DE10341476A1 - Electric drive unit, especially compact unit for use in motor vehicles, has guide element that protrudes into path traversed by brushes and/or carrier so brushes increasingly move apart on approaching commutator to adopt operating position - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit, insbesondere zur Verwendung als kompakte elektrische Antriebseinheit zur Installation in Kraftfahrzeugen.The The present invention relates to an electric drive unit, in particular for use as a compact electric drive unit for installation in motor vehicles.
Elektrische Antriebseinheiten finden im Kraftfahrzeugbau zunehmend Verwendung, beispielsweise als Antrieb für Sitzverstellungen, Fensterheber, Spiegel, Schlösser oder dergleichen. Normalerweise steht jedoch vergleichsweise wenig Platz für eine elektrische Antriebseinheit zur Verfügung, sodass das Erfordernis nach einem kompakten, gleichzeitig jedoch zuverlässigen und in einfacher Weise zusammenzufügenden Aufbau besteht.electrical Drive units are increasingly used in motor vehicle construction, for example, as a drive for Seat adjustments, windows, mirrors, locks or the like. Usually However, there is comparatively little space for an electric drive unit available, so the need for a compact, yet reliable and to be assembled in a simple way Structure exists.
Die Bürsten sind auf einer im Wesentlichen halbmondförmigen Trägerplatte unter Winkelabständen zueinander versetzt angeordnet und sind in Führungen entgegen der Rückstellkraft von Rückstellfedern federnd gelagert. Beim Aufschieben des Bürstenträgers auf den Kommutator werden die Bürsten in den Führungen zurückgeschoben; bis die Funktionslage erreicht ist. Dabei müssen die Bürsten auf den Kommutator hinauf gleiten. Aufbau und Halterung des Bürstenträgers sind vergleichsweise komplex, was ein relativ großes Bauvolumen der elektrischen Antriebseinheit bedingt. Ferner muss eine Elektronik, die beispielsweise als Überlastschutz dient oder den Motor im Falle eines Sperrens der Antriebsbewegung oder einer Überhitzung abschaltet, fest innerhalb der elektrischen Antriebseinheit angeordnet werden, sodass die Montage relativ aufwendig ist.The to brush are on a substantially crescent-shaped support plate at angular intervals to each other arranged offset and are in guides against the restoring force of return springs spring-mounted. When sliding the brush holder on the commutator the brushes in the guides pushed back; until the functional position is reached. The brushes have to go up to the commutator slide. Construction and mounting of the brush holder are comparatively complex, which is a relatively large one Construction volume of the electric drive unit conditionally. Furthermore, must an electronics that serves as overload protection or the Motor in case of blocking the drive movement or overheating turns off, fixedly disposed within the electric drive unit Be so that the assembly is relatively expensive.
Die
gattungsbildende
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsbildende elektrische Antriebseinheit dahingehend weiter zu bilden, dass eine noch kompaktere Bauform erzielt werden kann und die Bürsten zuverlässiger und schonender in ihre Funktionslage überführt werden können.task The present invention is the generic electric Drive unit to continue to form that even more compact Design can be achieved and the brushes more reliable and gentler can be transferred to their functional position.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Antriebseinheit mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.These Task is solved by an electric drive unit having the features of claim 1. Advantageous developments are the subject of the referenced Dependent claims.
