DE19856390A1 - Entstörmodul und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Entstörmodul für Elektromotoren, insbesondere für Treibstoffpumpen, wobei zwischen Eingangsanschluß (18) und Ausgangsanschluß (16) Spulen (L1, L2) in Reihe geschaltet sind und ein Kondensator (C1) parallel zwischen die Eingangsanschlüsse (18) geschaltet ist. DOLLAR A Das Modul ist mit seinen Ausgangsanschlüssen (16) auf die Eingangsanschlüsse des Motors aufsteckbar. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Modul weist ein verschleißbares Gehäuse (G1) auf und am Gehäuse Haltemittel (20) zum Halten der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse, beispielsweise in Form von Nasen oder Rastmitteln. DOLLAR A Durch die Halterung der Anschlüsse wird die gesamte Entstörschaltung zuverlässig im Gehäuse gehalten. Da das Gehäuse verschließbar ist, vorzugsweise durch eine Rastverbindung, wird die Montage erheblich vereinfacht und aufwendige Vergußmaßnahmen etc. sind nicht erforderlich. DOLLAR A Des Weiteren wird ein Verfahren zum Herstellen des Entstörmoduls beschrieben, bei dem zunächst die Anschlüsse aus einem Blech ausgestanzt werden, wobei Brückenbereiche zwischen den Anschlüssen verbleiben. Anschließend werden die Anschlüsse mit den Bauelementen bestückt, und die Brückenbereiche werden durchtrennt, um direkte Verbindungen zwischen den Anschlüssen zu beseitigen. Da in diesem Zustand die Anschlüsse über die Bauelemente miteinander verbunden sind, kann die gesamte Entstörschaltung als Einheit gehandhabt und in ein Gehäuse eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Entstörmodul für einen Elektromotor, insbesondere für Gleichstrommotoren in Kraft­ fahrzeugen. Derartige Module haben die Funktion, Störfre­ quenzen, die durch die elektrische Kommutierung von Gleich­ strommotoren in Kraftfahrzeugen verursacht werden, zu dämp­ fen. In der Regel wird diese Funktion durch Verschaltung von zwei Drosselspulen (Serienschaltung zur Anschlußlei­ tung) und einem Kondensator (Parallelschaltung zur An­ schlußleitung) erzielt.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Entstörmo­ dul für eine Treibstoffpumpe, die im Fahrzeugtank versenkt eingebaut wird, so daß sie den Angriff von Treibstoffen ausgesetzt ist und diesem auf Fahrzeuglebenszeit standhal­ ten muß.

Es ist bekannt, Entstörbauteile direkt in einen Kunststoff­ deckel der Benzinpumpe ohne Abdeckung oder Vergußmasse ein­ zubauen. Sie sind dann dem Treibstoff ausgesetzt und müssen dementsprechend aus treibstoffresistenten Materialien be­ stehen. Dies hat zwar den Vorteil eines kompakten Aufbaus, der aber mit dem Nachteil verbunden ist, daß die Entstörung nicht in einfacher Weise an unterschiedliche Anforderungen angepaßt werden kann.

So bestehen für verschiedene Länder unterschiedliche Vor­ schriften hinsichtlich der Entstörung, so daß ein Herstel­ ler entweder gezwungen ist, die Entstörung mit der höchsten Qualität vorzunehmen, oder eine Vielzahl unterschiedlicher Benzinpumpenbauformen anzubieten.

Demgegenüber ist es weiterhin bekannt, die Entstörbauteile als externes Entstörmodul zu fertigen und es an der Außen­ seite der Pumpe an den Kontakten der Kohlebürsten anzubrin­ gen. Dadurch besteht die Möglichkeit der Variantenfertigung (mit angepaßter Entstörung, ohne Entstörung etc.). Die Ent­ störbauteile sind in diesem Modul vollständig und dicht mit treibstoffbeständiger Kunststoffmasse umspritzt, um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten und Treibstoffkon­ tamination zu vermeiden. Dies Verfahren ist jedoch sehr Zeit- und kostenaufwendig, weil aufwendig gestaltete Werk­ zeuge und komplexe Arbeitsschritte erforderlich sind.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Entstörmodul der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das sich durch einen einfachen und stabilen Aufbau aus­ zeichnet und in einfacher Weise zusammengebaut werden kann; desweiteren soll ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Moduls angegeben werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der beigefügten unabhängigen Patentansprüche; die abhängigen Ansprüche betreffen weitere Entwicklungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß weist das Entstörmodul ein verschließbares Gehäuse auf, in dem Ausgangsanschlüsse, Eingangsanschlüsse und eine Entstörschaltung aufgenommen sind, wobei das ver­ schließbare Gehäuse aus Isoliermaterial gefertigt ist und Haltemittel für die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse auf­ weist.

