EP1095443A1 - Stellantrieb mit einem elektromotor und mit einer steuerelektronik - Google Patents

Stellantrieb mit einem elektromotor und mit einer steuerelektronik

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EP1095443A1
EP1095443A1 EP99936357A EP99936357A EP1095443A1 EP 1095443 A1 EP1095443 A1 EP 1095443A1 EP 99936357 A EP99936357 A EP 99936357A EP 99936357 A EP99936357 A EP 99936357A EP 1095443 A1 EP1095443 A1 EP 1095443A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
contact spring
motor housing
plate
brush holder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99936357A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Moskob
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1095443A1 publication Critical patent/EP1095443A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S310/00—Electrical generator or motor structure
    • Y10S310/06—Printed-circuit motors and components

Definitions

  • the invention relates to an actuator with a
  • Electric motor housing electrically connected according to the method "mass of the electric motor housing at one pole of the direct voltage network” can be an on-board network of a vehicle.
  • the restriction that the electric motor can only be operated in one direction of rotation is what is sufficient for a pump drive motor for a piston pump, for example a hydraulic vehicle brake system or a windshield wiper drive motor.
  • an actuator is known with an electric motor, which has a metallic electric motor housing, a shaft with armature and collector and brushes and a brush holder plate, and with control electronics for the electric motor, wherein electronic and electrical components with a conductor plate are connected and the conductor plate protrudes at right angles to the shaft and adjacent to the brush holders into a cross section of the electric motor housing and is protected outside of the electric motor housing by a control electronics housing.
  • the actuator has, for example, a worm gear and is used, for example, to move a sliding roof. Accordingly, the electric motor must act in two different directions of rotation, what about the Control electronics is achieved.
  • the control electronics are also set up in such a way that the sunroof can also assume selectable intermediate positions between constructively possible end positions. In the end positions, the electric motor is switched off. Because this electric motor has a collector and brushes, it may be necessary to arrange an interference suppression circuit, for example of a type that occurs in the prior art, in the actuator.
  • the interference suppressor can be added to the control electronics, for example, and can be attached to the printed circuit board, for example.
  • the actuator according to the invention with an electric motor and with control electronics according to the characterizing features of claim 1 has the advantage that the metallic electric motor housing can be electrically conductively connected to an interference suppression circuit designed, for example, as a Cy circuit, the interference suppression elements of which are contacted with the printed circuit board of the control electronics the assembly of the electric motor, which includes the plugging together of the electric motor housing and the brush holder plate with the addition of the conductor plate.
  • an interference suppression circuit designed, for example, as a Cy circuit
  • the actuator with the characterizing features of claim 2 has the advantage that within the electric motor housing, the conductor plate is a relative can take up a lot of space because only a cutout in the circuit board is required so that the thinnest rotating component of the electric motor, namely the shaft, does not collide with the circuit board.
  • the characterizing features of claim 3 result in good anchoring of the contact spring built in according to the invention in a brush carrier plate normally provided anyway. After assembling the brush carrier plate, the conductor plate can be aligned to the shaft and along this against the
  • Brush carrier plate are moved and assembled, with a contact tab then protruding through an opening in the conductor plate to be soldered to an associated conductor.
  • the characterizing features of claim 4 provide an alternative solution to the solvents according to claim 3.
  • the characteristic opening in the brush holder plate can be produced by means of a relatively simple tool, which is why the contact spring is inserted into this opening in a later assembly process.
  • the characterizing features of claim 5 have the advantage that after the insertion of the contact spring into the opening, the contact spring is secured in a positive manner in the axial direction.
  • the contact spring can be combined with the printed circuit board and soldered to a printed circuit board before the actuator is assembled.
  • the soldering can be carried out simultaneously with the production of other required soldered connections of the control electronics.
  • Brush carrier plates now receive the brush carrier plate a relatively large opening through which the contact spring can be inserted into the electric motor housing, for example without contact.
  • the characterizing features of claim 7 result in a good anchoring of the contact spring with the conductor plate for the purpose that the desired contact force, which acts in a tilting manner on the contact spring, does not lead to detachment from the conductor plate.
  • the characterizing features of claim 8 give the advantage that, when assembling the electric motor, the spring end of the contact spring causing the contact does not spit when it is passed through the brush holder plate and when it is inserted into the electric motor housing, as a result of which the contact spring can be inserted.
  • the characterizing features of claim 9 result in the advantage that the contact spring is largely protected from damage or bending impairing the contacting before and during assembly of the electric motor.
  • the feature of the characterizing claim 10 gives the advantage that, for example, when the contact spring is secured against tipping over on the printed circuit board, a sufficient pressing of the resilient free end onto the electric motor housing takes place.
  • the starting ramp has the effect that towards the end of the insertion process of the contact spring into the electric motor housing, the freely resilient end is moved into the contact position in the radial direction of the electric motor housing.
