DE19936425A1

DE19936425A1 - Elektromagnetanordnung mit einer Dichtvorrichtung für die elektrischen Leitungen

Info

Publication number: DE19936425A1
Application number: DE19936425A
Authority: DE
Inventors: Maurice J Dust; Kyle W Scholl
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2000-03-16
Also published as: CA2275227A1; GB9914963D0; US6121865A; GB2343303A

Abstract

Eine Elektromagnetanordnung ist vorgesehen, wobei eine Dichtvorrichtung in einer Ausnehmung des übergossenen Materials angeordnet ist, um die elektrischen Leitungen abzudichten, die sich von der Spule des Elektromagneten durch die Ausnehmung erstrecken. Die Dichtvorrichtung ist ein Elastomerglied mit darin definierten Löchern, um die elektrischen Leitungen hindurchzuführen, und mit einem größeren Teil, der in der Ausnehmung angeordnet ist. Wenn der größere Teil in die Ausnehmung hineingedrückt wird, wird eine Kraft durch das Elastomermaterial auf die elektrischen Leitungen übertragen, um das Eintreten von Verunreinigungen in die Windungen der Spule zu verhindern. Die elektrischen Leitungen könnten entweder Leitungsdrähte oder starre Stifte sein. Das Elastomermaterial dient auch dazu, eine Schwingungsdämpfung vorzusehen.

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf die Abdichtung der Ver binderstifte oder Leitungsdrähte einer Elektromagnet anordnung und insbesondere auf eine Dichtvorrichtung zum Verhindern des Eintretens von Verunreinigungen in die Spule oder die Windungen einer Elektromagnetanordnung, und um eine Schwingungsdämpfung für die Stifte oder Lei tungsdrähte vorzusehen.

Technischer Hintergrund

Bei bekannten Elektromagnetanordnungen erstrecken sich die Stifte oder Leitungsdrähte von dem harten übergegos senen Material, welches die Windungen der Spule umgibt. Während des Übergußprozesses werden Anstrengungen ge macht, um sicherzustellen, daß das übergegossene Material an den Stiften oder Führungsdrähten befestigt wird. Je doch aufgrund der unterschiedlichen Expansions- und Kon traktionsraten des übergossenen Materials und der Stifte oder Drähte, hat es sich als sehr schwierig erwiesen, ei ne positive Dichtung dazwischen sicherzustellen. Irgend ein Eintreten von Verunreinigungen, wie beispielsweise Schmutz, Feuchtigkeit, oder Chemikalien kann ein vorzei tiges Versagen der Spulenanordnung zur Folge haben.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Elektromagnetanordnung vorgesehen, bei der eine Spule in einem übergossenen bzw. umgossenen Material angeordnet ist, wobei sich elektrische Leitungen von der Spule durch das übergossene Material zum Äußeren davon erstrecken. Die Elektromagnetanordnung weist eine Ausnehmung in dem übergossenen Material auf, und zwar an der Stelle, wo die elektrischen Leitungen aus dem übergossenen Material aus treten.

Die Ausnehmung hat eine vorbestimmte Querschnittsgröße und -form. Ein Elastomerglied ist in der Ausnehmung ange ordnet und besitzt erste und zweite dadurch definierte Öffnungen von einer Größe, die im wesentlichen die glei che Größe hat wie die elektrischen Leitungen, die sich aus dem übergossenen Material erstrecken. Das Elastomer glied hat eine Querschnittsform, die im wesentlichen die gleiche ist wie die Form der Ausnehmung, und eine Quer schnittsgröße, die größer ist als die Querschnittsgröße der Ausnehmung, so daß beim Hindurchführen der elektri schen Leitungen durch die jeweiligen ersten und zweiten Öffnungen und beim Einführen des Elastomergliedes in die Ausnehmung eine Druckkraft auf die jeweiligen elektri schen Leitungen aufgebracht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine diagrammartige Darstellung einer Elek tromagnetanordnung, die die vorliegende Erfin dung verkörpert;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht aufgenommen ent lang der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Ansicht der Elektromagnetanordnung der Fig. 1;

Fig. 4 ist eine vergrößerte isometrische Ansicht eines aus Fig. 1 genommenen Elementes;

