DE102018216497A1 - Electric drive - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischer Antrieb (10) aufweisend ein Gehäuseelement (14), eine auf dem Gehäuseelement (14) angeordnete Armatur (12), ein Durchführungselement (15) mit einem Zentrierelement (16) und einem Dichtelement (18), wobei die Armatur (12) eine Vielzahl an Zähnen (30) aufweist, wobei an zumindest einem der Zähne (30) eine Wicklung (38) angeordnet ist, welche durch einen elektrischen Leiter (40), aufweisend zumindest ein Leiterende (42), gebildet wird, wobei das Zentrierelement (16) eine sich im Wesentlichen in Radialrichtung (24) erstreckende, der Armatur (12) abgewandte Zentrierelementunterseite (58) aufweist und wobei das Zentrierelement (16) und das Dichtelement (18) zumindest jeweils eine sich im Wesentlichen in Axialrichtung (22) erstreckende Durchgangsöffnung (60, 61) aufweisen, durch welche im montierten Zustand das zumindest eine Leiterende (42) geführt ist, wobei das Dichtelement (18) zumindest ein erstes Dichtmittel (90) zur Abdichtung zum Gehäuseelement (14) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass das erste Dichtmittel (90) als eine an der Zentrierelementunterseite (58) angeordnete Radialdichtung ausgebildet ist. The invention relates to an electric drive (10) comprising a housing element (14), a fitting (12) arranged on the housing element (14), a bushing element (15) with a centering element (16) and a sealing element (18), the fitting (12) has a plurality of teeth (30), a winding (38) being arranged on at least one of the teeth (30) and being formed by an electrical conductor (40) having at least one conductor end (42), wherein the centering element (16) has a centering element underside (58) which extends essentially in the radial direction (24) and faces away from the fitting (12), and wherein the centering element (16) and the sealing element (18) each have at least one substantially in the axial direction (22 ) extending through opening (60, 61) through which the at least one conductor end (42) is guided in the assembled state, the sealing element (18) at least a first sealing means (90) for sealing to the housing se element (14). It is proposed that the first sealing means (90) be designed as a radial seal arranged on the underside of the centering element (58).
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb nach Gattung des unabhängigen Anspruches.The invention relates to an electric drive according to the preamble of the independent claim.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind bereits Durchführungen für Leiterendes einer Wicklung bekannt, welche ein Zentrierelement und ein Dichtelement aufweisen. Die Abdichtung gegen das Gehäuse erfolgt hier durch eine Axialdichtung, das heißt der abzudichtende Raum erstreckt sich im Wesentlichen in Axialrichtung. Auch die Abdichtung der Leiterenden ist als Axialdichtung ausgebildet. Die aus dem Stand der Technik bekannte Durchführung lässt zwar eine radiale Bewegung beziehungsweise einen radialen Versatz zu, sie baut jedoch in axialer Richtung hoch auf.Bushings for the conductor ends of a winding are already known from the prior art, which have a centering element and a sealing element. Sealing against the housing takes place here by means of an axial seal, that is to say the space to be sealed extends essentially in the axial direction. The sealing of the conductor ends is also designed as an axial seal. Although the bushing known from the prior art permits radial movement or a radial offset, it builds up high in the axial direction.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einem elektrischer Antrieb aufweisend ein Gehäuseelement, eine auf dem Gehäuseelement angeordnete Armatur, ein Durchführungselement mit einem Zentrierelement und einem Dichtelement, wobei die Armatur eine Vielzahl an Zähnen aufweist, wobei an zumindest einem der Zähne eine Wicklung angeordnet ist, welche durch einen elektrischen Leiter, aufweisend zumindest ein Leiterende, ausgebildet ist, wobei das Zentrierelement eine sich im Wesentlichen in Radialrichtung erstreckende, der Armatur abgewandte Zentrierelementunterseite aufweist und wobei das Zentrierelement und das Dichtelement jeweils zumindest eine sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckende Durchgangsöffnung aufweisen, durch welche im montierten Zustand das zumindest eine Leiterende geführt ist, wobei das Dichtelement zumindest ein erstes Dichtmittel zur Abdichtung des Gehäuseelementes aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass das erste Dichtmittel als eine, an der Zentrierelementunterseite angeordnete, Radialdichtung ausgebildet ist.The invention is based on an electric drive comprising a housing element, a fitting arranged on the housing element, a bushing element with a centering element and a sealing element, the fitting having a plurality of teeth, a winding being arranged on at least one of the teeth, which an electrical conductor, having at least one conductor end, is formed, the centering element having an essentially radially extending underside of the centering element facing away from the fitting, and wherein the centering element and the sealing element each have at least one essentially axially extending through opening, through which assembled state, the at least one conductor end is guided, the sealing element having at least one first sealing means for sealing the housing element. It is proposed that the first sealant be designed as a radial seal arranged on the underside of the centering element.
