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GEBIET
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft elektrische Verbinder und elektrische
Einrichtungen und insbesondere eine Baugruppe mit einer elektrischen
Einrichtung, wie zum Beispiel einem Motor oder einem Solenoid, und
mit einem elektrischen Verbinder, die eine verbesserte Zuverlässigkeit
aufweist.
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HINTERGRUND
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Die
Aussagen in diesem Abschnitt liefern nur Hintergrundinformation
bezogen auf die vorliegende Offenbarung und können oder können nicht Stand der Technik
darstellen.
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Kompakte
elektrische Einrichtungen, wie zum Beispiel Motoren und Solenoide,
sind oft in zylindrischen Gehäusen
untergebracht, die allgemein den aktiven Komponenten der Einrichtung
entsprechen: ein Rotor, der in dem Fall eines Motors von einem zylindrischen
Stator umgeben ist, oder ein Anker, der in dem Fall eines Solenoids
von einer zylindrischen Spule umgeben ist. Solche zylindrischen
Gehäuse sind
effiziente Packungen für
solche Einrichtungen, da sie allgemein ein Minimum an Material erfordern und
zu einer Packung mit minimalen Dimensionen führen.
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Da
ein Ende eines typischen Motors oder Solenoids ein Ausgangsmerkmal
aufweisen wird, entweder eine Welle oder einen Anker, ist es häufig zweck mäßig, den
elektrischen Eingang oder die elektrischen Anschlüsse an dem
entgegengesetzten Ende anzuordnen. Derart angeordnete Eingangsverbindungen
oder Anschlüsse
erhalten auch die Zylindersymmetrie des Gehäuses.
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Ein
Problem kann sich jedoch bei einer solchen Baugruppe entwickeln,
insbesondere bei kleineren Einrichtungen, bei denen der Abstand
zwischen der Motorwelle, dem Solenoidanker oder anderen diesen zugeordneten
elektrischen Komponenten und den elektrischen Anschlüssen begrenzt
ist. In solchen Situationen kann leitendes Fremdmaterial die Lücke zwischen
einem elektrischen Anschluss und der Welle oder dem Anker überbrücken und
die Einrichtung mit Unterbrechungen oder permanent kurzschließen.
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Dieses
Problem kann bei Motoren und Solenoiden für Automobilanwendungen besonders
akut werden aufgrund der ständigen
Forderung nach Gewichtseinsparung, die allgemein leichtere und daher kleinere
Einrichtungen begünstigt,
und der Tatsache, dass sie oft schädlichen atmosphärischen
Bedingungen ausgesetzt sind, wie zum Beispiel Schmutz, Metallrückständen und
anderen Verunreinigungen und Partikeln. Darüber hinaus kann ein Ausfall
des Motors oder des Solenoids aufgrund eines Kurzschlusses mit Erde
einen daraus folgenden Ausfall zugehöriger Komponenten oder Controller
verursachen. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dieser Schwierigkeit
bei Motoren, Solenoiden und anderen ähnlichen elektrischen Einrichtungen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Baugruppe mit einem Solenoid
und einem elektrischen Verbinder, die einen Solenoidkörper mit
einem Paar von elektrischen Anschlüssen, die auf entgegengesetzten
Seiten einer Ankerkomponente angeordnet sind, und einen Verbinder
mit zwei entsprechenden elektrischen Anschlüssen und einem nicht leitenden Blatt
oder einer nicht leitenden Zunge aufweist, das bzw. die dazwischen
angeordnet ist. Wenn sie montiert ist, sitzt die Zunge des Verbinders
zwischen den Anschlüssen
auf dem Solenoidkörper
und verhindert einen Eintritt von Fremdmaterial in den Bereich zwischen
den Anschlüssen
des Solenoids. Die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit des Solenoids werden dadurch
deutlich verbessert.
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Die
Erfindung ist auch für
einen Motor geeignet, der an einem Ende ein Lager und ein Paar von elektrischen
Anschlüssen
aufweist, das auf entgegengesetzten Seiten des Lagers angeordnet
ist, und kann mit diesem verwendet werden. Der elektrische Verbinder
weist ein Paar von entsprechend angeordneten elektrischen Anschlüssen und
ein Blatt oder eine Zunge auf, das bzw. die zwischen den Anschlüssen des
Motors sitzt und das Lager vor Fremdmaterial schützt, wodurch die Wahrscheinlichkeit
eines Kurzschlusses verringert wird.
