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WO2002075899A1 - Stellantrieb bzw. verfahren zur montage eines stellantriebs - Google Patents

Stellantrieb bzw. verfahren zur montage eines stellantriebs Download PDF

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WO2002075899A1
WO2002075899A1 PCT/DE2001/001029 DE0101029W WO02075899A1 WO 2002075899 A1 WO2002075899 A1 WO 2002075899A1 DE 0101029 W DE0101029 W DE 0101029W WO 02075899 A1 WO02075899 A1 WO 02075899A1
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WO
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housing
brush holder
circuit board
printed circuit
electronics
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PCT/DE2001/001029
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Michael C. Mueller
Peter Steuer
Robert Heitz
Stefan Kolmorgen
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/DE2001/001029 priority patent/WO2002075899A1/de
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders

Definitions

  • the invention is based on an actuator or a method for assembling an actuator.
  • AI shows a drive device in which a brush holder is formed in one piece with a plug receptacle. This is then attached to a printed circuit board.
  • a commutator gear drive unit is known from EP 0 474 904 B1, in which a brush holder and a plug are arranged separately from one another on a printed circuit board.
  • the disadvantage of these devices is that the manufacturing process is very complex and therefore expensive.
  • the fixed connection of the brush holder and printed circuit board has the disadvantage that an exact simultaneous tolerance adjustment of the brush holder with carbon brushes to the commutator and printed circuit board with switching elements, for example Hall elements, which each have different system interfaces, is very difficult.
  • the actuator according to the invention and the method according to the invention for assembling an actuator with the characterizing features of claims 1 and 10 have the advantage over the prior art that the manufacturing process is simplified in a simple manner and operational reliability is improved, and mechanical loads are reduced.
  • Fastening the brush holder to the housing has the advantage that the brush holder is decoupled from the circuit board and mechanical vibrations of the motor are not transmitted to the circuit board.
  • the circuit board is fixed in the housing in an advantageous manner in that elastic pressure elements are arranged on the lower part of the housing, because the circuit board is thereby not rigidly attached to the housing.
  • FIG. 1 shows an actuator in an exploded view
  • Figure 2 is a brush holder
  • Figure 3 shows a brush holder, a circuit board and a
  • Figure 1 shows an actuator 1.
  • the actuator 1 has an electric motor 3, which is housed in a motor housing 6.
  • the electric motor 3 consists, among other things, of a stator and a rotor, the shaft 19 of which protrudes from the motor housing 6.
  • the motor housing 6 is connected to a housing 9 into which the shaft 19 projects.
  • the housing 9 comprises a gear housing 12 and an electronics housing 15.
  • the housing 9 has at least one upper part and at least one lower part.
  • the gear housing 12 accordingly has at least one upper part 23 and at least one lower part 24.
  • the electronics housing 15 also has at least one upper part 26 and at least one lower part 27.
  • the lower part 24 of the gear housing 12 and the lower part 27 of the electronics housing are made in one piece. This can also be designed accordingly for other individual parts of the housing 9.
  • at least a part e.g. an electronics housing top 26 and a
  • Transmission housing upper part 23 can be made in one piece with the motor housing 6.
  • Plug contacts 34 which are parts of a plug 37, are connected to a printed circuit board 31.
  • the circuit board 31 also carries electrical components of motor electronics, which are not shown here.
  • a brush holder 41 is coupled to the printed circuit board 31 by means of latching hooks 43.
  • the brush holder 41 is arranged, for example, in the area of the electronics housing 15.
  • a gear 47 is still inserted in the gear housing 12.
  • the shaft 19 of the electric motor 3 acts on the gear 47.
  • FIG. 2 shows an underside of the brush holder 14, which faces the printed circuit board 31 directly in the installed state.
  • the brush holder 41 has, for example, four in this example
  • the brush holder 41 further includes brushes 62 (Fig.
  • interference suppressors 54 here for example electrical choke coils, are arranged in the brush holder, their electrical
  • Connection lines or wires 51 from the bottom of the Stick out the brush holder 41 In the installed state of the brush holder 41 and printed circuit board 31, these connecting lines or wires 51 protrude, for example, through the printed circuit board 31 and are soldered on one side of the printed circuit board 31.
  • Figure 3 shows the brush holder 41, the circuit board 31 and the housing 9 in cross section.
  • the cross section through the actuator 1 runs here perpendicular to the shaft 19.
  • a commutator 58 is fastened on the shaft 19, on which brushes 62 engage for the transmission of current.
  • the brushes 62 are arranged in the brush holder 41.
  • Connection lines or wires 51 of the electrical interference suppression element 54 project, for example, through the printed circuit board 31 and are electrically connected to the printed circuit board 31 by means of a soldering point 65.
  • the electrical connecting lines or wires 51 have so much play that they can be passed through the printed circuit board 31 without voltage, for example.
  • a screw 68 connects the upper housing part 23, 26 and the lower housing part 24, 27 to one another and clamps the brush holder 41 between the housing parts. With this fastening, the latching hooks 43 lift off and no longer engage on the printed circuit board 31.
  • the brush holder 41 has fixing pins 72, which each engage in a corresponding recess 73 in the housing 9.
  • the printed circuit board 31 is fixed to another part of the housing 9 by means of elastic pressure elements 77 which are fastened to one part of the housing 9.
  • the assembly of an actuator 1 is described below.
  • the electric motor 3 is, for example, already in the prefabricated state.
  • the upper part 23, 26 of the housing 9 is then attached to the motor housing 6. As a result, the shaft 19 of the electric motor 3 projects into the transmission housing
  • circuit board 31 with, for example
  • Locking hook 43 loosely coupled to the printed circuit board 31
  • Brush holder 41 is guided.
  • Brush holder 61 encompass the commutator 58
  • Brush holder 41 is thereby centered on commutator 58.
  • the circuit board 31 is independent of the centering of the
  • the circuit board 31 is made by elastic pressure elements

