ITMI941723A1 - ROTATION RECOGNITION DEVICE FOR A COLLECTOR MOTOR - Google Patents

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ITMI941723A1
ITMI941723A1 IT94MI001723A ITMI941723A ITMI941723A1 IT MI941723 A1 ITMI941723 A1 IT MI941723A1 IT 94MI001723 A IT94MI001723 A IT 94MI001723A IT MI941723 A ITMI941723 A IT MI941723A IT MI941723 A1 ITMI941723 A1 IT MI941723A1
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shield
circuit board
rotor shaft
recess
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Michael Bock
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Abstract

Secondo l'invenzione viene realizzato un dispositivo di riconoscimento di rotazione semplice ed economico per un motore a collettore per il fatto che l'albero del rotore (5), nello spazio fra il collettore (21) ed il cuscinetto (15) nello scudo (11) presenta un corpo di rotore a magnete (29) disposto in maniera fissa, il quale è campionabile da un sensore di Hall (37) disposto su un circuito stampato (41) eseguito come parte di inserzione. Il circuito stampato (41), attrezzato con componenti elettrici, è facilmente montabile e smontabile.According to the invention, a simple and inexpensive rotation recognition device is provided for a collector motor in that the rotor shaft (5), in the space between the collector (21) and the bearing (15) in the shield ( 11) has a fixedly arranged magnet rotor body (29), which can be sampled by a Hall sensor (37) arranged on a printed circuit (41) performed as an insertion part. The printed circuit board (41), equipped with electrical components, is easily assembled and disassembled.

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L'invenzione riguarda un dispositivo di riconoscimento di rotazione per un motore a collettore del tipo indicato nel preambolo della rivendicazione 1 . The invention relates to a rotation recognition device for a commutator motor of the type indicated in the preamble of claim 1.

Dispositivi di riconoscimento di rotazione per motori a collettore eccitati mediante magneti a gusci parziali, sono già noti. Così, la pubblicazione brevettuale EP-A1-0307709 descrive un dispositivo, nel quale in almeno un vano interpolare tra il magnete a guscio parziale, rispettivamente le bobine di eccitazione singole, è disposta una bobina di misura inducibile dalla pulsazione del campo disperso a frequenza di scanalatura alla rotazione del rotore. Questa bobina di misura è disposta in un corpo portante. Questo dispositivo noto è ancora molto dispendioso nella costruzione e nel montaggio. Rotation recognition devices for commutator motors excited by partial shell magnets are already known. Thus, the patent publication EP-A1-0307709 describes a device, in which a measuring coil inducible by the pulsation of the dispersed field at a frequency of groove to rotor rotation. This measuring coil is arranged in a carrier body. This known device is still very expensive in construction and assembly.

Un dispositivo di riconoscimento di rotazione migliorato è noto dalla pubblicazione brevettuale DE-GM 8910214, ove il corpo portante, alloggiente la bobina di misura, è solidale con un ponte di spazzole, in particolare stampato ad iniezione in materiale plastico. Qui è svantaggioso che nel caso di una sostituzione, eventualmente necessaria, della bobina di misura, lo scudo debba venire rimosso dal corpo del motore. Questo dispendio di montaggio e di tempo non è più giustificato per motori a collettore economici. An improved rotation recognition device is known from the patent publication DE-GM 8910214, where the bearing body, housing the measuring coil, is integral with a bridge of brushes, in particular injection molded in plastic material. Here it is disadvantageous that in the event of a possibly necessary replacement of the measuring coil, the shield must be removed from the motor body. This waste of assembly and time is no longer justified for economical commutator engines.

Alla base dell'invenzione vi è il compito di realizzare un dispositivo di riconoscimento di rotazione per un motore a collettore, che possa venire prodotto e montato in maniera semplice ed economica. Un'eventuale necessaria sostituzione dell'elemento sensore deve essere possibile senza grande dispendio di tempo e di costo. Questo compito viene risolto mediante le particolarità caratterizzate nella rivendicazione brevettuale 1. The invention is based on the task of providing a rotation recognition device for a commutator motor, which can be produced and assembled in a simple and economical way. Any necessary replacement of the sensor element must be possible without great expenditure of time and cost. This task is solved by means of the particularities characterized in patent claim 1.