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen ent lang der Linie 5-5 der Fig. 4; und

Fig. 6 ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, die ein alternatives Ausführungsbeispiel des Elementes der Fig. 4 und 5 verkörpert.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Mit Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf die Fig. 1 bis 3 ist eine Elektromagnetanordnung 10 veran schaulicht. Die Elektromagnetanordnung 10 weist eine Spu le 12 mit wohlbekannten Windungen auf. Elektrische Lei tungen 14, 16 erstrecken sich von der Spule 12. Ein her kömmlicher Durchlaß 18 ist durch die Spule 12 definiert. Die Spule 12 ist mit einem übergossenen bzw. umgossenen Material 20 umgeben, um die Windungen der Spule 12 vor Verunreinigungen zu schützen. Das übergossene Material 20 kann aus verschiedenen bekannten Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise verschiedene thermisch einge stellte Plastikarten. Das übergossene Material 20 bildet eine Schutzabdeckung oder ein Gehäuse und besitzt eine Ausnehmung 22, die darin definiert ist. Die Ausnehmung 22 besitzt eine vordefinierte Querschnittsform und -größe.

Die elektrischen Leitungen 14, 16 erstrecken sich von der Spule 12 durch das übergossene Material 20 und treten aus dem übergossenen Material innerhalb der Ausnehmung 22 aus. Bei der vorliegenden Anordnung sind die elektrischen Leitungen 14, 16 mit jeweiligen starren Stiften 24, 26 innerhalb des übergossenen Materials 20 verbunden, und die starren Stifte 24, 26 erstrecken sich aus dem über gossenen Material in die Ausnehmung 22. Es sei bemerkt, daß die elektrischen Leitungen 14, 16, die sich aus dem übergossenen Material 20 in die Ausnehmung 22 erstrecken, flexible Drähte mit einer Schutzabdeckung sein könnten, die sich vollständig durch die Ausnehmung 22 erstrecken, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Eine Gegenbohrung bzw. Senkung 28 ist in dem übergossenen Material 20 der vorliegenden Anordnung in allgemeiner Ausrichtung mit der Ausnehmung 22 definiert. Die Senkung 28 wirkt dahingehend, daß sie ein (nicht gezeigtes) Ver binderglied aufnimmt, um mit den starren Stiften 24, 26 in herkömmlicher Weise zusammenzupassen.

Mit Bezug auf Fig. 4 und 5 in Kombination mit den Fig. 1 bis 3 ist ein Elastomerglied 30 veranschaulicht und innerhalb der Ausnehmung 22 angeordnet. Das Elastomer glied 30 besitzt erste und zweite Öffnungen 32, 34, die darin definiert sind. Jede der ersten und zweiten Öffnun gen 32, 34 hat im wesentlichen die gleiche Größe wie die elektrischen Leitungen, die sich in die Ausnehmung 22 er strecken, d. h. die starren Stifte 24, 26 des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Ein Teil 36 des Elastomergliedes 30 erstreckt sich in die Ausnehmung 22. Der Teil 36, der sich in die Ausnehmung 22 erstreckt, besitzt eine vorher bestimmte Querschnittsform, die im wesentlichen die glei che ist, wie die Form der Ausnehmung 22, und eine Quer schnittsgröße, die größer ist als die Ausnehmung 22. Der Umfang des Teils 36 besitzt eine im allgemeinen konvexe Form 37.

Der restliche Teil des Elastomergliedes 30 hat zwei Vor sprünge 38, 40, die sich von dem Teil 36 davon erstrec ken. Die jeweiligen Öffnungen 32, 34, die in dem Elasto merglied 30 definiert sind, erstrecken sich durch die je weiligen Vorsprünge 38, 40. Es sei bemerkt, daß die Vor sprünge 38, 40 nicht für die vorliegende Erfindung kri tisch sind, daß sie jedoch bei der vorliegenden Anordnung mit dem zusammenpassenden Stecker zusammenwirken, wenn er eingebaut bzw. eingesteckt sind.

