DE202009008646U1

DE202009008646U1 - Elektromotorischer Verstellantrieb für ein Kraftfahrzeug

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Publication number: DE202009008646U1
Application number: DE202009008646U
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: US8536746B2; US20120161561A1; CN102449885B; CN102449885A; WO2010149245A1

Abstract

Elektromotorischer Verstellantrieb (1) für ein Verstellelement in einem Kraftfahrzeug, insbesondere Fensterheber, mit einem Antriebsmodul (2), das einen eine Motorwelle (23) lagernden Poltopf (4) aufweist, und mit einem Elektronikmodul (3) mit einer Leiterplatte (11), die in ein mit dem Antriebsmodul (2) verbundenes Gehäuse (10) eines Bürstenhalters (9) einschiebbar ist,
– wobei die Leiterplatte (11) in einer Einschubebene quer zur Motorwelle (23) vom Gehäuse (10) des Bürstenhalters (9) form- und/oder kraftschlüssig gehalten ist, und
– wobei im Gehäuse (10) eine Anzahl von Kontaktelementen (31, 32, 50) zur Motorkontaktierung und/oder zur Entstörung angeordnet sind, die bei eingeschobener Leiterplatte (11) gehäuseintern kontaktiert sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen Verstellantrieb für ein Verstellelement in einem Kraftfahrzeug. Unter Verstellantrieb wird hierbei insbesondere ein Schiebedach-, Tür-, Heckklappen-, Sitzverstell- oder Fensterheberantrieb verstanden.
Ein derartiger elektromotorischer Verstellantrieb umfasst üblicherweise ein Antriebsmodul, das sich wiederum aus einem Motormodul und einem Getriebemodul zusammensetzen kann, und ein Elektronikmodul. Das Antriebsmodul umfasst einen Elektromotor, dessen auf einer Motorwelle sitzender Anker (Rotor) in einem Poltopf drehbar gelagert ist, in dem Dauermagneten in zwei- oder mehrpoliger Anordnung gehalten sind. Die aus dem Poltopf herausragende Motorwelle ist beispielsweise über einen Bürstenhalter in ein Getriebegehäuse mit einem Schneckengetriebe geführt. An das Getriebegehäuse kann ein Elektronikmodul mit einer Leiterplatte schnittstellenartig ansetzbar sein. Hierbei erfolgt üblicherweise sowohl eine mechanische Verbindung des Elektronikmoduls mit dem Getriebegehäuse als auch eine elektrische Kontaktierung der Leiterplatte mit Motorkontakten, die ihrerseits mit Kohlebürsten des herkömmlicherweise als Kommutatormotor ausgebildeten Elektromotors verbunden sind.
So ist beispielsweise aus der DE 101 08 414 B4 ein elektromotorischer Fensterheberantrieb bekannt, der in der oben beschriebenen Art modular aufgebaut ist. Dabei ist das Antriebsmodul, das sich aus dem Motormodul und dem Getriebemodul zusammensetzt, stets gleich, während das Elektronikmodul unterschiedlich ausgeführt und dabei in dessen Diversität baukastenartig ausgestattet ist. Die Schnittstelle zum Antriebsmodul ist dabei stets gleich, während das Elektronikmodul als einfacher Steckkontakt (Power on/off) oder als vergleichsweise komplexe Elektronik ausgeführt sein kann. Hierbei kann zudem zwischen Nass- und Trockenraumanordnung differenziert werden.
Im Zuge der zunehmenden Anzahl von elektronischen Bauteilen zur Realisierung verschiedener Funktionen sind auch die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit erhöht. Daher sind Störungen möglichst zuverlässig zu vermeiden, zumindest jedoch möglichst effektiv zu dämpfen. Hierzu erforderliche zusätzliche Bauelemente, wie beispielsweise Spulen (Drosseln) oder Kondensatoren, erfordern zusätzlichen Bauraum. Zudem ist es wünschenswert, eine Sensorelektronik in Form von Hall-Sensoren und einer entsprechenden Auswerteeinheit in die Elektronik bzw. das Elektronikmodul zu integrieren.
Um eine derartige Entstörelektronik möglichst raumsparend unterzubringen, ist es aus der DE 103 18 734 A1 bekannt, hierfür eine separate Leiterplatte zur Verfügung zu stellen, die in den Bürstenhalter eingesteckt und über Federkontakte kontaktiert wird.
