DE102016009400A1

DE102016009400A1 - Verfahren zum Herstellen einer spritzwassergeschützten elektrischen Kabel-Anschlussverbindung

Info

Publication number: DE102016009400A1
Application number: DE102016009400.1A
Authority: DE
Inventors: Harald Klahm; Michael Schröder
Original assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Current assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2018-02-08

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer spritzwassergeschützten elektrischen Kabel-Anschlussverbindung an einem Elektromotor (8) einer Motor-Pumpen-Einheit mit zumindest den folgenden Schritten: – Anbringen zweier Kabelschuhe (34, 36) getrennt nach Plus und Minus an zwei zuordenbaren Anschlussstellen (24, 26) des als Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotors; – Durchführen eines werkzeuggebundenen Kunststoff-Spritzvorgangs, bei dem ein erhitztes isolierendes Kunststoffmaterial um die Anschlussstellen (24, 26) mit den Kabelschuhen (34, 35) gespritzt wird; und – Aushärten des Kunststoffmaterials, bei dem ein mit dem Motorgehäuse (18) fest verbundenes Schutzgehäuse für die Kabel-Anschlussverbindung ausgebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer spritzwassergeschützten elektrischen Kabel-Anschlussverbindung an einem Elektromotor einer Motor-Pumpen-Einheit, einen nach dem Verfahren hergestellten Spritzwasserschutz sowie eine Motor-Pumpen-Einheit, deren am Motorgehäuse angeordnete Kabel-Anschlussverbindung einen Spritzwasserschutz dieser Art aufweist.
Motor-Pumpen-Einheiten mit elektromotorischem Antrieb sind Stand der Technik und kommen, insbesondere als Hydraulikaggregat, für die Versorgung von Förder- und Hebezeugen mit Druckflüssigkeit zum Einsatz. Beispielsweise zeigt das Dokument DE 10 2008 030 715 A1 ein derartiges Hydraulikaggregat mit einer von einem Gleichstrommotor angetriebenen Hydropumpe. Bei der bekannten Lösung befinden sich Motor und Pumpe, die auf der Oberseite eines zugehörigen Fluidtanks aufgebaut sind, innerhalb einer Haube, so dass die Kabel-Anschlussverbindung am Elektromotor gegen schädliche Umwelteinflüsse, wie Spritzwasser, geschützt ist. Die Haube, die im großen Ganzen die Form eines rechteckigen Quaders besitzt, dessen Seitenwände die Fortsetzung der Seitenwände des im Umriss quadratischen Tanks bilden und sich daher in einem Abstand vom kreiszylindrischen Gehäuse des Elektromotors befinden, vergrößern die Außenabmessung der Baueinheit in beträchtlichem Maße. An Einsatzorten mit beengten Platzverhältnissen ist daher der Einbau schwierig.
Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, für die Kabel-Anschlussverbindung am Elektromotor einer Motor-Pumpen-Einheit einen deren Außenabmessungen nicht wesentlich vergrößernden Spritzwasserschutz zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das die im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte aufweist.
Demgemäß sieht die Erfindung nach dem Anbringen zweier Kabelschuhe an dem als Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotor einen werkzeuggebundenen Kunststoff-Spritzvorgang vor, bei dem ein erhitztes isolierendes Kunststoffmaterial um die Anschlussstellen mit den Kabelschuhen gespritzt wird, wobei durch Aushärtung des Kunststoffmaterials ein mit dem Motorgehäuse fest verbundenes Schutzgehäuse für die Kabel-Anschlussverbindung ausgebildet wird. Mit dem durch unmittelbares Umspritzen der Anschlussstellen mit den Kabelschuhen ausgebildeten und mit dem Motorgehäuse verbundenen Gehäuse steht ein Spritzwasserschutz zur Verfügung, der die Außenabmessungen der Motor-Pumpen-Einheit nicht nennenswert vergrößert. Ohne eine den Raumbedarf vergrößernde Haube als äußere Abdeckung lässt sich die Motor-Pumpen-Einheit mit freistehendem Motorgehäuse in kompakter spritzwassergeschützter Bauweise realisieren, so dass der Einbau auch an beengten Einsatzorten, wie bei mobilen Anwendungen, problemlos möglich ist.
Mit Vorteil können die beiden Kabelschuhe als Bestandteile eines vorkonfektionierten, zweiadrigen Kabelbaums ausgebildet werden, zwischen denen elektrisch leitend ein Entstör-Kondensator fluchtend in einer gemeinsamen Ebene mit den Kabelschuhen liegend angeordnet wird. Bei dieser Anordnung kann der Entstör-Kondensator beim Spritzvorgang mit eingespritzt werden.