Mit Bezug auf Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbei spiel des Elastomergliedes 30 veranschaulicht. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 haben gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen. Die steifen Stifte 24, 26 der Fig. 6 sind als unterschiedlich in der Konstruktion ge zeigt. Es sei jedoch bemerkt, daß die starren Stifte 24, 26 gerade sein könnten, wie klar in Fig. 2 gezeigt, oder gestuft, wie in Fig. 6 gezeigt. Wenn die starren Stifte 24, 26 der Fig. 6 verwendet werden, würden die jeweili gen Öffnungen 32, 34 auch gestuft sein, wie dort veran schaulicht. Wenn genauso gerade starre Stifte 24, 26 in Fig. 6 verwendet würden, wären die jeweiligen Öffnungen 32, 34 vorzugsweise gerade.

Der Umfang 37 des Teils 36, der in der Ausnehmung 22 an geordnet ist, weist erste und zweite voneinander beab standete ringförmige Vorsprünge 42, 44 auf, die sich da von erstrecken. Einer der ringförmigen Vorsprünge 42, 44 ist im allgemeinen benachbart zum Ende des Teils 36 gele gen, der sich in die Ausnehmung 22 erstreckt. Die Quer schnittsgröße, die durch jeden der Vorsprünge 42, 44 auf genommen bzw. gemessen wird, ist größer als die Quer schnittsgröße der Ausnehmung 22, so daß das Einführen des Teils 37 in die Ausnehmung 22 zur Folge hat, daß eine Druckkraft auf die jeweiligen starren Stifte 24, 26 auf gebracht wird, die sich dadurch erstrecken.

Industrielle Anwendbarkeit

Im Betrieb der vorliegenden Erfindung umgibt das übergos sene Material 20 vollständig die Windungen der Spule 12, um die Spule 12 vor Verunreinigungen abzudichten. Jedoch aufgrund der unterschiedlichen Expansions- und Kontrakti onsraten des übergossenen Materials und der elektrischen Leitungen 14, 16 (Stifte 24, 26) während des Gußprozesses mag es keine ausreichende Abdichtung dazwischen geben, was das Eintreten von Verunreinigungen in die Spule 12 gestatten würde. Wie zuvor bemerkt verkürzt das Eintreten von Verunreinigungen in die Spule 12 vorzeitig die Le bensdauer der Spule. Durch Durchleiten der starren Stifte 24, 26 durch die jeweiligen Öffnungen 32, 34 und dann durch Eindrücken des Elastomergliedes 30 in die Ausneh mung 22 wird eine positive Dichtung vorgesehen, um zu verhindern, daß Verunreinigungen dorthindurchlaufen.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die starren Stifte 24, 26 frei zum Gleiten innerhalb der Öffnungen 32, 34, da die Größe der starren Stifte 24, 26 im wesent lichen die gleiche Größe ist wie die der Öffnungen 32, 34.

Jedoch wenn der Teil 36 des Elastomergliedes 30 in die Ausnehmung 22 eintritt, wird der Umfang 37 des größeren Querschnittes gezwungen sich an Größe zu verringern, da der Querschnitt der Ausnehmung 22 kleiner ist. Aufgrund dessen, daß der Querschnitt bezüglich der Größe verrin gert wird, bewirkt die Verdichtung des Materials des Ela stomergliedes 30, daß eine Druckkraft auf die jeweiligen starren Stifte 24, 26 aufgebracht wird. Diese Druckkraft zwischen dem Material des Elastomergliedes 30 und den je weiligen starren Stiften 24, 26 sieht eine positive Dich tung dazwischen vor. Genauso ist eine positive Dichtung zwischen der Ausnehmung 22 und dem Umfang 37 des Teils 36 vorgesehen, der in die Ausnehmung 22 eintritt.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Elastomer glied 30 in der Ausnehmung 22 durch die Reibung dazwi schen gehalten und weiter durch das Einführen des (nicht gezeigten) damit zusammenpassenden Verbinders. Es sei be merkt, daß in dem Fall, daß das Elastomerglied 30 verwen det wird, um beschichtete bzw. isolierte Leitungsdrähte (elektrische Leitungen) zu sichern, eine Haltekappe mit Löchern für die Leitungsdrähte verwendet werden kann, um sicherzustellen, daß das Elastomerglied 30 in der Ausneh mung 22 bleibt.