Eine elektrische Antriebseinheit umfasst einen Elektromotor mit einem Kommutator und Bürsten, die in einer Funktionslage an dem Kommutator anliegen und die an zumindest einem Bürstenträger angebracht sind, wobei der zumindest eine Bürstenträger und der Elektromotor zum Einnehmen der Funktionslage relativ zueinander bewegbar sind. Die elektrische Antriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Führungselement dergestalt in eine von den Bürsten und/oder dem zumindest einen Bürstenträger durchlaufene Bahn hineinragt, dass die Bürsten beim Annähern an den Kommutator zunehmend auseinander bewegt werden, um die Funktionslage einzunehmen. Vorteilhaft ist, dass der zumindest eine Bürstenträger in einer Ausgangs- bzw. Ruhelage, in welcher Bürstenträger vergleichsweise wenig auseinander gespreizt sind bzw. einander gegenüberliegende Bürsten unter einem relativ geringen Abstand zueinander angeordnet sind oder sich gar berühren, in eine Öffnung des Motorgehäuses oder eines Getriebegehäuses eingeschoben werden kann. Bevorzugt werden die Bürsten erst nach Einschieben in das Motor- bzw. Getriebegehäuse durch das Führungselement auseinander gespreizt. Somit kann die Öffnung des Motor- bzw. Getriebegehäuses vergleichsweise klein ausgebildet werden, sodass sich erfindungsgemäß eine sehr kompakte Bauform für eine elektrische Antriebseinheit erzielen lässt.A Electric drive unit includes an electric motor with a Commutator and brushes, which lie in a functional position on the commutator and the attached to at least one brush holder are, wherein the at least one brush holder and the electric motor for taking the functional position relative to each other are movable. The electric drive unit according to the present invention is characterized in that at least one guide element in such one of the brushes and / or the at least one brush carrier passed through Railway protrudes that the brushes at approaching to the commutator increasingly moved apart to the functional position take. It is advantageous that the at least one brush holder in a Starting or rest position, in which brush carrier comparatively little apart are spread or opposing brushes under are arranged at a relatively small distance from each other or themselves even touch, in an opening of the motor housing or a transmission housing can be inserted. Preferably, the brushes are only after insertion in the engine or transmission housing through the guide element spread apart. Thus, the opening of the engine or transmission housing comparatively be formed small, so that according to the invention a very compact design for one achieve electric drive unit.
Vorteilhaft ist ferner, dass die Bürsten, bevor diese ihre Funktionslage einnehmen, bereits so weit auseinander gespreizt werden können, dass der Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Bürsten im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Kommutators entspricht. Somit können die Bürsten erfindungsgemäß relativ sanft auf den Kommutator aufgeschoben werden, sodass sich eine zuverlässige Montage erzielen lässt.Advantageous is further that the brushes, before they take up their functional position, already so far apart can be spread that the distance between opposing brushes in the Essentially the outer diameter corresponds to the commutator. Thus, the brush according to the invention can be relatively gently pushed onto the commutator, resulting in a reliable assembly achieve.
Erfindungsgemäß ragt das zumindest eine Führungselement in die Bahn, entlang der die Bürsten und/oder der oder die Bürstenträger zum Überführen der Bürsten von der Ausgangs- bzw. Ruhelage in die Funktionslage geführt werden, hinein, sodass die Bürsten und/oder der zumindest eine Bürstenträger entlang von Führungsflächen des Führungselements gleiten, um auseinander gespreizt zu werden. In der Verschieberichtung der Bürsten weitet sich das Führungselement zunehmend transversal auf, sodass die Bürsten sanft auseinander gespreizt werden. Insgesamt weist das Funktionselement vorteilhaft eine in Einführrichtung keilförmige oder konische Grundform auf, ganz besonders bevorzugt eine im Wesentlichen axialsymmetrische Grundform.According to the invention that stands out at least one guide element in the train, along the brushes and / or the brush carrier (s) for transferring the to brush be guided from the initial or rest position in the functional position, into it, so the brushes and / or the at least one brush holder along of guide surfaces of the guide element slide to spread apart. In the direction of displacement the brushes expands the guide element increasingly transversal so that the brushes are gently spread apart. Overall, the functional element advantageously has an insertion direction wedge-shaped or conical basic form, very particularly preferably a substantially Axially symmetric basic shape.
Besonders vorteilhaft ist das zumindest eine Führungselement einstückig mit einem den Kommutator und den oder die Bürstenträger in der Funktionslage umgebenden Gehäuse ausgebildet. Das Gehäuse kann zum Aufnehmen des Elektromotors und/oder von Getriebeelementen ausgelegt sein. Besonders zweckmäßig ist das Gehäuse aus einem Kunststoff spritzgegossen.Especially Advantageously, the at least one guide element is integral with a surrounding the commutator and the brush or the brush holder in the functional position casing educated. The housing can for receiving the electric motor and / or transmission elements be designed. Especially useful the housing injection-molded from a plastic.
In der nicht vorgespannten Ruhe- bzw. Ausgangslage des zumindest einen Bürstenträgers können die Oberflächen der Bürsten aneinander anliegen, sodass die Öffnungsweite einer Öffnung des Motor- oder Getriebegehäuses vorteilhaft klein gewählt werden kann. Damit die Bürsten, wenn diese beim Einschieben des zumindest einen Bürstenträgers auf das vordere Ende des Führungselementes auftreffen, sanft auseinander gespreizt werden können, weist das zumindest eine Führungselement an seinem vorderen Ende bevorzugt eine abgerundete Nase oder einen vergleichbaren gekrümmten und sich allmählich erweiternden Bereich auf.In the unbiased resting or starting position of at least one Brush bearer can the surfaces the brushes abut each other so that the opening width an opening of the engine or transmission housing advantageously chosen small can be. So that the brushes, if this when inserting the at least one brush holder on strike the front end of the guide element, can be spread apart gently, that has at least one guide element at its front end preferably a rounded nose or a comparable curved and gradually expanding area on.