Ein derartiges Gehäuse kann in einfacher Weise in Großserie aus Thermoplasten, Duroplasten etc. hergestellt werden, wo­ bei die Ein- und Ausgangsanschlüsse über die Haltemittel und die Gehäusewandung mechanisch stabil aber elektrisch isoliert miteinander verbunden sind. Aufwendige Herstel­ lungsvorgänge sind nicht erforderlich, da lediglich eine Einheit aus den Anschlüssen und den Entstörbauteilen in das verschließbare Gehäuse eingelegt werden muß, die Anschlüsse am Gehäuse befestigt werden müssen und das Gehäuse ver­ schlossen werden kann. Dabei sind vorzugsweise alle Ele­ mente treibstoffresistent.

Vorzugsweise werden die Kompontenten der Entstörschaltung von den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen getragen, so daß die Komponenten nicht zusätzlich befestigt werden müssen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mehr­ teilig ausgebildet und weist Rastmittel auf, die die Gehäu­ seteile nach dem Verschließen aneinanderhalten, so daß zu­ sätzliche Montageschritte wie Schrauben etc. nicht erfor­ derlich sind.

Auch können die Haltemittel im Gehäuse für die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse als Rastmittel ausgebildet sein.

Die Haltemittel oder auch die Rastmittel können als Vor­ sprünge am Gehäuse oder an den Anschlüssen ausgebildet sein, die in Ausnehmungen an den Anschlüssen bzw. im Ge­ häuse eingreifen.

Eine besonders schmale Ausführungsform ergibt sich, wenn die Anschlüsse im Gehäuse parallel zueinander verlaufende Abschnitte aufweisen und die Spulen in Längsrichtung im we­ sentlichen parallel zu den Anschlüssen verlaufen.

Eine sehr geringe Bauhöhe läßt sich erzielen, wenn die Spu­ lenachsen senkrecht zu den parallelen Anschlüssen liegen.

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Entstörmoduls wer­ den zunächst Anschlußelemente aus einem einstückigen Blech aus leitfähigem Material ausgeschnitten, wobei aber diese Anschlußelemente über Verbindungsbrücken oder -stege ein­ stückig zusammenhängen. Diese Anschlußelemente werden dann mit den Schaltungskomponenten entsprechend einer vorgegebe­ nen Schaltung bestückt, d. h. die Anschlußdrähte oder -stifte werden in den entsprechenden Bereichen der Anschlußelemente angebracht. Dabei ist es insbesondere vor­ teilhaft, daß die Verbindungselemente nicht als einzelne Elemente vorliegen, sondern zusammen eine "Platine" bilden, die als Einzelteil gehandhabt werden kann und auf der die einzelnen Bauelemente befestigt werden können.

Aber auch nach dem anschließenden Durchtrennen der Verbin­ dungsbrücken bilden die Anschlußelemente zusammen mit den Bauteilen der Entstörschaltung eine einzeln zu handhabende Einheit, da die Anschlußelemente über die Bauteile bzw. de­ ren Anschlußdrähte in Verbindung stehen. Diese Einheit kann dann, falls erforderlich, an die Form des Gehäuses angepaßt (gebogen) werden und in das Gehäuse eingesetzt werden, wo­ bei, wenn nur die Anschlüsse am Gehäuse befestigt werden, die einzelnen Bauelemente von den Anschlüssen getragen wer­ den.

Gleichzeitig mit dem Ausschneiden der Anschlußelemente bzw. mit dem Durchtrennen der Verbindungsstege können auch Rast­ vorsprünge oder -Ausnehmungen gebildet werden, um die An­ schlußelemente an der Gehäusewandung zu befestigen. Ver­ schiedene Verfahren zum Ausschneiden bzw. Durchtrennen kön­ nen eingesetzt werden, beispielsweise Stanzen, Laserbear­ beitung, Funkenerosion, Schweißen, Ätzen etc. Die Bestüc­ kung erfolgt vorteilhafterweise durch Löten oder Schweißen.

