DE102011113032B4

DE102011113032B4 - Elektrisches Gerät mit einem Gehäuse und einer Kabeldurchführung

Info

Publication number: DE102011113032B4
Application number: DE102011113032.6A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Glatz
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2011-09-10
Filing date: 2011-09-10
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2031-09-11
Also published as: DE102011113032A1

Abstract

Elektrisches Gerät mit einem Gehäuse (11) und mit wenigstens einer Kabeldurchführung (13), in der ein Kabel (12) durch eine Gehäusewand (14) in das Gehäuseinnere (24) geführt ist, wobei als Kabeldurchführung (13) in der Gehäusewand (14) eine nach innen gerichtete Vertiefung (15) angeordnet ist, an deren Boden (16) eine Durchtrittsöffnung (17) für das Kabel (12) vorhanden ist, wobei die Durchtrittsöffnung (17) eine kleinere Querschnittsfläche aufweist als die Vertiefung (15), so dass ein Rand (18) gebildet ist, und wobei in der Vertiefung (15) oberhalb des Randes (18) ein Dichtelement (19) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (17) durch einen Deckel (20, 29, 30) von außen verschlossen ist, dass der Deckel (20, 29, 30) eine nach innen gerichtete hohlzylindrische Anformung (21) aufweist, in der das Kabel (12) geführt ist, die zur Außenseite hin geschlossen ist und am inneren Ende eine runde Öffnung (28) aufweist, durch die das Kabel geführt ist, und die passend in die Vertiefung (15) einführbar ist, so dass sie mit einem Niederhalter (23, 23a) auf dem Dichtelement (19) aufliegt und dieses dadurch axial mit dem Kabel (12) in die Vertiefung (15) drückt und dass die Anformung (21) eine seitliche Öffnung (22) aufweist, die von einer Materialausnehmung in der Zylinderwand der Anformung (21) gebildet ist, durch die das Kabel (12) unter einem Winkel aus der Anformung (21) seitlich austritt.

Description

Die Erfindung beschreibt ein elektrisches Gerät mit einem Gehäuse und mit einer Kabeldurchführung, in der wenigstens ein Kabel durch eine Gehäusewand in das Gehäuseinnere geführt ist.
Jedes elektrische Gerät, das über ein festes Kabel verfügt, hat eine solche Kabeldurchführung. Die Kabeldurchführung sorgt für eine Zugentlastung des Kabels.
Es gibt vielfältige Anwendungen, in denen das Innere des elektrischen Geräts gegenüber Umwelteinflüssen geschützt sein muss. Das Gehäuse des elektrischen Geräts ist daher gegenüber der Umwelt abgedichtet, wobei verschiedene bekannte Dichtmaßnahmen verwendet werden können. Die Kabeldurchführung ist dabei beispielsweise mit einer Kabeltülle ausgestattet, um eine gewisse Abdichtung des Kabels zu erzielen. Es kann auch ein umspritztes Kabel verwendet werden. Die Abdichtung ist jedoch prinzipiell problematisch, insbesondere, wenn auch eine Zugentlastung realisiert werden muss.
Solche Kabeldurchführungen sind in der Regel nur mit großem Aufwand zu montieren oder nicht wirklich dicht und stellen somit eine Schwachstelle der Dichtmaßnahme dar.
Es wird ferner auf die Druckschriften DE102007008093B4 , US20100059941A1 , DE202007005126U1 , EP94848B1 , DE19848651C1 , US8399762B2 und US20090057005A1 verwiesen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kabeldurchführung für ein elektrisches Gerät zu schaffen, die mit geringem Aufwand montiert werden kann und eine gute Abdichtung erzielt.
Diese Aufgabe wird durch eine Kabeldurchführung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die einzelnen Merkmale der Erfindung sind jeweils einfach und kostengünstig umsetzbar. Die gute Dichtwirkung der erfindungsgemäßen Kabeldurchführung entsteht durch das Zusammenwirken der einzelnen Merkmale. Es entsteht eine insgesamt kostengünstige Kabeldurchführung, die gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich bessere Montierbarkeit und Dichtwirkung aufweist.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung schließt der Deckel eben mit dem Gehäuse ab.
Die erfindungsgemäße Kabeldurchführung ist vorzugsweise für ein Kabel mit rundem Querschnitt geeignet, es kann aber auch andere Querschnitte aufweisen wie z. B. ein Rechteck mit abgerundeten Ecken oder eine Ellipse. Für mehrere Kabel können zwei oder mehr dieser Kabeldurchführungen nebeneinander angeordnet sein. Es können auch mehrere Adern in einem Kabel zusammengefasst sein. Die Kabeldurchführungen können jeweils einen eigenen Deckel aufweisen. Vorzugsweise sind sie jedoch durch einen gemeinsamen Deckel abgedichtet.
Die erfindungsgemäße Kabeldurchführung bietet bereits eine Zugentlastung für das Kabel. Diese kann zusätzlich verstärkt werden, indem der Deckel und/oder das Gehäuse eine Labyrinthstrecke als zusätzliche Zugentlastung für das Kabel aufweist.
Die Erfindung ist nachfolgend am Beispiel eines Elektromotors mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt

1 einen Längsschnitt durch einen Elektromotor mit einer erfindungsgemäßen Kabeldurchführung,
2 eine Detailansicht der Kabeldurchführung,
3 eine Draufsicht des Elektromotors mit aufgesetztem Deckel der Kabeldurchführung,
4 die Ansicht der 3 mit geöffnetem Deckel,
5 eine Schrägansicht der Innenseite des Deckels,
6 eine Schrägansicht der Innenseite des Deckels gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung,
7 eine Ansicht einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung,
8 eine Explosionsdarstellung gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung und
9 die Teile der 8 im montierten Zustand

Die 1 zeigt einen Außenläufer-Elektromotor 1, der als Antrieb für einen Lüfter dient, im Schnitt.
Der Elektromotor 1 hat einen Flansch 2, der mit dem Statorkörper 3 einteilig ausgebildet ist. Am Statorkörper 3 sind die Statorwicklungen 4 angeordnet. Der Statorkörper 3 weist in seinem Zentrum zwei Kugellager 5 auf, in denen die Welle 6 des Rotors 7 drehbar gelagert ist.
Der Rotor 7 weist einen glockenförmigen Rotorkörper 8 auf, an, dem die Rotormagnete 9 befestigt sind. Der Rotorkörper 8 ist aus einem ferromagnetischen Material und dient gleichzeitig als magnetischer Rückschluss für die Rotormagnete 9. Auf der anderen Seite des Flanschs 2 ist eine Leiterplatte 10 mit der Motorelektronik angeordnet, die durch ein separates Gehäuse 11 abgedeckt ist. Das Gehäuse 11 ist am Flansch 2 befestigt und gegenüber der Umgebung abgedichtet.
Der Elektromotor 1 wird durch zwei Kabel 12 mit einer Spannungsquelle und einer Steuereinrichtung verbunden. Die Kabel 12 haben jeweils einen runden Querschnitt und sind jeweils durch eine erfindungsgemäße Kabeldurchführung 13 in das Gehäuse 11 geführt.
Der hier gezeigte Elektromotor 1 ist lediglich ein Ausführungsbeispiel zur Veranschaulichung der Erfindung. Die Erfindung ist in keiner Weise auf diese eine Anwendung beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung bei jedem beliebigen elektrischen Gerät, das über ein Kabel verfügt, angewandt werden.
Die erfindungsgemäße Kabeldurchführung 13 ist im Detail in 2 gezeigt.
Für jede Kabeldurchführung 13 ist in der Gehäusewand 14 des Gehäuses 11 eine nach innen gerichtete, hohlzylinderförmige Vertiefung 15 angeordnet. Im Boden 16 der Vertiefung 15 ist eine runde Durchtrittsöffnung 17 für das Kabel 12 angeordnet, wobei die Durchtrittsöffnung 17 einen kleineren Innendurchmesser aufweist als die Vertiefung 15, so dass ein Rand 18 gebildet ist.
Die Durchtrittsöffnung 17 ist von außen durch einen Deckel 20 verschlossen. Der Deckel 20 weist eine nach innen gerichtete hohlzylinderförmige Anformung 21 auf, die zur Außenseite hin geschlossen ist und am inneren Ende eine runde Öffnung 28 (5) aufweist, durch die das Kabel 12 geführt ist. Die Anformung 21 ist passend in die Vertiefung 15 einführbar, so dass sie das Dichtelement 19 bei der Montage in Position bringt. Wenn der Außendurchmesser des Dichtelements 19 im montierten Zustand etwas größer als der Innendurchmesser der Vertiefung 15 ist wird dadurch das Dichtelement 19 auch radial gegen das Kabel 12 gepresst, wodurch eine sichere Abdichtung der Fügepartner Kabel 12 zu Gehäuse 11 erreicht wird.
