DE60126856T2

DE60126856T2 - Magnetfluss-konzentrierender Verbinder für elektrischen Motor und zugehöriger Getriebemotor

Info

Publication number: DE60126856T2
Application number: DE60126856T
Authority: DE
Inventors: Francois Breynaert; Jerôme QUERE
Original assignee: ArvinMeritor Light Vehicle Systems France SA
Current assignee: Inteva Products France SAS
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2021-04-14
Also published as: FR2807877A1; US6998741B2; DE60135210D1; EP1277030A1; FR2807877B1; DE60126856D1; US20040021379A1; EP1146318B1; BR0101470A; ATE403849T1; WO2001079787A1; US6707183B2; EP1146318A1; US20020016087A1; EP1277030B1; US20060113860A1; JP2001359255A; US7170208B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Elektromotoren und insbesondere der Getriebemotoren für Kraftfahrzeug-Zubehörteile, die beispielsweise in Fensterheber-, Sitzverstell- oder Schiebedachsystemen verwendet werden.
Genauer gesagt, die Erfindung ist auf einen Verbinder für einen Elektromotor gerichtet, der dazu ausgelegt ist, auf abnehmbare Weise an dem Motor angebracht zu werden, wobei der Motor einen Magnetring aufweist, welcher der Sitz eines Magnetfeldes ist, das mit Betriebsparametern des Motors in Zusammenhang steht.
Die Motoren bzw. Getriebemotoren, bei denen die Erfindung Anwendung findet, gehören zu einem Steuersystem, das Drehzahl- und/oder Positionsparameter des Motors verwendet. Diese Parameter werden von einem zu dem Magnetring gehörenden Halleffekt-Sensor an das Steuersystem geliefert, wobei der Magnetring dazu ausgelegt ist, dem Sensor ein Magnetfeld zur Verfügung zu stellen, das von der Drehzahl und/oder der Position der Motorwelle abhängt.
Im allgemeinen weisen elektronische Steuervorrichtungen solcher Motoren oder Getriebemotoren eine elektronische Karte auf, welche fest mit dem Gehäuse des Motors verbunden ist, wobei die Karte Verbindungen für die elektrische Versorgung des Motors und den Halleffekt-Sensor aufweist. Der Sensor ist an einem Teil der Karte befestigt, der von einem starren Streifen gebildet wird, das bis in eine Zone in der Nähe des Magnetrings in das Motorgehäuse vorsteht, so daß der Sensor in der Nähe des Rings angeordnet ist.
Es ist ersichtlich, daß das Vorhandensein eines solchen elektronischen Steuermoduls an dem Motorgehäuse nicht mit einem hohen Grad der Standardisierung der Motoren kompatibel ist, da eine solche Konfiguration des Motors und seines Gehäuses nicht für eine Anwendung geeignet ist, bei der auf den Drehzahl- und/oder Positionssensor verzichtet wird und bei der die elektronische Steuervorrichtung des Motors in einer Entfernung vom Motor angeordnet ist.
Ein Hauptziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und einen Verbinder für einen Elektromotor vorzuschlagen, der es ermöglicht, Informationen vom magnetischen Typ zu einer elektronischen Verarbeitungsvorrichtung zu transportieren, und der in der Lage ist, die herkömmlichen Funktionen der elektrischen Versorgung des Motors mit dieser Funktion zu kombinieren.
Zu diesem Zweck weist ein erfindungsgemäßer Verbinder mindestens ein Magnetfluß-Leitungsorgan auf, das eine Flußkonzentrationseinrichtung bildet und das, wenn der Verbinder an dem Motor befestigt ist, zwischen dem Magnetring und einem Halleffekt-Sensor angeordnet ist, der dazu ausgelegt ist, den von dem Magnetfluß-Leitungsorgan hindurchgelassenen magnetischen Fluß zu messen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Getriebemotor für Kraftfahrzeug-Zubehörteile, wie etwa ein Fenster oder einen Sitz, welcher eine mit einem Magnetring versehene Rotorwelle aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen Verbinder gemäß der obenstehenden Beschreibung aufweist.
Es werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
1 eine teilweise geschnittene Stirnansicht eines Getriebemotors, der mit einem Verbinder gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
2 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1, welche das Magnetfluß-Leitungsorgan und den Magnetring darstellt;
3 eine Ansicht ähnlich der in 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
4 eine Schnittansicht ähnlich der von 2 entlang der Linie 4-4 in 3.
In 1 ist ein Getriebemotor 1 dargestellt, der im wesentlichen aus einem Motor 2 und einem Untersetzungsgetriebe 3 besteht, wobei der Motor 2 mit einer elektronischen Steuervorrichtung 4 versehen ist, die eine Leiterplatte 5 aufweist.
Der Motor 2 weist einen Stator 6 auf, der eine Hülle bildet, in der Permanentmagneten (nicht dargestellt) aufgenommen sind und die über ein Lager 7 ein Ende 8A der Welle 8 eines Rotors 9 abstützt. Dieser letztere weist auf bekannte Weise Wicklungen auf, die um Blechpakete gewickelt sind. Ein Kommutator 10 ist mit dem Rotor 9 elektrisch verbunden und nimmt über Schleifkontakte 11 den Versorgungsstrom für den Motor auf, der über Versorgungskabelschuhe 12 an den Motor übertragen wird.
Der Getriebemotor 1 weist ferner ein Gehäuse 20 auf, das starr am Stator 6 befestigt ist und über eine zweite Lageranordnung (nicht dargestellt) das zweite Ende der Rotorwelle 8 abstützt. Das Teilstück der Rotorwelle, das sich auf der Seite dieses zweiten Endes der Welle befindet, ist als Gewindestange konfiguriert, die eine Schneckenwelle bildet und eine Ritzelanordnung des Untersetzungsgetriebes 3 antreibt.
Ein Magnetring 21 ist an der Rotorwelle 8 in einem Bereich in der Nähe der Versorgungskabelschuhe 12 befestigt.
