WO2008061956A1 - Servodrive, in particular for a motor vehicle - Google Patents

Servodrive, in particular for a motor vehicle Download PDF

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WO2008061956A1
WO2008061956A1 PCT/EP2007/062500 EP2007062500W WO2008061956A1 WO 2008061956 A1 WO2008061956 A1 WO 2008061956A1 EP 2007062500 W EP2007062500 W EP 2007062500W WO 2008061956 A1 WO2008061956 A1 WO 2008061956A1
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WO
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housing
unit
actuator
control unit
transmission housing
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PCT/EP2007/062500
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Inventor
Helmut Schneider
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Würzburg
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Publication date
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
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    • H02K5/148—Slidably supported brushes
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to an actuator with a motor unit and a transmission unit.
  • the motor unit has a commutator mounted on the motor shaft.
  • the gear unit has a gear housing made of plastic, which is produced by means of an injection molding process. It is arranged a brush system for contacting the commutator between the motor unit and the gear unit.
  • the invention also relates to a use of the actuator in a motor vehicle.
  • Actuators such as Window lift drives or sunroof drives have long been known.
  • a brush housing having the brush system is pushed onto the motor shaft via the commutator and firmly connected to the motor unit.
  • the brush housing can already be accommodated a motor shaft bearing through which the motor shaft is guided.
  • the motor unit together with the brush housing is then inserted into a corresponding opening in the transmission housing, so that the motor shaft for driving the transmission unit can engage in a gear inside the transmission unit.
  • the gear unit has a worm wheel, which is driven by a worm shaft seated on the motor shaft.
  • the gear unit may comprise a spur gear, a bevel gear or a planetary gear.
  • the motor unit usually consists of a Motorgekoru- se, a brush housing and a rotor.
  • Known brush housings have an existing plastic housing, in which other components can be accommodated, such as power lines, carbon brushes or suppression elements.
  • the runner is preferably designed as a rotor package with a plurality of louvers mounted on the motor shaft.
  • the actuator can be electrically connected via an outward-guided plug or an outward-guided socket.
  • the currently known actuators usually have three or four main components, that is, the motor unit, the brush system, the transmission unit and possibly a control unit.
  • the latter can be omitted with technically simpler actuators.
  • the control unit comprises electrical and electronic components for adjusting the direction of motor rotation, such as e.g. a relay, or temperature sensors on. It can e.g. have a microcontroller for controlling and monitoring the actuator.
  • the brush system in the injection molding process for the production of the transmission housing is at least partially encapsulated by the plastic of the transmission housing.
  • This integration of the brush system into the gear housing advantageously increases the degree of integration of such a positioning drive.
  • the actuator according to the invention consists only of the two main components motor unit and gear / brush unit. This advantageously reduces the overall assembly effort for the actuator. It advantageously reduces the size of the gear housing and the actuator. In addition, the total weight of the actuator is reduced.
  • the actuator has a control unit connected to the brush system. The control unit is in the injection molding process for the production of the transmission housing partially or completely encapsulated with the plastic of the transmission housing.
  • the components of the brush system and the components of the control unit, or at least a part of the components and components, are thereby inserted into the injection mold for the transmission housing and encapsulated during molding with molding material, in particular plastic.
  • molding material in particular plastic.
  • the carbon brushes of the brush system can be kept free from the molding compound by appropriate partitions or separation chambers provided in the mold.
  • the molding compound is typically a thermoplastic such as e.g. Polyethylene or polyamide.
  • the integration of the brush system and the control unit on a printed circuit board advantageously reduces the number of contact points.
  • the reliability of the actuator increases.
  • the control unit may alternatively be used in a corresponding recess or in a corresponding cavity in the gear housing of the actuator.
  • the recess or the cavity can be used in the shaping of the injection molding Tool or the injection mold of the gear housing are taken into account.
  • webs, frames or receiving openings for receiving and fixing the aforementioned components and components may be formed during the injection molding of the gear housing.
  • At least a part of the components of the brush system and at least a part of the components of the control unit are arranged on a common printed circuit board. It is at least a part of the circuit board during injection molding of the transmission housing with umspritzbar.
  • the circuit board is advantageously used as a carrier of the aforementioned components and components.
  • the printed circuit board in particular for technically more sophisticated control units, for electrical connection of the components and components with each other.
  • the current guides of the brush system are mounted on the circuit board and soldered there.
  • the respective free end of the Stromstockedun- gene is ever a brush, in particular a carbon brush, the
  • the current leads can be conductively connected via further conductor tracks with interference suppression elements, such as chokes or capacitors, which are likewise arranged on the printed circuit board.
  • the current leads can furthermore be conductively connected to a relay for switching the direction of rotation of the motor or to a power output of a switching transistor or a microcontroller.
  • At least a part of the assembled printed circuit board, but preferably the entire printed circuit board, is encapsulated with the injection molding of the gear housing. Areas of the circuit board that are not to be overmoulded, such as the contacting area to the commutator of the motor unit, can by appropriate, provided in the mold
  • the gear housing is designed at least in two parts. At least one gear is received between the housing parts of the transmission housing.
  • the brush system and possibly the control unit can be encapsulated with the injection molding of one of the housing parts of the transmission housing.
  • the particular two-part design of the gear housing allows in a simple manner the inclusion of the gear components of the gear unit, such. a gear, a worm wheel, a dome or a pot bearing.
  • the two housing parts of the gear housing may be formed so that they can be permanently joined together after receiving the gear components by means of locks or clips.
  • the brush system and optionally the control unit can be injected by means of a lead-frame method during injection molding of the gear housing.
  • a so-called "Lead Frame” conductive stamped part
  • the components and components of the brush housing and the control unit are placed on the lead frame and then encapsulated with the lead frame method in addition to the placement of the components and components on the printed circuit board.
  • a connector or a connection socket during injection molding of the transmission housing can be molded with.