  • FIG. 1 shows a first embodiment in longitudinal section
  • FIG. 2 shows the detail according to the invention in FIG. 1 on an enlarged scale
  • FIG. 3 shows an alternative detail on an enlarged scale
  • FIG. 4 shows an end view of the embodiment according to FIG. 3
  • FIG. 5 shows the third embodiment on an enlarged scale Scale.
  • the actuator 2 according to the invention according to FIG. 1 has an electric motor 3, control electronics 4 and a mechanical gear 5 arranged downstream of the electric motor.
  • the electric motor 3 has an electric motor housing 10, which is essentially pot-shaped, and arranged in a stationary manner, permanent magnets 11, within the permanent magnets 11 an armature 13 carried by a shaft 12, a collector 14 assigned to the armature 13, two in a manner known per se brushes 15 that can be pressed onto collector 14, brush holders 16 assigned to brushes 15, a brush holder plate 17 carrying brush holders 16, and a first shaft bearing 18 and a second shaft bearing 19.
  • Brush holder plate 16 axially adjoins the pot-like one
  • the electric motor housing 10 and in turn axially to the brush holder plate 17 is connected to the mechanical gear 5, the housing 20 of which acts as a cover for the electric motor 3 and thereby receives the second shaft bearing 19 such that it can be tilted.
  • the shaft 12 is extended to a worm shaft 21 which extends into the housing 20.
  • This worm shaft 21 meshes with a worm wheel 22 which is mounted by means of a worm wheel shaft 23.
  • This worm wheel shaft 23 drives a pinion 24 located outside the housing 20.
  • the pinion 24 is used, for example, to move a sliding roof via flexible traction and pressure means, not shown.
  • the pinion can also serve one
  • control electronics 4 is protected by a control electronics protective housing 30, with the control electronics protective housing 30 being assigned a protective housing cover 31 adjacent to the mechanical transmission 5.
  • control electronics protective housing 30 being assigned a protective housing cover 31 adjacent to the mechanical transmission 5.
  • Control electronics protective housing 30 is combined via a bridge 32 with the brush holder plate 17 to form an integral component.
  • the control electronics 4 have a printed circuit board 33 along this bridge 30
  • the conductor plate 33 is aligned with its plane at right angles to the shaft 12 and has an opening 35 so that the shaft 12 and a rotationally symmetrical permanent magnet body 34 which is stuck against rotation on the shaft 12 can rotate within the outline of the conductor plate 33.
  • This opening 35 surrounds the
  • a Hall sensor 36 is positioned adjacent to the circumference of the permanent magnet body 34, which can have a north pole and a south pole on its circumference in a manner known per se. which is attached to the printed circuit board 33 via its connecting wires (not shown).
  • This Hall sensor 36 belongs to the control electronics 4. In a manner not shown, the usually three connecting wires of the Hall sensor 36 are connected to electrical and electronic components, not shown, via conductor tracks, not shown, which are located on the conductor plate 33. Since the control electronics 4 are not the subject of the patent application, further information can be dispensed with.
  • radio interference suppression means 55 which correspond, for example, to the capacitor connection according to US Pat. No. 4,384,223. At least two capacitors are thus combined in a so-called cy interference suppression circuit and two capacitor connecting means are electrically assigned to two brushes 16. A so-called center tap of the capacitor combination is provided for contacting the metallic electric motor housing 10.
  • a contact spring 37 is arranged in the brush holder plate 17, which is made of thermoplastic material, by extrusion-coating it
  • the contact spring 37 has a soldering lug 39 at one end 38 reaching the conductor track plate 33, which protrudes through an opening 40, which is better shown in FIG. 2, and thereby also through a conductor track 41, in order to provide a solder connection 42 to the conductor track 41 to be contacted.
  • This conductor track 41 in turn is in electrical connection with the radio interference suppression means 55 described.
  • the radio interference suppression means 55 can be designed using SMD technology, the term SMD for “surface mounted device” and thus for Mounting on the surface of the conductor plate 33 and the conductor 41 is available.
  • the contact spring 37 extends from the conductor plate 33, for example parallel to the shaft 12, into the metallic electric motor housing 10.
  • the contact spring 37 has a resilient end 43 within the electric motor housing 10, which is connected to the printed circuit board 33 via a curved section 44, which in the installed state has a bend of essentially 150 °, via an end 38 forming a spring base. So that the resilient end 43 has sufficient contact force against the electric motor housing 10 in the illustrated state, the curved section 44 will be given an original curvature which is, for example, 20 ° smaller than that shown.
  • axial mounting is provided due to the pot-like design of the electric motor housing 10 and the brush holder plate 17.
  • the combination of the armature 13 and the collector 14 with the associated longitudinal section of the shaft 12 is inserted into the electric motor housing 10, as a result of which the shaft 12 gets into the first bearing 18.
  • the combination assembled from the brush holder plate 17 and the control electronics protective housing 30 is aligned with the electric motor housing 10 and moved along the worm shaft 21 against the electric motor housing 10.
  • the contact spring 37 is then immersed in the electric motor housing 10, the resilient end 43 intended to make contact with the metallic electric motor housing 10 by elastic deformation, for example in the region of the curved section 44.