Der erfindungsgemäße elektrische Antrieb hat den Vorteil, dass eine platzsparende, dichte Gehäusedurchführung für die Leiterenden bereitgestellt werden kann, welche gegenüber Versatz robust ausgebildet ist. Gleichzeitig lassen sich die Leiterenden aufgrund des Zentrierelementes besonders einfach durch die Dichtung durchführen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann dabei unter einer Radialdichtung eine solche Dichtung verstanden werden, welche aufgrund ihrer Form einen Durchlass von Medium in Radialrichtung verhindert. Das heißt der durch eine Radialdichtung abzudichtende Bauraum erstreckt sich im Wesentlichen in Radialrichtung. Bereitgestellt werden kann eine solche Radialdichtung beispielsweise durch sich in Axialrichtung erstreckende Dichtlippen.The electric drive according to the invention has the advantage that a space-saving, sealed housing bushing for the conductor ends can be provided, which is robust in relation to offset. At the same time, the conductor ends can be passed through the seal particularly easily due to the centering element. In the context of the present invention, a radial seal can be understood to mean a seal which, due to its shape, prevents the passage of medium in the radial direction. This means that the installation space to be sealed by a radial seal extends essentially in the radial direction. Such a radial seal can be provided, for example, by sealing lips extending in the axial direction.
Ferner kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einer Zentrierelementoberseite diejenige Oberfläche des Zentrierelementes verstanden werden, welche im montierten Zustand der Armatur zugewandt ist. Entsprechend kann unter einer Zentrierelementunterseite diejenige Oberfläche des Zentrierelementes verstanden werden, welche im montierten Zustand der Armatur abgewandt, das heißt dem Gehäuseelement zugewandt ausgebildet ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform des elektrischen Antriebes ist dieser ein Außenläufermotor.Furthermore, in the context of the present invention, a top of the centering element can be understood to mean that surface of the centering element which faces the fitting in the assembled state. Correspondingly, the underside of a centering element can be understood to mean that surface of the centering element which, in the assembled state, faces away from the fitting, that is to say is oriented toward the housing element. In an advantageous embodiment of the electric drive, this is an external rotor motor.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des elektrischen Antriebes möglich.Advantageous developments of the electric drive are possible due to the features listed in the subclaims.
Zur vereinfachten Durchführung der Leiterenden durch die Durchgangsöffnungen des Dichtelementes ist zumindest eine Durchgangsöffnung des Zentrierelementes im Bereich der Zentrierelementoberseite, vorzugsweise über die gesamte Axialerstreckung der Durchgangsöffnung trichterförmig ausgebildet ist. Vorzugsweise weist das Zentrierelement eine im Wesentlichen scheibenförmige, flache Kontur auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff trichterförmig insbesondere eine solche Durchgangsöffnung verstanden werden, welche in Richtung der Zentrierelementunterseite eine konisch zusammenlaufende Form aufweist.To simplify the implementation of the conductor ends through the through openings of the sealing element, at least one through opening of the centering element in the area of the centering element top is preferably funnel-shaped over the entire axial extent of the through opening. The centering element preferably has an essentially disk-shaped, flat contour. In the context of the present invention, the term funnel-shaped can in particular be understood to mean such a through opening which has a conically converging shape in the direction of the underside of the centering element.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Zentrierelement eine im Wesentlichen ebene, insbesondere plane Zentrierelementunterseite auf. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Zentriermittels beziehungsweise Formschlusses an der Zentrierelementoberseite kann die ebene Zentrierelementunterseite die Funktion einer planen Anlagefläche für das erste Dichtmittel bereitstellen. Auf diese Weise kann ein besonders platzsparendes, robustes Durchführungselement, bestehend aus dem Zentrierelement und dem Dichtelement, bereitgestellt werden.According to an advantageous development of the invention, the centering element has an essentially flat, in particular flat, underside of the centering element. Due to the arrangement according to the invention of the centering means or form fit on the top of the centering element, the flat bottom of the centering element can provide the function of a flat contact surface for the first sealant. In this way, a particularly space-saving, robust bushing element, consisting of the centering element and the sealing element, can be provided.