DE102005052722B3

DE102005052722B3 - Bürstensystem für einen Kraftfahrzeug-Stellantrieb

Info

Publication number: DE102005052722B3
Application number: DE102005052722A
Authority: DE
Inventors: Gerald Viernekes
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2025-11-05
Also published as: US20090121580A1; EP1943711A1; WO2007051666A1; CN101356709A; JP2009515504A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bürstensystem für einen Kraftfahrzeug-Stellantrieb. Das Bürstensystem weist zwei Kohlebürsten auf, von denen jede an einer Blattfeder befestigt ist. Jede der Blattfedern ist ihrerseits an einem Stanzkontakt befestigt. Weiterhn enthält das Bürstensystem eine Platine, welche Leiterbahnen aufweist und auf welcher Entstörbauteile platziert sind. Die Blattfedern sind mit jeweils einer der Leiterbahnen elektrisch kontaktiert. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeug-Stellantrieb, welcher ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse aufweist, in welches ein Bürstensystem eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bürstensystem für einen Kraftfahrzeug-Stellantrieb sowie einen Kraftfahrzeug-Stellantrieb, welcher ein derartiges Bürstensystem aufweist.
Bürstensysteme für Kraftfahrzeug-Stellantriebe sind bereits bekannt. Derartige Bürstensysteme weisen einen aus Kunststoff bestehenden Grundkörper auf, auf welchem die weiteren Bauteile des Bürstensystems fixiert sind. Bei den genannten weiteren Bauteilen handelt es sich beispielsweise um Stromführungen, Kohlebürsten und Entstörelemente.

Aus der DE 198 05 185 A1 ist eine insbesondere zum Verstellen des Schiebedachs eines Fahrzeugs vorgesehene Antriebsvorrichtung bekannt. Diese weist einen Elektromotor auf, der mit einem Anker mit Kommutator versehen ist, welcher in einem Polgehäuse untergebracht ist. Der außerhalb des Polgehäuses liegende Teil bildet eine Getriebeantriebswelle für ein Getriebe, das in einem an das Polgehäuse anschließenden Getriebegehäuse untergebracht ist. Das Getriebegehäuse nimmt eine Leiterplatte auf. Diese trägt einen Bürstenhalter, dessen Bürsten am Kommutator des Ankers angreifen. Die Leiterplatte erstreckt sich mit ihrer größten Erstreckung im Wesentlichen quer zu einer Ankerwelle des Ankers und deckt den Kommutator des Ankers zumindest teilweise ab. Der Bürstenhalter greift in eine im Bereich des Kommutators vorgesehene Ausnehmung des Getriebegehäuses ein. Der Bürstenhalter weist einen aus Kunststoff bestehenden Grundkörper auf, welcher mit hülsenförmigen Aufnahmen für Entstördrosseln versehen ist. Weiterhin weist der Bürstenhalter Elemente auf, welche die Bürsten zur Montage des Bürstenhalters in einer Montagestellung innerhalb eines jeweiligen Bürstenköchers halten.

Das Dokument DE 696 20 532 T2 offenbart ein Bürstensystem für einen Miniatur-Elektromotor. Jede Bürste des Bürstensystems weist ein längliches flexibles Substrat und eine auf dem Substrat gebildete, flexible leitende Schicht auf. Die leitende Schicht umfasst einen Kontaktbereich zwischen den Enden des Substrats, um einen gleitenden Kontakt mit dem Kommutator herzustellen. Jede Bürste hat einen Halter (30) an jedem der zwei entgegengesetzten Enden, die von dem Bürstentrageelement so getragen werden, dass die länglichen flexiblen Substrate zueinander hin gebogen werden und dadurch die Kontaktbereiche auf den gebogenen Substraten in Kontakt mit diametral gegenüberliegenden Stellen auf dem Kommutator gedrückt werden.

Das Dokument DE 103 42 222 A1 offenbart einen topf- oder becherförmigen Träger für Kohlebürsten, insbesondere für Stellmotoren. Jede Kohlebürste ist über eine Blattfeder in Richtung des Kommutators kraftbeaufschlagt. Die Innenwandung des Trägers weist teilweise freigeschnittene erste Abschnitte auf, von denen entlang der Längsachse des Trägers sich erstreckende Halteabschnitte ausgehen, wobei jeweils ein Halteabschnitt einer der Kohlebürsten derart zugeordnet ist, dass die Kohlebürste in Richtung des Kommutators frei beweglich ist.

