu aufweisen. Eine derartige, vorzugsweise
rechteckige Geometrie platinenseitiger Kontaktelemente, welche jeweils
in Einschub- bzw. Ein- oder Aufsteckrichtung eine größere
Erstreckung als senkrecht hierzu aufweisen, sind zur Kompensation
von Bauteiltoleranzen von Vorteil. Denn selbst dann, wenn die Platine
oder ein Stecker bzw. eine Steckerbuchse einmal nicht vollständig
in eine Endmontageposition verschiebbar ist, kann durch die rechteckige
Ausgestaltung platinenseitiger Kontaktelemente stets eine zuverlässige
und sichere elektrische Kontaktierung gewährleistet werden.
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Die
Fläche bzw. die Größe der platinenseitigen
Kontaktelemente ist vorzugsweise an die von der Einschub- oder Einstecköffnung
und Platinengeometrie bestimmten Einbautoleranzen angepasst. Die Größe
und der Abstand der platinenseitigen Kontaktelemente untereinander
ist dabei so gewählt, dass für jedes Einbaumaß inklusive
etwaiger Bauteiltoleranzen stets eine sichere elektrische Kontaktierung zwischen
Platine und dem Motor des Stellantriebs, bzw. zwischen Platine und
der Steckerbuchse bzw. dem Stecker gewährleistet werden
kann.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die motorseitigen,
innerhalb des Gehäuses zu liegen kommenden Kontaktelemente, aber
auch die an der Gehäusewand zu liegen kommenden stecker-
oder steckerbuchsenseitigen Kontaktelemente zur zumindest abschnittsweisen
Aufnahme der Platine bzw. des Platinenkörpers ausgebildet
sind. Das Gehäuse der elektromotorischen Antriebseinheit
und die darin oder daran anzuordnenden Komponenten sind derart ausgestaltet,
dass der Abstand zwischen motorseitigen und stecker- bzw. steckerbuchsenseitigen
Kontaktelementen der Längserstreckung der Platine in Einschub-
oder Einsteckrichtung entspricht.
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Somit
kann sichergestellt werden, dass nach erreichter Montage der Platine
im Gehäuse der Antriebseinheit und nach Aufsetzen oder
Anordnen des wandseitigen Steckers oder der Steckerbuchse sich die
Platine nicht mehr selbsttätig vom motorseitigen Kontaktelement
lösen kann. Die Platine ist sozusagen in Einschubrichtung
beidseitig von dem zumindest einen motorseitigen Kontaktelement
und dem zumindest einen stecker- bzw. steckerbuchsenseitigen Kontaktelemente
eingefasst, bzw. von diesen eingegrenzt und fixiert. Insoweit können
die motor- und stecker- bzw. steckerbuchsenseitigen Kontaktelemente
zugleich eine mechanische Fixierung für die Platine innerhalb
des Gehäuses der Antriebseinheit zur Verfügung
stellen. Auf weitere Montage- und Befestigungsmittel für
die Steuerplatine kann somit in vorteilhafter Weise verzichtet werden.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Stecker oder die Steckerbuchse zum Verschließen
der Einschub- oder Einstecköffnung des Gehäuses
ausgebildet ist. Der Stecker bzw. die Steckerbuchse kann sozusagen
selbst ein Bestandteil der Gehäusewand darstellen. Es ist
dabei ferner denkbar, dass der mit der Platine zu verbindende Stecker
oder die Steckerbuchse in ein Modul oder einen Wandabschnitt des Gehäuses
der Antriebseinheit eingebettet ist, sodass nicht der eigentliche
Stecker oder die Steckerbuchse alleine, sondern dieser Gehäusemodulabschnitt
die am Gehäuse ausgebildete Einstecköffnung verschließt.