Für die Anordnung des mit eingespritzten Entstör-Kondensators kann mit besonderem Vorteil so vorgegangen werden, dass die in den beiden Kabelschuhen eingesteckten freien Enden des Kabelbaums mit diesem einen Öffnungswinkel, vorzugsweise von 30°, derart begrenzen, dass die beiden Kabelschuhe voneinander weggespreizt werden und einen freien Öffnungsraum für die Aufnahme des Entstör-Kondensators in der gemeinsamen Einbauebene begrenzen.
Die beiden Anschlussstellen können das Motorgehäuse zapfenartig durchgreifen, wobei die beiden Kabelschuhe durchgebohrte Aufnahmen für einen Durchgriff der Anschlusszapfen aufweisen und auf diesen festgeschraubt werden.
Als Kunststoffmaterial für das Umspritzen der Kabel-Anschlussverbindung kann ein erhitztes thermoplastisches Polyamid, wie PA6 oder PA66, im flüssigen Zustand verwendet werden, wobei der werkzeuggebundene Spritzvorgang im Niederdruck-Verguss durchgeführt wird.
Gemäß dem Patentanspruch 6 ist Gegenstand der Erfindung auch ein Spritzwasserschutz für die elektrischen Anschlussstellen eines Elektromotors einer Motor-Pumpen-Einheit, insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Spritzwasserschutz aus einem massiven Kunststoffmantel besteht, der die Anschlussstellen eines Motorgehäuses mit daran festgelegten Kabelschuhen eines zweiadrigen Kabelbaums umschließt und fest mit dem Motorgehäuse verbunden ist.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Spritzwasserschutz im freien Endbereich des Motorgehäuses angeordnet, das von einem Gehäusedeckel verschließbar ist, wobei der Kunststoffmantel in Richtung des Kabelbaums und diesen teilweise umhüllend konisch zuläuft und wobei bei aufgesetztem Motordeckel der konisch zulaufende Teil des Kunststoffmantels einen vorgebbaren Abstand zu dem Gehäusedeckel einhält. Damit ist bei am Motorgehäuse verbleibendem Kunststoffmantel bei Bedarf ein ungehinderter Zugang zum Motorgehäuse durch Abnehmen des Gehäusedeckels ermöglicht.
Bei zylindrisch ausgebildetem Motorgehäuse und Gehäusedeckel kann mit besonderem Vorteil die Außenwand des Kunststoffmantels der Wölbung der genannten Gehäuseteile nachfolgen, wobei die sonstigen Begrenzungswände des Kunststoffmantels vorzugsweise senkrecht auf den Gehäuseteilen des Motorgehäuses aufstehen.
Des Weiteren kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der Kunststoffmantel einen Entstör-Kondensator mit einschließt, der sich zwischen den Anschlussstellen mit den Kabelschuhen erstreckt, wobei der Kunststoffmantel alle elektrischen Komponenten im Bereich der Anschlussstellen, einschließlich derselben, abstandsfrei von allen Seiten her umschließt.
Gemäß dem Patentanspruch 11 ist ferner Gegenstand der Erfindung eine Motor-Pumpen-Einheit, bei der ein Gleichstrom-Elektromotor für seine an seinem Motorgehäuse angeordnete Kabel-Anschlussverbindung einen Spritzwasserschutz nach einem der Ansprüche 6 bis 10 aufweist, der insbesondere nach einem Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
1 eine gegenüber einer praktischen Ausführungsform etwa um den Faktor 2,5 verkleinert gezeichnete perspektivische Schrägansicht einer Motor-Pumpen-Einheit, die mit einem Spritzschutz gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen ist;
2 eine gegenüber 1 vergrößert und abgebrochen gezeichnete perspektivische Schrägansicht lediglich des freien Endbereichs des Motorgehäuses des Elektromotors der Motor-Pumpen-Einheit ohne daran befindlichem Spritzschutz;
3 eine der 2 entsprechende Darstellung, wobei ein Ausführungsbeispiel des zugeordneten Spritzschutzes schematisiert in Umrisslinien dargestellt ist; und
4 eine der 3 entsprechende Darstellung mit vollständig gezeigtem Spritzschutz.
