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Die
Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung, welche zumindest mittels
einer Klemmbefestigung an einem Elektromotor gehalten wird und welche
eine Befestigungsvorrichtung zur mechanischen Befestigung mindestens
eines Anschlusskabels aufweist, wobei das Anschlusskabel in einer
Position gehalten wird, in welcher ein elektrischer Stromfluss zu
mindestens einem Anschlusskontakt des Elektromotors ermöglicht wird.
Solche Haltevorrichtungen dienen zur Kontaktierung von Kleinelektromotoren,
welche beispielsweise als Aktor in der Automatisierungstechnik eingesetzt
werden.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, zur Kontaktierung eines Elektromotors
ein Stanzgitter einzusetzen. Dieses wird mittels eines Stanz-Biegewerkzeugs
aus einer Blechtafel gefertigt. Am Stanzgitter können die Anschlussleitungen
des Elektromotors mit Steck-, Klemm-, Löt- oder Schweißverbindungen
am Anschlusskontakt des Motors befestigt werden. Das Stanzgitter
selbst wird mittels einer Klemm- oder Schweißverbindung am Motorgehäuse, am
Motorumgehäuse
oder an einem Motorhalter befestigt.
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Die
Kontaktierung mittels eines Stanzgitters weist jedoch den Nachteil
auf, dass zwischen Stanzgitter und Motorgehäuse keine Körperschallentkopplung und kein
Toleranzausgleich möglich
ist. Dementsprechend ist eine hohe Genauigkeit bei der Fertigung
des Stanzgitters erforderlich, um eine mechanische Belastung der
Motoranschlüsse
zu vermeiden. Weiterhin sind aufwändige Maßnahmen zur Isolierung der
Anschlüsse
notwendig, um einen Kurzschluss über
das Stanzgitter zu vermeiden.
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Weiterhin
ist aus dem Stand der Technik bekannt, einen Elektromotor dadurch
zu kontaktieren, dass Litzenanschlüsse direkt an die Anschlusskontakte
des Motors angelötet
werden. Diese einfache Art der Kontaktierung vermeidet die vorstehend
beschriebenen Nachteile. Allerdings leidet die Zuverlässigkeit
aufgrund der fehlenden Zugentlastung der Anschlussleitungen. Somit
wird die Lötstelle
bei Montage des Motors mechanisch belastet und die Qualität und Zuverlässigkeit
des Produktes leidet.
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Weiterhin
ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Draht- oder Litzenkontaktierung mit einer Zusatz-Leiterplatte
auszuführen.
Die Zusatz-Leiterplatte weist dabei eine Geometrie auf, welche an
die Geometrie des Lagerschildes mit den Motoranschlüssen angepasst
ist. Somit kann die Zusatzleiterplatte durch Löten mit den Anschlusskontakten
des Motors verbunden werden. Die Anschlussleitungen werden ebenfalls
auf der Leiterplatte verlötet.
Fallweise kann die Leiterplatte noch weitere Bauelemente enthalten,
beispielsweise zur Funkentstörung. Auch
bei dieser Art der Kontaktierung wird jedoch die Lötstelle
der Anschlusskontakte bei Montage des Motors mechanisch belastet.
Eine Zugentlastung der Anschlussleitungen ist nicht gegeben. Da
die Anzahl der Lötstellen
gegenüber
direkt angelöteten
Drahtanschlüssen
verdoppelt ist, verdoppelt sich auch die Anzahl möglicher
Fehlerquellen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Kontaktierungs- und Haltevorrichtung für die Anschlussleitungen eines
Elektromotors anzugeben, welche einfach und kostengünstig herstellbar
ist und eingebaut werden kann. Weiterhin soll die Haltevorrichtung die
Gefahr von Kurzschlüssen
vermeiden und eine zuverlässige
Zugentlastung der Anschlussleitungen bereitstellen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Haltevorrichtung, welche zumindest mittels einer Klemmbefestigung an
einem Elektromotor gehalten wird und aus einem Kunststoff besteht.
Die Haltevorrichtung weist eine Befestigungsvorrichtung zur mechanischen
Befestigung mindestens eines Anschlusskabels auf, wobei das Anschlusskabel
in einer Position gehalten wird, in welcher ein elektrischer Stromfluss
zu mindestens einem Anschlusskontakt des Elektromotors ermöglicht wird,
wobei der Anschlusskontakt des Elektromotors von außen zugänglich bleibt.
