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Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Gehäusevorrichtung für eine elektrische Komponente, insbesondere einen Lüftermotor.
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Hintergrund
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Gehäusevorrichtungen, die elektrische und/oder elektronische Komponenten beinhalten, müssen oftmals gegen elektrostatische Entladungen gehärtet sein. Um die elektrischen Komponenten in der Gehäusevorrichtung zu schützen, sind die Gehäusevorrichtungen daher mit leitenden Gehäuseabdeckungen ausgestattet, welche die elektronischen Komponenten gegen Überspannungen durch elektrostatische Entladungen abschirmen.
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Die Gehäuseabdeckungen werden üblicherweise mittels Heißverstemmen mit den Gehäusevorrichtungen verbunden. Dies ist beispielsweise aus
DE 10 2017 002 865 A1 bekannt. Das Heißverstemmen erfolgt durch Umformen zumindest eines Gehäuseelementes in Bezug auf die Gehäuseabdeckung, so dass zwischen dem Gehäuse und der Gehäuseabdeckung eine feste Verbindung entsteht. Dabei ist die Gehäusevorrichtung während der Montage hohen Temperaturen und hohen mechanischen Belastungen (Drücken) ausgesetzt. Dies kann dazu führen, dass die Gehäusevorrichtung während der Montage Schaden nimmt und nicht weiter verwendet werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gehäusevorrichtung bereitzustellen, die eine verbesserte Montage erlaubt.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß geschaffen ist eine Gehäusevorrichtung für eine elektrische Komponente, insbesondere einen Lüftermotor, umfassend: eine elastische Gehäuseabdeckung, die Gehäuseabdeckung umfassend erste Rastmittel, insbesondere Rastvorsprünge oder Rastnasen; ein Gehäuse, das Gehäuse umfassend: eine Ausnehmung zur Aufnahme der Gehäuseabdeckung; mindestens einen Vorsprung innerhalb der Ausnehmung zur Abstützung der Gehäuseabdeckung gegen das Gehäuse; und zweite Rastmittel innerhalb der Ausnehmung, insbesondere Nuten oder Einbuchtungen, die dazu ausgebildet sind, mit den ersten Rastmitteln zusammenzuwirken und eine formschlüssige Verbindung herzustellen; wobei die ersten Rastmittel durch elastisches Verformen der Gehäuseabdeckung mit den zweiten Rastmitteln in Eingriff bringbar sind.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, anstelle des Heißverstemmens eine Rastverbindung vorzusehen. Die Rastverbindung ist dabei durch erste und zweite Rastmittel gebildet, die in einer Einbauposition eine feste, formschlüssige Verbindung bilden. Die ersten Rastmittel sind dabei mit den zweiten Rastmitteln in Eingriff bringbar. Beispielsweise weist die Gehäuseabdeckung Rastnasen entlang eines Umfangs, insbesondere eines Außenumfangs, auf. An den Wandungen einer Ausnehmung, die in dem Gehäuse zur Aufnahme der Gehäuseabdeckung vorgesehen ist, können die zweiten Rastmittel, beispielsweise in Form von Einbuchtungen, Schlitzen oder Nuten vorgesehen sein. Die Rastnasen können dann in die Einbuchtungen eingreifen, bzw. diese untergreifen und eine Halteverbindung ausbilden. Zusätzlich kann das Gehäuse einen Vorsprung aufweisen, der dazu dient, die Gehäuseabdeckung aufzusetzen und so zu verformen, dass die ersten und die zweiten Rastmittel mit einer gewissen Vorspannung miteinander in Eingriff stehen. Dadurch ist eine Verbindung zwischen Gehäuse und Gehäuseabdeckung geschaffen, die ohne thermische Belastung des Gehäuses herstellbar ist. Die beim Einsetzen der Gehäuseabdeckung in das Gehäuse und beim Ineingriffbringen der ersten und der zweiten Rastmittel