Die 1 zeigt eine Motor-Pumpen-Einheit in Form eines Hydraulikaggregats 2, das eine im großen Ganzen kreiszylindrische Baueinheit aus Fluidvorratstank 4, Hydropumpe 6 und Gleichstrom-Elektromotor 8 bildet. Die Hydropumpe 6 ist auf der Oberseite des Tanks 4 angeordnet, und der Elektromotor 8 ist für den Direktantrieb der Hydropumpe 6 auf deren Oberseite unmittelbar angeflanscht. Die Hydropumpe 6 weist einen seitlich angebauten Ventilblock 10 auf, der in der bei derartigen Hydraulikaggregaten 2 üblichen Weise Anschlussstellen 12 und innere Hydraulikkomponenten, wie Druckbegrenzungsventil 14, Filter 16 sowie zugeordnete Rückschlagventile enthält. Das Motorgehäuse 18 des Elektromotors 8, das einen dem Tank 4 entsprechenden Außendurchmesser besitzt, ist an seinem in 1 oben liegenden Endbereich 20 von einem abnehmbaren Gehäusedeckel 22 geschlossen. Wie die 2 und 3 zeigen, sind zur Bildung einer Kabel-Anschlussverbindung am Endbereich 20 des Motorgehäuses 18 Anschlussstellen durch Kontaktzapfen 24 und 26 gebildet, die, isoliert durchgeführt, das Motorgehäuse 18 durchgreifen. Die im Abstand voneinander befindlichen Kontaktzapfen 24, 26 sind zum Gehäusedeckel 22 eng benachbart angeordnet.
Für die Versorgung des Elektromotors 8 ist ein vorkonfektionierter, zweiadriger Kabelbaum 28 vorgesehen, an dessen Plus- und Minusleitern 30 bzw. 32 ein Kabelschuh 34 bzw. 36 angebracht sind. Diese weisen an den Enden Kontaktzungen 38 und 40 auf. Diese weisen durchbohrte Öffnungen auf, mit denen sie auf die Kontaktzapfen 24 und 26 aufgesteckt sind, auf denen sie mittels Klemmmuttern 42, 44 festgelegt sind. Wie 2 und 3 zeigen, sind die Kabelschuhe 34, 36 auf den Kontaktzapfen 24, 26 derart befestigt, dass die auf die Kabelschuhe 34, 36 zulaufenden Endabschnitte der Leiter 30 und 32 des Kabelbaums 28 voneinander in einem Öffnungswinkel von etwa 30° auseinandergespreizt sind. Zwischen den Kabelschuhen 34, 36 ist dadurch ein Freiraum gebildet, in dem ein elektrisch zwischen die Kontaktzapfen 24, 26 geschalteter Entstörkondensator 46 aufgenommen ist, der mit den Kabelschuhen 34, 36 in gemeinsamer Ebene liegt.
Als Spritzwasserschutz ist ein Schutzgehäuse 50 aus Kunststoffmaterial vorgesehen. Die Herstellung des Schutzgehäuses 50 erfolgt nach dem Anbringen des Kabelbaums 28 und des Entstörkondensators 46 in situ, indem der Anschlussbereich mit angrenzendem Ende des Kabelbaums 28 mit dem erhitzten Kunststoffmaterial umspritzt wird, während ein die Außenform des Schutzgehäuses 50 bestimmendes Formwerkzeug an den Außenumfang des Motorgehäuses 18 in dessen Endbereich 20 passend angelegt ist. Der Spritzvorgang mit einem isolierenden thermoplastischen Kunststoffmaterial, wie PA6 oder PA66, erfolgt im Niederdruck-Verguss, wodurch die Gefahr der Bildung eines Spritzgrates durch Austritt zwischen den Anlageflächen des Formwerkzeugs und dem Gehäuseumfang vermieden ist.
Wie die 1, 3 und 4 zeigen, bildet das fertig geformte Schutzgehäuse 50 einen massiven Kunststoffkörper, der an seinem vom Kabelbaum 28 abgekehrten Endbereich ein Segment eines Ringkörpers bildet, der mit seiner Grundfläche 52 (3) am Motorgehäuse 18 anliegt. Dieses Ringsegment, das durch senkrecht auf dem Motorgehäuse 18 stehende Seitenwände 56 und eine Stirnwand 58 begrenzt ist, endet in einem geringen axialen Abstand von der Trennlinie 54 am Übergang zum Gehäusedeckel 22. Ebenso wie die Seitenwände 56 steht die Stirnwand 58 des Ringsegments senkrecht auf dem Außenmantel des Motorgehäuses 18. Die obere Außenseite 60 des Gehäuses 50 ist in Entsprechung zu dem Außenmantel des Motorgehäuses 18 gewölbt. An das von den Seitenwänden 56 begrenzte Ringsegment anschließend erstreckt sich der Kunststoffkörper des Schutzgehäuses 50, im Abstand zur Mantelfläche des Gehäusedeckels 22, mit konischer Verjüngung in Richtung auf den Kabelbaum 28, den das Schutzgehäuse 50 mit seinem Gehäuseende 62, das die Austrittsstelle des Kabelbaums 28 bildet, dicht umschließt. Wie 3 und 4 zeigen, erstreckt sich das Schutzgehäuse 50 mit seinem Gehäuseende 62 in axialer Richtung bis zu einem Austrittsbereich, an dem die beiden Adern des Kabelbaums 28 noch vereinigt sind, also bis zu einer Stelle, an der die auf die Kabelschuhe 34, 36 zulaufenden Enden noch vereinigt sind, bevor sie sich in einem Öffnungswinkel aufspreizen. Da das