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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit mit einer Elektronik-Schnittstelle sowie ein Verfahren zum Verbinden eines Elektronikmoduls mit einer Getriebe-Antriebseinheit nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Es sind schon verschiedene Antriebsvorrichtungen bekannt, bei denen ein separates Elektronikmodul mit einem Gehäuse der Antriebsvorrichtung koppelbar ist. Die
DE 200 04 338 A1 zeigt beispielsweise eine Antriebsvorrichtung mit einem Elektromotor in einem Getriebegehäuse, in das ein Einschubmodul einschiebbar ist. Das Einschubmodul weist eine Stirnfläche mit einem Stecker auf der Außenseite und einer Leiterplatte auf der Innenseite auf, auf der elektronische Bauelemente und Motorkontakte für die Motorstromversorgung angeordnet sind. Auf einem Finger der Leiterplatte ist ein SMD-Hallsensor angeordnet, der in montiertem Zustand mit einem Ringmagneten der Ankerwelle zusammenwirkt.
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Mit der
EP1618645B1 ist eine Antriebseinheit bekannt geworden, bei der an der äußeren Seitenwand einer Elektronik-Schnittstelle Rastöffnungen ausgeformt sind, in die Rastnasen des Elektronikmoduls nach dessen vollständigem Einschieben eingreifen. Nachteilig bei einer solchen Vorrichtung ist, dass die Rastverbindung der Elektronik-Schnittstelle jederzeit zerstörungsfrei gelöst werden kann, um das Elektronikgehäuse zu öffnen. Dadurch kann die Elektronikeinheit manipuliert und wieder in die Schnittstelle eingesetzt werden, ohne dass ein solcher Eingriff nachweisbar ist. Ein solch unsachgemäßer Eingriff soll durch die nachfolgende Erfindung unterbunden werden.
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass mit der Anordnung der Rastverbindung innerhalb des Elektronikgehäuses gewährleistet ist, dass das Elektronikmodul nicht zerstörungsfrei aus der Elektronik-Schnittstelle gelöst werden kann. Beim Einschieben des Elektronikmoduls in die Elektronik-Schnittstelle werden diese beiden unlösbar miteinander verbunden, womit überprüft werden kann, ob sich die Elektronik noch im Originalzustand der Herstellung befindet und nicht unbefugt manipuliert wurde. Dabei bilden die Gehäuseteile des Elektronikmoduls zusammen mit den Gehäuseteilen der Elektronik-Schnittstelle ein vollständig geschlossenes Gehäuse für die Elektronik.
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Durch die in den Unteransprüchen ausgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit möglich. Besonders kostengünstig und zuverlässig sind die Rastelemente als Rasthaken ausgebildet, die in korrespondierende Rastösen, bzw. Rastnasen eingeklipst werden. Dabei können die Rasthaken sowohl an der Elektronik-Schnittstelle, als auch am Elektronikmodul angeordnet sein. Wobei die entsprechenden Gegenrastelemente am gegenüberliegenden Gehäuseteil angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Verbindungs- oder Sicherungselemente notwendig sind, wodurch Bauteile und Montageaufwand gespart werden.
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Damit die Rasthaken zuverlässig in die korrespondierenden Gegenrastelemente einrasten, sind diese an elastischen Stegen mit den Gehäuseteilen verbunden. Besonders günstig erstrecken sich diese beweglichen Stege in Einschubrichtung, so dass diese bei der Montage des Elektronikmoduls automatisch zuerst ausgelenkt werden, und beim Erreichen eines Endanschlags die Rastelement zuverlässig in die Gegenrastelementen eingreifen.
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Werden die Rastelemente und Gegenrastelemente einstückig mit der Elektronik-Schnittstelle und andererseits mit dem Elektronikmodul hergestellt, ist keinerlei Zusatzaufwand für deren Herstellung oder Montage notwendig. Durch die Ausbildung als Spritzgussteile aus Kunststoff können die Rastelemente über die Ausgestaltung deren konkreter Geometrie elastisch ausgebildet werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuseteil der Getriebe-Antriebseinheit, innerhalb der Elektronik-Schnittstelle eine Aussparung radial zur Ankerwelle auf, durch die eine Leiterplatte eines Einschubmoduls eingeschoben werden kann. Die Leiterplatte kann hier tangential oder radial zur Ankerwelle, beispielsweise auch für größere Ausdehnung in axialer Richtung angeordnet sein, oder aber auch in einer Ebene senkrecht zur Ankerwelle liegen. Dadurch können Sensorelemente in unmittelbarer Nähe zur Ankerwelle bzw. einem darauf angeordneten Geberelement positioniert werden. Weist das Einschubmodul eine Leiterplatte auf, die in die Aussparung im Getriebegehäuse einschiebbar ist, kann durch die Anordnung eines Sensorsystems zur Drehzahlerfassung auf einfache Weise eine exakte Positionserfassung des Verstellantriebs realisiert werden. Dabei ist eine exakte Positionierung des Sensorsystems, beispielsweise zwei Hallsensoren, durch die Seitenwände und die Führungsschienen der Elektronik-Schnittstelle gewährleistet.