  • the control electronics 4 can optionally already be installed in the control electronics housing 30 and the conductor plate 33 can already be combined with the brush holder plate 17.
  • this soldering can, for example, take place simultaneously with the production of the other soldered connections, for example with that soldered connection which is used for
  • the second exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4 differs from the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2 in that the contact spring 37 is not overmolded in a form-fitting and material-locking manner. Rather, a channel 45 is provided only in a modified brush holder plate 17a.
  • a contact spring 37a further developed, for example, by two resilient tongues 46 and 47 is pushed through this channel 45.
  • the securing tongues 46 and 47 are formed from the material of the contact spring 37a and can be shaped by making U-shaped cuts and bending material out of the contour of the contact spring 37a.
  • the securing tongue 46 can already protrude from the contour of the contact spring 37a, as shown in FIG. 3.
  • the first option is to insert the resilient tongue 47 before inserting the contact spring 37a can already protrude from the contact spring 37a, so that when inserting the locking tongue 47 is pressed elastically into the contour of the contact spring 37a and then snaps into the securing position shown in Figure 3.
  • the second possibility is to produce the deflection of the securing tongue 47, which can be seen in FIG. 3, after the contact spring 37a has been inserted into the channel 45.
  • This protective wall 48 protrudes from the brush holder plate 17a, has an essentially U-shaped outline that is open radially outward to the electric motor housing 10 and runs, for example, parallel to the shaft 12.
  • the third exemplary embodiment according to FIG. 5 saves attachment to the brush holder plate 17 or 17a, in which a contact spring 37b is secured against tipping on a modified printed circuit board 33b.
  • the contact spring 37b has at least two soldering lugs 39b and 39c which can be inserted through the conductor track plate 33b.
  • the solder lugs 39b and 39c are spaced apart so that soldering points 42b and 42c can withstand tilting of the contact spring 37b as a result of contact pressure on a lever arm.
  • the two soldering lugs 39b and 39c which are at a distance from one another, can be produced by slitting a piece of the length of the strip material from which the contact spring 37b is made so that one has at least two strips, one strip 49 being angled and then along the length Level of the conductor track plate 33b is arranged to run.
  • the solder tail 39c connects to this strip 49.
  • the brush carrier plate 17b has an opening 17c for passing the resilient end 43 of the contact spring 37. At the edge of this opening 17c, a protective wall 48c with an essentially U-shaped outline can in turn extend from the brush holder plate 17b.
  • a ramp 50 is also provided here in the protective wall 48c.
  • the ramp 50 has its largest dimension at a free end 51 of the protective wall 48c.
  • the ramp 51 extends at an angle to the longitudinal axis of the electric motor housing 10. This has the intended effect that after the resilient end 43 of the contact spring 37b has been passed through the opening 17c, the section 44 of the contact spring 37b comes into alignment with the ramp 50 and thereby to the electric motor housing 10 is supported. This results in a high contact force at the resilient end 43 without the contact spring 37b in the
  • the area of the strip 49 that is to say close to the printed circuit board 33b, suffers a disadvantageous bending.
  • interference suppression means include the metallic electric motor housing 10.

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aufwendigere Entstörschaltung mit zwei Kondensatoren in einer sogenannten Cy-Schaltung vorzusehen, wobei ein metallisches Elektromotorgehäuse an die Entstörschaltung anzuschliessen ist. Es wird vorgeschlagen, im Bereich des Querschnittes des Elektromotors (3) die Leiterbahnplatte (33) mit einer Leiterbahn (41) zu versehen, von der Leiterbahn (41) eine Kontaktfeder (37) ausgehen zu lassen und in das Elektromotorgehäuse (10) hineinragen zu lassen, wobei ein federndes freies Ende (43) elektrisch kontaktgebend im Elektromotorgehäuse (10) anliegt. Die Leiterbahn (41) ihrerseits ist dann mit der Funkentstörschaltung elektrisch verbunden.

Description

_
Stellantrieb mit einem Elektromotor und mit einer Steuerelektronik
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Stellantrieb mit einem
Elektromotor und mit einer Steuerelektronik nach der Gattung des Patentanspruches 1.
