DE3636808A1 - Motor-stellvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Motor-Stellvorrichtung, wie sie z. B. in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs verwendet wird.

Es gibt eine Motor-Stellvorrichtung, die z. B. in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs dazu dient, die Luftmenge oder den Strömungswinkel der von der Klimaanlage abgegebenen Luft einzustellen.

Der grundsätzliche Aufbau der bekannten Motor-Stellvorrichtung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Stellvorrichtung enthält eine Schalteinrichtung (SW) 21 mit mehreren Schaltern 21 a, die parallel zu mehreren untereinander in Reihe geschalteten Widerständen 20 geschaltet sind. Eine Vergleicherschaltung 22 ist mit einem Eingang an die Schalteinrichtung 21 angeschlossen. Eine Treiberschaltung 23 empfängt von der Vergleicherschaltung 22 ein Steuersignal S. Von der Treiberschaltung 23 wird ein Motor 24 angetrieben, der eine Drehplatte dreht. Ein Positionssensor 24 dient dazu, die Stellung der Drehplatte zu erfassen.

Wenn einer der Schalter 21 a geschlossen wird, wird in die Vergleicherschaltung 22 ein Vergleichssignal V eingegeben, welches definiert wird durch diejenige Spannung, die durch mindestens einen der Widerstände 20 vor dem geschlossenen Schalter 21 a eingestellt wird. Die Vergleicherschaltung 22 gibt das Steuersignal S an die Treiberschaltung 23, so daß der Motor 24 angetrieben wird und die Drehplatte dreht. Wenn die Drehplatte in eine vorbestimmte Position gedreht worden ist, wird diese Position von dem Positionssensor 25 erfaßt, und ein der Position entsprechendes Erfassungssignal Sd wird an die Vergleicherschaltung 22 gegeben. Die Vergleicherschaltung 22 vergleicht das Signal Sd mit dem Vergleichssignal V und stoppt die Ausgabe des Steuersignals S. Demzufolge wird der Motor 24 angehalten und dadurch die Drehplatte in der vorbestimmten Position fixiert.

Die oben beschriebene Motor-Stellvorrichtung weist eine Anzahl von Unzulänglichkeiten auf: Sie ist teuer, da sie eine relativ große Anzahl von Bauteilen benötigt. Die Vergleicherschaltung empfängt starke elektrische Rauschsignale, so daß sie mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit fehlerhaft arbeitet. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, stets sicherzustellen, daß der Motor genau gesteuert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Motor-Stellvorrichtung zu schaffen, die bei kostengünstiger Herstellung eine hohe Funktionsgenauigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Motor-Stellvorrichtung sind mehrere Stellschalter zu einem Motor elektrisch parallel geschaltet. Auf einer Leiterplatte sind mehrere Stromleiterbahnen vorgesehen, von denen jede elektrisch an einen der Stellschalter angeschlossen ist. Jede Stromleiterbahn besitzt eine Länge, die einem Drehwinkel entspricht, auf den der Motor eingestellt wird. Ein Schleifer ist an eine Energiequelle angeschlossen und kontaktiert die Stromleiterbahnen derart, daß dann, wenn einer der Schalter geschlossen ist, der Schleifer veranlaßt, daß durch die an den geschlossenen Schalter angeschlossene Leiterbahn ein elektrischer Strom zu dem Motor fließt. Der Schleifer vermag sich mit der Dehnung des Motors entlang den Stromleiterbahnen zu bewegen. Jede Stromleiterbahn besitzt einen Abschnitt, an welchen der Kontakt zwischen Schleifer und Stromleiterbahn unterbrochen ist, so daß dadurch an dieser Stelle die Stromzufuhr zu dem Motor unterbrochen werden kann.

