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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Bürsten- oder
Kohlenhalteplatte gemäß Oberbegriff-Patentanspruch 1
sowie auf einen elektromotorischen Hilfsantrieb gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 9.
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Bekannt sind elektrisch gesteuerte
Hilfsantriebe bzw. Elektromotoren für solche Hilfsantriebe, beispielsweise
für Scheibenwischerantriebe,
mit einer Ansteuerschaltung für
eine elektronische Motorsteuerung oder -regelung, die (Ansteuerschaltung) aus
einer Leiterplatte mit entsprechenden elektrischen und/oder elektronischen
Bauelementen besteht. Der Elektromotor derartiger Hilfsantriebe
ist grundsätzlich
als Kommutatormotor ausgebildet und besitzt dem entsprechend eine
Ankerwelle mit Kommutator, der mit Kohlen oder Bürsten zusammenwirkt, die in äußeren Kohlehalterungen
oder -halteelementen vorgesehen sind und radial gegen den Kommutator
anliegen. Bei bekannten Hilfsantrieben sind diese Kohlehalterungen
auf einer zusätzlichen Bürsten- oder
Kohlenhalteplatte vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Kohlenhalteplatte aufzuzeigen, die einen vereinfachten Aufbau eines
Antriebes ermöglicht.
Zur Lösung
dieser Aufgabe ist eine Kohlenhalteplatte entsprechend dem Patentanspruch
1 ausgebildet. Ein Hilfsantrieb ist entsprechend dem Patentanspruch
9 ausgeführt.
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Bei der Erfindung sind die Kohlehalteelemente
oder Kohlehalterungen auf einer gemeinsamen Platine mit zur Ansteuerung
des Motors, d.h. zur elektronischen Steuerung oder Regelung des
Motors notwendigen Bauelementen, aber auch vorzugsweise mit zur
Entstörung
dienenden Bauelementen vorgesehen, und zwar an einer in der Leiterplatte
vorgesehenen Ausnehmung oder Öffnung,
durch die die Ankerwelle hindurchgeführt ist.
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Die Erfindung bietet u.a. den Vorteil
einer kostengünstigeren
Herstellung eines Hilfsantriebes durch eine Reduzierung der Bauteile
und der motorinternen Verbindungen. Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
der Figuren an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
einer Explosionsdarstellung die Elemente eines elektromotorischen
Hilfsantriebes zur Verwendung bei Fahrzeugen, entsprechend einer ersten
möglichen
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 in
vereinfachter perspektivischer Darstellung die zugleich als Kohlenhalteplatte
dienende und elektrische Bauelemente aufweisende Leiterplatte einer
elektronischen Ansteuerschaltung des Hilfsantriebes der 1;
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3 eine
Darstellung wie 2, jedoch
bei gewendeter Leiterplatte;
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4 in
einer Explosionsdarstellung die Elemente eines elektromotorischen
Hilfsantriebes zur Verwendung bei Fahrzeugen, entsprechend einer weiteren
möglichen
Ausführungsform
der Erfindung.
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Die 1 zeigt
in einer perspektivischen Explosionsdarstellung die wesentlichen
Elemente eines elektromotorischen Hilfsantriebs für Fahrzeuge.
Dieser allgemein mit 1 bezeichnete Hilfsantrieb umfaßt u.a.
ein Getriebegehäuse 2,
welches als Formteil aus einem geeigneten Material, beispielsweise
aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist und in welchem u.a. die
mit einem Schneckenrad 3 versehene Ausgangswelle 4 drehbar
gelagert ist, und zwar unter Verwendung von Lagerelementen 5 und 6.
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Bestandteil des Hilfsantriebes 1 ist
weiterhin ein als Gleichspannungs-Kommutatormotor ausgebildeter
Elektromotor 7, welcher in bekannter Weise die in einem
Motor- oder Polgehäuse 8 drehbar
gelagerte Ankerwelle 9, den auf der Ankerwelle angeordneten
und im Polgehäuse 8 aufgenommenen
Anker 10 und die ebenfalls im Polgehäuse 8 aufgenommenen,
nicht dargestellten Permanentmagneten aufweist. Zur Lagerung der
Ankerwelle 9 in dem Polgehäuse 8 bzw. in dem
Gehäuse 2 dienen
die Lager- und Anlaufelemente 11.1 bzw. 11.2 und 12.1–l2.4. Die
Ankerwelle 9 wirkt mit ihrer Schnecke 9.1 mit dem
Schneckenrad 3 zur Bildung eines Schneckenantriebs zusammen.
