DE4021891A1 - Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 33 29 717 A1 ist ein Elektromotor für einen elektromotorischen Fensterheber für Kraftfahrzeuge be­ kannt, dessen Rotationswelle mit einer Schneckenradeinheit verbunden ist, die wiederum mit einem sektorförmigen Zahn­ rad eines Kreuzarm-Fensterhebers gekoppelt ist. Bei einer Drehung der Rotationswelle in der einen oder anderen Rich­ tung wird das sektorförmige Zahnrad am Ende eines Hubarms des Kreuzarm-Fensterhebers im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht und drückt die Fensterscheibe nach oben bzw. bewegt die Fensterscheibe nach unten.

Die an einem Ende der Rotationswelle angeordnete Schnec­ kenradeinheit enthält einen ringförmigen Permanentmagne­ ten oder eine andersartige Signalscheibe, der bzw. die starr an einer Drehscheibe montiert ist, die an der Rad­ welle befestigt ist. Eine Hall-Einheit mit einem Hall- Element und einer elektrischen Schaltung, die zur Verar­ beitung eines vom Hall-Element erzeugten Anzeigesignals für ein magnetisches Feld dient, ist an der Außenseite des Permanentmagneten angeordnet und liegt diesem gegenüber.

Bei dem bekannten Elektromotor ist die Schneckenradeinheit mit der Hall-Einheit zwischen dem Kommutator und einem La­ ger der Rotationswelle des Elektromotors angeordnet, die zusätzlich an ihrem anderen Ende gelagert ist, so daß die Rotorwicklung zwischen diesem Lager und der Kommutatorein­ heit angeordnet ist.

Die Steuerung des Elektromotors erfolgt einerseits durch Erfassen der Sensorsignale der Hall-Einheit und des Motor­ stromes, der bei Erreichen einer Endlage der Fensterschei­ be abrupt ansteigt bzw. die Geschwindigkeit sich stark verringert und die Abschaltung des Elektromotors herbei­ führt.

Die Verbindung der Hall-Einheit zur Drehzahl-, Drehrich­ tungs- und ggf. Stellungserfassung der Rotationswelle des Elektromotors mit der Elektronik für die Verarbeitung der Sensorsignale und Steuerung der Motorspannung bzw. des Mo­ torstromes erfolgt über eine entsprechende Verkabelung und Lötstellen, die empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie Hitze, Feuchtigkeit und Erschütterungen ist und die verhältnismäßig aufwendig bei der Herstellung des Elektro­ motors und dessen Verbindung mit der Verarbeitungselektro­ nik ist, so daß der bekannte Elektromotor aufwendig in der Herstellung und seine Zuverlässigkeit herabgesetzt ist.

Zusätzlich ist eine Kontaktierung zwischen dem Elektromo­ tor und der Verarbeitungselektronik erforderlich, die en­ gen Toleranzen unterworfen ist.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Elektromotors besteht darin, daß die getrennte Anordnung von Kommutator, Hall- Einheit und Verarbeitungselektronik einen erheblichen Raum- und Gewichtsbedarf hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zu­ grunde, einen Elektromotor der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem keine Verkabelung und keine Lötstel­ len zwischen der Sensoreinheit und der Steuerelektronik erforderlich ist, der einen geringeren Raum- und Gewichts­ bedarf hat und nach außen keine Kontaktierung zwischen dem Elektromotor und der Steuerelektronik erforderlich macht, so daß nur geringe Toleranzanforderungen zu stellen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnen­ de Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist keine Verkabelung und Lötung zwischen der Sensoreinheit und der Steuereinrich­ tung erforderlich, neben der Einsparung von Lötstellen werden auch der Raum- und Gewichtsbedarf reduziert und es ist keinerlei Kontaktierung zwischen dem Rumpfmotor und der Steuerelektronik erforderlich, so daß nur geringe An­ forderungen an die Herstellungstoleranzen zu stellen sind. Durch das Aufstecken des den Kommutator, die Sensorein­ richtung und die Elektronik aufnehmenden Gehäuses auf die Rotorwelle wird eine vereinfachte Herstellung ermöglicht und gleichzeitig sichergestellt, daß keine externe, d. h. außerhalb des Gehäuses liegende Verkabelung und Lötung zwischen der Sensoreinrichtung und der Steuereinrichtung für die Signalübertragung erforderlich ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rotor­ wicklung zwischen dem am einen Ende der Rotorwelle ange­ ordneten Getriebe und dem mit dem anderen Ende der Rotor­ welle verbundenen Gehäuse angeordnet ist.

Durch die getrennte Anordnung von Getriebe und Gehäuse zur Aufnahme des Kommutators, der Sensoreinrichtung und der Elektronik wird eine optimale Raumaufteilung und damit ei­ ne übersichtliche, wartungsfreundliche Antriebseinheit für einen elektromotorischen Fensterheber erzielt, der den be­ engten Platzverhältnissen genügt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Hilfslager für die Rotorwelle enthält, das wahlweise in das Gehäuse integriert sein kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Lösung ist die Elektronik gekapselt und vor­ zugsweise vergossen im Gehäuse angeordnet, so daß die Elektronik gegenüber Feuchtigkeit und Erschütterungen ge­ schützt ist und somit eine hohe Lebensdauer des geregelten Elektromotors gewährleistet ist.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch-perspektivische Darstellung einer Elektromotor-Getriebeeinheit und

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der im Inneren des Gehäuses angeordneten Bauelemente.

