DE4225496A1 - Elektrische Antriebseinheit für Verstellsysteme in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für Verstellsysteme in Kraft­ fahrzeugen, insbesondere für einen elektrisch betriebenen Fensterheber, gemäß des Oberbegriffs des 1. Patentanspruchs. Sie ist besonders vorteilhaft in der Massenproduktion von solchen elektrischen Antrieben einsetzbar, die zur Erfül­ lung spezifischer Anforderungen durch Kombination unterschiedlicher Motoren- und Getriebevarianten aufgebaut werden.

Einen solchen gattungsgemäßen Antrieb beschreibt die EP 0 474 904. Diese Kommu­ tator-Getriebe-Antriebseinheit ist wie folgt aufgebaut:

An das Motorgehäuse schließt sich direkt das Getriebegehäuse an, in das die ver­ längerte Motorwelle als Getriebeantriebswelle hineinragt. In einem Elektronik­ gehäuse ist eine eindimensionale Leiterplatte angeordnet, die auch mit einem äußeren Anschlußstecker und mit einer Bürstenhalterung sowie einem Bürstenauf­ nahmeteil bestückt wurde. Die elektrischen Anschlüsse aller Bauelemente sind insbesondere durch Schwallbadlötung kontaktiert.

Sämtliche elektronischen bzw. elektrischen und mechanischen Bauelemente sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, an das der Motor angeflanscht wird.

Der Nachteil dieser Lösung besteht in einem hohen Spezialisierungsgrad und somit einer unzureichenden Flexibilität gegenüber wünschenswerten Modifikationen. So verursachen kleine Veränderungen im System oft unverhältnismäßig große Aufwen­ dungen.

Eine andere Motorvariante oder die Verlagerung des Getriebegehäusebereichs, der die Elektronik enthält, an eine andere Position (z. B. aus Platzgründen), ist stets mit der Notwendigkeit verbunden, ein neues Gehäuse herstellen zu müssen. Die damit verbundenen Werkzeugkosten sind beträchtlich.

Insbesondere in der Automobilindustrie wird ein und das selbe Prinzip einer technischen Lösung oft in einer sehr großen Anzahl von Ausführungsvarianten ver­ wertet. Deshalb führt besonders hier die mangelnde Flexibilität oft auch zu besonderen Aufwendungen im Folgebereich, wie Lagerhaltung, Logistik und Handling.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Antrieb der eingangs genannten Art zu entwickeln, der an spezielle technische Bedürfnisse, wie veränderte Motorleistung′ Einbindung oder Wegfall der Elektronik, oder die spiegelbildliche Anordnung des Elektronikgehäuses aus Platzgründen, einfach und kostengünstig anpaßbar ist. Die hohe Flexibilität soll eine große Variantenviel­ falt bei gleichzeitig stark reduzierter Teilevielfalt gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Zwischenzarge zur Ver­ bindung von Elektromotor und Getriebegehäuse als Bestromungseinheit ausgebildet und vorzugsweise einstückig mit einem Stecker verbunden ist.

Eine eventuell vorhandene Elektronik befindet sich in einem vom Getriebe getrennten separaten Gehäuse und wird über eine Steckerverbindung an die Zwischenzarge gekoppelt. Besser noch ist die Integration der Elektronik mit der Zwischenzarge zu einer Baueinheit, die als Insert-Teil besonders störungsun­ empfindlich ist. Bei Verwendung eines Kommutatormotors ist der Bürstenhalter Bestandteil der Zwischenzarge.

Die zunehmende Miniaturisierung ermöglicht unter gewissen Umständen auch die Plazierung der Elektronik ausschließlich in der Zwischenzarge, was sonst notwen­ dige Leiterbahnen und ein separates Gehäuseteil einspart.

Wo dies nicht möglich ist, muß die Elektronik mit ihrem Gehäuse an der Periphe­ rie der Zwischenzarge angeordnet werden. Sofern sie den Stecker nicht mit ein­ schließt, wird dieser auf der gegenüberliegenden Seite angebracht.

Um veränderten Platzverhältnissen Rechnung tragen zu können, ist die Baugruppe (enthaltend die Zwischenzarge mit Elektronik und Stecker) verdreht montierbar ausgeführt. Der Verdrehwinkel beträgt vorzugsweise 180°. Aber auch weitere Zwi­ schenstellungen können vorgesehen werden. Ebenso ist das Kippen der Baugruppe in der Ebene von Motor und Getriebegehäuse möglich.