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Sind die Dichtflächen an der Elektronik-Schnittstelle derart ausgebildet, dass sie zusammen mit den Dichtungen des Einschubmoduls dieses radial zur Einschubrichtung abdichten, so ist die Dichtwirkung unabhängig vom Anpressdruck in Einschubrichtung gegeben. Besonders vorteilhaft ist es, entlang dem Rand der Öffnung der Elektronik-Schnittstelle in Einschubrichtung Führungsschienen für ein Elektronikmodul anzuformen, durch die dessen radiale Dichtung gegen die Dichtflächen gepresst wird, die durch die Innenwand der Elektronik-Schnittstelle gebildet wird. Dadurch wird verhindert, dass die relativ flexiblen Wände der Elektronik-Schnittstelle beim Einschieben des Einschubmoduls seitlich ausweichen und dadurch die Schnittstelle undicht wird. Gleichzeitig stabilisieren die angeformten abgewinkelten axialen Fortsätze die Wände der Elektronik-Schnittstelle und dienen auch zur mechanischen Halterung des Elektronikmoduls – auch eines solchen, bei dem keine Dichtung angeordnet ist.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die Rastverbindung ausserhalb des abgedichteten Innenraums der Elektronik, jedoch trotzdem innerhalb von äußeren Gehäusewänden des Elektronikgehäuses angeordnet. Dazu ist vorteilhaft an einer Stirnseite einer Fläche des Elektronikmoduls eine Dichtung angeordnet, die an entsprechenden Dichtflächen der Elektronik-Schnittfläche anliegt und beabstandet zu dieser Fläche ist eine Bodenfläche für einen Steckerkragen angeordnet, so dass dazwischen ein umschlossener Hohlraum gebildet wird. Dieser Hohlraum bietet genügend Platz für die Befestigung der Rastelemente und der korrespondierenden Gegenrastelemente. Der Hohlraum ist seitlich in Einschubrichtung mittels weiterer Gehäusewände, bzw. der ineinander eingreifenden Führung/Führungsschiene geschlossen. Besonders platzsparend und zuverlässig liegen die Rastelemente und Gegenrastelemente in der gleichen Ebene quer zu Rotorwelle, in der auch die Führungsschienen und die Führung angeordnet sind. Dadurch liegt die Rastverbindung in dem durch die Führung/Führungsschiene mechanisch stabilisierten Bereich, so dass die Rasthaken beim Einschieben zuverlässig auf die entsprechenden Rastnasen treffen.
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Für zusätzliche Sicherheit sorgt die Ausbildung von sogenannten Kontrollöffnungen am Elektronikgehäuse, durch die überprüft werden kann, ob die Rastelemente zuverlässig in die Gegenrastelemente eingefügt sind. Diese Kontrollöffnungen sind besonders kostengünstig als Durchgangsöffnungen im Bereich der Führung oder Führungsschiene ausgebildet, so dass diese direkt den Blick auf die Rastelement und/oder Gegenrastelement freigeben. Die Kontrollöffnungen sind dabei derart dimensioniert, dass kein Eingriff für eine Manipulation oder ein Lösen der Rastverbindung möglich ist. In einer bevorzugten Ausführung sind die Kontrollöffnungen im Bereich der Führungsschienen der Elektronikschnittstelle angebracht. Dazu kann beispielsweise ein Bereich des abgewinkelten Fortsatzes benutzt werden, der nicht von der korrespondierenden Nut des Elektronikmoduls umgriffen wird. Die Geometrie der Rastverbindung ist dabei so ausgebildet, dass durch ein Einführen eines Messdorns die Rastverbindung nicht manipuliert wird.
