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Die Erfindung betrifft eine Drehzahlerkennungseinrichtung
für Elektromotoren
in insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einem der Drehzahl des Elektromotors
folgenden Sensor, und mit einer Detektionseinrichtung für den Sensor,
wobei ein Bauteileträger
für die
Detektionseinrichtung vorgesehen ist, welcher nicht nur die Detektionseinrichtung
gegenüber dem
Sensor positioniert, sondern gleichzeitig für eine Kontaktierung von Anschlusselementen
des Elektromotors sorgt.
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Eine Drehzahlerkennungseinrichtungen
der eingangs beschriebenen Gestaltung wird im Rahmen der
DE 40 21 891 A1 beschrieben.
Hier ist als Bauteileträger
ein Gehäuse
5 vorgesehen,
welches als Aufsteckteil auf die Rotorwelle eines Elektromotors
ausgebildet ist und in seinem Innern eine aus einem Hall-Sensor
bestehende Sensoreinrichtung aufweist. Tatsächlich sind mehrere Hall-Sensoren
vorgesehen, welche in eine Elektronik integriert sind. Die bekannte Drehzahlerkennungseinrichtung
hat sich grundsätzlich
bewährt,
birgt jedoch, was die Anbringung des Bauteileträgers bzw. Gehäuses am
Motor angeht Probleme in sich. Denn das Gehäuse wird lediglich auf die
Rotorwelle des Motors aufgesteckt, erfährt also nur eine geringfügige Festlegung.
Auch ist der Aufbau ausladend.
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Zum Stand der Technik gehört ferner
eine elektrische Antriebseinheit für Verstellsysteme in Kraftfahrzeugen,
die insbesondere für
einen Fensterheber ausgelegt ist. Sie besteht aus einem Elektromotor
und einem Getriebe, in welches eine verlängerte Motorwelle hineinragt.
Zusätzlich ist
noch eine Bestromungseinheit mit wenigstens einem Stecker bzw. adäquaten Lötstellen
vorgesehen, wobei die Bestromungseinheit als Zwischenzarge ausgebildet ist
und zur Verbindung von Elektromotor und Getriebegehäuse dient.
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Darüber hinaus finden Drehzahlerkennungseinrichtungen
für Elektromotoren
in der Praxis auf dem Kraftfahrzeugsektor vielfältige Anwendung. So wird im
Rahmen der
DE 38 29
405 C2 eine Betätigungseinrichtung
für elektromotorisch
bewegbare Teile von Kraftfahrzeugen, insbesondere für Fensterheber
und Schiebedächer,
beschrieben, deren Motor mit einem Magnetring ausgerüstet ist.
Der Magnetring dreht sich mit der Motorwelle mit und erzeugt in Magnetsensoren
Impulse. Die Impulse werden einem Mikroprozessor zugeführt und
dort mittels eines Zählregisters
gezählt.
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Neben der beschriebenen Anwendung
bei Fensterhebern und Schiebedächern,
wie sie auch durch die
DE
199 41 475 A1 bekannt geworden ist, erläutert der Stand der Technik
auch eine Kraftfahrzeug-Motorfenstervorrichtung, bei welcher ein
erster Detektor zur Erfassung einer Drehrate des Elektromotors vorgesehen
ist. Ferner ist ein zweiter Detektor zur Erfassung einer Absolutposition
des Fensters realisiert (vgl.
DE 43 21 264 A1 ).
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Unabhängig davon gibt es natürlich zahllose Drehzahlerkennungseinrichtungen
für Elektromotoren
im Nicht-Kfz-Bereich. Auch hier geht es bei der Drehzahlerkennung
primär
darum, eine Rückmeldung über Drehbewegungen
des Elektromotors zu erhalten, die beispielsweise im Rahmen einer Soll/Ist-Steuerung
ausgewertet werden kann.