entstehenden mechanischen Belastungen sind ebenfalls weitaus geringer als beim Heißverstemmen. Dadurch können Beschädigungen der Gehäusevorrichtung bei der Montage zumindest weitestgehend vermieden oder zumindest vermindert werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Gehäuseabdeckung in einer Einbauposition elastisch verformt, wobei die Gehäuseabdeckung gegen den Vorsprung abgestützt ist und die ersten und zweiten Rastmittel dazu ausgebildet sind, unter einer Vorspannung in Eingriff zu stehen. Durch den Vorsprung befindet sich die Gehäuseabdeckung in der Einbauposition in einem vorgespannten Zustand. Der vorgespannte Zustand wird durch den Vorsprung erzeugt, gegen den die Gehäuseabdeckung verformt wird. Mit anderen Worten ist es nur möglich, die ersten und zweiten Rastmittel miteinander in Eingriff zu bringen, wenn die Gehäuseabdeckung gegen den Vorsprung verformt wird. In der Einbauposition verbleibt die Gehäuseabdeckung in einem deformierten Zustand. Die Gehäuseabdeckung ist durch die Deformation in axialer Richtung allein durch die Vorspannung gehalten. Die Vorspannung garantiert auch, dass von der Gehäuseabdeckung ein gewisser Druck (z.B. zur elektrischen Kontaktierung/Ableitung) auf eine elektronische Komponente ausgeübt werden kann.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung legt der Vorsprung einen Versatz zwischen einer Oberkante der ersten Rastmittel und einer Unterkante der zweiten Rastmittel fest, wobei der Versatz derart festgelegt ist, dass die Gehäuseabdeckung in der Einbauposition deformiert ist und unter Vorspannung steht. Durch die Wahl des Vorsprunges kann die Wölbung und damit die Vorspannung der Gehäuseabdeckung eingestellt werden. Dadurch ist die Kraft, die zur Montage notwendig ist anpassbar und auf das notwendigste Maß reduzierbar.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Vorsprung ringförmig ausgebildet, insbesondere bildet der Vorsprung einen ringförmigen, konzentrischen Steg um eine Motorwelle herum. Vorzugsweise ist der Vorsprung kreisförmig und konzentrisch. Die Anordnung des Vorsprunges ist gewählt um gleichmäßiges Verformen der Gehäuseabdeckung zu gewährleisten. Dadurch entstehen - bei ebenfalls kreisförmiger Gehäuseabdeckung - gleichverteilte Montagekräfte.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Rastmittel an einer Peripherie, insbesondere an einem Umfang der Gehäuseabdeckung angeordnet, und die zweiten Rastmittel sind an einer Peripherie, insbesondere an einem Innenumfang einer Wandung der Ausnehmung angeordnet. Dadurch ist einfache Montage durch Einsetzen möglich. Gegebenenfalls könnte die Gehäusevorrichtung auch automatisiert zusammengebaut werden. Zudem ist die Gehäuseabdeckung einfach (z.B. als Stanzteil) herstellbar, weil nur eine 2-D Bearbeitung erforderlich ist. Um die Gehäuseabdeckung bündig in das Gehäuse einsetzen zu können, können die ersten Rastmittel auch in radialer Richtung zurückgesetzt sein. Beispielsweise können sie in weiteren länglichen Ausnehmungen entlang der Peripherie oder eines Umfangs der Gehäuseabdeckung angeordnet sein.