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Somit
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Solenoid- und Verbinderbaugruppe
zu schaffen, die eine Zunge aufweist, die zwischen einem Paar von
Anschlüssen
angeordnet ist.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Solenoid mit
einem Paar von Anschlüssen
auf entgegengesetzten Seiten einer Ankerkomponente und einen Verbinder
mit einem entsprechenden Paar von Anschlüssen und einer Zunge zwischen
den Anschlüssen
zu schaffen, welche die Ankerkomponente schützt, wenn das Solenoid und
der Verbinder montiert sind.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Solenoid
mit einem Paar von Anschlüssen
auf entgegengesetzten Seiten eines Ankers und einen Verbinder mit
einem entsprechenden Paar von Anschlüssen und einer Zunge zwischen den
Anschlüssen
zu schaffen, die den Anker abdeckt, wenn das Solenoid und der Verbinder
montiert sind, um einen Eintritt von Fremdmaterial zu verhindern.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Motor
mit einem Paar von Anschlüssen
auf entgegengesetzten Seiten eines Lagers und einen Verbinder mit
einem entsprechenden Paar von Anschlüssen und einer Zunge zwischen
den Anschlüssen
zu schaffen, welche das Lager schützt, wenn der Motor und der
Verbinder montiert sind.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Motor
mit einem Paar von Anschlüssen
auf entgegengesetzten Seiten eines Lagers und einen Verbinder mit
einem entsprechenden Paar von Anschlüssen und einer Zunge zwischen
den Anschlüssen
zu schaffen, welche das Lager abdeckt, wenn der Motor und der Verbinder
montiert sind, um einen Eintritt von Fremdmaterial zu verhindern.
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Weitere
Ziele, Vorteile und Anwendungsgebiete werden anhand der hierin vorgesehenen
Beschreibung offensichtlich werden. Es versteht sich, dass die Beschreibung
und die speziellen Beispiele nur zu Darstellungszwecken gedacht
sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung
einzuschränken.
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ZEICHNUNGEN
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Die
hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken
und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung auf
irgendeine Weise einzuschränken.
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1 ist
eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines Solenoids
und eines elektrischen Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung in
vormontierter Ausbildung;
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2 ist
eine vollständige
Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines Solenoids und
einer elektrischen Verbinderbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine vollständige
Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines elektrischen
Verbinders gemäß der vorliegenden
Erfindung entlang der Linie 3-3 von 2;
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4 ist
eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines elektrischen
Verbinders gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines Motors und
eines elektrischen Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung in
vormontierter Ausbildung; und
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6 ist
eine vollständige
Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Motors und
einer elektrischen Verbinderbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die
vorliegende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist nicht
dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, Anwendungsmöglichkeit
oder Verwendungen einzuschränken.
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Nun
auf 1 und 2 Bezug nehmend, ist eine erste
Ausführungsform
einer Baugruppe mit einem Solenoid und einem elektrischen Verbinder dargestellt
und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die
Baugruppe mit Solenoid und elektrischem Verbinder 10 der
ersten Ausführungsform weist
ein Solenoid 12 mit einem im Wesentlichen zylindrischen
Körper
oder Gehäuse 14 auf,
der bzw. das vorzugsweise aus Metall gefertigt ist, beispielsweise
aus Stahl, Aluminium oder einer Legierung aus diesen oder anderen
Metallen. Das zylindrische Gehäuse 14 positioniert,
trägt und
schützt
eine elektrische Spule 16. Die elektrische Spule 16 umgibt
im Wesentlichen einen bidirektional verschiebbaren Läufer oder
Anker 18. Der Anker 18 wirkt mit einer ersten
axialen Führung
oder einem ersten axialen Lager 22 und mit einem bzw. einer
zweiten axialen Führung,
Polstück
oder Anschlag 24 zusammen, die zusammen die Bewegungs-
oder Verschiebungsachse des Ankers 18 definieren. Ein Abschnitt
des Ankers 18 erstreckt sich durch die erste axiale Führung oder das
erste axiale Lager 22 und aktiviert oder steuert eine zugeordnete
Einrichtung (nicht dargestellt). Falls gewünscht, können eine Kompressionsfeder 26 und
eine Einstellschraube 28 zwischen dem Anker 18 und
dem bzw. der zweiten axialen Führung,
Polstück oder
Anschlag 24 angeordnet sein, um die Bewegung des Ankers 18 einzustellen.
