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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung, insbesondere als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Ansprüche.
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Eine derartige Antriebseinrichtung ist aus der
DE 10 2005 055 740 A1 der Anmelderin bekannt. Die bekannte Antriebseinrichtung umfasst ein als Getriebegehäuse ausgebildetes Gehäuse zur Aufnahme einer Getriebeantriebseinheit und eines Schaltungsträgers in Form einer Leiterplatte, wobei auf der Leiterplatte elektrische bzw. elektronische Bauteile angeordnet sind. Während die in der bekannten Anmeldung nicht dargestellte Ankerwelle als Bestandteil des Elektromotors üblicherweise in wenigstens zwei Lagereinrichtungen, insbesondere an den beiden gegenüberliegenden Endbereichen mit der Ankerwelle, in dem Gehäuse gelagert ist, ist die Leiterplatte ausschließlich auf ihre Funktion als Schaltungsträger beschränkt und weist daher keine über diese Funktion hinausgehenden Aufgaben bzw. Merkmale auf. Dies hat zur Folge, dass innerhalb des Gehäuses für den Schaltungsträger ein bestimmter Bauraum vorgesehen werden muss. Ferner ist es erforderlich, bei der Montage der Antriebseinrichtung den Schaltungsträger innerhalb des Gehäuses zu montieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass eine besonders kompakte Bauweise bei verringertem Montageaufwand ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird bei einer ersten erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung, insbesondere als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Leiterplatte als Bestandteil des Gehäuses ausgebildet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Leiterplatte es durch ihre zusätzliche Funktion als Bestandteil des Gehäuses ermöglicht, den für das Gehäuse erforderlichen Bauraum zu reduzieren. Ferner ist kein separater Montageaufwand zur Befestigung bzw. Anordnung des Schaltungsträgers bzw. der Leiterplatte innerhalb des Gehäuses erforderlich.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder der Erfindung offenbarten Merkmalen.
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In einer ersten Weiterbildung der ersten erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ist es vorgesehen, dass die Leiterplatte auf der einem Innenraum des Gehäuses abgewandten Seite mit einer in Überdeckung mit der Leiterplatte angeordneten, elektrisch nicht leitenden Isolierung versehen ist. Eine derartige Isolierung, die insbesondere in Form einer Beschichtung o.ä. ausgebildet sein kann, hat den Vorteil, dass die Leiterplatte gegenüber äußeren Einflüssen, insbesondere gegenüber Feuchtigkeit oder ähnlichem, geschützt ist. Dadurch wird die Betriebssicherheit der Antriebseinrichtung auf besonders einfache Art und Weise gewährleistet.
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In einer Weiterbildung der soweit beschriebenen Antriebseinrichtung kann es vorgesehen sein, dass auf der Leiterplatte auf der dem Innenraum des Gehäuses zugewandten Seite wenigstens ein wärmeerzeugendes Bauteils angeordnet ist, dass das wärmeerzeugende Bauteil bereichsweise von einer Vergussmasse umgeben ist, und dass das wärmeerzeugende Bauteil in Wirkverbindung mit einem Kühlelement angeordnet ist. Eine derartige Ausbildung der Antriebseinrichtung ermöglicht auf einfache Art und Weise das Abführen von Wärme aus dem wärmeerzeugenden Bauteil bei vibrations- bzw. mediendicht geschützter Anordnung des wärmeerzeugenden Bauteils innerhalb des Gehäuses.
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Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Leiterplatte auf der dem Innenraum abgewandten Seite zumindest bereichsweise (mit Kunststoffmaterial) umspritzt ist. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass das Kunststoffmaterial derart angeordnet ist bzw. die Leiterplatte derart umgibt, dass an der Außenseite der Leiterplatte die Leiterplatte vollflächig von dem Material überdeckt ist. Es wird somit eine einstückige Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Kunststoff ermöglicht, wodurch die strukturelle Festigkeit eines soweit beschriebenen Bauteileverbunds relativ hoch ist. Dies hat wiederum zur Folge, dass relativ geringe Wandstärken bzw. ein geringer Materialeinsatz genügt, um das Gehäuse im Bereich der Leiterplatte bei hinreichend hohen Festigkeitswerten auszubilden.
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Eine besonders gute Anpassung des Bereichs der Leiterplatte an das Gehäuse wird erzielt, wenn die Umspritzung die Leiterplatte im Bereich einer seitlichen Stirnfläche vollständig umgibt, und wenn die Form der Umspritzung einer Aufnahme des Gehäuses angepasst ist.
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Eine besonders hohe Betriebssicherheit der Antriebseinrichtung gegenüber elektromagnetischer Strahlung bzw. die Vermeidung der Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung durch die Antriebseinrichtung wird erzielt, wenn die Umspritzung zumindest bereichsweise an seiner Oberfläche mit einer Metallisierung versehen ist, und wenn die Metallisierung in Wirkverbindung mit Elementen zur Ausbildung einer EMV-Verträglichkeit gekoppelt sind. Derartige Elemente können beispielsweise in Form von metallischen Abschirmblechen oder ähnlichem ausgebildet sein. Insbesondere wird durch die soweit beschriebene Metallisierung ein hinsichtlich der Strahlung „dichtes“ Gehäuse ausgebildet.
