Beschreibung

Montagevorrichtung für ein Bürstensystem eines elektromotorischen Antriebs

Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung für ein radial zu einer Motorwelle eines elektromotorischen Antriebs montierbares Bürstensystem. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Montagevorrichtung für ein Bürstensystem, welches eine Anzahl von federbeaufschlagten Bürsten aufweist, die sich in einem Ausgangszustand vollständig in ihren Bürstenköchern befinden, wobei die Montagevorrichtung in oder an dem Bürstensystem anbringbar ist und wenigstens ein Rückhalteelement zum Zurückhalten einer Bürste in ihrem Bürstenköcher während des Ausgangszustandes aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen elektromotorischen Antrieb mit einer solchen Montagevorrichtung. Derartige Antriebe werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen für Schiebedächer, Fensterheber, Sitzversteller, Gurtstraffer oder dergleichen eingesetzt.

Eine solche radiale Montage des Bürstensystems ermöglicht eine sehr kompakte Ausbildung des elektromotorischen Antriebs, eine einfache Ausbildung des Gehäuses und eine vereinfachte Montage des Bürstensystems bei der Fertigung des Antriebes. Bei bekannten Lösungen erfolgt dabei die radiale Montage bei zurückgehaltenen Bürsten derart, dass die Bürsten durch ein oder mehrere Rückhalteelemente in Form von Kunststoffringen oder -schuhen zurückgehalten werden, bis sich das Bürstensystem in seiner Montageendposition befindet. Anschließend müssen diese Rückhalteelemente in einem weiteren Schritt aus dem Bürstensystem entfernt werden. Dies bedeutet in der Regel einen erhöhten Aufwand in der Fertigung. Beispielsweise erfolgt das Entfernen der Rückhalteelemente von Hand oder es werden Handlingroboter eingesetzt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Losung zu finden, mit der die Fertigung derartiger Antriebe vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Montagevorrichtung nach Anspruch 1 gelost. Danach ist eine Montagevorrichtung vorgesehen für ein radial zu einer Welle eines elektromotorischen Antriebs montierbares Burstensystem, welches eine Anzahl von federbeaufschlagten Bürsten aufweist, die sich in einem Ausgangszustand vollständig in ihren

Burstenkochern befinden, wobei die Montagevorrichtung in oder an dem Burstensystem anbringbar ist und wenigstens ein Ruckhalteelement zum Zurückhalten einer Bürste in ihrem Burstenkocher wahrend des Ausgangszustandes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung wenigstens ein mit dem Ruckhalteelement in Verbindung stehendes Anschlagelement aufweist, das bei einem überfuhren des Burstensystems von dem Ausgangszustand in einen Montageendzustand an einem Teil des Elektromotors derart anschlagt, dass das Ruckhalteelement, wenn das überfuhren in den Montageendzustand nach dem Anschlagen fortgesetzt wird, eine Lageanderung erfahrt derart, dass die Bürste freigegeben wird und sich selbsttätig zumindest teilweise aus ihrem Burstenkocher heraus und in ihre Montageendposition bewegt.

Darüber hinaus wird die Aufgabe durch einen elektromotorischen Antrieb nach Anspruch 8 gelost. Danach ist ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Welle und einem radial zu der Welle montierbaren Burstensystem, welches eine Anzahl von federbeaufschlagten Bürsten aufweist, die sich in einem Ausgangszustand vollständig in ihren Burstenkochern befinden, mit einer in oder an dem Burstensystem anbringbaren Montagevorrichtung, die wenigstens ein Ruckhalteelement zum Zurückhalten einer Bürste in ihrem Burstenkocher wahrend des Ausgangszustandes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung wenigstens ein mit dem Ruckhalteelement in