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Dabei
ist insbesondere vorgesehen, dass die Einschub- oder Einstecköffnung
an ihrem Randbereich profiliert ist, sodass der mit einer damit
korrespondierenden Profilierung versehene Stecker oder die Steckerbuchse
sicher und einfach durch bloßes Aufclipsen oder Einsetzen
in den profilierten Abschnitt der Einstecköffnung an dem
Gehäuse befestigt werden kann.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass der Stecker oder die Steckerbuchse
den für den Stecker vorgesehenen Einschub- oder Einsteckschacht
Wasser- und/oder staubdicht verschließt. Hierfür
können insbesondere Dichtungselemente, wie Dichtungsringe aus
Gummi oder anderen geeigneten elastischen Kunststoffen vorgesehen
sein.
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Im
Rahmen der Erfindung ist es insbesondere vorgesehen, dass die Steuerplatine
als solche, das heißt, ohne jeglichen daran vormontierten
Stecker oder daran vormontierte Klemmen in den dafür vorgesehenen
Einschubschacht des Motorgehäuses eingeschoben werden kann.
Erst hiernach kann durch Aufstecken etwa eines die Einschuböffnung verschließenden
Steckers oder einer entsprechenden Steckerbuchse sowohl die mechanische
Fixierung als auch die elektrische Kontaktierung der Platine in
einem Schritt abgeschlossen werden. Insofern ist es nach der Erfindung
nicht mehr erforderlich, die in einen Einschubschacht einzuschiebende
Platine bereits vor der Montage am Gehäuse mit einem Stecker
oder mit einer Steckerbuchse, etwa die für Stromversorgung,
zu versehen.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner denkbar, zum Verschließen
der Einschuböffnung einen schwenkbar gelagerten Verschlussdeckel
vorzusehen. Der Verschlussdeckel selbst kann dabei elektrische Kontaktelemente
aufweisen. Er kann aber auch eine lediglich mechanische Fixierung der
im Einschubschacht angeordneten Steuerplatine zur Verfügung
stellen. Die schwenkbare Anlenkung des Verschlussdeckels am Rand
der Einschuböffnung stellt zugleich eine Verliersicherung
für das die Einschuböffnung verschließende
Bauteil dar. Die Anbindung des Verschlussdeckels am Gehäuse
kann insbesondere als Filmscharnier ausgebildet sein. Gerade bei
Kunststoffgehäusen ist eine solche Filmscharnierausbildung
besonders einfach und kostengünstig mittels eines Kunststoff-Spritzgussverfahrens
erzielbar.
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Des
Weiteren ist vorgesehen, dass der Verschlussdeckel den für
die Steuerplatine vorgesehenen Einschubschacht Wasser- und/oder
staubdicht verschließt. Hierfür können
insbesondere Dichtungselemente, wie Dichtungsringe aus Gummi oder
anderen geeigneten elastischen Kunststoffen vorgesehen sein.
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Es
ist ferner denkbar, ein Wasser- und/oder staubdichtes Verschließen
des Einschubschachts für die Steuerplatine mittels eines
Ultraschallschweißens zu verwirklichen. Dabei ist zumindest
der an die Einschuböffnung der Steuerplatine angrenzende
Gehäuseabschnitt als auch der Verschlussdeckel als thermoplastischer
Kunststoff ausgebildet. Durch den Ultraschall-Schweißvorgang
wird neben einer abdichtenden, zugleich auch eine unlösbare
Verbindung bzw. Befestigung des Deckels am Gehäuse zur Verfügung
gestellt. Anstelle oder ergänzend zum Ultraschallschweißen
kommen natürlich auch thermische Fügeverfahren
infrage, welche die aneinander angrenzenden Ränder von
Verschlussdeckel und Einschuböffnung hinreichend aufschmelzen.
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Die
staub- und/oder wasserdichte Ausgestaltung des Motorgehäuses
erlaubt zudem eine Anordnung des gesamten Gehäuses in dem
Nassbereich einer Fahrzeugtür, wodurch ein insgesamt höheres Maß an
Flexibilität und Universalität erzielt werden kann.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, dass das Motorgehäuse einen weiteren, für
den Stecker oder eine Steckerbuchse vorgesehenen Einsteckschacht aufweist.
