Kabelabdeckung mit Kabelführung
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Antriebsmodul, das einen An schlussraum und eine Kabelanschlussanordnung aufweist, wobei der Anschlussraum mit einer Abdeckung verschlossen ist.
Der Elektromotor ist ein elektromechanischer Antrieb, der elektrische in mechanische Energie wandelt. Je nachdem, in welcher Form die elektrische Energie verfügbar ist, kommen Gleichstrommotoren, Wechselstrom- oder Drehstrommotoren zum Einsatz. In der Regel wird die elektrische Energie hierbei in eine Rotationsbewegung umgewandelt. Diese Rotationsbewegung kann beispielsweise Wellen mit Laufrädern von Kreiselpum pen antreiben.
Die Drehzahl der Kreiselpumpe und dementsprechend das Drehmoment der Laufrad welle wird über ein Antriebsmodul am Elektromotor gesteuert und geregelt. Ein solches Antriebsmodul sitzt nahe am Elektromotor und umfasst mindestens einen Frequenzum richter sowie eine Drehzahlregeleinrichtung. Darüber hinaus kann ein solches Antriebs modul weitere Steuer- bzw. Regeleinrichtungen umfassen.
Ein Frequenzumrichter ist ein elektronisches Gerät, welches aus einem Dreh- oder Wechselstrom eine in Amplitude und Frequenz veränderte Spannung generiert. Diese dient der Verbesserung des Anlauf- und Drehzahlverhaltens von Drehstrommotoren. Frequenz-umrichter regeln auch die Drehzahlen von Einphasen-Asynchronmotoren, die zum Antrieb von Kreiselpumpen eingesetzt werden.
Das Antriebsmodul ist mit mindestens einem Stromkabel über eine Kabelverschraubung verbunden. Des Weiteren können auch Buskabel und/oder Sensorleitungen über Kabel verschraubungen an das Antriebsmodul angeschlossen sein. Diese Kabelverschrau bungen müssen nach unten, das heißt mit einem Winkel von kleiner als 90° zum Lot, d.h. zur Richtung der Schwerkraft, ausgerichtet sein, so dass keine Feuchtigkeit über die Kabel in das Antriebsmodul eindringen kann.
Die seitlich angeordneten und nach unten ausgerichteten Kabelverschraubungen führen meist zu besonders ausladenden Aufbaumaßen von Antriebsmodulen. Des Weiteren sind die Kabelverschraubungen oft gegen Umwelteinflüsse sowie Verschmutzungen un geschützt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektromotor inklusive Antriebsmodul mit einer Ab deckung bereitzustellen. Die Abdeckung soll die Kabelverschraubungen des Antriebs modul schützen. Des Weiteren sollte die Abdeckung ein Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz verhindern. Weiterhin soll sich die Abdeckung durch eine kompakte Bau form auszeichnen. Der Anschluss von Kabeln sollte durch die Konstruktion der Abde ckung begünstigt sein. Die Abdeckung sollte einfach und kostengünstig realisiert wer den können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektromotor mit einem Antriebsmo dul gelöst. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Gemäß der Erfindung überragt eine Abdeckung eine Kabelanschlussanordnung eines Antriebsmoduls, das auf einem Elektromotor angebracht ist. Das Antriebsmodul um fasst mindestens eine Drehzahlregelung und/oder einen Frequenzumrichter, die in ei nem Elektronikraum angeordnet sind, um den Elektromotor als Antrieb einer Kreisel pumpe zu steuern und/oderzu regeln. In einem an den Elektronikraum angrenzenden
Anschlussraum sind vorzugsweise die nötigen Verdrahtungen angeordnet. Darüber hin aus können weitere Platinen mit zusätzlichen Steuerungs- und/oder Regelungsaufga ben angeordnet sein.
Vorzugsweise umfasst die Kabelanschlussanordnung mehrere Kabelverschraubungen, über die beispielsweise die Platinen kabelgebunden mit elektrischer Energie und den erforderlichen Steuer- und/oder Regelsignalen versorgt werden. Die Kabelverschrau bungen dichten die Kabeleinführung ab und vermeiden somit ein Feuchtigkeitseindrin gen in den Anschlussraum. Kabelverschraubungen sind nur dann dauerhaft dicht, wenn sich keine Staunässe daran bilden kann, bzw. Wasser am Kabel entlang fließen kann und dann auf der Dichtung steht. Die Kabelverschraubungen sind nicht scharfkantig ausgeführt und dichten die Kabeleinführung mit besonders nachgebendem Material ab.