Die erfindungsgemäße Motor-Stellvorrichtung ist derart ausgebildet, daß der Drehwinkel des Motors mechanisch eingestellt werden kann, obschon nur eine sehr geringe Anzahl von Bauteilen erforderlich ist. Die Vorrichtung läßt sich also billig herstellen. Ein fehlerhafter Betrieb ist praktisch ausgeschlossen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Skizze, die die Verdrahtung von Stellschaltern einer Motor-Stellvorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Leiterplatte der Motor- Stellvorrichtung;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines in der Stellvorrichtung verwendeten Schleifers;

Fig. 4 eine Skizze einer Schaltvorrichtung einer herkömmlichen Motor-Stellvorrichtung; und

Fig. 5 ein Blockdiagramm der herkömmlichen Motor-Stellvorrichtung.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Motor-Stellvorrichtung nach der Erfindung enthält mehrere Betriebsart- oder Stellschalter SW 1 bis SW 5. Jeder Schalter umfaßt ein Paar Schaltabschnitte, wie aus Fig. 1 hervorgeht. Der Schalter SW 1 beispielsweise umfaßt ein Paar Schaltabschnitte 1 und 1′, während der Schalter SW 2 ein Paar Schaltabschnitte 2 und 2′ umfaßt. Jeder Schaltabschnitt besitzt drei Anschlüsse. Der Schaltabschnitt 3 beispielsweise besitzt drei Anschlüsse 3 a bis 3 c, und der Schaltabschnitt 3′ besitzt drei Anschlüsse 3′ a bis 3′ c. Jeder Schaltabschnitt besitzt außerdem ein Kontaktstück, welches verschieblich ist, um einen Kontakt zwischen einem der drei Anschlüsse und einem der beiden übrigen Anschlüsse herzustellen. Beispielsweise wird mit dem Kontaktstück 4 d des Schaltabschnitts 4 durch Verschieben des Kontaktstücks ein Kontakt zwischen den Anschlüssen 4 a und 4 d oder zwischen den Anschlüssen 4 d und 4 c hergestellt.

Der Anschluß 1 b des Schalters SW 1 ist an einen Anschluß 6 a eines Motors 6 angeschlossen, dessen Drehwinkel zu steuern, d. h., einzustellen ist. Der Anschluß 1′ d des Schalters SW 1 ist an den anderen Anschluß 6 b des Motors 6 angeschlossen. Der Anschluß 1 c des Schalters SW 1 ist an den Anschluß 2 b des Schalters SW 2 angeschlossen, der Anschluß 2 c des Schalters SW 2 ist an den Anschluß 3 b des Schalters SW 3, der Anschluß 3 c des Schalters SW 3 ist an den Anschluß 4 b des Schalters SW 4, und der Anschluß 4 c des Schalters SW 4 ist an den Anschluß 5 b des Schalters SW 5 angeschlossen. Der Anschluß 1′ c des Schalters SW 1 ist an den Anschluß 2′ b des Schalters SW 2, der Anschluß 2′ c des Schalters SW 2 ist an den Anschluß 3′ b des Schalters SW 3, der Anschluß 3′ c des Schalters SW 3 ist an den Anschluß 4′ b des Schalters SW 4, und der Anschluß 4′ c des Schalters SW 4 ist an den Anschluß 5′ b des Schalters SW 5 angeschlossen.

