DE19851455A1 - Electronic module for an electric motor driven drive unit - Google Patents
Electronic module for an electric motor driven drive unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul für eine elektro motorisch betriebene Antriebseinheit mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an electronic module for an electro Motorized drive unit with those in the preamble of claim 1 specified features.
Ein derartiges Elektronikmodul ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 197 46 518 beschrieben. Das Elektronikmodul weist ein als Einschubmodul ausgebildetes offenes Elektronikgehäuseteil mit einem Stecker und einer Aufnahme für eine Leiterplatte auf. Eine in die Aufnahme eingesetzte Leiterplatte ist mit Kontaktelementen des Steckers und Leistungsstromleitern zur Motorkontaktierung elektrisch verbunden. Bei der Festlegung des Einschubmoduls am Gehäuse der Antriebseinheit wird ein von dem Einschubmodul abstehender Abschnitt der Leiterplatte in das Gehäuse der An triebseinheit eingeführt, so daß ein auf diesem Abschnitt an geordneter Hall-Sensor beim Einschieben in die Nähe eines auf der Motorankerwelle der Antriebseinheit angeordneten Ringma gneten gelangt. Gleichzeitig kontaktieren von dem Modul ab stehende Kontaktabschnitte der Leistungsstromleiter entspre chend ausgebildete Gegenkontakte des Getriebemotors der An triebseinheit. Bei vollständig eingeschobenem Modul wird ein am Elektronikgehäuseteil vorgesehener Dichtring an das Gehäu se der Antriebseinheit angepreßt, so daß ein allseitig ge schlossenes Gehäuse entsteht. Nachteilig dabei ist, daß das Elektronikgehäuseteil des Moduls nicht vom Getriebe- und Mo torgehäuse der Antriebseinheit abgegrenzt ist. Im Gehäuse der Antriebseinheit vorhandene Schmutzpartikel und Feuchtigkeit gelangen daher schnell auf die elektrischen und elektroni schen Bauteile der Leiterplatte, was spezielle Schutzmaßnah men wie beispielsweise eine aufwendige doppelseitige Lackie rung der Leiterplatte erforderlich macht. Weiterhin ist nach teilig, daß bei abgenommenem Elektronikmodul die Leiterplatte und alle elektrischen Bauteile frei zugänglich und daher vor Beschädigungen nicht geschützt sind. Außerdem ist eine auf wendige Justage notwendig, um die den Hall-Sensor tragende Leiterplatte in bezug auf die Motorankerwelle auszurichten.Such an electronic module is for example in the German patent application with the file number 197 46 518 described. The electronics module has a plug-in module trained open electronics housing part with a plug and a receptacle for a printed circuit board. One in the Recording inserted circuit board is with contact elements of the plug and power current conductors for motor contact electrically connected. When determining the plug-in module on the housing of the drive unit is one of the plug-in module protruding section of the circuit board in the housing of the An drive unit inserted so that one on this section orderly Hall sensor when inserted near one the ring armature of the motor armature shaft of the drive unit gneten arrived. At the same time contact from the module standing contact sections of the power conductors correspond accordingly trained counter contacts of the gear motor of the drive unit. When the module is fully inserted, a on the electronics housing part provided sealing ring on the housing se the drive unit pressed so that a ge on all sides closed housing is created. The disadvantage here is that Electronics housing part of the module not from the gearbox and mo door housing of the drive unit is delimited. In the housing of the Drive unit existing dirt particles and moisture therefore quickly get to the electrical and electronic components of the circuit board, which is a special protective measure such as an elaborate double-sided lacquer circuit board. Furthermore is after part that the circuit board with the electronics module removed and all electrical components are freely accessible and therefore in front Damage is not protected. Besides, one is on nimble adjustment necessary to the one carrying the Hall sensor Align the circuit board with the motor armature shaft.