Antriebsvarianten, die keine Elektronik aufweisen sollen, bedürfen also keines neuen Getriebegehäuses. Sie werden mit einer entsprechend den Anforderungen aus­ gestatteten Zwischenzarge ausgerüstet. Auch unterschiedliche Motorvarianten las­ sen sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zwischenzargen leicht mit dem Getriebe und seinem unveränderten Gehäuse kombinieren. Bei Bedarf kann die Zwi­ schenzarge auch mit Adaptern kombiniert werden, um veränderte Abstandsverhält­ nisse zwischen dem Flanschen von Getriebegehäuse und Motor bzw. unterschiedliche Anschlußmaße auszugleichen.

Soweit Sensoren zur Überwachung von Motorparametern eingesetzt werden sollen, sind diese vorzugsweise in der Zwischenzarge integriert. Zur Überwachung der Rotationsgeschwindigkeit der Ankerwelle und ihrer Drehrichtung eignet sich bei­ spielsweise ein Hall-Element. Aber auch ein Temperaturfühler oder ein Thermoele­ ment können dort zur Vermeidung von Überhitzungsschäden plaziert sein. Zur Ver­ meidung einer separaten Leiterbahn ist auch vorgesehen, die Stromversorgungs­ leitung der Kohle eines Kommutatormotors direkt am Relais anzubinden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der darge­ stellten Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1a, 1b, 1c Elektrischer Antrieb mit einer zur Zwischenzarge peripher angeordneten Elektronikeinheit mit integrierter Steckerverbindung in jeweils unterschiedlichen Einbau­ lagen.

Fig. 2a, 2b, 2c Wie Fig. 1, jedoch mit separat angeordneter Steckerver­ bindung.

Fig. 3 Elektrischer Antrieb mit in die Zwischenzarge integrier­ ter Elektronik und Adapter zur Anpassung an die An­ schlußbedingungen eines kleineren Motors.

Die Erfindung gewährleistet eine wesentlich bessere Anpaßbarkeit elektrischer Antriebe an die unterschiedlichen Anforderungen der Kunden und auch an verän­ derte Kundenwünsche, insbesondere hinsichtlich der Elektronikfunktionen. Vor allem in der Automobilindustrie differieren die kundenspezifischen Anschlußbe­ dingungen (z. B. elektrische Steckerverbindungen) und die gewünschten elektroni­ schen Funktionen sehr stark.

Entsprechende notwendige Veränderungen werden nun erfindungsgemäß durch die Ver­ wendung einer Zwischenzarge 3 vorgenommen. Selbst dann, wenn an der Zwi­ schenzarge 3 und/oder der Elektronik 4 und/oder dem Stecker 5 Anpassungen vorge­ nommen werden müssen, ist dies sehr viel weniger aufwendig, als entsprechende Anpassungen am Getriebe 2. Schließlich unterliegen die Zarge 3 und die Elektro­ nik 4 nicht den hohen Genauigkeitsanforderungen des Getriebes 2, da diese mecha­ nisch kaum belastet sind. Sie sind im wesentlichen Träger elektrischer bzw. elektronischer Bauelemente.

Die durch die Erfindung erreichte hohe Flexibilität bzw. der im Falle von Anpas­ sungen stark verringerte Änderungsaufwand sind Grundlage für standardisierbare Baureihen mit geringer Vielfalt an Bauelementen. Infolge dessen wird eine schnelle Anpassung an veränderte Marktbedingungen erreicht.

Die Fig. 1a, 1b und 1c zeigen Beispiele des flexiblen Einsatzes einer Bauein­ heit, die aus der Zwischenzarge 3 mit peripher angeordneter Elektronik 4 besteht. In das Elektronikgehäuse ist der Stecker 5 integriert.

Durch die Drehung der genannten Baueinheit um die Achse des Motors 1 (vergleiche Fig. 1a mit Fig. 1b) oder durch Schwenken der Baueinheit in der Ebene von Motor 1 und Getriebe 2 (vergleiche Fig. 1b und 1c) erreicht man eine gute An­ passung an unterschiedliche Gegebenheiten der Platzverhältnisse (z. B. für einen elektrischen FH mit Komfort-Elektronik und gegebenenfalls Einklemmschutz in einer Fahrzeugtür).

Bei einem einfachen elektrischen Antrieb kann die Elektronik 4 entfallen, nicht aber die Zwischenzarge 3. Ihr Einsatz gewährleistet gleichbleibende konstruktive Bedingungen zwischen dem Elektromotor 1 und dem Getriebe 2. Teure Veränderungen daran können unterbleiben.