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Verlaufen die Seitenwände der Elektronik-Schnittstelle radial zur Rotorwelle hin leicht konisch (unter einem keinen Winkel zueinander von weniger als 5°), kann das Elektronikmodul, insbesondere mit der angeformten Dichtung, leichter in die Elektronik-Schnittstelle eingeführt werden, da es erst im letzten Teil des Einschubweges zu einer stärkeren Reibung zwischen der Dichtung und der den Dichtfläche kommt. Ebenso kann der Dichtbereich, der beim Einschieben als Axialdichtung gegen die dem Poltopf zugewandte Gehäusewand gepresst wird, abgewinkelt ausgebildet sein. Dabei bilden die beiden Schenkel bevorzugt einen Winkel von 170° bis 178° zueinander. Dadurch steigt die notwendige Einschiebekraft direkt vor dem Anschlag kontinuierlich an, wodurch eine definierte Axialdichtung realisiert werden kann.
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Werden die beiden Flächen, an deren Stirnseiten die umlaufenden Radialdichtungen des Elektronikmoduls angeordnet sind, unter einen Winkel von etwa 92° bis 115° zueinander angeordnet, so ist bei der Montage eine deutlich reduzierte Einschiebekraft in Einschubrichtung möglich, da die Radialdichtung erst kurz vor der Endposition des Elektronikmoduls in ihrer endgültigen Position mit der Sollkraft gegen die entsprechenden Dichtflächen radial gedrückt wird. Zur Stabilisierung des Einschubmoduls kann zwischen den Außenwänden des Einschubmoduls ein Rahmenelement derart angeordnet werden, dass die Steckerpins des Steckers und die Leiterplatte bequem mittels Einpresstechnik kontaktiert werden können. Dabei können die Stromkontakte günstig direkt am Rahmenelement angeordnet werden, das in eingeschobenem Zustand komplett von der Elektronik-Schnittstelle aufgenommen wird. Die Leiterplatte kann hier seitlich ohne Hindernisse einfach auf den Stecker montiert und im Einschubmodul geführt werden.
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Dem Rahmen, der die beiden Schenkelenden der winklig zueinander angeordneten Flächen abstützt, sind vorteilhaft verschiedene Anschlagsflächen angeformt, mit dem das Einschubmodul in der endgültigen Montageposition an entsprechenden Gegenflächen der Elektronik-Schnittstelle anliegt. Zur leichteren automatischen Montage können an diesen Anlageflächen Einschub-Konusse ausgebildet sein, damit das Einschubmodul automatisch leichter seine exakte Position findet. Diese Anlageflächen können sowohl bezüglich der Axialrichtung, als auch bezüglich der Einschubrichtung ausgebildet sein.
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Der Hohlraum der zwischen der zweiten Fläche mit der umlaufenden Dichtung und der Bodenfläche des Steckerkragens gebildet wird, ist vorzugsweise keilförmig ausgebildet, da die zweite Fläche in einem Winkel zur ersten Fläche angeordnet ist, der größer als 90° ist (92° bis 115°). Somit kann der durch diesen Winkel entstehende keilförmige Hohlraum gleichzeitig für die Anordnung der Rastelemente und Gegenrastelemente genutzt werden. Dabei bildet die Bodenfläche des Steckerkragens die Außenwand des Elektronikgehäuses, der den keilförmigen Hohlraum zusammen mit den entsprechenden Wandteilen der beabstandeten Schnittstellen-Wände umschließt. Die Bodenfläche erstreckt sich dabei näherungsweise senkrecht zum Steckerkragen, um dessen äußeren Umfang, wobei diese innerhalb des Steckerkragens als Sockel zur Aufnahme der Steckerpins ausgebildet ist.
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Dieser Sockel erstreckt sich von der Innenseite des Steckerkragens in Axialrichtung durch die zweite Fläche mit der Radialdichtung hindurch, so dass der Sockel einen Durchgang der Steckerpins zur Leiterplatte bildet. An dem Sockel sind im axialen Hohlraum zwischen der Bodenfläche und der zweiten Fläche die Gegenrastelemente des Elektronikmoduls angeformt, die beim Einschieben in die Elektronik-Schnittstelle mit den Rastelementen verrasten. Durch die Nutzung des Sockels für das Anformen der Rastnasen, wird hierfür kein zusätzlicher axialer Bauraum benötigt. An dem Sockel können außerdem vorteilhaft Anschlagsflächen ausgebildet werden, die nach dem vollständigen Einschieben an der Gegenfläche der Elektronik-Schnittstelle oder direkt an den Rastelementen anliegen.