Aus der DE 10 2005 055 740 A1 ist darüber hinaus eine spezielle Klemmkontaktierung bekannt, bei der ein wiederum als Federkontakt ausgebildeter elektrischer Leiter an einer Kontaktfläche (Kontaktpfad) der Leiterplatte anliegt und mit dem Poltopf zur Masseanbindung klemmkontaktiert ist. Die Leiterplatte selbst wird hierbei wiederum in das Getriebe- oder Bürstenhaltergehäuse in eine in den Gehäuseboden eingeformte Aufnahmenut eingeschoben. Die Leiterplatte ist dabei an einem Stecker des Einschubmoduls gehalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromotorischen Verstellantrieb der eingangs genannten Art anzugeben, der hinsichtlich der Elektronik und/oder Entstörung besonders raumsparend aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Varianten und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der elektromotorische Verstellantrieb umfasst einen Bürstenhalter, dessen Gehäuse eine Anzahl von Kontaktelementen, vorzugsweise sowohl zur Motorkontaktierung als auch zur Entstörung aufweist. Zur Motorkontaktierung sind hierbei übli cherweise zwei Kontaktelemente vorgesehen, während für die Entstörung ein weiteres Kontaktelement vorgesehen ist, das eine elektrisch leitende Verbindung (Masseverbindung) zwischen der Leiterplatte und dem Polgehäuse herstellt, wozu dieses auf das Gehäuse des Bürstenhalters aufgesteckt wird. Ein flanschartiger Gehäusekragen des Bürstenhaltergehäuses dient dabei als Anschlag für den auf eine Halteschulter des Bürstenhaltergehäuses aufgeschobenen Poltopf.
Die Leiterplatte eines Elektronikmoduls ist in einer Einschubebene quer zur Motorwelle zweckmäßigerweise in zumindest einen U-förmigen Einschubschlitz einschiebbar, insbesondere mit dessen der Motorwelle zugewandten Stirnseite einsteckbar. Die Motorwelle, die den Rotor des Elektromotors trägt und im Poltopf gelagert ist, ist über den Bürstenhalter aus dessen Gehäuse herausgeführt.
In besonders geeigneter Weise ist die Leiterplatte im Gehäuse, d. h. in dem oder jedem dort vorgesehenen Einschubschlitz nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig gehalten. Hierzu dient eine vorzugsweise an das Gehäuse angeformte Klemmnase, die geeigneterweise während des Einschiebens der Leiterplatte in das Gehäuse elastisch (oder plastisch) verformt wird und somit eine zuverlässige Klemmfixierung der Leiterplatte mit dem Gehäuse sicherstellt. Geeigneterweise sind dabei sowohl zwei Einschubschlitze als auch diesen vorgelagert wiederum jeweils eine Klemmnase vorgesehen. Diese sind zweckmäßigerweise einander gegenüberliegend an einer umlaufenden Gehäusekante an der dem Poltopf abgewandten Gehäuseunterseite angeordnet.
Die Einsteck- oder Halteschlitze können zur Aufnahme der Leiterplatte aus der Einschubrichtung als L-förmige Gehäuseanformungen ausgeführt sein. Diese ragen aus der Ebene der umlaufenden Gehäusekante in Axialrichtung hervor. Bevorzugt sind jedoch die Gehäuseanformungen T-förmig, so dass einander gegenüberliegende Einschubschlitze gebildet sind. Dies ermöglicht ein Einschieben einer Leiterplatte sowohl in als auch entgegen der Einschubrichtung (Einschubgegenrichtung). Dies wiederum ermöglicht besonders vorteilhaft unterschiedliche Ausführungen der Kontaktierung bzw. Kontaktelemente. So können die Kontaktelemente für eine in Einschubrichtung eingeführte Leiterplatte als Federkontakte ausgeführt sein, die dann mit auf der Leiterplatte vorgesehenen Kontaktflächen (Kontaktpads) klemmkontaktieren. Alternativ hierzu kann auch ein klassischer Schneid-, Messer- oder Klemmkontakt bevorzugt zusätzlich vorgesehen sein, mit dem dann eine entsprechende Kontaktierung einer aus der Einschubgegenrichtung eingeführten Leiterplatte erfolgt.
Die bevorzugt als Federkontakte ausgeführten Kontaktelemente sind geeigneterweise abgekröpfte Blechstanzteile. Hierbei ist der eigentliche Kontaktschenkel mit dem freiendseitigen Kontaktende in einem stumpfen Winkel von einem Halteschenkel abgebogen, mit dem das Federelement in eine in das Gehäuse des Bürstenhalters eingebrachte und sich in Axialrichtung erstreckende Längsnut eingesteckt ist.
Ein entsprechend ausgeführter Entstörkontakt weist geeigneterweise am Freiende des Halteschenkels eine erhabene Kontaktnase auf, so dass beim Aufsetzen des Poltopfs auf eine entsprechende Schulterkontur des Gehäuses eine Klemmkontaktierung dieses Entstör-Federkontaktes mit dem Polgehäuse, d. h. mit dessen Innenwandung, zuverlässig hergestellt ist. Eine entsprechende Nut, in der der Halteschenkel dieses Entstör-Federkontaktes einliegt, ist dann zumindest im Bereich der sich vom Gehäusekragen zum Poltopf hin erstreckenden Schulterkontur des Bürstenhaltergehäuses nach außen offen.