Il dispositivo di riconoscimento di rotazione secondo l'invenzione si distingue per una struttura semplice e compatta. L'elemento sensore, costituito da un IC di Hall, è disposto su un circuito stampato eseguito come componente di montaggio, che è facilmente inseribile dall'esterno in una rientranza dello scudo. I conduttori o linee di alimentazione e di se-gnale, da collegare con i componenti elettrici sul circuita stampato, da un lato sono connesse, scaricate a trazione, con il circuito stampato e dall'altro lato con un corpo di manicotto da innesto. I conduttori uscenti dal corpo del manicotto da innesto vengono uniti a fascio pe:r mezzo di un tubo flessibile isolante, e ad essi appartengono anche i conduttori di alimentazione delle spazzole a carbone. Tutti i conduttori (conduttori di alimentazione e di segnale) vengono guidati nell'interno dello scudo per mezzo di una guida a trefolo. The rotation recognition device according to the invention is distinguished by a simple and compact structure. The sensor element, consisting of a Hall IC, is arranged on a printed circuit board made as a mounting component, which can be easily inserted from the outside into a recess in the shield. The conductors or supply and signal lines, to be connected with the electrical components on the printed circuit board, are connected on the one hand, tension discharged, with the printed circuit and on the other side with a coupling sleeve body. The conductors coming out of the body of the coupling sleeve are bundled together by means of a flexible insulating tube, and the power conductors of the carbon brushes also belong to them. All conductors (power and signal conductors) are guided into the interior of the shield by means of a stranded guide.

Ulteriori vantaggiose esecuzioni dell'oggetto dell'invenzione sono da rilevarsi dalle ulteriori sottorivendicazioni. Further advantageous embodiments of the object of the invention can be seen from the further sub-claims.

L'invenzione viene spiegata più in dettaglio di seguito con l'aiuto di un esempio di esecuzione. The invention is explained in more detail below with the help of an exemplary embodiment.

La figura 1 mostra una sezione di un motore a collettore, Figure 1 shows a section of a commutator engine,

la figura 2 mostra una vista in pianta di uno scudo, Figure 2 shows a plan view of a shield,

la figura 3 mostra un particolare di figura 1 in rappresentazione ingrandita, Figure 3 shows an enlarged representation of a detail of Figure 1,

la figura 4 mostra una vista in pianta del circuito stampato, la figura 5 mostra una vista laterale del conduttore di collegamento completo con circuito stampato e, Figure 4 shows a plan view of the printed circuit, Figure 5 shows a side view of the complete connection conductor with printed circuit and,

la figura 6 mostra un particolare della figura 5 con vista laterale del circuito stampato in rappresentazione ingrandita. Figure 6 shows a detail of Figure 5 with a side view of the printed circuit in an enlarged representation.

La figura 1 mostra un motore a collettore, che è previsto come motore di azionamento per alzacristalli, azionatori di tettucci scorrevoli, regolatori di sedili, regolatori di specchi e così via in autoveicoli. Questo motore a collettore 1 presenta un rotore 3, azionabile in due direzioni di rotazione, il cui albero di rotore 5 è supportato in maniera girevole in scudi 9, 11, connessi da entrambi i lati con il corpo del motore 7. A questo scopo, gli scudi 9, 11 presentano cuscinetti a calotta 13, 15. Il corpo del motore 7, eseguito a forma cilindrica, è provvisto di magneti permanenti 17 sul suo lato interno 16. Le estremità libere degli avvolgimenti 19 del rotore 3 sono connesse con un collettore 21, fissato sull'albero 5 del rotore, il quale collettore è in collegamento a strisciamento con spazzole di carbone 25 supportate in maniera spostabile in pozzi per spazzole 23. L'albero di rotore 5 presenta, fra il cuscinetto a calotta 15 e il collettore 21, un corpo di rotore a magneti 29 con magnete di comando 31, iniettato a due poli, si veda la figura 3. Il corpo del rotore a magneti 29, rotante insieme all'albero del rotore 5, per il riconoscimento di rotazione è campionabile mediante un elemento sensore, che è disposto sporgente sul lato interno 35 dello scudo 11, ed è costituito da un sensore di Hall 37, rispettivamente da un IC di Hall. Questo sensore di Hall 37, con ulteriori componenti elettrici, per esempio con una resistenza 39, viene eseguito come componente integrato, che presenta un circuito stampato 41. Questo circuito stampato 41 è premontabile con i componenti elettrici, e poi inseribile come parte di inserzione in una rientranza 43 nello scudo 11 e qui bloccabile. La rientranza 43 viene eseguita eccentricamente rispetto al punto di supporto 27 dell'albero di rotore 5 nello scudo 11 ed è aperta verso il lato esterno 45 dello scudo 11. Nella superficie di fondo 48 della rientranza 43 si trova una camera 47 incassata, chiusa, con una parete di camera 50 opposta al perimetro esterno 49 del corpo del rotore a magneti 29, dietro la quale parete è disposto il sensore di Hall 37 sul circuito stampato 41, inserito nella camera 47, per il campionamento del magnete di comando 31. Con ciò viene realizzato un dispositivo di riconoscimento di rotazione compatto per un motore a collettore 1. Figure 1 shows a commutator motor, which is provided as a drive motor for window lifters, sliding roof actuators, seat adjusters, mirror adjusters, and so on in motor vehicles. This commutator motor 1 has a rotor 3, which can be driven in two directions of rotation, the rotor shaft 5 of which is rotatably supported in shields 9, 11, connected on both sides with the motor body 7. For this purpose, the shields 9, 11 have cup bearings 13, 15. The body of the motor 7, made in a cylindrical shape, is provided with permanent magnets 17 on its inner side 16. The free ends of the windings 19 of the rotor 3 are connected to a collector 21, fixed on the rotor shaft 5, which collector is in sliding connection with carbon brushes 25 movably supported in brush wells 23. The rotor shaft 5 has, between the cap bearing 15 and the collector 21, a magnet rotor body 29 with drive magnet 31, injected with two poles, see Figure 3. The magnet rotor body 29, rotating together with the rotor shaft 5, can be sampled for rotation detection by means of an element nto sensor, which is arranged protruding on the inner side 35 of the shield 11, and is constituted by a Hall sensor 37, respectively by a Hall IC. This Hall sensor 37, with further electrical components, for example with a resistor 39, is executed as an integrated component, which has a printed circuit board 41. This printed circuit board 41 is preassembled with the electrical components, and can then be inserted as an insertion part in a recess 43 in the shield 11 and here lockable. The recess 43 is performed eccentrically with respect to the support point 27 of the rotor shaft 5 in the shield 11 and is open towards the outer side 45 of the shield 11. In the bottom surface 48 of the recess 43 there is a recessed, closed chamber 47, with a chamber wall 50 opposite the outer perimeter 49 of the magnet rotor body 29, behind which wall is arranged the Hall sensor 37 on the printed circuit 41, inserted in the chamber 47, for sampling the control magnet 31. With this provides a compact rotation recognition device for a commutator motor 1.