Für die elektrische Kontaktierung werden Lötstellen oder ein Stecker integriert, der natürlich auch an der Zwischenzarge 3 peripher angeordnet sein kann.

Die in den Fig. 2a, 2b und 2c dargestellten Antriebe unterscheiden sich von den voran beschriebenen nur dadurch, daß die Elektronik 4 und der Stecker 5 auf gegenüberliegenden Seiten der Zwischenzarge 3 angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt einen Antrieb ohne externe Elektronik. Sie ist (soweit notwendig) in die Zwischenzarge 3 integriert und mit dieser als Insert-Teil ausgeführt. Dadurch erreicht man eine weitere Platzersparnis und eine größere Robustheit gegenüber äußeren Einflüssen.

Bei Verwendung eines Kommutatormotors sollte zumindest ein Teil der vorgesehenen elektrischen und ggf. elektronischen Bauelemente vom Bürstenhalter getragen und somit durch diesen örtlich fixiert sein. Dadurch wird eine separate Platine als tragendes Element verzichtbar. Die notwendigen elektrischen Verbindungen zwischen den Bauelementen werden direkt gelegt. Diese Technik ist kostengünstig und raumsparend zu realisieren. Sie ermöglicht in vielen Fällen den Wegfall eines separaten Elektronikgehäuses.

Zur Komplettierung der Antriebseinheit mit einem kleineren Motor 1 wird ein Adapter 6 verwendet. Er ermöglicht die Ankopplung an das Getriebe 2 auch bei veränderten Anschlußmaßen des Poltopfes. Desweiteren besteht die Möglichkeit, auch die Zarge 3 gegenüber verschiedenen Anschlußmaßen kompatibel zu gestalten.

Durch Wechseleinsätze im Spritzwerkzeug sind die Anpassungen der Zarge 3 bzw. des Adapters 6 an die gegebenen Anschlußbedingungen möglich.

Claims (13)

1. Elektrische Antriebseinheit für Verstellsysteme in Kraftfahrzeugen, insbesondere für einen Fensterheber, bestehend aus einem Elektromotor und einem Getriebe, in das die verlängerte Motorwelle hineinragt, sowie eine Bestromungs­ einheit mit wenigstens einem Stecker bzw. adäquaten Lötstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestromungseinheit als Zwischenzarge (3) ausgebildet ist und zur Verbin­ dung von Elektromotor (1) und Getriebegehäuse (2) dient.

2. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Zwischenzarge (3) an die jeweils zu verwendende Motor- Getriebe-Kombination derart angepaßt ist, daß diese Dicke der Differenz der Abstände zwischen dem Eingriffsbereich der ersten beiden motorseitigen Getriebe­ elemente und dem Flansch des Elektromotors (1) bzw. dem Flansch des Getriebege­ häuses (2) entspricht.

3. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Kommutatormotors (1) in die Zwischenzarge (3) der Bürstenhalter integriert ist.

4. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzarge (3) und der Stecker (5) und gegebenenfalls die Elektronik (4) einen körperlich einheitlichen Baustein bilden.

5. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektronik (4) und der Stecker (5) gemeinsam auf einer Seite der Zwischenzarge (3) angeordnet sind.

6. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektronik (4) auf der einen Seite und der Stecker (5) auf der anderen Seite der Zwischenzarge (3) um 180° versetzt angeordnet sind.

7. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenzarge (3) bezüglich der Achse des Elektromotors (1) vorzugsweise um 180° verdreht montierbar ist.

8. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenzargen (3) unterschiedlicher Antriebsvarianten stets die gleiche Dicke aufweisen und bei Bedarf durch Zuordnung von Adaptern (6) an die veränder­ ten Abstandsverhältnisse zwischen den Flanschen des Elektromotors (1) und des Getriebegehäuses (2) anpaßbar sind.

9. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Elektronikeinheit (4) in der Zwischenzarge (3) Senso­ ren, insbesondere ein Hall-Element, integriert sind.

10. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik zusammen mit der Zwischenzarge (3) als Insert-Teil ausgeführt ist.

11. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der elektrischen und elektronischen Bauelemente am Bürstenhaltert örtlich fixiert ist und ihre elektrischen Verbindungen direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung einer gemeinsamen Platine, erfolgen.

12. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente Relais, Hybriden, Drosseln sowie aktive und passive Bauelemente sind.

13. Elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stromversorgungsleitung der Kohle des Kommutatormotors direkt am Relais angebunden ist.