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An
dem Ende des zylindrischen Gehäuses 14,
das dem bzw. der zweiten axialen Führung, Polstück oder
Anschlag 24 benachbart ist, ist eine Anschlussbaugruppe 30 angeordnet.
Die Anschlussbaugruppe 30 ist aus einem isolierenden Kunststoffmaterial
gefertigt, beispielsweise aus ABS oder Nylon, und ist geformt, um
sich im Wesentlichen an das Gehäuse 14 des
Solenoids 12 anzupassen, und weist eine flache Sehnenfläche 32 auf,
die von zwei kleineren, rechtwinkligen Oberflächen 34a und 34b flankiert
wird. Die Anschlussbaugruppe 30 definiert ein Paar von
rechteckigen Schlitzen 36a und 36b parallel und
benachbart zu den Oberflächen 34a und 34b.
Die Anschlussbaugruppe 30 ist an dem Gehäuse 14 durch
einen Positionier- oder Passstift 38, der in einer ausreichend
großen
und geeignet angeordneten Öffnung 42 aufgenommen
ist, und durch eine elastische oder flexible Verriegelung 44 befestigt,
die in einer zweiten Öffnung 46 mit
einer flachen oder sehnenförmigen
Kante lösbar
aufgenommen ist, die mit der flexiblen Verriegelung 44 in
Eingriff bringbar ist.
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Die
Anschlussbaugruppe 30 weist eine zentral angeordnete Apertur 48 auf,
die einen Abschnitt des bzw. der zweiten Führung, Polstücks oder
Anschlags 24 aufnimmt. Die Anschlussbaugruppe 30 weist
auch ein Paar von zueinander beabstandeten elektrischen Anschlüssen 50a und 50b auf,
die benachbart und auf entgegengesetzten Seiten der zentralen Apertur 48 angeordnet
sind. Jeder der Anschlüsse 50a und 50b ist
durch ein Paar von elektrischen Leitungen oder Drähten 52 mit
der elektrischen Spule 16 verbunden.
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Nun
auf 1, 2, 3 und 4 Bezug
nehmend, weist ein elektrischer Verbinder 60, der ebenfalls
aus einem isolierenden Material, wie zum Beispiel ABS oder Nylon,
gefertigt ist, einen komplex ausgebildeten Verbinderkörper 62 auf,
der ein Paar von elektrischen Anschlüssen 64a und 64b sowie
eine Abdeckung 66, die durch eine Verriegelungsbaugruppe 68 entfernbar
an dem Körper 62 gehalten
ist, aufnimmt, trägt
und positioniert. Der Verbinderkörper 62 weist
ein Paar von parallelen, zueinander beabstandeten äußeren Ohren
oder Flanschen 72a und 72b, die jeweils durch
ein Paar von Winkelstücken 74 verstärkt sind,
und einen zentralen Flansch oder eine zentrale Zunge 76 rechtwinklig
und versetzt zu den äußeren Flanschen 72a und 72b auf, der
bzw. die ebenfalls durch ein Paar von Winkelstücken 78 verstärkt ist.
Wie durch die Pfeile in 1 angezeigt, ist jedes bzw.
jeder von dem Paar von Ohren oder Flanschen 72a und 72b,
wenn der elektrische Verbinder 60 an der Anschlussbaugruppe 30 montiert
ist, in einem jeweiligen von dem Paar von rechteckigen Schlitzen 36a und 36b aufgenommen. Wie
in 2 dargestellt, steht der zentrale Flansch oder
die zentrale Zunge 76, wenn der elektrische Verbinder 60 an
der Anschlussbaugruppe 30 montiert ist, mit der Oberfläche der
Anschlussbaugruppe 30 um die Apertur 48 herum
in engem Kontakt und verschließt
und verriegelt diese.
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Das
Paar von elektrischen Anschlüssen 64a und 64b in
dem elektrischen Verbinder 60 sind flache, elastische,
blattähnliche
Komponenten, die an die entsprechenden elektrischen Leitungen 84 gecrimpt
werden können
und die in situ in den elektrischen Verbinder 60 eingegossen
oder dort durch andere herkömmliche,
beispielsweise mechanische, Mittel befestigt werden können. Im
Wesentlichen ausgerichtet mit dem zentralen Flansch 76 ist
ein elastisches Verriegelungselement 86, das mit einem Kreuzelement 88 der
Anschlussbaugruppe 30 lösbar in
Eingriff steht, wie in 2 dargestellt, um den elektrischen
Verbinder 60 an der Anschlussbaugruppe 30 zu halten.