Verbindung stehendes Anschlagelement aufweist, das bei einem überfuhren des Burstensystems von dem Ausgangszustand in einen Montageendzustand an einem Teil des Elektromotors derart anschlagt, dass das Ruckhalteelement, wenn das überfuhren in den Montageendzustand nach dem Anschlagen fortgesetzt wird, eine Lageanderung erfahrt derart, dass die Bürste freigegeben wird und sich selbsttätig zumindest teilweise aus ihrem Burstenkocher heraus und in ihre Montageendposition bewegt.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Bürsten wahrend der Montage des Burstensystems definiert und selbsttätig freizugeben (auszulosen) . Dabei erfolgt die Freigabe derart, dass mit dem Abschluss der Montage die Bürsten bereits frei sind und die Montagevorrichtung auf einfache Art und Weise entnommen werden kann. Dadurch wird die Fertigung der elektromotorischen Antriebe deutlich vereinfacht. Erfindungsgemaß ist für diese Losung ein Anschlagelement vorgesehen, das mit einem Ruckhalteelement zusammenwirkt und die selbsttätige Freigabe ermöglicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen angegeben.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ruckhalteelement und/oder das Anschlagelement stiftformig ausgebildet ist. Dann ist eine einfache und präzise Anordnung der Montagevorrichtung in bzw. an dem Burstensystem möglich. Das Zusammenspiel von Montagevorrichtung und Burstensystem kann insbesondere über einfache, am Burstensystem ausgebildete

Fuhrungen erfolgen, in denen die Montagevorrichtung einliegt. Vorzugsweise sind lediglich eine Anzahl von Bohrungen in dem Burstensystem vorzusehen, so dass die erfindungsgemaße Montagevorrichtung auf sehr einfache Weise mit bereits bestehenden und einfach modifizierten Burstensystemen genutzt werden kann. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Montagevorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie mit dem

Burstensystem eine Stecksteckverbindung ausbildet. Dann kann die Montagevorrichtung als Montagestecker mit dem Burstensystem einfach verbunden und auch einfach wieder demontiert werden.

Nach einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist das Anschlagelement vorzugsweise derart ausgebildet, dass es bei dem überfuhren in den Montageendzustand an einem an der Motorwelle angeordneten Kommutator des elektromotorische Antriebs anschlagt. Somit ist eine äußerst präzise

Platzierung des Burstensystems gegenüber dem Kommutator und zugleich ein präzises Auslosen der Bürsten zu einem definierten Auslosezeitpunkt möglich. Der Auslosezeitpunkt wird mit anderen Worten direkt durch die Position des Kommutators sowie durch die Abmessungen des Anschlagelements bestimmt. So werden eventuelle Ungenauigkeiten in der Geometrie des Antriebsaufbaus automatisch ausgeglichen.

Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn das Anschlagelement mit dem Ruckhalteelement ein einteiliges

Bauteil bildet. Dann ist das Ruckhalteelement vorzugsweise über eine starre Verbindung mit dem Anschlagelement gekoppelt, wodurch sich auf besonders einfache Weise ein automatisches Mitfuhren des Ruckhalteelements bei einer Bewegung des Burstensystems über den Anschlag des Anschlagelements hinaus ergibt.

Dient das Ruckhaltelement zugleich als Anschlagelement, so kann die Gesamtzahl der benotigten Bauteile und damit der Fertigungsaufwand nochmals verringert werden.

Durch die die Burstenkocher öffnende Bewegung der Montagevorrichtung wahrend der Montage des Burstensystems befindet sich die Montagevorrichtung am Ende des Montagevorganges, also zu dem Zeitpunkt, in dem das Burstensystem seinen Montageendzustand erreicht hat, automatisch in einer Stellung, in der die Montagevorrichtung

von bzw. aus dem Bürstensystem auf einfache Art und Weise entfernt bzw. entnommen werden kann. Die genaue Stellung der Montagevorrichtung im Montageendzustand wird dabei durch die Abmessungen des Anschlagelements bestimmt. Ganz besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Montagevorrichtung ein hierfür speziell ausgebildetes Entnahmeelement aufweist, welches in seiner Art und Form der Gestaltung des Bürstensystems und/oder des elektromotorischen Antriebs angepasst ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Entnahmeelement für eine vollautomatische Entnahme, beispielsweise mit einer Fädeleinrichtung, ausgebildet ist. Aufwändige Handlingroboter müssen nicht eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in vereinfachten, z. T. schematischen Darstellungen:

FIG 1 eine erste perspektivische Ansicht eines elektromotorischen Antriebs mit einem Bürstensystem mit erfindungsgemäßen Montagestecker während der Montage (Ausgangszustand) ,

FIG 2 einen Schnitt durch den Antrieb aus FIG 1,

FIG 3 eine zweite perspektivische Ansicht des Antriebs während der Montage (Anschlag eines

Anschlagstiftes) ,

FIG 4 einen Schnitt durch den Antrieb aus FIG 3,

FIG 5 eine dritte perspektivische Ansicht des Antriebs in der Montageendposition (Bürsten ausgelöst) ,

FIG 6 einen Schnitt durch den Antrieb aus FIG 5, und

FIG 7 eine weitere Ausführungsform eines Montagesteckers.

Der in den FIG 1 bis 6 abgebildete elektromotorische Antrieb 1 weist einen Motor mit einem Bürstensystem 2 sowie ein Getriebe auf. Als Motor dient ein permanent erregter Gleichstrommotor, der einen mit Spulen versehen Anker in einem Ankergehäuse 3 aufweist. Der Motor umfasst eine Ankerwelle 4, die mit einer Schnecke gekoppelt ist. Die Schnecke greift in ein Schneckenrad 5 des Getriebes ein. Darüber hinaus ist auf der Ankerwelle 4 ein Kommutator 6 mit Kommutatorlamellen angeordnet. Die Kommutatorlamellen sind mit entsprechend zugeordneten Spulen elektrisch verbunden.

Auf der dem Getriebe zugewandten Antriebsseite 8 des Motors ist in einem Gehäuse 9 des Antriebs 1 ein Aufnahmeraum 11 für das Bürstensystem 2 vorgesehen. Das Bürstensystem 2 ist in diesen Aufnahmeraum 11 einsetzbar und auf den Kommutator 6 aufsetzbar, wobei der Kommutator 6 auf der Ankerwelle 4, die durch den Aufnahmeraum 11 verläuft, angeordnet ist. Zum Fertigung des Antriebs 1 wird das Bürstensystem 2 mit anderen Worten in den Aufnahmeraum 11 radial zur Ankerwelle 4, eingeführt .

Das Bürstensystem 2 besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper 14 und in entsprechenden kammerartigen Bürstenköchern 15 vorgesehenen Bürsten 16. Der Grundkörper 14 des Bürstensystems 2 weist eine U-förmige Aussparung 17 zur Positionierung am Kommutator 6 auf. Dadurch ergibt sich eine U-Form des Grundkörpers 14 mit einem U-Grund 18 und zwei U- Schenkeln 19.

An den der Aussparung 17 gegenüberliegenden Außenseiten 21 der U-Schenkel 19 sind Auflageflächen ausgebildet, mit denen der Grundkörper 14 im montierten Zustand auf der Innenseite 23 der Wandung des Gehäuses 9 aufliegt. Die Auflageflächen gewährleisten eine zusätzliche Zentrierung des Grundkörpers

14 in dem Gehäuse 9 und stellt damit eine präzise Montage des Bürstensystems 2 in dem elektromotorischen Antrieb 1 sicher.

Der Grundkorper 14 weist Aufnahmen 24 für elektrische Drosseln 25 auf. Diese Drosseln 25 sind im Montageendzustand über flexible Drosselleitungen mit Kontaktzungen des Burstensystems 2 verbunden. Die Drosseln 25 sind vorzugsweise mittels einer flexiblen Litze mit den Bürsten 16 elektrisch leitend verbunden.

In dem U-Grund 18 des Grundkorpers 14 sind drei in Montagerichtung 26 des Burstensystems 2 verlaufende, durchgehende, auf einer Linie senkrecht zu der Wellenlangsachse 27 angeordnete Offnungen 28, 29, 30 vorgesehen, deren Abstand zueinander gleich ist. Diese Offnungen 28, 29, 30 dienen als Aufnahmen und Fuhrungen für drei stiftformige, parallel zueinander angeordnete und in Montagerichtung 26 verlaufende Elemente.