Die Anformung 21 weist eine seitliche Öffnung 22 auf ( 5), durch die das Kabel 12 unter einem Winkel aus der Anformung seitlich austritt. Dadurch bleibt am unteren Ende der Anformung 21 ein ringförmiger Niederhalter 23 bestehen, der das Dichtelement 19 in Position bringt.
Diese Kabelführung bietet durch das Dichtelement 19 eine sehr gute Abdichtung des Kabels 12. Der Knick im Kabel 12 bewirkt eine Zugentlastung für das Kabel 12 und sorgt dafür, dass kein gerader Weg von außen zur Durchtrittsöffnung entsteht, durch den Schmutz oder Flüssigkeit einfach in das Gehäuseinnere 24 dringen könnte. Das seitlich abgeknickte Kabel 12 ist durch eine von der Anformung entfernte Austrittsöffnung 25 aus dem Gehäuse 11 nach außen geführt (3). Die Austrittsöffnung 25 ist im Beispiel im Deckel 20 angeordnet. Sie kann jedoch auch im Gehäuse oder in beiden Bauteilen angeordnet sein.
Im Beispiel ist zwischen der Anformung 21 und der Austrittsöffnung 25 am Deckel 20 zusätzlich eine Labyrinthstrecke 26 angeordnet (4), die eine weitere Zugentlastung und eine zusätzliche Sperre für Schmutz und Flüssigkeit darstellt. Die Labyrinthstrecke 26 ist in diesem Beispiel im Gehäuse 11 angeordnet. Sie kann jedoch auch im Deckel untergebracht sein, wie in 6 am Beispiel des Deckels 29 gezeigt ist, oder ganz entfallen.
7 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Dichtelement 19 auf dem Rand 18 der Vertiefung 15 aufliegt. Das Dichtelement 19 kann beispielsweise als einfacher O-Ring ausgebildet sein. Der Deckel 20 ist dabei in Verbindung mit dem Dichtelement 19 so gestaltet, dass die Anformung 21 nach der Montage mit ihrem einen Ende auf dem Dichtelement 19 aufliegt und eine axiale Kraft auf das Dichtelement 19 ausübt. Das Dichtelement 19 wird dadurch auch radial gegen das Kabel 12 gepresst, wodurch eine sichere Abdichtung der Durchtrittsöffnung 17 erreicht wird.
Wichtig dabei ist jedoch, dass eine ausreichend große Anpresskraft des Deckels gewährleistet ist, so dass das Dichtelement komprimiert und gegen das Kabel gepresst wird.
Bei der gezeigten Ausführung mit zwei Kabeldurchführungen ist daher eine Schraube 27 zwischen den Kabeldurchführungen ausreichend, um diese Anpresskraft auszuüben. Bei mehreren Kabeldurchführungen müssen unter Umständen mehrere Schrauben vorhanden sein.
8 und 9 zeigen eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, bei der am Deckel 30 die seitliche Öffnung 22 bis in den Bereich des Endes der Anformung 21 geführt ist, so dass das Ende der Anformung 21 mit dem Niederhalter 23a keine am Außenumfang geschlossene Oberfläche bildet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Kabel besser eingeführt werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Anordnung mit zwei benachbarten Kabeldurchführungen beschränkt. Es können auch nur eine oder mehrere Kabeldurchführungen nebeneinander angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Kabeldurchführung ist vorzugsweise für ein Kabel mit rundem Querschnitt geeignet, es kann aber auch andere Querschnitte aufweisen wie z. B. ein Rechteck mit abgerundeten Ecken oder eine Ellipse. Das Kabel kann auch mehradrig ausgebildet sein, indem mehrere Litzen von einer Kabelhülle ummantelt sind.
Bezugszeichenliste

