用于转动驱动器的安全电路的制作方法

本发明涉及特别地用于车辆舱门的驱动装置，其包括：能够连接到基部或可移动部件的外壳筒；能够连接到可移动部件或基部的保护筒；主轴驱动器，其包括螺纹主轴和配置在螺纹主轴上的主轴螺母，通过该主轴驱动器使外壳筒和保护筒能够相对于彼此在轴向上移动；以及转动驱动器，其可转动地驱动主轴驱动器并且包括至少一个电动马达。

背景技术：

这种类型的驱动装置的许多变形是已知的。它们特别地用于机动车辆中例如为了关闭和打开发动机罩、尾门、行李箱盖、门和相似的可枢转的元件，。例如，从de102007054448b3中已知的通用驱动装置。除了马达组件之外，这种类型的驱动装置的驱动单元通常还具有齿轮组件，其使马达组件的转动运动减速并且将该转动运动传递到驱动装置的调节组件，例如主轴驱动器。然而，这些驱动器是不利的，因为它们在手动操作期间被加载了大的力或是在自动操作期间手动干预的结果。在个别情况下，从外部引入的力可能超过驱动系统中的通常的应用相关力(application-relatedforce)的许多倍，这意味着驱动装置的各部件可能被损坏。

此外，de202005007155u1公开了调节系统，其中制动器插入电动马达和齿轮之间来提供制动效果，该制动效果能够通过手动地对尾门施加力和来自电动马达的电动势来克服。这是通过将由电动马达输出的传输到齿轮的扭矩减去来自致动器的少量摩擦而实现的。这具有制动器不断地被磨损的缺点。

最接近本发明的现有技术是申请人的de102009042456b4。该文献已经公开了包括驱动装置的转动驱动器，如果超过阈值转动速度，当转动驱动器被停用并且外部力被从外部引入到驱动装置中时，该具有安全电路的驱动装置对转动驱动器产生制动效果。

为了在驱动装置中节省安装空间并且简化组件，所述安全电路配置于外壳筒的电子电路板上，所述电路板分配给转动速度和转动方向传感器系统，所述安全电路独立于所述转动速度和转动方向传感器系统以及来自所述转动速度和转动方向传感器系统的电信号而工作。

可选地，安全电路可以配置于驱动装置的供电线路的插头或供电线路中。

安全电路包括至少一个三端双向交流开关，通过该三端双向交流开关电动马达的绕组能够被连续地短路，因此防止令人不舒服的颠簸，这还对安装的部件具有不利的影响，因为三端双向交流开关仅在由电动马达产生的负载电流或短路电流为零时中断电路。

根据该现有技术文献，为了生产根据本发明的安全电路，需要大量的部件(至少两个三端双向交流开关和两个齐纳二极管或者一个三端双向交流开关、一个齐纳二极管和四个二极管)。因为该安全电路必须配置于现有的外壳、印刷电路板或布线以及缆线隔层中，所以绝对有必要减少所需部件的数量。特别地，应当优选地仅使用一个三端双向交流开关，该三端双向交流开关作为电力电子部件需要特别大的空间，并且可能还需要冷却设备。

技术实现要素：

因此，从现有技术文献出发，本发明解决的问题是开发通用安全电路，使得仅需要最少数量的电子部件以生产该安全电路，并且特别地，在没有以任何方式损害安全电路的功能的情况下，仅需要一个三端双向交流开关以生产该安全电路。

根据本发明，因为在转动驱动器的绕组的连接点之间设置仅一个三端双向交流开关，该三端双向交流开关的栅极通过两个以反并联的方式串联连接的齐纳二极管连接到连接点中的一个连接点，从而在通用安全电路中解决了该问题。

另外，为了更精确地设定安全电路的跳闸点，能够与齐纳二极管串联地设置的电阻器。该电阻器可以例如是可调节的(分压器)或者与温度相关的(以ptc或ntc电阻器的形式)。

