DE4326391C2 - Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Dreherkennungsvorrichtungen für durch Teilschalenmagnete erregte Kommutatormotoren sind bereits bekannt. So offenbart die EP-0 307 709 A1 eine Vorrichtung, bei der in zumindest einer Pollücke zwischen den Teilschalenmagneten bzw. Einzelerregerspulen eine durch die bei Drehung des Rotors nutfrequente Pulsation des Streufeldes induzierbare Meßspule angeordnet ist. Diese Meßspule ist in einem Tragkörper angeordnet. Diese bekannte Vorrichtung ist noch sehr aufwendig im Aufbau und in der Montage.

Eine verbesserte Dreherkennungsvorrichtung ist durch die DE 89 10 214 U1 bekannt, wobei der die Meßspule aufnehmende Tragkörper einstückiger Teil einer, insbesondere aus Kunststoff, spritzgegossenen Bürstenbrücke ist. Nachteilig ist hierbei, daß bei einem eventuell erforderlichen Austausch der Meßspule das eine Lagerschild von dem Motorgehäuse entfernt werden muß. Dieser Montage- und Zeitaufwand ist für billige Kommutatormotoren nicht mehr gerechtfertigt.

Die WO 91/01060 A1 betrifft einen elektromotorischen Fensterheber zum Einbau in Kraftfahrzeugtüren mit einer Antriebseinheit, die in einem feuchtigkeitsdichten Gehäuse angeordnet, mit einem Drehzahlsensor verbunden sowie von einer Steuer- und Regelelektronik ansteuerbar ist. Die Steuer- und Regelelektronik, die Antriebseinheit und der Drehzahlsensor sind in einem gemeinsamen, feuchtigkeitsdichten Gehäuse angeordnet, welches aus einem gesonderten Bauteil besteht.

Weiterhin sind durch die US 4 529 903 und EP- 0 359 854 A1 Kommutator­ motor mit Dreherkennungsvorrichtungen bekannt, bei welchen ein eventuell erforderlicher Austausch der Sensorelemente noch zeit- und kostenintensiv ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dreherkennungsvorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, die einfach und kostengünstig herzustellen und zu montieren ist, wobei ein eventuell notwendiger Austausch des Sensorelementes ohne großen Zeit- und Kostenaufwand möglich sein soll. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Dreherkennungsvorrichtung zeichnet sich durch einen einfach herzustellenden und zu montierenden und kompakten Aufbau aus. Das aus einem Hall-IC bestehende Sensorelement ist auf einer als Montagebaustein ausgebildeten Leiterplatte angeordnet, die von außen in eine Ausnehmung des Lagerschildes einfach einsteckbar ist. Hierbei wird kein zusätzliches feuchtigkeitsdichtes Gehäuse wie bei dem bekannten Stand der Technik verwendet. Auch ist erfindungsgemäß ein schneller, kostengünstiger Austausch des Sensorelementes möglich. Durch Integration der Leiterplatte in das Gehäuse wird eine kompakte Ausbildung des Kommutatormotors gewährleistet.

Weitere vorteilhatte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kommutator,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Lagerschild,

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Leiterplatte,

Fig. 5 eine Seitenansicht auf die vollständige Anschlußleitung mit Leiterplatte und