1: Elektromotor
2: Flansch
3: Statorkörper
4: Statorwicklung
5: Kugellager
6: Welle
7: Rotor
8: Rotorkörper
9: Rotormagnet
10: Leiterplatte
11: Gehäuse
12: Kabel
13: Kabeldurchführung
14: Gehäusewand
15: Vertiefung
16: Boden
17: Durchtrittsöffnung
18: Rand
19: Dichtelement
20: Deckel
21: Anformung
22: seitliche Öffnung
23,23a: Niederhalter
24: Gehäuseinneres
25: Austrittsöffnung
26: Labyrinthstrecke
27: Schraube
28: runde Öffnung
29: Deckel
30: Deckel

Claims

Elektrisches Gerät mit einem Gehäuse (11) und mit wenigstens einer Kabeldurchführung (13), in der ein Kabel (12) durch eine Gehäusewand (14) in das Gehäuseinnere (24) geführt ist, wobei als Kabeldurchführung (13) in der Gehäusewand (14) eine nach innen gerichtete Vertiefung (15) angeordnet ist, an deren Boden (16) eine Durchtrittsöffnung (17) für das Kabel (12) vorhanden ist, wobei die Durchtrittsöffnung (17) eine kleinere Querschnittsfläche aufweist als die Vertiefung (15), so dass ein Rand (18) gebildet ist, und wobei in der Vertiefung (15) oberhalb des Randes (18) ein Dichtelement (19) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (17) durch einen Deckel (20, 29, 30) von außen verschlossen ist, dass der Deckel (20, 29, 30) eine nach innen gerichtete hohlzylindrische Anformung (21) aufweist, in der das Kabel (12) geführt ist, die zur Außenseite hin geschlossen ist und am inneren Ende eine runde Öffnung (28) aufweist, durch die das Kabel geführt ist, und die passend in die Vertiefung (15) einführbar ist, so dass sie mit einem Niederhalter (23, 23a) auf dem Dichtelement (19) aufliegt und dieses dadurch axial mit dem Kabel (12) in die Vertiefung (15) drückt und dass die Anformung (21) eine seitliche Öffnung (22) aufweist, die von einer Materialausnehmung in der Zylinderwand der Anformung (21) gebildet ist, durch die das Kabel (12) unter einem Winkel aus der Anformung (21) seitlich austritt.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (20, 29 , 30) und/oder das Gehäuse (11) eine von der Anformung (21) entfernte Austrittsöffnung (25) aufweist, durch die das abgelenkte Kabel (12) aus dem Gehäuse (11) austritt.
Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (20, 29, 30) eben mit dem Gehäuse (11) abschließt.
Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr solche Kabeldurchführungen (13) nebeneinander angeordnet sind und mit einem Deckel (20, 29, 30) verschlossen sind.
Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (29) und/oder das Gehäuse (11) eine Labyrinthstrecke (26) als zusätzliche Zugentlastung für das Kabel (12) aufweist.
Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass das Dichtelement auf dem Rand (18) der Vertiefung aufliegt und eine dadurch entstehende axiale Vorspannung das Dichtelement (19) radial gegen das Kabel (12) und die Wand der Vertiefung (15) drückt.
Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (23) bei der Montage vollumfänglich auf dem Dichtelement (19) aufliegt.
Gehäuse für ein elektrisches Gerät mit einer Kabeldurchführung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.