Weiterhin besteht die Lösung
der Aufgabe in einem Elektromotor mit einer solchen Haltevorrichtung.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass eine Haltevorrichtung zur Zugentlastung und Kontaktierung
der Anschlussleitungen in besonders einfacher Weise aus einem Kunststoff
hergestellt werden kann. Dieser sorgt für die notwendige Isolierung
der Anschlussleitungen untereinander und zum Gehäuse des Elektromotors. Die
Haltevorrichtung wird zumindest mittels einer Klemmbefestigung am
Elektromotor gehalten. Fallweise kann eine weitere Befestigung hinzutreten,
beispielsweise eine Verschraubung, ein Niet oder eine Klebung.
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Die
Anschlussleitungen werden ebenfalls an der Haltevorrichtung befestigt,
beispielsweise durch Klemmung, Klebung oder Verschweißung. Eine Klemmung
kann beispielsweise mittels mindestens eines Pfostenpaares erzielt
werden, zwischen welches die Anschlussleitung eingelegt wird. Die
mechanische Befestigungsvorrichtung der Anschlusskabel dient der
Zugentlastung der Kabel im Betrieb und/oder in der Fertigung des
Elektromotors.
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Die
Anschlussleitungen sind am Halter so angeordnet, dass ein elektrischer
Strom von einem unisolierten Teilbereich der Anschlussleitung zum Anschlusskontakt
des Motors fließen
kann. Hierzu kann die Anschlussleitung entweder direkt am Anschlusskontakt
angeordnet sein oder diesen mittels einer Leiterbahn verbinden.
Die Leiterbahn kann auf der Haltevorrichtung beispielsweise durch
metallisierte Teilflächen
der Oberfläche
gebildet werden. Alternativ ist es möglich, einen metallischen Leiter,
beispielsweise einen Draht, im Material der Haltevorrichtung anzuordnen
oder auf dieser zu befestigen.
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Die
erfindungsgemäße Haltevorrichtung
ist insbesondere für
Kleinelektromotoren mit einer Leistung von 0,1 bis 20 Watt vorgesehen.
Solche Kleinelektromotoren werden als Aktor in der Automatisierungstechnik
eingesetzt, insbesondere auch zur Automatisierung von Funktionen
in Fahrzeugen wie Lüftungsklappen,
Außenspiegel
oder Fensterheber.
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In
besonders einfacher Weise ist die erfindungsgemäße Haltevorrichtung in einem
Spritzgussverfahren erhältlich.
Durch Spritzgießen
eines thermoplastischen Kunststoffes, beispielsweise Polypropylen,
kann die erfindungsgemäße Haltevorrichtung in
großen
Stückzahlen
mit hoher Maßhaltigkeit
hergestellt werden. Weiterhin bietet das Spritzgussverfahren die
Möglichkeit,
auch weitere Bauteile einstückig
an der Haltevorrichtung anzubringen, wie beispielsweise die mechanischen
Befestigungsvorrichtungen der Anschlusskabel.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann die Befestigungsvorrichtung zur mechanischen Befestigung mindestens
eines Anschlusskabels mittels eines Clips mit einem Filmscharnier
gebildet werden. Ein solcher Clip kann besonders vorteilhaft bei
der Fertigung der Haltevorrichtung einstückig mit dieser hergestellt
werden. Nach Einlegen des Anschlusskabels kann durch Umbiegen des
Filmscharniers mit nur einem einfachen Arbeitsgang in der Serienfertigung
der Elektromotor kontaktiert werden.
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Eine
besonders zuverlässige
Halterung der Anschlusskabel ergibt sich insbesondere dann, wenn die
Befestigungsvorrichtung einen ersten Klemmbereich und einen zweiten
Klemmbereich aufweist, wobei die Klemmbereiche zur Aufnahme eines
isolierten Abschnitts des Anschlusskabels vorgesehen sind und zwischen
den Klemmbereichen ein Abschnitt des Anschlusskabels zu liegen kommt,
welcher keine Isolation aufweist. Bei dieser Form der Befestigungsvorrichtung
ist die Anschlussklemme des Elektromotors insbesondere länglich ausgeführt und
kommt zwischen den Klemmbereichen der Befestigungsvorrichtung zu
liegen. Das Kabel wird dann beiderseits der Anschlussklemme gehaltert,
so dass kein Drehmoment auf die Anschlussklemme ausgeübt wird, wenn
das Kabel eine Belastung quer zur Anschlussklemme erfährt. Durch
die doppelte Klemmung beiderseits des Anschlusses wird auch die
axiale Haltekraft in vorteilhafter Weise erhöht.