  • the degree of integration of the actuator is further increased.
  • connection pins or the connection contacts of the plug or the socket can be part of the lead frame described above.
  • the current leads of the injected brush system are electrically connected directly to the terminal contacts of the connector or the socket.
  • the electrical connections can e.g. be electrical leads, wires or conductive frame parts of the lead frame.
  • the power guides are connected to corresponding inputs on the circuit board of the control unit.
  • the actuator according to the invention can be used in a motor vehicle, in particular in a passenger car or a truck.
  • the actuator serves as a drive unit for motor vehicle windows or for opening and closing a motor vehicle sliding roof.
  • FIG. 2 shows an example of an actuator according to the invention in a perspective view in elevation
  • FIG 3 shows the actuator according to FIG 2 in a further perspective view.
  • 1 shows an example of an actuator 1 according to the prior art in a perspective view.
  • the actuator 1 has a motor unit 2 and a gear unit 3.
  • the motor shaft and a commutator mounted on the motor shaft are not recognizable in this illustration.
  • the gear unit 3 has a gear housing 6 made of plastic, which is produced by means of an injection molding process.
  • an output 14 can be seen, which is e.g. can serve to drive a window lifting mechanism of a motor vehicle.
  • mounting holes for attaching the actuator 1 to body parts of the motor vehicle can be seen.
  • the transmission housing 6 shown in FIG. 1 forms a transmission-side connecting flange 12 approximately at the center of the image. At these a designated by the reference numeral 13 Motoran gleichflansch the motor unit 2 is attached. In the example of FIG 1, the motor unit 2 is screwed by means of the fastening screws 16 shown fixed to the transmission housing 6.
  • a combined control / brush unit 9 is further seen, which is composed of a brush system 7 and a control unit 8.
  • the control unit 8 has a housing 19 for accommodating the components of the control unit 8.
  • the control unit 8 is screwed tightly to the transmission housing 6 by means of the fastening screws 17 shown.
  • the contact pins of the connector 10 are designated by the reference numeral 11.
  • the brush system 7 is mechanically and electrically connected via a connecting web, which is not visible in the present illustration, in which electrical connecting lines run from the control unit 8 to the brush system 7 Control unit 8 connected.
  • the brush system 7 is received in a brush housing not further described. In the example of FIG. 1, only a part of the brush housing can be seen as a narrow web between the motor and gearbox side connection flange 13, 12. The rest of the brush housing is housed inside the motor unit 2 and therefore not visible.
  • FIG. 2 shows by way of example an actuator 1 according to the invention in a perspective view in elevation.
  • the motor shaft 4 is mounted by way of example in a cap 18 and in a pot bearing 24.
  • the motor shaft 4 further has a toothing 23 designed as a worm shaft, which is in engagement with a worm wheel 25.
  • a brush system 7 is encapsulated in the transmission housing 6.
  • a control unit 8 in the transmission housing 6 is already encapsulated.
  • control unit 8 may be housed in a recess and in a cavity in the transmission housing 6.
  • FIG 2 further shows, at least a portion of the components 17 of the brush system 7 and at least a portion of the components 10, 11, 21, 22 of the control unit 8 are arranged on a common printed circuit board 20. It is at least a part of the circuit board 20 during injection molding of the transmission housing 6 with molded. In the example of FIG. 2, all components 17 and components 10, 11, 21, 22 are arranged on the printed circuit board 20.
  • a microcontroller chip on the circuit board 20 is exemplified. It serves to control the control unit 8.
  • the reference numeral 22, a relay for switching the direction of rotation of the motor unit 2 is designated.
  • the circuit board 20 is completely encapsulated by way of example in the transmission housing 6.
  • the carbon brushes th which are each attached to a free end of the current guides 17, and a part of the current guides 17, however, are not molded around.
  • the gear housing 6 may further be designed at least in two parts, in which case at least one gear 25 of the gear unit 3 is received between the housing parts of the gear housing 6. It may be the brush system 7 and optionally the control unit 8 during injection molding of one of the housing parts of the transmission housing 6 with encapsulated. You can, for example by means of a lead-frame method during injection molding of the gear housing 6 and the housing parts to be encapsulated.
  • the transmission housing 6 is made in two parts.
  • the two housing parts can then also be referred to as the upper shell and lower shell of the transmission housing.
  • the transmission housing 6 may alternatively comprise a plurality of housing parts, such as e.g. three or four.
  • FIG 3 shows the actuator 1 according to FIG 2 in a further perspective view.
  • the connector 10 may also be sprayed as part of the gear housing 6 for electrical connection of the actuator 1 during injection molding of the gear housing 6 with.
  • the actuator 1 consequently has only two main components, namely the motor unit 2 and the gear unit 3 with the brush housing 7 integrated in the gearbox housing 6 and optionally with the control unit 8 integrated in the gearbox housing 6. After injection molding, the brush housing 7 and optionally the control unit 8 undetachably firmly connected to the transmission housing 6.
  • One of the- Like transmission unit can also be considered as a transmission / brush unit 3, 7 or as a transmission / control / brush unit 3, 7, 8.
  • the actuator 1 according to the invention is particularly useful in a motor vehicle, e.g. in a passenger car or truck, usable. It is preferably used to drive a window lifter or a sunroof.

Abstract

A servodrive (1) has a motor unit (2) and a transmission unit (3). The motor unit (2) has a commutator (5), which is fixed on the motor shaft (4). The transmission unit (3) has a transmission housing (6) made from plastic, which is produced by means of an injection-moulding process. A brush system (7) for making contact with the commutator (5) is arranged between the motor unit (2) and the transmission unit (3). According to the invention, the brush system (7) is also encapsulated by injection moulding with the plastic of the housing during the injection-moulding process of the transmission housing (6). In accordance with one embodiment, the servodrive (1) has a control unit (8), which is connected to the brush system (7) and which is also injection-moulded when the transmission housing (6) is injection-moulded.