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Rastmittel mit den zweiten Rastmitteln durch eine Steck-Drehbewegung der Gehäuseabdeckung in Bezug auf die Gehäusevorrichtung und unter elastischer Verformung der Gehäuseabdeckung in Eingriff bringbar. Somit wirken die ersten und zweiten Rastmittel nach Art eines Bajonettverschlusses zusammen. Ein Bajonettverschluss ist eine schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung zweier zylindrischer Teile in ihrer Längsachse. Die Teile werden durch Ineinanderstecken, hier das Einlegen der Gehäuseabdeckung in die Ausnehmung und das Verformen der Gehäuseabdeckung gegen den Vorsprung und entgegengesetztes Drehen verbunden. Dadurch sind Gehäuseabdeckung und Gehäuse auch wieder voneinander trennbar. Alternativ zum Verfahren der Ineinandergreifenden Teile kann auch eine entsprechend geformte Einbuchtung am Gehäuse und eine Ausbuchtung, also z.B. eine Rastnase, an der Gehäuseabdeckung verwendet werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Gehäuseabdeckung zumindest teilweise als ein Federblech ausgebildet, insbesondere als ein Blech aus Federstahl. Federblech weist eine gute Leitfähigkeit zur Ableitung elektrostatischer Entladungen (Electro Static Discharge) auf. Zudem besitzt es eine gute Elastizität und ist leicht herstellbar, z.B. als Stanzteil. Die Elastizität ist dauerhaft und die Gehäuseabdeckung unterliegt durch einen ggf. deformierten Einbauzustand keinem Verschleiß.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Gehäuseabdeckung durch die Ausnehmung in radialer Richtung festgelegt. Dies garantiert ein weitestgehend Spiel- und Klapperfreiheit der Verbindung auch bei hohen Motor- und/oder Lüfterdrehzahlen oder anderen mechanischen Belastungen. Zusammen mit der Vorspannung ist die Gehäuseabdeckung dann vollständig festgelegt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Gehäuseabdeckung eine Kontaktfeder zu einer elektrischen Kontaktierung der elektrischen Komponente, insbesondere zu einer elektrischen Kontaktierung eines Erdungskontakts der elektrischen Komponente. Insbesondere ist die Kontaktfeder zungenartig, vorzugsweise zusätzlich L- oder P-förmig ausgebildet. Die Kontaktfeder ermöglicht insbesondere eine Ableitung von auf die Gehäuseabdeckung wirkenden elektrostatischen Entladungen. Die Zungenform der Kontaktfeder folgt der Drehbewegung bei der Montage, insbesondere beim Verrasten der ersten und zweiten Rastmittel.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Rastmittel der Gehäuseabdeckung über die Peripherie bzw. den Umfang der Gehäuseabdeckung ungleichmäßig angeordnet. Dadurch ist eine Kodierung für eindeutiges Einsetzen geschaffen. Die Kodierung entsteht vorzugsweise durch ungleichmäßige Winkelabschnitte zwischen den Rastmitteln. Dadurch wird eine Fehlerreduzierung bei Montage erreicht.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Gehäuseabdeckung Montageöffnungen auf, wobei die Montageöffnungen jeweils im Bereich der ersten Rastmittel angeordnet sind. Durch die Montageöffnungen kann eine automatisierte Montage mit einem Montagegreifer erfolgen. Die Montage umfasst das Runterdrücken der ersten Rastmittel an den Montageöffnungen durch den Montagegreifer, das Verformen der Gehäuseabdeckung und das Führen, durch eine Drehbewegung, der ersten Rastmittel in die zweiten Rastmittel.
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Figurenliste
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Nachfolgend ist anhand der beigefügten Zeichnungen eine beispielhafte Ausgestaltungsform der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
- die 1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Radiallüfters mit einer beispielhaften Gehäusevorrichtung gemäß der Erfindung;
- die 2 eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Gehäuses einer Gehäusevorrichtung gemäß der Erfindung;
- die 3 eine beispielhafte Gehäuseabdeckung gemäß der Erfindung;