Für eine geeignete Sensorik, mit der die Drehrichtung und/oder die Geschwindigkeit des Motors, insbesondere zum Zwecke der Positionsbestimmung des mit dem Verstellantrieb betriebenen Verstellelementes, beispielsweise einer Fensterscheibe, sind bevorzugt Hall-Sensoren vorgesehen, die in Form eines Hall-IC's auf der Leiterplatte montiert sind. Als Geber dient ein Ringmagnet, der auf der Motorwelle sitzt und mit dieser rotiert. Der eine Anzahl von Magnetpolen (Nord- und Südpole) aufweisende Ringmagnet kann dabei vorteilhafterweise aufgrund der zuverlässigen Fixierung der Leiterplatte am Bürstenhaltergehäuse und dort zweckmäßigerweise direkt an dessen Gehäuseunterseite besonders nahe an der Leiterplatte angeordnet sein. Dies führt zu einer erheblichen Raumeinsparung, zumal bei dieser konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellantriebs nur ge ringe fertigungsbedingte Abweichungen und Toleranzen zu erwarten sind und daher ein vergleichsweise geringer Abstand zwischen dem Ringmagnet und der Leiterplatte zugelassen werden kann.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist lediglich der von dem Bürstenhaltergehäuse abgedeckte Teil oder Plattenabschnitt der Leiterplatte dem unvermeidbaren Kohleabrieb der Bürsten ausgesetzt. Der verbleibende Plattenabschnitt, der sich außerhalb des Bürstengehäuses befindet und daher von diesem nicht abgedeckt ist, ist vor diesem Kohlestaub geschützt. Dies wird dadurch erreicht, dass die dem Poltopf abgewandte und der Leiterplatte zugewandte Gehäuseunterkante des Bürstenhaltergehäuses einen nur äußerst geringen Spalt mit der Gehäuseunterkante zugewandten Oberfläche der Leiterplatte bildet. Bereits dieser geringe Spalt führt zu einer zuverlässigen Dichtigkeit zwischen dem Gehäuse und der Leiterplatte.
Zur Optimierung der Dichtfunktion kann im Bereich der Gehäuseunterkante ein zusätzliches Dichtelement in Form einer Gummi- oder Kunststoffdichtung vorgesehen sein. Beim Einschieben der Leiterplatte in die Einsteckschlitze weicht die Dichtung nach Art einer Dichtlippe in das Gehäuseinnere aus und wird dabei dichtend gegen die Leiterplattenoberfläche gepresst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine form- und kraftschlüssige Halterung der in ein entsprechendes Gehäuse eines Bürstenhalters eingeschobenen Leiterplatte eines elektromotorischen Verstellantriebs sowohl eine zuverlässige Fixierung als auch eine genaue Positionierung der Leiterplatte sichergestellt ist. Die zuverlässige Fixierung eröffnet geeigneterweise die Möglichkeit, die ansonsten im Elektronikmodul (beispielsweise ebenfalls in einem Elektronikgehäuse) zusätzlich gehalten Leiterplatte dort nicht oder nur vergleichsweise geringfügig zu fixieren. Die Positioniergenauigkeit eröffnet zweckmäßigerweise die Möglichkeit, eine Sensorik für die Motorgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung besonders kompakt aufzubauen und dabei insbesondere einen Ringmagneten mit bislang praktisch nicht möglichem geringem Ab stand zur die Sensoren und eine Auswerteelektronik zur Auswertung und/oder Vorverarbeitung der Sensorsignale tragenden Leiterplatte anzuordnen.
Die zuverlässige Klemmfixierung der Leiterplatte am Bürstenhaltergehäuse wird geeigneterweise durch an das Gehäuse angeformte Klemmelemente in Form von stegartig aus dem Gehäusematerial herausgearbeiteten Klemmnasen bereitgestellt. Diese sind somit auf besonders einfache Art und Weise elastisch und weisen somit eine den Reib- oder Kraftschluss herstellende Federwirkung auf.
Ein von dieser Klemmfixierung unabhängiger Aspekt ist die in einfacher Art und Weise bereitgestellte Dichtwirkung zwischen dem Bürstenhaltergehäuse und der Leiterplatte. Grund hierfür ist die Anordnung der Einschub-, Fixier- und/oder Führungselemente für die Leiterplatte an der Gehäuseunterseite des Bürstenhalters derart, dass die Leiterplatte das Bürstenhaltergehäuse bodenseitig teilweise verschließt. Mit anderen Worten ist die Gehäusewandung des Bürstenhaltergehäuses praktisch bis auf die Leiterplatte heruntergeführt, so dass bereits insoweit eine nahezu ausreichende Dichtwirkung gegenüber dem unvermeidlichen Kohlestaub der Bürsten erreicht ist. Eine zusätzliche Dichtlippe kann hierbei in einfacher Weise in das Gehäuse integriert werden.