Dieser gibt eine Einsteckrichtung für den Stecker oder
die Steckerbuchse vor, welche schräg, insbesondere aber
senkrecht zur Einschubrichtung der Platine verläuft. Eine
derartige Ausgestaltung kann hinsichtlich der Bauraumanforderungen
im Kraftfahrzeug, insbesondere im Türschacht einer Kraftfahrzeugtür
von Vorteil sein.
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Auch
hierbei ist es von Vorteil, wenn der Stecker oder die Steckerbuchse
zum Verschließen der Einschuböffnung der Platine
und/oder der Einstecköffnung für den Stecker oder
die Steckerbuchse ausgebildet sind. Insoweit kann auf weitere, eigens
dafür vorgesehene Verschlussmittel in vorteilhafter Weise verzichtet
werden.
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Ferner
ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die stecker- oder steckerbuchsenseitigen und/oder
die motorseitigen Kontaktelemente als Kontaktklemmen, insbesondere
als Messerkontakte auszubilden, welche ein kraft- und/oder formschlüssiges Verbinden
und Fixieren des Platinenkörpers mit dem Gehäuse
bzw. mit den im Gehäuse oder am Gehäuse anzuordnenden
und dort vorgesehenen Kontaktelementen zur Verfügung stellen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb
der Einschuböffnung zumindest ein Führungselement
für die Platine vorgesehen, welches einen Seitenrand der
Platine zumindest abschnittsweise umfasst. Das Führungselement
kann als ein in Einschubrichtung länglich verlaufendes
Führungselement, etwa in Form einer Führungsnut
ausgebildet sein. Es genügt jedoch, wenn bereits nur ein
in Einschubrichtung verhältnismäßig kurz
ausgebildetes Führungselement den Seitenrand der Platine
spätestens bei Erreichen dessen Endmontagestellung im Motorgehäuse
abschnittsweise umfasst. In vorteilhafter Weise sind mehrere, zumindest
aber zwei in Einschubrichtung voneinander beabstandet angeordnete
Führungselemente vorgesehen, welche die Platine in Richtung
senkrecht zur Platinenebene an zumindest zwei Punkten fixieren.
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Nach
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform
ist innerhalb des Einschubschachts ein zwischen Platine und beweglichen
Funktionsteilen des Motors angeordnetes Abschirmelement vorgesehen.
Das Abschirmelement kann als Platte ausgebildet sein und einen thermoplastischen
Kunststoff aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die als
Abschirmelement fungierende Platte einstückig mit dem Motorgehäuse
verbunden ist. Das Abschirmelement stellt somit eine ggf. hermetische
Trennung zwischen der Platine und den beweglichen Funktionsteilen
des Motors, wie etwa Ankerwelle, Bürsten und Bürstenkontakten
zur Verfügung und verhindert, dass etwaige beim Betrieb
des Motors entstehende Funken auf die mit empfindlichen elektronischen
Komponenten bestückte Platine gelangen können.
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Durch
das Abschirmelement kann ferner in vorteilhafter Art und Weise auf
eine im Stand der Technik bislang übliche Schutzschicht
der Platine verzichtet werden. Diese wurde bislang etwa in Form eines
Schutzlacks mindestens auf der den beweglichen Funktionsteilen des
Motors zugewandten Seite über die gesamte Platine angeordnet.
Auf eine solche Schutzschicht kann nach der Erfindung nun verzichtet
werden. Dies wirkt sich in erheblichem Maße kostenmindernd
auf die Platinenherstellung aus.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen,
dass sich das Abschirmelement mit einem Abschirmteil im Wesentlichen
parallel zur Platinenebene erstreckt und ein Aufnahmeteil aufweist,
welches sich im Wesentlichen senkrecht zur Platinenebene erstreckt
und eine Durchgangsöffnung für den in Einschubrichtung
vorn liegenden Teil der Platine aufweist. Insoweit bildet das Abschirmelement
nicht nur eine Abschirmung, sondern zugleich auch eine mechanische
Fixierung für die Platine innerhalb des Einschubschachts
des Motorgehäuses.