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Eine
besonders zuverlässige
Befestigung der Haltevorrichtung am Elektromotor ergibt sich dann,
wenn die Haltevorrichtung einen ersten Teil aufweist, welcher nach
der Montage an der Zylindermantelfläche eines zylindrischen Motorgehäuses anliegt
und einen zweiten Teil, welcher nach der Montage an einer Grundfläche des
zylindrischen Motorgehäuses
anliegt, wobei beide Teile der Haltevorrichtung einstückig miteinander
verbunden sind und in etwa rechtwinklig zueinander stehen. Die zur
Kontaktierung vorgesehenen Kleinelektromotoren weisen meist ein
Gehäuse
aus einem Blech auf, welches in etwa becherförmig ist. Im metallischen Boden
des Bechers kann dabei das erste Wellenlager befestigt werden. Die
dem Boden entgegengesetzte Öffnung des
Bechers wird mit einem Lagerschild, meist aus Kunststoffmaterial,
verschlossen. Das Lagerschild enthält das zweite Motorlager sowie
die Anschlusskontakte zur Kontaktierung der Motorwicklungen. Somit
weist das Äußere des
Motors im Wesentlichen eine Zylinderform auf. Dabei ist die äußere Form
des Motors nicht auf einen Kreiszylinder beschränkt. Zur besseren Raumausnutzung
ist insbesondere gebräuchlich,
eine oder mehrere Mantelflächen
des Motors abzuflachen.
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Die
Haltevorrichtung weist nun zwei Teilflächen auf, welche einmal am
Lagerschild mit den Anschlusskontakten und zum anderen an der Mantelfläche des
Zylinders zu liegen kommen. Dadurch umgreift die Haltevorrichtung
den Motor und wird zuverlässig
gegen seitliches Verschieben oder Verdrehen geschützt. Durch
die größere, an
der Zylindermantelfläche
zur Verfügung
stehende Kontaktfläche
kann die Haltevorrichtung besonders zuverlässig mit dem Motorgehäuse verbunden
werden.
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Dem
Fachmann ist selbstverständlich
klar, dass die vorstehend beschriebene Bauform eines Motors nur
beispielhaft anzusehen ist. Beispielsweise kann der Motor auch mit
einem Getriebe versehen werden. In einem solchen Fall kann das Lagerschild entfallen
und das Wellenlager wird im Getriebegehäuse angeordnet. In diesem Fall
wird häufig
das metallische, becherförmige
Gehäuse
als Endkappe bezeichnet und auf das Getriebegehäuse aufgesteckt. In diesem
Fall kann die Haltevorrichtung selbstverständlich auch auf der Endkappe
angebracht werden.
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Um
die Anschlussleitungen am Motorgehäuse entlang zu führen kann
vorgesehen sein, im ersten, an der Zylindermantelfläche anliegenden
Teil der Haltevorrichtung eine Kabelführung vorzusehen. Diese kann
beispielsweise aus Nuten oder Aussparungen bestehen, in welche das
Anschlusskabel eingelegt werden kann. Fallweise kann das Anschlusskabel
an diesen Nuten mittels weiterer Befestigungsvorrichtungen oder
durch Klebung fixiert werden.
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Sofern
das Wellenlager des Motors einer weiteren Abstützung an anderen Bauteilen
bedarf, kann der zweite Teil der Haltevorrichtung, welcher am Lagerschild
zu liegen kommt, eine Ausnehmung aufweisen, welche das Wellenlager
zumindest zum Teil frei lässt.
Dadurch kann das Wellenlager in einem weiteren Gehäuse oder
an einem Halteblech fixiert werden.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen
ohne Beschränkung
des allgemeinen Erfindungsgedankens näher beschrieben werden.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung
nach deren vollständiger
Fertigstellung jedoch vor Montage am Elektromotor.
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2 zeigt
die Montage einer Haltevorrichtung an einem Elektromotor.
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3 zeigt die Montage einer Anschlussleitung
am Elektromotor mittels der erfindungsgemäßen Halterung.
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4 zeigt
den Elektromotor nach vollständiger
Montage beider Anschlussleitungen.
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5 zeigt
eine alternative Ausführungsform
der Haltevorrichtung.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.
