DE102006058154A1

DE102006058154A1 - Linearantrieb

Info

Publication number: DE102006058154A1
Application number: DE102006058154A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Thiel; Johann Riepl; Michael Geinzer; Matthias Seybold
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2006-12-09
Filing date: 2006-12-09
Publication date: 2008-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb, der einen Antriebsmotor, eine Antriebsstange, eine Kupplung und eine Elektronikeinheit für die Ansteuerung des Antriebsmotors und weiterer Komponenten und die Sensorik aufweist, wobei der Antriebsmotor, die Antriebsstange und die Kupplung in einem röhrenförmigen Gehäuse angeordnet sind. Der erfindungsgemäße Linearantrieb weist auf, dass die Elektronikeinheit für die Ansteuerung des Antriebsmotors und weiterer Komponenten sowie für die Sensorik zur Erfassung der Position der Antriebsstange im Gehäuse des Linearantriebs um die Antriebskomponenten herum angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linear- bzw. Spindelantrieb nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Eine mögliche Antriebsart ist der sog. Linear- bzw. Spindeltrieb. Wie in der Technik bekannt, weist der Linearantrieb vorzugsweise einen Antriebsmotor, eine Antriebsstange, eine Kupplung und eine Elektronikeinheit für die Ansteuerung und Sensorik auf.
Üblicherweise werden der Antriebsmotor, die Antriebsstange und die Kupplung in ein röhrenförmiges Gehäuse montiert, was dann in ähnlicher Weise wie eine Gasdruckfeder im Fahrzeug angebracht wird um z.B. eine Heckklappe zu bewegen.
Die Elektronikeinheit für die Ansteuerung von dem Antriebsmotor und weiteren Komponenten wie der Kupplung und für die Sensorik zur Erfassung der Position von der Antriebsstange wird aber aufgrund der Form und Größe der elektrischen Leiterplatte für die Elektronikeinheit und der relativ kleinen (oder schmalen) Bauform des Gehäuses außerhalb vom Gehäuse des Linearantriebs angeordnet.
Dadurch werden die Montageschritte vom Linearantrieb ins Fahrzeug aufwendiger. Hinzu kommen noch aufwendige, kostenintensive Verdichtungsarbeiten für die Bohrungen am Gehäuse, wobei durch diese Bohrungen die Verkabelungen der Elektronikeinheit vom Gehäuseaußen zum Elektromotor oder anderen Komponenten ins Gehäuseinnern eingeführt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Linearantrieb derart zu entwickeln, so dass die oben genannten Nachteile ausgeglichen werden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Linearantrieb mit den Merkmalen der kennzeichnenden Teile der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Kerngedanke der Erfindung ist, die Elektronikeinheit ins Gehäuse des Linearantriebs einzubauen.
Da die Gesamtbauform des Linearantriebs aus Bauraumgründen einen Durchmesser von 30mm nicht überschreiten soll, wird die Elektronikeinheit (5) auf zwei oder mehrere kleinen elektrischen Leiterplatten (5A) verteilt angeordnet, so dass die relativ kleinen Leiterplatten (5A) im Gehäuse (1) um die Spindel (3.1) und Antriebsstange (3) herum angeordnet werden können. Dabei werden die Leiterplatten (5A) um die Spindel (3.1) und die Antriebsstange (3) herum so angeordnet, dass noch ausreichender Platz übrig bleibt für die Antriebsstange (3) und weitere Komponenten wie die Spindelmutter (3.2), die beim Antrieb entlang der Spindel (3.1) gleiten.
Die Leiterplatten (5A) werden einander durch Verbindmaterial und elektrische Leitungen (5.2) verbunden.
Eine weitere platzsparende Einbaumöglichkeit ist, die Elektronikeinheit (5) auf eine flexible Leiterplatte (FPC, Flexible Printed Circuit) (5B) aufzubringen, und anschließend die flexible Leiterplatte (5B) in das röhrenförmige Gehäuse (1) einzuschieben und auf der Innenseite des Gehäuses (1) zu platzieren.
Um den Platzbedarf für die Elektronikeinheit (5) möglichst gering zu halten, wird die Sensorik zur Erfassung der Position der Antriebsstange (3) und weitere Funktionen auf der Elektronikeinheit (5) angeordnet. Außerdem werden die Standardfunktionalitäten, die für die Ansteuerung des Motors (2) und für die Sensorik sowie für weitere Funktionen erforderlich sind, in Form von ASIC's (Application Specific Integrated Circuits) integriert.
Durch die Integration der Elektronikeinheit (5) in das Gehäuse (1) und die damit realisierbare kurze Verbindungswege zwischen der Elektronikeinheit (5) und dem Elektromotor (2) haben einen positiven Einfluss auf das elektromagnetische Verträglichkeitsverhalten (EMV-Verhalten) des Linearantriebs.
Durch die Verwendung von der flexiblen Leiterplatte (5B) kann die Kontaktierung des Linearantriebs zum Fahrzeug einfacher und Kosten sparender realisiert werden.