Il circuito stampato 41 è inseribile in direzione longitudinale rispetto all'albero del rotore 5 nella rientranza 43 nello scudo 11, per cui viene reso possibile un montaggio semplice del circuito stampato 41 completo. The printed circuit 41 can be inserted longitudinally with respect to the rotor shaft 5 in the recess 43 in the shield 11, whereby a simple assembly of the complete printed circuit 41 is made possible.

I componenti elettrici come il sensore di Hall 37, la resistenza 39, e così via, sono disposti premontati sul lato anteriore 51, rivolto verso il magnete di comando 31, del circuito stampato 41, e con le loro estremità di connessione 53, 55 sono fatti passare dal lato anteriore 51 al lato posteriore 57 del circuito stampato 41, e qui contattati con le piste conduttive associate sul lato posteriore 57. I conduttori di alimentazione, rispettivamente di segnale 59, 61 da collegare con i componemti elettrici 37, 39, nella zona delle loro estremità di connessione 63, 65 dal lato posteriore 57 al lato anteriore 51 del circuito stampato 41 sono guidati ed innestati scaricati a trazione in rientranze di arresto 67, 69 del circuito stampato 41. A questo scopo, le rientranze di arresto 67, 69 sono costituite da fori allungati 75, 77, aperti da un lato, sboccanti nelle superfici di bordo 71, 73 del circuito stampato 41, i cui diametri sono un po' minori del diametro esterno dei trefoli di conduttori 59. 61. Inoltre, le estremità di connessione 63, 65, libere ed isolate, attraverso aperture di passaggio 79, 81, dal lato anteriore 51 al posteriore 57 del circuito stampato 41 sono nuovamente passanti per il contatto con le piste conduttive sul lato posteriore 57. The electrical components such as the Hall sensor 37, the resistor 39, and so on, are arranged pre-assembled on the front side 51, facing the control magnet 31, of the printed circuit board 41, and with their connection ends 53, 55 are made to pass from the front side 51 to the rear side 57 of the printed circuit 41, and here contacted with the associated conductive tracks on the rear side 57. The power supply conductors, respectively signal 59, 61 to be connected with the electrical components 37, 39, in the the region of their connection ends 63, 65 from the rear 57 to the front side 51 of the printed circuit board 41 are guided and engaged in tension release in the stop recesses 67, 69 of the printed circuit 41. For this purpose, the stop recesses 67, 69 consist of elongated holes 75, 77, open on one side, opening into the edge surfaces 71, 73 of the printed circuit 41, the diameters of which are somewhat smaller than the external diameter of the conductive strands. 59. 61. Furthermore, the connection ends 63, 65, free and insulated, through passage openings 79, 81, from the front 51 to the rear 57 of the printed circuit 41 are again passing through for contact with the conductive tracks on the side rear 57.

