-
Die Erfindung betrifft eine elektrische Stelleinheit, insbesondere zum Einsatz in Kraftfahrzeugen.
-
Elektrische Stelleinheiten sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt und finden an vielen Stellen in Kraftfahrzeugen Anwendung. Solche elektrischen Stelleinheiten steuern beispielsweise mechanische Klappen zu Auspuffendtöpfen mit Klappensteuerung (z.B. Porsche, Harley Davidson) oder zu Shuts (Schließlamellen im Kühlergrill) zur Optimierung der Aerodynamik. Gewöhnlich erhält eine solche elektrische Stelleinheit ein Signal, woraufhin der integrierte Motor mit einer bestimmten Umdrehung gefahren wird, um eine Übersetzung anzutreiben. Diese Übersetzung treibt wiederum ein Verstellelement an, das die Funktionalität der elektrischen Stelleinheit ausmacht, beispielsweise eine mechanische Klappe, die einen Bypass öffnet oder schließt.
-
Problematisch an den bekannten elektrischen Stelleinheiten ist, dass durch die Mehrzahl der zu einer elektrischen Stelleinheit zusammenzufügenden Bauteile die Wahrscheinlichkeit von Fehlern bei deren Massenproduktion steigt, insbesondere von Fehlern bei den Fertigungstoleranzen. Mit einem vertretbaren Aufwand eine hohe Qualität herzustellen, ist daher schwierig.
-
Als eine Lösung beschreibt
DE 10 2014 116 510 A1 eine Stelleinheit, umfassend einen Motor mit einer Welle, ein Ausgangselement, das mit der Welle verbunden ist, und ein Gehäuse, das den Motor aufnimmt und einen ersten Gehäuseteil und einen zweiten Gehäuseteil hat, wobei der erste Gehäuseteil eine Basis und eine Befestigungskonstruktion für die Befestigung des Motors an dem Gehäuse umfasst. Diese bekannte Stelleinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Befestigungskonstruktion durch eine Verbindungskonstruktion derart an einem ersten Kantenbereich der Basis festgelegt ist, dass die Befestigungskonstruktion über der Basis freitragend ist. Mit dieser technischen Lösung soll eine geräuscharme Stelleinheit mit nur wenigen Komponenten, zuverlässiger Leistung und einem einfachen Herstellungsprozess geschaffen werden.
-
Was im Stand der Technik bislang nicht berücksichtigt wurde, ist die Problematik der Fertigungstoleranzen der einzelnen Bestandteile von elektrischen Stelleinheiten, welche für ein optimales Bauteil sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen. Jeder einzelne Bestandteil muss daher mit geringst möglicher Fertigungstoleranz vorliegen.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine neuartige elektrische Stelleinheit bereitzustellen, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigen kann. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, produktionsseitig ohne Mehraufwand minimale Toleranzen fertigungstechnisch einzuhalten.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Stelleinheit gelöst, umfassend
- - einen Funktionsträger (1), der ein erstes Aufnahmeelement (101) aufweist,
- - eine auf dem ersten Aufnahmeelement (101) fest angebrachte elektromagnetische Spulenanordnung (3) und
- - eine um die elektromagnetische Spulenanordnung (3) konzentrisch angeordnete Anordnung (5) von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse, wobei die Anordnung (5) eine Rotorwelle (51) aufweist, die in dem ersten Aufnahmeelement (101) drehbar gelagert ist,
wobei die elektromagnetische Spulenanordnung (3) und die Anordnung (5) von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse einen Außenläufer-Motor bilden.
-
Die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit kann als integrale Komponente aus Bauteilen mit Trägerfunktionen, d.h. hier der Funktionsträger (1), und aus Bauteilen (3, 5) mit Motorfunktionen angesehen werden. Anders ausgedrückt sind der Funktionsträger (1) und die Bauteile (3, 5) mit Motorfunktionen integrale Bestandteile der elektrischen Stelleinheit. Eine Besonderheit ist die Integration eines Außenläufer-Motors in die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit, welche durch den erfindungsgemäßen Funktionsträger (1) ermöglicht wird.
-
Bei dem Funktionsträger (1) handelt es sich um ein einstückiges Bauelement, welches dazu ausgelegt ist, die funktionellen Bauteile der erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit aufzunehmen und mit minimalen Toleranzen zueinander zu positionieren. Der Funktionsträger (1) ist vorzugsweise ein Spritzgussbauteil.