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Abstract

Ein Stellantrieb nach dem Stand der Technik umfasst einen Steckkontakt, der auf einer Leiterplatine angeordnet ist und einen Bürstenhalter, der nicht auf der Leiterplatine angeordnet ist, aber mit der Leiterplatine elektrisch verbunden ist. Dies hat den Nachteil, dass zusätzliche elektrische Verbindungen notwendig sind. Bei einem erfindungsgemässen Stellantrieb (1) ist der Bürstenhalter (41) an die Leiterplatine (31) lose gekoppelt und an einem Gehäuse (9) befestigt, so dass elektrische Verbindungen von Bürstenhalter (41) und Leiterplatine (31) einfach und ohne zusätzliche Mittel hergestellt werden.

Description

Stellantrieb bzw. Verfahren zur Montage eines Stellantriebs
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Stellantrieb bzw. eines Verfahrens zur Montage eines Stellantriebs nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. 10.
Aus der EP 0 865 148 AI ist ein Kommutatormotor mit Motorbetriebssensor bekannt, bei dem ein Stecker auf einer Leiterplatine angeordnet ist. Ein Bürstenhalter ist getrennt von der Leiterplatine ausgebildet .
Die DE 198 051 85 AI zeigt eine Antriebsvorrichtung, bei der ein Bürstenhalter einstückig mit einer Steckeraufnahme ausgebildet ist . Dieser ist dann auf einer Leiterplatine angebracht .
Aus der EP 0 474 904 Bl ist eine Kommutator-Getriebe- Antriebseinheit bekannt, bei der ein Bürstenhalter und ein Stecker getrennt voneinander auf einer Leiterplatine angeordnet sind. Diese Vorrichtungen haben zum Nachteil, dass der Fertigungsprozess sehr aufwendig und damit kostenintensiv ist. Weiterhin hat die feste Verbindung von Bürstenhalter und Leiterplatine den Nachteil, dass eine genaue gleichzeitige Toleranzabstimmung von Bürstenhalter mit Kohlebürsten zum Kommutator und Leiterplatine mit Schaltelementen, z.B. Hallelementen, die jeweils unterschiedliche Systemschnittstellen haben, sich sehr schwierig gestaltet.
Ausserdem macht diese feste Verbindung ein Justieren erforderlich.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemässe Stellantrieb bzw. das erfindungsgemässe Verfahren zur Montage eines Stellantriebs mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 10 hat dem gegenüber den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise der Fertigungsprozess vereinfacht und die Betriebssicherheit verbessert wird, sowie mechanische Belastungen verringert werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 bzw. 11 aufgeführten Massnahmen bzw. Verfahrensschritte sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 genannten Stellantriebs bzw. des im Anspruch 10 genannten Verfahrens zur Montage eines Stellantriebs möglich.
Es ist vorteilhaft, den Bürstenhalter für den Einbau in den Stellantrieb an die Leiterplatine lose zu koppeln, weil sich dadurch der Bürstenhalter zu dem Kommutator des Elektromotors selber ausrichtet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, den Bürstenhalter durch Rastelemente an der Leiterplatine lose zu koppeln, weil dadurch der Einbau des Bürstenhalters vereinfacht wird.
Durch die Befestigung des Bürstenhalters am Gehäuse entsteht der Vorteil, dass der Bürstenhalter von der Leiterplatine entkoppelt ist und sich mechanische Schwingungen des Motors nicht auf die Leiterplatine übertragen.
