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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft Antriebseinheiten, die einen Antriebsmotor und
ein damit gekoppeltes Getriebe aufweisen, wobei ein elektrisch betreibbares Element,
z. B. einen Signalgeber oder -steller, im Getriebe und der Antriebsmotor über einen
gemeinsamen Steckverbinder kontaktierbar sind.
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Stand der Technik
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Antriebseinheiten
werden beispielsweise zum Antrieb von elektrischen Scheibenwischersystemen
und dergleichen verwendet. In Scheibenwischersystemen ist ein Antriebsmotor über ein
Getriebe mit einem Wischerarm verbunden, um den Wischerarm im Betriebsfall
zu verschwenken. In dem Getriebe ist üblicherweise ein Positionsgeber
vorgesehen, der signalisieren kann, wenn eine Parkposition des durch
die Antriebseinheit betätigten
Wischerarms erreicht ist. Derartige Antriebseinheiten werden üblicherweise über einen
Steckverbinder elektrisch kontaktiert, mit dem sowohl der Positionsgeber
als auch der Antriebsmotor elektrisch kontaktiert wird.
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Üblicherweise
ist der Steckverbinder unmittelbar an einem Bürstenträger des Antriebsmotors befestigt,
wobei die Kontaktierung des Positionsgebers mit dem Steckverbinder
durch eine geeignete Leiterverbindung erfolgt. Der an dem Bürstenträger positionierte
Steckverbinder kann je nach Einbaulage der Antriebseinheit schwierig
zu erreichen sein, so dass bei der Montage der Antriebseinheit in
unzugänglichen
Bereichen der Steckverbinder u. U. nur schwierig oder gar nicht
zu kontaktieren ist.
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Bei
einer alternativen Möglichkeit
wird die Kontaktierung mit Hilfe eines „fliegenden” Leiters,
z. B. ein Verbindungskabel, vorgesehen, an dessen Ende ein Steckverbinder
angeordnet ist. Dabei muss der Steckverbinder jedoch separat gehalten
werden, wodurch ein erhöhter
Aufwand bei der Herstellung und bei der Montage entsteht.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, dass
an einer Antriebseinheit der Steckverbinder möglichst flexibel anordenbar
ist, wobei der zusätzliche
Herstellungsaufwand möglichst
reduziert sein soll.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch die Antriebseinheit gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem
Aspekt ist eine Antriebseinheit vorgesehen. Die Antriebseinheit
umfasst einen elektrisch ansteuerbaren Antriebsmotor mit einer Abtriebswelle,
ein Getriebe, das mit der Abtriebswelle gekoppelt ist und das ein
elektrisches Element enthält,
und ein Kontaktierungselement mit einem Leiterelement, das eine
oder mehrere Leiterbahnen aufweist, worüber der Antriebsmotor und das
elektrische Element elektrisch anschließbar sind, wobei an dem Leiterelement
ein Verbindungselement angeordnet ist, um die eine oder die mehreren
Leiterbahnen elektrisch zu kontaktieren.
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Eine
Idee der Erfindung besteht darin, ein Kontaktierungselement zwischen
dem Getriebe und dem Bürstenträger (Poltopfende)
des Antriebsmotors vorzusehen, an die der Steckverbinder in beliebiger Weise
anordenbar ist. Dies ermöglicht
es, die Position und Ausrichtung des Verbindungselementes so zu wählen, dass
bei der Montage der Antriebseinheit in ein Gesamtsystem, z. B. in
ein Kraftfahrzeug, eine Verbindung mit dem Verbindungselement in
einfacher Weise hergestellt werden kann. Weiterhin ist vorteilhaft,
dass das Kontaktierungselement fest mit der Antriebseinheit verbunden
ist, so dass der Steckverbinder keine zusätzliche Halterung benötigt.
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Weiterhin
kann das Verbindungselement als Steckverbinder ausgestaltet sein.
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Insbesondere
kann das Kontaktierungselement mit dem Antriebsmotor und/oder mit
dem elektrischen Element durch eine Steckverbindung oder durch eine
Lötverbindung
verbunden sein und insbesondere ausschließlich dadurch an der Antriebseinheit
gehalten sein.