Diese Dichtwirkung mit dem Schutz des außerhalb des Bürstenhaltergehäuses verlaufenden Leiterplattenabschnitts vor Kohlenstaub auch ohne die zusätzlich kraftschlüssige Leiterplattenhalterung und/oder die besonders variable und flexible Kontaktierung in und entgegen der Einschubrichtung der Leiterplatte wird als eigenständige Erfindung angesehen.
Der Aspekt der Kontaktierung der Leiterplatte sowohl auf konventionelle Art mittels Leiter- oder Klemmkontakten als auch mittels Federkontakten, die mit Kontaktflächen (Pads) auf der Leiterplatte kontaktiert sind, wird unabhängig von der Dichtfunktionalität sowie von der Klemmfixierung mittels des nachfolgend auch als Klemmauge bezeichneten Klemmelementes wiederum ebenfalls als eigenständige Erfindung angesehene. Hierdurch ist ein besonders flexibler Bürstenhalter bereitgestellt, bei dem die jeweilige Kontaktierungsvariante lediglich durch Einschie ben der Leiterplatte in der einen oder anderen Einschubrichtung bewerkstelligt wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung einen elektromotorischen Verstellantrieb mit einem Antriebsmodul und mit einem Elektronikmodul,
2 in perspektivischer Darstellung die mechanisch als Klemmfixierung ausgeführte Schnittstelle zwischen einem Bürstenhalter des Antriebsmoduls und einer Leiterplatte des Elektronikmoduls,
3 den Klemmbereich zwischen der Leiterplatte und dem Bürstenhaltergehäuse im Bereich eines Klemmauges in größerem Maßstab,
4 die elektrische Schnittstelle zwischen Federkontakten und der Leiterplatte sowie die Anordnung eines Ringmagneten gegenüber einer Sensorik auf der Leiterplatte,
5 in perspektivischer Darstellung den Bürstenhalter mit aufgestecktem Polgehäuse in einer Schrägansicht gegen die Gehäuseunterseite des Bürstenhalters,
6 in einer perspektivischen Seitenansicht auf eine gewölbte Gehäuseseite den Bürstenhalter mit darin eingesetzten Kontaktelementen,
7 in perspektivischer Darstellung schematisch die Anordnung der abgekröpften Federkontakte gegenüber der Leiterplatte,
8 die Federkontakte gemäß 7 als Motor- und Entstörkontakte in deren Ausführung als Blechstanzteile,
9 den Bürstenhalter in einer perspektivischen Ansicht von unten auf die Gehäuseunterseite mit umlaufender Gehäusekante,
10 in perspektivischer Darstellung den unteren Gehäusebereich des Bürstenhalters mit eingeschobener und klemmkontaktierter Leiterplatte, und
11 den Bürstenhalter gemäß 10 in einer perspektivischen Teilansicht mit leiterplattenseitigem Gabelkontakt der Klemmkontaktierung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen elektromotorischen Verstellantrieb 1 mit einem Antriebsmodul 2 und mit einem Elektronikmodul 3. Das Antriebsmodul 2 setzt sich zusammen aus einem Motormodul mit einem Poltopf 4 und einem Getriebemodul 5. Das Getriebemodul 5 enthält in nicht näher dargestellter Art und Weise ein Schneckengetriebe mit einem Schneckenrad, das mit einer an einer Motorwelle angeordneten Schnecke kämmt. Die Verbindung zwischen dem Poltopf 4 und dem Getriebegehäuse 6 ist im Ausführungsbeispiel eine Schraubverbindung 7.
Wie aus 2 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, ist im Bereich dieser Schraubverbindung 7, in der der Poltopf 4 mittels beispielsweise vier Schrauben 8 mit dem Getriebegehäuse 6 verschraubt ist, ein Bürstenhalter 9 mit einem Bürstengehäuse 10 angeordnet. In dieses Gehäuse 10 des Bürstenhalters 9 ist gehäuseunterseitig eine dem Elektronikmodul 3 zugeordnete Leiterplatte 11 eingeschoben, die mit elektronischen Bauelementen in SMD-Technik (surface mounted device) bestückt ist. Dabei ist die Leiterplatte 11 in einen U-förmigen Einsteckschlitz 12 des Bürstenhaltergehäuses 10 formschlüssig eingesteckt. Eine Klemmauge 13 mit einer Klemmnase 14 im Bürstenhaltergehäuse 10 stellt eine kraftschlüssige elastische Klemmverbindung zwischen der Leiterplatte 11 und dem Bürstenhaltergehäuse 10 her.