Ausserdem ist es vorteilhaft, dass auf dem Bürstenhalter elektrische Bauelemente in einer Aufnahme beweglich angeordnet sind, weil dadurch ihre elektrischen Anschlussleitungen ohne mechanische Spannungen mit der Leiterplatine elektrisch verbunden werden können, wenn der Bürstenhalter im Gehäuse montiert ist.
Für die Montage ist es vorteilhaft, dass einzelne Teile des Getriebegehäuses oder des Elektronikgehäuses, die aus zumindest einem Oberteil und zumindest einem Unterteil bestehen, einteilig sind oder mit dem Motorgehäuse einteilig sind, weil dadurch die Anzahl der zu montierenden Teile und der Fertigungsaufwand reduziert wird.
Die Fixierung der Leiterplatine in dem Gehäuse geschieht auf vorteilhafte Weise dadurch, dass elastische Andruckelemente am Unterteil des Gehäuses angeordnet sind, weil die Leiterplatine dadurch nicht starr am Gehäuse befestigt ist. Bei der Montage des Stellantriebs ist es vorteilhaft die Rasthaken zwischen Bürstenhalter und Leiterplatine zu lösen.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
Es zeigen
Figur 1 einen Stellantrieb in Explosionsdarstellung,
Figur 2 einen Bürstenhalter und
Figur 3 einen Bürstenhalter, eine Leiterplatine und ein
Gehäuse im Querschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt einen Stellantrieb 1. Der Stellantrieb 1 hat einen Elektromotor 3, der in einem Motorgehäuse 6 untergebracht ist. Der Elektromotor 3 besteht u.a. aus einem Stator und einem Rotor, dessen Welle 19 aus dem Motorgehäuse 6 herausragt. Das Motorgehäuse 6 ist mit einem Gehäuse 9 verbunden, in das die Welle 19 hineinragt. Das Gehäuse 9 umfasst ein Getriebegehäuse 12 und ein Elektronikgehäuse 15. Das Gehäuse 9 hat zumindest ein Oberteil und zumindest ein Unterteil. Das Getriebegehäuse 12 hat dementsprechend zumindest ein Oberteil 23 und zumindest ein Unterteil 24. Beispielsweise hat auch das Elektronikgehäuse 15 zumindest ein Oberteil 26 und zumindest ein Unterteil 27. In diesem Beispiel sind das Unterteil 24 des Getriebegehäuses 12 und das Unterteil 27 des Elektronikgehäuses einteilig ausgeführt . Dies kann entsprechend für andere Einzelteile des Gehäuses 9 ebenso ausgebildet sein. Weiterhin kann zumindest ein Teil, bsp . ein Elektronikgehäuseoberteil 26 und ein
Getriebegehäuseoberteil 23 mit dem Motorgehäuse 6 einteilig ausgeführt sein.
Mit einer Leiterplatine 31 sind Steckkontakte 34 verbunden, die Teile eines Steckers 37 sind. Die Leiterplatine 31 trägt weiterhin elektrische Bauelemente einer Motorelektronik , die hier nicht weiter dargestellt ist. Mit der Leiterplatine 31 ist ein Bürstenhalter 41 mittels Rasthaken 43 gekoppelt. Der Bürstenhalter 41 ist bspw. im Bereich des Elektronikgehäuses 15 angeordnet .
In das Getriebegehäuse 12 wird weiterhin noch ein Getriebe 47 eingesetzt. An dem Getriebe 47 greift die Welle 19 des Elektromotors 3 an.
Figur 2 zeigt eine Unterseite des Bürstenhalters 14, der im eingebauten Zustand der Leiterplatine 31 direkt zugewandt ist .
Der Bürstenhalter 41 hat in diesem Beispiel bspw. vier
Rasthaken 43, mit denen er an die Leiterplatine 31 durch
Umgreifen lose gekoppelt wird.