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Nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren kann das Elektronikmodul in einem Arbeitsprozess in die Elektronik-Schnittstelle eingefügt und gleichzeitig verrastet werden, wobei der Einrastvorgang von außen nicht beobachtet werden kann. Daher ist im Elektronikgehäuse eine Kontrollöffnung ausgeformt, durch die beispielsweise optisch oder mittels eines Meßdorns kontrolliert werden kann, ob die Rastverbindung fehlerfrei ausgebildet ist. Dabei ist die Geometrie der Kontrollöffnung und der Rastverbindung derart ausgebildet, dass eine Manipulation der Rastverbindung durch die Kontrollöffnung hindurch zuverlässig unterbunden wird.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit mit eingefügtem Elektronikmodul,
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2 eine weitere Getriebe-Antriebseinheit mit offener Elektronik-Schnittstelle,
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3a) bis c) eine Schnittdarstellung des Einschiebe-Vorgangs eines Elektronikmoduls
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4 eine weitere Ausführung eines eingeschobenen Elektronikmoduls
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5 ein weiteres Elektronikmodul ohne montierte Leiterplatte,
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6a) und c) eine Darstellung der Dichtgeometrie gemäß 5
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7a) und b) die Führungsgeometrie eines weiteren Elektronikmoduls
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 und 2 zeigen eine Getriebe-Antriebseinheit 10 nach und vor dem Einfügen eines Elektronikmoduls 34, insbesondere für einen Fensterheber. Aus einem Polgehäuse 14 eines Elektromotors 12 ragt eine Rotorwelle 16 in ein Getriebegehäuse 18 hinein. Auf der Rotorwelle 16 ist eine Schnecke 20 angeordnet, die mit einem Schneckenrad 22 kämmt und die Kraft über ein auf dessen Achse 24 gelagertes Antriebsritzel 26 an eine nicht näher dargestellt Fensterhebermechanik überträgt. Zur Positionserfassung eines verstellbaren Teils ist auf der Rotorwelle 16 im Bereich des Getriebegehäuses 18 beispielsweise ein Ringmagnet 28 angeordnet, der mit Hallsensoren 30 zusammenwirkt, die auf einer Leiterplatte 32 des Elektronikmoduls 34 angeordnet sind. Zum Einschieben des Elektronikmoduls 34 weist die Getriebe-Antriebseinheit 10 eine Elektronik-Schnittstelle 36 auf, die einstückig mit einem Getriebegehäuse 18 mittels Spritzgussverfahren ausgebildet ist. Die Elektronik-Schnittstelle 36 weist beabstandete Wände 38 auf, die sich von der Rotorwelle 16 weg erstrecken. Die beiden Wände 38 bilden praktisch ein Elektronikgehäuse 40 der Elektronik 33 mit einer Öffnung 42 radial zur Rotorwelle 16 und einer Öffnung 44 axial zur Rotorwelle 16, wobei die Öffnungen 42 und 44 miteinander verbunden sind und quasi eine gemeinsame Öffnung mit zwei Öffnungsrichtungen (radial und axial) bilden. Die beiden Wände 38, die in erster Näherung parallel zueinander und zur Rotorwelle 16 verlaufen, sind durch eine weitere Verbindungswand 39 miteinander verbunden, die in etwa senkrecht zu den Wänden 38 und zur Rotorwelle 16 verläuft. Das Getriebe-Gehäuse 18 weist zur Rotorwelle 16 hin, eine Aussparung 46 auf, in die die Leiterplatte 32 radial oder tangential zur Rotorwelle 16 eingeführt werden kann. Dazu sind an der Elektronik-Schnittstelle 36 Positionierungselemente 31 – beispielsweise Schienen – für die Leiterplatte 32 ausgebildet. Ist die Aussparung 46 als offener Durchbruch zum Motorinnenraum hin ausgebildet, besteht die Notwendigkeit, dass mit dem Einschieben des Elektronikmoduls 34 in Einschubrichtung 51 auch der gesamte Motor- und Getriebeinnenraum wasserdicht abgedichtet wird, um den Antrieb 10 auch im Nassbereich einsetzen zu können. Hierfür sind an der Elektronik-Schnittstelle 36 unterschiedliche Dichtflächen 50 ausgebildet, die jeweils mit entsprechenden Dichtungsabschnitten 60 des Elektronikmoduls 34 zusammenwirken. Beim Einschieben des Elektronikmoduls 34 werden die mit der Leiterplatte 32 verbunden Kontaktstecker 91 elektrisch über Motorkontakte 95 mit den nicht dargestellten Bürsten des Elektromotors 12 verbunden.