-
Das erste Aufnahmeelement (101) ist als Bestandteil des Funktionsträgers (1) integral mit diesem ausgebildet. Es weist eine äußere Form auf, welche mit der elektromagnetischen Spulenanordnung (3) korrespondiert.
-
Mit „elektromagnetischer Spulenanordnung“ wird eine Anzahl von elektrischen Spulen bzw. Wicklungen von Litzen auf einem magnetischen oder magnetisierbaren Material bezeichnet. Die Formulierung „fest angebracht“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die elektromagnetische Spulenanordnung (3) mit Ihrem Körper kraftschlüssig auf dem ersten Aufnahmeelement (101) aufgebracht ist, beispielsweise durch aufpressen.
-
Bei der Anordnung (5) von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse kann es sich um mehrere einzelne Permanentmagnete handeln, die vorzugsweise auf der Innenseite des Rotorgehäuses angeordnet sind. Alternativ kann als Permanentmagnet ein Ring vorgesehen sein. Dieser Ring wird nach seiner Herstellung in der Art aufmagnetisiert, dass die magnetische Feldstärke zwischen einzelnen Magnetpolen sinusförmig angeordnet ist. Diese Art der Gestaltung der Permanentmagnet-Anordnung ermöglicht einen gleichmäßigen Betrieb ohne Rastmoment.
-
Die Formulierung „Anordnung (5) von Permanentmagneten“ schließt beide Alternativen ein.
-
Dem ersten Aufnahmeelement (101), das integraler Bestandteil des erfindungsgemäßen Funktionsträgers (1) ist, kommt für die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit die wichtige Funktion zu, einerseits die elektromagnetische Spulenanordnung (3) kraftschlüssig, insbesondere formschlüssig aufzunehmen und andererseits die Rotorwelle (51) der Anordnung (5) von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse in einer definierten Relation zu der elektromagnetische Spulenanordnung (3) zu lagern.
-
Das Rotorgehäuse ist im einfachsten Fall ein rotationssymmetrischer Zylinder mit der Rotorwelle (51) als Rotationsachse, der nach einer Seite hin becherförmig geschlossen ist. Auf der Innenseite dieses Zylinders ist/sind der/die Permanentmagnet/en angeordnet.
-
In der erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit bilden die elektromagnetische Spulenanordnung (3) und die Anordnung (5) von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse einen Außenläufer-Motor.
-
Die vorliegende Erfindung hat gegenüber dem bekannten Stand der Technik den Vorteil, dass durch das Vorsehen des erfindungsgemäßen Funktionsträgers (1) mehrere Funktionen in einer einzigen Komponente vereint werden. Alle toleranzsensiblen Aufnahmen für weitere Bestandteile wie Motor und Antriebselemente werden nur vom erfindungsgemäßen Funktionsträger (1) übernommen.
-
Für das Einhalten minimaler Toleranzen ist damit im Wesentlichen „nur noch“ eine präzise Fertigung des erfindungsgemäßen Funktionsträgers (1) notwendig. Da jedoch alle toleranzsensiblen Aufnahmen werkzeugtechnisch formgebunden hergestellt werden können, fallen keine spürbaren Fertigungstoleranzen mehr an. Fertigungstoleranzen anderer Bestandteile der elektrischen Stelleinheit dagegen, wie insbesondere des ggf. vorhandenen Gehäuses und des ggf. vorhandenen Gehäusedeckels, haben keinen Einfluss mehr auf die funktionelle Qualität der erfindungsgenäßen elektrischen Stelleinheit.
-
Insbesondere wenn die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit im Motorraum eines Kraftfahrzeugs verbaut wird, bestehen sehr hohe Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit, die Vibrationsfestigkeit, die Dichtigkeit, die Robustheit und die chemische Beständigkeit. Wie aus der nachfolgenden Definition der Merkmale der Erfindung deutlich wird, kann die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit diese Anforderungen erfüllen.
-
Obwohl Außenläufer-Motoren aufwändiger herzustellen, schwieriger handzuhaben und in einem Bauteil problematischer einzubauen bzw. zu lagern sind, wurde in der vorliegenden Erfindung entgegen dieser Nachteile erkannt, dass mit einem Außenläufer-Motor wichtige erfindungsgemäße Vorteile erreicht werden können.