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Ausführungsbeispiel
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Weitere
Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Hierbei
bilden sämtliche wörtlich beschriebenen und/oder
bildlich dargestellten Merkmale in jeglicher sinnvollen Kombination
den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig
von den Patentansprüchen und deren Rückbezügen.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Steckerbuchsen-, Platinen-Anordnung
nach dem Stand der Technik,
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2 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Anordnung einer im Gehäuse des Stellantriebs zu liegen
kommenden Platine,
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3 die
Platine in Platinenebene gesehen,
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4 eine
schematische Darstellung der in die Einschuböffnung des
Gehäuses einzuschiebenden Steuerplatine,
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5 eine
perspektivische Darstellung eines weiteren Motorgehäuses,
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6 eine
weitere perspektivische Darstellung des Gehäuses gemäß 5,
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7 eine
perspektivische Darstellung der Platinenanordnung innerhalb des
Gehäuses,
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8 eine
weitere perspektivische Darstellung der Anordnung gemäß 7,
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9 eine
Darstellung des Elektromotors gemäß 7 ohne
Platine,
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10 eine
weitere Ausführungsform des Elektromotorgehäuses
mit einem Abschirmelement,
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11 eine
perspektivische Darstellung der Ausführungsform gemäß 10,
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12 eine
weitere Ausführungsform einer Platine mit in Einschubrichtung
hinten liegenden Kontaktelementen,
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13 eine
perspektivische Darstellung der Ausführungsform gemäß 12 mit
einem befestigten Stecker und
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14 das
Motorgehäuse in vollständig geschlossener Konfiguration.
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Die
schematische Darstellung gemäß 2 zeigt
eine elektromotorische Antriebseinheit 1, welche vorliegend
als Stellantrieb eines elektrischen Fensterhebers eines Kraftfahrzeugs
ausgebildet ist. An einem in 2 links
unten zu liegen kommenden Abschnitt ist ein Motor 3 innerhalb
des Gehäuses 1 angeordnet, an welchem zumindest
eine in einen daran angrenzenden Gehäuseabschnitt hineinragende Kontaktklemme 4 vorgesehen
ist. Ferner weist das Gehäuse der elektromotorischen Antriebseinheit 1 einen
Seiltrommelabschnitt 2 auf, in welchem eine zur Betätigung
von Zug-Druckmitteln, wie etwa einem Betätigungszug, vorgesehene
Seiltrommel drehbeweglich gelagert ist.
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An
einem in 2 rechts unten zu liegen kommenden
Abschnitt weist das Gehäuse 1 der elektromotorischen
Antriebseinheit einen in 4 schematisch und perspektivisch
dargestellten Einsteckschacht 8 mit einer Einschub- oder
Einstecköffnung für die Steuerplatine 5 auf,
welche in der Darstellung gemäß 2 von
rechts nach links in das Gehäuse 1 eingeschoben
werden kann.
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Wie
in 4 weiter dargestellt, weist die Platine 5 an
ihrem in Einschubrichtung vorn liegenden Endabschnitt einzelne Kontaktbereiche
bzw. als Leiterbahnen ausgebildete Flachkontakte 7 auf,
welche bei Erreichen der in 2 gezeigten
Endmontagestellung mit der motorseitigen Klemme oder den motorseitigen
Klemmen 4 sowohl in mechanischen als auch elektrischen
Kontakt treten.
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Ähnlich
verhält es sich mit der elektrischen Kontaktierung bzw.
mechanischen Fixierung der Platine 5 an ihrem, dem Motorkontakt 4 abgewandten und
einem Stecker oder einer Steckerbuchse 6 zugewandten Abschnitt.
