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Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb mit einem aus Kunststoffmaterial bestehenden Gehäuse, einem Elektrokleinstmotor, einer Motoraufnahme, einem Untersetzungsgetriebe, mechanische Motorhaltemittel und elektrische Motorkontaktmittel.
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Aus der
US 2011/0166512 A1 ist ein gattungsgemäßer Stellantrieb bekannt, welcher über elektrische Litzenleiter und durch Lötverbindungen mit einer Leiterplatte elektrisch verbunden sind. Der Stellantrieb dient als Auslösemechanismus für einen Nadelmechanismus eines Medikamentenabgabegeräts und ist daher sehr klein dimensioniert. Die Größenverhältnisse erschweren die Kontaktierung des Elektrokleinstmotors. Zudem sind zusätzliche Befestigungsmittel für den Elektrokleinstmotor notwendig um diesen spielfrei in der Motoraufnahme zu befestigen. Die Litzenleiter stören während des Herstellprozesses und können durch Unachtsamkein leicht bei der Handhabung beschädigt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher bei einem gattungsgemäßen Stellantrieb für eine einfache prozesssichere Kontaktierung des Elektrokleinstmotors, dessen spielfreie Aufnahme in der Motoraufnahme und eine platzsparende Unterbringung von Verbindungsleitungen zu sorgen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Motorkontaktmittel durch Leitbleche gebildet sind, welche auf der Außenseite des Kunststoffgehäuses des Stellantriebs befestigt sind, ist eine besonders platzsparende Anordnung gefunden worden. Die Motorkontaktmittel beufschlagen als Zusatzfunktion den Elektrokleinstmotor federnd gegen die Motoraufnahme, wodurch der Motor ohne weitere Maßnahmen spielfrei gehalten ist. Die federnde Wirkung der Leitbleche wird noch verbessert indem diese zwischen Befestigungsstellen und den Anschlussfahnen zumindest zweimal deutlich abgewinkelt sind. Da jeweils eine Klemmverbindung mit Anschlussfahnen des Elektrokleinstmotors elektrisch und mechanisch fest verbunden sind ist eine besonders zuverlässige elektrische und auch mechanische Verbindung gegeben.
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Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Es ist vorgesehen, dass die Leitbleche auf den den Klemmverbindungen entgegengesetzten Enden Kontaktflächen aufweisen, mit denen Federkontakte einer Leiterplatte elektrisch angschließbar sind oder dass die Kontaktflächen selbst als Federkontakt ausgebildet sind. Auf diese Weise ist auch für den Anschluss des Stellantriebs eine prozesssichere und einfach herzustellende Kontaktiermöglichkeit gegeben.
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Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, dass der Elektrokleinstmotor durch zumindest einen Schnapphaken als Besttandteil des Gehäuses zusätzlich mechanisch gesichert ist. Insbesondere dient dieser Schnapphaken als Verliersicherung während der Montage. Der Schnapphaken kann auch eine radiale Fixierung des Elektrokleinstmotors bewirken. Aufgrund von großen Längentoleranzen bei in Massenproduktion hergestellten Elektrokleinstmotoren kann der Schnapphaken jedoch keine axiale Spielfreiheit garantieren.
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Bei einem kompliziert gestalteten Gehäuse ist es notwendig, dass die Leitbleche eine dreidimensionale Gestalt aufweisen und sowohl Knickstellen als auch zumindest eine Kröpfung aufweisen, welche stanztechnisch hergestellt ist. Zusätzlich ist es sinnvoll Gehäusevorsprünge oder beispielsweise den Schnapphaken zu überbrücken, wobei letzterer möglicherweise noch durch eine Freisparung im Leitblech zugänglich gehalten wird. Insgesamt erhöht sich durch die dreidimensionale Form die Stabilität der Leitbleche in sich und auch in Verbindung mit dem Gehäuse.
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Bei einem gattungsgemäßen Stellantrieb ist es häufig so, dass das Gehäuse einen Motorgehäusebereich und einen Getriebegehäusebereich hat, dann ist es sinnvoll dass die Leitbleche sich sowohl an die äußere Form des Motorgehäusebereichs als auch an die äußere Gestalt des Getriebegehäusebereichs anschmiegen. Damit wird der vorhandene Bauraum optimal genutzt.