Bei Bedarf ist es selbstverständlich auch möglich, das Ge­ häuseinnere mit Vergußmasse, vorzugsweise aus treibstoffre­ sistentem Material zu füllen. Dies ist deshalb relativ ein­ fach möglich, weil nicht, wie im Stand der Technik, ein Vergußmassenblock gebildet werden muß, der die Bauelemente umgibt und eine vorgegebene Form aufweist und dementspre­ chend ein kompliziertes Werkzeug erfordert, sondern weil erfindungsgemäß lediglich der Hohlraum des Gehäuses mit Vergußmasse gefüllt werden muß.

Das Gehäuse kann aus mehreren getrennten Gehäuseteilen be­ stehen, oder die Gehäuseteile können zusammenhängend ausge­ bildet sein, beispielsweise über Filmscharniere etc. ver­ bunden sein.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Entstörschaltung,

Fig. 2 ein Ersatzschaltbild der Schaltung der Fig. 1,

Fig. 3 das erfindungsgemäße Entstörmodul mit Entstörschal­ tung im Gehäuse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 und 5 das Anschlußende einer Benzinpumpe mit aufge­ setztem Entstörmodul in Seitenansicht bzw. Draufsicht,

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Störmodul mit Gehäuse und Ent­ störschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 und 8 das Ende einer Benzinpumpe mit einem erfin­ dungsgemäßen Entstörmodul in Seitenansicht bzw. Aufsicht.

Fig. 1 zeigt die eigentliche Entstörschaltung zum Einsatz in das erfindungsgemäße Entstörmodul, und zwar in einem Zwischenschritt vor dem Einsatz in ein Gehäuse.

Zur Herstellung dieser Entstörschaltung 10 wird zunächst aus einem einstückigen Blech aus elektrisch leitfähigem, treibstoffbeständigem Material eine Struktur von Ausgangs­ anschlüssen X1 und Eingangsanschlüssen X2 bzw. Anschlußele­ mente ausgebildet, die über Verbindungsbrücken B zusammen hängen. Die Anschlüsse weisen jeweils einen Anschlußbereich mit Anschlußzungen 18 oder -buchsen 16 auf, sowie einen Haltebereich mit Halteöffnungen 14 und erstrecken sich im wesentlichen parallel zueinander. Anschließend werden die elektrisch aktiven Bauteile der Entstörschaltung 10 mit den Anschlüssen X1, X2 verbunden, d. h. zwei Spulen L1, L2 ver­ binden jeweils einen Eingangsanschluß X2 mit einem Aus­ gangsanschluß X1, und ein Kondensator C1 verbindet die Ein­ gangsanschlüsse X2 miteinander.

Dieser Zustand ist in Fig. 1 dargestellt.

Fig. 1 zeigt weiterhin, daß die Ausgangsanschlüsse X1 je­ weils Flachsteckerbuchsen 16 aufweisen, die nach unten vor­ stehen, und die Eingangsanschlüsse X2 jeweils Flachstecker­ zungen 18, die nach oben vorstehen. Im eingebauten Zustand werden die Zungen 18 in komplementär geformte Buchsen eines Anschlußkabels (nicht dargestellt) eingeführt, wobei Aus­ nehmungen 12 in den Zungen mit komplementären Rastnasen (nicht dargestellt) der Buchsen der Anschlußkabel in Ein­ griff kommen; die Buchsen 16 der Ausgangsanschlüsse werden auf entsprechend geformte Anschlußzungen der Benzinpumpe aufgesteckt und können ebenfalls mit Rastnasen (nicht dar­ gestellt) versehen sein.

Desweiteren sind die Anschlußelemente mit den Halteöffnun­ gen 14 versehen, deren Zweck später erläutert wird.

Nachdem die Platine aus den Anschlußelementen X1, X2 mit den elektrisch aktiven Bauelementen bestückt wurde, bei­ spielsweise durch Löten, werden die in Fig. 1 schraffiert dargestellten Verbindungsbereiche B durchtrennt bzw. ent­ fernt, so daß die Anschlußelemente keine direkte elektri­ sche Verbindung untereinander haben. Das elektrische Er­ satzschaltbild der so erhaltenen Entstörschaltung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei zusätzlich noch der Anschluß ei­ nes Motors wiedergegeben ist.