Durch die Druckschriften US 4,384,223; DE 33 14 412 C2 und DE 196 54 352 AI ist es notorisch bekannt, innerhalb von metallischen Elektromotorgehäusen von sogenannten Kollektormotoren benachbart zu den Kollektoren und zugeordneten Bürsten elektrische Entstörmittel anzuordnen und mit den Bürsten und auch den metallischen Elektromotorgehäusen zu verschalten. Zur Verschaltung der Entstörmittel mit den metallischen Elektromotorgehäusen gehen von sogenannten Bürstenhalterplatten getragene federnde Zungen aus, die beispielsweise an ihren freien Enden nach Art von Krallen spitz zulaufend ausgebildet sein können. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise durch
Relativbewegungen dieser Krallen relativ zum Elektromotorgehäuse anläßlich des Zusammenbauens durch Erzeugung von Kratzspuren ein guter elektrischer Kontakt zustandegebracht wird. In einer durch die Druckschrift US 4,384,223 bekannten Entstörschaltung sind als Entstörmittel Kondensatoren verwendet. Hierbei sind zwei Kondensatoren in Reihe geschaltet und der im Elektromotorgehäuse anliegende Kontakt ist mit beiden Kondensatoren verbunden. Der jeweilige andere Anschluß eines jeden Kondensators ist mit jeweils einer der Bürsten verbunden. Eine solche Entstörschaltung ist auch bekannt unter dem Namen „Cy-Entstörschaltung" . Im Unterschied dazu ist in den Beispielen gemäß der DE 33 14 412 C2 und DE 196 54 352 AI jeweils eine an eine Entstörschaltung angeschlossene Bürste möglichst niederohmig mit dem
Elektromotorgehäuse elektrisch verbunden nach der Methode „Masse des Elektromotorgehäuses an einem Pol des Gleichspannungsnetzes", wobei das Gleichspannungsnetz ein Bordnetz eines Fahrzeugs sein kann. Bei einer solchen Verschaltung des Elektromotorgehäuses mit einer Bürste ergibt sich meistens die Einschränkung, daß der Elektromotor nur in einer Drehrichtung betreibbar ist, was aber bei einem Pumpenantriebsmotor für eine Kolbenpumpe beispielsweise einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage oder einem Scheibenwischerantriebsmotor ausreichend ist.
Durch die Druckschrift DE 42 42 641 AI ist ein Stellantrieb bekannt mit einem Elektromotor, der ein metallisches Elektromotorgehäuse, eine Welle mit Anker und Kollektor und Bürsten und eine Bürstenhalterplatte aufweist, und mit einer Steuerelektronik für den Elektromotor, wobei elektronische und elektrische Bauelemente mit einer Leiterbahnplatte verbunden sind und die Leiterbahnplatte rechtwinklig zur Welle und benachbart zu den Bürstenhaltern in einen Querschnitt des Elektromotorgehäuses ragt und außerhalb des Elektromotorgehäuses von einem Steuerelektronikgehäuse geschützt ist. Der Stellantrieb besitzt beispielsweise ein Schneckengetriebe und dient beispielsweise zum Verschieben eines Schiebedaches . Demgemäß muß der Elektromotor in zwei verschiedenen Drehrichtungen wirken, was über die Steuerelektronik erreicht wird. Die Steuerelektronik ist auch derart eingerichtet, daß das genannte Schiebedach zwischen konstruktiv möglichen Endstellungen auch auswählbare Zwischenstellungen einnehmen kann. In den Endstellungen wird für das Abschalten des Elektromotors gesorgt. Weil dieser Elektromotor einen Kollektor und Bürsten aufweist, so kann es notwendig sein, in dem Stellantrieb eine Entstörschaltung, beispielsweise eines in dem Stand der Technik vorkommenden Typs, anzuordnen. Dabei können die Entstörmittel beispielsweise der Steuerelektronik hinzugefügt und beispielsweise an der Leiterbahnplatte befestigt sein.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Stellantrieb mit einem Elektromotor und mit einer Steuerelektronik gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 hat den Vorteil, daß das metallische Elektromotorgehäuse mit einer beispielsweise als Cy-Schaltung ausgebildeten Entstörschaltung, deren Entstörelemente mit der Leiterbahnplatte der Steuerelektronik kontaktiert sind, elektrisch leitend verbindbar ist anläßlich der Montage des Elektromotors, wozu das Zusammenstecken des Elektromotorgehäuses und der Bürstenträgerplatte unter Hinzufügung der Leiterbahnplatte gehören.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Stellantriebs möglich.
Der Stellantrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 hat den Vorteil, daß innerhalb des Elektromotorgehäuses die Leiterbahnplatte einen relativ großen Platz einnehmen kann, weil an sich lediglich ein Ausschnitt in der Leiterbahnplatte benötigt wird, damit das dünnste drehende Bauteil des Elektromotors, nämlich die Welle, nicht mit der Leiterbahnplatte kollidiert.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 ergeben eine gute Verankerung der erfindungsgemäß eingebauten Kontaktfeder in einer ohnehin normalerweise vorgesehenen Bürstenträgerplatte . Nach der Montage der Bürstenträgerplatte kann die Leiterbahnplatte zur Welle ausgerichtet und entlang dieser gegen die
Bürstenträgerplatte bewegt und montiert werden, wobei dann eine Kontaktfahne durch eine Öffnung der Leiterbahnplatte ragt, um mit einer zugeordneten Leiterbahn verlötet zu werden.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 geben eine alternative Lösung an zu den Lösungsmitteln gemäß dem Patentanspruch 3. Die merkmalsgemäße Öffnung in der Bürstenträgerplatte ist mittels eines relativ einfach ausgebildeten Werkzeuges herstellbar, weswegen die Kontaktfeder in einem späteren MontageVorgang in diese Öffnung einzuschieben ist.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 ergeben den Vorteil, daß nach dem Einstecken der Kontaktfeder in die Öffnung die Kontaktfeder in axialer Richtung formschlüssig gesichert ist.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 ergeben den
Vorteil, daß bereits vor dem Zusammenbauen des Stellantriebs die Kontaktfeder mit der Leiterbahnplatte vereinigbar und mit einer Leiterbahn verlötbar ist. Insoweit kann das Verlöten gleichzeitig mit dem Herstellen anderer benötigter Lötverbindungen der Steuerelektronik durchgeführt werden. Anstelle der in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen genannten relativ engen Öffnungen in den
Bürstenträgerplatten erhält nunmehr die Bürstenträgerplatte eine relativ große Öffnung, durch die hindurch die Kontaktfeder beispielsweise berührungsfrei in das Elektromotorgehäuse einführbar ist .