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Bestandteil des Hilfsantriebes ist
weiterhin ein Gehäusedeckel 13,
der bei montiertem Hilfsantrieb 1 das Gehäuse 2 motorseitig
abschließt
und ebenfalls aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus
Metall oder Kunststoff gefertigt und mit dem Gehäuse 2 verschraubbar
ist.
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Bestandteil des Hilfsantriebes 1 ist
ferner eine Ansteuerelektronik oder Ansteuerschaltung 14, die
im wesentlichen aus einem Schaltkreis besteht, der seinerseits von
einer Platine oder Leiterplatte 15 und mehreren auf dieser
Leiterplatte 15 angeordneten elektrischen oder elektronischen
Bauelementen gebildet ist. Diese sind in den 2 und 3 allgemein mit 16.1–16.4 bezeichnet.
Die Bauelemente 16.1, die bei der dargestellten Ausführungsform
integrierte Halbleiterschaltkreise und Transistoren sind, sowie ein
Kondensator 1
6.2 sind auf der einen Seite der Leiterplatte 15 vorgesehen.
Auf der anderen Seite der Leiterplatte 15 sind zwei großvolumigere
elektrische Bauelemente 16.3 und 16.4 angeordnet,
und zwar bei der dargestellten Ausführungsform ein Kondensator
und eine Spule zur Entstörung.
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Die Leiterplatte 15 besitzt
weiterhin mehrere Schlitze 17 für die Aufnahme der Enden von
flachen, mit den Leiterbahnen der Leiterplatte 15 zu verlötenden Kontaktelementen
eines Anschlußsteckers 22, der
zum Verbinden der Ansteuerschaltung 14 mit äußeren, d.h. fahrzeugseitigen Versorgungs- und/oder Steuerleitungen
dient.
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Zusammen mit den beiden Bauelementen 16.3 und 16.4 befinden
sich auf einer gemeinsamen Seite der Leiterplatte l5 zwei
Bürsten-
oder Kohlehalterungen l8 mit den zugehörigen Kohlen bzw. Bürsten, die
mit dem Schaltkreis der Ansteuerschaltung 14 elektrisch
verbunden sind und mit dem auf der Ankerwelle 9 vorgesehenen
Kommutator 19 des Elektromotors 7 zusammenwirken.
Die Bürsten-
oder Kohlehalterungen 18 sind am Rand einer in der Leiterplatte 15 vorgesehenen
kreisförmigen Öffnung 20 angeordnet,
und zwar um 180° um
die senkrecht zur Ebene der Leiterplatte 15 verlaufende
Achse der Öffnung 20 gegeneinander
versetzt. An der die Bauelemente l6.3 und 16.4 bzw.
die Kohlehalterungen 18 aufweisenden Seite der Leiterplatte 15 sind
auch beispielsweise die nicht dargestellten Leiterbahnen der Leiterplatte 15 vorgesehen.
Die Leiterplatte ist also zugleich auch die Halteplatte für die Kohlen
oder Bürsten
des Motors 7 bzw. deren Halterungen 18.
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Der Zusammenbau des Hilfsantriebes 1 erfolgt
beispielsweise in der Form, daß nach
der Montage der Lagerelemente 1
1.1 und 11.2 im
Polgehäuse 8 die
Ankerwelle 9 mit dem Anker 10 in dieses Polgehäuse eingesetzt
wird. Im Anschluß daran
wird der Gehäusedeckel 13 am
Polgehäuse 8 montiert,
und zwar unter Verwendung der Dichtung 21, die für einen
dichten Abschluß zwischen
dem Gehäusedeckel 13 und
dem angeflanschten Polgehäuse 8 sorgt.
Die Ankerwelle 9 und der an den Anker 10 anschließende Kommutator 19 stehen
dann aus dem Polgehäuse 8 durch
eine Öffnung
im Gehäusedeckel 13 vor.