Bei diesen Elementen handelt es sich um zwei äußere und in den beiden äußeren Offnungen 28, 30 einliegende Ruckhaltestifte 31 und einen zwischen den beiden

Ruckhaltestiften 31 angeordneten, in der mittleren öffnung 29 einliegenden, mittleren Anschlagstift 32. Der Anschlagstift 32 und die beiden Ruckhaltestifte 31 sind untereinander über einen Querträger 33 verbunden derart, dass sich ein im Wesentlichen E-formiger, einteiliger Montagestecker 34 ergibt. Der Querträger 33 liegt im montierten Zustand des Montagesteckers 34 auf der Oberseite 35 des U-Grundes 18 auf, wahrend sich die Ruckhaltestifte 31 und der Anschlagstift 32 durch den U-Grund 18 hindurch nach innen in Richtung auf die Ankerwelle 4 bzw. den Kommutator 6 zu erstrecken.

Der Montagestecker 34 und die Offnungen 28, 29, 30 sind dabei derart ausgebildet, dass der Anschlagstift 32 frei in den Aufnahmeraum 11 hineinragt und radial zu der Ankerwelle 4 verlauft. Der Anschlagstift 32 ist kurzer als die beiden Ruckhaltestifte 31. Die längeren Ruckhaltestifte 31 sind hingegen parallel versetzt zu dem Anschlagstift 32 angeordnet

und liegen unmittelbar an den aufeinander zu weisenden Innenseiten 36 der U-Schenkel 19 an. Die Lange der Ruckhaltestifte 31 ist dabei derart gewählt, dass sie die in den U-Schenkeln 19 vorgesehenen und in Richtung Aufnahmeraum 11 weisenden Offnungen 37 der Burstenkocher 15 zumindest teilweise überdecken.

Die in den Burstenkochern 15 angeordneten Bürsten 16 werden von jeweils einer Kegeldruckfeder 38 gegen die Außenseiten 39 der Ruckhaltestifte 31 gedruckt, wobei für die

Kegeldruckfedern 38 am Grundkorper 14 domartige Federhalter ausgebildet sind. Somit verhindern die Ruckhaltestifte 31 ein Entweichen der federbelasteten Bürsten 16 aus den Burstenkochern 15. Die Ruckhaltestifte 31 des Montagesteckers 34 bilden also eine Art Ruckhaltebugel aus, der zwischen die beiden Bürsten 16 greift. Die Bürsten 16 werden mit anderen Worten im Lagerzustand des Burstensystems 2 und wahrend der ersten Montagephase durch die Ruckhaltestifte 31 zurückgehalten derart, dass die Bürsten 16 einen vorgegebenen Abstand zu den Kommutatorlamellen aufweisen, wenn das

Burstensystem 2 in das Gehäuse 9 eingebracht wird. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine Montage des Burstensystem 2 radial zu der Ankerwelle 4 erfolgen, wenn sich die Ankerwelle 4 bereits in dem Gehäuse 9 befindet.

In dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel sind die Ruckhaltestifte 31 gleich lang. Je nach Ausfuhrung des Burstensystems 2 können sie jedoch auch eine unterschiedliche Lange aufweisen.

Die FIG 1 bis 6 zeigen das überfuhren des Burstensystems 2 von einem Ausgangszustand in einen Montageendzustand. In den FIG 1 und 2 ist die Montage des Burstensystems 2 zu einem Zeitpunkt dargestellt, in dem das Burstensystem 2 gerade in den Aufnahmeraum 11 des Gehäuses 9 eingeführt wurde. Die Bürsten 16 werden durch die Ruckhaltestifte 31 in ihren

Burstenkochern 15 gehalten. Der Anschlagstift 32 liegt frei.

In den FIG 3 und 4 wurde das Burstensystem 2 bereits weiter in Montagerichtung 26 bewegt. Dargestellt ist der Zeitpunkt, in dem der Anschlagstift 32 an dem Kommutator 6, genauer gesagt an den Kommutatorlamellen, anschlagt. Noch immer halten die Ruckhaltestifte 31 die Bürsten 16 zurück.