- die 4 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Gehäusevorrichtung gemäß der Erfindung.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt beispielhaft eine perspektivische Schnittdarstellung eines Radiallüfters 18. Der Radiallüfter 18 weist eine Gehäusevorrichtung 1 auf, welche ein Gehäuse 2 und eine Gehäuseabdeckung 3 umfasst. Das Gehäuse 2 ist zweitteilig ausgebildet und umfasst einen Gehäusekörper 20 und eine Gehäusegrundplatte 22. Vorzugsweise ist das Gehäuse 2 aus einem Kunststoff ausgebildet. Die Gehäusegrundplatte 22 kann mit dem Gehäusekörper 20 insbesondere verklebt, verschweißt, verrastet, verschraubt oder auf andere geeignete Weise mit dem Gehäusekörper 20 verbunden sein. In dem Gehäuse 2 sind ein Lüfterrad 24, ein Elektromotor 4 und eine Motorsteuerelektronik 26 angeordnet. Die Gehäuseabdeckung 3 ist zum Schutz der Motorsteuerelektronik 26 vor elektrostatischen Entladungen als ein ESD-Schutzblech ausgebildet. Vorzugsweise ist die Gehäuseabdeckung 3 als ein Federblech aus Federstahl gebildet und weist eine Elastizität auf.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gehäusevorrichtung 1 ohne montierte Gehäuseabdeckung 3. Das Gehäuse 2 umfasst eine Ausnehmung 5. Die Ausnehmung 5 ist in der Gehäusegrundplatte 22 des Gehäuses 2 angeordnet. Die Ausnehmung 5 ist axial zu dem Elektromotor 4 angeordnet. Die Ausnehmung 5 weist eine kreisförmige Grundfläche auf und ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Die Ausnehmung 5 ist konzentrisch mit einer Motorwelle 16 des Elektromotors 4 angeordnet. Die Ausnehmung 5 dient zur Aufnahme der Gehäuseabdeckung 3. Die Ausnehmung 5 umfasst Wandungen 6. Die Wandungen 6 umfassen zweite Rastmittel 7. Die zweiten Rastmittel 7 sind durch taschenartige Vorsprünge an den Wandungen 6 gebildet. Die zweiten Rastmittel 7 weisen jeweils Einbuchtungen 8 auf, die zur Aufnahme erster Rastmittel 9 der Gehäuseabdeckung 3 bestimmt sind (vgl. 3). Das Gehäuse 2 weist entlang des Innenumfangs der Ausnehmung 5 insgesamt drei zweite Rastmittel 7 auf. Die zweiten Rastmittel 7 sind entlang des Umfanges der Ausnehmung 5 ungleichmäßig verteilt, d.h. durch die Anordnung der zweiten Rastmittel 7 sind entlang des Innenumfangs der Ausnehmung 5 ungleichmäßige Winkelabschnitte festgelegt. Innerhalb der Ausnehmung 5 ist ein Vorsprung 10 in Form eines umlaufenden Steges 10 vorgesehen. Eine Oberkante 11 des Vorsprunges 10 bietet eine Auflagefläche für die Gehäuseabdeckung 3. Der Vorsprung 10 verläuft ringförmig und konzentrisch um die Motorwelle 16 des Elektromotors 4 herum. Der Vorsprung 10 verläuft radial äquidistant zu den Wandungen 6 der Ausnehmung 5. Ist die Gehäuseabdeckung 3 ebenfalls kreisförmig ausgebildet und weist diese zumindest im Wesentlichen denselben Durchmesser wie die Ausnehmung 5 auf, so ist die Gehäuseabdeckung 3 durch die Ausnehmung 5 in einer Einbauposition in radialer Richtung festgelegt. Die Oberkante 11 des Vorsprunges 10 liegt in einer ersten Ebene. Die Einbuchtungen 8 der zweiten Rastmittel 7 liegen in einer zweiten Ebene. Die erste Ebene ist zu der zweiten Ebene parallel und beide Ebenen sind voneinander in axialer Richtung 28 (bezogen auf die Motorwelle 16 des Elektromotors 4) beabstandet. Ein Abstand zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene ist jedoch geringer als eine Dicke der Gehäuseabdeckung 3.