Auch steckerseitig können Kontaktklemmen zur bereichsweisen
Aufnahme des Platinenkörpers 5 vorgesehen sein,
welche beim Auf- oder Einsetzen des Steckers oder der Steckerbuchse 6 an
oder in das Gehäuse 1 den entsprechenden außenliegenden
Endabschnitt der Platine 5 zumindest bereichsweise aufnehmen
und dabei zwangsläufig mit an der Platine vorgesehenen
Flachkontakten 17 in elektrischen Kontakt gelangen.
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Sämtliche
als Stecker 6, 26, 56 bezeichneten Elemente
können je nach Anforderungsprofil auch sinngemäß als
Steckerbuchse oder als Adapter für eine elektrische Verbindung
mit weiteren elektrischen Steckelementen ausgebildet sein. So ist
insbesondere vorgesehen, dass ein Stecker oder eine Steckerbuchse
eine unmittelbare elektrische Anschlussmöglichkeit für
eine im jeweiligen Kraftfahrzeug verwendete elektrische Standard
Schnittstelle aufweist
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In
der schematischen und perspektivischen Darstellung gemäß 4 ist
ferner gezeigt, dass der Einsteckschacht 8 an seinen Seitenwänden
nach Art von Führungsnuten 9 ausgebildete Führungsmittel für
die Platine 5 aufweist, welche einerseits eine Führung
der Platine 5 bei deren Einschieben in die Einschub- oder
Einstecköffnung und andererseits eine Fixierung der Platine 5 senkrecht
zur Platinenebene zur Verfügung stellen. Auf diese Art
und Weise kann sichergestellt werden, dass die Platine mit ihren
daran angeordneten Flachkontakten 7 zwischen den beiden
Schenkeln der motorseitigen und/oder der stecker- oder steckerbuchsenseitigen
Kontaktklemme 4 zu liegen kommen.
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Die
Querschnittsdarstellung des Steckers 6 oder der Steckerbuchse
gemäß 3 zeigt den Platinenkörper 5 im
Querschnitt mit daran angeordneten Flachkontakten 17. In
dieser Darstellung ragen die Kontakte 17 geringfügig
von der Platinenebene hervor. Es sind jedoch auch Ausführungen
denkbar, bei denen die elektrischen Kontakte 17 bündig
in die Platinenoberfläche eingebettet sind. Auch ist denkbar, dass
die Flachkontakte 17 sowohl an der Ober- als auch der Unterseite
der Platine 5 entweder versetzt oder überlappend
zueinander angeordnet sind.
-
Dadurch,
dass erfindungsgemäß keine von der Platinenebene
im Wesentlichen hervorstehenden Kontaktelemente mehr vorgesehen
sind, kann der gesamte, zur Aufnahme der Platine vorgesehene Bereich
des Gehäuses insgesamt flacher ausgestaltet werden, wodurch
wertvoller Bauraum im Kraftfahrzeug gewonnen werden kann. Auch gestaltet
sich der Montage- und ggf. Demontagevorgang deutlich einfacher,
da die Platine zumindest bezüglich der Einschubrichtung
einerseits von motorseitigen Kontaktklemmen 4 und andererseits
von, in den Figuren nicht explizit gezeigten entsprechend ausgebildeten Kontaktklemme
eines gehäusewandseitigen Steckers oder Steckerbuchse gehalten
und fixiert werden kann.
-
Die 5 bis 6 zeigen
ein Antriebsgehäuse 21, welches zur Anordnung
an einer Seilzug-Fensterheberanordnung im Bereich einer Kraftfahrzeugtür
vorgesehen ist. Das Gehäuse 21 weist einen Seiltrommelabschnitt 22 sowie
einen Motorabschnitt 23 auf. Das Gehäuse 21 hat
einen Einschubschacht 31 für eine Platine 25,
welche in Einschubrichtung vorn liegende Leiterbahnen 28 als
Kontaktelemente aufweist. Diese gelangen innerhalb des Einschubschachts 31 mit
motorseitigen Kontaktklemmen 24 spätestens bei
Erreichen der Endmontagestellung der Platine in Eingriff. Andern
Ends sind zumindest seitlich der Platine 25 weitere Leiterbahnenkontakte 27 ausgebildet,
welche mit an einem Stecker 26 ausgebildeten Messerkontaktklemmen 29, wie
in 6 dargestellt, elektrisch leitend in Verbindung
treten.