Eine U-förmige
Brücke 94,
die mit dem zentralen Flansch 76 und dem elastischen Verriegelungselement 86 ausgerichtet
ist, verstärkt den
elektrischen Verbinder 60, schützt das Verriegelungselement 86 und
wirkt für
dieses als ein positionierender Bezug und vereinfacht die Installation
des elektrischen Verbinders 60 an der Anschlussbaugruppe 30.
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Nun
auf 5 und 6 Bezug nehmend, ist eine zweite
Ausführungsform
der Erfindung mit einem Elektromotor und einer elektrischen Verbinderbaugruppe
gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet.
Die Baugruppe mit Motor und elektrischem Verbinder 100 der
zweiten Ausführungsform ist
der Baugruppe 10 der ersten Ausführungsform ähnlich, außer dass das Solenoid 12 durch
einen Elektromotor 102 ersetzt ist und ein elektrischer
Verbinder 150 elektrische Leitungen 172 aufweist,
die sich von dem Verbinder 150 in eine entgegengesetzte
Richtung erstrecken. Es ist einzusehen, dass diese verschiedenen
Komponenten ausgetauscht werden können und dass das Solenoid 12 der
Baugruppe 10 der ersten Ausführungsform mit dem elektrischen Verbinder 150 der
Baugruppe 100 der zweiten Ausführungsform verwendet werden
kann und dass der Elektromotor 102 der Baugruppe 100 der
zweiten Ausführungsform
mit dem elektrischen Verbinder 60 der Baugruppe 10 der
ersten Ausführungsform
verwendet werden kann.
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Die
Baugruppe mit Motor und elektrischem Verbinder 100 der
zweiten Ausführungsform
weist einen Elektromotor 102 auf, der entweder uni- oder bidirektional
sein kann und der ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 104 aufweist,
das vorzugsweise aus Metall gefertigt ist, beispielsweise aus Stahl,
Aluminium oder einer Legierung aus diesen oder anderen Metallen.
Das zylindrische Gehäuse 104 positioniert,
trägt und
schützt
eine Stator- und elektrische Spule 106. Die Stator- und
elektrische Spule 106 umgibt allgemein einen rotierbaren
Läufer 108,
der eine Welle 110 aufweist, die eine Rotationsachse definiert. Der
Läufer 108 wirkt
mit einer ersten Führung
oder einem ersten Lager 112 und einer zweiten Führung oder
einem zweiten Lager 114 zusammen, die zusammen die Bewegungs-
oder Drehachse des Läufers 108 definieren,
und wird von diesen getragen.
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An
dem Ende des zylindrischen Gehäuses 104,
das der ersten Führung
oder dem ersten Lager 112 entgegengesetzt ist, ist eine
Anschlussbaugruppe 120 angeordnet. Die Anschlussbaugruppe 120 ist aus
einem isolierenden Kunststoffmaterial gefertigt, beispielsweise
aus ABS oder Nylon, und ist geformt, um sich im Wesentlichen an
das Gehäuse 104 des Elektromotors 102 anzupassen,
und weist eine flache, Sehnenfläche 122 auf,
die von zwei kleineren rechtwinkligen Oberflächen 124a und 124b flankiert ist.
Die Anschlussbaugruppe 120 definiert ein Paar von rechteckigen
Schlitzen 126a und 126b parallel und benachbart
zu den Oberflächen 124a bzw. 124b. Die
Anschlussbaugruppe 120 ist an dem zylindrischen Gehäuse 104 durch
einen Positionier- oder Passstift 128, der in einer ausreichend
großen
und geeignet angeordneten Öffnung 132 aufgenommen ist,
und durch eine elastische Verriegelung 134 befestigt, die
in einer zweiten Öffnung 136 mit
einer flachen oder sehnenförmigen
Kante lösbar
aufgenommen ist, die mit der Verriegelung 134 in Eingriff
bringbar ist.
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Die
Anschlussbaugruppe 120 weist eine zentral angeordnete Apertur 140 auf,
die einen Abschnitt der zweiten Führung oder des zweiten Lagers 114 aufnimmt.
Die Anschlussbaugruppe 120 weist auch ein Paar von zueinander
beabstandeten elektrischen Anschlüssen 142a und 142b auf,
die benachbart und auf entgegengesetzten Seiten der zentralen Apertur 140 angeordnet
sind. Jeder der Anschlüsse 142a und 142b ist
mit einem bzw. einer jeweiligen der elektrischen Leitungen oder
Drähte 144 der
elektrischen Spule 106 des Elektromotors 102 verbunden.
