-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile in einem Kraftfahrzeug. Eine derartige elektrische Maschine ist zum Beispiel in Form eines Fensterheberantriebs, eines Schiebedachantriebs oder eines Sitzverstellungsantriebs bzw. als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug ausgebildet.
-
Stand der Technik
-
Aus der
DE 10 2013 222 336 A1 der Anmelderin ist eine elektrische Maschine bekannt, bei der eine Massekontaktierung eines Entstörelements zu einem Motorgehäuse, das in Form eines Poltopfgehäuses ausgebildet ist, dadurch erfolgt, dass ein von dem Entstörelement kommender Draht unter Verwendung eines Drahtbügels gegen eine Innenwand des Motorgehäuses gedrückt wird. Der Drahtbügel ist dabei zusammen mit dem Draht des Entstörelements im Bereich eines aus Kunststoff bestehenden Bauteils, beispielsweise eines Steckermoduls, vormontiert.
-
Weiterhin sind aus dem Stand der Technik elektrische Maschinen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, bei denen eine Massekontaktierung insbesondere einer elektrischen Schaltung der elektrischen Maschine, die auf einer Platine bzw. einer Leiterplatte angeordnet ist, über einen als Stanzteil ausgebildeten Kontaktpin zum Motorgehäuse hin erfolgt. Der Kontaktpin ist unter elastischer Deformation bei der Montage zwischen dem Steckermodul und dem Motorgehäuse gegen das Motorgehäuse anlegbar. Wesentlich dabei ist, dass die Montage des Kontaktelements bzw. des Kontaktpins nach der Fertigung des als Spritzgussteil ausgebildeten Steckermoduls erfolgt und dadurch einen separaten Arbeitsschritt darstellt. Gleichzeitig ist durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung, beispielsweise durch eine Presspassung, durch eine Rastverbindung oder durch Anschläge sicherzustellen, dass der Kontaktpin bzw. das Kontaktelement in dem Steckermodul fixiert angeordnet ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie einen verringerten Montageaufwand bei zuverlässiger Fixierung des Kontaktelements zum Steckermodul ermöglicht. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kontaktelement zumindest bereichsweise außerhalb des Kontaktabschnitts (der zur Anlage an das Motorgehäuse ausgebildet ist bzw. dient) vom Kunststoff des Steckermoduls umspritzt ist.
-
Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass es die Erfindung vorsieht, das der Massekontaktierung zum Motorgehäuse dienende Kontaktelement als Einlegeteil in ein (Spritzguss-) Werkzeug für das Steckermodul auszubilden, sodass bei der Ausbildung des Steckermoduls durch Einspritzen von verflüssigtem Kunststoff in das Spritzgusswerkzeug gleichzeitig das Kontaktelement bereichsweise von dem Kunststoff umspritzt wird, wodurch eine definierte Position und Fixierung des Kontaktelements im Steckermodul ermöglicht wird. Gleichzeitig ist durch den modifizierten Herstellungsprozess eine separate Montage des Kontaktelements am Steckermodul nicht erforderlich.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der elektrischen Maschine sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
-
Um eine zuverlässige Kontaktierung des Kontaktelements zum Motorgehäuse beim Montagevorgang zwischen dem Steckermodul und dem Motorgehäuse zu ermöglichen, sieht es eine erste konstruktiv bevorzugte Ausgestaltung des Kontaktelements vor, dass der Kontaktabschnitt des Kontaktelements elastisch deformierbar ausgebildet ist und eine Deformationsrichtung des Kontaktabschnitts zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Einschubrichtung des Kontaktelements in das Motorgehäuse verläuft. Hierzu kann es insbesondere vorgesehen sein, dass der Kontaktabschnitt auf der dem Motorgehäuse zugewandten Seite eine konvexe Form aufweist.
-
Um einerseits die benötigte Steifigkeit des Kontaktelements beim Kontaktieren des Motorgehäuses für die benötigte Reaktions- bzw. Anlagekraft sicherzustellen, und andererseits die gewünschte und benötigte Elastizität des Kontaktelements zu gewährleisten, sieht es eine weitere konstruktiv bevorzugte Ausgestaltung des Kontaktelements vor, dass das Kontaktelement im Bereich des Kontaktabschnitts bügelförmig mit einer zentralen Öffnung ausgebildet ist.