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Wie bereits ausgeführt, befriedigt
der Stand der Technik nicht in allen Punkten. Denn der Aufbau der
bekannten Drehzahlerkennungseinrichtungen ist zumeist kompliziert
und wenig kompakt sowie findet in der Regel unabhängig vom
Elektromotor statt. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische
Problem zugrunde, eine Drehzahlerkennungseinrichtung der eingangs
beschriebenen Gestaltung so weiter zu entwickeln, dass ein kompakter
Aufbau erreicht wird, der zudem eine Anpassung an verschiedene Einsatzzwecke
ermöglicht.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung
ist eine gattungsgemäße Drehzahlerkennungseinrichtung
erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass der Bauteileträger als an die Außenkontur des
Elektromotors angepasster, einseitig offener Hohlkörper mit
Deckel ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß übernimmt der Bauteileträger also
eine zweifache Funktion. Zunächst
einmal sorgt er dafür,
dass die Detektionseinrichtung gegenüber dem Sensor die für die Drehzahlerfassung
erforderliche Position einnimmt. Hinzu kommt, dass der Bauteileträger gleichzeitig
eine Kontaktierung von Anschlusselementen des Elektromotors sicherstellt, also
nach Auf- bzw. Anstecken des Bauteileträgers an den Elektromotor automatisch
die Anschlusselemente des Elektromotors kontaktiert sind.
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Vorzugsweise findet sich der Bauteileträger an der
die Anschlusselemente tragenden Stirnwand des Elektromotors. Er lässt sich
mit dem Elektromotor beispielsweise durch Aufschieben, Auf rasten oder
Aufschrauben vereinigen. Selbstverständlich sind auch andere vergleichbare
Verbindungstechniken an dieser Stelle denkbar und werden umfasst.
In jedem Fall verfügt
der Bauteileträger
zur Vereinigung mit dem Elektromotor über eine den Elektromotor fixierende
bzw. umschließende
Aufnahme.
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Im Deckel des Hohlkörpers mag
ein Steckkontakt vorgesehen sein, der in diesen Deckel integriert
sein kann. Mit dem Steckkontakt wirkt ein Stecker zusammen, so dass über den
Stecker inklusive Steckkontakt der Elektromotor nicht nur mit elektrischer
Leistung versorgt wird, sondern erfindungsgemäß auch noch seine Drehzahl
in einer Steuereinheit erfasst werden kann. Selbstverständlich mag
alternativ auch der Deckel mit einem Stecker ausgerüstet sein,
der in eine von außen
aufgesteckte Buchse mündet.
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Ferner verfügt der Bauteileträger über innenliegende
Gegenkontaktelemente, die bei seiner Anbringung am Elektromotor
automatisch eine elektrische Verbindung mit dessen Anschlusselementen eingehen.
Im einfachsten Fall kann es sich bei den Anschlusselementen um Leiterfahnen
handeln, auf die Steckbuchsen als Gegenkontaktelemente bei der Anbringung
des Bauteileträgers
am Elektromotor aufgesteckt werden und so für die beschriebene automatische
elektrische Verbindung sorgen.
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In der Regel handelt es sich bei
dem Sensor um einen Scheibenmagneten mit wenigstens zwei unterschiedlichen
Polen, so dass die wenigstens einen Hall-Sensor aufweisende Detek tionseinrichtung auf
diese Weise Drehbewegungen des Motors erfassen kann und mit Hilfe
der Steuereinheit in ein entsprechendes Drehsignal umwandelt. Das
ist grundsätzlich
bekannt, wozu auf den Aufsatz "Magnetoresistive
Sensoren im Kfz" hingewiesen
sei (vgl. Zeitschrift Elektronik 10/17.5.1985, Seiten 99 bis 102).
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Damit die Anbringung des Sensors
bzw. Scheibenmagneten problemlos gelingt, verfügt der Elektromotor größtenteils über eine
Welle, welche die die Anschlusselemente tragende Stirnwand überragt. Folgerichtig
taucht die betreffende Welle in den Bauteileträger ein, so dass an diesem überstehenden Ende
der Sensor angebracht werden kann und wegen des Eintauchens der
Welle in den Bauteileträger sein
Pendant in der dort angeordneten Detektionseinrichtung findet.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, wenn der Elektromotor, der Bauteileträger, der Sensor und die Detektionseinrichtung
jeweils rotationssymmetrisch im Vergleich zur Welle des Elektromotors
ausgebildet sind. Denn dadurch gelingt eine einfache Fertigung,
weil der Elektromotor üblicherweise über ein
zylindrisches Außengehäuse bzw. eine
zylindrische Außenkontur
verfügt.
Folgerichtig handelt es sich bei dem Bauteileträger um einen einseitig offenen
Hohlzylinder, welcher auf die die Anschlusselemente tragende Stirnwand
aufgesteckt oder sonst wie mit dem Elektromotor verbunden wird. Bei
diesem Vorgang findet gleichzeitig die beschriebene Kontaktierung
zwischen den Anschlusselementen des Elektromotors und den Gegenkontaktelementen
im Innern des Bauteileträgers
statt.