Durch das erfindungsgemäße Elektronikmodul mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 werden die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile vermieden. Eine doppel seitige Schutzlackierung der Leiterplatte ist nicht erfor derlich, da die Leiterplatte in einem separaten Gehäuseteil angeordnet ist, welches mit einem Deckel verschließbar ist, so daß die empfindlichen elektronischen Bauteile der Leiter platte vor Verunreinigungen und Feuchtigkeit geschützt in dem Elektronikgehäuseteil angeordnet sind. Die Leistungs stromleiter sind über ein zweites Steckerteil aus dem Elek tronikgehäuseteil herausgeführt. Bei der Festlegung des Elektronikgehäuseteils am Gehäuse der Antriebseinheit wird das zweite Steckerteil durch eine entsprechend ausgebildete Öffnung in das Gehäuse der Antriebseinheit eingeführt, so daß die von dem Elektronikgehäuseteil abstehenden Kontaktab schnitte der Leistungsstromleiter mit im Gehäuse der An triebseinheit angeordneten Motorkontakten kontaktieren. Durch das separate Elektronikgehäuseteil wird in vorteilhaf ter Weise der Montageaufwand bei der Festlegung des Elektro nikmoduls am Gehäuse der Antriebseinheit erleichtert. Ein aufwendige Justage und Ausrichtung der Leiterplatte in bezug auf die Motorankerwelle entfällt. Vorteilhaft kann das Elek tronikmodul in verschiedene Typen von elektromotorisch be triebenen Antriebseinheiten eingesetzt werden.By the electronic module according to the invention with the kenn Drawing features of claim 1 are those in the state the disadvantages of technology avoided. A double protective coating of the printed circuit board is not required This is because the circuit board is in a separate housing part is arranged, which can be closed with a lid, so that the sensitive electronic components of the ladder plate protected from contamination and moisture in the electronics housing part are arranged. The performance Current conductors are from the elec tronic housing part led out. When determining the Electronics housing part on the housing of the drive unit the second connector part by an appropriately trained Opening inserted into the housing of the drive unit, so that the contact protruding from the electronics housing part cuts the power conductor in the housing of the An Contact the drive contacts arranged motor contacts. The separate electronics housing part is advantageous ter way of assembly work when determining the electrical nikmoduls on the housing of the drive unit easier. A elaborate adjustment and alignment of the circuit board in relation on the motor armature shaft. The Elek electronics module in various types of electromotive driven drive units are used.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Er findung werden durch die in den Unteransprüchen beschriebe nen Merkmale ermöglicht. So können elektrische Anschlußlei tungen von Bauelementen, die in der Nähe der Motorankerwelle positioniert und mit der Leiterplatte elektrisch verbunden werden müssen, wie beispielsweise Teile einer Steuer- oder Regelelektronik, vorteilhaft in dem zweiten Steckerteil vor gesehen sein. Besonders vorteilhaft ist, wenn das zweite Steckerteil zapfenförmig ausgebildet ist und das Bauelement, welches z. B. ein Hall-IC-Bauelement sein kann, auf dem von dem Elektronikgehäuseteil abstehenden Ende des zapfenförmi gen Steckerteils angeordnet ist. Beim Einführen des zweiten Steckerteils in das Gehäuse einer Antriebseinheit wird das Hall-IC-Bauelement dann automatisch in die angestrebte End position geschoben. Das das Elektronikgehäuseteil kann bei spielsweise mit dem ersten und zweiten Steckerteil in einen Herstellungsschritt einstückig als Spritzgußteil aus Kunst stoff hergestellt wird.Advantageous refinements and developments of the Er invention are described in the subclaims features. So electrical connection lines lines of components near the engine armature shaft positioned and electrically connected to the circuit board must be, such as parts of a tax or Control electronics, advantageously in the second connector part be seen. It is particularly advantageous if the second Plug part is conical and the component, which z. B. can be a Hall IC device on which the electronics housing part protruding end of the peg-shaped gene connector part is arranged. When inserting the second The plug part in the housing of a drive unit will Hall IC component then automatically ends in the target position pushed. The electronics housing part can for example with the first and second connector part in one Manufacturing step in one piece as an injection molded part made of art fabric is made.
Das zweite Steckerteil kann aber auch als separates Teil aus Isolierstoff gefertigt werden und erst nach seiner Herstel lung an dem Elektronikgehäuseteil angeordnet werden. So ist es beispielsweise möglich, Leistungsstromleiter und Anschluß leitungen teilweise in ein Isolierstoffteil mit zwei sich gegenüberliegeden Endabschnitten einzubetten, anschließend ein Hall-IC-Bauelement an einem Endabschnitt des zweiten Steckerteils mit den freien Anschlußflächen der Anschlußlei tungen beispielsweise über Bonddrähte elektrisch zu verbin den und dann das Hall-IC-Bauelement mit einer zugleich iso lierenden und vor Umwelteinflüssen schützenden Vergußmasse vollständig abzudecken. Anschließend kann das separat gefer tigte zweite Steckerteil an dem Elektronikgehäuseteil ange ordnet werden. Vorteilhaft hierbei ist, daß zur Herstellung des zweiten Steckerteils andere Techniken oder Materialien eingesetzt werden können als bei der Herstellung des restli chen Elektronikgehäuseteils und daß das Hall-IC-Bauelement vollständig in Isolierstoff eingebettet und dadurch vor schädlichen Umwelteinflüssen geschützt ist. Beispielsweise kann das zweite Steckerteil als mit Isolierstoff umspritztes Stanzgitterteil oder als 3D-MID-Bauteil (Moulded Intercon nection Devices) hergestellt werden.The second plug part can also be made as a separate part Isolierstoff be made and only after its manufacture ment to be arranged on the electronics housing part. So is it is possible, for example, power conductor and connection cables partially in an insulating part with two to embed opposite end sections, then a Hall IC device at one end portion of the second Plug part with the free connection surfaces of the connecting line to be electrically connected via bonding wires, for example the and then the Hall IC device with an iso at the same time potting compound protecting against environmental influences to cover completely. You can then do this separately Tigt second connector part on the electronics housing part be classified. The advantage here is that for production the second connector part other techniques or materials can be used as in the production of the rest Chen electronics housing part and that the Hall IC component completely embedded in insulating material and thus pre is protected against harmful environmental influences. For example can the second connector part as extrusion-coated with insulating material Punched grid part or as a 3D-MID component (Molded Intercon nection devices).