-
Hinsichtlich einer einfachen und wirtschaftlich preiswerten Herstellung des Kontaktelements ist es vorgesehen, dass dieses aus Blech besteht und als Stanzteil ausgebildet ist. Je nach Anordnung des Kontaktelements bzw. der mit dem Kontaktelement verbundenen Elemente kann zusätzlich wenigstens ein Biegevorgang des ausgestanzten Kontaktelements vorgesehen bzw. erforderlich sein.
-
Um die Steifigkeit des Kontaktelements in Richtung einer Längsachse des Motorgehäuses zu erhöhen, sieht es eine Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags vor, dass eine Mittelebene des Kontaktelements im Bereich des Kontaktabschnitts radial zur Längsachse des Motorgehäuses ausgerichtet ist.
-
Um die elektrische Maschine im Sinne eines Baukastensystems für unterschiedliche Anwendungen möglichst einfach anpassen zu können, kann es vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine eine Bürstenträger-Einheit aufweist, die als ein von dem Steckermodul separates Bauteil ausgebildet ist. Neben der Schaffung eines Baukastensystems für unterschiedliche Anwendungen ermöglicht es eine derartige konstruktive Ausgestaltung auch beispielsweise, je nach Anwendung, vereinfachte Montageprozesse zu generieren.
-
Insbesondere, um das Steckermodul zum Motorgehäuse im Verbindungsbereich zwischen dem Motorgehäuse und dem Steckermodul abdichten zu können, sieht es eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass zwischen dem Kontaktelement und dem Motorgehäuse in einem axialen Endabschnitt des Motorgehäuses ein Radialspalt ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung sorgt auch dafür, dass über das Motorgehäuse eine definierte Krafteinleitung in dem Kontaktabschnitt des Kontaktelements erfolgt, da im Bereich des Radialspalts das Steckermodul und das Motorgehäuse voneinander beabstandet sind.
-
Je nach Anwendungsfall der elektrischen Maschine kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Kontaktelement zusätzlich mit einem im Steckermodul angeordneten, insbesondere elektrisch mit der Fahrzeugmasse verbindbaren Massepin verbunden ist bzw. das Kontaktelement im Steckermodul als Massepin ausgebildet ist, der mit einem Kabelbaumstecker des Kraftfahrzeugs kontaktierbar ist.
-
Wiederum zur Gewährleistung einer gewünschten Deformierbarkeit des Kontaktelements beim Fügen mit dem Motorgehäuse und zur Vermeidung der Einleitung von mechanischen Spannungen in das Kunststoffmaterial im Übergang zwischen dem Kontaktelement und dem Steckermodul ist es vorgesehen, dass das Kontaktelement in einem Fußbereich im Übergangsbereich zum Steckermodul einen vergrößerten Querschnitt aufweist.
-
Um zu gewährleisten, dass der Kontaktabschnitt nicht vom Kunststoff des Steckermoduls umgeben ist, sieht es darüber hinaus eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass zwischen dem vom Kunststoff nicht umspritzten Bereich des Kontaktelements und dem Steckermodul Spalte ausgebildet sind. Diese Spalte werden beim Herstellungsprozess des Steckermoduls dazu genutzt, um durch eine entsprechende Ausgestaltung des Spritzgusswerkzeugs den Kontaktabschnitt des Kontaktelements aufnehmen zu können.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung einen Teilbereich einer elektrischen Maschine als Bestandteil eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug,
- 2 ein bei der elektrischen Maschine gemäß 1 verwendetes Steckermodul in einer perspektivischen Darstellung,
- 3 ein Detail der 2 im Bereich eines Kontaktelements zur Masseanbindung an ein Motorgehäuse in perspektivischer, vergrößerter Darstellung und
- 4
und 5 in jeweils geschnittener Darstellung einen Fügeprozess zwischen dem Steckermodul und dem Motorgehäuse der elektrischen Maschine.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
-
In der 1 ist ein Teilbereich einer einen Elektromotor aufweisenden elektrischen Maschine 10, insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile in einem Kraftfahrzeug, dargestellt. Insbesondere ist die elektrische Maschine 10 Bestandteil einer Getriebe-Antriebseinrichtung eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise einem Schiebedachantrieb, einem Fensterheberantrieb, einem Sitzverstellungsantrieb o.ä.