-
Die Bauform des erfindungsgemäß entwickelten Außenläufer-Motor hat im Vergleich zu anderen Elektromotoren einen sehr geringen Durchmesser. Da der Durchmesser des Elektromotors in der Regel die Bauhöhe einer elektrischen Stelleinheit wesentlich beeinflusst, kann die gesamte Bauhöhe der erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit gegenüber dem Stand der Technik deutlich verringert werden kann. Die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit ist damit leichter und kleiner als alle bislang bekannten Stelleinheiten.
-
Darüber hinaus hat sich herausgestellt, dass die Volumenleistung des erfindungsgemäß entwickelten Außenläufer-Motors, d.h. das durch den Motor eingenommene Volumen in Bezug auf dessen Leistung, höher ist als bei herkömmlichen Elektromotoren. Hierdurch besitzt die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit eine höhere Energiedichte als Stelleinheiten aus dem Stand der Technik.
-
Im Stand der Technik ist zwar der Vorteil der höheren Leistungsdichte grundsätzlich bekannt, der Einsatz von Außenläufer-Motoren scheitert jedoch an der zuverlässigen Befestigung, da kein feststehendes Gehäuse zur Montage vorhanden ist, sondern nach außen hin lediglich der sich drehende Außenläufer.
-
Demgegenüber zeichnet sich die Konstruktion und Auslegung des erfindungsgemäßen Funktionsträgers (1) dadurch aus, dass er die Herausforderung der sicheren Befestigung eines Außenläufer-Motors erfüllt und eine Motorkonstruktion mit Außenläufer-Mechanik einfach aufnimmt und gleichzeitig minimale Toleranzen gewährleistet.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Stelleinheit ferner mindestens ein mit der Rotorwelle (51) kraftschlüssig verbundenes erstes Antriebselement (9), wobei das erste Antriebselement (9) eine erste Achse (91) aufweist, die in dem Funktionsträger (1) drehbar gelagert ist.
-
Mit „erstes Antriebselement“ wird ein Bauteil bezeichnet, welches durch die Drehung der Rotorwelle (51) eine Antriebsfunktion oder eine Stellfunktion ausüben kann. Die erste Achse (91) ist dabei insbesondere die Verlängerung der Rotorwelle (51). Erste Achse (91) und Rotorwelle (51) sind zumindest kraftschlüssig verbunden. In einer ganz speziellen Ausführungsform kann die Rotorwelle (51) sich als erste Achse (91) in das erste Antriebselement (9) hinein erstrecken.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erstes Antriebselement (9) als Schnecke ausgebildet. Diese Schnecke kann direkt oder indirekt mit einem Stellelement oder dergleichen mechanisch in Verbindung stehen.
-
Wird die vorstehende Ausführungsform weitergebildet, umfasst die elektrische Stelleinheit ferner mindestens ein zweites Antriebselement (11), wobei das zweite Antriebselement (11) eine zweite Achse (1101) aufweist, die in dem Funktionsträger (1) drehbar gelagert ist, wobei das erste Antriebselement (9) kraftschlüssig mit dem zweiten Antriebselement (11) in Eingriff steht.
-
Die zweite Achse (1101) des zweiten Antriebselements (11) steht insbesondere im rechten Winkel zur ersten Achse (91) ersten Antriebselements (9) und wird in dem Funktionsträger (1) gelagert. Da erstes Antriebselement (9) und zweites Antriebselement (11) in dem erfindungsgemäßen Funktionsträger (1) gelagert werden, ergeben sich nur minimale Toleranzen. Werkzeugtechnisch wird immer mit dem Koordinatenursprung X = 0, Y = 0 gearbeitet. Es addieren sich daher keine Lagetoleranzen.
-
Bei dem zweiten Antriebselement (11) handelt es sich vorzugsweise um ein Zahnrad, in dessen Zähne die Schnecke eingreift. Das zweite Antriebselement (11) steht insbesondere funktioneller Verbindung mit einem Stellelement. Die Formulierung „in funktioneller Verbindung“ bedeutet hier, dass dieses Stellelement die Funktionalität der elektrischen Stelleinheit ausführt, beispielsweise das Verstellen einer Klappe.
-
In einer speziellen Weiterbildung kann in oder an dem zweiten Antriebselement (11) ein Geber angeordnet sein. Der Geber meldet auf Anforderung einem Sensor den Drehwinkel des zweiten Antriebselements (11). Alternativ dazu kann das zweite Antriebselement (11) auch ohne einen Geber oder dergleichen mechanisch gefahren werden.