Im Anschluß daran
werden die Ansteuerschaltung 14 bzw. deren Leiterplatte 15 am
Gehäusedeckel 13 unter Verwendung
geeigneter Befestigungsmittel, beispielsweise unter Verwendung von
Schrauben derart montiert, daß die
Bauelemente 16.3 und 16.4 aufweisende Seite der
Leiterplatte 15 dem Gehäusedeckel 13 zugewandt
und die Bauelemente 16.3 und 16.4 sowie die Kohlehalterungen 18 im
schalenartigen Gehäusedeckel 13 aufgenommen
sind. In einem nächsten
Schritt wird z.B. der Anschlußstecker 22 seitlich
vom Polgehäuse 8 am
Gehäusedeckel 13 montiert,
und zwar abgedichtet im Bereich einer nicht dargestellten Öffnung des
Gehäusedeckels 13 derart,
daß nicht
dargestellte über
die Rückseite
des Anschlußsteckers 22 wegstehende
Kontaktelemente in die Schlitze l7 der Leiterplatte 15 eingreifen
und mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verlötet werden können. Auch
andere Möglichkeiten
der Montage und elektrischen Verbindung des Anschlußsteckers 22 mit
den Leiterbahnen der Leiterplatte 15 sind denkbar.
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Die so vormontierte, im wesentlichen
aus dem Polgehäuse 8,
der Ankerwelle 9 mit Anker 10, dem Gehäusedeckel 13,
der Ansteuerschaltung 14 und dem Anschlußstecker 22 bestehende
Baugruppe wird dann an der offenen Seite des mit den Lagerelementen 5, 6, 12.1–12.4,
der Ausgangswelle 4 und dem Schneckenrad 3 vormontierten
Gehäuse 2 befestigt,
und zwar mit dem Gehäusedeckel 13 und
unter Verwendung geeigneter Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben.
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Bei montiertem Gehäusedeckel 13 und
montiertem Elektromotor 7 reicht die Ankerwelle 9 durch die Öffnung 20 hindurch,
so daß sich
der Kommutator 19 zwischen den beiden Kohlehalterungen 18 bzw. den
dortigen Kohlen oder Bürsten
befindet und letztere durch an den Bürsten- oder Kohlehalterungen 18 vorgesehene
Federmittel gegen den Kommutator 19 radial angedrückt sind.
Auf der Leiterplatte l5 befinden sich bei der dargestellten
Ausführung
sämtliche Bauelemente
der Ansteuerschaltung.
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Die 4 zeigt
als weitere mögliche
Ausführungsform
einen Hilfsantrieb 1a, der sich von dem Hilfsantrieb l
im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß anstelle des Gehäuses 2 ein
Gehäuse 2a vorgesehen
ist, welches wiederum als Formteil aus einem geeigneten Material,
beispielsweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist und in welchem
die Ausgangswelle 4 mit dem Schneckenrad 3 drehbar
gelagert ist.
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Der Hilfsantrieb 1a umfaßt weiterhin
den Elektromotor 7 bestehend aus dem Polgehäuse 8, aus
der an einem Ende in diesem Polgehäuse 8 drehbar gelagerten
Ankerwelle 9, aus dem im Polgehäuse 8 aufgenommenen
Anker und dem Kommutator 19, der sich an den Anker 10 anschließend auf
der Ankerwelle 9 befindet und aus der offenen Seite des Polgehäuses 8 vorsteht.
An den Kommutator 19 anschließend ist die Ankerwelle 9 wiederum
mit der mit dem Schneckenrad 3 zusammenwirkenden Schnecke 9.1 versehen.
Bei montiertem Hilfsantrieb 1a ist der Elektromotor 7 mit
seinem Polgehäuse 8 seitlich am
Gehäuse 2a angeflanscht,
und zwar wiederum derart, daß die
Ankerwelle 9 die Leiterplatte 15 der Ansteuerschaltung 14a im
Bereich der in der Leiterplatte 15 vorgesehenen Öffnung 20 durchdringt
und sich der Kommutator 19 im Bereich dieser Öffnung 20 befindet,
und zwar zwischen den dort vorgesehenen Kohlehalterungen l8 derart,
daß die
Kohlen bzw. Bürsten
wiederum radial gegen den Kommutator 19 anliegen. Bei dem
Hilfsantrieb 1a sind die Ansteuerschaltung 14a bzw.