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An der Elektronik-Schnittstelle 36 sind in einer Ebene 52 quer zur Rotorwelle 16 Führungsschienen 54 ausgebildet, auf die entsprechende Führungen 56 des Elektronikmoduls 34 aufgeschoben werden. Die Führungsschienen 54 sind hier als abgewinkelter Fortsatz 55 am axial unteren Rand der Wände 38 ausgebildet. Am Elektronikmodul 34 ist entsprechend die Führung 56 als Nut 57 ausgebildet, in die der abgewinkelte Fortsatz 55 axial eingreift. Beim Einschieben des Elektronikmoduls 34 in Einschubrichtung 51 entlang der Führungsschienen 54 stößt das Elektronikmodul 34 an einen Anschlag 62 an der Elektronik-Schnittstelle 36, wenn das Elektronikmodul 34 seine radiale Endposition erreicht hat. Das Elektronikmodul 34 ist als Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgebildet, das eine erste Fläche 66 und eine zweite Fläche 67 aufweist, die die beiden Öffnungen 42, 44 der Elektronik-Schnittstelle 36 abschließen um das Elektronik-Gehäuse 40 zu bilden. Die erste Fläche 66 bildet eine radiale Außenwand 104, und die zweite Fläche 67 verschließt die Elektronik 33 in Axialrichtung 49. Im Bereich der zweiten Fläche 67 ist ein umlaufender Steckerkragen 64 ausgebildet, der die darin angeordneten Steckerpins 65 umschließt, die durch die zweite Fläche 67 hindurch die Leiterplatte 32 kontaktieren – beispielsweise mittels Einpresskontakten 31 oder Lötverbindungen. Zwischen dem Steckerkragen 64 und der zweiten Fläche 67 sind die Führungen 56 angeformt, die sich in der Ebene 52 erstrecken. An umlaufenden Stirnseiten 68 der ersten und zweiten Fläche 66, 67 sind Dichtungsabschnitte 60 angeordnet, insbesondere angespritzt, die bezügliche der Einschubrichtung 51 als Radialdichtung ausgebildet sind. Die Dichtungsabschnitte 60 sind durchgehend ohne Unterbrechung ausgebildet, wobei ein Dichtungsbereich 61 als Axialdichtung wirkt, die in Einschubrichtung 51 gegen eine weitere Gehäusewand 37 gepresst wird, die dem Polgehäuse 14 zugewandt ist.
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Die Dichtungsabschnitte 60 des Elektronikmoduls 34 werden beim Einschieben radial bezüglich der Einschubrichtung 51 gegen die Dichtflächen 50 der Elektronik-Schnittstelle 36 gepresst. Die Wände 38 sind hier in etwa rechteckförmig, so dass das abgedichtete Innenvolumen des entstandenen Elektronik-Gehäuses 40 näherungsweise einen Quader darstellt. Dabei sind die Führungen 56 und Führungsschienen 54 im Wesentlichen senkrecht zur Rotorwelle 16 angeordnet.
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Zur nichtlösbaren Verbindung des Elektronikmoduls 34 sind innerhalb der Elektronik-Schnittstelle 36 an dieser Rastelemente 76 angeformt, die in Gegenrastelemente 74 des Elektronikmoduls 34 eingreifen. Die Rastelemente 76 sind als Rasthaken 78 ausgebildet, die mittels eines elastischen Stegs 80 in der Ebene 52 stoffschlüssig mit der Elektronik-Schnittstelle 36 verbunden sind. In 2 erstrecken sich die Stege 80 innerhalb der beiden beabstandeten Wände 38 näherungsweise parallel zu den Wänden 38. Beispielsweise sind die Stege 80 an der Gehäusewand 37 der Elektronik-Schnittstelle 36 angeformt, die dem Polgehäuse 14 zugewandt ist. Beim Einschieben des Elektronikmoduls 34 erstreckt sich der Steckerkragen 64 in Axialrichtung 49, wobei die Rastelemente 76 und Gegenrastelemente 74 zwischen dem Steckerkragen 64 und der zweiten Fläche 67 etwa in der Ebene 52 quer zur Rotorwelle 16 angeordnet sind.