In den FIG 5 und 6 schließlich wurde das Burstensystem 2 nach dem Anschlagen in Montagerichtung 26 weiterbewegt und befindet sich in seiner Montageendposition. Die Enden 41 der U-Schenkel 19 liegen auf dem entsprechend der Form der U- Schenkel geformten Boden 42 des Aufnahmeraumes 11 auf. Die eigentliche Montage des Burstensystems 2 ist somit abgeschlossen. Da sich der Anschlagstift 32 an dem Kommutator 6 abstutzt und der Anschlagstift 32 zugleich mit den beiden Ruckhaltestiften 31 starr verbunden ist, erfahren die Ruckhaltestifte 31 bei dieser letzten Bewegung in die Montageendposition eine Lageanderung derart, dass die beiden Offnungen 37 der Burstenkocher 15 freigegeben und damit beide Bürsten 16 ausgelost werden. Die federbeaufschlagten Bürsten 16 bewegen sich dann selbsttätig in ihre Montageendposition, in der sie dann freigegeben sind. Die Bürsten 16 ragen dann teilweise aus ihren Burstenkochern 15 heraus und werden durch die Kegeldruckfedern 38 gegen die Kommutatorlamellen des Kommutators 6 gedruckt.

In dem Montageendzustand liegt der Querträger 33 des Montagesteckers 34 nicht mehr an der Oberseite 35 des U- Grundes 18 an, sondern ist entgegen der Montagerichtung 26 aus dem Burstensystem 2 herausgeschoben und kann aus dem Burstensystem 2 entnommen werden. Zu diesem Zweck ist ein

Entnahmeelement in Form eines Entnahmebugeis 43 vorgesehen, der an der Oberseite 44 des Querträgers 33 angebracht ist. Der Entnahmebugel 43 erstreckt sich bogenförmig von dem einem Ende des Querträgers 33 zu dem anderen Ende des Querträgers 33.

Die Lange des Anschlagstiftes 32 und/oder die Hohe des Entnahmebugeis 43 sind derart gewählt, dass der Entnahmebugel 43 im Montageendzustand des Burstensystems 2 über die obere Gehausekante 45 des Gehäuses 9 hinausragt, so dass der Entnahmebugel 43 eine in Richtung der Wellenlangsachse 27 zugangige Einfadel- oder Aufnahmeoffnung 46 ausbildet. Die Entnahme des Montagesteckers 34 kann dann vollautomatisch mit Hilfe einer Fadeleinrichtung oder dergleichen erfolgen. Zugleich dient der Entnahmebugel 43 auch als Handhabungshilfe bei dem Aufstecken des Montagesteckers 34 in den Grundkorper 14 vor der Montage des Burstensystems 2.

Eine weitere Ausfuhrungsform eines erfindungsgemaßen Montagesteckers 34' ist in FIG 7 abgebildet. Die beiden Ruckhaltstifte 31' dienen in diesem Fall zugleich als

Anschlagelemente. Genauer gesagt dienen die in Richtung der Bürsten 16 weisenden Stiftaußenseiten 39 der Ruckhaltestifte 31' als Ruckhalteflachen, wahrend die freien Enden 48 der Ruckhaltestifte 31' als Anschlagelemente dienen. Die Ruckhaltestifte 31' stutzen sich also bei einem Einfuhren des mit dem Montagestecker 34' versehenen Burstensystems 2 an dem Kommutator 6 ab, so dass der Montagestecker 34' entgegen der Montagerichtung 26 nach oben aus dem Burstensystem 2 herausgeschoben wird. Dort kann er wiederum einfach entnommen werden. Ein separates Anschlagelement, etwa in Gestalt eines mittleren Anschlagstiftes, wird nicht mehr benotigt. Ebenso werden auch nur zwei Offnungen 28, 30 in dem U-Grund 18 benotigt. Der Montagestecker 34' weist somit im Wesentlichen eine U-Form auf. Um ein sicheres Abstutzen der Ruckhaltestifte 31' zu erreichen, weisen diese vorzugsweise einen vergleichsweise großen Durchmesser auf derart, dass ein Verklemmen in den Kommutatorlamellen bzw. zwischen dem Kommutator 6 und den U-Schenkeln 19 des Grundkorpers 14 ausgeschlossen ist.