DE102017125410A1 - Schnittstelle zum Anschließen eines Elektromotors an einen Kabelbaum sowie Elektromotor - Google Patents
Schnittstelle zum Anschließen eines Elektromotors an einen Kabelbaum sowie Elektromotor Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle zum Anschließen eines Elektromotors (10) an einen Kabelbaum, mit einem motorseitigen Gehäuse (12), in dem zwei Steckkammern (14) vorgesehen sind, wobei sich in jede Steckkammer (14) ein Kontaktschwert (16) des Elektromotors (10) hineinerstreckt, wobei jede Steckkammer (14) mit einem Anschlag (22) für eine Steckhülse (30) und einem Rastelement (24) für die Steckhülse (30) versehen ist. Die Erfindung betrifft auch einen Elektromotor (10) mit einer solchen Schnittstelle.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle zum Anschließen eines Elektromotors an einen Kabelbaum sowie einen Elektromotor mit einer solchen Schnittstelle.
- In vielen Anwendungsfällen ist es üblich, dass diejenigen Kabel, über die die elektrische Energie zum Betreiben des Elektromotors bereitgestellt wird, mit den entsprechenden Anschlüssen des Elektromotors verlötet werden. Dies ist zwar vorteilhaft im Hinblick auf die Kontaktsicherheit (jedenfalls wenn die Lotstelle vorschriftsmäßig ausgeführt ist). Allerdings ist ein Verlöten mit einem hohen Aufwand verbunden.
- Auch bekannt ist, dass die Kabel mit Steckkontakten versehen sind, die auf die elektrischen Anschlüsse des Elektromotors aufgesteckt werden. Dies ist allerdings im Hinblick auf die Kontaktierungssicherheit nicht optimal.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Elektromotor zuverlässig an einen Kabelbaum anzuschließen, ohne dass hierfür ein hoher Aufwand betrieben werden muss.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Schnittstelle zum Anschließen eines Elektromotors an einen Kabelbaum vorgesehen, mit einem motorseitigen Gehäuse, in dem zwei Steckkammern vorgesehen sind, wobei sich in jede Steckkammer ein Kontaktschwert des Elektromotors hineinerstreckt, wobei jede Steckkammer mit einem Anschlag für eine Steckhülse und einem Rastelement für die Steckhülse versehen ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß auch ein Elektromotor mit einer solchen Schnittstelle vorgesehen. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, in den Elektromotor eine mechanische Rastvorrichtung zu integrieren, die sowohl beim Einstecken als auch gegen ein unbeabsichtigtes Lösen eine mechanische Verrastung gewährleistet. Hierdurch ergibt sich eine hohe Kontaktierungssicherheit, während gleichzeitig die Steckhülse in üblicher Weise angebracht werden kann, nämlich auf das Kontaktschwert des Elektromotors aufgesteckt werden kann.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Anschlag und das Rastelement durch entgegengesetzte Stirnseiten einer Verengung der Steckkammer gebildet. Somit lassen sich die beiden Elemente kompakt an ein und demselben Bauteil ausbilden, nämlich an der Verengung.
- Vorzugsweise ist die Verengung etwa auf Höhe des freien Endes des Kontaktschwerts angeordnet. Dies gewährleistet, dass die Steckhülse ausreichend weit auf das Kontaktschwert des Elektromotors aufgeschoben werden muss, bevor eine an der Steckhülse vorgesehene Rastfeder hinter der Verengung einrastet.
- Die Steckkammer weist vorzugsweise eine Einführschräge für die Steckhülse auf, sodass die Steckhülse zuverlässig in die Steckkammer geführt wird.
- Das Gehäuse, in das die Steckkammern integriert sind, ist vorzugsweise ein Bürstenhaltergehäuse des Elektromotors, sodass keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind.
- Das Bürstenhaltergehäuse kann eine Leiterplatte aufnehmen, auf der ein Motorsensor angeordnet ist. Mit dem Motorsensor können Drehzahl- und/oder Winkellagesignale erfasst werden. Durch die Integration in das Bürstenhaltergehäuse lässt sich der entsprechende Sensor mit wenig Aufwand an einer geeigneten Stelle anordnen.
- Die Leiterplatte weist vorzugsweise eine Aussparung auf, die konzentrisch mit der Motorwelle angeordnet ist. Es ist damit möglich, die Motorwelle mechanisch abzustützen, wenn auf der entgegengesetzten Seite beispielsweise ein Ritzel auf die Motorwelle aufgepresst wird.
- Die Leiterplatte kann am Gehäuse durch mindestens einen plastisch verformten Haltestift befestigt sein. Ein solcher Haltestift kann beispielsweise, nachdem er erwärmt wurde, geeignet umgeformt sein, sodass er die Leiterplatte nach Art eines Niets zuverlässig hält, ohne dass das Risiko besteht, dass sich bei Vibrationen die Verbindung zwischen Leiterplatte und Gehäuse löst.