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Der
Motorabschnitt 23 bezeichnet insbesondere das sogenannte
Poltopfgehäuse des Elektromotors, welches anstelle von
Schraubverbindungen auch mittels Raststiften formschlüssig
mit dem Seiltrommel- oder mit dem Getriebeabschnitt des Gehäuses 21 befestigt
sein kann. Auch ist denkbar, das Poltopfgehäuse 23 und
das sich daran anschließende Getriebeteil mittels eines
Ultraschallschweißverfahren unlösbar miteinander
zu verbinden. Hierzu kann am Poltopfgehäuse eine Kunststoffkomponente vorgesehen
sein. Durch eine solche Befestigung können Montage- und
Herstellungskosten weiter gesenkt werden.
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Die
Einschubrichtung der Platine 25 ist in der Ausführungsform
gemäß der 5 bis 9 im
Wesentlichen senkrecht zur Einsteckrichtung des Steckers 26 in
den dafür vorgesehenen Einsteckschacht 30. Diese
Ausgestaltung ist insoweit von Vorteil, als dass ein flach ausgebildeter
Deckel 32 das Gehäuse 21 in der Darstellung
gemäß 5 nach oben hin abschließt
kann. Die elektrische Strom- bzw. Spannungsversorgung des gesamten Gehäuses 21 wird dabei über
den Stecker 26 zur Verfügung gestellt, welcher,
bezogen auf die Ausrichtung gemäß 5, in
Horizontalrichtung in den dafür vorgesehenen Einsteckschacht 30 eingeschoben
werden kann.
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Der
Stecker 26 weist eine Rastnase 34 auf, welche
mit einem am Gehäusegrundteil ausgeprägten Rastvorsprung 33 bei
Erreichen der in 6 gezeigten Montagestellung
in Eingriff gelangt und somit den Stecker 26 lösbar
am Gehäuse 21 festlegt.
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In
den 7 bis 9 sind jeweils perspektivische
Ansichten der gehäuseseitigen elektrischen Kontaktierung
wiedergegeben. Der Elektromotor 23 hat zwei im Wesentlichen
parallel zueinander angeordnete Messerkontaktklemmen 24,
welche die an der Platine randseitig ausgebildeten Leiterbahnabschnitte 28 kontaktieren.
Die Messerkontaktklemmen 24 sind derart ausgelegt, dass
sie die gesamte Platine 25 zwischen gegenüberliegenden
und flexibel ausgebildeten Kontaktschenkeln aufnehmen.
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Während
die Messerkontaktklemmen 24 eine Einschubbegrenzung bzw.
einen Endanschlag für die Platine 25 darstellen
können, sind stirnseitig am Motor 23 in Einschubrichtung
voneinander versetzt angeordnete Führungselemente 41, 42 vorgesehen.
Die Führungselemente 41, 42 sind zum
bereichsweisen Umfassen des Platinenrands vorgesehen, während
ein weiteres Führungselement 48 mit einer Schrägfläche 47 versehen
ist, welche eine Art Einführhilfe oder Justierhilfe für
die Platine 25 zur Verfügung stellen kann.
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In
den 7 bis 9 sind ferner einzelne Funktionsteile
des Motors, so etwa eine Ankerwelle 40 sowie Bürstenkontakte 45, 46 gezeigt.
Die am Motoranker zur Anlage gelangenden und in den Figuren nicht
explizit gezeigten Bürsten kommen zwischen den die Ankerwelle 40 in 9 und 7 oben
und unten abschnittsweise umgebenden Abschirmelementen 43, 44 zu
liegen. Die Bürsten treten dabei seitlich mit der Ankerwelle
in Kontakt.