Die in Fig. 1 dargestellte schematisch-perspektivische An­ ordnung einer Motor-Getriebeeinheit zeigt eine Rotorwick­ lung 1, die auf einer Rotorwelle 2 angeordnet ist. An dem einen Ende 21 der Rotorwelle 2 ist ein Schneckenantrieb 3 vorgesehen, der mit der Rotorwelle 2 verbunden ist oder in der Rotorwelle 2 ist eine Schnecke ausgebildet, die in einem Gehäuse 33 mit einem Schneckenrad 32 angeordnet ist. Das Schneckenrad 32 ist in an sich bekannter Weise mit ei­ nem sektorförmigen Zahnrad eines Kreuzarm-Fensterhebers verbunden.

Zu beiden Seiten des Schneckenantriebs 3 ist jeweils ein Lager 41, 42 zur Lagerung der Rotorwelle 2 vorgesehen.

Auf das andere Ende 22 der Rotorwelle 2 ist ein Gehäuse 5 aufgesteckt, in dem sich die Rotorwelle 2 frei drehen kann und das wahlweise gegenüber der Rotorwelle 2 gelagert ist. In einer alternativen Ausführungsform ist ein Hilfslager 43 in das Gehäuse 5 integriert.

Das Gehäuse 5 enthält sämtliche motorspezifischen Teile, nämlich gemäß Fig. 2 einen Kommutator 6, eine Sensorein­ richtung 7 und die eigentliche Elektronik 8, die über eine interne Verkabelung 9 mit den Kohlebürsten 61, 62 des Kom­ mutators 6 und mit der Sensoreinrichtung 7 verbunden ist.

Der Kommutator 6 besteht in an sich bekannter Weise aus den zwei Kohlebürsten 61, 62 und einem Kollektor 60, des­ sen einzelne Segmente in an sich bekannter Weise mit der Rotorwicklung 1 verbunden sind.

Die Sensoreinrichtung 7 besteht beispielsweise aus einem Hall-Sensor, kann aber auch aus einem anderen optischen, induktiven oder kapazitiven Sensor bestehen.

Die Elektronik 8 ist in dieser Ausführungsform scheiben­ förmig dargestellt, sie kann jede andere äußere geometri­ sche Form aufweisen und enthält die Steuer- und Regel­ schaltung zur Verarbeitung der Sensorsignale und Abgabe einer Steuer- oder Regelgröße für den Motorstrom bzw. die Motorspannung sowie eine Kontaktierungs- oder Steckerein­ richtung 10 für externe Steuer-, Überwachungs- und Prüf­ einrichtungen.

Natürlich kann in dem Gehäuse 5 das in Fig. 2 gestrichelt dargestellte Hilfslager 43 integriert werden, so daß die Rotorwelle 2 gemäß Fig. 1 am Gehäuse 5 abschließt.

Wie der Darstellung gemäß den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, sind keine Verkabelungen und Lötstellen zwischen der Sensoreinrichtung und der Steuerelektronik zur Verarbei­ tung der Steuersignale erforderlich. Damit entfällt auch eine Kontaktierung zwischen dem Rumpfmotor und der Elek­ tronik, so daß auch die damit verbundenen engen Toleranzen entbehrlich sind. Die Ausbildung des Gehäuses 5 als Auf­ steckteil auf die Rotorwelle 2 vereinfacht die Herstellung sowie die Wartung des Elektromotors im Falle einer Stö­ rung.

Es ist lediglich eine elektrische Verbindung zwischen den Kohlebürsten 61, 62 erforderlich, die vorzugsweise mit ggf. erforderlichen Entstördrosseln versehen ist. Die Sen­ soreinrichtung 7 besteht vorzugsweise aus einem Hall-Sen­ sor, bei dem der Magnet mit der Rotorwelle 2 verbunden und die Hallsensoren in der Elektronik 8 integriert sind.

Mit dieser zusammengefaßten Einheit ist eine Einsparung an Raum und Gewicht verbunden, da die Leitungsverbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen verkürzt sind und zusätz­ liche Lötstellen eingespart werden können.

Der erfindungsgemäße Elektromotor eignet sich insbesondere für elektromotorische Fensterheber, elektromotorische Schiebedächer oder Kraftfahrzeug-Sitzverstellungen, Schei­ benwischer, Bohrmaschinen oder Küchengeräte.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (8)

1. Elektromotor mit einer Rotorwicklung, einer gelager­ ten Rotorwelle, einem Kommutator, einem mit der Rotorwelle gekoppelten Getriebe und einer die Drehzahl und/oder Stel­ lung der Rotorwelle erfassenden Sensoreinrichtung, die mit einer den Elektromotor ansteuernden Elektronik verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile des Kommutators (6), der Sensorein­ richtung (7) und die Elektronik (8) in einem gemeinsamen Gehäuse (5) angeordnet sind, das auf die Rotorwelle (2) aufgesteckt ist.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kohlebürsten (61, 62) des Kommutators (6) über eine Leitungsverbindung (9) mit der Elektronik (8) verbunden sind, in die Hallsensoren in­ tegriert sind, die zusammen mit einem mit der Rotorwelle (2) verbundenen Hallmagneten die Sensoreinrichtung (7) bilden, und daß die Elektronik (8) eine Steckereinrichtung (10) für externe Anschlüsse aufweist.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwicklung (1) zwischen dem am einen Ende (21) der Rotorwelle (2) ange­ ordneten Getriebe (3) und dem mit dem anderen Ende (22) der Rotorwelle (2) verbundenen Gehäuse (5) angeordnet ist.

4. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sen­ soreinrichtung (7) einen Tachogenerator enthält.

5. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (5) und der Rotorwelle (2) ein Lager angeord­ net ist.

6. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) ein Hilfslager für die Rotorwelle (2) ent­ hält.

7. Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Hilfslager (43) in das Gehäuse (5) integriert ist.

8. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (8) gekapselt und vorzugsweise vergossen im Ge­ häuse (5) als Einheit angeordnet ist.