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 7 ergeben eine gute Verankerung der Kontaktfeder mit der Leiterbahnplatte zu dem Zweck, daß die erwünschte Kontaktkraft, die kippend auf die Kontaktfeder wirkt, nicht zur Loslösung von der Leiterbahnplatte führt .
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 8 ergeben den Vorteil, daß anläßlich des Zusammenbauens des Elektromotors das den Kontakt bewirkende federnde Ende der Kontaktfeder beim Hindurchführen durch die Bürstenträgerplatte und beim Einführen in das Elektromotorgehäuse nicht spießt, wodurch das Einführen der Kontaktfeder durchführbar ist.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 9 ergeben den Vorteil, daß die Kontaktfeder vor und während des Zusammenbauens des Elektromotors weitgehend vor Beschädigung oder die Kontaktgabe beeinträchtigende Verbiegung geschützt ist.
Das Merkmal des kennzeichnenden Anspruchs 10 ergibt den Vorteil, daß beispielsweise dann, wenn gemäß dem Anspruch 6 die Kontaktfeder kippsicher an der Leiterbahnplatte befestigt ist, ein ausreichendes Andrücken des federnden freien Endes an das Elektromotorgehäuse stattfindet. Die Anlauframpe bewirkt, daß gegen Ende des Einführungsvorganges der Kontaktfeder in das Elektromotorgehäuse das frei federnde Ende in radialer Richtung zum Elektromotorgehäuse in die Kontaktstellung bewegt wird. Zeichnung
Drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Stellantriebs sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Figur 2 das erfindungsgemäße Detail in der Figur 1 in vergrößertem Maßstab, Figur 3 ein alternatives Detail in vergrößertem Maßstab, Figur 4 eine Stirnansicht des Ausführungsbeispieles gemäß der Figur 3 und Figur 5 das dritte Ausführungsbeispiel in vergrößertem Maßstab.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der erfindungsgemäße Stellantrieb 2 gemäß der Figur 1 hat einen Elektromotor 3 , eine Steuerungselektronik 4 und ein dem Elektromotor nachgeordnetes mechanisches Getriebe 5.
Der Elektromotor 3 hat ein Elektromotorgehäuse 10, das im wesentlichen topfartig ausgebildet ist, und darin ruhend angeordnet Permanentmagnete 11, innerhalb der Permanentmagnete 11 einen von einer Welle 12 getragenen Anker 13, einen dem Anker 13 zugeordneten Kollektor 14, zwei in an sich bekannter Weise gegen den Kollektor 14 andrückbare Bürsten 15, den Bürsten 15 zugeordnete Bürstenhalter 16, eine die Bürstenhalter 16 tragende Bürstenhalterplatte 17 sowie ein erstes Wellenlager 18 und ein zweites Wellenlager 19. Dabei schließt sich die Bürstenhalterplatte 16 axial an das topfartige
Elektromotorgehäuse 10 an und wiederum axial an die Bürstenhalterplatte 17 schließt sich das mechanische Getriebe 5 an, dessen Gehäuse 20 als ein Deckel für den Elektromotor 3 wirkt und dabei das zweite Wellenlager 19 kippbeweglich aufnimmt. Durch das zweite Wellenlager 19 hindurch ist die Welle 12 verlängert zu einer sich in das Gehäuse 20 erstreckenden Schneckenwelle 21. Diese Schneckenwelle 21 kämmt mit einem Schneckenrad 22, das mittels einer Schneckenradwelle 23 gelagert ist. Diese Schneckenradwelle 23 treibt ein außerhalb des Gehäuses 20 befindliches Ritzel 24 an. Das Ritzel 24 dient beispielsweise dazu, über nicht dargestellte biegsame Zug- und Druckmittel ein Schiebedach zu bewegen. Das Ritzel kann aber auch dazu dienen, einen
Fensterscheibenheber zu bewegen. Erkennbar ist, daß das Getriebe 5 unterschiedliche Gegenstände bewegen kann und deshalb anstelle des Ritzels 24 auch ein anderes Abtriebselement mit der Schneckenradwelle 23 verbunden sein kann.