Bevorzugt schließen die Oberflächen einander gegenüberliegender Bürsten in der nicht vorgespannten Ruhe- bzw. Ausgangslage zumindest einen Bürstenträgers einen spitzen Winkel ein, beispielsweise einen Winkel im Bereich von etwa 10 bis 40°, bevorzugter von etwa 20°. Vorteilhaft ist, dass beim Auftreffen der Bürsten auf das vordere Ende des Führungselements relativ geringe Kräfte erforderlich sind, um die Bürstenträger auseinander zuspreizen. Die Bürsten werden beim Überführen in ihre Funktionslage somit weniger verformt, sodass sich eine noch zuverlässigere Montage und ein noch zuverlässigerer Motorbetrieb erzielen lässt.Prefers shut down the surfaces opposite each other to brush in the unbiased resting or starting position at least one brush holder a acute angle, for example, an angle in the range of about 10 to 40 °, more preferably of about 20 °. It is advantageous that when hitting the brush on the front end of the guide element relatively low forces are required to disassemble the brush holder zuspreizen. The brushes be in the transfer in their functional position thus less deformed, so that is still a more reliable Assembly and an even more reliable Motor operation can be achieved.
Damit die Bürsten in Querrichtung auseinander bewegt werden können, sind bevorzugt zumindest zwei Bürstenträger vorgesehen, die in Querrichtung federnd ausgebildet. Zu diesem Zweck sind die Bürstenträger bevorzugt zumindest abschnittsweise aus einem federnden Material, vorzugsweise Metall, gebildet. Grundsätzlich können die Bürstenträger jedoch auch aus einem im Wesentlichen unnachgiebigen Material bestehen und in Querrichtung federnd abgestützt sein.In order to the brushes can be moved apart in the transverse direction are preferably at least two brush holders provided, formed resiliently in the transverse direction. For this purpose, the brush holder are preferred at least in sections of a resilient material, preferably Metal, formed. in principle can however, the brush holders also consist of a substantially unyielding material and be resiliently supported in the transverse direction.
Bevorzugt weisen die Bürstenträger einen in Einführrichtung hinteren federnden Bereich und einen in Einführrichtung vorderen relativ unnachgiebigen Bereich auf, an dem eine Bürste angebracht ist. Somit geben die Bürstenträger entlang ihrer gesamten Länge vorzugsweise nicht nach, sondern werden die federnden Eigenschaften überwiegend durch den federnden Bereich vorgegeben, sodass die Führung und das Auseinanderspreizen der Bürstenträger genau berechnet und vorgegeben werden kann.Prefers have the brush holder one in insertion direction rear resilient area and an anterior relative to insertion direction unyielding area on which a brush is attached. Consequently give the brush holder along her entire length preferably not after, but the resilient properties are overwhelming given by the resilient area, so that the leadership and the spreading apart of the brush holder exactly can be calculated and specified.
Bevorzugt weist ein im Wesentlichen keilförmig ausgebildetes Führungselement eine erste Führungsfläche und eine in Einführrichtung der Bürstenträger nachgeordnete zweite Führungsfläche auf, wobei ein Öffnungswinkel der ersten Führungsfläche kleiner ist als ein Öffnungswinkel der zweiten Führungsfläche. Somit werden die Bürstenträger zunächst nur wenig und erst kurz vor dem Einnehmen der Funktionslage weit aufgespreizt, sodass die Montage der Antriebseinheit noch zuverlässiger erfolgen kann.Prefers has a substantially wedge-shaped trained guide element a first guide surface and one in insertion direction downstream of the brush holder second guide surface, wherein an opening angle the first guide surface smaller is as an opening angle the second guide surface. Consequently At first, the brush holders only little and only shortly before taking the functional position spread wide, so that the assembly of the drive unit can be made even more reliable.