Description

Beschreibungdescription
Stellantrieb, insbesondere für ein KraftfahrzeugActuator, in particular for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb mit einer Motoreinheit und einer Getriebeeinheit. Die Motoreinheit weist einen auf der Motorwelle befestigten Kommutator auf. Die Getriebeeinheit weist ein Getriebegehäuse aus Kunststoff auf, welches mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist. Es ist ein Bürstensystem zur Kontaktierung des Kommutators zwischen der Motoreinheit und der Getriebeeinheit angeordnet. Die Erfindung betrifft zudem eine Verwendung des Stellantriebes in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to an actuator with a motor unit and a transmission unit. The motor unit has a commutator mounted on the motor shaft. The gear unit has a gear housing made of plastic, which is produced by means of an injection molding process. It is arranged a brush system for contacting the commutator between the motor unit and the gear unit. The invention also relates to a use of the actuator in a motor vehicle.
Stellantriebe, wie z.B. Fensterheber-Antriebe oder Schiebedach-Antriebe, sind seit langem bekannt. Üblicherweise wird bei der Montage eines Stellantriebes ein Bürstengehäuse, welches das Bürstensystem aufweist, auf die Motorwelle über den Kommutator aufgeschoben und fest mit der Motoreinheit verbun- den. Im Bürstengehäuse kann bereits ein Motorwellenlager aufgenommen sein, durch das die Motorwelle geführt ist. Zur Montage des Stellantriebes wird dann die Motoreinheit samt Bürstengehäuse in eine entsprechende Öffnung im Getriebegehäuse eingeschoben, so dass die Motorwelle zum Antreiben der Ge- triebeeinheit in ein Zahnrad im Inneren der Getriebeeinheit eingreifen kann.Actuators, such as Window lift drives or sunroof drives have long been known. Usually, when assembling an actuator, a brush housing having the brush system is pushed onto the motor shaft via the commutator and firmly connected to the motor unit. In the brush housing can already be accommodated a motor shaft bearing through which the motor shaft is guided. To assemble the actuator, the motor unit together with the brush housing is then inserted into a corresponding opening in the transmission housing, so that the motor shaft for driving the transmission unit can engage in a gear inside the transmission unit.
Typischerweise weist die Getriebeeinheit ein Schneckenrad auf, welches von einer auf der Motorwelle sitzenden Schne- ckenwelle angetrieben wird. Alternativ kann die Getriebeeinheit ein Stirnradgetriebe, ein Kegelradgetriebe oder ein Planetengetriebe aufweisen.Typically, the gear unit has a worm wheel, which is driven by a worm shaft seated on the motor shaft. Alternatively, the gear unit may comprise a spur gear, a bevel gear or a planetary gear.
Die Motoreinheit besteht üblicherweise aus einem Motorgehäu- se, einem Bürstengehäuse und einem Läufer. Bekannte Bürstengehäuse weisen ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse auf, in welchem weitere Bauteile untergebracht sein können, wie z.B. Stromführungen, Kohlebürsten oder Entstörelemente. Der Läufer ist vorzugsweise als Läuferpaket mit einer Vielzahl von auf der Motorwelle befestigten Lamellen ausgebildet. Über einen nach außen geführten Stecker oder eine nach außengeführte Buchse kann der Stellantrieb elektrisch angeschlossen werden.The motor unit usually consists of a Motorgehäu- se, a brush housing and a rotor. Known brush housings have an existing plastic housing, in which other components can be accommodated, such as power lines, carbon brushes or suppression elements. The runner is preferably designed as a rotor package with a plurality of louvers mounted on the motor shaft. The actuator can be electrically connected via an outward-guided plug or an outward-guided socket.
Die derzeit bekannten Stellantriebe weisen üblicherweise drei bzw. vier Hauptkomponenten auf, das heißt die Motoreinheit, das Bürstensystem, die Getriebeeinheit sowie gegebenenfalls eine Steuereinheit. Letztere kann bei technisch einfacheren Stellantrieben entfallen. Die Steuereinheit weist insbesondere elektrische und elektronische Bauelemente zur Einstellung der Motordrehrichtung, wie z.B. ein Relais, oder Temperatursensoren auf. Sie kann z.B. einen MikroController zur Steuerung und zur Überwachung des Stellantriebes aufweisen.The currently known actuators usually have three or four main components, that is, the motor unit, the brush system, the transmission unit and possibly a control unit. The latter can be omitted with technically simpler actuators. In particular, the control unit comprises electrical and electronic components for adjusting the direction of motor rotation, such as e.g. a relay, or temperature sensors on. It can e.g. have a microcontroller for controlling and monitoring the actuator.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Stellantrieb anzugeben, welcher weniger Hauptkomponenten benötigt.It is an object of the invention to provide an actuator which requires fewer major components.
Die Aufgabe wird durch einen Stellantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen genannt. In einem nebengeordneten Anspruch ist eine geeignete Verwendung des Stellantriebes in einem Kraftfahrzeug angegeben.The object is achieved by an actuator with the features of claim 1. Advantageous embodiments are mentioned in the dependent claims. In a sibling claim, a suitable use of the actuator is given in a motor vehicle.
Erfindungsgemäß ist das Bürstensystem im Spritzgießprozess zur Herstellung des Getriebegehäuses zumindest teilweise vom Kunststoff des Getriebegehäuses mit umspritzt. Durch diese Integration des Bürstensystems in das Getriebegehäuse erhöht sich vorteilhaft der Integrationsgrad eines derartigen Stel- lantriebes.According to the invention, the brush system in the injection molding process for the production of the transmission housing is at least partially encapsulated by the plastic of the transmission housing. This integration of the brush system into the gear housing advantageously increases the degree of integration of such a positioning drive.