3 zeigt den Bereich der Klemmverbindung zwischen der in den U-förmigen Einsteckschlitz 12 eingeschobenen Leiterplatte 11 und dem Bürstenhaltergehäuse 10. Das Klemmauge 13 ist durch eine Ausnehmung oder Durchgangsöffnung 15 in der Gehäusewand 16 des Gehäuses 10 gebildet. Dabei ist an der Gehäuseunterseite 17 des Bürstenhaltergehäuses 10 durch die Ausnehmung 15 ein relativ schmaler Kanten- oder Gehäusesteg 18 gebildet, der außenseitig die Klemmnase 14 bildet. Diese ist dem U-förmigen Klemmschlitz 12 in Einschubrichtung 19 bzw. in der ebenfalls in 3 dargestellten Gegenrichtung (Einschubgegenrichtung) 20 vorgelagert.
Eine in nicht näher dargestellter Art und Weise in Gegenrichtung 20 eingeschobene Leiterplatte 11 wird ebenfalls von einem U-förmigen Einsteckschlitz 12 aufgenommen und mittels einer durch wiederum ein Klemmauge 13 gebildete Klemmnase 14 form- und kraftschlüssig klemmfixiert.
Die beiden zueinander antiparallelen U-förmigen Einsteckschlitze 12 sind durch eine T-förmige Gehäuseanformung 21 gebildet, die sich an der Gehäuseunterseite 17 in Axialrichtung 22 erstreckt. In Axialrichtung 22 verläuft eine in den 2 bis 4 dargestellte Motorwelle 23, die innerhalb des Poltopfs 4 in einem Axial- und/oder Radiallager 24 (1) gelagert ist und sich über den Bürstenhalter 9 hinaus in das Getriebegehäuse 6 des Getriebemoduls 5 hinein erstreckt. Drehfest mit der Motorwelle 23 ist ein Ringmagnet 25 verbunden. Dieser ist auf der dem Poltopf 4 abgewandten Plattenunterseite 26 der Leiterplatte 11 im (möglichst geringen) Abstand a (4) angeordnet.
Die 5 und 6 zeigen jeweils in perspektivischer Darstellung den Bürstenhalter 9 mit dessen Gehäuse 10 mit bzw. ohne aufgesetztem Poltopf 4. Erkennbar sind sowohl in Einschubrichtung 19 als auch in Gegenrichtung 20 jeweils zwei Einsteckschlitze 12 für die Leiterplatte 11 vorgesehen. Am der Gehäuseunterseite 17 abgewandten U-Schenkel 27 ist eine schräg verlaufende Rampe 28 als Einschubhilfe für die Leiterplatte 11 angeformt. Dieser, um die lichte Weite des Einsteckschlitzes 12 zur Gehäuseunterseite 17 hin beabstandete U-Schenkel 27 ist demnach Bestandteil der Gehäuseanformung 21. Der diesem U-Schenkel 27 gegenüberliegende U-Schenkel des Einsteckschlitzes 12 ist von einer umlaufenden Gehäusekante 29 an der Gehäuseunterseite 17 des Bürstenhaltergehäuses 10 gebildet. Die gehäuseunterseitige Gehäusekante 29 ist zumindest annähernd unterbrechungsfrei umlaufend.
Erkennbar ist, dass die durch das Klemmauge 13 bereitgestellte Klemmnase 14 in Einschub- bzw. in Gegenrichtung 19, 20 zum Schlitz- oder Nutboden 30 des jeweiligen Einsteckschlitzes 12 hin beabstandet ist. Die Klemmnase 14 ist hierbei von dem der Gehäusekante 29 gegenüberliegenden U-Schenkel 27 nicht überdeckt (überdeckungsfrei) und daher dem Einsteckschlitz 12 in Einsteckrichtung 19 bzw. Gegenrichtung 20 vorgelagert.
Das Gehäuse 10 des Bürstenhalters 9 weist – ebenso wie der Poltopf 4 – eine ovale Querschnittsform zwei einander gegenüberliegenden gewölbten oder kreisbogenförmigen Gehäuseseiten 10a, 10b und zwei Flächseiten 10c, 10d auf. Im Gehäuse 10 des Bürstenhalters 9 sind im Bereich einer der beiden gewölbten Gehäuseseiten 10a, nämlich derjenigen, die im Ausführungsbeispiel der Einschubrichtung 19 zugewandt ist, drei Federkontakte 31 und 32 in oder an der Gehäusewand 16 gehalten. Dabei stellen die Federkontakte 31 Motorkontakte dar, die im Bürstenhalter 9 mit Kohlebürsten 33 verbunden sind. Diese sind wiederum über eine Leiterader 34 mit einer Entstördrossel 35 verbunden, die innerhalb des Bürstenhalters 9 auf einen Haltedorn 36 aufgesteckt sind. Dabei sind geeigneterweise jedem der beiden Bürsten 33 jeweils eine Entstördrossel 35 zugeordnet (9).