Fig. 6 eine Einzelheit aus Fig. 5 mit Seitenansicht auf die Leiterplatte in vergrößerter Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt einen Kommutatormotor, der als Antriebsmotor für Fensterheber, Schiebedachbetätiger, Sitzversteller, Spiegelversteller usw. in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist. Dieser Kommu­ tatormotor 1 weist einen in zwei Drehrichtungen betreibbaren Rotor 3 auf, dessen Rotorwelle 5 in mit dem Motorgehäuse 7 beid­ seitig verbundene Lagerschilde 9, 11 drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck weisen die Lagerschilde 9, 11 Kalottenlager 13, 15 auf. Das zylindrisch ausgebildete Motorgehäuse 7 ist an seiner Innenseite 16 mit Dauermagneten 17 versehen. Die freien Enden der Wicklungen 19 des Rotors 3 sind mit einem auf der Rotorwelle 5 befestigten Kommutator 21 verbunden, welcher mit in Bürsten­ schächten 23 verschiebbar gelagerten Kohlebürsten 25 in Schleif-Verbindung steht. Die Rotorwelle 5 weist zwischen dem Kalotten­ lager 15 und dem Kommutator 21 einen Magnet-Läuferkörper 29 mit einem 2-polig eingespritzten Steuermagneten 31 auf, siehe Fig. 3. Der mit der Rotorwelle 5 mitumlaufende Magnet-Läuferkörper 29 ist zur Dreherkennung durch ein Sensorelement abtastbar, welches an der Innenseite 35 des Lagerschildes 11 vorstehend angeordnet ist und aus einem Hall-Sensor 37 bzw. einem Hall-IC besteht. Dieser Hall-Sensor 37 ist mit weiteren elektrischen Bauelementen z. B. mit einem Widerstand 39 als integriertes Bauelement ausge­ bildet, welches eine Leiterplatte 41 aufweist. Diese Leiterplatte 41 ist mit den elektrischen Bauelementen vormontierbar und dann als Einschiebeteil in eine Ausnehmung 43 in dem Lagerschild 11 einschieb- und dort verrastbar. Die Ausnehmung 43 ist exzentrisch zu der Lagerstelle 27 der Rotorwelle 5, in dem Lagerschild 11 und offen zu der Außenseite 45 des Lagerschildes 11 ausgebildet. In der Bodenfläche 48 der Ausnehmung 43 befindet sich eine ver­ tiefte, geschlossene Kammer 47 mit einer dem Außenumfang 49 des Magnet-Läuferkörpers 29 gegenüberliegende Kammerwand 50, hinter welcher der Hall-Sensor 37 an der in der Kammer 47 eingeschobenen Leiterplatte 41 zum Abtasten des Steuermagneten, 31 angeordnet ist. Hierdurch wird eine kompakte Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor 1 geschaffen.

Die Leiterplatte 41 ist in Längsrichtung zu der Rotorwelle 5 in die Ausnehmung 43 in dem Lagerschild 11 einschiebbar, wodurch eine einfache Montage der kompletten Leiterplatte 41 ermöglicht wird.

Die elektrischen Bauelemente wie Hall-Sensor 37, der Widerstand 39 usw. sind auf der des Steuermagneten 31 zugewandten Vorder­ seite 51 der Leiterplatte 41 vormontiert angeordnet und mit ihren Anschlußenden 53, 55 von der Vorderseite 51 zu der Rückseite 57 der Leiterplatte 41 durchgesteckt und dort mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Rückseite 57 kontaktiert. Die mit den elek­ trischen Bauelementen 37, 39 zu verbindende Versorgungs- bzw. Signalleitungen 59, 61 sind im Bereich ihrer Anschlußenden 63, 65 von der Rückseite 57 zu der Vorderseite 51 der Leiterplatte 41 geführt in Rastausnehmungen 67, 69 der Leiterplatte 41 zugent­ lastet verrastet. Zu diesem Zweck bestehen die Rastausnehmungen 67, 69 aus einseitig offenen, in die Randflächen 71, 73 der Leiterplatte 41 mündenden Langlöcher 75, 77, deren Durchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser der Leitungslitze 59, 61 sind. Weiterhin sind die freien abisolierten Anschlußenden 63, 65 durch Durchtrittsöffnungen 79, 81 von der Vorderseite 51 zu der Rückseite 57 der Leiterplatte 41 zum Kontaktieren mit den Leiter­ bahnen auf der Rückseite 57 wieder durchgesteckt.

Außerdem sind die anderen freien Enden 83, 85 der durch einen Isolierschlauch 87 gebündelter Leitungslitze 59, 61 mit einem Steckhülsengehäuse 89 verbunden, welches mit der kompletten Leiterplatte 41 eine Baueinheit bildet. Mit dem Steckhülsenge­ häuse 89 sind auch Versorgungsleitungen 91, 93 verbunden, welche ebenfalls durch den Isolierschlauch 87 gebündelt werden. Die freien Enden 95, 97 dieser Versorgungsleitungen 91, 93 werden bei der Montage der Leiterplatte 41 durch die Litzenführung 103 in das Innere des Lagerschildes 11 verlegt und sind dann leicht mit den Kontaktsteckern 104 zu verbinden.