Der erfindungsgemäße Stellantrieb besteht nur aus den beiden Hauptkomponenten Motoreinheit und Getriebe-/Bürsteneinheit . Dadurch verringert sich vorteilhaft der Gesamtmontageaufwand für den Stellantrieb. Es reduziert sich vorteilhaft die Baugröße des Getriebegehäuses bzw. des Stellantriebes. Zudem reduziert sich das Gesamtgewicht des Stellantriebes. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Stellantrieb eine mit dem Bürstensystem verbundene Steuereinheit auf. Auch die Steuereinheit ist im Spritzgießprozess zur Herstellung des Getriebegehäuses teilweise oder vollständig vom Kunststoff des Getriebegehäuses mit umspritzt.The actuator according to the invention consists only of the two main components motor unit and gear / brush unit. This advantageously reduces the overall assembly effort for the actuator. It advantageously reduces the size of the gear housing and the actuator. In addition, the total weight of the actuator is reduced. According to an advantageous embodiment, the actuator has a control unit connected to the brush system. The control unit is in the injection molding process for the production of the transmission housing partially or completely encapsulated with the plastic of the transmission housing.
Dadurch vereinfacht sich der Montageaufwand für den Stellantrieb nochmals. Ein Anschrauben der Steuereinheit an einen am Getriebegehäuse ausgebildeten Flansch - wie dies beim Stand der Technik der Fall ist - erübrigt sich. Ein weiterer Vorteil ist, dass die umspritzten Komponenten und Bauelemente des Bürstensystems und gegebenenfalls der Steuereinheit wirksam vor Umwelteinflüssen, wie Staub und Feuchtigkeit, geschützt sind. Gesonderte Abdichtungsmaßnahmen insbesondere der Steuereinheit gegenüber Umwelteinflüssen können entfallen bzw. reduziert werden.This simplifies the assembly effort for the actuator again. Screwing the control unit to a flange formed on the gear housing - as is the case in the prior art - is unnecessary. Another advantage is that the overmolded components and components of the brush system and optionally the control unit are effectively protected against environmental influences, such as dust and moisture. Separate sealing measures, in particular of the control unit with respect to environmental influences, can be dispensed with or reduced.
Die Komponenten des Bürstensystems und die Bauelemente der Steuereinheit, bzw. zumindest ein Teil der Komponenten und Bauelemente, werden dabei in das Spritzwerkzeug für das Getriebegehäuse eingelegt und während des Spritzgießens mit Formmasse, insbesondere Kunststoff, umspritzt. Bauelemente oder Komponenten, die nicht umspritzt werden sollen, wie z.B. die Kohlebürsten des Bürstensystems, können durch entspre- chende, in der Spritzform vorgesehene Trennwände oder Trennkammern von der Formmasse freigehalten werden. Die Formmasse ist typischerweise ein thermoplastischer Kunststoff, wie z.B. Polyethylen oder Polyamid.The components of the brush system and the components of the control unit, or at least a part of the components and components, are thereby inserted into the injection mold for the transmission housing and encapsulated during molding with molding material, in particular plastic. Components or components that are not to be overmoulded, e.g. The carbon brushes of the brush system can be kept free from the molding compound by appropriate partitions or separation chambers provided in the mold. The molding compound is typically a thermoplastic such as e.g. Polyethylene or polyamide.
Durch die Integration des Bürstensystems und der Steuereinheit auf einer Leiterplatte verringert sich vorteilhaft die Anzahl der Kontaktstellen. Die Zuverlässigkeit des Stellantriebes erhöht sich.The integration of the brush system and the control unit on a printed circuit board advantageously reduces the number of contact points. The reliability of the actuator increases.
Die Steuereinheit kann alternativ dazu in einer entsprechenden Aussparung bzw. in einem entsprechenden Hohlraum im Getriebegehäuse des Stellantriebes eingesetzt werden. Die Aussparung bzw. der Hohlraum kann bei der Formgebung des Spritz- Werkzeuges bzw. der Spritzform des Getriebegehäuses berücksichtigt werden. Insbesondere können während des Spritzgießens des Getriebegehäuses Stege, Rahmen oder Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme und Fixierung der zuvor genannten Komponen- ten und Bauelemente ausgeformt sein.The control unit may alternatively be used in a corresponding recess or in a corresponding cavity in the gear housing of the actuator. The recess or the cavity can be used in the shaping of the injection molding Tool or the injection mold of the gear housing are taken into account. In particular, webs, frames or receiving openings for receiving and fixing the aforementioned components and components may be formed during the injection molding of the gear housing.
Nach einer weiteren Ausführungsform sind zumindest ein Teil der Komponenten des Bürstensystems und zumindest ein Teil der Bauelemente der Steuereinheit auf einer gemeinsamen Leiter- platte angeordnet. Es ist zumindest ein Teil der Leiterplatte beim Spritzgießen des Getriebegehäuses mit umspritzbar.According to a further embodiment, at least a part of the components of the brush system and at least a part of the components of the control unit are arranged on a common printed circuit board. It is at least a part of the circuit board during injection molding of the transmission housing with umspritzbar.
Die Leiterplatte dient vorteilhaft als Träger der zuvor genannten Komponenten und Bauelemente. Zudem dient die Leiter- platte, insbesondere bei technisch anspruchsvolleren Steuereinheiten, zur elektrischen Verbindung der Komponenten und Bauelemente untereinander. Vorzugsweise sind die Stromführungen des Bürstensystems auf der Leiterplatte angebracht und dort verlötet. An dem jeweiligen freien Ende der Stromführun- gen ist je eine Bürste, insbesondere eine Kohlebürste, zurThe circuit board is advantageously used as a carrier of the aforementioned components and components. In addition, the printed circuit board, in particular for technically more sophisticated control units, for electrical connection of the components and components with each other. Preferably, the current guides of the brush system are mounted on the circuit board and soldered there. At the respective free end of the Stromführun- gene is ever a brush, in particular a carbon brush, the
Kontaktierung des Kommutators angebracht. Die Stromführungen können über weiterführende Leiterbahnen mit Entstörelementen, wie Drosseln oder Kondensatoren, die gleichfalls auf der Leiterplatte angeordnet sind, leitend verbunden sein. Die Strom- führungen können ferner mit einem Relais zur Umschaltung der Drehrichtung des Motors oder mit einem Leistungsausgang eines Schalttransistors oder eines MikroControllers leitend verbunden sein.Contacting the commutator attached. The current leads can be conductively connected via further conductor tracks with interference suppression elements, such as chokes or capacitors, which are likewise arranged on the printed circuit board. The current leads can furthermore be conductively connected to a relay for switching the direction of rotation of the motor or to a power output of a switching transistor or a microcontroller.