an die Stirnwand 58 anschließende, am Mantel des Motorgehäuses 18 anliegende Ringsegment vor der Trennlinie 54 endet, ist der Gehäusedeckel 22, ohne Behinderung durch das Schutzgehäuse 50, abnehmbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008030715 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer spritzwassergeschützten elektrischen Kabel-Anschlussverbindung an einem Elektromotor (8) einer Motor-Pumpen-Einheit (2) mit zumindest den folgenden Schritten: – Anbringen zweier Kabelschuhe (34, 36) getrennt nach Plus und Minus an zwei zuordenbaren Anschlussstellen (24, 26) des als Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotors (8); – Durchführen eines werkzeuggebundenen Kunststoff-Spritzvorgangs, bei dem ein erhitztes isolierendes Kunststoffmaterial um die Anschlussstellen (24, 26) mit den Kabelschuhen (34, 35) gespritzt wird; und – Aushärten des Kunststoffmaterials, bei dem ein mit dem Motorgehäuse (18) fest verbundenes Schutzgehäuse (50) für die Kabel-Anschlussverbindung ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kabelschuhe (34, 36) als Bestandteile eines vorkonfektionierten, zweiadrigen Kabelbaums (28) ausgebildet werden, zwischen denen elektrisch leitend ein Entstör-Kondensator (46) fluchtend in einer gemeinsamen Ebene mit den Kabelschuhen (34, 36) liegend angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in den beiden Kabelschuhen (34, 36) eingesteckten freien Enden (30, 32) des Kabelbaums (28) mit diesem einen Öffnungswinkel, vorzugsweise von 30°, derart begrenzen, dass die beiden Kabelschuhe (34, 36) voneinander weggespreizt werden und einen freien Öffnungsraum für die Aufnahme des Entstör-Kondensators (46) in der gemeinsamen Einbauebene begrenzen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlussstellen (24, 26) das Motorgehäuse (18) zapfenartig durchgreifen und dass die beiden Kabelschuhe (34, 36) durchgebohrte Aufnahmen für einen Durchgriff der Anschlusszapfen (24, 26) aufweisen und auf diesen festgeschraubt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoffmaterial für das Umspritzen der Kabel-Anschlussverbindung ein erhitztes thermoplastisches Polyamid im flüssigen Zustand verwendet wird und dass der werkzeuggebundene Spritzvorgang im Niederdruck-Verguss durchgeführt wird.
Spritzwasserschutz für die elektrischen Anschlussstellen (24, 26) eines Elektromotors (8) einer Motor-Pumpen-Einheit (2), insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus einem massiven Kunststoffmantel (52), der die Anschlussstellen (24, 26) eines Motorgehäuses (18) mit daran festgelegten Kabelschuhen (34, 36) eines zweiadrigen Kabelbaums (28) umschließt und fest mit dem Motorgehäuse (18) verbunden ist.
Spritzwasserschutz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass er im freien Endbereich (20) des Motorgehäuses (18) angeordnet ist, das von einem Gehäusedeckel (22) verschließbar ist, dass der Kunststoffmantel (50) in Richtung des Kabelbaums (28) und diesen teilweise umhüllend konisch zuläuft und dass bei aufgesetztem Gehäusedeckel (22) der konisch zulaufende Teil des Kunststoffmantels einen vorgebbaren Abstand zu dem Gehäusedeckel (22) einhält.
Spritzwasserschutz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (18) und der Gehäusedeckel (22) zylindrisch ausgebildet sind und dass die Außenwand (60) des Kunststoffmantels (50) der Wölbung der genannten Gehäuseteile (20, 22) nachfolgt.
Spritzwasserschutz nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sonstigen Begrenzungswände (56, 58) des Kunststoffmantels (50) senkrecht auf den Gehäuseteilen (20) des Motorgehäuses (18) aufstehen.
Spritzwasserschutz nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffmantel (50) einen Entstör-Kondensator (46) mit einschließt, der sich zwischen den Anschlussstellen (24, 26) mit den Kabelschuhen (34, 36) erstreckt, und dass der Kunststoffmantel (50) alle elektrischen Komponenten im Bereich der Anschlussstellen (24, 26), einschließlich derselben, abstandsfrei von allen Seiten her umschließt.
Motor-Pumpen-Einheit, bei der ein Gleichstrom-Elektromotor (8) für seine an seinem Motorgehäuse (18) angeordnete Kabel-Anschlussverbindung (24, 26) einen Spritzwasserschutz (50) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 aufweist, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 5.