-
Besonders bevorzugt weisen das erste Antriebselement (9) und das zweite Antriebselement (11) eine einstufige Getriebeübersetzung auf.
-
Die Präzision dieser Getriebeübersetzung wird durch den erfindungsgemäßen Funktionsträger (1) erhöht. Damit wird die naturgemäß hohe Verlustleistung reduziert.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die elektrische Stelleinheit ferner einen an dem Funktionsträger (1) angebrachten Kontaktträger (7), wobei der Kontaktträger (7) elektrisch mit der elektromagnetischen Spulenanordnung (3) verbunden ist.
-
Bei dem Kontaktträger (7) handelt es sich insbesondere um eine miniaturisierte Leiterplatte, auf der die von der elektromagnetischen Spulenanordnung (3) abgenommenen sehr dünnen und dadurch nur schwer handhabbaren Litzen einerseits mit elektrischen Kontakten mit einem gut handhabbaren Maß andererseits verbunden werden. Bei diesen gut handhabbaren elektrischen Kontakten kann es sich um Drähte größeren Durchmessers oder um gestanzte Leiterbahnen (lead frames) handeln.
-
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist das erste Aufnahmeelement (101) ferner eine Lagerbuchse auf, in welcher die Rotorwelle (51) drehbar gelagert ist.
-
Die Lagerbuchse kann insbesondere aus einem Werkstoff gefertigt sein, der sich vom Werkstoff des Funktionsträgers unterscheidet und beispielsweise einen friktionsfreieren und/oder geräuschlosen Lauf der Rotorwelle (51) ermöglicht.
-
Um die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit an die Fahrzeugelektrik und Fahrzeugelektronik anbinden zu können, umfasst diese in einer anderen Weiterbildung ferner eine Steuerleiterplatte (13), die elektrisch mit dem Kontaktträger (7) verbunden ist. Die intelligente Steuerleiterplatte (13) liefert zudem Positionierungsdaten und ist diagnosefähig.
-
Die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit, wie sie vorstehend beschrieben wurde, ist als solche problemlos funktionsfähig. Um den harten Einsatzbedingungen im Motorraum eines Kraftfahrzeugs besser zu widerstehen, hat es sich in einer speziellen Ausführungsform als vorteilhaft herausgestellt, wenn die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit ferner ein nach einer ersten Seite hin offenes Gehäuse umfasst, das zumindest den Funktionsträger (1) mit elektromagnetischer Spulenanordnung (3), Anordnung (5) von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse und Kontaktträger (7) umgibt und nach außen abschirmt.
-
Da das Gehäuse bezüglich der integralen Komponente lediglich eine umhüllende Funktion hat und den inneren Aufbau schützt (z.B. vor Wasser, Staub, Umgebungschemikalien), kann das Design sehr formumschmiegend gestaltet werden.
-
Das Gehäuse wird vorzugsweise als Spritzgussteil hergestellt. Die Formulierung „nach einer ersten Seite hin offen“ bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass das Gehäuse zum Umschließen des Funktionsträgers (1) mit angeordneten funktionellen Bauteilen insbesondere an der Oberseite offen ist.
-
In einer Weiterbildung der vorstehenden Ausführungsform kann die Steuerleiterplatte (13) so an dem Gehäuse angebracht sein, dass Steckplätze zur Aufnahme von externen Steckerpins positioniert werden.
-
Vor dem Hintergrund der harten Einsatzbedingungen im Motorraum eines Kraftfahrzeugs weist das Gehäuse ferner einen Gehäusedeckel auf, der die erste offene Seite schließt.
-
Es ist besonders bevorzugt, wenn das Gehäuse eine dichte Verbindung zwischen Gehäuse und Gehäusedeckel aufweist. Neben einer dichten Verbindung wird auch eine hohe mechanische Robustheit gewährleistet.
-
Die dichte Verbindung hat den Vorteil und die Wirkung, dass die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit dieser speziellen Ausführungsform damit gegen Dampfstrahler und ähnliche Quellen abgedichtet ist, wie sie im Motorraum eines Kraftfahrzeugs vorkommen. Bei der dichten Verbindung zwischen Gehäuse und Gehäusedeckel handelt es sich vorzugsweise um eine verschweißte oder verklebte oder verpresste Verbindung. Je nach Anwendungsbereich kann aber auch eine reversible Befestigung (Schrauben, Rastelemente) vorgesehen werden.