Im Besonderen wird zumindest ein Teil der bestückten Leiterplatte, vorzugsweise jedoch die gesamte Leiterplatte, beim Spritzgießen des Getriebegehäuses mit umspritzt. Bereiche der Leiterplatte, die nicht umspritzt werden sollen, wie z.B. der Kontaktierungsbereich zum Kommutator der Motoreinheit hin, können durch entsprechende, in der Spritzform vorgeseheneIn particular, at least a part of the assembled printed circuit board, but preferably the entire printed circuit board, is encapsulated with the injection molding of the gear housing. Areas of the circuit board that are not to be overmoulded, such as the contacting area to the commutator of the motor unit, can by appropriate, provided in the mold
Trennwände oder Trennkammern von der Formmasse freigehalten werden . Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Getriebegehäuse zumindest zweiteilig ausgeführt. Zwischen den Gehäuseteilen des Getriebegehäuses ist zumindest ein Zahnrad aufgenommen. Das Bürstensystem und gegebenenfalls die Steuereinheit können beim Spritzgießen eines der Gehäuseteile des Getriebegehäuses mit umspritzt werden.Partitions or separation chambers are kept free of the molding material. According to a further embodiment, the gear housing is designed at least in two parts. At least one gear is received between the housing parts of the transmission housing. The brush system and possibly the control unit can be encapsulated with the injection molding of one of the housing parts of the transmission housing.
Die insbesondere zweiteilige Ausführung des Getriebegehäuses ermöglicht in einfacher Weise die Aufnahme der Getriebekompo- nenten der Getriebeeinheit, wie z.B. ein Zahnrad, ein Schneckenrad, eine Kalotte oder ein Topflager. Die beiden Gehäuseteile des Getriebegehäuses können so ausgeformt sein, dass diese nach Aufnahme der Getriebekomponenten mittels Verras- tungen oder Klipse dauerhaft aneinandergefügt werden können.The particular two-part design of the gear housing allows in a simple manner the inclusion of the gear components of the gear unit, such. a gear, a worm wheel, a dome or a pot bearing. The two housing parts of the gear housing may be formed so that they can be permanently joined together after receiving the gear components by means of locks or clips.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Bürstensystem und gegebenenfalls die Steuereinheit mittels eines Lead-Frame- Verfahrens beim Spritzgießen des Getriebegehäuses mit eingespritzt werden. Dabei wird ein so genannter „Lead Frame" (leitfähiges Stanzteil) in das Spritzwerkzeug eingelegt. Auf dem als Rahmen ausgeführten Lead Frame werden die Komponenten und Bauelemente des Bürstengehäuses und der Steuereinheit platziert und danach mit umspritzt. Das Lead-Frame-Verfahren kann alternativ oder zusätzlich zur Platzierung der Komponen- ten und Bauelemente auf der Leiterplatte verwendet werden.In a further embodiment, the brush system and optionally the control unit can be injected by means of a lead-frame method during injection molding of the gear housing. A so-called "Lead Frame" (conductive stamped part) is inserted into the injection mold, the components and components of the brush housing and the control unit are placed on the lead frame and then encapsulated with the lead frame method in addition to the placement of the components and components on the printed circuit board.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann ein Anschlussstecker oder eine Anschlussbuchse beim Spritzguss des Getriebegehäuses mit angespritzt werden. Dadurch wird der Integrationsgrad des Stellantriebes weiter erhöht.According to a further embodiment, a connector or a connection socket during injection molding of the transmission housing can be molded with. As a result, the degree of integration of the actuator is further increased.
Im einfachsten Fall kann nur ein Grundkörper des Anschlusssteckers oder der Anschlussbuchse, in welchem bzw. in welcher die elektrischen Anschlusskontakte aufgenommen sind, in die Spritzform mit eingelegt werden. Entsprechende Haltestege oder Halterahmen in der Spritzform können den Grundkörper fixieren. Mit dem Einspritzen der Formmasse kann dann der Grundkörper zur Ausbildung des kompletten Anschlusssteckers bzw. der kompletten Anschlussbuchse mit Formmasse umspritzt werden. Alternativ zum Grundkörper können die Anschlussstifte oder die Anschlusskontakte des Steckers oder der Buchse Teil des zuvor beschriebenen Lead Frames sein.In the simplest case, only one main body of the connector plug or of the connection socket in which or in which the electrical connection contacts are accommodated can be inserted into the injection mold. Corresponding retaining webs or retaining frame in the injection mold can fix the base body. With the injection of the molding compound then the main body to form the complete connector plug or the complete connection socket are molded with molding compound. As an alternative to the base body, the connection pins or the connection contacts of the plug or the socket can be part of the lead frame described above.
Für den Fall, dass der Stellantrieb keine Steuereinheit aufweist, sind die Stromführungen des mit eingespritzten Bürstensystems direkt mit den Anschlusskontakten des Anschlusssteckers bzw. der Anschlussbuchse elektrisch verbunden. Die elektrischen Verbindungen können z.B. elektrische Leitungen, Drähte oder leitende Rahmenteile des Lead Frames sein.In the event that the actuator has no control unit, the current leads of the injected brush system are electrically connected directly to the terminal contacts of the connector or the socket. The electrical connections can e.g. be electrical leads, wires or conductive frame parts of the lead frame.
