DE202008001763U1 - Drive unit for a power window - Google Patents
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Abstract
Antriebseinheit (1) für einen elektrischen Fensterheber, mit einem ein Schneckengetriebe (5) aufnehmenden Getriebegehäuse (4), mit einem elektrischen Antriebsmotor (2), mit einer den Antriebsmotor (2) mit einer Schnecke (6) des Schneckengetriebes (5) koppelnden Antriebswelle (3), auf der ein Ringmagnet (27) aufgebracht ist, sowie mit einer Leiterplatte (17), die einen mit dem Ringmagnet (27) korrespondierenden Hallsensor (26) aufweist, wobei die Leiterplatte (17) schräg zur Achse (30) der Antriebswelle (3) im Getriebegehäuse (4) angeordnet ist.Drive unit (1) for an electric window lifter, with a gear housing (4) accommodating a worm gear (5), with an electric drive motor (2), with a drive shaft coupling the drive motor (2) with a worm (6) of the worm gear (5) (3), on which a ring magnet (27) is applied, and with a printed circuit board (17) having a Hall sensor (27) corresponding Hall sensor (26), wherein the circuit board (17) obliquely to the axis (30) of the Drive shaft (3) in the transmission housing (4) is arranged.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit für einen elektrischen Fensterheber eines Kraftfahrzeugs.The The invention relates to a drive unit for a power windows of a motor vehicle.
Bei einem elektrischen Fensterheber eines Kraftfahrzeugs wird häufig ein Seilzug mit einer elektrischen Antriebseinheit eingesetzt. Hierbei treibt üblicherweise ein Elektromotor über ein Schneckengetriebe eine Seiltrommel an. An der Seiltrommel sind die beiden Enden eines Stahlseils so angeschlagen, dass bei Drehung das eine Ende auf- und das andere abgewickelt wird. Dabei zieht normalerweise das Zugseil über einen Bowdenzug und Umlenkrollen zwei auf Führungsschienen laufende Fensterbefestigungen, wohingegen das Seilende ohne Zug auf die Seiltrommel aufgewickelt wird.at an electric window of a motor vehicle is often a Cable used with an electric drive unit. in this connection usually drives an electric motor over a worm gear on a cable drum. At the cable drum are the both ends of a steel cable so struck that when turning one end open and the other is unwound. It pulls usually the pull rope over a Bowden cable and pulleys two window fasteners running on guide rails, whereas the rope end wound up without tension on the cable drum becomes.
Häufig ist ein solcher elektrischer Fensterheber mit einem Einklemmschutz versehen. Überschreitet das Antriebsmoment zum Schließen des Fensters in Abhängigkeit von der Fensterposition einen bestimmten Grenzwert, so wird von einem Hindernis ausgegangen. Das Fenster muss wieder ein Stück reversiert werden, um das Hindernis freizugeben. Als Eingangsgröße für den Einklemmschutz wird üblicherweise eine Information über die Position des Fensters benötigt. Anhand der Position des Fensters wird z. B. festgestellt, ob ein Hindernis vorliegt oder das Fenster seine Endposition erreicht hat. Die Position des Fensters wird üblicherweise anhand der Umdrehungen der Antriebswelle des Elektromotors bestimmt. Die Umdrehungsanzahl wird z. B. mittels eines Hallsensors gemessen, der mit einem auf der Antriebswelle angebrachten Ringmagneten korrespondiert.Frequently such an electric window provided with a pinch protection. exceeds the drive torque to close of the window depending from the window position a certain limit, so will from an obstacle. The window must be reversed again a piece to release the obstacle. As input for the anti-trap is usually an information about the position of the window is needed. Based on the position of the window is z. B. determined if a Obstacle is present or the window has reached its end position. The The position of the window usually becomes determined by the revolutions of the drive shaft of the electric motor. The number of revolutions is z. B. measured by means of a Hall sensor, which corresponds to a ring magnet mounted on the drive shaft.
Der Hallsensor ist gewöhnlich auf einer in die Antriebseinheit integrierten Leiterplatte montiert, auf der das Ausgangssignal des Hallsensors vorverarbeitet wird, und die eine Schnittstelle zur Übermittlung dieses Ausgangssignals an eine zur Erkennung des Einklemmfalls ausgebildete Elektronik aufweist.Of the Hall sensor is ordinary mounted on a printed circuit board integrated into the drive unit, on which the output signal of the Hall sensor is preprocessed, and the one interface for transmission this output signal to a trained for detecting the Einklemmfalls Has electronics.