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn in dem zweiten Steckerteil ein Druckausgleichskanal vorgesehen ist. Ein dicht ver schlossenes Elektronikgehäuseteil benötigt ein Druckaus gleichselement. Da die Gehäuse der Antriebseinheiten bereits ein solches Druckausgleichselement aufweisen, kann dieses über den Druckausgleichskanal für das Elektronikgehäuse vor teilhaft mitbenutzt werden.It is also advantageous if in the second connector part a pressure equalization channel is provided. A densely ver closed electronic housing part requires a pressure same element. Because the housing of the drive units already can have such a pressure compensation element, this via the pressure compensation channel for the electronics housing be shared in part.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Hall-Sensor- Element auf der Leiterplatte im Elektronikgehäuse angeord net. In dem zweiten Steckerteil können dann vorteilhaft Ma gnetflußleiter angeordnet sein, welche das variable Magnet feld eines auf der Motorankerwelle rotierenden Magneten er fassen und dem Hall-Sensor-Element zuleiten.In another embodiment, the Hall sensor Element arranged on the circuit board in the electronics housing net. In the second connector part Ma gnetflußleiter be arranged, which is the variable magnet field of a magnet rotating on the motor armature shaft grasp and lead to the Hall sensor element.
Weiterhin ist vorteilhaft, die leiterplattenseitigen An schlußabschnitte der Kontaktelemente des ersten Stecker teils, der Leistungsstromleiter und der zusätzlichen elek trischen Anschlußleitungen parallel zueinander verlaufend durch Kontaktöffnungen der Leiterplatte hindurchzuführen. Die Leiterplatte kann dann bei der Montage mit einem Hand griff auf die Anschlußabschnitte aufgesteckt werden. Ist die Leiterplatte im Gehäuseinnenraum unmittelbar dem Deckel ge genüberliegend angeordnet, können die Anschlußabschnitte bei abgenommenem Deckel vorteilhaft im preisgünstigen Tauchlot verfahren mit den Anschlußabschnitten verlötet werden.It is also advantageous to the circuit board side final sections of the contact elements of the first connector partly, the power conductor and the additional elec trical connecting lines running parallel to each other to pass through contact openings of the circuit board. The circuit board can then be assembled with one hand gripped on the connector sections. Is the Printed circuit board in the interior of the housing directly the cover arranged opposite, the connection sections at Removed cover advantageous in the inexpensive plunge solder procedure with the connection sections are soldered.
Besonders vorteilhaft ist weiterhin, wenn ein zur Motoran steuerung der Antriebseinheit benötigtes Relais im Elektro nikgehäuse derart angeordnet ist, daß die Relaisanschlüsse parallel zu den übrigen Anschlußabschnitten durch Kontakt öffnungen der Leiterplatte hindurchgeführt werden können. Hierdurch wird erreicht, daß die Leiterplatte vor dem Einbau in das Elektronikmodul preisgünstig nur mit SMD-Bauelementen bestückt zu werden braucht. Das mit der Leiterplatte zu ver bindende Relais kann in dem Elektronikgehäuseteil vormon tiert werden und wird erst nach dem Einstecken der Leiter platte in die Aufnahme des Elektronikmoduls zusammen mit den übrigen Anschlußkontakten verlötet. Hierdurch kann ein zu sätzlicher Herstellungsschritt eingespart werden.It is also particularly advantageous if one for the motor Control of the drive unit required relay in the electrical system nik housing is arranged such that the relay connections parallel to the other connection sections by contact openings of the circuit board can be passed through. This ensures that the circuit board before installation inexpensive in the electronics module only with SMD components needs to be assembled. The ver with the circuit board binding relay can vormon in the electronics housing part be and is only after inserting the conductor plate in the receptacle of the electronic module together with the other connection contacts soldered. This can lead to a additional manufacturing step can be saved.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawings shown and is described in more detail in the following description explained. It shows
Fig. 1 das erfindungsgemäße Elektronikmodul bei abgenommenem Deckel, ohne Leiterplatte und Relais, Fig. 1 electronic module according to the invention with the cover removed, without printed circuit board, and relays,
Fig. 2 das Elektronikmodul bei abgenommenem Deckel, ohne Lei terplatte aber mit Relais, Fig. 2, the electronics module with the cover removed without Lei but terplatte with relays,
Fig. 3 das Elektronikmodul bei abgenommenem Deckel, mit Lei terplatte und Relais, Fig. 3, the electronics module with the cover removed, terplatte with Lei and relay,
Fig. 4 das mit dem Deckel verschlossene Elektronikmodul, FIG. 4, closed by the cover, electronics module,
Fig. 5 eine Antriebseinheit mit daran festgelegten Elektro nikmodul, Figure 5 nikmodul. A drive unit having fixed thereto electric,
Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht des Elektronikmoduls und eines Teils einer Antriebseinheit, Fig. 6 is a partial perspective view of the electronic module and a part of a drive unit,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des zweiten Steckerteils als separat gefertigtes Teil ohne Hall-IC-Bauelement und ohne Vergußmasse, Fig. 7 is a perspective view of the second plug part as a separately manufactured part without Hall IC device and without casting compound,
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Stirnfläche des in Fig. 7 ge zeigten zweiten Steckerteils mit Hall-IC-Bauelement, Fig. 8 is a plan view of the end face of the GE in Fig. 7 showed the second plug part with a Hall IC component,
Fig. 9 eine Ansicht des zweiten Steckerteils aus Fig. 7 von oben, Fig. 9 is a view of the second connector part in FIG. 7 from above,
Fig. 10 einen Querschnitt durch das zweite Steckerteil ent lang der Linie A-A in Fig. 11 mit auf dem Hall-IC-Bauelement aufgebrachter Vergußmasse und Fig. 10 shows a cross section through the second connector part ent along the line AA in Fig. 11 with potting compound applied to the Hall IC component and
Fig. 11 eine Ansicht des zweiten Steckerteils aus Fig. 7 von unten. Fig. 11 is a view of the second connector part in FIG. 7 from below.
Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt das erfindungsgemäße Elek tronikmodul 1 ein kastenförmiges Elektronikgehäuseteil 10 mit einem Boden, vier Seitenwänden und einer durch die Seitenwän de begrenzten Öffnung 18, durch welche der Gehäuseinnenraum 13 des Elektronikgehäuseteils 10 zugänglich ist. Die Öffnung wird durch eine umlaufende Auflagefläche 14 für einen Gehäu sedeckel 2 begrenzt, der an von den Seitenwänden nach außen abstehenden Nasen 17 befestigbar ist. Damit das Gehäuse 10 mit dem Deckel 2 dicht verschlossen werden kann, weist die Auflagefläche 14 einen umlaufenden Dichtring 15 auf. Weiter hin weist das Elektronikgehäuseteil 10 an einer Seitenwand ein erstes Steckerteil 11 und an einer zweiten Seitenwand ein zweites nach außen abstehendes Steckerteil 12 auf. Die Stec kerteile 11, 12 sind in diesem ersten Ausführungsbeispiel zu sammen mit dem Elektronikgehäuseteil 10 einstückig als Spritzgußteil aus Kunststoff hergestellt. Das erste Stecker teil 11 ist zum Anschluß eines externen Steuerkabels vorgese hen und weist Kontaktelemente 21 auf, die partiell in das Ge häuseteil 10 eingespritzt sind. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, weist das zweite Steckerteil 12 zwei Leistungsstromlei ter 23 und zusätzlich vier elektrische Anschlußleitungen 22 auf, die ebenfalls partiell in das zweite Steckerteil 12 ein gespritzt sind und in den Gehäuseinnenraum 13 hineinragende, freiliegende Anschlußabschnitte aufweisen. Wie in Fig. 1 wei terhin zu erkennen ist, sind die in den Gehäuseinnenraum 13 hineinragenden Anschlußabschnitte der Leistungsstromleiter 23, Anschlußleitungen 22 und Kontaktelemente 21 in einer Richtung zur Öffnung 18 des Elektronikgehäuseteils 10 hin ab gebogen, so daß alle Anschlußabschnitte im Gehäuseinneren parallel zueinander ausgerichtet sind. Im Gehäuseinneren 13 sind zwei Steckzapfen 5 vorgesehen, welche parallel zu den Anschlußabschnitten verlaufen und als Aufnahme für eine Lei terplatte 4 dienen. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann ein Re lais 40 bei der Montage des Elektronikmoduls in das Elektro nikgehäuseteil 10 eingesetzt und darin derart befestigt wer den, daß sich die Relaisanschlüsse 24 parallel zu den übrigen Anschlußabschnitten 21, 22, 23 und den Steckzapfen 5 in Rich tung der Öffnung 18 erstrecken. Durch die Öffnung 18 wird ei ne Leiterplatte 4 mit nicht dargestellten Bauelementen in das Elektronikgehäuseteil 10 eingesetzt. Die Leiterplatte 4 ist zuvor einseitig mit SMD-Bauteilen bestückt worden und weist Kontaktöffnungen beispielsweise in Form von durchmetallisier ten Löchern auf. Beim Einführen in das Elektronikgehäuseteil 10 wird die Leiterplatte 4 auf die Steckzapfen 5, wie in Fig. 3 gezeigt, aufgesteckt. Gleichzeitig werden die Anschlußab schnitte der Kontaktelemente 21, der Anschlußleitungen 22, der Leistungsstromleiter 23 und der Relaisanschlüsse 24 durch die Kontaktöffnungen der Leiterplatte hindurchgeführt und an schließend im Tauchlötverfahren in einem Arbeitsgang mit der Leiterplatte verlötet. Ein zusätzlicher Verfahrensschritt zur Befestigung des Relais auf der Leiterplatte nach der SMD- Lötung und vor dem Einbau der Leiterplatte ist also nicht er forderlich. Wie in Fig. 4 gezeigt wird das Elektronikgehäuse teil 10 nach der Tauchlötung mit einem Deckel 2 verschlossen. Der Deckel 2 weist umfänglich mehrere elastisch federnde, ab stehende Laschen 45 als Rastmittel auf, die beim Aufsetzen des Deckels 2 auf den Auflagebereich 14 mit den Nasen 17 des Elektronikgehäuseteils 10 verrasten. Dabei wird der elasti sche Dichtring 15 zwischen Deckel 2 und Auflagebereich 14 eingeklemmt, so daß die Öffnung 18 des Elektronikgehäuseteils 10 dicht verschlossen wird und die Leiterplatte 4 vollständig geschützt in dem Elektronikgehäuseteil 10 angeordnet ist.As shown in Fig. 1, the electronics module 1 according to the invention comprises a box-shaped electronics housing part 10 with a bottom, four side walls and an opening 18 delimited by the side walls, through which the housing interior 13 of the electronics housing part 10 is accessible. The opening is limited by a peripheral support surface 14 for a housing sedeckel 2 , which can be fastened to lugs 17 projecting outward from the side walls. So that the housing 10 can be sealed with the cover 2 , the bearing surface 14 has a circumferential sealing ring 15 . Furthermore, the electronics housing part 10 has a first plug part 11 on a side wall and a second plug part 12 projecting outwards on a second side wall. The Stec kerteile 11 , 12 are in this first embodiment