Bevorzugt weist das zumindest eine Führungselement an seinem hinteren Ende zwei im Wesentlichen geradlinig verlaufende Führungsflächen auf, sodass die Bürsten kurz vor dem Einnehmen der Funktionslage im Wesentlichen geradlinig geführt werden. Dabei wird der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Bürsten kurz vor Erreichen ihrer Funktionslage durch den Abstand der Führungsflächen vorgegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen die Führungsflächen an dem hinteren Ende des Führungselements im Wesentlichen parallel zueinander.Prefers has the at least one guide element at its rear end two substantially rectilinear Guide surfaces, so the brushes shortly before taking the functional position substantially straight be guided. In this case, the distance between the opposite to brush set just before reaching their functional position by the distance of the guide surfaces. According to one preferred embodiment the guide surfaces run on the rear end of the guide element essentially parallel to each other.
Die Führungsflächen an dem hinteren Ende des Führungselements können auch konkav oder konvex gekrümmt sein, um die Bürsten noch sanfter auf den Kommutator aufzuschieben oder aufzusetzen.The Guide surfaces on the rear end of the guide element can also concave or convex curved be to the brushes even more gentle on the commutator postpone or put on.
Bevorzugt weist ein Bürstenträger einen Vorsprung auf, der von einem Bereich, an dem die Bürste angebracht ist, um mehr als eine Höhe der jeweiligen Bürste vorsteht, sodass der Vorsprung von dem Bürstenträger weiter vorsteht als die zugeordnete Bürste. Der Vorsprung kann durch Verformen des Bürstenträgers ausgebildet sein oder kann als Aufsatz auf eine Oberfläche des Bürstenträgers aufgesetzt sein. Wenn die Vorsprünge an den Führungsflächen des Führungselements entlang gleiten, können die Bürstenträger somit noch weiter aufgespreizt werden. Somit können die Bürsten auch im Wesentlichen radial auf den Kommutator aufgesetzt werden.Preferably, a brush holder has a projection which protrudes from a region where the brush is mounted by more than a height of the respective brush, so that the projection of the Brush holder protrudes further than the associated brush. The projection may be formed by deforming the brush holder or may be mounted as an attachment on a surface of the brush holder. If the projections slide along the guide surfaces of the guide element, the brush holders can thus be further spread open. Thus, the brushes can also be placed substantially radially on the commutator.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Spalt zwischen dem hinteren Ende des Führungselements und dem Kommutator größer als eine Basislänge des Vorsprungs. Vorteilhaft ist, dass ausreichend Raum zur Aufnahme des Vorsprungs zur Verfügung steht. Wenn beispielsweise die Bürsten nach längerem Motorbetrieb abgenutzt sind, können die Bürsten auch weiterhin den Kontakt zum Kommutator aufrecht erhalten, weil der Vorsprung in den in Einführrichtung der Bürstenträger hinter dem Führungselement befindlichen Spalt ausweichen kann.According to one preferred embodiment a gap between the rear end of the guide member and the commutator greater than a base length of the projection. It is advantageous that enough space for recording of the projection available stands. For example, if the brushes after prolonged Motor operation are worn out, the to brush continue to maintain contact with the commutator, because the projection in the insertion direction the brush holder behind the guide element can escape existing gap.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Führungselement dergestalt ausgebildet, dass der Abstand der Bürsten zueinander, wenn der Vorsprung an dem hinteren Ende des Führungselementes anliegt, geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Kommutators. Somit können die Bürsten beim weiteren Annähern an den Kommutator sanft auf den Kommutator aufgeschoben werden.According to one preferred embodiment the at least one guide element formed such that the distance of the brushes to each other when the Projection is applied to the rear end of the guide element, slightly smaller is the diameter of the commutator. Thus, the brushes on further approaching gently push the commutator onto the commutator.