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Dadurch,
dass an der Platine 25 keine nennenswerten von der Platinenebene
hervorstehenden Funktionsteile angeordnet sind, kann die Platine selbst
nunmehr in unmittelbarer Nähe zur Ankerwelle 40 angeordnet
werden. Damit keine im Betrieb des Motors entstehenden Funken auf
die Platine 25 gelangen können, ist, wie in 10 gezeigt,
ein Abschirmelement 50 vorgesehen, welches, in Axialrichtung
betrachtet, eine Art Z-förmigen Verlauf mit einem unteren
Schenkel 53, einem oberen Schenkel 51 und einem
Abschirmteil 52 aufweist, wobei Letzteres sich im Wesentlichen
parallel zur Ebene der Platine 25 erstreckt.
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Während
der Abschirmteil 52 einen effektiven Schutz der Platine 25 vor
Funkenflug bildet, stellt der in den 10 und 11 unten
zu liegen kommende Abschnitt 53 des Abschirmelements 50 zugleich
eine Führung und Fixierung der Platine 25 innerhalb
des Einschubschachts 31 zur Verfügung.
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In
den 12 bis 14 ist
eine weitere, an die 2 bis 4 angelehnte
Ausführungsform gezeigt, bei welcher die Platine 55 an
ihren beiden in Längsrichtung einander gegenüberliegenden
Endabschnitten Kontaktelemente 57 aufweist, wobei in 12 lediglich
die dem Motor 23 abgewandten, als Leiterbahnabschnitte
ausgebildeten Kontakte 57 angedeutet sind. An diesem, dem
Motor 23 gegenüberliegenden Endabschnitt der Platine 55 kann
ein Stecker 56 oder eine Steckerbuchse mit einem Flansch 58 angeordnet
sein, welcher das die Einschuböffnung aufweisende Gehäuseteil 61 sowohl
staub- als auch wasserdicht verschließen kann.
-
Die
Stecker 56, bzw. die Steckerbuchse weist dabei einzelne
Messerkontaktklemmen 29 auf, welche den dem Motor 23 abgewandten
Endabschnitt der Platine 55 sowohl oberhalb als auch unterhalb
der Platinenebene umschließen. Letztlich stellt der Stecker 56 und
die in den 12 bis 14 nicht
explizit gezeigten, im Bereich des Motors 23 angeordneten
Messerkontakte 24 eine mechanische Befestigung der Platine 55 innerhalb
des Motorgehäuses zur Verfügung.
-
- 1
- Gehäuse
- 2
- Seiltrommelbereich
- 3
- Motor
- 4
- Klemme
- 5
- Platine
- 6
- Stecker/Steckerbuchse
- 7
- Flachkontakt
- 8
- Einschub-
oder Einsteckschacht
- 9
- Führungsnut
- 10
- Platine
- 12
- Gehäusewand
- 14
- Steckerbuchse
- 16
- Kontaktstift
- 17
- Kontakt
- 18
- Messerkontaktklemme
- 20
- Dichtelement
- 21
- Gehäuse
- 22
- Seiltrommelgehäuse
- 23
- Motor
- 24
- Klemme
- 25
- Platine
- 26
- Stecker/Steckerbuchse/Adapter
- 27
- Kontakt
- 28
- Kontakt
- 29
- Klemme
- 30
- Einsteckschacht
- 31
- Einschubschacht
- 32
- Deckel
- 33
- Rastvorsprung
- 34
- Rastnase
- 40
- Ankerwelle
- 41
- Führungselement
- 42
- Führungselement
- 43
- Abschirmung
- 44
- Abschirmung
- 45
- Bürstenkontakt
- 46
- Bürstenkontakt
- 47
- Schräge
- 48
- Führungselement
- 50
- Abschirmelement
- 51
- Abschirmabschnitt
- 52
- Abschirmteil
- 53
- Schenkel/Aufnahme
- 55
- Platine
- 56
- Stecker/Steckerbuchse
- 57
- Kontaktelement
- 58
- Flansch
- 61
- Gehäuseabschnitt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202004015409
U2 [0011]
- - DE 202004015409 U1 [0013]