Erfindungsgemäß ist die Abdeckung an das Antriebsmodul angeschraubt. In einer alter nativen Variante kann die Abdeckung aber auch mit entsprechenden Clips arretiert und/oder geklebt werden. Vorteilhafterweise überdeckt die Abdeckung die Kabelan schlussordnung zumindest teilweise und schützt die Kabelanschlussordnung somit vor Umwelteinflüssen sowie vor Verschmutzungen.
In einer besonders vorteilhaften Variante umschließt die Abdeckung die gesamte Kabel anschlussordnung. Somit ist der Schutz vor Umwelteinflüssen sowie vor Verschmutzun gen besonders ausgeprägt. In gängiger Praxis sind die Kabelverschraubungen meist ungeschützt seitlich an ein Antriebsmodul in abgeschrägter Form angeordnet. Die erfin dungsgemäße waagrechte und abgedeckte Anordnung der Kabelverschraubungen zeichnet sich durch besonders kompakte Abmaße des Antriebsmoduls aus. Idealer weise trägt die Ausbildung der Abdeckung zu einer geringen Aufbauhöhe des Antriebs moduls bei.
Vorteilhafterweise ist der Anschlussraum von der Kabelanschlussanordnung durch ein Element räumlich getrennt. Vorzugsweise ist das Element eine Dichtsteg, an dem die Kabelverschraubungen stabil angeordnet sind und der entsprechende Kabelröhren aus gehend von den Kabelverschraubungen in den Anschlussraum aufweist. Der Dichtsteg
weist an seinen Außenseiten jeweils ein Dichtungselement auf, das sich dichtend an die Abdeckung anlegt.
Gemäß der Erfindung weist die Abdeckung mindestens eine Öffnung zur Zuführung der Kabel zur Kabelanschlussordnung auf. Diese Öffnung ist derart beschaffen, dass die vorgesehenen Kabel ausreichend Platz zur Kabeleinführung finden und gleichzeitig we nig Raum zum Eindringen von Verschmutzungen verbleibt.
Idealerweise ist die Abdeckung vorzugsweise einstückig ausgebildet. Das ist besonders vorteilhaft, da eine Reduktion der Teileanzahl, insbesondere beim Antriebsmodul, gerin gere Produktionskosten und einen geringeren Montageaufwand bedeuten. In einer al ternativen Variante kann die Abdeckung mehrteilig ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß weist das Antriebsmodul ein Führungselement auf, das einen An schlussabschnitt eines Kabels der Kabelanschlussanordnung nach unten ausrichtet.
Der Anschlussabschnitt sind die wenigen Zentimeter eines Kabelendes bis zur Kabel verschraubung hin. Die Ausrichtung des Anschlussabschnitts des Kabels nach unten, insbesondere in Richtung der Schwerkraft, verhindert die Zuführung von Feuchtigkeit zur Kabelverschraubung. An dem Kabel entlanglaufende Flüssigkeitstropfen tropfen an der tiefsten Kabelstelle vor dem Anschlussabschnitt ab. Die sonst übliche schräge und platzeinnehmende Kabelverschraubung kann durch die erfindungsgemäße Abdeckung platzsparend und horizontal ausgeführt werden.
In einer alternativen Variante der Erfindung ist das Führungselement als Befesti gungsclip ausgeführt, der das oder die Anschlusskabel in einem Anschlussabschnitt nach unten ausrichtet und dabei fest fixiert.
Vorzugsweise richtet das Führungselement das Kabel in einem Winkel zwischen einer Waagrechten der Kabelzuführung und einer Geraden zwischen einem Kontaktpunkt des Führungselements am Kabel und einem höchsten Punkt des Kabels unmittelbar an der Austrittsstelle aus einem Fixierelement aus. Das Führungselement richtet das Kabel in einem Winkel zwischen der Waagrechten und der beschriebenen Geraden nach unten
von mehr als 5 °, vorzugsweise mehr als 10 °, insbesondere mehr als 15 °, und/oder weniger als 80 °, vorzugsweise weniger als 70 °, insbesondere weniger als 60 ° aus.
Erfindungsgemäß ist ein Anschlussabschnitt eines zum Antriebsmodul zugeführten Ka bels derart ausgerichtet, dass der Anschlussabschnitt immer tiefer liegend als die Ka belverschraubung angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist damit sichergestellt, dass keine am Kabel anhaftende Feuchtigkeit der Kabelverschraubung zugeführt werden kann.
In einer alternativen Variante der Erfindung ist das Führungselement als ein elastisches Element ausgeführt, das an der Abdeckung vorgebaut ist und mit Feder derart vorge spannt ist, so dass ein Anschlussabschnitt eines zugeführten Kabels immer nach unten ausgerichtet ist.