Für den Fall, dass der Stellantrieb eine Steuereinheit aufweist, sind die Stromführungen mit entsprechenden Eingängen auf der Leiterplatte der Steuereinheit verbunden.In the event that the actuator has a control unit, the power guides are connected to corresponding inputs on the circuit board of the control unit.
Der erfindungsgemäße Stellantrieb kann in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Personenkraftwagen oder einem Lastkraftwagen, verwendet werden. Insbesondere dient der Stellantrieb als Antriebseinheit für Kraftfahrzeug- Fensterheber oder zum Öffnen- und Schließen eines Kraftfahrzeug-Schiebedaches .The actuator according to the invention can be used in a motor vehicle, in particular in a passenger car or a truck. In particular, the actuator serves as a drive unit for motor vehicle windows or for opening and closing a motor vehicle sliding roof.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigenThe invention and advantageous embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the following figures. Show it
FIG 1 beispielhaft einen Stellantrieb nach dem Stand der1 shows an example of an actuator according to the prior
Technik in einer perspektivischen Darstellung,Technique in a perspective view,
FIG 2 beispielhaft einen erfindungsgemäßen Stellantrieb in einer perspektivischen Darstellung im Aufriss und2 shows an example of an actuator according to the invention in a perspective view in elevation and
FIG 3 den Stellantrieb gemäß FIG 2 in einer weiteren perspektivischen Darstellung. FIG 1 zeigt beispielhaft einen Stellantrieb 1 nach dem Stand der Technik in einer perspektivischen Darstellung.3 shows the actuator according to FIG 2 in a further perspective view. 1 shows an example of an actuator 1 according to the prior art in a perspective view.
Im Beispiel der FIG 1 weist der Stellantrieb 1 eine Motorein- heit 2 und eine Getriebeeinheit 3 auf. Die Motorwelle und ein auf der Motorwelle befestigter Kommutator sind in dieser Darstellung nicht erkennbar. Die Getriebeeinheit 3 weist ein Getriebegehäuse 6 aus Kunststoff auf, welches mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt ist. In der Mitte der Ge- triebeeinheit 3 ist ein Abtrieb 14 zu sehen, welcher z.B. zum Antrieb einer Fensterhebemechanik eines Kraftfahrzeuges dienen kann. Mit dem Bezugszeichen 15 sind Befestigungsöffnungen zum Befestigen des Stellantriebes 1 an Karosserieteilen des Kraftfahrzeuges erkennbar.In the example of FIG. 1, the actuator 1 has a motor unit 2 and a gear unit 3. The motor shaft and a commutator mounted on the motor shaft are not recognizable in this illustration. The gear unit 3 has a gear housing 6 made of plastic, which is produced by means of an injection molding process. In the middle of the transmission unit 3, an output 14 can be seen, which is e.g. can serve to drive a window lifting mechanism of a motor vehicle. By the reference numeral 15 mounting holes for attaching the actuator 1 to body parts of the motor vehicle can be seen.
Das in FIG 1 gezeigte Getriebegehäuse 6 bildet in etwa der Bildmitte einen getriebeseitigen Anschlussflansch 12 aus. An diesen ist ein mit dem Bezugszeichen 13 bezeichneter Motoranschlussflansch der Motoreinheit 2 befestigt. Im Beispiel der FIG 1 ist die Motoreinheit 2 mittels der gezeigten Befestigungsschrauben 16 fest an das Getriebegehäuse 6 angeschraubt.The transmission housing 6 shown in FIG. 1 forms a transmission-side connecting flange 12 approximately at the center of the image. At these a designated by the reference numeral 13 Motoranschlussflansch the motor unit 2 is attached. In the example of FIG 1, the motor unit 2 is screwed by means of the fastening screws 16 shown fixed to the transmission housing 6.
Im Beispiel der FIG 1 ist weiterhin eine kombinierte Steuer- /Bürsteneinheit 9 zu sehen, welches sich aus einem Bürsten- System 7 und einer Steuereinheit 8 zusammensetzt.In the example of FIG 1, a combined control / brush unit 9 is further seen, which is composed of a brush system 7 and a control unit 8.
Die Steuereinheit 8 weist ein Gehäuse 19 zur Unterbringung der Bauelemente der Steuereinheit 8 auf. Die Steuereinheit 8 ist mittels der gezeigten Befestigungsschrauben 17 fest an das Getriebegehäuse 6 angeschraubt. Am Gehäuse 19 ist ein Anschlussstecker 10 zum Anschließen des Stellantriebes 1 angebracht. Die Kontaktstifte des Anschlusssteckers 10 sind mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet.The control unit 8 has a housing 19 for accommodating the components of the control unit 8. The control unit 8 is screwed tightly to the transmission housing 6 by means of the fastening screws 17 shown. On the housing 19, a connector 10 for connecting the actuator 1 is attached. The contact pins of the connector 10 are designated by the reference numeral 11.
Das Bürstensystem 7 ist über einen in der vorliegenden Darstellung nicht sichtbaren Verbindungssteg, in welchem elektrische Verbindungsleitungen von der Steuereinheit 8 zum Bürstensystem 7 verlaufen, mechanisch und elektrisch mit der Steuereinheit 8 verbunden. Das Bürstensystem 7 ist in einem nicht weiter bezeichneten Bürstengehäuse aufgenommen. Im Beispiel der FIG 1 ist nur ein Teil des Bürstengehäuses als schmaler Steg zwischen dem motor- und getriebeseitigen An- schlussflansch 13, 12 erkennbar. Der Rest des Bürstengehäuses ist im Inneren der Motoreinheit 2 aufgenommen und daher nicht sichtbar .The brush system 7 is mechanically and electrically connected via a connecting web, which is not visible in the present illustration, in which electrical connecting lines run from the control unit 8 to the brush system 7 Control unit 8 connected. The brush system 7 is received in a brush housing not further described. In the example of FIG. 1, only a part of the brush housing can be seen as a narrow web between the motor and gearbox side connection flange 13, 12. The rest of the brush housing is housed inside the motor unit 2 and therefore not visible.