Inoltre, le altre estremità 83, 85 libere dei trefoli di conduttori 59, 61 uniti a fascio mediante un tubo flessibile isolante 87, sono collegate con un corpo di manicotto da innesto 89, il quale, con il circuito stampato 41 completo, forma un'unità costruttiva. Con il corpo di manicotto da innesto 89 sono collegate anche linee di alimentazione 91, 93, che vengono anch'esse riunite a fascio mediante il tubo flessibile isolante 87. Le estremità 95, 97 libere di queste linee di alimentazione 91, 93, al montaggio del circuito stampato 41, vengono posate attraverso la guida di trefolo 103 nell'interno dello scudo 11, e sono quindi collegabili facilmente con le spine di contatto 104. Furthermore, the other free ends 83, 85 of the conductor strands 59, 61 bundled together by means of a flexible insulating tube 87, are connected with a coupling sleeve body 89, which, with the complete printed circuit 41, forms a constructive unity. Supply lines 91, 93 are also connected to the coupling sleeve body 89, which are also bundled together by means of the insulating hose 87. The free ends 95, 97 of these supply lines 91, 93, upon assembly of the printed circuit 41, are laid through the strand guide 103 in the interior of the shield 11, and are therefore easily connectable with the contact pins 104.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di riconoscimento di rotazione per un motore a collettore, in particolare come un motore di azionamento per alzacristalli, azionatori di tettucci scorrevoli, regolatori di sedili, regolatori di specchi, ecc, in autoveicoli, con un rotore azionabile in due direzioni di rotazione, il cui albero di rotore è supportato in maniera girevole in scudi connessi su entrambi i lati con il corpo del motore, e presenta un collettore, che è in collegamento a strisciamento con spazzole spostabili in pozzi per spazzole nel corpo del motore, caratterizzato da un corpo di rotore a magneti (29) rotante con l'albero di rotore (5), il quale è connesso in maniera fissa con l'albero del rotore (5) nell'interspazio fra il collettore (21) ed il cuscinetto (15) nello scudo (11), ed è campionabile mediante un elemento sensore nel corpo del motore e da un sensore di Hall (37), che serve come elemento sensore, che è disposto sporgente sul lato interno (35) dello scudo (11). CLAIMS 1. Rotation recognition device for a commutator motor, in particular as a drive motor for window lifters, sliding roof actuators, seat adjusters, mirror adjusters, etc., in motor vehicles, with a rotor that can be operated in two directions of rotation , the rotor shaft of which is rotatably supported in shields connected on both sides with the motor body, and has a commutator, which is in sliding connection with movable brushes in brush shafts in the motor body, characterized by a magnet rotor body (29) rotating with the rotor shaft (5), which is fixedly connected with the rotor shaft (5) in the gap between the manifold (21) and the bearing (15) in the shield (11), and can be sampled by means of a sensor element in the motor body and a Hall sensor (37), which serves as a sensor element, which is arranged protruding on the inner side (35) of the shield (11). 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il sensore di Hall (37), con ulteriori componenti elettrici, per esempio con una resistenza (39), è eseguito come componente integrato. Device according to claim 1, characterized in that the Hall sensor (37), with further electrical components, for example with a resistor (39), is designed as an integrated component. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il sensore di Hall (37) e la resistenza (39) sono disposti su un circuito stampato (41), che è disposto come parte di inserzione in una rientranza (43) dello scudo (11). Device according to claim 2, characterized in that the Hall sensor (37) and the resistor (39) are arranged on a printed circuit board (41), which is arranged as an insertion part in a recess (43) of the shield (11). 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la rientranza (43) è eseguita eccentricamente rispetto al punto di supporto (27) dell'albero del rotore (5) nello scudo (11), è aperta verso il lato esterno (45) dello scudo (11), e che la superficie di fondo (48) della rientranza (43) presenta una camera (57) incassata, chiusa, con una parete di camera (50) opposta al perimetro esterno (49) del corpo del rotore a magneti (29), dietro la quale parete il sensore di Hall (37) è disposto sul circuito stampato (41) inserito nella sporgenza (47), per il campionamento del magnete di comando (31). Device according to claim 3, characterized in that the recess (43) is made eccentrically with respect to the support point (27) of the rotor shaft (5) in the shield (11), is open towards the outside (45 ) of the shield (11), and that the bottom surface (48) of the recess (43) has a recessed, closed chamber (57) with a chamber wall (50) opposite the outer perimeter (49) of the rotor body with magnets (29), behind which wall the Hall sensor (37) is arranged on the printed circuit (41) inserted in the projection (47), for sampling the control magnet (31). 