Die Steuerungselektronik 4 ist von einem Steuerelektronikschutzgehäuse 30 geschützt, wobei dem Steuerelektronikschutzgehäuse 30 benachbart zu dem mechanischen Getriebe 5 ein Schutzgehäusedeckel 31 zugeordnet ist. Im Beispiel ist das
Steuerelektronikschutzgehäuse 30 über eine Brücke 32 mit der Bürstenträgerplatte 17 zu einem integralen Bauteil vereinigt. Entlang dieser Brücke 30 besitzt die Steuerungselektronik 4 eine Leiterbahnplatte 33. Diese
Leiterbahnplatte 33 ist mit ihrer Ebene rechtwinklig zur Welle 12 ausgerichtet und hat, damit die Welle 12 und ein auf der Welle 12 verdrehsicher festgeklebter rotationssymmetrischer Permanentmagnetkörper 34 innerhalb des Grundrisses der Leiterbahnplatte 33 drehbar ist, eine Öffnung 35. Diese Öffnung 35 umgibt den
Permanentmagnetkörper 34 mit radialem Spiel. Benachbart zum Umfang des Permanentmagnetkörpers 34, der in an sich bekannter Weise an seinem Umfang einen Nordpol und einen Südpol aufweisen kann, ist ein Hall-Sensor 36 positioniert, der über seine nicht bezeichneten Anschlußdrähte an der Leiterbahnplatte 33 befestigt ist. Dieser Hall-Sensor 36 gehört zur Steuerungselektronik 4. In nicht dargestellter Weise sind die üblicherweise drei Anschlußdrähte des Hall- Sensors 36 über nicht dargestellte Leiterbahnen, die sich auf der Leiterbahnplatte 33 befinden, mit nicht dargestellten elektrischen und elektronischen Bauelementen verbunden. Da die Steuerungselektronik 4 nicht der Gegenstand der Patentanmeldung ist, kann auf weitere Hinweise verzichtet werden.
Im Bereich der Steuerungselektronik 4 und dabei beispielsweise an der Leiterbahnplatte 33 befestigt sind Funkentstörmittel 55, die beispielsweise der Kondensatorverschaltung gemäß der Druckschrift US 4,384,223 entsprechen. Es sind also zumindest zwei Kondensatoren in einer sogenannten Cy-Entstörschaltung zusammengefaßt und zwei Kondensatoranschlußmittel sind elektrisch zwei Bürsten 16 zugeordnet. Eine sogenannte Mittelanzapfung der Kondensatorkombination ist vorgesehen zur Kontaktierung mit dem metallischen Elektromotorgehäuse 10. Hierfür ist im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 und der vergrößerten Darstellung in der Figur 2 in der Bürstenhalterplatte 17, die aus thermoplastischem Werkstoff angefertigt ist, eine Kontaktfeder 37 angeordnet durch Umspritzen dieser
Kontaktfeder 37. Die Kontaktfeder 37 hat an einem an die Leiterbahnplatte 33 heranreichenden Ende 38 eine Lötfahne 39, die durch eine in der Figur 2 verbessert sichtbare Öffnung 40 und dabei auch durch eine Leiterbahn 41 hindurchragt, um durch Anbringung einer Lötverbindung 42 mit der Leiterbahn 41 kontaktiert zu sein. Diese Leiterbahn 41 ihrerseits steht mit den beschriebenen Funkentstörmitteln 55 in elektrischer Verbindung. Hierbei können die Funkentstörmittel 55 in SMD-Technik ausgestaltet sein, wobei der Begriff SMD für „surface mounted device" und also für Montage auf der Oberfläche der Leiterbahnplatte 33 und der Leiterbahn 41 steht.
Wie in den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist, erstreckt sich die Kontaktfeder 37 von der Leiterbahnplatte 33 ausgehend beispielsweise parallel zur Welle 12 in das metallische Elektromotorgehäuse 10 hinein. Die Kontaktfeder 37 weist innerhalb des Elektromotorgehäuses 10 ein federndes Ende 43 auf, das über ein gekrümmtes Teilstück 44, das im eingebauten Zustand eine Biegung von im wesentlichen 150° aufweist, über ein einen Federfuß bildendes Ende 38 an die Leiterbahnplatte 33 angeschlossen ist. Damit im dargestellten Zustand das federnde Ende 43 genügend Kontaktkraft gegen das Elektromotorgehäuse 10 aufweist, wird man dem gekrümmten Teilstück 44 eine Ursprungskrümmung geben, die beispielsweise um 20° kleiner als die dargestellte ist.