Die Entstörschaltung 10 mit durchtrennten Verbindungsbrüc­ ken kann anschließend, falls erforderlich, an die Form ei­ nes Gehäuses angepaßt (gebogen) werden und in das Gehäuse eingesetzt werden. Dieser Zustand ist in Fig. 3 darge­ stellt. Dabei greifen Nasen 20, die an der Gehäusewandung nach innen vorstehen, durch die Befestigungsöffnungen 12 in den Halteabschnitten der Anschlußelemente und halten diese am Ort. Dies kann einfach durch Aufstecken erfolgen, ggf. durch anschließendes Aufschmelzen der Nasen 20 zur Ausbil­ dung von Hinterschneidungen, die die Befestigungsöffnungen 12 übergreifen. Andere Befestigungsmöglichkeiten sind denk­ bar, beispielsweise das Einsetzen der Anschlußelemente in hinterschnittene Nuten in der Gehäusewandung oder durch Klebung etc.

Nach der Befestigung der Entstörschaltung im Gehäuseteil G1 wird dieser durch einen Gehäusedeckel verschlossen, so daß das Modul vervollständigt ist und auf eine Benzinpumpe auf­ gesetzt werden kann.

Dies ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt, die eine Sei­ tenansicht bzw. Draufsicht eines Endes einer Benzinpumpe 40 mit aufgesetztem Entstörmodul zeigen. Dabei stehen die An­ schlußbuchsen 16 des Moduls (vgl. Fig. 3) mit nicht darge­ stellten Anschlußzungen am Anschlußende der Benzinpumpe 40 in Eingriff, die ihrerseits mit Kohlebürstenanschlüssen 44 der Benzinpumpe 40 elektrisch verbunden sind; 42 bezeichnet den Pumpenanschlußstutzen der Benzinpumpe. Nach dem Aufset­ zen des Anschlußmoduls werden dessen Eingangsanschlüsse 18 mit dem Bordnetz (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs elektrisch verbunden. Die elektrische Steckverbindung des Moduls mit der Benzinpumpe einerseits und des Kabels mit dem Modul andererseits ist ausreichend stabil, so daß keine zusätzliche Befestigungsmaßnahmen getroffen werden müssen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung, bei der die An­ schlußelemente parallel zueinander verlaufene Halteab­ schnitte aufweisen und die Spulen mit ihrer Längsachse par­ allel dazu verlaufen, kann eine sehr schlanke Bauweise re­ alisiert werden, die den Außendurchmesser der Benzinpumpe 40 nicht überschreitet, wie in Fig. 5 dargestellt ist. So­ mit kann der Einbau durch ein sehr kleines Tankloch erfol­ gen. Selbstverständlich kann auch das Kunststoffgehäuse der Kontur des Pumpendeckels angepaßt werden, wodurch eine zu­ sätzliche Verbesserung der Schwingungsfestigkeit erzielt werden kann.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens unterscheidet sich dieses zweite Ausführungsbeispiel nicht wesentlich vom er­ sten Ausführungsbeispiel, d. h. auch hier wird zunächst eine Platine ausgeschnitten, die Platine wird bestückt und an­ schließend werden die Verbindungsbrücken durchtrennt. An­ ders als beim ersten Ausführungsbeispiel erstrecken sich jedoch die Anschlußzungen und die Anschlußbuchsen 16 in die gleiche Richtung, wobei die Anschlußbuchsen durch eine Kröpfung K gegen die Zungen 18 versetzt angeordnet sind. Die Längsachsen der Spulen L1 und L2 sind senkrecht zur Längsrichtung der Anschlußelemente ausgebildet. Auch hier werden die Anschlußelemente über Ausnehmungen 14 bzw. Nasen 20 am Gehäuse G gehalten.

Nach Verschließen des Gehäuses wird das Modul ebenfalls auf das Ende einer Benzinpumpe 40 aufgesetzt, wobei die An­ schlußzungen der Benzinpumpe in die Anschlußbuchsen 16 des Moduls eingreifen (von unten in Fig. 6). Die Fig. 7 und 8 zeigen, in entsprechender Darstellung wie die Fig. 4 und 5, das auf die Benzinpumpe 40 aufgesetzte Modul mit freiliegendem Eingangsanschlußzungen 18.