Gemäß einer alternativen, ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Führungselement dergestalt ausgebildet, dass der Abstand der Bürsten zueinander kurz vor Erreichen der Funktionslage geringfügig größer ist als der Durchmesser des Kommutators. Bei dieser Ausführungsform können die Bürsten, statt tangential auf die Kommutatorlamellen aufgeschoben zu werden, im Wesentlichen radial auf die Kommutatorlamellen aufgesetzt werden. Zu diesem Zweck ist das hintere Ende des Führungselements und ein mit diesem zusammenwirkender Abschnitt der Bürstenträger, beispielsweise der vorgenannte Vorsprung, so ausgebildet, dass die Bürsten sich unmittelbar vor Erreichen der Funktionslage einander wieder annähern können, um so eine radial einwärts gerichtete Bewegungskomponente zu erhalten. Diese radial einwärts gerichtete Bewegung kann durch einfache geometrische Anpassung der die Bürsten tragenden Bürstenträger an das hintere Ende des Führungselements geeignet vorgegeben werden.According to one alternative, most preferred embodiment is at least a guide element designed such that the distance of the brushes to each other shortly before reaching the Functional position slightly is larger as the diameter of the commutator. In this embodiment can the brushes, instead of being pushed onto the commutator bars tangentially, be placed substantially radially on the commutator bars. For this purpose, the rear end of the guide element and a with this cooperating portion of the brush holder, for example, the aforementioned Projection, so formed that the brushes are immediately in front Reaching the functional position can approach each other again, so a radially inwardly directed To get motion component. This radially inwardly directed Movement can be done by simple geometrical adaptation of the brushes Brush holder to the Rear end of the guide element suitable be specified.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Abstand zwischen einem vorderen Ende der Bürste und einem vorderen Ende des Vorsprungs jeweils kleiner als eine Länge, um die der zumindest eine Bürstenträger ausgehend von einer Position, wo das vordere Ende der Bürste sich bei dem hinteren Ende des Führungselements befindet, beispielsweise bündig mit diesem abschließt, beim weiteren Annähern an den Kommutator bis zum Erreichen der Funktionslage bewegt wird. Wenn das in Einführrichtung gesehen hintere Ende des Vorsprungs an dem hinteren Ende des Führungselements abgleitet, kann so in einfacher Weise eine radial einwärtsgerichtete Bewegungskomponente der Bürsten erzielt werden. Diese Bewegung kann in besonders vorteilhafter Weise dadurch vorgegeben werden, dass ein vorderes Ende des Vorsprungs abgerundet oder abgeschrägt ist und/oder ein hinteres Ende des Führungselementes abgerundet oder abgeschrägt ist.According to one very particularly preferred embodiment is a distance between a front end of the brush and a front end of the projection each smaller than a length to starting from the at least one brush holder from a position where the front end of the brush is at the rear End of the guide element is located, for example, flush concludes with this on further approaching is moved to the commutator until reaching the functional position. If that in the insertion direction seen the rear end of the projection at the rear end of the guide element slips off, so can easily a radially inwardly directed Movement component of the brushes be achieved. This movement can be done in a particularly advantageous manner be predetermined by a front end of the projection rounded or bevelled is rounded and / or a rear end of the guide element or bevelled is.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Merkmale, Vorteile und zu lösende Aufgaben ergeben werden und worin:following become preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings be described, resulting in more features, benefits and expectorant Tasks and in which:
In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleich wirkende Elemente oder Elementgruppen.In the figures denote identical reference numerals identical or Substantially equal elements or groups of elements.
In
der
Die
Einschubelektronik
Nach
Bestückung
der Elektronikeinheit
Wie
in der
In
der
Beim
weiteren Hineinschieben der Einschubelektronik
Wenn
die Einschubelektronik
Unter
Bezugnahme auf die
Wie
in der
Wie
in der
Durch
die Formgestaltung des Führungselements
Beispielsweise
können
die folgenden Modifikationen an dem Führungselement
Bei
der in der
Um
ein noch schonenderes Aufschieben der Bürsten
Wie
in der
Wie
in der
Die
Wie
in der
Die
vorstehend beschriebene elektrische Antriebseinheit
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10341476A DE10341476A1 (en) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | Electric drive unit, especially compact unit for use in motor vehicles, has guide element that protrudes into path traversed by brushes and/or carrier so brushes increasingly move apart on approaching commutator to adopt operating position |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10341476A DE10341476A1 (en) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | Electric drive unit, especially compact unit for use in motor vehicles, has guide element that protrudes into path traversed by brushes and/or carrier so brushes increasingly move apart on approaching commutator to adopt operating position |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10341476A1 true DE10341476A1 (en) | 2005-05-19 |
Family
ID=34441759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10341476A Withdrawn DE10341476A1 (en) | 2003-09-05 | 2003-09-05 | Electric drive unit, especially compact unit for use in motor vehicles, has guide element that protrudes into path traversed by brushes and/or carrier so brushes increasingly move apart on approaching commutator to adopt operating position |
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Citations (3)
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FR2104345A7 (en) * | 1970-08-19 | 1972-04-14 | Nippon Denso Co | |
JP2003164098A (en) * | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Power supply structure of motor |
GB2385212A (en) * | 2001-09-12 | 2003-08-13 | Mabuchi Motor Co | Assembling brush gear in a small-sized motor |
-
2003
- 2003-09-05 DE DE10341476A patent/DE10341476A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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