FIG 2 zeigt beispielhaft einen erfindungsgemäßen Stellantrieb 1 in einer perspektivischen Darstellung im Aufriss.2 shows by way of example an actuator 1 according to the invention in a perspective view in elevation.
In der Aufrissdarstellung sind die Motorwelle 4 und der auf der Motorwelle 4 sitzende Kommutator 5 zu sehen. Die Motorwelle 4 ist beispielhaft in einer Kalotte 18 und in einem Topflager 24 gelagert. Die Motorwelle 4 weist weiterhin eine als Schneckenwelle ausgebildete Verzahnung 23 auf, die im Eingriff mit einem Schneckenrad 25 ist.In the elevational view, the motor shaft 4 and sitting on the motor shaft 4 commutator 5 can be seen. The motor shaft 4 is mounted by way of example in a cap 18 and in a pot bearing 24. The motor shaft 4 further has a toothing 23 designed as a worm shaft, which is in engagement with a worm wheel 25.
Erfindungsgemäß ist ein Bürstensystem 7 im Getriebegehäuse 6 mit umspritzt. Zudem ist - wie FIG 2 zeigt - bereits eine Steuereinheit 8 im Getriebegehäuse 6 mit umspritzt.According to the invention, a brush system 7 is encapsulated in the transmission housing 6. In addition, as already shown in FIG. 2, a control unit 8 in the transmission housing 6 is already encapsulated.
Alternativ kann die Steuereinheit 8 in einer Aussparung und in einem Hohlraum im Getriebegehäuse 6 untergebracht sein.Alternatively, the control unit 8 may be housed in a recess and in a cavity in the transmission housing 6.
Wie die FIG 2 weiter zeigt, sind zumindest ein Teil der Komponenten 17 des Bürstensystems 7 und zumindest ein Teil der Bauelemente 10, 11, 21, 22 der Steuereinheit 8 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 20 angeordnet. Es ist zumindest ein Teil der Leiterplatte 20 beim Spritzgießen des Getriebegehäuses 6 mit umspritzt. Im Beispiel der FIG 2 sind alle Komponenten 17 und Bauelemente 10, 11, 21, 22 auf der Leiterplatte 20 angeordnet. Mit dem Bezugszeichen 21 ist beispielhaft ein Mikrocontroller-Chip auf der Leiterplatte 20 dargestellt. Er dient zur Steuerung der Steuereinheit 8. Mit dem Bezugszeichen 22 ist ein Relais zum Umschalten der Drehrichtung der Motoreinheit 2 bezeichnet. Die Leiterplatte 20 ist beispielhaft komplett im Getriebegehäuse 6 umspritzt. Die Kohlebürs- ten, welche jeweils an einem freien Ende der Stromführungen 17 angebracht sind, sowie ein Teil der Stromführungen 17 sind dagegen nicht umspritzt.As FIG 2 further shows, at least a portion of the components 17 of the brush system 7 and at least a portion of the components 10, 11, 21, 22 of the control unit 8 are arranged on a common printed circuit board 20. It is at least a part of the circuit board 20 during injection molding of the transmission housing 6 with molded. In the example of FIG. 2, all components 17 and components 10, 11, 21, 22 are arranged on the printed circuit board 20. By the reference numeral 21, a microcontroller chip on the circuit board 20 is exemplified. It serves to control the control unit 8. The reference numeral 22, a relay for switching the direction of rotation of the motor unit 2 is designated. The circuit board 20 is completely encapsulated by way of example in the transmission housing 6. The carbon brushes th, which are each attached to a free end of the current guides 17, and a part of the current guides 17, however, are not molded around.
Das Getriebegehäuse 6 kann weiterhin zumindest zweiteilig ausgeführt sein, wobei dann zumindest ein Zahnrad 25 der Getriebeeinheit 3 zwischen den Gehäuseteilen des Getriebegehäuses 6 aufgenommen ist. Es können das Bürstensystem 7 und gegebenenfalls die Steuereinheit 8 beim Spritzgießen eines der Gehäuseteile des Getriebegehäuses 6 mit umspritzt sein. Sie können beispielsweise mittels eines Lead-Frame-Verfahrens beim Spritzgießen des Getriebegehäuses 6 bzw. der Gehäuseteile mit umspritzt sein.The gear housing 6 may further be designed at least in two parts, in which case at least one gear 25 of the gear unit 3 is received between the housing parts of the gear housing 6. It may be the brush system 7 and optionally the control unit 8 during injection molding of one of the housing parts of the transmission housing 6 with encapsulated. You can, for example by means of a lead-frame method during injection molding of the gear housing 6 and the housing parts to be encapsulated.
Vorzugsweise ist das Getriebegehäuse 6 zweiteilig ausgeführt. Die beiden Gehäuseteile können dann auch als Oberschale und Unterschale des Getriebegehäuses bezeichnet werden. Das Getriebegehäuse 6 kann alternativ dazu auch mehrere Gehäuseteile, wie z.B. drei oder vier, aufweisen.Preferably, the transmission housing 6 is made in two parts. The two housing parts can then also be referred to as the upper shell and lower shell of the transmission housing. The transmission housing 6 may alternatively comprise a plurality of housing parts, such as e.g. three or four.
FIG 3 zeigt den Stellantrieb 1 gemäß FIG 2 in einer weiteren perspektivischen Darstellung.3 shows the actuator 1 according to FIG 2 in a further perspective view.