Wie dies aus der Figur 1 ersichtlich ist, ist infolge der topfartigen Gestaltung des Elektromotorgehäuses 10 und der Bürstenhalterplatte 17 axiale Montage vorgesehen. Im Beispiel der Figur 1 wird die Kombination aus dem Anker 13 und dem Kollektor 14 mit dem zugeordneten Längenabschnitt der Welle 12 in das Elektromotorgehäuse 10 eingesteckt, wodurch die Welle 12 in das erste Lager 18 gerät. Danach wird beispielsweise die aus der Bürstenhalterplatte 17 und dem Steuerelektronikschutzgehäuse 30 zusammengebaute Kombination zum Elektromotorgehäuse 10 ausgerichtet und entlang der Schneckenwelle 21 gegen das Elektromotorgehäuse 10 bewegt. Hierbei taucht dann die Kontaktfeder 37 in das Elektromotorgehäuse 10 ein, wobei durch elastische Verformung beispielsweise im Bereich des gekrümmten Teilstückes 44 das federnde Ende 43 bestimmungsgemäß den Kontakt mit dem metallischen Elektromotorgehäuse 10 herstellt. Hierbei kann wahlweise die Steuerungselektronik 4 in das Steuerelektronikgehäuse 30 bereits eingebaut sein und es kann auch bereits die Leiterbahnplatte 33 mit der Bürstenhalterplatte 17 vereinigt sein. Dies hat den Vorteil, daß bereits vor der Vereinigung der Bürstenhalterplatte 17 mit dem Elektromotorgehäuse 10 die Lötfahne 39 der Kontaktfeder 37 mit der beschriebenen Leiterbahn 41 verlötbar ist. Dieses Verlöten kann, wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, beispielsweise gleichzeitig erfolgen mit dem Herstellen der anderen Lötverbindungen beispielsweise mit derjenigen Lötverbindung, die zur
Halterung und elektrischen Kontaktierung des Hall-Sensors 36 mit der Leiterbahnplatte 33 führt. Danach wird das mechanische Getriebe 5 und das darin kippbeweglich angeordnete zweite Wellenlager 19 zur Schneckenwelle 21 ausgerichtet und schließlich den Deckel bildend axial an die Bürstenträgerplatte 17 montiert.
Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 dadurch, daß auf eine form- und stoffschlüssige Umspritzung der Kontaktfeder 37 verzichtet wird. Vielmehr wird lediglich in einer abgewandelten Bürstenhalterplatte 17a ein Kanal 45 vorgesehen. Durch diesen Kanal 45 wird eine beispielsweise durch zwei federnde Zungen 46 und 47 weitergebildete Kontaktfeder 37a geschoben. Die Sicherungszungen 46 und 47 werden aus dem Werkstoff der Kontaktfeder 37a gebildet und sind formbar durch Anbringen von U-förmigen Schnitten und Herausbiegen von Werkstoff aus der Kontur der Kontaktfeder 37a. Da das Einschieben der Kontaktfeder 37a in den Kanal 45 mit der Lötfahne 39 voraus erfolgt, kann die Sicherungszunge 46 bereits aus der Kontur der Kontaktfeder 37a herausragen, wie dies in der Figur 3 dargestellt ist. Für die Sicherungszunge 47 ergeben sich zwei Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit besteht darin, vor dem Einstecken der Kontaktfeder 37a die federnde Zunge 47 bereits von der Kontaktfeder 37a abstehen zu lassen, so daß beim Einschieben die Sicherungszunge 47 elastisch in die Kontur der Kontaktfeder 37a zurückgedrückt wird und dann in die in der Figur 3 dargestellte Sicherungsstellung schnappt. Die zweite Möglichkeit besteht darin, die in der Figur 3 ersichtliche Ausbiegung der Sicherungszunge 47 herzustellen nach dem Einstecken der Kontaktfeder 37a in den Kanal 45.
Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 zusätzlich vorgesehen ist zum Schutz vor nachteiliger
Verbiegung der Kontaktfeder 37a vor oder während der Montage eine Schutzwand 48. Diese Schutzwand 48 steht ab von der Bürstenhalterplatte 17a, hat einen im wesentlichen U- förmigen Grundriß, der radial auswärts zum Elektromotorgehäuse 10 offen ist und verläuft dabei beispielsweise parallel zur Welle 12.
Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 5 erspart eine Befestigung an der Bürstenhalterplatte 17 bzw. 17a, in dem eine kippsichere Befestigung einer Kontaktfeder 37b an einer verändert gestalteten Leiterbahnplatte 33b durchgeführt wird. Hierfür hat die Kontaktfeder 37b wenigstens zwei durch die Leiterbahnplatte 33b steckbare Lötfahnen 39b und 39c. Die Lötfahne 39b und 39c haben einen Abstand, so daß Lötpunkte 42b und 42c einer Verkippung der Kontaktfeder 37b als Folge von Kontaktdruck an einem Hebelarm, standhalten können. Die beiden voneinander entfernten Lötfahnen 39b und 39c kann man erzeugen, indem man ein Bandmaterial, aus dem die Kontaktfeder 37b hergestellt ist, ein Stück weit der Länge nach aufschlitzt, so daß man wenigstens zwei Streifen hat, wobei ein Streifen 49 abgewinkelt und dann längs der Ebene der Leiterbahnplatte 33b verlaufend angeordnet wird. An diesen Streifen 49 schließt sich die Lötfahne 39c an. Die Bürstenträgerplatte 17b hat zum Hindurchführen des federnden Endes 43 der Kontaktfeder 37 eine Öffnung 17c. Randseitig dieser Öffnung 17c kann von der Bürstenhalterplatte 17b wiederum eine Schutzwand 48c mit einem im wesentlichen U-förmigen Grundriß ausgehen.