Die Leiterplatte ist in der Regel im rechten Winkel zur Antriebswelle montiert, um den Hallsensor möglichst nahe an dem Ringmagneten zu positionieren. Hierdurch wird ein vergleichsweise hoher Bauraumbedarf für die Antriebseinheit verursacht.The Printed circuit board is usually at right angles to the drive shaft mounted to the Hall sensor as possible to be positioned close to the ring magnet. This will be a comparatively high space requirement for causes the drive unit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit anzugeben, die einen besonders geringen Bauraum benötigt.Of the Invention is therefore the object of a drive unit specify that requires a particularly small space.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Danach umfasst die Antriebseinheit ein Getriebegehäuse mit einem Schneckengetriebe, sowie einen elektrischen Antriebsmotor, der über eine Antriebswelle mit einer Schnecke des Schneckengetriebes gekoppelt ist. Auf die Antriebswelle ist koaxial ein Ringmagnet aufgebracht. Weiterhin umfasst die Antriebseinheit eine Leiterplatte, die einen mit dem Ringmagneten korrespondierenden Hallsensor aufweist. Dabei ist die Leiterplatte schräg zur Achse der Antriebswelle im Getriebegehäuse angeordnet.These The object is achieved by the features of claim 1. Thereafter, the drive unit comprises a gearbox with a worm gear, as well as an electric drive motor, the over a drive shaft coupled to a worm of the worm gear is. On the drive shaft coaxially a ring magnet is applied. Furthermore, the drive unit comprises a printed circuit board, the one Having Hall sensor corresponding to the Hall sensor. there the printed circuit board is slanted arranged to the axis of the drive shaft in the transmission housing.
Durch die schräge Anordnung kann der Raum im Getriebegehäuse besonders gut ausgenutzt werden. Somit kann das Getriebegehäuse und damit die Antriebseinheit besonders klein gebaut werden.By the slope Arrangement, the space in the transmission housing used particularly well become. Thus, the transmission housing and thus the drive unit be built very small.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Ringmagnet konisch ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist dabei die Leiterplatte mit ihrer Fläche in einem Winkel zur Achse der Antriebswelle geneigt, der dem halben Konusöffnungswinkel des Ringmagneten entspricht. Hierbei ist die Leiterplatte sinnvollerweise derart angeordnet, dass sich der darauf befindliche Hallsensor in unmittelbarer Nähe des Ringmagneten befindet. Da der Anstellwinkel der Leiterplatte dem halben Konusöffnungswinkel des Ringmagneten entspricht, ist der auf der Leiterplatte angebrachte Hallsensor mit seiner dem Ringmagneten zugewandten Seite im Wesentlichen parallel zur Mantelfläche des Konus ausgerichtet. Durch diese Anordnung wird trotz der schrägen Einbauweise der Leiterplatte eine gute Signalübertragung von dem Ringmagneten an den Hallsensor erreicht. Ein Konusöffnungswinkel des Ringmagneten von etwa 45° hat sich als vorteilhafte Dimensionierung erwiesen.In an advantageous embodiment the invention, the ring magnet is conical. Conveniently, is the printed circuit board with its surface at an angle to the axis the drive shaft inclined, the half cone opening angle of the ring magnet equivalent. In this case, the circuit board is usefully such arranged that the Hall sensor located thereon in the immediate vicinity of the ring magnet located. Since the angle of attack of the circuit board half the cone opening angle of the Ring magnet is equivalent, which is mounted on the circuit board Hall sensor with its ring magnet facing side substantially parallel to the lateral surface aligned to the cone. By this arrangement, despite the oblique installation the PCB good signal transmission from the ring magnet reached to the Hall sensor. A cone opening angle of the ring magnet of about 45 ° proved to be an advantageous dimensioning.