Idealerweise ist das Führungselement nicht scharfkantig ausgebildet. Des Weiteren rea giert das Führungselement elastisch, so dass einer Krafteinwirkung des Kabels nach oben hin elastisch nachgegeben werden kann und nicht zum Bruch des Führungsele ments führt.
Gemäß der Erfindung weist die Abdeckung mindestens ein Dichtungselement auf, so dass der Anschlussraum absolut dichtend verschlossen ist. Dies ist besonders vorteil haft, da der Anschlussraum und die darin angeordnete sensible Elektronik vor Feuchtig keit und Verschmutzung geschützt ist. Gerade im Anwendungsfall einer Kreiselpumpe können die Umwelteinflüsse, die am Aufstellungsort vorherrschen, ungünstig auf die Funktionsweise und die Betriebsdauer der Elektronik des Antriebsmoduls wirken. Die erfindungsgemäße Abdeckung ist hierfür eine wirksame Schutzeinrichtung.
Die erfindungsgemäße Abdeckung ist vorzugsweise aus einem Kunststoff, insbeson dere einem Polycarbonat, gefertigt. Kunststoffe ermöglichen in der Fertigung mittels Spritzgussverfahren und/oder generativen Verfahren besondere Ausgestaltungen der Abdeckung bei gleichzeitig günstigen Fierstellungskosten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Elektromotors mit Antriebsmodul,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Antriebsmoduls,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Elektromotors mit Antriebsmodul.
Fig. 1 zeigt einen Elektromotor 1 mit einem Antriebsmodul 2. Das Antriebsmodul 2 ist auf dem Elektromotor 1 angeordnet und sitzt bündig auf den Kühlrippen. Ein stromfüh rendes Kabel 9 ist exemplarisch an das Antriebsmodul 2 angeschlossen, wobei das stromführende Kabel 9 über eine Öffnung 7 der Abdeckung 6 in das Antriebsmodul 2 zur nicht dargestellten und abgedeckten Kabelanschlussanordnung 5 zugeführt ist. Ein Führungselement 8 prägt dem Kabel 9 einen Kabelverlauf auf, der nach unten in Rich tung der Schwerkraft ausgerichtet ist und somit das Eindringen von Feuchtigkeit verhin dert.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Antriebsmoduls 2, das ohne die Abde ckung 6 dargestellt ist. Auf dem Elektromotor 1 ist das Antriebsmodul 2 angeordnet. Der Anschlussraum 3 ist von den vier dargestellten Kabelanschlussanordnungen 5 durch ein Element 4 räumlich getrennt.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des Elektromotors 1 mit dem Antriebsmodul 2. Das Antriebsmodul 2 ist auf die Kühlrippen des Elektromotors 1 aufgesetzt. Im Innenraum des Antriebsmodul 2 befindet sich der Elektronikraum mit dem angrenzenden An schlussraum 3, die einen Frequenzumrichter und einen Drehzahlregler sowie deren Verdrahtungen aufweisen. In einer Variante der Erfindung sind im Anschlussraum 3 weitere Steuerungs- und Regelungsmodule integriert. Ein Element 4 trennt dichtend den Anschlussraum 3 von der Kabelanschlussanordnung 5 ab.
Das stromführende Kabel 9 ist der Kabelanschlussanordnung 5 über eine Öffnung 7 der Abdeckung 6 zugeführt. Das Führungselement 8 der Abdeckung 6 richtet einen An schlussabschnitt eines Kabels 9 der Kabelanschlussanordnung 5 nach unten aus und verhindert somit wirksam das Eindringen von Feuchtigkeit in das Antriebsmodul 2. Da bei richtet das Führungselement 8 das Kabel 9 in einem Winkel zwischen einer Waag rechten 11 der Kabelzuführung und einer Geraden 12, die sich zwischen einem Kon taktpunkt 13 des Führungselements 8 am Kabel 9 und einem höchsten Punkt 14 des Kabels 9 unmittelbar an der Austrittsstelle aus einem Fixierelement 15 erstreckt, nach unten von mehr als 5 °, vorzugsweise mehr als 10 °, insbesondere mehr als 15 °, und/o der weniger als 80 °, vorzugsweise weniger als 70 °, insbesondere weniger als 60 °, aus. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Fixierelement 15 als Kabelverschraubung ausgebildet. Das Führungselement 8 ist vorzugsweise zur Kompensation einer Krafteinwirkung nach oben elastisch nachgebend ausgebildet. Die Abdeckung 6 dichtet das Antriebsmodul 2 mit nicht dargestellten Dichtelementen ab, so dass das Antriebsmodul und insbeson dere der Anschlussraum 3 und/oder der Elektronikraum vor eindringender Feuchtigkeit geschützt ist.