Wie aus 6 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, ist der als Entstörkontakt dienende Federkontakt 32 in eine zumindest teilweise nach außen offene Gehäusenut 37 in der Gehäusewandung 10a eingebracht. Eine derartige Anordnung und Ausgestaltung eines solchen Federkontaktes 32 ist auch auf der gegenüberliegenden gewölbten Gehäuseseite 10b des Bürstenhaltergehäuses 10 in eine entsprechende Gehäusenut 37 eingesetzt.
Wie aus 4 ersichtlich ist, ist der Feder- oder Entstörkontakt 32 mit der Leiterplatte 11 über eine vorzugsweise als Lötpad ausgeführte Kontaktfläche 38 kontaktiert. Hierzu ist ein Kontaktende 39 des Federkontaktes 32 mit einer ausreichenden Federvorspannung gegen die Kontaktfläche 48 gedrückt.
Gemäß 6 ist am gegenüberliegenden Freiende des Federkontaktes 32 eine weitere Kontaktfläche 40 gebildet. Mit dieser Kontaktfläche 40 liegt der Federkontakt 32 an der Innenwandung des Poltopfes 4 an, wenn dieser – wie aus 5 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist – auf das Bürstenhaltergehäuse 10 aufgesteckt oder aufgeschoben ist. Das die Kontaktfläche 40 bildende Freiende des Federelementes 32 ist zumindest geringfügig aus der Einlegenut 37 herausgehoben. Hierzu ist eine erhabene Stanznase 41 im Bereich der Kontaktfläche 40 in den Federkontakt 32 eingeprägt.
Das Bürstenhaltergehäuses 10 weist eine Halteschulter 42 auf, die von einem umlaufend angeformten Gehäuse- oder Stützkragen 43 begrenzt ist. Dieser dient als Dichtanschlag für den auf die Halteschulter 24 aufgesetzten Poltopf 4. Da Kontaktfläche 40 aus der Einlegenut 37 heraussteht, ist bei aufgesteckten Poltopf 4 zwischen diesem und dem Federkontakt 32 eine einfache, jedoch zuverlässig elektrisch leitende Klemmkontaktverbindung hergestellt.
Über ein in die jeweilige gewölbte Seitenwandung 10a, 10b vorgesehenes Fenster 44 ist der in den 7 und 8 als Blechstanzteil dargestellte Federkontakt 32 in die Seitenwandung 10a bzw. 10b eingesteckt. Das in den Figuren darstellte Fenster 44 ist vorteilhafterweise gehäuseunterseitig geschlossen, so dass dort zumindest im Überdeckungsbereich mit der Leiterplatte 11 eine ununterbrochene Gehäusekante 29 gebildet ist.
3 zeigt den vollständig geschlossenen Abschluss zwischen der jeweiligen Gehäuseseitenwand 10a, 10b des Bürstengehäuses 10 und der Leiterplatte 11. Erkennbar ist dort das Fenster 44 mittels eines Gehäusestegs 45 an der Gehäuseunterseite 17 verschlossen. Dadurch ist sichergestellt, dass die möglichst nahe an die Leiterplatte 11 herangeführte Seitenwandung 10a, 10b des Gehäuses 10 keinen oder einen nur geringen Schlitz 46 frei lässt. Ein solcher kann mittels einer in 11 abschnittsweise dargestellten Dichtlippe 47 verschlossen sein, die an der Gehäuseunterseite 17 an die Gehäuseseitenwand 10a, 10b angebracht ist.
Infolge der Abdichtung zwischen dem Gehäuse 10 und der Leiterplatte 11 ist der vom Bürstenhalter 9 überdeckte Bereich der Leiterplatte 11 von deren außerhalb liegenden Plattenbereich oder -abschnitt hermetisch abgeschlossen. Demzufolge kann praktisch unvermeidbarer Kohlestaub, der infolge der Rotation des Motors und der federbelasteten Kontaktierung der Kohlebürsten 33 am (nicht dargestellten) Kommutator entsteht, im Gehäuse 10 eingeschlossen werden. Demzufolge kommen auf der Leiterplattte 11 montierte Bauelemente, die sich außerhalb des Gehäuses 10 befinden, mit diesem Kohlestaub nicht in Verbindung.