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Die 3a bis 3c zeigen einen Schnitt durch das Elektronikmodul 34 in der Ebene 52 der Rast- und Gegenrastelemente 76, 74, die hier außerhalb des durch die Dichtungsabschnitte 60 abgedichteten Elektronikinnenraums angeordnet sind, wie aus 2 ersichtlich ist. In 3a ist das Elektronikmodul 34 innerhalb der Elektronik-Schnittstelle 36 dargestellt, wobei der Schnitt durch einen Sockel 63 verläuft, der als Durchführung der Steckerpins 65 zum Gehäuseinneren ausgebildet ist. Im Sockel 63 sind die Steckerpins 65 befestigt, insbesondere eingepresst oder eingespritzt. Am Sockel 63 sind in Einschubrichtung 51 an der den Rastelementen 76 zugewandten Seite Gegenrastelemente 74 angeordnet, die als Rastnasen 75 angeformt sind. Die maximale Ausdehnung 70 der beiden Gegenrastelemente 74 quer zur Einschubrichtung 51 ist größer, als der innere Abstand 72 zwischen den beiden Rastelementen 76 quer zur Einschubrichtung 51. Es ist ebenfalls zu erkennen, wie die Führung 56 schon weitgehend auf die Führungsschiene 54 aufgeschoben ist. Wird das Elektronikmodul 34 in 3b weiter in Einschubrichtung 51 zwischen Einführschrägen 77 der Rastelemente 76 gedrückt, werden die Rastelemente 76 quer zur Einschubrichtung 51 aufgespreizt, wobei die elastischen Stege 80 beispielsweise um einen Winkel von etwa 10° zu den Wänden 38 hin ausgelenkt werden. 3c zeigt den vollständig eingefügten Zustand des Elektronikmoduls 34, bei dem die Rastelemente 76 wieder zurückgeschnappt sind, nachdem die Gegenrastelemente 74 vollständig über die Einführschräge 77 zwischen die Rastelemente 76 eingeschoben wurden. Dabei weist das Elektronikmodul 34 eine Anschlagsfläche 82 auf, die in Einschubrichtung 51 an den freien Enden der Rastelemente 76 anliegt. Ein weiterer Anschlag 62 bezüglich der Einschubrichtung 52 ist am Ende der Führungsschiene 54 an der Elektronik-Schnittstelle 36 ausgebildet. Dadurch wird das Elektronikmodul 34 exakt positioniert, derart, dass die Dichtungsabschnitte 60, insbesondere die Axialdichtung des Dichtungsbereichs 61, optimal an den Dichtflächen 50, 37, 39 anliegen. Im vollständig eingefügten Zustand umschließen die Wände 38, die Gehäusewand 37 und die erste Fläche 66 die Rastverbindung 73 in der Ebene 52 quer zur Rotorwelle 16. – Eine Bodenwand 89 des Steckerkragens 64 mit den daran angeformten Führungen 54 verschließt die Rastverbindung 73 in Axialrichtung 49.
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In einer alternativen Ausführung des Elektronikmoduls 34 gemäß 4 sind die Rastnasen 75 quer zur Einschubrichtung 51 asymmetrisch zum Sockel 63 ausgebildet. Der Anschlag 82 wird hier durch einen Fortsatz 85 in Einschubrichtung 51 gebildet, der sich direkt an der Gehäusewand 37 der Elektronik-Schnittstelle 36 abstützt. In den Wänden 38 sind bei dieser Ausführung Kontrollöffnungen 86 ausgebildet, die quer zur Einschubrichtung 51 den Blick auf die eingerasteten Rastelemente 76 frei geben, ohne dass die Rastelemente 76 durch die Kontrollöffnungen 86 hindurch gelöst werden können. Die Kontrollöffnungen 86 sind im Bereich der Führungsschiene 54 oder deren Verlängerung zum Polgehäuse 14 hin in der Ebene 52 als Durchbruch ausgebildet, wobei deren Abmessung in etwa der Ausdehnung der Einführschrägen 77 entspricht. Die korrekte Ausführung der Rastverbindung 73 kann beispielsweise durch eine Tiefenmessung oder über eine Federauslenkung durch die Kontrollöffnungen 86 zu den Rastelementen 76 hin, überprüft werden.