together with the electronics housing part 10 made in one piece as an injection molded part made of plastic. The first connector part 11 is vorgese hen for connecting an external control cable and has contact elements 21 which are partially injected into the housing part 10 Ge. As can be seen in Fig. 1, the second connector part 12 has two power Stromlei ter 23 and in addition four electrical connecting lines 22 , which are also partially injected into the second connector part 12 and projecting into the housing interior 13 , exposed connection sections. As can be seen in Fig. 1 Wei further, the projecting into the housing interior 13 connecting portions of the power conductors 23 , leads 22 and contact elements 21 are bent in a direction to the opening 18 of the electronics housing part 10 down, so that all connection sections in the housing interior are aligned parallel to each other are. In the housing interior 13 two plug pins 5 are provided, which run parallel to the connection sections and serve as a receptacle for a Lei terplatte 4 . As shown in Fig. 2, a Re relay 40 used in the assembly of the electronics module in the electronics nikgehäuseteil 10 and fastened therein in such a way that the relay terminals 24 parallel to the other connection sections 21 , 22 , 23 and the plug 5 in Rich direction of the opening 18 extend. Through the opening 18 ei ne circuit board 4 is inserted with components, not shown, in the electronics housing part 10 . The circuit board 4 has previously been equipped on one side with SMD components and has contact openings, for example in the form of through-metallized holes. When it is inserted into the electronics housing part 10 , the printed circuit board 4 is pushed onto the plug pin 5 , as shown in FIG. 3. At the same time, the sections of the contact elements 21 , the connecting lines 22 , the power current conductor 23 and the relay connections 24 are passed through the contact openings of the printed circuit board and then soldered to the printed circuit board in one operation using dip-soldering. An additional process step for fastening the relay on the circuit board after SMD soldering and before installing the circuit board is therefore not necessary. As shown in Fig. 4, the electronics housing part 10 is closed with a lid 2 after the dip soldering. The lid 2 has a plurality of elastically resilient, from standing tabs 45 as a latching means, which latch when the lid 2 is placed on the support area 14 with the lugs 17 of the electronics housing part 10 . The elastic sealing ring 15 is clamped between the cover 2 and the support area 14 , so that the opening 18 of the electronics housing part 10 is sealed and the circuit board 4 is arranged completely protected in the electronics housing part 10 .
Das zweite von der Außenseite des Elektronikgehäuseteils 10 abstehende Steckerteil 12 besitzt in diesem ersten Ausfüh rungsbeispiel eine zapfenartige Form mit rechteckiger Quer schnittsfläche. Das Steckerteil 12 weist einen vom Gehäuse 10 abstehenden, einen umlaufenden Dichtungsring 16 tragenden Sockel 38 auf, von dem über eine abgestufte Kante 32 ein qua derförmiger Endabschnitt 39 absteht. Wie in Fig. 1 zu erken nen ist, sind die Leistungsstromleiter 23 in dem Sockel 38 vollständig von Kunststoff umgeben. Kontaktabschnitte 33 der Leistungsstromleiter 23 treten an der abgestuften Kante 32 aus dem Sockel 38 heraus und liegen an zwei Außenkanten des Endabschnittes 39 frei kontaktierbar an. Weiterhin sind in dem Steckerteil 12 vier elektrische Anschlußleitungen 22 ein gebettet, die mit einem Hall-IC-Bauelement 28 leitend verbun den sind, welches an dem vom Gehäuse abstehenden Ende 31 des Steckerteils 12 angeordnet ist. Ein Druckausgleichkanal 19 erstreckt sich von dem abstehenden Ende 31 bis in den Ge häuseinnenraum 13.The second protruding from the outside of the electronics housing part 10 connector part 12 has in this first embodiment, a pin-like shape with a rectangular cross-sectional area. The plug part 12 has a base 38 projecting from the housing 10 and carrying a circumferential sealing ring 16 , from which a quadrilateral end section 39 protrudes via a stepped edge 32 . As can be seen in FIG. 1, the power current conductors 23 in the base 38 are completely surrounded by plastic. Contact sections 33 of the power current conductors 23 emerge from the base 38 at the stepped edge 32 and are freely contactable on two outer edges of the end section 39 . Furthermore, four electrical connecting lines 22 are embedded in the plug part 12 , which are conductively connected to a Hall IC component 28 which is arranged on the end 31 of the plug part 12 projecting from the housing. A pressure equalization channel 19 extends from the protruding end 31 into the housing interior Ge 13th