以上述的方式，安全电路的跳闸特性能够被构造成与温度相关。

附图说明

下面，将基于以下附图更详细地说明本发明，其中：

图1是包括枢转驱动的尾门的机动车辆的示意图；

图2是穿过驱动装置的截面；

图3示出了本发明的安全电路的实施方式；以及

图4示出了根据本发明的安全电路的另一实施方式。

具体实施方式

图1是包括作为基部1的主体和可移动部件3的机动车辆的示意图，该可移动部件3使基部1中的开口2关闭或打开并且被设计为尾门。

注意，相对于基部1可移动的部件还可以是发动机罩或车门，或可以具有相关的用途。

可移动部件3安装于沿车辆的横向延伸的水平枢转轴线4。第一驱动装置5配置于可移动部件3的一侧，并且第二驱动装置6配置于舱门3的相反侧。

图2以机电驱动装置的形式示出了两个驱动装置中的一个驱动装置的实施方式，为了简单起见，在下面的说明中将该驱动装置指定为第一驱动装置5。第二驱动装置6可以同样是机电驱动装置，或可选地可以是如图1所示的气动弹簧。

第一驱动装置5具有外壳筒7，其在一端由基板8封闭。基板8包括螺纹销9，连接元件10螺合到该螺纹销9。

外壳筒7包括第一部分11、第二部分12和第三部分13。在恒定的外径的情况下，第一部分11具有比第二部分12大的内径。在恒定的内径的情况下，相比之下，第三部分13具有比第二部分12小的外径。

保护筒14配置在外壳筒7的第三部分13上，该保护筒14的外径大致对应于外壳筒7的第二部分12的外径。保护筒14在远离外壳筒7的一端由基板15封闭。基板15包括螺纹销16，连接元件17螺合到该螺纹销16。通过连接元件10和17，第一驱动装置5能够铰接地连接到机动车辆的固定主体部件或基部1并且连接到设计为舱门的机动车辆的可移动部件3。

转动驱动器18配置于外壳筒7的内部的第一部分11的区域。转动驱动器18包括电动马达19、容纳在传感器外壳20中的传感器装置以及容纳在齿轮外壳21中的齿轮22。电动马达19由传感器外壳20在外壳筒7的由基板8封闭的一端支撑。齿轮外壳21通过适配器元件23支撑于电动马达19。配置在齿轮外壳21中的齿轮22由马达驱动轴24驱动。马达驱动轴24还突出到在齿轮外壳21的相反侧的传感器外壳20中。包括电源供应线和控制线的连接线(未示出)从传感器外壳20穿过基板8延伸出外壳筒7，通过该连接线能够将电动马达19连接到电源(未示出)、特别是汽车电池或控制装置。

突出到传感器外壳20的马达驱动轴24支撑永磁体26，该永磁体26与电子电路板27在轴向上相对，该电子电路板27固定地安装到传感器外壳20或者可选地固定地安装到靠近马达驱动轴24的自由端的外壳筒7。电子电路板27包括在面向永磁体26的一侧的转动速度和转动方向传感器系统的至少一个霍尔元件27a。根据本发明的安全电路28配置于电子电路板27的面向远离永磁体26的一侧。

通过外壳盖29在电动马达19的相反侧封闭齿轮外壳21，齿轮轴30延伸穿过该外壳盖29。齿轮轴30的端连接到主轴驱动器。为此目的，使适配器插入件31位于齿轮轴30的端，该适配器插入件31上配置有主轴适配器32。螺纹主轴33通过适配器插入件31和主轴适配器32连接到齿轮轴30。

主轴适配器32安装在轴承34中。轴承34相应地配置在轴承套35中，该轴承套35的一侧支撑于齿轮外壳21或外壳盖29并且该轴承套35的另一侧置于由第一部分11和第二部分12的不同的内径形成的肩部36。因此，转动驱动器18与螺纹主轴33的轴承34一起在轴向上固定在外壳筒7的第一部分11中。转动驱动器18的零件能够通过螺栓37或卡扣连接到外壳筒7，使得这些零件不能相对于外壳筒7扭转。

弹簧套38以大致被置于外壳筒7的第二部分12中的内壁的方式支撑于轴承34或轴承套35。在弹簧套38内，形成有包括孔40的壁39，螺纹主轴33突出穿过该壁39。弹簧套38通过引导筒41从外壳筒7的第二部分12开始朝向第三部分13延伸直到外壳筒7的端。在弹簧套38的靠近引导筒41的端处，弹簧套38包括凹部42，形成于引导筒41的靠近弹簧套38的端的突起43接合到该凹部42中，因而防止弹簧套38和引导筒41能够相对于彼此扭转。引导筒41还包括形成为槽的至少一个引导装置44，其在轴向上延伸，并且形成于主轴螺母45的突起46突出到该引导装置44中。