Claims (8)

1. Dreherkennungsvorrichtung für einen Kommutatormotor, insbesondere als Antriebsmotor für Fensterheber, Schiebedachbetätiger, Sitzversteller, Spiegelversteller usw. in Kraftfahrzeugen mit einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren Rotor, dessen Rotorwelle in mit dem Motorgehäuse beidseitig verbundenen Lagerschilden drehbar gelagert ist und der einen Kommutator aufweist, welcher mit in Bürstenschächten in dem Motorgehäuse verschiebbaren Bürsten in Schleifverbindung steht, wobei ein mit der Rotorwelle umlaufender Magnet-Laufkörper mit einem Steuermagneten mit der Rotorwelle fest verbunden und durch ein als Sensorelement dienender Hall-Sensor, welcher an der Innenseite des Lagerschildes vorstehend angeordnet ist, abtastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall-Sensor (37) auf einer Leiterplatte (41) angeordnet ist, welche als Einschiebeteil in einer Ausnehmung (43) des Lagerschildes (11) angeordnet ist und daß die Ausnehmung (43) exzentrisch zu der Lagerstelle (27) der Rotorwelle (5) in dem Lagerschild (11) und offen zu der Außenseite (45) des Lagerschildes (11) ausgebildet ist und daß die Bodenfläche (48) der Ausnehmung (43) eine vertiefte, geschlossene Kammer (47) mit einer dem Außenumfang (49) des Magnet-Laufkörpers (29) gegenüberliegenden Kammerwand (50) aufweist, hinter welcher der Hall-Sensor (37) an der in den Vorsprung (47) eingeschobenen Leiterplatte (41) zum Abtasten des Steuermagneten (31) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (41) in Längsrichtung zu der Rotorwelle (5) in die Ausnehmung (43) in dem Lagerschild (11) einschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (41) weitere elektrische Bauelemente, z. B. einen Widerstand (39), aufweist und daß die elektrischen Bauelemente, wie der Hall-Sensor (37), der Widerstand (39), usw. auf der dem Steuermagneten (31) zugewandten Vorderseite (51) der Leiterplatte (41) vormontiert angeordnet und mit ihren Anschlußenden (53, 55) mit der Vorderseite (51) zu der Rückseite (57) der Leiterplatte (41) durchgesteckt und dort nur zugeordneten Leiterbahnen auf der Rückseite (57) kontaktiert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den elektrischen Bauelementen (37, 39) zu verbindende Versorgungs- bzw. Signalleitungen (59, 61) im Bereich ihrer Anschlußenden (63, 65) von der Rückseite (57) zu der Vorderseite (51) der Leiterplatte (41) geführt in Rastausnehmungen (67, 69) der Leiterplatte (41) zugentlastet verrastet sind und daß die freien abisolierten Anschlußenden (63, 65) durch Durchtrittsöffnungen (79, 81) von der Vorderseite (51) zu der Rückseite (57) der Leiterplatte (41) zum Kontaktieren mit den Leiterbahnen auf der Rückseite (57) wieder durchgesteckt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastausnehmungen (67, 69) zum Verrasten der Leitungslitzen (59, 61) aus einseitig offenen, in die Randflächen (71, 73) der Leiterplatte (41) mündenden Langlöchern (75, 77) bestehen, deren Durchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser der Leitungslitzen (59, 61) sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen freien Enden (83, 85) der durch einen Isolierschlauch (87) gebündelten Leitungslitzen (59, 61) mit einem Steckhülsengehäuse (89) verbunden sind, welches mit der Leiterplatte (41) eine Montageeinheit bildet.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet-Lauferkörper (29) mit dem 2-polig eingespritzten Steuermagneten (31) auf der Rotorwelle (5) vor der Lagerstelle (27) in dem Lagerschild (11) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckhülsengehäuse (89) auch mit Versorgungsleitungen (91, 93) verbunden ist, deren freie Enden (95, 97) beim Einschieben der Leiterplatte (41) in die Ausnehmung (43) durch die Litzenführung (103) in das Innere des Lagerschildes (11) verlegt und dann mit den Kontaktsteckern (104) leicht verbindbar sind.