- Auf der Leiterplatte ist vorzugsweise ein Steckverbinder zum Anschließen des Motorsensors vorgesehen. Dies erleichtert es, den Elektromotor vollständig mit dem Kabelbaum zu verbinden.
- Vorzugsweise erstrecken sich die Steckkammern in axialer Richtung. Dadurch ist das Kontaktieren der Kontaktschwerter des Elektromotors erleichtert, da die Rückseite des Elektromotors üblicherweise vergleichsweise gut zugänglich ist.
- Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse mit einer Drehmomentabstützung versehen, mit der ein Drehmoment des Elektromotors abgestützt werden kann. Die Drehmomentabstützung verhindert, dass sich der Elektromotor in der für ihn vorgesehenen Aufnahme verdreht, wenn ein besonders hohes Drehmoment wirkt. Würde sich der Elektromotor verdrehen, könnte dies dazu führen, dass die Kabel des Kabelbaums oder die Steckverbindung zwischen den Kabeln und dem Elektromotor beschädigt wird.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
- -
1 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schnittstelle; - -
2 eine bei der Schnittstelle verwendete Steckkammer in einer ersten Schnittansicht; und - -
3 die Steckkammer von2 in einer zweiten Schnittansicht. - In
1 ist ein Elektromotor10 zu sehen, der insbesondere dafür vorgesehen ist, in Stellantrieben verwendet zu werden, wie sie in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Ein Beispiel ist ein Spindelantrieb. - Auf seiner von der Abtriebsseite abgewandten Seite ist der Elektromotor mit einer Schnittstelle versehen, die dazu dient, ihn an einen Kabelbaum anzuschließen. Die Schnittstelle dient dabei sowohl dazu, die elektrische Energie zum Betreiben des Elektromotors
10 zu übertragen als auch dazu, den Elektromotor10 mit einer Steuerung zu verbinden. - Die Schnittstelle weist ein Gehäuse
12 auf, das hier als Bürstenhaltergehäuse ausgeführt ist. In das Gehäuse12 sind zwei Steckkammern (siehe auch die2 und3 ) integriert, die so angeordnet sind, dass sich in jede Steckkammer14 hinein ein Kontaktschwert16 des Elektromotors erstreckt. Die beiden Kontaktschwerter16 dienen dazu, die elektrische Antriebsleistung zum Elektromotor10 zu übertragen. - Jede Steckkammer
14 ist mit einer Verengung20 versehen, die auf entgegengesetzten Seiten jeweils eine Schulter aufweist. Die auf der Außenseite der Steckkammer14 angeordnete Schulter stellt dabei einen Anschlag22 dar, und die auf der Innenseite der Steckkammer14 angeordnete Schulter stellt ein Rastelement24 dar. - Wie in
2 zu sehen ist, liegt die Verengung, in axialer Richtung des Kontaktschwerts16 betrachtet, etwa auf der Höhe des freien Endes des Kontaktschwertes. - Jede Steckkammer
14 ist außerdem mit Einführschrägen26 versehen, die einen Steckverbinder, wenn er in die Steckkammer14 eingesteckt wird, in die richtige Position führen. - Zur Kontaktierung der Kontaktschwerter
16 werden Steckhülsen30 verwendet, die jeweils ein Anschlussende32 aufweisen, das zum Anschließen der Adern eines Kabels dient. Das Kabel kann beispielsweise mit den Steckhülsen vercrimpt werden. - Jede Steckhülse
30 weist weiterhin einen Kontaktabschnitt34 auf, der zum Kontaktieren des entsprechenden Kontaktschwerts16 dient. - Im Bereich des Kontaktabschnittes
34 weist die Steckhülse30 zwei Rastlaschen36 auf, die dafür dienen, bei vollständig eingesteckter Steckhülse hinter den Rastelementen24 der Einschnürung20 einzurasten. - Schließlich weist jede Steckhülse
30 zwei Anschlaglaschen38 auf, die beim Aufstecken der Steckhülse30 auf das entsprechende Kontaktschwert16 am Anschlag22 der Einschnürung20 anliegen können. - Sowohl die Rastfedern
36 als auch die Anschlaglaschen38 sind aus dem Material der Steckhülse30 gebogen, indem ein einstückiger Blechzuschnitt geeignet gestanzt und dann verformt wird. - Die Rastfedern
36 zusammen mit den Anschlaglaschen38 gewährleisten, dass die Steckhülse30 , wenn sie ausreichend weit auf das entsprechende Kontaktschwert16 aufgeschoben ist, mechanisch innerhalb der Steckkammer14 verrastet, jedoch auch nicht übermäßig weit aufgeschoben werden kann. - Das Bürstenhaltergehäuse
12 dient außerdem zur Aufnahme einer Leiterplatte40 , die einen Motorsensor zur Erfassung der Drehzahl und/oder der Winkellage des Rotors des Elektromotors dient. Der Motorsensor ist hier nicht zu sehen, da er auf der dem Elektromotor zugewandten Seite der Leiterplatte40 angeordnet ist. - Die Leiterplatte