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In einer grundsätzlich alternativen zweiten Ausgestaltung der Antriebseinrichtung ist es vorgesehen, dass das Gehäuse der Antriebseinrichtung von einem als Spritzgussteil ausgebildeten Deckelelement verschlossen ist, dass das Deckelelement als Stanzgitterelemente ausgebildete Stromführungselemente aufweist, die von dem Material des Deckelelement zumindest bereichsweise umgeben sind, und dass die Stromführungselemente auf der dem Gehäuse abgewandten Seite mit Wicklungsdrähten einer Ankerwicklung verbunden sind.
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Eine derartige Ausbildung einer Antriebseinrichtung ermöglicht ein besonders kompaktes und hinsichtlich des Montageaufwands vorteilhaftes Gehäuse.
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Die elektrische Kontaktierung der in dem Deckelelement angeordneten bzw. ausgebildeten Stromführungselemente lässt sich besonders einfach gestalten, wenn das Deckelelement auf der dem Innenraum des Gehäuses zugewandten Seite eine Freisparung zur elektrischen Kontaktierung mit der in dem Gehäuse angeordneten Leiterplatte aufweist.
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In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags, der insbesondere es ermöglicht, die elektrische Verbindung ohne Schweiß- oder Lötverbindungen auszubilden, sieht vor, dass die Kontaktierung zwischen dem Schaltungsträger und den Stromführungselementen über eine Einpressverbindung erfolgt. Das bedeutet, dass bei der Montage der Elemente der Antriebseinrichtung bei einer Relativbewegung zwischen dem Schaltungsträger und dem Deckelelement die elektrische Verbindung zwangsläufig hergestellt wird.
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Eine weitere Fortbildung der soweit beschriebenen Antriebseinrichtung sieht vor, dass mit dem Gehäuse eine Achse des Elektromotors verbunden ist, dass der Elektromotor in Form eines bürstenlosen Außenläufers ausgebildet ist, und dass eine Rotorglocke des Elektromotors in stirnseitiger Überdeckung mit dem Gehäuse angeordnet ist. Eine derartige Antriebseinrichtung ermöglicht einen in Außenläuferbauart ausgebildeten Elektromotor, der besonders kompakt ausgebildet ist und relativ wenige Bauteile benötigt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 eine stark vereinfachte Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung in Form einer Getriebe-Antriebseinrichtung und
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2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Form eines bürstenlosen Außenläufermotors.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Antriebseinrichtung 10 in Form einer Getriebe-Antriebseinrichtung dargestellt. Die Antriebseinrichtung 10 ist insbesondere Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, wie einem Fensterheberantrieb, einem Sitzverstellungsantrieb, einem Schiebedachantrieb oder ähnlichem.
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Die Antriebseinrichtung 10 weist ein Gehäuse 11 auf. Innerhalb des Gehäuses 11 sind Bestandteile eines Elektromotors 15 angeordnet. Diese Bestandteile umfassen beispielhaft und nicht einschränkend, an einem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses 11 angeordnete Permanentmagnetelemente 16, einen Anker 17 mit im Einzelnen nicht dargestellten Ankerwicklungen und eine Ankerwelle 18. Die Ankerwelle 18 ist an ihren beiden Endabschnitten in jeweils einer Lagereinrichtung 19, 20 innerhalb des Gehäuses 11 drehbar gelagert. Die Ankerwelle 18 weist einen Verzahnungsbereich mit einer Schneckenverzahnung 21 auf, der mit einer Gegenverzahnung 22 an einem als Stirnrad ausgebildeten Getrieberad 25 kämmt. Das Getrieberad 25 dient der Herabsetzung der Drehzahl des Elektromotors 15 unter gleichzeitiger Erhöhung des Drehmoments, wobei das Getrieberad 25 in einer Achse 26 gelagert ist. Ein in Wirkverbindung mit dem Getrieberad 25 angeordnetes, in der 1 nicht dargestelltes Abtriebselement ist zumindest mittelbar mit dem zu verstellenden Element, beispielsweise einer Fensterscheibe, angeordnet.