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Gemäß einer
Ausführungsform
kann das Kontaktierungselement im Wesentlichen parallel zu der Abtriebswelle
zwischen einem bezüglich
eines Ankerelementes des Antriebsmotors gegenüber dem Gehäuse des Getriebes angeordneten
Bürstenträgers des
Antriebsmotors und dem Gehäuse
des Getriebes verlaufen.
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Weiterhin
kann das Verbindungselement an dem Leiterelement angeordnet sein,
so dass das Verbindungselement an einem Gehäuse des Getriebes, anliegt
und ein Kontaktelement des Verbindungselementes in Richtung parallel
zur Abtriebswelle verläuft.
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Weiterhin
kann das Getriebe ein Scheibenwischergetriebe aufweisen und das
elektrische Element einen Positionsgeber zum Angeben einer Parkposition
eines Scheibenwischers umfassen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Antriebseinheit mit einem Antriebsmotor
und einem Getriebe, die über
einen gemeinsamen Steckverbinder kontaktierbar sind;
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2 eine
detailliertere Darstellung des Antriebsmotors mit einem Verbindungselement.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer Antriebseinheit 1,
z. B. für
ein Scheibenwischersystem. Die Antriebseinheit 1 weist
einen Antriebsmotor 2 auf, der über eine Abtriebswelle 4 mit
einem Getriebe 3 verbunden ist. Das Getrie be 3 ist
in einem Gehäuse 5 angeordnet
und weist einen Positionsgeber 6 auf, der eine bestimmte
Lage eines Getrieberads 7 des Getriebes 3 erkennen
und signalisieren kann.
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Der
Positionsgeber 6 kann vorzugsweise mit Hilfe von Schleifkontakten
ausgebildet sein, die an einer bestimmten Position des Getrieberads 7 kurzgeschlossen
werden. Damit lässt
sich z. B. eine Parkposition des Wischerarms des Scheibenwischersystems,
der durch die Antriebseinheit 1 angetrieben wird, feststellen.
Der Positionsgeber 6 kann auch auf andere Weise, z. B.
durch einen Magneten an dem Getrieberad 7 und einen an
einer ortsfesten Position an dem Gehäuse angeordneten Magnetfeldsensor, ausgebildet
sein.
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Anstelle
des Positionsgebers kann auch ein sonstiges elektrisches oder elektronisches
Element im Getriebe vorgesehen sein, wie z. B. eine Schaltstufeneinheit,
die mit Hilfe eines Aktors bzw. Stellgebers gestellt wird, oder
ein weiterer Sensor, wie z. B. ein Drehzahlsensor und dergleichen.
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Weiterhin
weist der Antriebsmotor 2 eine Lagerung 8 zum
Lagern der Abtriebswelle 4 und zum Verbinden mit dem Gehäuse 5 des
Getriebes 3 auf. Das Gehäuse des Getriebes 3 ist
mit der Lagerung 8 des Antriebsmotors 2 fest verbunden
oder einstückig mit
dieser ausgebildet. Im weiteren Verlauf der Abtriebswelle 4 umfasst
der Antriebsmotor 2 ein Ankerelement 9, auf dem
Spulenwicklungen (nicht gezeigt) angebracht sind, die zum Betreiben
des Antriebsmotors 2 bestromt werden.
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Die
Stromversorgung der Spulen des Ankerelements 9 erfolgt über einen
Bürstenträger 10,
der Bürsten
(nicht gezeigt) aufweist, die die jeweiligen Spulen des Ankerelements 9 abhängig von
einer Winkellage der Abtriebswelle 4 über einen Kommutator (nicht
gezeigt) bestromen. Der Bürstenträger 10 und
das Getriebe 3 liegen bezüglich des Ankerelements 9 einander
gegenüber.
Der Bürstenträger 10 stellt
somit eine weitere Lagerung der Abtriebswelle 4 des Antriebsmotors 2 dar.
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Auf
diese Weise wird eine Antriebseinheit 1 geschaffen, bei
der sowohl der Positionsgeber (elektrisches Element) in dem Gehäuse 5 des
Getriebes 3 als auch der Antriebsmotor 2 über den
Bürstenträger 10 elektrisch
kontaktiert werden. Üblicherweise
erfolgt dies durch einen einzigen Steckverbinder, der sowohl mit
dem Positionsgeber 6 als auch mit dem Bürstenträger 10 in elektrischer
Verbindung steht.