Die Teilfiguren 1a und 1b zeigen
dabei zwei verschiedene perspektivische Ansichten derselben Vorrichtung.
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Die
Haltevorrichtung 1 weist einen ersten Teil 2 auf,
welcher nach der Montage an der Zylindermantelfläche eines zylindrischen Motorgehäuses anliegt. Weiterhin
besitzt die Haltevorrichtung einen zweiten Teilbereich 3,
welcher nach der Montage an einer Grundfläche des zylindrischen Motorgehäuses anliegt.
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Der
erste Teil 2 weist zwei Nuten 5a und 5b auf,
welche zur Führung
der Anschlusskabel vorgesehen sind. Der Anschlag 4 verhindert
ein Verdrehen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.
Weiterhin dient Anschlag 4 ebenfalls der Kabelführung.
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Der
zweite Teil der Haltevorrichtung weist einen hervorstehenden Teilbereich 6 auf,
welcher zur Aufnahme des Motorlagers vorgesehen ist. Die Grundfläche des
zweiten Teils 3 weist vier Aussparungen 10a, 10b, 11a und 11b auf,
welche einmal zur Aufnahme der Halteclips 7 und zum anderen
zur Aufnahme der Anschlusskontakte des Motors vorgesehen sind. Zur
Fixierung der Anschlusskabel ist jeweils eine Befestigungsvorrichtung
vorgesehen, welche jeweils einen ersten Klemmbereich 8,
einen zweiten Klemmbereich 9 sowie zugeordnete Filmscharniere 5 aufweist.
Um zwischen Filmscharnier 5 und Klemmbereich 8 bzw. 9 eine
Haltekraft zu erzeugen, wird das Filmscharnier 5 mittels
der Halteklammer 7, welche in Aussparung 10 einrastet, über die
Anschlussleitung gespannt.
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2 zeigt
ein Motorgehäuse 12.
Das Motorgehäuse
ist im Wesentlichen zylinderförmig,
wobei in der Zylindergrundfläche
ein Motorlager 15 und zwei Anschlussklemmen 13a und 13b zur
Wicklungskontaktierung angeordnet sind. Aus der dem Motorlager 15 gegenüberliegenden
Grundfläche
tritt die Motorwelle aus. Die Motorwelle ist in 2 nicht
zeichnerisch dargestellt.
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Zur
Montage der Haltevorrichtung 1 wird diese in Richtung des
Pfeils 14 auf das Motorgehäuse 12 aufgedrückt. Die
Haltevorrichtung 1 verrastet dabei mit dem Motorgehäuse 12 und
wird durch diese Klemmbefestigung sicher am Motorgehäuse gehalten.
Hierzu können
beispielsweise Pressrippen am ersten Teil 2 der Haltevorrichtung 1 vorgesehen
sein. Weiterhin kann die Mantelfläche des Gehäuses 12 über die
Grundfläche
des Gehäuses 12 überstehen. In
den so gebildeten Überstand
kann der zweite Teil 3 der Vorrichtung 1 einrasten,
sodass dieser seitlich nicht verschoben werden kann. Bei der Montage
der Haltevorrichtung 1 kommt das Motorlager 15 im
Vorsprung 6 zu liegen, wodurch sich eine weitere seitliche
Führung
ergibt. Weiterhin kommen die Anschlussklemmen 13a und 13b in
der Aussparung 11a und 11b der Haltevorrichtung 1 zu
liegen.
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Nachfolgend
wird an Hand der 3a und 3b die
Montage einer Anschlussleitung gezeigt. Es ist jedoch auch möglich, die
Anschlussleitung erst an der Haltevorrichtung zu fixieren und die
so vorkonfektionierte Haltevorrichtung wie in 2 gezeigt
mit dem Motorgehäuse
zu verbinden.
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3a und 3b zeigen
zwei Montageschritte einer Anschlussleitung 16 mittels
der Haltevorrichtung 1 an der Anschlussklemme 13 eines
Motor 12.
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3a und 3b zeigen
weiterhin, wie der Anschlag 4 vom ersten Teil 2 der
Vorrichtung 1 an der Zylindermantelfläche zu liegen kommt und dabei
ein Verdrehen der Vorrichtung 1 vermeidet. Der zweite Teil 3 der
Vorrichtung 1 liegt flächenbündig am
Gehäuse 12 des
Elektromotors an.