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In 5 ist eine weitere Ausführung eines Elektronikmoduls 34 dargestellt, bei der die erste und zweite Fläche 66, 67 in einem Winkel 87 von 92° bis 115°, insbesondere etwa 95°, angeordnet sind. Entsprechend verlaufen die Dichtungsabschnitte 60 an den Stirnseiten 68 der beiden Flächen 66, 67 ebenfalls unter demselben Winkel 87 zueinander. Dadurch wird beim Einschieben des Elektronikmoduls 34 in die Elektronik-Schnittstelle 36 gewährleistet, dass die vollständige radiale Anpresskraft durch die Dichtungsabschnitte 60 erst beim Erreichen der vollständig eingeschobenen Position auftritt, wodurch das Montageverfahren deutlich einfacher und sicherer wird. Da in 5 die Leiterplatte 32 noch nicht montiert ist, ist ein Rahmen 88 erkennbar, der die beiden Flächen 66, 67 gegeneinander abstützt. Der Sockel 63 mit den darin aufgenommenen Steckerpins 65 erstreckt sich hier in Axialrichtung 49 von der Innenseite der zweiten Fläche 67 als Durchführung bis zum Steckerkragen 64. Hierbei ist erkennbar, dass die Bodenfläche 89 des Steckerkragens 64, an dem auch die Führungen 56 angeformt sind, zusammen mit der zweiten Fläche 67 einen keilförmigen Hohlraum 90 bildet, innerhalb dessen die Rastelemente 76 und Gegenrastelemente 74 angeordnet sind.
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Bei dieser Ausführung bildet die zweite Fläche 67 nach dem Einschieben in die Elektronik-Schnittstelle 36 eine innere Wand des Elektronikgehäuses 40 und die Bodenfläche 89 des Steckerkragens 64 eine äußere Gehäusewand für das Elektronikgehäuse 40. Hierbei ist die Rastverbindung 73 ausserhalb des durch die Dichtungsabschnitte 60 abgedichteten Gehäuseinnenraums der Elektronik 33 angeordnet. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung, kann die Rastverbindung 73 mit dem Rastelementen 76 und den Gegenrastelementen 74 auch innerhalb des abgedichteten Innenraums des Elektronikgehäuses 40 angeordnet sein. In 5 ist sowohl die Führung 56, als auch die Gegenrastelemente 74 in der Ebene 52 angeordnet, die sich quer zur Rotorwelle 16 erstreckt. An dem Rahmen 88 sind am Aufnahmebereich 97 in Einschubrichtung 51 hin zur Öffnung 46 im Getriebegehäuse 18 sind Kontaktstecker 91 angeordnet, die von der Leiterplatte 32 über die Motorkontakte 95 die elektrische Verbindung mit den nicht näher dargestellten Kohlebürsten herstellen. Zur korrekten Positionierung des Elektronikmoduls 34 in der Elektronik-Schnittstelle 36 sind am Rahmen 88 mehrere Anlageflächen 92 angeformt, die nach dem vollständigen Einschieben an der Elektronik-Schnittstelle 36 anliegen. Dadurch wird das Elektronikmodul 34 sowohl in der Einschubrichtung 51 radial zur Rotorwelle 16 als auch in Axialrichtung 49 zum Getriebegehäuse 18 hin exakt positioniert. Optional können die Anlageflächen 92 auch einen Einschiebekonus 93 aufweisen, wodurch die automatische Montage des Elektronikmoduls 34 mittels Roboter vereinfacht wird.
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6a zeigt in einer Ansicht der 5 von oben, dass die Dichtungsabschnitte 60, die an der zweiten Fläche 67 angeformt sind, einen kleinen Winkel 94 von 1° bis 5°, insbesondere 3° zueinander bilden. Werden diese Dichtungsabschnitte 60 in Einschubrichtung 51 zwischen den beabstandeten Wänden 38 eingeführt, die ebenfalls einen kleinen Winkel 94 zueinander aufweisen, wird dadurch die Einschiebekraft bei der Montage deutlich reduziert. Rechts im Bild ist wieder eine Anschlagsfläche 92 mit einem Einschiebekonus 93 dargestellt, die am Rahmen 88 angeformt ist. Diese Anlagefläche 92 ist an einen Aufnahmebereich 97 für die Kontaktstecker 91 angeformt. Am Rahmen 88 sind des Weiteren Aufnahmestifte 96 für die hier nicht dargestellte Leiterplatte 32 angeformt.
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Die 6b zeigt eine Ansicht der 5 von der linken Seite mit den Dichtungsabschnitten 60, die an den Stirnseiten 68 der ersten Fläche 66 angeordnet sind. In Axialrichtung 49 – im dem Steckerkragen 64 gegenüberliegenden Bereich – weist der Dichtungsbereich 60 einen abgewinkelten Bereich 59 auf, dessen beiden Schenkel 58 einen Winkel 98 von 170° bis 180°, vorzugsweise etwa 174° bilden. Dieser abgewinkelte Dichtungsbereich 59 liegt nach dem Einschieben in Axialrichtung 49 an der Verbindungswand 39 der Elektronik-Schnittstelle 36 an, die ebenfalls um den entsprechenden Winkel 98 abgewinkelt ausgebildet ist. Dadurch wird die Dichtwirkung bezüglich der Axialrichtung 49 erhöht.