Die 7 zeigt die als Federkontakte ausgeführten Kontaktelemente 31, 32 in deren Kontaktierungsposition oberhalb der Leiterplatte 11. Die Anordnung ist etwa dreieckförmig, wobei der als Entstörkontakt dienende Federkontakt 32 zwischen den beiden als Motorkontakte dienenden Federkontakte 31 und gegenüber diesen – aufgrund der Wölbung der Seitenwand 10a, 10b – zurückversetzt angeordnet ist.
Die Federkontakte 31, 32 sind als Blechstanzteile ausgeführt und dabei unter einem Winkel α zwischen 90° und 180° abgekröpft. Dabei ist sowohl bei den als Motorkontakte dienenden Kontaktelementen 31 als auch bei dem als Entstörkontakt dienenden Kontaktelement 32 jeweils ein Kontaktschenkel 31a, 32a und ein Halteschenkel 31b bzw. 32b gebildet. Mittels des Halteschenkels 32b, der mit Rastelementen ausgeführt sein kann, werden die Kontaktelemente bzw. Federkontakte 31, 32 in der entsprechenden Gehäusewandung 10a, 10b des Bürstenhaltergehäuses 10 fixiert und hierzu dort in entsprechende Nuten eingeführt. Der freistehende Kontakt- oder Federschenkel 31a, 32a liegt dann mit dessen Kontaktende 39 bei eingeschobener Leiterplatte 11 unter entsprechender Federvorspannung auf deren Kontaktflächen 48 für die Motorkontaktierung bzw. auf der Kontaktfläche 38 für die Verbindung zum Poltopf 4 kontaktsicher an.
Wie aus 4 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, trägt die Leiterplatte 11 beispielsweise zwei zueinander beabstandete Hall-Sensoren 48, deren (nicht dargestellte) Sensorflächen dem Ringmagnet 25 auf der Leiterplattenunterseite 26 zugewandt sind.
Die 10 und 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine konventionelle Messer- oder Schneid- bzw. Klemmkontaktierung mit als Flachkontakte 50 ausgeführten bürstenseitigen Kontaktelementen und leiterplattenseitigen Gabelkontakten 51, die auf die Leiterplatte 11 montiert sind. Beim Einschieben einer derart ausgeführten Leiterplatte 11 in Einschubgegenrichtung 20 nehmen die Zinken der Gabelkontakte 51 den jeweiligen Flachkontakt 50 zur Herstellung eines zuverlässigen Klemmkontaktes zwischen sich auf. Auf der Plattenunterseite 26 der Leiterplatte 11 sind zwei Kontaktflächen eines als Hall-IC (Integrated Circuit) ausgeführten Hall-Sensors 49 erkennbar.

1: Verstellantrieb
2: Antriebsmodul
3: Elektronikmodul
4: Poltopf
5: Getriebemodul
6: Getriebegehäuse
7: Schraubverbindung
8: Schrauben
9: Bürstenhalter
10: Bürstengehäuse
11: Leiterplatte
12: Einsteckschlitz
13: Klemmauge
14: Klemmnase
15: Ausnehmung/-Durchgangsöffnung
16: Gehäusewand
17: Gehäuseunterseite
18: Kanten-/Gehäusesteg
19: Einschubrichtung
20: Gegenrichtung
21: Gehäuseanformung
22: Axialrichtung
23: Motorwelle
24: Radial-/Axiallager
25: Ringmagnet
26: Plattenunterseite
27: U-Schenkel
28: Rampe
29: Gehäusekante
30: Nutboden
31: Motor-/Federkontakt
31a: Kontaktschenkel
31b: Halteschenkel
32: Entstör-/Federkontakt
32a: Kontaktschenkel
32b: Halteschenkel
33: Kohlebürsten
34: Leiterader
35: Entstördrossel
36: Haltedorn
37: Gehäusenut
38: Kontaktfläche
39: Kontaktende
40: Kontaktfläche
41: Stanznase
42: Halteschulter
43: Gehäuse-/Stützkragen
44: Fenster
45: Gehäusesteg
46: Schlitz
47: Dichtlippe
48: Kontaktfläche
49: Hall-Sensor
50: Flachkontakt
51: Gabelkontakt
a: Abstand
α: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10108414 B4 [0003]
- DE 10318734 A1 [0005]
- DE 102005055740 A1 [0006]

Claims

Elektromotorischer Verstellantrieb (1) für ein Verstellelement in einem Kraftfahrzeug, insbesondere Fensterheber, mit einem Antriebsmodul (2), das einen eine Motorwelle (23) lagernden Poltopf (4) aufweist, und mit einem Elektronikmodul (3) mit einer Leiterplatte (11), die in ein mit dem Antriebsmodul (2) verbundenes Gehäuse (10) eines Bürstenhalters (9) einschiebbar ist, – wobei die Leiterplatte (11) in einer Einschubebene quer zur Motorwelle (23) vom Gehäuse (10) des Bürstenhalters (9) form- und/oder kraftschlüssig gehalten ist, und – wobei im Gehäuse (10) eine Anzahl von Kontaktelementen (31, 32, 50) zur Motorkontaktierung und/oder zur Entstörung angeordnet sind, die bei eingeschobener Leiterplatte (11) gehäuseintern kontaktiert sind.