Eine Leiterplatte 7 ist elektrisch an die Anschlüsse 1 a, 1′ a, 2 a, 2′ a, 3 a, 3′ a, 4 a, 4′ a, 5 a, 5′ a der Schalter SW 1 bis SW 5 angeschlossen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Leiterplatte 7 ist halbkreisförmig ausgebildet. Sie besitzt fünf Paare von elektrischen Stromleiterbahnen 8 A und 9 A, 8 B und 9 B, 8 C und 9 C, 8 D und 9 D sowie 8 E und 9 E, die auf die Leiterplatte aufgedruckt sind. Leiterbahnen 8 A bis 9 E sind halbkreisförmig und zueinander konzentrisch angeordnet. Jede der Leiterbahnen 8 A bis 9 E besitzt einen unterbrochenen oder Lücken-Abschnitt 10, an dem sie in zwei Leiterbahn-Segmente unterteilt ist. Der Lückenabschnitt 10 der Leiterbahn 8 A beispielsweise teilt diese in zwei Segmente 8 a und 8 a′. In jedem Leiterbahn-Paar ist dasjenige Segment eine der Leiterbahnen, welche sich auf der einen Seite der Lückenabschnitte 10 befindet, über eine Umkehrleitung 11 mit demjenigen Segment der anderen Leiterbahn verbunden, welche sich auf der anderen Seite der Lückenabschnitte 10 befindet. Die Segmente 8 a′ und 9 a beispielsweise sind elektrisch über eine Umkehrleitung 11 miteinander verbunden. Die Anschlüsse 1 a, 2 a, 3 a, 4 a und 5 a der Schalter SW 1 bis SW 5 sind an die Leiterbahn- Segmente 9 a, 9 b, 9 c, 9 d bzw. 9 e angeschlossen, während die Anschlüsse 1′ a, 2′ a, 3′ a, 4′ a und 5′ a an die Segmente 8 a und 9 a′, 8 b und 9 b′, 8 c und 9 c′, 8 d und 9 d′ bzw. 8 e und 9 e′ angeschlossen sind.

In gleitendem Kontakt mit den elektrischen Stromleiterbahnen 8 A bis 9 E steht ein Schleifer 12, in Fig. 3 dargestellt ist. Der Schleifer 12 besitzt ein erstes Schleiferteil 13, welches an den Pluspol einer hier nicht näher dargestellten Energiequelle angeschlossen ist, und ein zweites Schleiferteil 14, das an dem Minuspol der Energiequelle angeschlossen ist. Das erste Schleiferteil 13 besitzt fünf Vorsprünge 13 a bis 13 e, die in Gleitkontakt mit den Stromleiterbahnen 8 a, 8 b, 8 c, 8 d bzw. 8 e stehen. In ähnlicher Weise besitzt das zweite Schleiferteil 14 fünf Vorsprünge 14 a bis 14 e, die in Gleitkontakt mit den Stromleiterbahnen 9 A, 9 B, 9 C, 9 D bzw. 9 E stehen. Der Schleifer 12 ist mit einem Ende drehbar an der Mitte der Leiterplatte 7 befestigt, d. h., im Zentrum der bogenförmigen Stromleiterbahnen 8 A bis 9 E. Der Schleifer ist mit der Drehung des Motors 6 drehbar, wobei er entlang den Stromleiterbahnen schleift.

Wenn im Betrieb die Kontaktstücke 1 d und 1′ d des Stellschalters SW 1 in ihre in Fig. 1 durch gestrichelte Linien dargestellten Stellungen bewegt werden, wird der Anschluß 6 a des Motors 6 elektrisch an das Stromleiterbahn-Segment 9 a auf der Leiterplatte 7 angeschlossen, und zwar über die Anschlüsse 1 a und 1 d des Schalters SW 1, während der andere Anschluß 6 b über die Anschlüsse 1′ a und 1′ b an das Segment 8 a angeschlossen wird. Wenn die Vorsprünge 13 a und 14 a des Gleitstücks 12 in Kontakt stehen mit den Leiterbahn-Segmenten 8 a bzw. 9 a, wird eine positive Spannung über den Vorsprung 13 a, das Leiterbahn-Segment 8 a, den Anschluß 1′ a, das Kontaktstück 1′ d und den Anschluß 1′ b an den Anschluß 6 b des Motors 6 gelegt, während an den Anschluß 6 a des Motors 6 eine negative Spannung über den Vorsprung 14 a, das Leiterbahnsegment 9 a, den Anschluß 1 a, das Kontaktstück 1 d und den Anschluß 1 b gelegt wird. Hierdurch wird der Motor 6 so angetrieben, daß er sich in die eine Richtung dreht. Die Drehung des Motors 6 veranlaßt die Schleifervorsprünge 13 a und 14 e, entlang den Leiterbahn-Segmenten 8 a bzw. 9 a zu gleiten. Wenn der Motor eine Drehung um einen bestimmten Winkel vollzogen hat, erreichen die Vorsprünge 13 a und 14 a die Lückenabschnitte 10 der Stromleiterbahnen 8 A bzw. 9 A, welche radial miteinander ausgerichtet sind, wie es bei A in Fig. 2 dargestellt ist. Hierdurch wird die Zufuhr elektrischen Stroms zu dem Motor 6 unterbrochen, so daß der Motor aufhört, zu drehen.