deren Platine 15, die wiederum zugleich auch als Kohlenhalteplatte
dient, im Gehäuse 2a montiert,
und zwar durch seitliches Einsetzen in das an der Oberseite offene
Gehäuse 2a in
einer Achsrichtung senkrecht zu derjenigen Achse, die nach dem Einsetzen
der Leiterplatte 15 und dem Montieren des Motors 7 mit
der Längsachse
der Ankerwelle 9 zusammenfällt. Über einen Verbindungs- oder
Anschlußstecker 22a,
der mit internen Anschlußelementen 17a der
Ansteuerschaltung 14a zusammenwirkt, ist der montierte
Hilfsantrieb 1a mit äußeren bzw.
fahrzeugseitigen Versorgungs- und Steuerleitungen verbindbar. Bei
fertig montiertem Hilfsantrieb 1a ist das Gehäuse 2a an
seiner Oberseite durch einen Deckel 23 verschlossen.
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Die Ansteuerschaltung 14a entspricht
im wesentlichen der Ansteuerschaltung 14, d.h. sie besteht wiederum
aus der Leiterplatte 15 mit den Bauelementen 16.1 und 16.2 an
der einen Seite der Leiterplatte und mit den Bauelementen 16.3 und 16.4 sowie
mit den Kohlehalterungen 18 an der anderen Seite der Leiterplatte 15.
Die an der Leiterplatte vorgesehenen Anschlüsse 17a stehen über die
die Kohlehalterungen 18 aufweisende Seite dieser Leiterplatte 15 kontaktfingerarig
weg.
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Die wesentlichen Vorteile der Hilfsantriebe 1 und la lassen
sich stichwortartig, wie folgt, zusammenfassen:
Reduzierung
der Anzahl der benötigten
Bauteile durch Verwendung einer einzigen Leiterplatte 15 für die Ansteuerschaltung
bzw. für
die diese Ansteuerschaltung mit Entstörung bildenden Bauelemente 16.1–16.4,
für die
Anschlußelemente 17, 17a und
für die
Kohlehalterungen oder -elemente 18;
Wegfall von motorinternen
Steck- und/oder Leitungsverbindungen, insbesondere zwischen den
Kohlehalteelementen 18 und der eigentlichen Ansteuerschaltung;
Kostenersparnis durch wirtschaftliche Fertigung und Montage.
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Speziell der Hilfsantrieb 1a hat
auch den Vorteil, daß notwendige
Kühlflächen am
Gehäuse 2a vorgesehen
werden können,
wodurch ein besonders einfacher, flacher Deckel 23 verwendet
werden kann.
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Die Erfindung wurde voranstehend
an Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen
sowie Abwandlungen möglich
sind. So ist es beispielsweise möglich,
auch bei dem Hilfsantrieb 1 die elektrische Verbindung
zwischen dem Anschlußstecker 22 bzw.
den Kontakten dieses Steckers und der Ansteuerschaltung 14 über kontaktfingerartig
ausgebildete und den Anschlußelementen l7a entsprechende
Anschlußelemente vorzunehmen.
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- 1,
1a
- Hilfsantrieb
- 2,
2a
- Gehäuse
- 3
- Schneckenrad
- 4
- Ausgangswelle
- 5,
6
- Lagerelemente
- 7
- Elektromotor
- 8
- Polgehäuse
- 9
- Ankerwelle
- 9.1
- Schnecke
- l0
- Anker
- l1.1,
11.2
- Lager-
und Anlaufelemente
- 12.1,
12.2, 12.3, 12.4
- Lager-
und Anlaufelemente
- 13
- Gehäusedeckel
- l4,
14a
- Ansteuerschaltung
oder -elektronik
- 15
- Leiterplatte
und Kohlenhalteplatte
- 16.1,
16.2, 16.3, 16.4
- Bauelement
- 17
- Schlitze
in der Leiterplatte für
Kontaktelemente
- 17a
- Anschlußelemente
- l8
- Kohlehalterung
- 19
- Kommutator
- 20
- Öffnung
- 21
- Dichtungsring
- 22,
22a
- Anschlußstecker
- 23
- Deckel