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il circuito stampato (41) è inseribile in direzione longitudinale rispetto all'albero del rotore (5) nella rientranza (43) nello scudo (11). Device according to claim 4, characterized in that the printed circuit board (41) can be inserted in the longitudinal direction with respect to the rotor shaft (5) in the recess (43) in the shield (11). 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i componenti elettrici come il sensore di Hall (37), la resistenza (39) e così via, sono disposti premontati sul lato anteriore (51), rivolto verso il magnete di comando (31), del circuito stampato (41), e con le loro estremità di connessione (53, 55) sono passanti dal lato anteriore (51) al lato posteriore (57) del circuito stampato (41) e sono qui contattate con piste conduttive associate sul lato posteriore (57). 6. Device according to claim 5, characterized in that the electrical components such as the Hall sensor (37), the resistor (39) and so on, are arranged pre-assembled on the front side (51), facing the control magnet ( 31), of the printed circuit board (41), and with their connection ends (53, 55) they pass from the front side (51) to the rear side (57) of the printed circuit board (41) and are here contacted with associated conductive tracks on the rear side (57). 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le linee di alimentazione, rispettivamente di segnale (59, 61), da collegare con i componenti elettrici (37, 39), nella zona delle loro estremità di connessione (63, 65), guidate dal lato posteriore (57) al lato anteriore (51) del circuito stampato (41), sono innestate scaricate a trazione, in rientranze di arresto (67, 69) del circuito stampato (41), e che le estremità di connessione (63, 65) libere isolate, sono nuovamente passanti attraverso aperture di passaggio (79, 81) dal lato anteriore (51) al lato posteriore (57) del circuito stampato (41) per il contatto con le piste conduttive sul lato posteriore (57). 7. Device according to claim 6, characterized in that the power supply lines, respectively signal (59, 61), to be connected with the electrical components (37, 39), in the area of their connection ends (63, 65) , guided from the rear side (57) to the front side (51) of the printed circuit board (41), are engaged tension-relieved, in stop recesses (67, 69) of the printed circuit board (41), and that the connecting ends ( 63, 65) free insulated, are again passing through passage openings (79, 81) from the front side (51) to the rear side (57) of the printed circuit board (41) for contact with the conductive tracks on the rear side (57) . 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che le rientranze di arresto (67, 69) per l'innesto dei trefoli dei conduttori (59, 61) sono costituite da fori allungati (75, 77)., aperti da un lato, che sboccano nelle superfici di bordo (71, 73) del circuito stampato (41) ed i cui diametri sono un po' più piccoli del diametro esterno dei trefoli dei conduttori (59, 61). 8. Device according to claim 7, characterized in that the stop recesses (67, 69) for the insertion of the conductor strands (59, 61) consist of elongated holes (75, 77), open on one side , which open into the edge surfaces (71, 73) of the printed circuit (41) and whose diameters are somewhat smaller than the external diameter of the conductor strands (59, 61). 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che le altre estremità libere (83, 85) dei trefoli dei conduttori (59, 61), riunite a fascio mediante un tubo flessibile isolante (37), sono collegate con un corpo di manicotto da innesto (89), il quale con il circuito stampato (41) forma un'unità di montaggio. 9. Device according to claim 8, characterized in that the other free ends (83, 85) of the conductor strands (59, 61), bundled together by means of an insulating flexible tube (37), are connected with a sleeve body plug (89), which forms a mounting unit with the printed circuit board (41). 10. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che l'albero del rotore (5) davanti al punto di supporto (27) nello scudo (11) presenta un corpo di rotore a magneti (29) con un magnete di comando (31) stampato ad iniezione a due poli. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft (5) in front of the bearing point (27) in the shield (11) has a magnet rotor body (29) with a drive magnet ( 31) two-pole injection molded. 11. Dispositivo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che il corpo del manicotto da innesto (89) è collegato anche con conduttori di alimentazione (91, 93), le cui estremità libere (95, 97), all'inserzione del circuito stampato (41) nella rientranza (43), attraverso la guida di trefolo (103) vengono posate:nell'interno dello scudo (11) e sono quindi facilmente collegabili con le spine di contatto (104) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the body of the coupling sleeve (89) is also connected to supply conductors (91, 93), the free ends of which (95, 97), when the circuit is switched on molded (41) in the recess (43), through the strand guide (103) they are laid: in the inside of the shield (11) and are therefore easily connected to the contact pins (104)
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