Wenn die Kontaktstücke 5 d und 5′ d des Schalters SW 5 bewegt werden, um den Anschluß 6 a des Motors 6 über die Anschlüsse 5 a und 5 b an das Leiterbahn-Segment 9 e anzuschließen, und um den anderen Anschluß 6 b des Motors über die Anschlüsse 5′ a und 5′ b an das Segment 8 e anzuschließen, wird über den Vorsprung 13 e, das Leiterbahn-Segment 8 e, den Anschluß 5′ a, das Kontaktstück 5′ d, den Anschluß 5′ b und die Kontaktstücke 4′ d, 3′ d, 2′ d und 1′ d an den Anschluß 6 b des Motors 6 gelegt, während eine negative Spannung über den Vorsprung 14 e, das Segment 19 e, den Anschluß 5 a, das Kontaktstück 5 e, den Anschluß 5 b und die Kontaktstücke 4 d, 3 d, 2 d und 1 d an den Anschluß 6 a des Motors 6 gelegt wird. Demzufolge wird der Motor 6 wiederum angetrieben, um sich in die eine Richtung zu drehen, wobei die Schleifervorsprünge 13 a und 13 e entlang den Leiterbahn-Segmenten 8 e und 9 e schleifen. Wenn der Motor 6 eine Drehung um einen gewissen Winkel vollzogen hat, erreichen die Schleifervorsprünge 13 e und 14 e die Lückenabschnitte 10 der Leiterbahnen 8 E und 9 E am Punkt E in Fig. 2, woraufhin die Stromzufuhr zu dem Motor 6 unterbrochen und dessen Drehung gestoppt wird.

Eine ähnliche Drehung des Motors 6 in dieselbe Richtung findet auch Platz, wenn irgendeiner der Schalter SW 2 bis SW 4 geschlossen wird. Die Drehung hält hierbei an, sobald die Schleiferteile 13 und 14 einen Punkt B, C oder D in Fig. 2 erreichen.

Wenn die Kontaktstücke 1 d und 1′ d des Schalters SW 1 in die in Fig. 1 durch gestrichelte Linien dargestellten Stellungen gebracht werden, während die Schleiferteile 13 und 14 am Punkt E in Fig. 2 verharren, wird eine positive Spannung über den Schleifervorsprung 13 a, das Leiterbahn-Segment 8 a, die Umkehrleitung 11, das Leiterbahn-Segment 9 a, den Anschluß 1 a, das Kontaktstück 1 d und den Anschluß 1 b an den Anschluß 6 a des Motors 6 gelegt, während an den anderen Anschluß 6 b des Motors 6 über den Schleifervorsprung 14 a, das Leiterbahn-Segment 9 a′, den Anschluß 1′ a, das Kontaktstück 1′ d und den Anschluß 1′ b eine negative Spannung gelegt wird. Als Folge davon wird der Motor 6 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, und die Schleiferteile 13 und 14 werden entlang der Leiterplatte 7 ebenfalls in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Die Zufuhr von elektrischem Strom des Motors 6 und dessen Drehung werden gestoppt, wenn die Schleifervorsprünge 13 a und 14 a die Lückenabschnitte 10 der elektrischen Stromleiterbahnen 8 A und 9 A am Punkt A in Fig. 2 erreicht haben.

Die Erfindung schafft die Möglichkeit, den Drehwinkel des Motors 6 einzustellen, indem der Motor in die eine oder die andere Richtung gedreht wird, ausgehend von einer beliebigen Stellung der Schleiferteile 13 und 14.

Während bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Leiterplatte 7 halbkreisförmig ist, kann man stattdessen auch eine rechtwinklige Leiterplatte verwenden, auf der geradlinige elektrische Stromleiterbahnen ausgebildet sind, über die sich ein Schleifer geradlinig bewegt.