-
Hierdurch kann auf eine weitere Behandlung der Steuerleiterplatte (13), wie etwa eine Lackierung oder Beschichtung zu deren Schutz, verzichtet werden.
-
Die vorstehend beschriebene Größenreduktion führt zu einem weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung. Durch die kompakte und größenreduzierte Bauform weist die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit ein sehr kleines eingeschlossenes Luftvolumen auf, welches thermodynamisch vernachlässigt werden kann. Auf Druckausgleichselemente, kurz DAE, (beispielsweise semipermeable Membranen), wie sie im Stand der Technik verwendet werden müssen, kann daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung verzichtet werden. Dies bedeutet eine erhebliche Kosteneinsparung und verringert das Fehlerpotential deutlich.
-
In einer Ausführungsform ist an dem Gehäuse ferner ein Adapter zur Befestigung der elektrischen Stelleinheit in ihrer Einbauumgebung vorgesehen.
-
Um die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit ohne konstruktive Änderungen einem breiten Anwendungsspektrum zugänglich zu machen, weist diese selbst keine genormten Verbindungselemente (z.B. Verschraubdome, Ösen etc.) auf. Passend zur jeweiligen Einbauumgebung für die spezielle Anwendung wird erfindungsgemäß daher der Adapter vorgesehen, der einerseits an der erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit befestigt ist und andererseits die notwendigen Normaufnahmen für Verbindungselemente aufweist. Die Befestigung der erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit erfolgt somit im Wesentlichen über den Adapter.
-
Durch einen Verzicht auf den Adapter und direkten Verbau im Rohr- oder Schlauchleitungssystem wird in einer anderen Ausführungsform Montagezeit gespart.
-
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:
- 1: eine schematische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit nach einer Ausführungsform der Erfindung,
- 2: eine schematische Darstellung der in 1 gezeigten erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit im zusammengebauten Zustand,
- 3: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Funktionsträgers 1.
-
In 1 wird eine erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit nach einer Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen Explosionsdarstellung gezeigt. Zentrales Bauteil ist der erfindungsgemäße Funktionsträger 1, der alle weiteren funktionellen Bauteile aufnimmt und präzise gegeneinander lagert.
-
So wird beim Zusammenbau dieser bevorzugten Ausführungsform zunächst das erste Antriebselement 9 in Form einer Schnecke in die entsprechende Ausnehmung des zweiten Aufnahmeelements 103 (nur in 3 dargestellt) eingebracht, wobei dessen erste Achse 91 in dem erfindungsgemäßen Funktionsträger 1 gelagert wird.
-
Von der Seite wird der Kontaktträger 7 über das erste Aufnahmeelement 101 geschoben, um dann die elektromagnetische Spulenanordnung 3 außen auf das erste Aufnahmeelement 101 aufzubringen, insbesondere kraftschlüssig aufzupressen. Anschließend wird die Anordnung 5 von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse angebaut. Hierfür wird die Rotorwelle 51 durch das Innere des ersten Aufnahmeelements 101 geführt und mit der ersten Achse 91 des ersten Antriebselements 9 in Eingriff gebracht. Gleichzeitig wird das Rotorgehäuse, das die Permanentmagneten aufnimmt, in einem definierten Abstand über die elektromagnetische Spulenanordnung 3geschoben.
-
Ferner wird in dieser bevorzugten Ausführungsform das zweite Antriebselement 11 in Form eines Zahnrads mit seiner zweiten Achse 1101 in die entsprechende Ausnehmung des drittes Aufnahmeelement 105 in dem erfindungsgemäßen Funktionsträger 1 eingesetzt und gleichzeitig über seine Zahnreihe mit der Schnecke als erstes Antriebselement 9 in Eingriff gebracht.
-
Damit werden in einem einzigen Bauteil, nämlich dem erfindungsgemäßen Funktionsträger 1, alle toleranzkritischen funktionellen Bauteile gelagert.
-
Die erfindungsgemäß vorgesehene Steuerleiterplatte 13 wird in dieser Ausführungsform bewusst nicht fest, sondern lediglich elektrisch in der erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit integriert, um einen variableren Einsatz zu ermöglichen.