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Es
ist weiterhin ein Kontaktierungselement 15 mit einem Leiterelement 17 vorgesehen,
in das Leiterbahnen eingebettet sind (nicht gezeigt). Das Kontaktierungselement 15 ist
zwischen dem Bürstenträger 10 und
dem Gehäuse 5 des
Getriebes 3 angeordnet, so dass die Bürsten in dem Bürstenträger 10 und
der Positionsgeber 6 über
die darin eingebetteten Leiterbahnen kontaktiert werden können.
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An
dem Leiterelement 17 des Kontaktierungselements 15 ist
ein Steckverbinder 16 angeordnet, der mit den Leiterbahnen
in dem Kontaktierungselement 15 in Verbindung steht, so
dass über
einen Kontakt des Steckverbinders 16 eine elektrische Verbindung
zu dem Positionsgeber 6 und/oder zu dem Bürstenträger 10 hergestellt
werden kann. Üblicherweise
enthält
der Steckverbinder 16 zwei Kontaktelemente zum Betreiben
des Antriebsmotors 2 und ein Kontaktelement zum Erfassen
des Positionssignals des Positionsgebers 6. Es ist möglich, ein
gemeinsames Kontaktelement vorzusehen, das sowohl dem Positionsgeber 6 als
auch zur Ansteuerung des Antriebsmotors 2 dient.
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Das
Leiterelement 17 und/oder der Steckverbinder 16 des
Kontaktierungselements 15 ist vorzugsweise aus einem Isolator
gefertigt. Das Kontaktierungselement 15 kann beispielsweise
mit Hilfe eines Spritzgussprozesses aus Kunststoff gefertigt sein,
wobei beim Herstellungsprozess Leiterbahnen eingebracht werden.
Zusätzlich
können
in dem Kontaktierungselement 15, insbesondere in dem Steckverbinder 16,
elektronische Bauelemente implementiert werden, z. B. Entstörkondensatoren
und dergleichen.
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Vorzugsweise
wird auch der Steckverbinder 16 und das Leiterelement 17 einstückig ausgebildet, so
dass schon beim Zusammenbau der Antriebseinheit 1 nur noch
die Verbindung des Leiterelementes 17 des Kontaktierungselements 15 mit
dem Positionsgeber 6 und mit dem Bürstenträger 10 geschaffen werden
muss. Das Kontaktierungselement 15 mit dem Leiterelement 17 und
dem Steckverbinder 16 werden als integrierte Einheit gefertigt
und sind vorzugsweise nur an zwei Stellen mit der übrigen Antriebseinheit 1 verbunden,
um die Montage zu vereinfachen.
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Die
Anordnung des Steckverbinders 16 des Kontaktierungselementes 15 ist
nahezu beliebig und auch die Ausrichtung des Steckverbinders 16 kann beliebig
gewählt
werden. Die elektrische Verbindung zwischen dem Positionsgeber 6 in
dem Gehäuse 5 des
Getriebes 3 und dem Leiterelement 17 des Kontaktierungselementes 15 kann
durch eine Steckverbindung und/oder durch Löten oder eine andere Verbindungstechnik
erfolgen. Auf gleiche oder unterschiedliche Weise können die
Leiterbahnen des Kontaktierungselementes 15 mit dem Bürstenträger 10 durch
eine geeignete Steckverbindung oder durch Löten oder eine sonstige Verbindungstechnik
verbunden werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Steckverbinder 16 so
an dem Kontaktierungselement 15 angeordnet, dass deren
Kontakte nahe dem Gehäuse 5 des
Getriebes 3 positioniert sind und parallel in Richtung
zur Abtriebswelle 4 verlaufen, wobei die Kontakte von dem
Getriebegehäuse 5 wegzeigend
ausgerichtet sind. Dies ermöglicht beispielsweise
eine vereinfachte Kontaktierung im Vergleich zu einer Antriebseinheit,
bei der der Steckverbinder 16 an dem Bürstenträger 10 angeordnet ist.
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Das
Kontaktierungselement 15 kann beispielsweise außerhalb
des Motorgehäuses 11 parallel
zur Abtriebswelle 4 verlaufen. Das Kontaktierungselement 15 kann
entweder nur durch die Verbindungen des Leiterelements 17 zu
dem Getriebegehäuse 5 und
zu dem Bürstenträger 10 gehalten werden
oder zusätzlich
durch Kleben oder eine sonstige Verbindungstechnik an dem Motorgehäuse 11 befestigt
sein.