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Es wurde vorgeschlagen, die Leitbleche durch Heißverprägte oder verschnappte, aus dem Gehäuse vorspringende Zapfen, die in Aussparungen der Leitbleche eingreifen formschlüssig am Gehäuse zu befestigen. Diese Lösung kommt ohne Zusatzteile aus und hat sich als sehr prozesssicher erwiesen.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Klemmverbindungen sich von vier unterschiedlichen Positionen eines Rahmens vier Klemmzungen in Richtung auf die zugeordnete Anschlussfahne erstrecken, wobei jeweils zwei Klemmzungen aufeinander zu gerichtet sind. Auf diese Weise haben die Klemmzungen eine zentrierende Wirkung auf die Anschlussfahnen, welche klein dimensioniert und daher leicht verbiegbar sind. Die größere Zahl von Klemmzungen verhindert Probleme bei der Kontaktsicherheit, weil es sehr unwahrscheinlich ist, dass vier Kontaktpunkte gleichzeitig, z.B. durch Korrosion oder sonstige Einflüsse ihre Leitfähigkeit einbüßen.
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Aus praktischen Gründen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, zwei Klemmzungen deutlich länger auszubilden als die beiden übrigen Klemmzungen, die kurzen Klemmzungen jeweils mit einer großflächigen Seite der zugeordneten Anschlussfahne zu verklemmen und die langen Klemmzungen jeweils mit einer schmalen Stanzfläche der zugeordneten Anschlussfahne zu verklemmen. Bei den Elektrokleinstmotoren sind in der Regel Lageransätze an den Lagerschilden vorhanden, welche das Platzangebot zur Herstellung einer Klemmverbindung mit den Anschlussfahnen begrenzen. Auf der der Motorachse zugewandten Seite ist weniger Bauraum vorhanden als auf der gegenüberliegenden Seite. Aufgrund von Herstellungstoleranzen muss zudem ein Sicherheitsabstand eingehalten werden um Probleme beim Fügeprozess zu vermeiden. Darüber hinaus soll ein Werkzeug am Rahmen ansetzen können um die Leitbleche zu Fügen.
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Aus den gleichen Gründen sind die langen Klemmzungen innerhalb des Rahmens unsymmetrisch außermittig angeordnet sind, so dass sie im Vergleich zu einer mittigen Position näher an die Motorachse des Elektrokleinstmotors gerückt sind. Daraus ergibt sich, dass die kurzen Klemmzungen (12, 12’) unterschiedlich lang sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine dreidimensionale Darstellung des Stellantriebs und
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2 eine vergrößerte Ansicht eines Kontaktbereichs.
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1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung des Stellantriebs 1, mit einem Gehäuse 2, das aus Kunststoffmaterial besteht und in Spritzgusstechnik hergestellt ist, einen Elektrokleinstmotor 3, der in einer Motoraufnahme 4 des Gehäuses 2 aufgenommen ist, zwei Leitblechen 5a, 5b, welche über heißverprägte Befestigungsstellen 7 mit dem Gehäuse 2 verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel sind vier Befestigungsstellen 7 vorhanden. Die Leitbleche 5a, 5b sind über Klemmverbindungen 10a, 10b mit Anschlussfahnen 6a, 6b des Elektrokleinstmotors 3 elektrisch und mechanisch verbunden und beaufschlagen aufgrund innerer Federkräfte den Elektrokleinstmotor 3 gegen die Motoraufnahme 4 und hält ihn dadurch gegen Anschlag in axialer Richtung fest. Zusätzlich zu den Leitblechen 5a, 5b wird der Elektrokleinstmotor 3 auch noch durch einen Schnapphaken 9 gesichert, welcher einstückiger Bestandteil des Gehäuses 2 ist. Der Schnapphaken dient in erster Linie als Verliersicherung während des Montageprozesses. Das Leitblech 5b ist Brückenartig über den Schnapphaken 9 geführt ohne diesen zu berühren. Um den Schnapphaken 9 zugänglich zu halten ist das Leitblech 5b mit einer Aussparung 16 versehen. Das Gehäuse 2 besteht aus einem Motorgehäusebereich mit der Motoraufnahme 4 und einem Getriebegehäusebereich 17, wobei sich die Leitbleche 5a, 5b sowohl an den Motorgehäusebereich als auch an den Getriebegehäusebereich 17 anschmiegen und somit für eine besonders gute Raumausnutzung sorgen. Die Leitbleche 5a, 5b sind hierfür mehrfach abgewinkelt und auch durch das Stanzen aus einem Blechstreifen mit Kröpfungen versehen. Der Motorgehäusebereich mit der Motoraufnahme 4 wird durch mehrere sich aus dem Gehäuse 2 parallel zum Elektrokleinstmotor 3 erstreckenden Gehäusezungen 18 gebildet. Das Gehäuse 2 ist durch einen Gehäusedeckel 23 verschlossen, der das Gehäuse 2 mit Hilfe von Schnappmitteln 24 verschließt. Der Getriebegehäusebereich 17 nimmt ein mehrstufiges Stirnradgetriebe auf, das als Endstufe einen Zahnstangentrieb umfasst, mit einer Zahnstange, die in einer Zahnstangenführung 19 längsbeweglich geführt ist und einem einstückig mit der Zahnstange geformten Verstellelement 20. Das Verstellelement ist als Auslösemittel für einen Nadelmechanismus eines Medikamentenabgabegeräts ausgebildet. Der Elektrokleinstmotor weist zwischen seinen Anschlussfahnen 6a, 6b einen Lageransatz 21 auf, welcher das Platzangebot für die Gestaltung der Klemmverbindung mit den Leitblechen 5a, 5b begrenzt.