Bevorzugt ist der Ringmagnet derart auf der Antriebswelle aufgebracht, dass sein im Durchmesser kleineres Ende dem Antriebsmotor zugewandt ist. Alternativ oder zusätzlich ist der Ringmagnet vorzugsweise auf derjenigen Seite der Antriebswelle aufgebracht, an der die Antriebswelle aus dem Antriebsmotor austritt. Der Ringmagnet befindet sich also unmittelbar oder mit geringem Abstand zum Antriebsmotor auf der Antriebswelle.Prefers the ring magnet is applied to the drive shaft such that its smaller diameter end facing the drive motor. Alternatively or in addition the ring magnet is preferably applied on that side of the drive shaft, where the drive shaft exits the drive motor. The ring magnet is thus located directly or at a short distance from the drive motor on the drive shaft.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Getriebegehäuse eine – insbesondere aus Kunststoff hergestellte – Gehäuseschale auf, die auf der Seite der Antriebswelle eine Öffnung, insbesondere zum Einbringen der Leiterplatte, aufweist. Diese Öffnung ist mit einem Deckel versehen, in dem die Leiterplatte teilweise aufgenommen ist. Diese Bauform begünstigt die besonders kompakte Ausführung der Antriebseinheit.In an advantageous embodiment has the gearbox one - in particular made of plastic - housing shell on, on the side of the drive shaft an opening, in particular for insertion the circuit board has. This opening is with a lid provided in which the circuit board is partially received. These Design favors the particularly compact design of Drive unit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Getriebegehäuse auf der Seite der Antriebswelle eine Schnittstelle auf, mit der wahlweise und gegeneinander austauschbar ein Elektronikmodul oder ein oder mehrere Kabelanschlussadapter kontaktierbar sind. Durch diese einheitliche Schnittstelle für unterschiedliche Module oder Stecker entsteht vorteilhafterweise eine Art Baukastensystem. Beispielsweise können so, aufbauend auf Antriebsmotoren unterschiedlicher Leistungsklassen und/oder unterschiedlicher Bürstenhalter, durch die Vereinheitlichung der Schnittstelle Antriebseinheiten für eine Vielzahl von Anwendungen realisiert werden. Vorgesehen ist insbesondere eine Variante mit einem integrierten Elektronikmodul, bei der das Elektronikmodul direkt auf die Schnittstelle aufgesteckt wird. Dabei weist das Elektronikmodul einerseits Kontakte zur Leiterplatte („Sensorikkontakte") auf, mit der insbesondere das Signal des Hallsensors abgegriffen wird, und andererseits Kontakte zu den Klemmen des elektrischen Antriebsmotors („Elektrikkontakte"). Das Elektronikmodul implementiert insbesondere einen Einklemmschutz des Fensterhebers.In a further advantageous embodiment of the invention, the transmission housing on the side of the drive shaft on an interface, with the optional and against each other interchangeable Electronic module or one or more cable connection adapters are contacted. This uniform interface for different modules or plugs advantageously creates a kind of modular system. For example, based on drive motors of different power classes and / or different brush holders, drive units for a large number of applications can be realized by standardizing the interface. In particular, a variant with an integrated electronic module is provided in which the electronic module is plugged directly onto the interface. In this case, the electronic module on the one hand contacts to the circuit board ("sensor contacts"), with which in particular the signal of the Hall sensor is tapped, and on the other hand contacts to the terminals of the electric drive motor ("electrical contacts"). The electronic module implements in particular a anti-trap protection of the window regulator.
In einer weiteren Variante ist vorgesehen, auf die Schnittstelle die Kabelanschlussadapter zum Anschluss von Kabeln aufzustecken. Dabei ist ein erster Kabelanschlussadapter für Sensorik vorgesehen, welcher über Sensorikkontakte die Leiterplatte kontaktiert. Über die Kabel des ersten Kabelanschlussadapters wird insbesondere das Signal des Hallsensors übermittelt. Ein zweiter Kabelanschlussadapter für Elektrik weist Elektrikkontakte zum Kontaktieren der Motorklemmen auf. Die beiden Kabelanschlussadapter können wahlweise einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden. Insbesondere können beim Einsatz von beiden Kabelanschlussadaptern die Kabel an ein externes Elektronikmodul angeschlossen werden, so dass auch hier beispielsweise ein Einklemmschutz verwirklicht werden kann. Vorteilhafterweise kann dann durch die Verwendung eines externen Elektronikmoduls der unmittelbar in der Türe benötigte Bauraum noch weiter reduziert werden. Zweckmäßigerweise ist die Schnittstelle in einen als Deckel fungierenden Schnittstellenaufsatz des Getriebegehäuses integriert.In a further variant is provided on the interface the Cable adapter for connecting cables. there a first cable adapter for sensors is provided, which via sensor contacts contacted the circuit board. about the cable of the first cable connection adapter is in particular the Signal from the Hall sensor transmitted. A second cable connection adapter for electrical has electrical contacts for contacting the motor terminals. The two cable connection adapters can optionally used individually or in combination with each other. In particular, you can When using both cable adapters, connect the cables to one external electronics module can be connected, so here too For example, a pinch protection can be realized. advantageously, can then by using an external electronic module of the immediately in the door needed Space to be reduced even further. Conveniently, the interface integrated into a functioning as a cover interface attachment of the transmission housing.