Das Gehäuse 20 weist in der Nähe der Versorgungskabelschuhe 12 eine Öffnung 22 auf, die dazu ausgelegt ist, auf abnehmbare Weise einen elektrischen Verbinder 30 aufzunehmen, in dem die Leiterplatte 5 der elektronischen Steuervorrichtung 4 befestigt wird. Diese Karte trägt eine elektronische Schaltung, die dazu geeignet ist, einen Versorgungsstrom für den Motor zu liefern. Der Verbinder 30 wird von lösbaren Anbringeinrichtungen vom herkömmlichen Typ (nicht dargestellt) festgehalten.
Der von der elektronischen Schaltung gelieferte Strom läuft durch Leistungsversorgungszungen 31, die fest mit der Leiterplatte 5 verbunden sind, wobei jede dieser Zungen 31 fest mit einem Ende 32A eines Kontaktes 32 vom Gabeltyp verbunden ist, d.h. eines Kontaktes, von dem ein Ende aus einer elastischen Klemme mit zwei symmetrischen, nach innen geschwungenen Kontaktabschnitten besteht.
Die Leiterplatte 5 trägt ferner einen Halleffekt-Sensor 33, der dazu bestimmt ist, einen magnetischen Fluß zu empfangen, der signifikant für die Drehzahl und/oder die Position der Rotorwelle 8 ist, und an die elektronische Steuervorrichtung 4 ein elektrisches Signal zu übertragen, das diese Betriebsparameter des Motors angibt.
Der Verbinder 30 weist ferner ein Magnetfluß-Leitungsorgan 35 auf, das bei der in 1 dargestellten Variante der Erfindung aus zwei parallelen metallischen Stiften besteht, von denen ein Ende in der Nähe des Halleffekt-Sensors 33 an der Leiterplatte 5 befestigt ist.
Das andere Ende 35A, welches das freie Ende des Stiftes 35 darstellt, befindet sich in der Nähe des Umfangs des Magnetrings 21, wenn der Verbinder 30 in die entsprechende Öffnung 22 des Gehäuses 20 eingesetzt ist und von den Anbringeinrichtungen gehalten wird. Die beiden freien Enden 35A sind bevorzugt symmetrisch in Bezug auf eine axiale Ebene P des Magnetrings 21 angeordnet.
Die relative Position der metallischen Stifte 35 und des Magnetrings 21 ist aus 2 noch deutlicher zu ersehen. Der Magnetring 21 erzeugt ein Magnetfeld mit einer konstanten Stärke, dessen Richtung mit der Winkelposition der Rotorwelle 8 variiert, was bedeutet, daß der von den Stiften 35 des Magnetrings 21 zu dem Halleffekt-Sensor 33 hindurchgelassene Magnetfluß von der Winkelposition der Rotorwelle 8 abhängt. Das von dem Halleffekt-Sensor 33 gelieferte elektrische Signal ermöglicht es somit, die Drehzahl und/oder die Winkelposition der Rotorwelle 8 zu erfassen.
Bevorzugt sind die Stifte 35, welche die Magnetfluß-Leitungsorgane bilden, aus Stahl hergestellt.
In 3 ist ein Getriebemotor 101 von dem gleichen Typ wie zuvor dargestellt, dessen Motor 102 eine Rotorwelle 108 aufweist, auf der ein Magnetring 121 fest montiert ist. Ein Verbinder 130 weist eine Leiterplatte 105 auf, die einen Teil einer elektronischen Steuervorrichtung 104 des Elektromotors 102 bildet und ein Paar von Versorgungszungen 131 trägt, die sich in der Nähe eines Halleffekt-Sensors 133 befinden.
Der Verbinder ist mit herkömmlichen lösbaren Anbringeinrichtungen (nicht dargestellt) auf abnehmbare Weise an dem Gehäuse 120 des Getriebemotors 101 befestigt. Der Verbinder 130 weist Kontakte 132 vom Gabeltyp auf, die mit einem ihrer Enden 132A an den Zungen 131 befestigt sind und dazu bestimmt sind, mit ihrem zweiten Ende 132B mit Versorgungskabelschuhen 112 des Motors verbunden zu werden.
Wie noch besser aus 4 zu ersehen ist, weisen die beiden Kabelschuhe 112 bei dieser Variante der Erfindung jeweils ein Teil 140 auf, das sich mit dem Magnetring 121 überdeckt und in Bezug auf die Anschlußrichtung der Kontakte 132 schräg steht, und das sich in der Nähe des Magnetrings 121 quasi tangential erstreckt. Diese beiden Teile 140 sind bevorzugt in Bezug auf die axiale Ebene P des Rings 121 symmetrisch.
Ferner weisen die Zungen 131 ein Teil 131A auf, das den Halleffekt-Sensor 133 derart teilweise überdeckt, daß die Kabelschuhe 112, die Kontakte 132 und die Zungen 131 die Funktion der Flußkonzentrationseinrichtung erfüllen und ein Organ zum Leiten des magnetischen Flusses des Magnetrings 121 zu dem Halleffekt-Sensor 133 darstellen.
Bevorzugt sind die Kontakte 132 aus Stahl hergestellt, da ein Material dieses Typs einen annehmbaren Kompromiß zwischen der Güte der elektrischen und der magnetischen Leitung bietet und über ausgezeichnete mechanische Eigenschaften verfügt.
Es ist leicht ersichtlich, daß die beiden obenstehend beschriebenen Varianten der Erfindung ein Design von Getriebemotoren mit einem hohen Standardisierungsgrad ermöglichen. Es ist nämlich nicht erforderlich, eine Leiterplatte, die einen Halleffekt-Sensor trägt, fest an dem Motor anzubringen, um die Funktionen eines Positions- und/oder Drehzahlsensors zu verwirklichen und infolgedessen das Gehäuse eines standardmäßigen Motors zu modifizieren. Somit kann ungeachtet der Anwendung des Getriebemotors und ungeachtet des Typs des benötigten Sensors (Drehzahl/Position) der gleiche Motor verwendet werden, wobei nur der Verbinder modifiziert werden muß.
Die Erfindung, die es ermöglicht, eine magnetische Information zu einem entfernt angeordneten Sensor zu leiten, ermöglicht die Anpassung einer einzelnen Getriebemotorkonfiguration an verschiedene Anwendungen, wobei die Standardisierung des Getriebemotors durch die Diversifizierung der Verbindungsanordnungen kompensiert wird, so daß beträchtliche Einsparungen an dem Gesamtsystem erzielt werden.