40 deckt die Rückseite des Bürstenträgergehäuses12 nahezu vollständig ab, wie in1 zu sehen ist. Lediglich der Zugang zu den Steckkammern14 bleibt frei sowie eine mittige Aussparung42 , die konzentrisch mit der Motorwelle ist. Durch die Aussparung42 hindurch kann die Motorwelle abgestützt werden, um beispielsweise auf der Abtriebsseite ein Ritzel aufpressen zu können. - Die Leiterplatte
40 trägt einen Steckverbinder44 , in den ein komplementärer Steckverbinder eingesteckt werden kann, um den Motorsensor elektrisch mit einer Steuerung zu verbinden. - Die Leiterplatte
40 ist am Bürstenträgergehäuse12 mechanisch dadurch befestigt, dass zwei Haltestifte46 , die einstückig mit dem Bürstenträgergehäuse12 ausgeführt sind, sich durch entsprechende Löcher der Leiterplatte40 hindurcherstrecken und auf der Außenseite plastisch verformt sind, beispielsweise durch Heißumformen. - Das Bürstenträgergehäuse
12 weist außerdem eine Drehmomentabstützung48 auf, die hier in der Form von zwei sich in axialer Richtung erstreckenden Zapfen gebildet ist. Die Zapfen können in komplementären Aussparungen eines Modulgehäuses oder einer sonstigen Aufnahme für den Elektromotor10 eingreifen, sodass sich das Motorgehäuse nicht in Umfangsrichtung verdrehen kann. Hierdurch ist verhindert, dass die Anschlusskabel des Elektromotors dadurch beschädigt werden, dass sich der Elektromotor um seine eigene Achse dreht, wenn auf hin ein besonders hohes Reaktionsdrehmoment wirkt. - Da die Steckkammern
14 in axialer Richtung ausgerichtet sind, werden auch die Steckhülsen30 in axialer Richtung aufgesteckt. Dies ist montagetechnisch vorteilhaft. Außerdem ergibt sich beim Einstecken der Steckhülsen30 eine haptische Rückmeldung, wenn die Rastfedern36 hinter der Verengung20 einrasten. Die Rastfedern36 gewährleisten dabei, dass die Steckhülse30 zuverlässig auf dem Kontaktschwert16 verbleibt. Um die Steckhülse30 zu entfernen, müssen die Rastfedern36 so stark verbogen werden, dass die Steckhülse unbrauchbar ist.
Claims (12)
- Schnittstelle zum Anschließen eines Elektromotors (10) an einen Kabelbaum, mit einem motorseitigen Gehäuse (12), in dem zwei Steckkammern (14) vorgesehen sind, wobei sich in jede Steckkammer (14) ein Kontaktschwert (16) des Elektromotors (10) hineinerstreckt, wobei jede Steckkammer (14) mit einem Anschlag (22) für eine Steckhülse (30) und einem Rastelement (24) für die Steckhülse (30) versehen ist.
- Schnittstelle nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (22) und das Rastelement (24) durch entgegengesetzte Stirnseiten einer Verengung (20) der Steckkammer (14) gebildet sind. - Schnittstelle nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verengung (20) etwa auf Höhe des freien Endes des Kontaktschwerts (16) angeordnet ist. - Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckkammer (14) eine Einführschräge (26) für die Steckhülse (30) aufweist.
- Elektromotor (10) mit einer Schnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
- Elektromotor nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Bürstenhaltergehäuse (12) des Elektromotors (10) ist. - Elektromotor nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenhaltergehäuse (12) eine Leiterplatte (40) aufnimmt, auf der ein Motorsensor angeordnet ist. - Elektromotor nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (40) eine Aussparung (42) aufweist, die konzentrisch mit der Motorwelle angeordnet ist. - Elektromotor nach einem der
Ansprüche 7 und8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (40) am Gehäuse (12) durch mindestens einen plastisch verformten Haltestift (46) befestigt ist. - Elektromotor nach einem der
Ansprüche 7 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (40) ein Steckverbinder (44) zum Anschließen des Motorsensors vorgesehen ist. - Elektromotor nach einem der
Ansprüche 5 bis10 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steckkammern (14) in axialer Richtung erstrecken. - Elektromotor nach einem der
Ansprüche 5 bis11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) mit einer Drehmomentabstützung (48) versehen ist, mit der ein Drehmoment des Elektromotors (10) abgestützt werden kann.
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