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Ein
elektrischer Verbinder 150, der ebenfalls aus einem isolierenden
Material, beispielsweise aus ABS oder Nylon, hergestellt ist, weist
einen komplex ausgebildeten Körper 152 auf,
der ein Paar von elektrischen Anschlüssen 154a und 154b sowie
eine Abdeckung 156, die durch eine Verriegelungsbaugruppe 68 (dargestellt
in 3) entfernbar an dem Körper 152 gehalten
ist, aufnimmt, trägt
und positioniert. Der Verbinderkörper 152 weist
ein Paar von parallelen, zueinander beabstandeten äußeren Ohren
oder Flanschen 162a und 162b, die durch ein Paar
von Winkelstücken 74 (dargestellt
in 4) verstärkt sind,
und einen zentralen Flansch oder eine zentrale Zunge 166 rechtwinklig
und versetzt zu den äußeren Ohren
oder Flanschen 162a und 162b auf. Der zentrale
Flansch oder die zentrale Zunge 166 ist durch ein Paar
von Winkelstücken 78 (dargestellt
in 4) verstärkt.
Wie durch die Pfeile in 5 angezeigt, ist jeder bzw.
jedes von dem Paar von Ohren oder Flanschen 162a und 162b,
wenn der elektrische Verbinder 150 an der Anschlussbaugruppe 120 montiert
ist, in einem jeweiligen von dem Paar von rechteckigen Schlitzen 126a und 126b aufgenommen.
Wie in 6 dargestellt, steht der zentrale Flansch oder
die zentrale Zunge 166, wenn der elektrische Verbinder 150 an
der Anschlussbaugruppe 120 montiert ist, auch mit der Anschlussbaugruppe 120 um
die Öffnung 140 herum
in engem Kontakt und verschließt und
verriegelt diese.
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Das
Paar von elektrischen Anschlüssen 154a und 154b in
dem elektrischen Verbinder 150 sind flache, elastische,
blattähnliche
Komponenten, die an die entsprechenden elektrischen Leitungen 172 gecrimpt
werden können
und die in situ in den elektrischen Verbinder 150 eingegossen
oder dort durch andere herkömmliche,
beispielsweise mechanische, Mittel befestigt sein können. Im
Wesentlichen ausgerichtet mit dem zentralen Flansch 166 ist
ein elastisches Verriegelungselement 176, welches, wie in 6 dargestellt,
mit einem Kreuzelement 178 der Anschlussbaugruppe 120 in
Eingriff steht, um den elektrischen Verbinder 150 an der
Anschlussbaugruppe 120 zu halten.
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Es
ist einzusehen, dass bei der Baugruppe mit Solenoid und elektrischem
Verbinder 10 der ersten Ausführungsform der zentrale Flansch
oder die zentrale Zunge 76 die zentrale Apertur 48 wirksam abdeckt
und schützt
sowie das Eindringen von Fremdmaterial verhindert, das einen Kurzschluss zwischen
einem der elektrischen Anschlüsse 50a und 50b und
der Gehäuseerde
durch die zweite Führung,
das zweiten Polstück
oder den zweiten Anschlag 24 hindurch verursachen könnte, wenn
der elektrische Verbinder 60 an der Anschlussbaugruppe 30 montiert
ist. Auf ähnliche
Weise bedeckt und schützt
bei der Baugruppe mit Motor und elektrischem Verbinder 100 der
zweiten Ausführungsform der
zentrale Flansch oder die zentrale Zunge 166 wirksam die
zentrale Apertur 140 und verhindert den Eintritt von Fremdmaterial,
welches einen Kurzschluss zwischen einem der elektrischen Anschlüsse 142a und 142b und
der Gehäuseerde
durch die zweite Führung
oder das zweite Lager 114 hindurch verursachen könnte, wenn
der elektrische Verbinder 150 an der Anschlussbaugruppe 120 montiert
ist.
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Die
Beschreibung der Erfindung ist nur beispielhafter Natur, und es
ist beabsichtigt, dass Veränderungen,
die nicht von dem Kern der Erfindung abweichen, in dem Umfang der
Erfindung liegen. Solche Veränderungen
sollen nicht als eine Abweichung von dem Geist und dem Umfang der
Erfindung angesehen werden.