In den Fig. 5 und 6 ist die Antriebseinheit 3 eines Fen sterhebers mit Kommutatormotor und dem daran festgelegten Elektronikmodul 1 dargestellt. Die Antriebseinheit umfaßt ein Motorgehäuseteil 6, ein Bürstenteil 8 und ein Getriebegehäuse 7. Das Elektronikgehäuseteil 10 wird über zwei T-Nuten 55 an seiner Unterseite auf das Getriebegehäuse 7 aufgeschoben, wo bei das zweite Steckerteil 12 durch eine Öffnung 9 im Bür stenteil 8 in das Gehäuse der Antriebseinheit 3 eingeführt wird. Wie am besten in Fig. 6 zu erkennen ist, steht eine Mo torankerwelle 50 des Getriebemotors vom Motorgehäuse 6 durch das Bürstenteil 8 in den Getrieberaum 7 ab. Im Bürstenteil 8 befindet sich ein Bürstenhalter 53, Motorkontakte 52 des Elektromotors und ein auf der Motorankerwelle 50 gelagerter Ringmagnet 51. Beim Aufschieben des Elektronikmoduls 1 auf das Gehäuse 3 der Antriebseinheit dringt das zweite Stecker teil 12 mit dem Endabschnitt 39 in die Öffnung 9 ein, wobei die abgestufte Kante 32 die Eindringtiefe des Steckerteils derart begrenzt, daß das Hall-IC-Bauelement 28 in die Nähe des Ringmagneten 51 gelangt und elastisch biegsame Endab schnitte der Motorkontakte 52 unter Federvorspannung die Kon taktabschnitte 33 der Leistungsstromleiter 23 kontaktieren. Der Dichtungsring 16 verschließt bei vollständig aufgeschobe nem Modul 1 die Öffnung 9. Über den Druckausgleichskanal 19 ist der Gehäuseinnenraum 13 des Elektronikmoduls 1 mit dem Gehäuseinnenraum der Antriebseinheit verbunden.In FIGS. 5 and 6, the drive unit 3 is a Fen sterhebers presented with the commutator and fixed thereto electronics module 1. The drive unit comprises a motor housing part 6 , a brush part 8 and a gear housing 7 . The electronics housing part 10 is pushed over two T-grooves 55 on its underside on the gear housing 7 , where at the second connector part 12 through an opening 9 in the brush part 8 is inserted into the housing of the drive unit 3 . As can best be seen in FIG. 6, a motor armature shaft 50 of the geared motor projects from the motor housing 6 through the brush part 8 into the gear space 7 . In the brush part 8 there is a brush holder 53 , motor contacts 52 of the electric motor and a ring magnet 51 mounted on the motor armature shaft 50 . When the electronic module 1 is pushed onto the housing 3 of the drive unit, the second plug part 12 penetrates with the end section 39 into the opening 9 , the stepped edge 32 limiting the depth of penetration of the plug part in such a way that the Hall IC component 28 is in the vicinity of the ring magnet 51 arrives and elastically flexible Endab sections of the motor contacts 52 under spring preload contact sections 33 of the power conductor 23 contact. The sealing ring 16 closes the opening 9 when the module 1 is completely pushed open. The interior 13 of the electronics module 1 is connected to the interior of the drive unit via the pressure compensation channel 19 .
Im Betrieb erfaßt das Hall-IC-Bauelement 28 das variable Ma gnetfeld des rotierenden Ringmagneten 51 und leitet ein von der Magnetfeldänderung abhängiges Signal über die Anschluß leitungen 22 der auf der Leiterplatte 4 angeordneten Steuer schaltung zu. Umgekehrt steuert die Steuerschaltung der Lei terplatte 4 über das Relais 40 die Stromzufuhr des Elektromo tors über die Leistungsstromleiter 23 und Motorkontakte 52.In operation, the Hall IC component 28 detects the variable magnetic field of the rotating ring magnet 51 and conducts a signal dependent on the change in the magnetic field via the connecting lines 22 to the control circuit arranged on the printed circuit board 4 . Conversely, the control circuit of the Lei terplatte 4 controls via the relay 40, the power supply of the electromotive through the power current conductor 23 and motor contacts 52nd
Anders als bei dem in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Aus führungsbeispiel ist es natürlich auch möglich, das Relais 40 zunächst auf die Leiterplatte 4 aufzulöten und die Leiter platte anschließend mit dem bestückten Relais in das Gehäuse 10 des Elektronikmoduls einzusetzen. In contrast to the exemplary embodiment shown in FIGS . 1 to 6, it is of course also possible to first solder the relay 40 onto the printed circuit board 4 and then to insert the printed circuit board with the assembled relay into the housing 10 of the electronic module.