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) an der dem Poltopf (4) abgewandten Gehäuseunterseite (17) mindestens einen mit einer umlaufenden Gehäusekante (29) gebildeten U-förmigen Einsteckschlitz (12) aufweist, in dem die darin eingeschobene Leiterplatte (11) formschlüssig gehalten ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der U-Schenkel (27) des Einsteckschlitzes (12) von der Gehäusekante (29) und der andere U-Schenkel (27) von einer L- oder T-förmigen Gehäuseanformung (21) gebildet sind.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Einsteckschlitz (12) entlang der Gehäusekante (29) eine Klemmnase (14) in Einschubrichtung (19, 20) vorgelagert ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klemmnase (14) in Richtung des der Gehäusekante (29) abgewandten U-Schenkels (27) aus der Gehäusekante (29) herauswölbt.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmnase (14) an einem durch eine Gehäuseaussparung (13) gebildeten Gehäusesteg (18) angeformt ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der die Klemmnase (14) tragende Gehäusesteg (18) elastisch verformbar ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) auf der dem Poltopf (4) abgewandten Gehäuseunterseite (17) eine umlaufende Gehäusekante (29) mit zwei einander gegenüberliegenden und miteinander fluchtenden U-förmigen Einsteckschlitzen (12) für die Leiterplatte (11) aufweist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Einsteckschlitze (12) jeweils durch T-förmige Gehäuseanformungen (21) gebildet sind derart, dass die Leiterplatte (11) sowohl in Einschubrichtung (19) als auch in Gegenrichtung (20) zur Einschubrichtung (19) in das Gehäuse (10) einschiebbar ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einschub der Leiterplatte (11) in Einschubrichtung (19) eine Motor- bzw. Entstörkontaktierung mit nach Art von Federkontakten ausgebildeten Kontaktelemente () erfolgt, wobei als Gegenkontakte auf der Leiterplatte (11) Kontaktflächen (38, 48), insbesondere Kontaktpads, vorgesehen sind.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einschub der Leiterplatte (11) in Gegenrichtung (20) die Motorkontaktierung mittels nach Art von Schneid-, Messer- oder Klemmkontakten ausgebildeten Kontaktelementen (50, 51) erfolgt.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) eine von einem Stützkragen (43) begrenzte Halteschulter (42) aufweist, auf die der Poltopf (4) unter Klemmkontaktierung des Entstörkontaktes (32) aufschoben ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (31, 32) einen Kontaktschenkel (31a, 32a) und einen hierzu in einem stumpfen Winkel abgebogenen Halteschenkel (31b, 32b) aufweisen.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelemente (32) zur Entstörung in eine in das Gehäuse (10) des Bürstenhalters (9) eingebrachte und sich in Axialrichtung (22) erstreckende Gehäusenut (37) eingesteckt ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (32) eine erhabene Kontaktnase (41) zur Klemmkontaktierung mit dem Poltopfs (4) aufweist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gehäusewand (10a, 10b) des Gehäuses (10) an die Leiterplatte (11) zur Abdichtung gegen den Austritt von Kohlestaub herangeführt ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (10) im Bereich der dem Poltopf (4) abgewandten Gehäuseunterkante (17) ein Dichtelement (47), insbesondere eine Gummi- oder Kunststoffdichtlippe, vorgesehen ist.
Elektromotorischer Verstellantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (23) einen Ringmagnet (25) trägt, der in einem Abstand (a) zur Leiterplatte (11) angeordnet ist, die eine Sensorik (48), insbesondere mindestens einen Hall-Sensor, aufweist.
Bürstenhalter (9), insbesondere für einen elektromotorischen Verstellantrieb (1) eines Verstellelement in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise für einen Fensterheber, mit einem Gehäuse (10), in dem eine Leiterplatte (11) form- und/oder kraftschlüssig gehalten und mit Motor- und/oder Entstörkontakten (31, 32, 50) kontaktiert ist.
Bürstenhalters (9) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) zum Einschieben der Leiterplatte (11) an dessen Gehäuseunterseite (17) mindestens einen Einsteckschlitz (12) aufweist, dessen einer Schenkel von einer, vorzugsweise zumindest annähernd ununterbrochen umlaufenden, Gehäusekante (29) gebildet ist.