Weiterhin offenbart die Offenlegungsschrift DE 103 52 234 A1 ein weiteres Bürstensystem für einen Elektromotor. Bei diesem sind Kohlebürsten mittels Federbügeln an einer elektrisch leitfähigen Trägerplatte befestigt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues, vereinfachtes Bürstensystem anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Bürstensystem mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Bürstensystems sind in den abhängigen Ansprüchen 2–4 angegeben. Die Patentansprüche 5–7 betreffen einen Kraftfahrzeug-Stellantrieb mit einem Gehäuse, in welches ein Bürstensystem nach einem der Ansprüche 1–4 eingesetzt ist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass die externe Kontaktierung der Leiterbahnen der Platine, auf welcher Entstörbauteile vorgesehen sind, durch die Blattfedern erfolgt, auf denen die Kohlebürsten platziert sind. Die Blattfedern sind in vorteilhafter Weise an Lötpads angelegt, die auf der Platine vorgesehen und mit jeweils einer Leiterbahn der Platine kontaktiert sind. Diese Anlage an die Lötpads wird dadurch begünstigt, dass die Blattfedern, die vorzugsweise aus Kupferblech bestehen, elastisch verformbar sind und nicht relaxieren. Dadurch ist sichergestellt, dass über die gesamte Betriebs- bzw. Lebensdauer des Bürstensystems die nötige Andrückkraft gegeben ist.

Durch diese Mehrfachfunktion der Blattfedern werden keine zusätzlichen Befestigungselemente und damit keine zusätzlichen Verbindungsprozesse benötigt, um die externe Kontaktierung der Leiterbahnen der Platine zu realisieren. Dies bedeutet eine Reduzierung der zur Realisierung eines Bürstensystems notwendigen Bauteile sowie eine Verringerung der Anzahl der durchzuführenden Verbindungsprozesse.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Entstörbauteile in der Nähe der Kohlebürsten platziert werden können, was den Entstörvorgang begünstigt.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt
1 eine Frontansicht eines Bürstensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel für die Erfindung und
2 eine Teilansicht des Gehäuses eines Kraftfahrzeug-Stellantriebes, in welches das Bürstensystem gemäß 1 eingesetzt ist.
Die 1 zeigt eine Frontansicht eines Bürstensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel für die Erfindung.
Das dargestellte Bürstensystem weist Kohlebürsten 1a, 1b auf, die in Positionierungshilfen 2a, 2b platziert sind. Die Kohlebürste 1a ist an einer aus Kupferblech bestehenden Blattfeder 3a befestigt, die Kohlebürste 1b an einer ebenfalls aus Kupferblech bestehenden Blattfeder 3b. Diese Blattfedern sind elastisch verformbar und können einen vorgespannten Zustand über einen langen Zeitraum aufrechterhalten ohne zu relaxieren.
Die Blattfeder 3a ist an einem Stanzkontakt 6a befestigt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, einer Schraub- oder einer Nietverbindung 8a. Die Blattfeder 3b ist an einem Stanzkontakt 6b befestigt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, einer Schraub- oder einer Nietverbindung 8b.
Vorzugsweise bestehen die Stanzkontakte 6a und 6b aus einem elektrisch leitfähigen Material, so dass die Kohlebürsten über die jeweilige Blattfeder mit dem jeweiligen Stanzkontakt elektrisch kontaktiert sind.
Vorzugsweise ist der Stanzkontakt 6a in seinem in der 1 rechten Endbereich mit einem Fortsatz 9a versehen, über welchen er mit einer externen Stromführung kontaktiert ist, beispielsweise einer Elektronikeinheit oder einem Stecker. Der Stanzkontakt 6b ist vorzugsweise in seinem in der 1 rechten Endbereich mit einem Fortsatz 9b versehen, über welchen er ebenfalls mit der externen Stromführung kontaktiert ist.
Weiterhin weist das in der 1 gezeigte Bürstensystem eine Platine 4 auf, die als Träger für Entstörbauteile 5a, 5b, 5c dient. Im Inneren der Platine oder auf deren Oberfläche sind Leiterbahnen 16a, 16b vorgesehen, über welche die Entstörbauteile miteinander verschaltet sind.
Ferner ist die Leiterbahn 16a mit einem Lötpad 7a elektrisch verbunden, das auf der Platine 4 vorgesehen ist. Die Leiterbahn 16b ist mit einem Lötpad 7b elektrisch verbunden, das ebenfalls auf der Platine 4 vorgesehen ist.
Am Lötpad 7a liegt ein Ende der Blattfeder 3a an, am Lötpad 7b ein Ende der Blattfeder 3b. Dadurch sind die Leiterbahnen 16a, 16b der Platine 4 über die Lötpads 7a, 7b und die Blattfedern nach außen elektrisch kontaktiert.
Ein Anliegen der Enden der Blattfedern 3a und 3b an den Lötpads ist für diese externe elektrische Kontaktierung ausreichend, da für die Entstörung beispielsweise des Fensterhebermotors in einem Kraftfahrzeug keine hohen Leistungen übertragen werden müssen. Eine dauerhafte elektrische Kontaktierung ist dadurch sichergestellt, dass die Blattfedern aus Kupferblech bestehen. Bei Kupferblech handelt es sich um ein Material, das über seine gesamte Lebensdauer eine Andrückkraft aufbringen kann, da das Material elastisch verformbar bzw. federnd ist und auch nicht relaxiert. Folglich können die aus Kupferblech bestehenden Blattfedern die gewünschte Andrückfunktion übernehmen, ohne dass zusätzliche Bauteile notwendig sind. Die damit verbundenen Vorteile bestehen darin, dass zusätzliche Bauteile zu einer externen elektrischen Kontaktierung der Leiterbahnen der Platine eingespart werden können und dass demzufolge bei der Herstellung des Bürstensystems auch keinerlei diesbezügliche Verbindungsprozesse benötigt werden.
Die mit den Blattfedern 3a, 3b kontaktierten Stanzkontakte 6a, 6b bestehen vorzugsweise ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Material. Beispielsweise handelt es sich bei diesen Stanzkontakten 6a, 6b um gebogene Stanzgitter.
Der Stanzkontakt 6a ist – wie bereits oben ausgeführt wurde – über seinen Fortsatz 9a und der Stanzkontakt 6b über seinen Fortsatz 9b nach außen elektrisch kontaktiert, beispielsweise mit einer externen Elektronikeinheit oder einem Stecker.
Die 2 zeigt eine Teilansicht des Gehäuses eines Kraftfahrzeug-Stellantriebs, in welches das Bürstensystem gemäß der 1 eingesetzt ist. Aus dieser 2 ist ersicht lich, dass das Gehäuse 17, bei dem es sich um ein Kunststoffgehäuse handelt, in seinem mittleren Bereich eine von einem Gehäuseteil 13 umgebene, im Wesentlichen runde Aussparung hat, durch welche beim Zusammenbau des Stellantriebs der Kommutator eines Elektromotors derart eingeführt wird, dass er zwischen den Kohlebürsten 1a und 1b zum Liegen kommt. Weiterhin geht aus der 2 hervor, dass die Platine 4 von Halteelementen 14 und 15 gehalten ist, die Bestandteile einer Platinentasche sind.
Ferner ist aus der 2 ersichtlich, dass der in der Figur auf der linken Seite der Kohlebürsten 1a und 1b gelegene Bereich der Blattfedern 3a, 3b zwischen Führungselementen 11a, 11b; 12a, 12b des Gehäuses 17 hindurchgeführt ist.
Schließlich geht aus der 2 hervor, dass die Fortsätze 9a, 9b der Stanzkontakte 6a, 6b in Aufnahmeelemente 10a, 10b des Gehäuses 17 eingeschoben sind, die jeweils eine Aufnahmenut bilden. An bzw. in diesen Aufnahmeelementen kann jeweils die elektrische Kontaktierung des Bürstensystems mit einer externen Elektronikeinheit oder einem externen Stecker erfolgen.