In beiden Ausführungsbeispielen wird die bestückte Platine gebogen und in das Kunststoffgehäuse eingesteckt. Die Posi­ tionierung und Halterung der Kontaktelemente wird durch im Kunststoff angespritzte Zapfen (Nasen) bewerkstelligt, wo­ bei die Fixierung der Bauteile beispielsweise durch Kleb­ stoff oder thermisches Stauchen der Zapfen erfolgen kann. Das Kunststoffgehäuse wird anschließend durch einen Kunst­ stoffdeckel (Gehäuseteil), der durch angespritzte Schnapp­ haken im Gehäuse einrastet, geschlossen. Grundsätzlich er­ folgt kein weiterer Schutz der Bauteile. Diese können durch das Eindringen des Treibstoffs, durch den nicht abgedichte­ ten Deckel, kontaminiert werden. Sollte für besonders ag­ gressive Treibstoffe eine Abdichtung erforderlich sein, so wird durch ein Loch im Gehäusedeckel Vergußmasse einge­ spritzt, die nach der Aushärtung den Schutz der Bauteile sicherstellt.

Grundsätzlich ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Mo­ dul auch in anderer Weise als beschrieben herzustellen, beispielsweise durch Verlöten von Einzelkomponenten.

Claims (16)

1. Entstörmodul für einen Elektromotor mit Eingangsan­ schlüssen (X2) und Ausgangsanschlüssen (X1) und einer Ent­ störschaltung (10), die mit den Eingangs- und Ausgangsan­ schlüssen verbunden ist, gekennzeichnet durch ein verschließbares Ge­ häuse (G) aus Isoliermaterial und mit Haltemitteln (20) zum Halten der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse am Gehäuse.

2. Entstörmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten der Entstörschaltung (10) an den Eingangs- und Ausgangsan­ schlüssen befestigt sind und von diesen getragen werden.

3. Entstörmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (G) aus mehreren Gehäuseteilen (G1, G2) gebildet ist und Rast­ mittel aufweist, die die Gehäuseteile nach dem Verschließen aneinanderhalten.

4. Entstörmodul nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel als Rastmittel ausgebildet sind.

5. Entstörmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel zum Gehäuseinneren vorstehende Vorsprünge (20) am Gehäuse aufweisen, die in Ausnehmungen (12) der Anschlüsse eingrei­ fen.

6. Entstörmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel Ausnehmungen in der Gehäuseinnenwandung aufweisen, in die Teile der Anschlüsse eingreifen.

7. Entstörmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse im Gehäuse parallel zueinander verlaufende Abschnitte auf­ weisen.

8. Entstörmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Ein­ gangs- und Ausgangsanschlüsse vorgesehen sind, daß jeweils eine Spule einen Eingangsanschluß mit einem Ausgangsan­ schluß elektrisch verbindet und daß ein Kondensator die beiden Eingangsanschlüsse miteinander verbindet.

9. Entstörmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen dünne Spulen sind, deren Länge größer ist als ihr Durchmesser, wobei die Spulen so angeordnet sind, daß ihre Längsrichtung im wesentlichen parallel zu den Anschlüssen liegt.

10. Entstörmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen dünne Spulen sind, deren Länge größer ist als ihr Durchmesser, wobei die Spulen so angeordnet sind, daß ihre Längsrichtung im wesentlichen senkrecht zu den Anschlüssen liegt.

11. Entstörmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Anschlüsse eine Abkröpfung aufweisen.

12. Verfahren zum Herstellen eines Entstörmoduls mit den Schritten:

• a) Ausschneiden von Anschlußelementen aus einem einstücki­ gen Blech leitfähigen Materials, wobei zwischen den An­ schlußelementen Verbindungsbrücken belassen werden,
• b) Bestücken der Anschlußelemente mit Schaltungskomponenten gemäß einer vorgegebenen elektrischen Schaltung,
• c) Durchtrennen der Verbindungsbrücken.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Aus­ schneiden oder beim Durchtrennen Rastvorsprünge oder -aus­ nehmungen bildet.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausschneiden bzw. Durchtrennen durch Stanzen, Laserbearbeitung, Funken­ erosion, Schweißen oder Ätzen erfolgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestückung durch Löten oder Schweißen erfolgt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte

• a) Befestigen der Anschlußelemente an der Innenwandung ei­ nes verschließbaren Gehäuses aus Isoliermaterial,
• b) Verschließen des Gehäuses.