Claims

Verbinder für einen Elektromotor, der dazu ausgelegt ist, auf abnehmbare Weise an dem Motor angebracht zu werden, wobei der Motor einen Magnetring (21; 121) aufweist, welcher der Sitz eines Magnetfeldes ist, das mit Betriebsparametern des Motors in Zusammenhang steht, wobei der Verbinder ein Magnetfluß-Leitungsorgan (35; 112, 131, 132) aufweist, das eine Flußkonzentrationseinrichtung bildet und das, wenn der Verbinder (30; 130) an dem Motor (2; 102) befestigt ist, zwischen dem Magnetring (21; 121) und einem Halleffekt-Sensor (33; 133) angeordnet ist, der dazu ausgelegt ist, den von dem Magnetfluß-Leitungsorgan (35; 112, 131, 132) hindurchgelassenen magnetischen Fluß zu messen.
Verbinder für einen Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfluß-Leitungsorgan (35; 112, 131, 132) mindestens einen metallischen Stift (35; 132) aufweist, der so ausgelegt ist, daß sich ein Teil (35A; 132B) des Stiftes in der Nähe des Magnetrings (21; 121) erstreckt, wenn der Verbinder (30; 130) an dem Motor (2; 102) befestigt ist.
Verbinder für einen Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfluß-Leitungsorgan zwei metallische Stifte (35) aufweist, deren freie Enden (35A) in Bezug auf eine axiale Ebene (P) des Magnetrings (21) symmetrisch angeordnet sind.
Verbinder für einen Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (30; 130) ferner mindestens zwei elektrische Anschlußkontakte (32; 132) aufweist, die an eine Versorgungsquelle des Motors (2; 102) angeschlossen sind.
Verbinder für einen Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der elektrischen Anschlußkontakte (132) so angeordnet ist, daß er einen Teil des Magnetfluß-Leitungsorgans (112, 131, 132) bildet.
Verbinder für einen Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt (132), welcher einen Teil des Magnetfluß-Leitungsorgans (112, 131, 132) bildet, in dem am Motor (102) befestigten Zustand des Verbinders (130) mit einem Metallplättchen (112) verbunden ist, das fest mit dem Motor (102) verbunden ist und von dem sich ein Teil (140) in der Nähe des Magnetrings (121) erstreckt.
Verbinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt (132), welcher einen Teil des Magnetfluß-Leitungsorgans (112, 131, 132) bildet, aus Stahl hergestellt ist.
Verbinder für einen Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder (30; 130) mit einer gedruckten Schaltung (5; 105), auf welcher der Halleffekt-Sensor (33; 133) angeordnet ist, fest verbunden ist.
Getriebemotor für Kraftfahrzeug-Zubehörteile, wie etwa ein Fenster, einen Sitz oder ein Schiebedach, welcher eine mit einem Magnetring (21; 121) versehene Rotorwelle (8; 108) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Verbinder (30; 130) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.