-
In 2 ist die in 1 gezeigte erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit zusammengebaut dargestellt. Aus dieser Darstellung ist sehr gut die extrem kompakte Anordnung der einzelnen Bauteile in der der erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit zu erkennen, wobei in dieser Draufsicht nur ein Teil des erfindungsgemäßen Funktionsträgers 1 zu erkennen ist, in dem eine Schnecke als erstes Antriebselement 9 und ein Zahnrad als zweites Antriebselement 11 gelagert sind, welche über die ebenfalls auf dem erfindungsgemäßen Funktionsträger 1 gelagerten funktionellen Motorbauteile, nämlich elektromagnetische Spulenanordnung 3 und Anordnung 5 von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse, gestellt bzw. betrieben werden.
-
3 zeigt nur den erfindungsgemäßen Funktionsträger 1 in einer Draufsicht. Der erfindungsgemäße Funktionsträger 1 ist einstückig ausgestaltet. Alle toleranzkritischen Details werden über eine einzige Werkzeugform eingebracht und nicht (wie im Stand der Technik häufig üblich) über eine Werkzeugtrennung.
-
Rechterhand ist das erste Aufnahmeelement 101 dargestellt, welches neben der festen, kraftschlüssigen Aufnahme der elektromagnetischen Spulenanordnung 3 gleichzeitig mittels der Rotorwelle 51 die Anordnung 5 von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse lagert. In der Flucht der Rotorwelle 51 befindet sich das zweite Aufnahmeelement 103, in welchem das erste Antriebselement 9 gelagert wird. Schließlich ist das dritte Aufnahmeelement 105 dargestellt, welches der Lagerung des zweiten Antriebselements 11 dient.
-
Die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit weist eine modulare Bauweise auf, bei der auf der Grundlage des erfindungsgemäßen Funktionsträgers 1 dieser zusammen mit der elektromagnetische Spulenanordnung 3, der Anordnung 5 von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse und dem Kontaktträger 7 eine integrale Komponente bildet, die in sich stabil und unabhängig von äußeren Fertigungstoleranzen ist. Eine Besonderheit ist die Integration eines Außenläufer-Motors in die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit.
-
Es ist daher erfindungsgemäß möglich, diese auf dem erfindungsgemäßen Funktionsträger 1 aufgebaute integrale Komponente entsprechend praktischen Bedürfnissen in jeweils andere Gehäusekonzepte zu integrieren. Die Gehäusegeometrie ist somit nahezu völlig unabhängig von der aufdem erfindungsgemäßen Funktionsträger 1 aufgebauten integralen Komponente.
-
Dabei ist es ferner möglich, die integrale Komponente mit weiteren Bauteilen zu erweitern und variabel einzusetzen.
-
Die auf dem erfindungsgemäßen Funktionsträger 1 aufgebaute integrale Komponente hat eine äußerst kompakte Bauform, wie auch 2 zu entnehmen ist. Daher lässt sich das Gehäuse mit Gehäusedeckel in seiner Kontur optimal auf die Geometrie der Einsatzumgebung anpassen, beispielsweise verkleinern („down-sizen“), das spart Platz und Gewicht. Ferner erübrigt sich die Notwendigkeit, ein sog. Druckausgleichselement (DAE) einzusetzen.
-
Die kompakte und robuste Bauform der erfindungsgemäßen elektrischen Stelleinheit wirkt sich darüber hinaus sehr positiv auf die Geräuschemission aus, die im Zuge der Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen eine immer größere Rolle spielt.
-
Die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit findet beispielsweise für Positionierungssensoren Anwendung. Da jeder einzelne Stellwinkel stromlos gehalten werden kann, ersetzt die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit nicht nur in elektrischen Kraftfahrzeugen den üblichen Magnetschalter.
-
Die erfindungsgemäße elektrische Stelleinheit kann jegliche herkömmliche Stelleinheit aus dem Stand der Technik ersetzen. Insbesondere können beispielsweise Magnetventile betrieben werden, da jegliche Stellung stromlos betrieben werden kann. Hierdurch ergibt sich keine Belastung des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, z.B. im Start/Stopp-Modus.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Funktionsträger
- 101
- erstes Aufnahmeelement
- 103
- zweites Aufnahmeelement
- 105
- drittes Aufnahmeelement
- 3
- elektromagnetische Spulenanordnung
- 5
- Anordnung von Permanentmagneten in einem Rotorgehäuse
- 51
- Rotorwelle
- 7
- Kontaktträger
- 9
- erstes Antriebselement
- 91
- erste Achse
- 11
- zweites Antriebselement
- 1101
- zweite Achse
- 13
- Steuerleiterplatte
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014116510 A1 [0004]