-
Die elektrische Maschine 10 weist ein aus Metall bestehendes Motorgehäuse 12 auf, das als Tiefziehteil ausgebildet ist und auch als Poltopfgehäuse bezeichnet wird. Innerhalb des Motorgehäuses 12 ist ein Anker 14 mit seiner Ankerwelle 16 um eine Drehachse 18 drehbeweglich angeordnet, wobei die Drehachse 18 gleichzeitig eine Längsachse des Motorgehäuses 12 ausbildet. Die im Einzelnen nicht gezeigten Ankerwicklungen des Ankers 14 wirken mit an der Innenwand des Motorgehäuses 12 angeordneten, streifenförmigen Magneten 20 zusammen.
-
In das stirnseitig offene Ende des Motorgehäuses 12 ist zum einen eine im Einzelnen nicht dargestellte Bürstenträger-Einheit 22, sowie bereichsweise ein Steckermodul 24 in einer parallel zur Drehachse 18 verlaufenden Einschubrichtung 25 einführbar. Die Bürstenträger-Einheit 22 und das Steckermodul 24 sind dabei jeweils als separate Baueinheiten bzw. Bauteile ausgebildet, die beispielsweise mittels einer Rastverbindung o.ä. miteinander verbunden sind.
-
Die Bürstenträger-Einheit
22 trägt, in an sich bekannter Art und Weise, Kohlebürsten als Bestandteil eines Kommutators, die gegen den Kollektor des Ankers
14 anliegen. Bezüglich der Anordnung bzw. Ausbildung des Steckermoduls
24 sowie der Bürstenträger-Einheit
22 wird darüber hinaus beispielhaft auf die
DE 10 2016 222 532 A1 der Anmelderin verwiesen, die insofern Bestandteil dieser Anmeldung sein soll verwiesen.
-
Das aus Kunststoff bestehende und im Spritzgussverfahren hergestellte Steckermodul 24 weist außerhalb des Motorgehäuses 14 einen Steckerkörper 26 auf, der in an sich bekannter Art und Weise mit einem fahrzeugseitigen Kabelbaumstecker kontaktierbar ist, um die elektrische Maschine 10 anzusteuern bzw. zu betreiben. Von dem Steckerkörper 26, der in seinem Inneren im Einzelnen nicht dargestellte elektrische Anschlüsse aufweist, geht eine Verbindung zu einem Schaltungsträger 28 als Bestandteil einer elektrischen Schaltung aus, der beispielsweise die wesentlichen Bauteile der Elektronik der elektrischen Maschine 10 aufnimmt. Der Schaltungsträger 28 ist elektrisch gesehen einerseits mit einem Massepin 30 im Bereich des Steckerkörpers 26 elektrisch kontaktiert, und andererseits mit dem Motorgehäuse 12. Hierzu wird nachfolgend auf die 2 und 3 verwiesen.
-
Aus einer Zusammenschau der 1 und 2 ist erkennbar, dass das Steckermodul 24 Pins 32 aufweist, die mit dem Schaltungsträger 28 elektrisch kontaktierbar sind. Einer der Pins 32 ist elektrisch mit dem in den 2 bis 3 erkennbaren Kontaktelement 35 verbunden, das wiederum mit einem Abschnitt 36 (4) zu dem Massepin 30 im Bereich des Steckerkörpers 26 geführt bzw. mit diesem verbunden ist.
-
Das Kontaktelement 35 besteht aus Blech und ist als Stanzteil ausgebildet. Je nach spezifischer Anordnung bzw. Ausbildung kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Kontaktelement 35 abgewinkelte Abschnitte o.ä. aufweist, um die Kontaktierung zum Schaltungsträger 28 bzw. zum Massepin 30 zu ermöglichen.
-
Das Kontaktelement 35 erstreckt sind im Wesentlichen koaxial zur Drehachse 18 zwischen zwei aus Kunststoff bestehenden Fortsätzen 37, 38 des Steckermoduls 24, wobei zwischen den Fortsätzen 37, 38 und dem Kontaktelement 35 Spalte 39, 40 ausgebildet sind. Die Ausrichtung bzw. Anordnung des Kontaktelements 35 ist wiederum derart, dass eine Mittelebene 42 des Kontaktelements 35 die Drehachse 18 schneidet bzw. mit dieser ausgerichtet ist. Auf der dem Motorgehäuse 12 zugewandten Seite weisen die Fortsätze 37, 38 darüber hinaus in Längsrichtung verlaufende Rippen 43, 44 auf, die das Positionieren bzw. die Zentrierung des Steckermoduls 24 zum Motorgehäuse 12 beim Einführen des Steckermoduls 24 in das Motorgehäuse 12 in Einschubrichtung 25 erleichtern.