围绕螺纹主轴33的一部分的弹簧元件47从壁29的面向远离轴承34的一侧朝向外壳筒7的第三部分13延伸并且置于运行在螺纹主轴33上的主轴螺母45，特别是当第一驱动装置5缩回时、即当舱门3处于其几乎完全关闭位置时。当舱门3从其完全关闭位置打开时，弹簧元件47试图对主轴螺母45施加远离壁39的力，因而至少在舱门的打开运动的最初几厘米中支撑转动驱动器18。

通过主轴螺母45在引导筒41中沿轴向可移动地引导主轴筒48，主轴筒48在一端支撑于主轴螺母45并且在另一端安装到保护筒14的基板15。在螺纹主轴33的靠近基板15的端，螺纹主轴33包括配置于主轴筒48的引导环49，这意味着防止螺纹主轴33在径向上摆动。

在主轴筒48和外壳筒7的靠近连接元件17的端之间配置有另一个引导环50，并且同样防止伸缩式可延长部件在径向上摆动以及提供强大的防止纽结的保护。

图3是根据本发明的安全电路28的第一实施方式的电路图。电动马达m1的绕组连接到连接触点51和52。这两个连接点可以连接到例如适当的控制装置，通过该适当的控制装置电动马达m1被供电和致动。三端双向交流开关(triac)t1与马达m1的绕组并联连接。三端双向交流开关t1的栅极通过以反并联的方式串联连接的两个齐纳二极管d1和d2连接到连接点51或52中的一者。

这里，本发明利用三端双向交流开关的特性，由此其能够在两个电流方向上工作，并且其能够通过控制电流在两个方向上切换。因为齐纳二极管d1和d2以反并联的方式串联连接，所以向三端双向交流开关t1的栅极供应的电流在各电流方向上被截止。仅当电压超过齐纳二极管的击穿电压时，由于在截止方向上工作的齐纳二极管在相关的电流方向上变导通，而在传输方向上工作的齐纳二极管在任何情况下均是导通的，因此不依赖于电流方向并且因而不依赖于通过外部负载由马达m1的绕组所产生的电流的极性而连接了三端双向交流开关t1。一旦三端双向交流开关t1变导通，就使马达m1的绕组短路，这意味着这一作用是直到舱门停止移动为止的马达制动，这是因为一旦三端双向交流开关一经触发就保持导通、直到电流停止流过该三端双向交流开关为止。只有这样，三端双向交流开关才再次截止因而电动马达完成其制动操作。以这种方式，在由于外力的运动和超过阈值速度之后，确保在制动效果停止之前以及在电动马达m1能够再次主动地移动舱门之前，舱门已经完全停止移动。

如图3中的电路图所示，根据所需部件的数量优化马达m1的绕组的创造性的布线。与现有技术相比，只需要一个三端双向交流开关和两个齐纳二极管。因此，制造成本明显降低，特别地，在各种安装位置处节省空间。

图4示出了本发明的另一实施方式。在该图中，除了两个反并联齐纳二极管d1和d2之外，还串联连接有电阻器r1。电阻器r1可以是简单的欧姆电阻器，但是优选地选择可调节电阻器(分压器)r1或具有正或负温度系数的电阻器。以这种方式，安全电路的跳闸力能够由可调节电阻器精确设定，或者能够由具有正或负温度系数的电阻器将跳闸力构造为与温度相关。这允许在设计安全电路时显著地增加自由度。

因此，根据本发明，安全电路能够被简化和在尺寸上被减小，使得该安全电路还能够配置在马达的现有电路板上、马达上或马达中、或者插头上或插头中，这取决于仍可用的安装空间。

附图标记说明

1基部

2开口

3舱门

4枢转轴线

5第一驱动装置

6第二驱动装置

7外壳筒

8基板

9螺纹销

10连接元件

11第一部分

12第二部分

13第三部分

14保护筒

15基板

16螺纹销

17连接元件

18转动驱动器

19、m1电动马达

20传感器外壳

21齿轮外壳

22齿轮

23适配器元件

24马达驱动轴

26永磁体

27电子电路板

27a霍尔元件

28安全电路

29外壳盖

30齿轮轴

31适配器插入件

32主轴适配器

33螺纹主轴

34轴承

35轴承套

36肩部

37螺栓

38弹簧套

39壁

40孔

41引导筒

42凹部

43突起

44引导装置

45主轴螺母

46突起

47弹簧元件

48主轴筒

49引导环

50引导环

51第一连接接触点

52第二连接接触点

t1三端双向交流开关

r1电阻器

d1z二极管

d2z二极管