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In 7a ist eine weitere Ausführung gemäß der Darstellung in 6b dargestellt (90° gedreht), bei der das Elektronikmodul 34 in die Elektronik-Schnittstelle 36 eingefügt ist. Die zueinander beabstandeten Wände 38 weisen axial in Richtung zum Steckerkragen 64 hin jeweils eine Führungsschiene 54 auf, die als abgewinkelter Fortsatz 55 ausgebildet ist. Diese abgewinkelten Fortsätze 55 greifen in entsprechende Führungen 56 des Elektronikmoduls 34, die hier als Nut 57 ausgebildet sind. Zum leichteren Einschieben des Elektronikmoduls 34 sind im Bereich der radialen Öffnung 42 an den Führungsschienen 54 der Elektronik-Schnittstelle 36 Einschiebe-Phasen 100 ausgebildet, auf die die Führungen 56 aufgeschoben werden, die optional korrespondierende Einschiebe-Gegenphasen 102 aufweisen. Die Einschiebe-Gegenphasen 102 sind dabei an der in Einschubrichtung 51 der Elektronik-Schnittstelle 36 zugewandten Seite am Elektronikmodul 34 angeformt. Zwischen der Stirnseite 68 der ersten Fläche 66 und den Dichtflächen 50 der beiden Wände 38 sind die Dichtungsabschnitte 60 abgeordnet, die hier quer zur Einschubrichtung 52 als Radialdichtung ausgebildet sind. Der keilförmige Hohlraum 90 weist hier eine Trennwand 111 in Einschubrichtung 51 auf, so dass eine in Einschubrichtung 51 offene Eingriffsöffnung 110 für einen Montageroboter ausgebildet wird, der das Elektronikmodul 34 vollautomatisch in die radiale Öffnung 42 der Elektronik-Schnittstelle 36 einschieben kann.
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7b zeigt eine vergrößerte Ansicht der Elektronik-Schnittstelle 36 der Ausführung in 7a, wobei die Elektronik-Schnittstelle 36 um 180 Grad gedreht ist. An der in Axialrichtung 49 abgewandten Seite der beabstandeten Wände 38 sind die Führungsschienen 54 ausgebildet, die sich hier nur etwa über die Hälfte der Ausdehnung der Elektronik-Schnittstelle 36 in Einschubrichtung 52 erstrecken. Am Ende der Führungsschienen 54 sind hier beidseitig die Kontrollöffnungen 86 ausgebildet, die nach dem vollständigen Einschieben des Elektronikmoduls 34 gegenüberliegend zu den Rastelementen 76 angeordnet sind, wie dies in 4 dargestellt ist. Die Detailansicht zeigt entsprechend 7a die Einschiebe-Phasen 100, die an dem abgewinkelten Fortsatz 55 der Wände 38 angeformt sind. Der abgewinkelte Fortsatz 55 ist quasi zwei Mal um jeweils 90° abgewinkelt, so dass dieser sich parallel zu den beabstandeten Wänden 38 erstreckt. Die Einschiebe-Phase 100 ist an den Kanten im Bereich der Führungsschiene 54 angeformt, an denen das Einschubmodul 34 in Einschubrichtung 51 eingeschoben wird. Wiederum liegen hier die Führungsschienen 54 und die Kontrollöffnungen 86 in der Ebene 52, die sich quer zur Rotorwelle 16 erstreckt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf die beschriebenen Einschubmodule 34 und Elektronik-Schnittstellen 36 beschränkt, sondern beinhaltet auch Ausführungen mit unterschiedlichen Elektronikgehäusen 40 und Dichtungsgeometrien 60, sowie unterschiedlich geformten Leiterplatten 32. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Rastverbindung 73 unzugänglich innerhalb des Elektronikgehäuses 40 angeordnet ist, wobei die Rastelemente 76 und Gegenrastelemente 74 in ihrer Ausformung und Anordnung innerhalb des Elektronikgehäuses 40 variiert werden können. Die erfindungsgemäße Elektronik-Schnittstelle 36 ist sowohl für Nassraum-, als auch für Trockenraum-Anwendungen geeignet. Eine bevorzugte Anwendung stellt die Verstellung beweglich angeordneter Teile im Kraftfahrzeug, beispielsweise Verschließteile an Öffnungen im Kraftfahrzeug, wie Fensterheber und Schiebedach, dar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20004338 A1 [0002]
- EP 1618645 B1 [0003]