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Diese Kontaktierung kann auch dazu
genutzt werden, den Bauteileträger
gleichsam fest am Elektromotor zu verankern und für seine
richtige Position zu sorgen. Das ist erforderlich, damit die üblicherweise
zwei Hall-Sensoren, welche die Detektionseinrichtung formen, einwandfrei
Drehzahlsignale von dem als Scheibenmagneten ausgeführten Sensor
erhalten und über
den Steckkontakt, einen Stecker und schließlich eine Anschlussleitung
an die Steuereinheit zur weiteren Verarbeitung leiten können.
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Im Ergebnis wird eine Drehzahlerkennungseinrichtung
für Elektromotoren
zur Verfügung
gestellt, die sich besonders für
den Einsatz in Kraftfahrzeugen und hier bei Schiebedächern, Fensterhebern,
Sitzverstellungseinrichtungen, Spiegelverstellungen etc. Verwendung
finden mag. Auch der Gebrauch in und an Kraftfahrzeugtürverschlüssen ist denkbar
und wird umfasst. Grundsätzlich
sind natürlich
auch andere Verwendungsgebiete außerhalb des Kraftfahrzeugbereiches
möglich.
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In jedem Fall wird ein multifunktionaler
Bauteileträger
zur Verfügung
gestellt, welcher nicht nur für
die Drehzahlerkennung mit einem auf der Welle des Elektromotors
positionierten Sensor zur Verfügung
steht, sondern ferner für
eine Kontaktierung der Anschlusselemente des Elektromotors sorgt.
Aufwendige Kontaktierungsmaßnahmen
und/oder Anbringungen der Detektionseinrichtung in Ausrichtung zum
Sensor sind also nicht mehr erforderlich. Vielmehr werden die beschriebenen
Positionier- und Justiervorgänge
gleichsam in einem Zug vollzogen, sobald der Bauteileträger mit
dem Elektromotor zu einer Baueinheit vereinigt wird. Hierin sind
die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand
einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Die einzige Figur zeigt die beschriebene Drehzahlerkennungseinrichtung
in schematischer Seitenansicht.
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In der Figur ist eine Drehzahlerkennungseinrichtung
für einen
Elektromotor 1 dargestellt. Bei dem Elektromotor 1 mag
es sich um einen Antriebsmotor für
eine Fensterhebeeinrichtung in einem Kraftfahrzeug handeln, was
jedoch nicht zwingend ist. Die Drehzahlerkennungseinrichtung verfügt in ihrem grundsätzlichen
Aufbau über
einen der Drehzahl des Elektromotors 1 folgenden Sensor 2,
welcher im Rahmen des Ausführungsbeispiels
als Scheibenmagnet mit an seinem Umfang angeordneten mehreren Polen
N, S ausgeführt
ist. Grundsätzlich
kann auch nur mit zwei verschiedenen Polen (N und S) gearbeitet werden.
Ferner ist eine Detektionseinrichtung 3 von wesentlicher
Bedeutung, welche zwei Hall-Sensoren 3 umfasst.
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Ein Bauteileträger 4 nimmt die Detektionseinrichtung 3 in
seinem Innern auf und umschließt den
Sensor bzw. Scheibenmagneten 2. Bei dem Bauteileträger 4 handelt
es sich im Rahmen des Ausführungsbeispiels
um einen Hohlzylinder mit Deckel 5. Eine Seite des Hohlzylinders 4 ist
offen und bildet eine Aufnahme 6 für den hiervon umschlossenen Elektromotor 1.
Zur Vereinigung zwischen dem Bauteileträger 4 und dem Elektromotor 1 wird
der Elektromotor 1 in den Bauteileträger 4 eingeschoben
bzw. dieser auf diesen aufge schoben. Das kann durch einen Rastvorgang
in der Aufnahme 6 oder außenseitig am Gehäuse des
Elektromotors 1 flankiert werden.
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels
sorgen jedoch mit Anschlusselementen 7 am Elektromotor 1 zusammenwirkende
Gegenkontaktelemente 8 im Innern des Bauteileträgers 4 für die erforderliche mechanische
und elektrische Verbindung mit dem Elektromotor 1.