Claims

Bürstensystem für einen Kraftfahrzeug-Stellantrieb, mit – zwei Kohlebürsten (1a, 1b), von denen jede an einer Blattfeder (3a, 3b) befestigt ist, wobei jede der Blattfedern (3a, 3b) an einem Stanzkontakt (6a, 6b) befestigt ist, und – mit einer Platine (4), welche Leiterbahnen (16a, 16b) aufweist, auf welcher Entstörbauteile (5a, 5b, 5c) platziert sind und welche mit Lötpads (7a, 7b) versehen ist, wobei – die Lötpads (7a, 7b) jeweils mit einer Leiterbahn elektrisch kontaktiert sind und wobei die Enden der Blattfedern (3a, 3b) an den Lötpads (7a, 7b) zur elektrischen Kontaktierung anliegen und durch eine Vorspannung der jeweiligen Blattfeder (3a, 3b) an das jeweilige Lötpad (7a, 7b) gedrückt werden.
Bürstensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfedern (3a, 3b) aus federndem Kupferblech bestehen.
Bürstensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzkontakte (6a, 6b) aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen.
Bürstensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfedern (3a, 3b) an den Stanzkontakten (6a, 6b) jeweils mittels einer Schweiß-, Schraub- oder Nietverbindung (8a, 8b) befestigt sind.
Kraftfahrzeug-Stellantrieb, welcher ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse (17) aufweist, in welches ein Bürstensystem nach einem der Ansprüche 1–4 eingesetzt ist.
Kraftfahrzeug-Stellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzkontakte (6a, 6b) des Bürstensystems jeweils mit einem Fortsatz (9a, 9b) versehen sind und diese Fortsätze der Stanzkontakte in Aufnahmeelemente (10a, 10b) des Gehäuses (17) aufgenommen sind.
Kraftfahrzeug-Stellantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Platine (4) abgelegenen Endbereiche der Blattfedern (3a, 3b) jeweils durch Führungselemente (11a, 11b; 12a, 12b) des Gehäuses (17) geführt sind.