Zusätzlich ist hier in der Schutzwand 48c noch eine Rampe 50 vorgesehen. Zu einem freien Ende 51 der Schutzwand 48c hat die Rampe 50 ihre größte Abmessung. Die Rampe 51 verläuft winkelig zur Längsachse des Elektromotorgehäuses 10. Dies hat die beabsichtigte Wirkung, daß nach dem Durchführen des federnden Endes 43 der Kontaktfeder 37b durch die Öffnung 17c das Teilstück 44 der Kontaktfeder 37b in Ausrichtung zu der Rampe 50 gelangt und dadurch zum Elektromotorgehäuse 10 hin gestützt wird. Dadurch ergibt sich am federnden Ende 43 eine hohe Kontaktkraft, ohne daß die Kontaktfeder 37b im
Bereich des Streifens 49, also nahe bei der Leiterbahnplatte 33b eine nachteilige Verbiegung erleidet.
Es ist anhand der drei Ausführungsbeispiele erkennbar, daß es unterschiedliche Möglichkeiten gibt, eine Kontaktfeder mit einem federnden Ende 43 auszubilden und elektrisch mit Entstörmitteln zu verbinden zu dem Zweck, daß die Entstörmittel zur Entstörung das metallische Elektromotorgehäuse 10 einbeziehen.

Claims

Ansprüche
1. Stellantrieb mit einem Elektromotor, der ein metallisches Elektromotorgehäuse, eine Welle mit Anker und Kollektor, Bürsten und eine Bürstenhalterplatte aufweist, und mit einer Steuerelektronik für den Elektromotor, wobei elektronische und elektrische Bauelemente mit einer Leiterbahnplatte verbunden sind und die Leiterbahnplatte quer zur Welle und benachbart zu der Bürstenhalterplatte in einem Querschnitt des Elektromotorgehäuses ragt und außerhalb des Elektromotorgehäuses von einem Steuerelektronikgehäuse geschützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiterbahn (41) , die mit einem Funkentstörmittel kontaktiert ist und in den Querschnitt des Elektromotorgehäuses verläuft, mit einer Kontaktfeder (37, 37a, 37b) kontaktiert ist, wobei die Kontaktfeder (37, 37a, 37b) von der Leiterbahnplatte (33, 33b) in Richtung des Elektromotorgehäuses (10) absteht und ein federnd in dem Elektromotorgehäuse (10) anliegendes federndes Ende (43) hat.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenhalterplatte (17, 17a, 17b) axial zwischen der Leiterbahnplatte (33, 33b) und dem Anker (13) angeordnet ist und die Kontaktfeder (37, 37a, 37b) durch die Bürstenhalterplatte (17, 17a, 17b) hindurchgeführt ist.
3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenträgerplatte (17) ein Spritzformling aus Isolierstoff ist und daß die Kontaktfeder (37) nach Art einer Blattfeder ausgebildet und stoffschlüssig vom Isolierstoff umgeben ist.
4. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Isolierstoff bestehende erste Trägerplatte (17a) einen Kanal (45) aufweist, durch den die Kontaktfeder (37a) hindurchgesteckt ist.
5. Stellantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (37a) wenigstens eine gegen die Bürstenhalterplatte (17a) gerichtete Sicherungszunge (46, 47) hat.
6. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (37c) wenigstens zwei durch die Leiterbahnplatte (33b) steckbare Lötfahnen (39b, 39c) aufweist, die voneinander einen Abstand aufweisen, der im wesentlichen in radialer Richtung des Elektromotorgehäuses (10) verlaufend ausgerichtet ist.
7. Stellantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anschlußfahne (39c) von einem winkelig von der Kontaktfeder (37b) abstehenden Streifen (49) ausgeht.
8. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder im Bereich ihres federnden Endes ein im wesentlichen U-förmig gebogenes verlaufendes Teilstück (44) aufweist, wobei das federnde Ende (43) sich radial auswärts zum Elektromotorgehäuse (10) an das Teilstück (44) anschließt .
9. Stellantrieb nach Anspruch 1, 3, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der Bürstenhalterplatte (17, 17a, 17b) und dabei längs der Kontaktfeder (37, 37a, 37b) eine an die Bürstenhalterplatte (17, 17a, 17b) angeformte Schutzwand (48) mit einem im wesentlichen U-förmigen Grundriß, der zum federnden Ende (43) offen ist, ausgeht.
10. Stellantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des freien Endes (51) eine Rampe (50) angeordnet ist, deren geringster Abstand relativ zur
Innenseite des Elektromotorgehäuses (10) am freien Ende (51) der Schutzwand (48) vorgesehen ist.
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