Wie die FIG 3 zeigt, sind bis auf den zeichnerisch besonders hervorgehobenen Anschlussstecker 10 alle Komponenten desAs the FIG 3 shows, except for the drawing particularly highlighted connector 10 all components of
Bürstensystems 7 und der Steuereinheit 8 im Getriebegehäuse 6 untergebracht bzw. mit umspritzt. Der Anschlussstecker 10 kann gleichfalls als Teil des Getriebegehäuses 6 zum elektrischen Anschluss des Stellantriebes 1 beim Spritzgießen des Getriebegehäuses 6 mit angespritzt sein.Brush system 7 and the control unit 8 accommodated in the transmission housing 6 or with molded. The connector 10 may also be sprayed as part of the gear housing 6 for electrical connection of the actuator 1 during injection molding of the gear housing 6 with.
Der erfindungsgemäße Stellantrieb 1 weist folglich nur zwei Hauptkomponenten auf, nämlich die Motoreinheit 2 sowie die Getriebeeinheit 3 mit dem im Getriebegehäuse 6 integrierten Bürstengehäuse 7 und gegebenenfalls mit der im Getriebegehäuse 6 integrierten Steuereinheit 8. Nach dem Spritzgießen sind das Bürstengehäuse 7 und gegebenenfalls die Steuereinheit 8 unlösbar fest mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden. Eine der- artige Getriebeeinheit kann auch als Getriebe-/Bürsteneinheit 3, 7 oder als Getriebe-/Steuer-/Bürsteneinheit 3, 7, 8 betrachtet werden.The actuator 1 according to the invention consequently has only two main components, namely the motor unit 2 and the gear unit 3 with the brush housing 7 integrated in the gearbox housing 6 and optionally with the control unit 8 integrated in the gearbox housing 6. After injection molding, the brush housing 7 and optionally the control unit 8 undetachably firmly connected to the transmission housing 6. One of the- Like transmission unit can also be considered as a transmission / brush unit 3, 7 or as a transmission / control / brush unit 3, 7, 8.
Der erfindungsgemäße Stellantrieb 1 ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wie z.B. in einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, verwendbar. Er dient vorzugsweise zum Antrieb eines Fensterhebers oder eines Schiebedaches. The actuator 1 according to the invention is particularly useful in a motor vehicle, e.g. in a passenger car or truck, usable. It is preferably used to drive a window lifter or a sunroof.

Claims

Patentansprüche claims
1. Stellantrieb mit einer Motoreinheit (2) und einer Getriebeeinheit (3), wobei die Motoreinheit (2) einen auf der Mo- torwelle (4) befestigten Kommutator (5) aufweist, wobei die Getriebeeinheit (3) ein Getriebegehäuse (6) aus Kunststoff aufweist, welches mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt ist, und wobei ein Bürstensystem (7) zur Kontaktierung des Kommutators (5) zwischen der Motoreinheit (2) und der Ge- triebeeinheit (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstensystem (7) durch den Kunststoff des Getriebegehäuses (6) zumindest teilweise umspritzt ist.1. actuator with a motor unit (2) and a transmission unit (3), wherein the motor unit (2) has a motor shaft (4) mounted commutator (5), wherein the transmission unit (3) comprises a transmission housing (6) Plastic, which is produced by means of an injection molding process, and wherein a brush system (7) for contacting the commutator (5) between the motor unit (2) and the gear unit (3) is arranged, characterized in that the brush system (7) is at least partially encapsulated by the plastic of the transmission housing (6).
2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb eine mit dem Bürstensystem (7) verbundene2. Actuator according to claim 1, characterized in that the actuator connected to the brush system (7)
Steuereinheit (8) aufweist und dass die Steuereinheit (8) durch den Kunststoff des Getriebegehäuses (6) zumindest teilweise mit umspritzt ist.Control unit (8) and in that the control unit (8) is at least partially encapsulated by the plastic of the transmission housing (6).
3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Komponenten (17) des Bürstensystems (7) und/oder zumindest ein Teil der Bauelemente (10, 11, 21, 22) der Steuereinheit (8) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (20) angeordnet sind und dass zumindest ein Teil der Leiterplatte (20) durch den Kunststoff des Getriebegehäuses (6) mit umspritzt ist.3. Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that at least a part of the components (17) of the brush system (7) and / or at least a part of the components (10, 11, 21, 22) of the control unit (8) on a common circuit board (20) are arranged and that at least part of the circuit board (20) by the plastic of the transmission housing (6) is encapsulated.
4. Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (6) zumindest zweitei- lig ausgeführt ist, dass zwischen den Gehäuseteilen des Getriebegehäuses (6) zumindest ein Zahnrad (25) aufgenommen ist und dass das Bürstensystem (7) und gegebenenfalls die Steuereinheit (8) durch den Kunststoff eines der Gehäuseteile des Getriebegehäuses (6) mit umspritzt sind. 4. Actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmission housing (6) is at least zweig- executed, that between the housing parts of the transmission housing (6) at least one gear (25) is received and that the brush system (7 ) and possibly the control unit (8) are encapsulated by the plastic of one of the housing parts of the transmission housing (6).
5. Stellantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstensystem (7) und gegebenenfalls die Steuereinheit (8) mittels eines Lead-Frame- Verfahrens beim Spritzgießen des Getriebegehäuses (6) mit eingespritzt sind.5. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the brush system (7) and optionally the control unit (8) by means of a lead-frame method during injection molding of the gear housing (6) are injected with.
6. Stellantrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussstecker (10) oder eine Anschlussbuchse zum elektrischen Anschluss des Stellan- triebes beim Spritzgießen des Getriebegehäuses (6) mit angespritzt ist.6. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that a connection plug (10) or a connection socket for electrical connection of the actuator drive during injection molding of the transmission housing (6) is molded with.
7. Verwendung eines Stellantriebes (1) nach einem der vorigen Ansprüche in einem Kraftfahrzeug. 7. Use of an actuator (1) according to one of the preceding claims in a motor vehicle.
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