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In 2 ist eine Kiemmverbindung 10a vergrößert dargestellt, wobei die Details deutlicher als in 1 erkennbar sind. Das Leitblech 5a weist einen Rahmen 11 auf, der die Anschlussfahne 6a vollständig einschließt. Dieser Rahmen 11 ist durch Freistanzungen 25 unter Belassung von Klemmzungen 12, 12’, 13 gebildet. Der Rahmen 11 bildet in seiner Grundform ein Rechteck. Aus jedem der vier Seiten des Rahmens 11 erstreckt sich eine der Klemmzungen 12, 12’, 13 auf die Anschlussfahne 6a zu. Die Summe aus den Klemmzungenlängen und der Anschlussfahnenbreite bzw. Anschlussfahnendicke ist größer als die lichte Weite des Rahmens 11 in der jeweiligen Richtung. Aufgrunddessen müssen sich die Klemmzungen 12, 12’, 13 beim Fügeprozess aufbiegen um Platz für die Anschlussfahne 6a zu machen. Das Übermaß wird so bemessen, dass sich die größtmögliche Haltekraft ergibt. Aus praktischen Gründen sind die Klemmzungen unterschiedlich lang ausgebildet. Die längeren Klemmzungen 13 wirken mit der schmalen Seite der Anschlussfahne 6a zusammen während die kürzeren Klemmzungen 12, 12’ mit der breiten Seite der Anschlussfahne 6a zusammenwirken. Dabei ist eine der kurzen Klemmzungen 12 gegenüber der anderen Klemmzunge 12’ nochmals verkürzt. Dies liegt an dem Freiraum, der zwischen dem Lageransatz des Elektrokleinstmotors und der Anschlussfahne 6a zur Verfügung steht, der relativ begrenzt ist. Rechtwinklig zu den kurzen Klemmzungen 12 ist ausreichend Platz vorhanden um die Klemmzungen 13 länger zu gestalten und somit auch die Biegekraft zu variieren. Berücksichtigt man die Toleranzen der Fügepartner, dann wird klar, dass vier Kontaktzungen mit unterschiedlichen Längen klare Vorteile bieten, weil sich Ungenauigkeiten mit größerer Wahrscheinlichkeit gegenseitig kompensieren. Die Anschlussfahne 6a ist an ihren Ecken mit Abschrägungen 26 versehen, so dass der Fügevorgang erleichtert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stellantrieb
- 2
- Gehäuse
- 3
- Elektrokleinstmotor
- 4
- Motoraufnahme
- 5a, 5b
- Leitblech
- 6a, 6b
- Anschlussfahnen
- 7
- Befestigungsstelle
- 8a, 8b
- Kontaktfläche
- 9
- Schnapphaken
- 10a, 10b
- Klemmverbindung
- 11
- Rahmen
- 12, 12’
- kurze Klemmzunge
- 13
- lange Klemmzunge
- 14
- großflächige Seite
- 15
- schmale Stanzfläche
- 16
- Aussparung
- 17
- Getriebegehäusebereich
- 18
- Gehäusezungen
- 19
- Zahnstangenführung
- 20
- Verstellelement
- 21
- Lageransatz
- 22
- Kröpfung
- 23
- Gehäusedeckel
- 24
- Schnappmittel
- 25
- Freistanzung
- 26
- Abschrägung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2011/0166512 A1 [0002]