Mit Bezug auf den Betrieb des alternativen, in Fig. 6 dargelegten Ausführungsbeispiels ist der Betrieb im we sentlichen der gleiche. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 wirken die ersten und zweiten ringförmigen Vor sprünge 42, 44 ansprechend auf das Einführen des Elasto mergliedes 30 in die Ausnehmung 22, um eine Druckkraft auf die starren Stifte 24, 26 aufzubringen. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es im Grunde genommen zwei ge trennte voneinander beabstandete Kräfte, die auf die steifen Stifte 24, 26 wirken, um die positive Dichtkraft vorzusehen. Das Ausführungsbeispiel des Elastomergliedes 30 der Fig. 4 und 5 besitzt ein Gebiet der Kraftüber tragung, jedoch ist das Gebiet bzw. die Fläche der Kraftübertragung mit Bezug auf jeden der starren Stifte 24, 26 größer.

Im Hinblick auf das Vorangegangene ist es leicht offen sichtlich, daß eine Elektromagnetanordnung 10 vorgesehen ist, die eine positive Dichtung zwischen den elektrischen Leitungen (starren Stiften 24, 26) und dem übergossenen Material 20 aufweist. Diese positive Dichtung stellt si cher, daß verhindert wird, daß Verunreinigungen in die Spule 12 durch die Schnittstelle zwischen den elektri schen Leitungen und dem übergossenen Material 20 eintre ten. Es ist weiter offensichtlich, daß da die starren Stifte 24, 26 in einem Elastomermaterial angeordnet sind, sie von Schwingungen isoliert sind, denen die Elektroma gnetanordnung 10 während des Betriebes unterworfen ist. Daher wird eine Elektromagnetanordnungen 10 vorgesehen, die eine längere Lebensdauer hat, da die Spule 12 vor Verunreinigungen geschützt ist, und die starren Stifte 24, 26 vor Schwingungen isoliert sind.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung kön nen aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims

1. Elektromagnetanordnung mit einer Spule, die in einem übergossenem Material angeordnet ist, wobei sich die elektrischen Leitungen aus der Spule durch das über gossene Material zum äußeren davon erstrecken, wobei die Elektromagnetanordnung folgendes aufweist:
eine Ausnehmung in dem übergossenen bzw. umgossenen Material an der Stelle, wo die elektrischen Leitun gen aus dem übergossenen Material austreten, wobei die Ausnehmung eine vorbestimmte Querschnittsgröße und -form hat; und
ein Elastomerglied, welches in der Ausnehmung ange ordnet ist, wobei das Elastomerglied erste und zwei te Öffnungen besitzt, die dadurch definiert sind, und zwar von einer Größe, die im wesentlichen die gleiche Größe ist, wie die der elektrischen Leitun gen, die sich aus dem übergossenen Material erstrec ken, wobei das Elastomerglied eine Querschnittsform besitzt, die im wesentlichen die gleiche ist, wie die Form der Ausnehmung, und eine Querschnittsgröße, die größer ist als die Querschnittsgröße der Ausneh mung, so daß beim Hindurchführen der elektrischen Leitungen durch die jeweiligen ersten und zweiten Öffnungen und beim Drücken des Elastomergliedes in die Ausnehmung hinein eine Druckkraft auf die jewei ligen elektrischen Leitungen aufgebracht wird.

2. Elektromagnetanordnung nach Anspruch 1, wobei die elektrischen Leitungen, die sich aus dem übergosse nen Material erstrecken in Form von starren Stiften sind.

3. Elektromagnetanordnung nach Anspruch 2, wobei ein Teil des Elastomergliedes sich in die Ausnehmung er streckt, und wobei der Umfang des Teils, der sich in die Ausnehmung erstreckt, eine konvexe Form hat.

4. Elektromagnetanordnung nach Anspruch 1, wobei ein Teil des Elastomergliedes sich in die Ausnehmung er streckt, und wobei der Umfang des Teils, der sich in die Ausnehmung erstreckt, erste und zweite voneinan der beabstandete ringförmige Vorsprünge von einer Querschnittsgröße hat, die größer ist als die Quer schnittsgröße der Ausnehmung.