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Das Gehäuse 11 weist ein Gehäusegrundteil 31 auf, das mit einem deckelartigen Gehäuseelement 32 verschlossen ist. Das Gehäusegrundteil 31 kann grundsätzlich aus unterschiedlichsten Materialien, insbesondere aus Aluminiumdruckguss oder aber aus Kunststoff bestehen. Das Gehäusegrundteil 31 weist eine Aufnahmekontur 33 auf, an die das Gehäuseelement 32 formschlüssig angepasst ist. Das Gehäuseelement 32 besteht zumindest im Wesentlichen aus einem Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte 35, auf der elektrische bzw. elektronische Bauelemente 36 angeordnet sind, die der Steuerung der Antriebseinrichtung 10 dienen. Die Bauelemente 36 sind dabei auf der dem Gehäuseinnenraum 37 zugewandten Seite der Leiterplatte 35 angeordnet, wobei wenigstens eines der Bauelemente 36 als wärmeerzeugendes Bauelement ausgebildet ist und mit einem Kühlkörper 38 verbunden ist. Darüber hinaus sind die Bauelemente 36 zumindest teilweise von einer Vergussmasse 39 umgeben. Die Leiterplatte 35 ist insbesondere mit den Bestandteilen des Elektromotors 15 verbunden und kann darüber hinaus dazu dienen, beispielsweise die Winkellage der Ankerwelle 18 zu erfassen.
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Vorzugsweise ist die Leiterplatte 35 auf der dem Gehäuseinnenraum 37 abgewandten Seite mit einer aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Isolierung 34, zum Beispiel einer Beschichtung, versehen. Ganz besonders bevorzugt ist die Isolierung 34 durch An- bzw. bereichsweises Umspritzen der Leiterplatte mittels Kunststoff ausgebildet. Das die Isolierung 34 ausbildende Spritzgußteil kann dabei die Leiterplatte 35 auch seitlich umgeben, um einen Formschluss zur Aufnahmekontur 33 des Gehäusegrundteils 31 auszubilden. Weiterhin kann die Isolierung 34 bzw. das Spritzgußteil zumindest bereichsweise an seiner Oberfläche mit einer Metallisierung versehen ist, wobei die Metallisierung in Wirkverbindung mit Elementen zur Ausbildung einer EMV-Verträglichkeit der Antriebseinrichtung 10 gekoppelt ist.
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In der 2 ist eine Antriebseinrichtung 10a in Form eines bürstenlosen Außenläufermotors 40 dargestellt. Der Außenläufermotor 40 weist eine drehbar gelagerte Glocke 41 auf, an deren Innenwand in gleichmäßigen Winkelabständen Permanentmagnetelemente 42 angeordnet sind.
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Die Glocke 41 ist auf einer Achse 43 oder einem Achsstummel drehbar gelagert, welche einstückig mit dem Gehäuse 45 verbunden ist. Die Glocke 41 überdeckt die Stirnseite des Gehäuses 45 vollständig. Das Gehäuse 45 umfasst ein topfförmiges Gehäusegrundteil 46, in dessen Innenraum ein Schaltungsträger in Form einer Leiterplatte 47 angeordnet ist. Auf der Leiterplatte 47 sind an dessen Unterseite und/oder Oberseite elektrische oder elektronische Bauteile 48 angeordnet. Das Gehäuse 45 bzw. das Gehäusegrundteil 46 wird von einem Gehäusedeckel 50 verschlossen. Zwischen dem Gehäusegrundteil 46 und dem Gehäusedeckel 50 können (ringförmige) Dichtelemente 51, 52 angeordnet sein, um eine mediendichte Ausbildung des Gehäuseinnenraums 53 zu gewährleisten.
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Der Gehäusedeckel 50 weist erfindungsgemäß der elektrischen Kontaktierung dienende Stanzgitterelemente 54 auf, welche von dem Material des aus Kunststoff bestehenden, und im Spritzgussverfahren hergestellten Gehäusedeckels 50 zumindest bereichsweise umspritzt bzw. umgeben sind. Auf der dem Gehäuseinnenraum 53 zugewandten Seite weist das Material des Gehäusedeckels 50 eine Freisparung 55 auf. Im Bereich der Freisparung 55 erfolgt eine elektrische Kontaktierung der Stanzgitterelemente 54 mit von der Leiterplatte 47 abstehenden, ebenfalls bevorzugt als Stanzgitterelemente 54 ausgebildeten Kontaktelementen 56, 57. Die Verbindung zwischen den Kontaktelementen 56, 57 und den Stanzgitterelementen 54 erfolgt bevorzugt durch eine Einpressverbindung bzw. Klemmverbindung beim Fügen des Gehäusedeckels 50 auf dem Gehäusegrundteil 46.
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Ergänzend wird erwähnt, dass auch Löt- bzw. Schweißverbindungen zwischen den Kontaktelementen 56, 57 und den Stanzgitterelementen 54 vorgesehen sein können.
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Auf der der Glocke 41 zugewandten Seite ragen aus dem Gehäusedeckel 50 als Klemmschneidverbindungselemente ausgebildete Fortsätze 58, 59 heraus, die mit ortsfest angeordneten Wicklungsdrahtenden 60, 61 von Ankerwicklungen des Ankers 62 des Außenläufermotors 40 kontaktiert sind, vorzugsweise über Klemmschneidverbindungen.
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Die soweit beschriebenen Antriebseinrichtungen 10, 10a können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005055740 A1 [0002]