Die Elektronikeinheit (5) für die Ansteuerung vom Elektromotor (2), die Sensorik und weitere Funktionen befindet sich auf der flexiblen Leiterplatte (5B) im Gehäuse (1), damit ist von der Elektronikeinheit (5) zum Bordnetz nur eine 4- bis max. 6-polige Verbindung erforderlich, nämlich Versorgung Plus/Minus sowie Signalleitungen, wobei die Signal- und Versorgungsleitungen (6) auch auf der flexiblen Leiterplatte (5B) flach angeordnet werden können.
Diese flachen Signal- und Versorgungsleitungen (6) werden aus dem Gehäuse (1) des Linearantriebs herausgeführt (10.1) und beispielsweise an der Fahrzeug-Karosserie (7) entlang unter der Dichtung der Heckklappe (8) in das Fahrzeuginnern geführt (10.2) und mit dem Kabelbaum (9) im Fahrzeug kontaktiert (10.3).
Durch diese Leitungsführung wird erreicht, dass keine Bohrung zur Durchführung der Leitungen in die Karosserie des Fahrzeugs eingebracht werden müssen. Des Weiteren entfallen dadurch die Nachteile der aufwendigen Montage, wie z.B. Durchfädeln des Kabelbaums beim OEM (Original Equipment Manufacturer), sowie potenziell auftretende Undichtigkeiten an solchen Bohrungsstellen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert.
1 zeigt den erfindungsgemäßen Linearantrieb mit geöffnetem Gehäuse (1). An einem Ende des röhrenförmigen Gehäuses (1) ist ein Antriebsmotor (2) angeordnet. Die Antriebsstange (3) ist beispielsweise mit dem Antriebsmotor (2) über Kupplung (4) und Spindel (3.1) verbunden. Beim Betrieb vom Linearantrieb gleitet die Antriebsstange (3) samt der Spindelmutter (3.2), die vorzugsweise mit der Antriebsstange (3) fest verbunden ist, entlang der Spindel (3.1).
Um die Antriebsstange (3) und Spindel (3.1) herum ist die Elektronikeinheit (5) angeordnet. Die Anordnung der Elektronikeinheit (5) ist so ausgeführt, dass zwischen der Antriebsstange (3) bzw. Spindelmutter (3.2) und der Elektronikeinheit (5) noch ausreichender Platz für die Bewegung von der Antriebsstange (3) bzw. Spindelmutter (3.2) bleibt.
2 zeigt eins der Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Elektronikeinheit zur Ansteuerung von Antriebsmotor (2) und weiteren Komponenten wie Kupplung (4) und Sensorik zur Erfassung der Position von Antriebsstange (3) ist in zwei oder mehreren Leiterplatten (5A) untergeteilt angeordnet. Entsprechend sind die elektronischen Bauteilen (5.1) auf mehreren Leiterplatten (5A) so verteilt angeordnet, dass einerseits die Bewegung der Antriebskomponenten wie der Spindelmutter (3.2) beim Betrieb nicht verhindert wird und andererseits sich daraus das bestmögliche elektromagnetische Verträglichkeitsverhalten (EMV-Verhalten) der Elektronikeinheit (5) ergibt.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Elektronikeinheit (5) auf eine flexible Leiterplatte (Flexible Printed Circuit FPC) (5B) angeordnet und anschließend wird die flexible Leiterplatte (5B) auf der Innenseite des Gehäuses (1) platziert. Dabei wird auch darauf geachtet, dass die Bewegung der Antriebskomponenten wie der Spindelmutter (3.2) nicht durch die Leiterplatte (5B) und darauf platzierten elektrischen Bauelementen (5.1) verhindert wird.
4 zeigt die Kontaktierung der Signal- und Versorgungsleitungen (6) der flexiblen Leiterplatte (5B) mit dem Kabelbaum (9) im Fahrzeuginnern gemäß dem Ausführungsbeispiel in der 3. Die flachen Signal- und Versorgungsleitungen (6) der flexiblen Leiterplatte (5B) sind aus dem Gehäuse (1) des Linearantriebs herausgeführt (10.1) und vorzugsweise an der Fahrzeug-Karosserie (7) entlang unter der Dichtung (8) der Heckklappe in das Fahrzeuginnern geführt (10.2) und mit dem Kabelbaum (9) im Fahrzeug kontaktiert (10.3).
5 und 6 zeigen noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Gehäuse (1) vom Linearantrieb vorzugsweise zwei Gehäuseteilen (1.1 und 1.2) aufweist. Die Antriebskomponenten vom Linearantrieb sind in beiden Gehäuseteilen (1.1 und 1.2) verteilt angeordnet. Der Motor (2) und die Antriebsstange (3) sind beispielsweise getrennt jeweils in einem der zwei Gehäuseteilen (1.1 oder 1.2) angeordnet. Die Kupplungskomponenten (4) sind in beiden Gehäuseteilen (1.1 und 1.2) angeordnet. Die Elektronikeinheit (5) ist in mehreren kleinen Leiterplatten (5C) ausgeführt. Die Leiterplatten (5C) sind vorzugsweise übereinander gestapelt und neben der Antriebsstange (3) und/oder neben dem Motor (2) angeordnet. Die beiden Gehäusehälften (1.1 und 1.2) werden zusammengebunden und die Antriebskomponenten (2, 3, 4, 5C) werden durch einen Deckel (1.3) räumlich getrennt. Eine derartige Ausführung vom Linearantrieb vereinfacht die Montage der Antriebskomponenten.