Die Lückenabschnitte 10 der Stromleiterbahnen befinden sich bei an jeweils verschiedenen Stellschalter angeschlossenen Leiterbahn-Paaren an jeweils verschiedenen radialen Stellen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn daher sämtliche Schalter SW 1 bis SW 5 gleichzeitig geschlossen werden, wirken sie in der Reihenfolge SW 1, SW 2 . . . SW 5, um den Motor 6 in die eine Richtung zu drehen, oder in der Reihenfolge SW 5 . . . SW 1, um den Motor in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, abhängig von der Position, in der sich gerade der Schleifer 12 befindet.

Claims (7)

1. Motor-Stellvorrichtung, gekennzeichnet durch
- mehrere zu einem Motor (6) parallel geschaltete Stellschalter (SW 1-SW 5),
- eine Leiterplatte (7) mit mehreren elektrischen Stromleiterbahnen (9 A, 8 A, 9 B . . . 8 E), von denen jede an jeweils einen Stellschalter (SW 1-SW 5) angeschlossen ist und die jeweils eine Länge besitzen, die einem einstellbaren Drehwinkel des Motors (6) entspricht, und
- einen an eine Energiequelle angeschlossenen Schleifer (12), der die Stromleiterbahnen kontaktiert, so daß, wenn einer der Stellschalter geschlossen ist, der Schleifer (12) einen Stromfluß durch die an den geschlossenen Schalter angeschlossene Stromleiterbahn zu dem Motor (6) veranlaßt, wobei der Schleifer (12) mit der Motordrehung entlang den Stromleiterbahnen gleitet, und jede der Stromleiterbahnen (9 A, 8 A, . . . 8 E) einen Abschnitt (10) aufweist, bei dem ihr Kontakt mit dem Schleifer (12) unterbrochen ist, so daß die Stromzufuhr zu dem Motor unterbrochen werden kann.

2. Motor-Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (7) halbkreisförmige Form besitzt, und daß sich die Stromleiterbahnen konzentrisch zueinander bogenförmig auf der Leiterplatte erstrecken.

3. Motor-Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifer (12) ein erstes Schleiferteil (13), das elektrisch an den Pluspol der Energiequelle angeschlossen ist, und ein zweites Schleiferteil (14), das elektrisch an den Minuspol der Energiequelle angeschlossen ist, aufweist.

4. Motor-Stellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleiterbahnen aus mehreren Leiterbahn- Paaren (9 A, 8 A; 9 B, 8 B . . .) bestehen, von denen jedes Paar an einen der Schalter (SW 1-SW 5) angeschlossen ist, und daß das erste Schleiferteil (13) mit mehreren Schleifervorsprüngen (13 a-13 e) ausgestattet ist, von denen jeder in Gleitkontakt mit einer der Leiterbahnen jeweils eines Leiterbahn- Paares steht, während das zweite Schleifteil (14) mehrere Schleifervorsprünge (14 a-14 e) aufweist, von denen jeder in Gleitkontakt mit der anderen Leiterbahn des Leiterbahn- Paares steht.

5. Motor-Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stellschalter (SW 1-SW 5) ein Paar Schaltabschnitte (1, 1′; 2, 2′; . . .) aufweist, von denen jeweils einer an eine der Stromleiterbahnen angeschlossen ist, die mit den Schleifervorsprüngen des ersten Schleiferteils in Kontakt stehen, während der andere Halterabschnitt an eine derjenigen Stromleiterbahnen angeschlossen ist, die mit den Schaltervorsprüngen des zweiten Schleiferteils in Kontakt stehen.

6. Motor-Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifer (12) mit einem Ende drehbar an der Mitte der Leiterplatte (7) befestigt ist, um die sich bogenförmig die Stromleiterbahnen erstrecken.

7. Motor-Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte rechteckige Form besitzt, und daß sich die Stromleiterbahnen parallel zueinander geradlinig auf der Leiterplatte erstrecken.