Weiterhin ist in einem anderen Ausführungsbeispiel vorgese hen, das Hall-Sensor-Element nicht an dem Elektronikgehäuse teil sondern im Gehäuse der Antriebseinheit, z. B. im Bürsten halter festzulegen. Beim Aufschieben des Elektronikmoduls kontaktieren dann von dem zweiten Steckerteil des Moduls ab stehende Kontaktabschnitte der Anschlußleitungen, welche aus dem zweiten Steckerteil herausgeführt sind entsprechende Ge genkontakte des im Gehäuse der Antriebseinheit befestigten Hall-Sensor-Elementes.Furthermore, it is provided in another exemplary embodiment hen, the Hall sensor element not on the electronics housing part but in the housing of the drive unit, e.g. B. in brushing holder. When pushing on the electronic module then contact from the second connector part of the module standing contact sections of the connecting lines, which of the second connector part are led out corresponding Ge Genkontakte of the fixed in the housing of the drive unit Hall sensor element.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, das Hall-Sensor-Element auf der Leiterplatte 4 anzuordnen. Das zweite Steckerteil 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel an Stelle der elektrischen Anschlußleitungen 22 Magnetflußleiter auf, welche partiell in dem zweiten Steckerteil eingespritzt sind und leiterplattenseitig und motorseitig mit abstehenden Endabschnitten versehen sind. Die Magnetflußleiter bestehen aus weichmagnetischen Material mit hoher Permeabilität. Die motorseitigen Endabschnitte sind in ihrer Kontur dem Ringma gnet angepaßt und durch einen schmalen Luftspalt von diesem beabstandet. Die leiterplattenseitigen Endabschnitte der Ma gnetflußleiter enden in der Nähe des Hall-IC-Bauelementes auf der Leiterplatte, so daß dieses das in dem aus Ringmagnet, Luftspalt, Magnetflußleitern und Hall-IC gebildeten Magnet kreis induzierte Magnetfeld erfaßt.In another exemplary embodiment, provision is made for the Hall sensor element to be arranged on the printed circuit board 4 . In this exemplary embodiment, the second plug part 12 has magnetic flux conductors instead of the electrical connection lines 22 , which are partially injected into the second plug part and are provided with protruding end sections on the printed circuit board side and on the motor side. The magnetic flux conductors are made of soft magnetic material with high permeability. The contour of the motor-side end sections is adapted to the ring dimensions and is spaced from it by a narrow air gap. The circuit board-side end sections of the magnetic flux ends end in the vicinity of the Hall IC component on the circuit board, so that this detects the magnetic field induced in the magnetic circuit formed from the ring magnet, air gap, magnetic flux conductors and Hall IC.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, das zweite Steckerteil 12 unabhängig von dem Elektronikgehäuse teil 10 herzustellen. In den Fig. 7 bis 11 ist ein als se parates Teil hergestelltes, fingerartiges Steckerteil 12 mit einem ersten Endabschnitt 61 und einem zweiten Endabschnitt 62 gezeigt. Das Steckerteil 12 ist aus Isolierstoff gefertigt und mit Leistungsstromleitern 23 und Anschlußleitungen 22 versehen. An dem zweiten Endabschnitt 62 des Steckerteils 12 sind als Steckerstifte ausgebildete Anschlußabschnitte der Leistungsstromleiter 23 und Anschlußleitungen 22 aus dem Iso lierstoff herausgeführt. Die Leistungsstromleiter 23 und An schlußleitungen 22 sind in Vertiefungen des Steckerteils 12 von dem zweiten Endabschnitt 62 bis zu dem gegenüberliegenden ersten Endabschnitt 61 geführt. An dem ersten Endabschnitt 61 ist an der Stirnseite des Steckerteils 12 eine Vertiefung 69 zur Aufnahme eines Hall-IC-Bauelementes 28 ausgebildet, das über Bonddrähte 65, 66, 67, 68 mit den Anschlußleitungen 22 elektrisch verbunden ist. Auf den mit dem Hall-IC-Bauelement 28 versehenen ersten Endabschnitt 61 ist eine isolierende Vergußmasse 71 aufgetragen, wie am besten in Fig. 10 zu er kennen ist. Die Vergußmasse kann aber auch zusätzlich an an deren Stellen aufgetragen werden, wobei die Kontaktabschnitte 33 der Leistungsstromleiter 23 durch Aussparungen 63 in der Isolierung von außen zugänglich bleiben müssen. Durch die Vergußmasse bzw. die Einbettung in Isolierstoff ist das Hall- IC-Bauelement 28 vor Verschmutzungen, Verunreinigungen und insbesondere vor Kohlenstaub im Bürstenhalter 8 einer elek tromotorisch betriebenen Antriebseinheit geschützt. Weiterhin weist das zweite Steckerteil 12, wie in Fig. 7 und Fig. 10 zu erkennen ist, einen von dem zweiten Endabschnitt 62 bis zu einer seitlichen Öffnung in der Nähe der Kontaktabschnitte 33 der Leistungsstromleiter 23 sich erstreckenden Druckaus gleichskanal 19 auf.In a further embodiment, it is provided that part 10 of the second plug part 12 is produced independently of the electronics housing. In Figs. 7 to 11 as a plug part se parates part produced, finger-like 12 is shown having a first end 61 and a second end portion 62 of. The plug part 12 is made of insulating material and provided with power current conductors 23 and connecting lines 22 . At the second end portion 62 of the connector part 12 are formed as connector pins connecting portions of the power conductor 23 and leads 22 out of the Iso lierstoff. The power current conductors 23 and on connection lines 22 are guided in depressions of the plug part 12 from the second end section 62 to the opposite first end section 61 . At the first end section 61 , a recess 69 for receiving a Hall IC component 28 is formed on the end face of the plug part 12 , said recess being electrically connected to the connecting lines 22 via bond wires 65 , 66 , 67 , 68 . An insulating potting compound 71 is applied to the first end section 61 provided with the Hall IC component 28 , as can best be seen in FIG. 10. However, the potting compound can be applied to at the points in addition, the contact sections of the power current conductors must remain accessible from the outside 33 23 by recesses 63 in the insulation. The potting compound or the embedding in the insulating material protects the Hall IC component 28 from dirt, contamination and in particular from coal dust in the brush holder 8 of an electric motor-driven drive unit. Furthermore, the second connector part 12 as shown in Fig. 7 and Fig. 10 can be seen, one of the second end portion 62 to a lateral opening in the vicinity of the contact portions 33 of the power current conductors 23 extending Druckaus co-channel 19.