1: Gehäuse des Linearantriebs
1.1: Gehäuseteil 1
1.2: Gehäuseteil 2
1.3: Trenndeckel zwischen beiden Gehäuseteilen
2: Elektromotor
3: Antriebsstange
3.1: Spindel
3.2: Spindelmutter
4: Kupplung
5: Elektronikeinheit
5A: Kleine feste Leiterplatten
5B: Flexible Leiterplatte (Flexible Printed Circuit FPC)
5C: Bauelementen
5.1: Elektronische Bauelemente
5.2: Verbindmaterial und elektrische Leitungen für Leiterplatten
6: Signal- und Versorgungsleitungen von der flexiblen Leiterplatte
7: Fahrzeugkarosserie
8: Dichtung von der Fahrzeugheckklappe
9: Kabelbaum im Fahrzeug

Claims

Linearantrieb, der einen Antriebsmotor (2), eine Antriebsstange (3), eine Kupplung (4) und eine Elektronikeinheit (5) für die Ansteuerung des Antriebsmotors (2) und der Kupplung (4) aufweist, wobei der Antriebsmotor (2), die Antriebsstange (3) und die Kupplung (4) in einem röhrenförmigen Gehäuse (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (5) im Gehäuse (1) des Linearantriebs angeordnet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (5) um die Antriebsstange (3) herum angeordnet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (5) eine flexible Leiterplatte (Flexible Printed Circuit, FPC) (5B) aufweist, welche auf der Innenseite des röhrenförmigen Gehäuses (1) angeordnet ist.
Linearantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik zur Erfassung der Position der Antriebsstange (3) auf der Elektronikeinheit (5) angeordnet ist.
Linearantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal- und Versorgungsleitungen (6) der flexiblen Leiterplatte (5B) vom Gehäuse (1) des Linearantriebs nach Außen ausgeführt (10.1) und mit dem Kabelbaum (9) im Fahrzeug zusammengeführt (10.3) ist.