-
Das Kontaktelement 35 überragt die Rippen 43, 44 in radialer Richtung, d.h. in Richtung zum Motorgehäuse 12 mit einem Kontaktabschnitt 45. Insbesondere ist anhand der 2 und 3 erkennbar, dass das Kontaktelement 35 im Bereich des Kontaktabschnitts 45 nicht vom Kunststoff des Steckermoduls 24 umgeben bzw. umspritzt ist, sondern frei aus dem Steckermodul 24 herausragt. Der in das Steckermodul 24 hineinragende Bereich des Kontaktelements 35 ist demgegenüber zumindest bereichsweise von dem Kunststoff des Steckermoduls 24 umspritzt. Dies wird dadurch erzielt, dass das Kontaktelement 35 als Einlegeteil in das Spritzgusswerkzeug zur Herstellung des Steckermoduls 24 ausgebildet ist.
-
Das Kontaktelement 35 ist im Bereich des Kontaktabschnitts 45 bügelförmig ausgebildet und weist eine längliche Öffnung 46 auf, die in Längsrichtung des Kontaktelements 35 verläuft. Wie am besten anhand der 4 und 5 erkennbar ist, weist der Kontaktabschnitt 45 in Längsrichtung betrachtet einen zumindest näherungsweise konstanten Querschnitt auf, wobei der Kontaktabschnitt 45 auf der dem Motorgehäuse 12 zugewandten Seite eine konvex ausgebildete Außenseite 47 aufweist. In axialer Richtung zum Motorgehäuse 12 hin ist der Kontaktabschnitt 45 in einem ersten Verbindungsbereich 48 mit einem im länglichen Rückabschnitt 49 des Kontaktelements 35 verbunden. Ein zweiter Verbindungsbereich 51 des Kontaktabschnitts 45 hat Verbindung mit einem Fußbereich 52 des Kontaktelements 35. Dieser Fußbereich 52 weist zur Erhöhung der Steifigkeit eine größere Querschnittsfläche auf als die Größe des Kontaktabschnitts 45 und des Rückabschnitts 49. Weiterhin weist der Fußbereich 52 eine Ausrundung 54 auf, die entsprechend der Darstellung der 5 im montierten Zustand des Steckermoduls 24 in dem Motorgehäuse 12 einen Radialspalt 55 begrenzt, der zwischen dem Kontaktelement 35 und einem axialen Endbereich 56 des Motorgehäuses 12 ausgebildet ist. Das Motorgehäuse 12 liegt im gefügten Zustand darüber hinaus mit einem radial umlaufenden Flanschbereich 58 an einer im Steckermodul 24 angeordneten Dichtung 60 axial an.
-
Der Fügevorgang zwischen dem Steckermodul 24 und dem Motorgehäuse 12 wird anhand der Figurenfolge der 4 und 5 wie folgt erläutert: Beim Einführen des Steckermoduls 24 in den Innenraum des Motorgehäuses 12 gelangt der Kontaktabschnitt 45 des Kontaktelements 35 in Anlagekontakt mit der Innenwand des Motorgehäuses 12 im Bereich des axialen Endabschnitts 56. Dabei wird auf den Kontaktabschnitt 45 eine Deformationskraft F ausgeübt, die dazu führt, dass der Kontaktabschnitt 45 beim weiteren Einführen des Steckermoduls 24 in das Motorgehäuse 12 an der Innenwand des Motorgehäuses 12 entsprechend der Darstellung der 5 unter Ausbildung eines elektrischen Kontakts anliegt. Gleichzeitig wird die Kraft F auf die beiden Verbindungsbereiche 48 und 51 des Kontaktelements 35 umgeleitet, wobei durch die beiden Verbindungsbereiche 48 und 51 aufgrund der Steifigkeit des Kontaktelements 35 gleichzeitig die benötigte Reaktionskraft zur Anlage des Kontaktabschnitts 45 an das Motorgehäuse 12 erzeugt wird.
-
Die soweit beschriebene elektrische Maschine 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser besteht darin, eine Massekontaktierung zwischen dem Motorgehäuse 12 und dem Steckermodul 24 mittels eines Kontaktelements 35 derart auszubilden, dass das Kontaktelement 35 als Einlegeteil in ein Spritzgusswerkzeug zur Ausbildung des Steckermoduls 24 konzipiert ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102013222336 A1 [0002]
- DE 102016222532 A1 [0021]