Das Steckerteil 12 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß ein Vorspritzling 70 aus Kunststoff mit Vertie fungen hergestellt wird, in welche die Leistungsstromleiter 23 und Anschlußleitungen 22 als gestanzte Metallteile einge legt werden. Das Hall-IC-Bauelement wird an dem ersten Endab schnitt 61 des Steckerteils in die Vertiefung 69 eingesetzt und über Bonddrähte 65, 66, 67 und 68 oder in anderer geeigne ter Weise mit den Anschlußleitungen 22 elektrisch verbunden. Danach wird Vergußmasse 71 bzw. Mold-Masse auf den Vorspritz ling 70 aufgetragen, wobei zumindest die Kontaktabschnitte 33 der Leistungsstromleiter 23 und die steckerstiftartigen An schlußabschnitte der Leistungsstromleiter 23 und Anschlußlei tungen 22 ausgespart werden. Es ist auch möglich, zunächst das Hall-IC-Bauelement auf ein Stanzgitter aufzulöten, wel ches Stanzgitter aus gestanzten Metallbahnen besteht, die über Verbindungsstege miteinander verbundenen sind, und an schließend das Stanzgitter mit Kunststoff zu umspritzen, so daß das Hall-IC-Bauelement in Kunststoff eingebettet wird. Durch Aussparungen im Kunststoff können dann die Verbindungs stege in an sich bekannter Weise getrennt werden, so daß elektrisch voneinander getrennte Leistungsstromleiter und An schlußleitungen entstehen. Es ist auch möglich, das zweite Steckerteil 12 als 3-D MID-Bauteil (3-D Mouldes Interconnec tion Device) herzustellen. Hierzu wird eine gespritztes, drei dimensonales Kunststoff-Basisteil mit aufmetallisierten Lei terbahnen versehen, welche die Leistungsstromleiter und An schlußleitungen bilden. Anschließend wird ein Hall-IC- Bauelement 28 mit den Anschlußleitungen kontaktiert und iso lierende Mold-Masse 71 auf das Basisteil 70 aufgetragen.The plug part 12 can be made, for example, by producing a preform 70 made of plastic with recesses into which the power current conductors 23 and connecting lines 22 are inserted as stamped metal parts. The Hall IC component is cut at the first Endab 61 of the connector part into the recess 69 and electrically connected via bond wires 65 , 66 , 67 and 68 or in another suitable manner with the connecting lines 22 . Then potting compound 71 or molding compound is applied to the injection molding 70 , with at least the contact sections 33 of the power conductor 23 and the plug-like connection sections of the power conductor 23 and connecting lines 22 being left out. It is also possible to first solder the Hall IC component onto a lead frame, which consists of punched metal tracks which are connected to one another via connecting webs, and then to extrusion-coat the lead frame with plastic, so that the Hall IC component is embedded in plastic. By means of recesses in the plastic, the connecting webs can then be separated in a manner known per se, so that power conductors which are electrically separate from one another and connection lines are formed. It is also possible to manufacture the second plug part 12 as a 3-D MID component (3-D Molds Interconnec tion Device). For this purpose, an injection-molded, three-dimensional plastic base part is provided with metallized conductor tracks, which form the power current conductors and connection lines. Subsequently, a Hall IC component 28 is contacted with the connecting lines and iso-molding compound 71 applied to the base part 70 .
Das zweite Steckerteil 12 kann nach seiner Herstellung in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt werden und mit dem Elektronikge häuseteil 10 umspritzt werden. Es ist aber auch möglich das zweite Steckerteil 12 in eine Öffnung in einer Seitenwand des Elektronikgehäuseteils 10 einzusetzen und festzukleben oder mit Rastmitteln an der Seitenwand festzulegen. Das Stecker teil 12 wird derart an dem Elektronikgehäuseteil 10 angeord net, daß der zweite Endabschnitt 62 dem Gehäuseinnenraum 13 zugewandt ist und der erste Endabschnitt 61 mit dem Hall-IC- Bauelement von dem Elektronikgehäuseteil 10 nach außen ab steht. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. l kann das Steckerteil 12 noch mit einer abgestuften Kante oder einer umlaufenden Nut versehen sein, in die ein Dichtungsring eingelegt wird.The second connector part 12 can be inserted into an injection molding tool after its manufacture and molded around the housing part 10 with the electronics. However, it is also possible to insert the second plug part 12 into an opening in a side wall of the electronics housing part 10 and to glue it in place or to fix it to the side wall with locking means. The connector part 12 is such angeord net on the electronics housing part 10 that the second end portion 62 faces the housing interior 13 and the first end portion 61 with the Hall IC component of the electronics housing part 10 is from the outside. Similar to the exemplary embodiment in FIG. 1, the plug part 12 can also be provided with a stepped edge or a circumferential groove into which a sealing ring is inserted.
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