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Tatsächlich handelt es sich bei
den Anschlusselementen 7 um aus einer Stirnwand 9 des Elektromotors 1 vorragende
Anschlussfahnen bzw. -klemmen, auf welche Kabelschuhe oder -buchsen als
Gegenkontaktelemente 8 aufgeschoben werden. Die Gegenkontaktelemente 8 sind
mit Hilfe von Stegen 10 an einer Innenwand des Bauteileträgers 4 gehaltert,
so dass nach dem Aufstecken der Gegenkontaktelemente 8 auf
die Anschlusselemente 7 und dem Einstecken des Elektromotors 1 in
die Aufnahme 6 des Kontaktträgers 4 eine feste
mechanische Verbindung zwischen dem Elektromotor 1 und
dem Bauteileträger 4 gegeben
ist.
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Gleichzeitig sorgt die Verbindung
der jeweiligen Anschlusselemente 7 mit den Gegenkontaktelementen 8 für eine elektrische
Leitung von den Anschlusselementen 7 über Leitungen 11 im
Innern des Bauteileträgers 4 bis
hin zu einem Steckkontakt 12 im Deckel 5 des Bauteileträgers 4.
In den in dem Deckel 5 integrierten Steckkontakt 12 ist
ein Stecker 13 mit einem angedeuteten Kabel eingesteckt
und sorgt für die
elektrische Versorgung des Elektromotors 1. Zugleich werden über den
Steckkontakt 12 inklusive Stecker 13 Drehzahlsig nale
von den Hall-Sensoren 3 über weitere Leitungen 11 an
eine Steuereinheit 14 weitergeleitet. Diese übernimmt
auch die elektrische Leistungsversorgung des Elektromotors 1.
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Durch die mechanische Vereinigung
zwischen dem Elektromotor 1 und dem Bauteileträger 4 erfolgt
also nicht nur eine Kontaktierung der Anschlusselemente 7 des
Elektromotors 1 mit peripheren Elementen wie der Steuereinheit 14,
sondern wird gleichzeitig die Detektionseinrichtung 3 bzw. werden
die beiden Hall-Sensoren 3 gegenüber dem Sensor bzw. dem Scheibenmagneten 2 positioniert. Dabei
findet sich der Bauteileträger 4 an
der die Anschlusselemente 7 tragenden Stirnwand 9 des
Elektromotors 1.
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Anhand der Darstellung erkennt man,
dass der Bauteileträger 4 an
die Außenkontur
des Elektromotors 1 angepasst ist und einen einseitig offenen Hohlkörper, nämlich einen
Hohlzylinder, mit dem Deckel 5 formt. Sowohl der Elektromotor 1 als
auch der Bauteileträger 4 sind
im Rahmen des Ausführungsbeispiels
zylindrisch ausgebildet und im Vergleich zu einer Welle 15 des
Elektromotors 1 rotationssymmetrisch ausgeführt. Das
gilt auch für
den Sensor 2 und die Detektionseinrichtung 3.
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Damit die Anbringung des Sensors
bzw. Scheibenmagneten 2 auf der Welle 15 des Elektromotors 1 einwandfrei
gelingt, ragt diese Welle 15 über die die Anschlusselemente 7 tragende
Stirnwand 9 hinaus und taucht dadurch in den Bauteileträger 4 ein.
Grundsätzlich
ist es aber auch möglich,
den Sensor 2 beispielsweise mit Hilfe eines Getriebes oder
Riemenantriebes mit der Welle 15 zu verbinden. In jedem
Fall muss gewährleistet
werden, dass der Sensor 2 der Drehzahl des Elektromotors 1 – mittelbar
oder unmittelbar – folgt.
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Im Ergebnis wird eine äußerst preiswerte
Lösung
zur Verfügung
gestellt, wenn es darum geht, einen Elektromotor mit elektrischer
Leistung zu versorgen und gleichzeitig seine Drehzahl zu erfassen. Denn
hierzu ist es erfindungsgemäß lediglich
erforderlich, den Sensor 2 auf die über die Stirnwand 9 hinausragende
Welle 15 aufzusetzen und den Bauteileträger 4 mit dem Elektromotor 1 zu
vereinigen. Wenn nun noch der Stecker 13 mit dem Steckkontakt 12 im
Deckel 5 des Bauteileträgers 4 verbunden
wird, ist die Steuereinheit 14 in der Lage, den Elektromotor 1 nicht
nur mit elektrischer Energie zu versorgen, sondern gleichzeitig
seine Drehzahl zu erfassen.