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Gehäuseabdeckung 3. Die Gehäuseabdeckung 3 ist zumindest im Wesentlichen kreisförmig und weist in ihrer Mitte eine Aussparung 12 für die Motorwelle 16 des Elektromotors 4 auf. Ein Abstand zwischen der Motorwelle 16 und der Gehäuseabdeckung 3 im Bereich der Aussparung 12 ist möglichst gering, um einen Spannungsüberschlag zwischen der Motorwelle 16 und der Gehäuseabdeckung 3 bei einer auf die Motorwelle 16 wirkenden elektrostatischen Entladung zu ermöglichen. Die Gehäuseabdeckung 3 weist an ihrer Peripherie, d.h. an ihrer Außenkante die ersten Rastmittel 9 auf. Die ersten Rastmittel 9 sind durch Rastnasen gebildet. Die Rastnasen 9 sind in länglichen Ausnehmungen 12a angeordnet und dadurch gegen einen äußersten Umfang der Gehäuseabdeckung 3 soweit zurückgesetzt, dass die größte radiale Ausdehnung der Rastnasen 9 dem größten Radius der Gehäuseabdeckung entspricht. Damit ist sichergestellt, dass die Gehäuseabdeckung bündig in die Ausnehmung 5 des Gehäuses 2 einsetzbar ist. Im Bereich der ersten Rastmittel 9 sind kreisförmige Montageöffnungen 13 angeordnet. Die ersten Rastmittel 9 sind entlang des Umfangs in unterschiedlichen Winkelabschnitten angeordnet. Ihre Anordnung entspricht der Anordnung der zweiten Rastmittel 7 entlang des Umfangs der Wandung 6 der Ausnehmung 5 des Gehäuses 2. Die Gehäuseabdeckung 3 umfasst eine Kontaktfeder 14. Die Kontaktfeder 14 ist zungenartig ausgebildet und erstreckt sich in Umfangsrichtung der Gehäuseabdeckung 3. In einem montierten Zustand der Gehäuseabdeckung 3 kontaktiert die Kontaktfeder 14 einen Erdungskontakt 30 des Elektromotors 4 und/oder der Motorsteuerelektronik 26. Hierdurch können auf die Gehäuseabdeckung 3 wirkende elektrostatische Entladungen abgeleitet und Beschädigungen der Motorsteuerelektronik 26 verhindert werden. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Gehäusevorrichtung 1, wobei die Gehäuseabdeckung 3 in der Gehäusegrundplatte 22 des Gehäuses 2 gehalten ist. 4 zeigt demnach eine Einbauposition, in der die Gehäuseabdeckung 3 fest mit der Gehäusegrundplatte 22 des Gehäuses 2 verbunden ist. Die Gehäuseabdeckung 3 ist in axialer Richtung 28 durch den Vorsprung 10 und die ersten und zweiten Rastmittel 7,9 gehalten. Die ersten Rastmittel 9 stehen mit den zweiten Rastmitteln 7 in Eingriff. Dazu untergreifen die ersten Rastmittel 9, die taschenartigen Vorsprünge, bzw. rasten formschlüssig in die Einbuchtungen 8 der zweiten Rastmittel 7 ein. Dabei werden die ersten Rastmittel 9 zunächst durch eine axiale Bewegung der elastischen Gehäuseabdeckung 3 unterhalb der zweiten Ebene (s.o.) bewegt (Steck-Bewegung) und dann durch eine Drehbewegung mit den zweiten Rastmitteln 7 in Eingriff gebracht. Die axiale Bewegung wird durch das Deformieren der von einem elastischen Federblech gebildeten Gehäuseabdeckung 3 gegen den Vorsprung 10 erreicht. In der Einbauposition ist die Gehäuseabdeckung 3 leicht kuppelartig deformiert und steht unter Vorspannung. Um die Gehäuseabdeckung 3 mit dem Gehäuse zu verbinden, ist folgende Montagereihenfolge einzuhalten:
- a) Einlegen (Positionieren) der Gehäuseabdeckung 3 in die Ausnehmung 5 des Gehäuses 2;
- b) Aufdrücken (Verformen) der Gehäuseabdeckung 3 um die ersten Rastmittel 9 unterhalb der zweiten Rastmittel 7 zu bewegen;
- c) Eindrehen der ersten Rastmittel 9 in die Einbuchtungen 8, d.h. Ausführen einer Drehbewegung der Gehäuseabdeckung 3 relativ zu dem Gehäuse 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäusevorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäuseabdeckung
- 4
- Elektromotor
- 5
- Ausnehmung
- 6
- Wandungen
- 7
- zweite Rastmittel
- 8
- Einbuchtungen
- 9
- erste Rastmittel
- 10
- Vorsprung/ umlaufender Steg
- 11
- Oberkante Vorsprung
- 12
- Aussparung
- 12a
- längliche Ausnehmungen
- 13
- Montageöffnungen
- 14
- Kontaktfeder
- 16
- Motorwelle
- 18
- Radiallüfter
- 20
- Gehäusekörper
- 22
- Gehäusegrundplatte
- 24
- Lüfterrad
- 26
- Motorsteuerelektronik
- 28
- axiale Richtung
- 30
- Erdungskontakt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017002865 A1 [0003]