Der Bürstenhalter 41 beinhaltet weiterhin Bürsten 62 (Fig.
3), die hier nicht näher dargestellt sind. Ausserdem sind in dem Bürstenhalter Entstörelemente 54, hier beispielsweise elektrische Drosselspulen, angeordnet, deren elektrische
Anschlussleitungen bzw. -drahte 51 aus der Unterseite des Bürstenhalters 41 herausragen. Im eingebauten Zustand von Bürstenhalter 41 und Leiterplatine 31 ragen diese Anschlussleitungen bzw. -drahte 51 bspw. durch die Leiterplatine 31 hindurch und werden auf einer Seite der Leiterplatine 31 verlötet.
Figur 3 zeigt den Bürstenhalter 41, die Leiterplatine 31 und das Gehäuse 9 im Querschnitt. Der Querschnitt durch den Stellantrieb 1 verläuft hier senkrecht zur Welle 19. Für gleiche oder gleichwirkende Teile werden die gleichen Bezugszeichen wie in den bisherigen Figuren verwendet. Auf der Welle 19 ist ein Kommutator 58 befestigt, an dem Bürsten 62 zur Stromübertragung angreifen. Die Bürsten 62 sind in dem Bürstenhalter 41 angeordnet. Anschlussleitungen bzw. -drahte 51 des elektrischen Entstörelements 54 ragen bspw. durch die Leiterplatine 31 hindurch und sind mittels einer Lötstelle 65 mit der Leiterplatine 31 elektrisch verbunden. Die elektrischen Anschlussleitungen bzw. -drahte 51 haben darüber soviel Spiel, dass sie ohne Spannung bspw. durch die Leiterplatine 31 hindurchgeführt werden.
Eine Schraube 68 verbindet das Gehäuseoberteil 23, 26 und das Gehäuseunterteil 24, 27 miteinander und klemmt zwischen den Gehäuseteilen den Bürstenhalter 41 ein. Durch diese Befestigung heben die Rasthaken 43 ab und greifen nicht mehr an der Leiterplatine 31 an.
Der Bürstenhalter 41 hat Fixierzapfen 72, die jeweils in eine entsprechende Vertiefung 73 des Gehäuses 9, eingreifen. Die Leiterplatine 31 wird mittels elastischer Andruckelemente 77, die an einem Teil des Gehäuses 9 befestigt sind, an einem anderen Teil des Gehäuses 9 fixiert . Die Montage eines Stellantriebs 1 wird im Folgenden beschrieben. Der Elektromotor 3 liegt bspw. bereits im vorgefertigten Zustand vor. An dem Motorgehäuse 6 wird dann das Oberteil 23, 26 des Gehäuses 9 befestigt. Dadurch ragt die Welle 19 des Elektromotors 3 in das Getriebegehäuse
12 hinein. Als nächstes wird ein Getriebe 47 in dem Gehäuse
9 eingebaut .
Danach wird die Leiterplatine 31 mit dem bspw. durch
Rasthaken 43 an die Leiterplatine 31 lose gekoppelten
Bürstenhalter 41 in das Gehäuse 9 eingebracht.
Führungszapfen 72 des Bürstenhalters 41 greifen dabei in eine Vertiefung 73 des Gehäuses 9 ein, wodurch der
Bürstenhalter 41 geführt wird. Die Bürsten 62 des
Bürstenhalters 61 umgreifen dabei den Kommutator 58. Der
Bürstenhalter 41 wird dadurch zum Kommutator 58 zentriert.
Die Leiterplatine 31 wird unabhängig von der Zentrierung des
Bürstenhalters 41 ebenfalls durch Führungsnoppen 74 im
Gehäuse 9 ausgerichtet.
Danach wird das Unterteil des Getriebegehäuses 12 und des
Elektronikgehäuses 15 montiert und mittels Schrauben 68 mit dem Oberteil befestigt. Zwischen Oberteil und Unterteil wird dadurch der Bürstenhalter 41 eingeklemmt und unabhängig von der Lage der Leiterplatine 31 befestigt.
Die Leiterplatine 31 wird durch elastische Andruckelemente
77, die an dem Gehäuse 9 befestigt sind, in dem Gehäuse 9 fixiert .