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Die
Anschlussleitung 16 wurde so vorbereitet, dass ein erster,
mit einer Isolierung versehener Teilbereich 18 in einem
ersten Teilbereich 8 der Befestigungsklemme zu liegen kommt.
Weiterhin weist die Anschlussleitung 16 einen zweiten,
mit einer Isolierung versehenen Teilbereich 17 auf. Dieser
kommt bei der Montage im Bereich 9 der Anschlussklemme zu
liegen. Zwischen den isolierten Teilbereichen 17 und 18 befindet
sich ein nicht mit einer Isolierung versehener Teil 19.
Im Bereich 19 wurde die Kabelisolierung entfernt. Der Bereich 19 kommt
zwischen den Klemmbereichen 8 und 9 im Bereich
der Öffnung 11 zu
liegen. Da im Bereich der Öffnung 11 auch
die Anschlussklemme 13 angeordnet ist, steht der nicht
isolierte Leiterbereich 19 mit Klemme 13 in leitendem Kontakt.
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3b zeigt
wie durch Umbiegen der Filmscharniere 5 und Einrasten der
Clipbefestigung 7 in Öffnung 10 die
Befestigungsvorrichtung geschlossen wird. Dadurch wird zwischen
Klemmbereich 8 und Filmscharnier 5 sowie zwischen
Klemmbereich 9 und Filmscharnier 5 eine Haltekraft
auf Leitung 16 ausgeübt.
Zur Erhöhung
der elektrischen Leitfähigkeit
kann bevorzugt, aber nicht zwingend, der Leitungsbereich 19 mittels
Löten und/oder
Schweißen
und/oder Crimpen und/oder Kleben mit leitfähigem Klebstoff und/oder mit
einem Schneid-Klemmverbinder mit Anschlussklemme 13 verbunden
werden. Hierzu sind die Filmscharniere 5 so gestaltet,
dass der Anschlussbereich 19 auch nach Einrasten von Clip 7 in Öffnung 10 zugänglich bleibt.
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In
gleicher Weise wie in 3a und 3b dargestellt,
wird die zweite Anschlussleitung an der zweiten Anschlussklemme
befestigt.
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4 zeigt
diesen Zustand, nachdem beide Befestigungsvorrichtungen mit je einer
Anschlussleitung 16a und 16b belegt sind. Nachfolgend
werden die Anschlussleitungen in die Kabelführungen 5a und 5b eingelegt.
Im Ausführungsbeispiel
nach 4 dient der Anschlag 4 dazu, die Anschlusskabel 16 ungefähr in der
Mitte des Motorgehäuses
um 90° umzulenken
und diese zu einer Anschlussplatine zu führen. Fallweise können die
Anschlusskabel auch in jede beliebige andere Richtung vom Motor
weggeführt
werden. Die als Kabelführung
verwendeten Nuten 5a und 5b sind dabei in ihrem
Durchmesser so gestaltet, dass die Anschlusskabel 16 durch
Eindrücken
in das elastische Kunststoffmaterial des Halters 1 fixiert
werden, ohne dass es einer weiteren Befestigung bedarf. Durch das
elastische Material der Haltevorrichtung 1 wird weiterhin
vermieden, dass Körperschall
vom Motor über
die Anschlusskabel auf weitere Baugruppen übertragen wird.
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5 zeigt
eine weitere Ausgestaltung der Haltevorrichtung 1. Die
Befestigungselemente zur Fixierung der Anschlusskabel sowie der
erste Teil 2 der Vorrichtung sind dabei unverändert vorhanden.
Jedoch weist die Vertiefung 6 im zweiten Teil 3 der
Vorrichtung 1 eine Aussparung auf, durch welche das Motorlager 15 auch
nach Montage der Vorrichtung 1 zugänglich bleibt. Im Ausführungsbeispiel
nach 5 bleibt die Hälfte
des Motorlagers 15 unbedeckt. Selbstverständlich kann
auch ein größerer oder
kleinerer Flächenbereich
vorgesehen werden. Die patielle Öffnung
im Bereich 6 der Vorrichtung 1 erlaubt es, dass
Motorlager 15 und damit das Motorgehäuse 12 an einem weiteren
Bauteil, beispielsweise einem Haltewinkel, abzustützen. Dadurch
wird eine statisch feste Verbindung vom Motorgehäuse 12 zu weiteren
Baugruppen möglich,
ohne dass die elastische Haltevorrichtung 1 das Schwingungsverhalten
des Motors beeinträchtigt.