Bevorzugt weist die Schnittstelle an ihrer von dem Getriebegehäuse abgewandten Anschlussseite eine Dichtfläche auf, die mit einem Dichtelement des Elektronikmoduls bzw. des oder der Kabelanschlussadapter korrespondiert. Für eine nassraumgeeignete Montage wird das Elektronikmodul bzw. der oder die Kabelanschlussadapter beispielsweise unter Verwendung eines geeigneten Dichtringes eingesteckt. Für eine Trockenraumanwendung der Antriebseinheit werden das Modul bzw. der oder die Kabelanschlussadapter einfacherweise ohne ein Dichtelement angebracht.Prefers has the interface at its remote from the transmission housing Connection side a sealing surface on, with a sealing element of the electronic module or the or the cable connection adapter corresponds. For a wet room suitable installation is the electronics module or the or the cable connection adapter for example plugged in using a suitable sealing ring. For a dry room application The drive unit is the module or the or the cable connection adapter simply without a sealing element attached.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:following is an embodiment of Invention explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
Die
Antriebseinheit
Das
Schneckengetriebe
Das
Getriebegehäuse
Im
scheibenförmigen
Bereich der Gehäuseschale
An
eine gerade Schmalseite der Gehäuseschale
An
ihrem Außenrand
weist die Gehäuseschale
Im
Bereich der Antriebswelle
Die Öffnung
Die
in die Gehäuseschale
In
den Schnittstellenaufsatz
Auf
der Leiterplatte
In
Die
Leiterplatte
Wie
Die
Schnittstelle
Das
Elektronikmodul
Für Nassraumanwendungen
wird das Dichtelement
Der
Kabelanschlussadapter
Entsprechend
weist der Kabelanschlussadapter
Für Nassraumanwendungen
wird zwischen die Dichtfläche
- 11
- Antriebseinheitdrive unit
- 22
- Antriebsmotordrive motor
- 33
- Antriebswelledrive shaft
- 44
- Getriebegehäusegearbox
- 55
- Schneckengetriebeworm gear
- 66
- Schneckeslug
- 77
- Schneckenradworm
- 88th
- Antriebswelledrive shaft
- 99
- Gehäuseschaleshell
- 1010
- Öffnungopening
- 1111
- Gehäusedeckelhousing cover
- 1212
- Durchführungexecution
- 1313
- Lagerungstorage
- 1414
- Befestigungslaschemounting tab
- 1515
- Bohrungdrilling
- 1616
- Öffnungopening
- 1717
- Leiterplattecircuit board
- 1818
- SchnittstellenaufsatzInterface essay
- 1919
- Dichtungpoetry
- 2020
- Nutgroove
- 2121
- Schnittstelleinterface
- 2222
- Durchführungexecution
- 2323
- Sensorikkontaktesensor contacts
- 2424
- Durchführungexecution
- 2525
- ElektrikkontakteElectrical contacts
- 2626
- HallsensorHall sensor
- 2727
- Ringmagnetring magnet
- 2828
- Wellenaustrittshaft outlet
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- EndeThe End
- 3030
- Achseaxis
- 3131
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- Schnittkantecutting edge
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- Elektronikmodulelectronic module
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- Dichtelementsealing element
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- KabelanschlussadapterCable Adapter
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20090716 |
|
R150 | Term of protection extended to 6 years |
Effective date: 20110316 |
|
R151 | Term of protection extended to 8 years | ||
R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20140307 |
|
R152 | Term of protection extended to 10 years | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BROSE FAHRZEUGTEILE GMBH & CO. KOMMANDITGESELL, DE Free format text: FORMER OWNER: BROSE FAHRZEUGTEILE GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT, HALLSTADT, 96103 HALLSTADT, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: FDST PATENTANWAELTE FREIER DOERR STAMMLER TSCH, DE |
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R071 | Expiry of right |