Claims

Ansprüche
1. Stellantrieb (1) , insbesondere für ein Aggregat eines Kraftfahrzeugs , mit einer Einheit aus einem Elektromotor (3) , einem Getriebe (47) und einer Motorelektronik (4) , mit einem Gehäuse (9) , das aus einem Getriebegehäuse (12) für das Getriebe (47) und einem Elektronikgehäuse (15) für die Motorelektronik (4) besteht, mit einem Motorgehäuse (6) des Elektromotors (3) , das mit dem Gehäuse (9) verbunden ist, mit einer Welle (19) des Elektromotors (3) , die in das Getriebegehäuse (12) hineinragt, mit einem Bürstenhalter (41) im Gehäuse (9) , mit einer Leiterplatine (31) ,
• die in dem Elektronikgehäuse (15) angeordnet ist,
• die mit einem äußeren Anschlußstecker (37) verbunden ist,
• die mit dem Bürstenhalter (41) und Bauelementen der Motorelektronik (4) elektrisch verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenhalter (41) für den Einbau in den Stellantrieb (1) an die Leiterplatine (31) lose gekoppelt ist.
2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bürstenhalter (41) nach dem Einbau in den Stellantrieb (1) am Gehäuse (9) befestigt ist.
3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bürstenhalter (41) im Bereich des Elektronikgehäuses (15) angeordnet ist.
4. Stellantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bürstenhalter (41) durch Rastelemente (43) mit der Leiterplatine (31) lose gekoppelt ist.
5. Stellantrieb nach einem oder• mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
auf dem Bürstenhalter (41) elektrische Bauelemente (54) in einer Aufnahme (72) beweglich angeordnet sind, so daß ihre elektrischen Anschlußleitungen (51) ohne mechanische Spannungen mit der Leiterplatine (31) elektrisch verbunden werden können, wenn der Bürstenhalter (41) im Gehäuse (9) montiert ist.
6. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebegehäuse (12) und das Elektronikgehäuse (15) aus zumindest einem Oberteil (23, 26) und zumindest einem Unterteil (24, 27) bestehen, und daß zumindest ein Unterteil (24) des Getriebegehäuses (12) und zumindest ein Unterteil (27) des Elektronikgehäuses (15) .einteilig sind.
7. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest ein Oberteil (26) des Elektronikgehäuses (15) mit zumindest einem Oberteil (23) des Getriebegehäuses (12) einteilig ist.
8. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Motorgehäuse (6) und zumindest ein Teil des Gehäuses (9) einteilig sind.
9. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leiterplatine (31) mittels elastischer Andruckelemente (77), die am Unterteil des Gehäuses (24,27) angeordnet sind, am Gehäuse (9) fixiert ist.
10. Verfahren zur Montage eines Stellantriebs (1) bestehend aus einem Elektromotor (3) mit einem Motorgehäuse (6) und mit einem Rotor, der eine Welle (19) mit einem Kommutator (58) hat, einer Leiterplatine (31) , einem Gehäuse (9) , Lagern, einem Bürstenhalter (41) und elektrischen Bauelementen (54) , insbesondere nach einem oder mehrerem der Ansprüche 1 bis 9, mit den Verfahrensschritten:
» das Motorgehäuse (6) des Elektromotors (3) wird mit dem Gehäuse (9) verbunden, so daß ein Teil der Welle (19) mit dem Kommutator (58) in das Gehäuse (9) ragt,
» auf die Leiterplatine (31) mit der Motorelektronik (4) und mit dem Anschlußstecker (37) wird der Bürstenhalter (41) montiert, indem die Rasthaken (43) des Bürstenhalters (41) an der Leiterplatine (31) einrasten,
» die Leiterplatine (31) wird in das Gehäuse (9) eingebracht,
» die Leiterplatine (31) wird mittels zumindest einem Führungszapfen (72) im Gehäuse (9) geführt,
» der Bürstenhalter (41) wird mittels zumindest einem Führungsnoppen (74) im Gehäuse (9) geführt,
» Bürsten des Bürstenhalters (41) umgreifen den Kommutator (58) und richten den Bürstenhalter (41) zum Kommutator (58) aus,
► der Bürstenhalter (41) wird am Gehäuse (9) fixiert,
► das zumindest eine Oberteil des Elektronikgehäuses (26) und das zumindest eine Unterteil des Gehäuses (24,27) werden montiert.
1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Einbau der Leiterplatine (31) in den Stellantrieb (1) die Rasthaken (43) des Bürstenhalters (41) zur Leiterplatine (31) gelöst werden.
PCT/DE2001/001029 2000-03-03 2001-03-17 Stellantrieb bzw. verfahren zur montage eines stellantriebs Ceased WO2002075899A1 (de)

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