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass das Dichtelement zumindest ein zweites Dichtmittel zur Abdichtung zwischen dem Dichtelement und dem elektrischen Leiter aufweist, wobei das zweite Dichtmittel als ein sich in Axialrichtung erstreckender Fortsatz, insbesondere als Axialdichtung ausgebildet ist, an welcher das zumindest eine Leiterende zumindest teilweise kontaktierend anliegt. Aufgrund der Anordnung des ersten Dichtmittels als Radialdichtung im Bereich der Zentrierelementunterseite und des zweiten Dichtmittels als Axialdichtung im Bereich des ersten Dichtmittels kann in vorteilhafter Weise eine besonders platzsparendes Durchführelement bereitgestellt werden. Aufgrund der Anordnung des ersten Dichtmittels und des zweiten Dichtmittels in einer Höhe bezogen auf die Axialrichtung kann der axiale Bauhöhe minimiert werden. Gleichzeitig kann sich das erste Dichtmittel in vorteilhafter Weise in Radialrichtung bewegen ohne dass die Dichtwirkung des zweiten Dichtmittels negativ beeinflusst wird. Eine solche Dichtungsanordnung ermöglicht eine sichere Abdichtung in einem weiteren Toleranzbereich. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass Zentrierelement und das Dichtelement jeweils zwei oder mehr, vorzugsweise sechs, Durchgangsöffnungen aufweisen und dass zwei oder mehr Leiterenden von einem oder mehr elektrischen Leitern durch jeweils eine Durchgangsöffnung des Zentrierelementes und des Dichtelementes verlaufen, wobei entsprechend der Anzahl der Durchgangsöffnungen zweite Dichtmittel ausgebildet sind und wobei die Durchgangsöffnung des Zentriermittel jeweils auf der Durchgangsöffnung des zweiten Dichtmittels angeordnet ist. Auf diese Weise ist ein Herausführen und Abdichten mehrerer elektrischer Leiter mit einem einzigen Dichtelement und einem einzigen Zentrierelement möglich, wodurch Kosten in der Herstellung in vorteilhafter Weise gespart werden können.An advantageous development of the invention further provides that the sealing element has at least one second sealing means for sealing between the sealing element and the electrical conductor, the second sealing means being designed as an extension extending in the axial direction, in particular as an axial seal, on which the at least one Conductor end is at least partially contacting. Due to the arrangement of the first sealant as a radial seal in the area of the centering element underside and the second sealant as an axial seal in the area of the first sealant, a particularly space-saving bushing element can be provided in an advantageous manner. Due to the arrangement of the first sealant and the second sealant at a height relative to the axial direction, the axial overall height can be minimized become. At the same time, the first sealing means can advantageously move in the radial direction without the sealing effect of the second sealing means being adversely affected. Such a sealing arrangement enables a secure seal in a further tolerance range. An advantageous development of the invention provides that the centering element and the sealing element each have two or more, preferably six, through openings and that two or more conductor ends of one or more electrical conductors each pass through a through opening of the centering element and the sealing element, the number corresponding to this of the through openings second sealing means are formed and wherein the through opening of the centering means is arranged in each case on the through opening of the second sealing means. In this way, it is possible to lead out and seal a plurality of electrical conductors with a single sealing element and a single centering element, as a result of which costs in the manufacture can advantageously be saved.
Eine besonders kostengünstige Ausführungsform der Durchführung kann insbesondere dadurch bereitgestellt werden, dass das Dichtelement aus einem aushärtbaren Medium, insbesondere als Spritzgussteil ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das Zentrierelement als Einlegeteil ausgebildet ist und mit dem aushärtbaren Medium umspritzt wird.A particularly cost-effective embodiment of the implementation can be provided in particular in that the sealing element is made of a hardenable medium, in particular as an injection molded part, the centering element preferably being designed as an insert and overmolded with the hardenable medium.
Vorzugsweise umgreift das Dichtelement im angespritzten Zustand das Zentrierelement in Axialrichtung, das heißt es überdeckt zumindest teilweise die sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Seiten des Zentrierelementes und ist zumindest teilweise sowohl an der Zentrierelementunterseite als auch an der Zentrierelementoberseite angeordnet. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Positionierung und Fixierung des Dichtelementes am Zentrierelement bereitgestellt werden. Zusätzlich hierzu kann im Bereich der sich in Axialrichtung erstreckenden Seiten des Durchführungselementes eine zusätzliche Dichtfläche zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuseelement bereitgestellt werden.In the molded state, the sealing element preferably encompasses the centering element in the axial direction, that is to say it at least partially covers the sides of the centering element which extend essentially in the axial direction and is at least partially arranged both on the underside of the centering element and on the top of the centering element. In this way, a particularly simple positioning and fixing of the sealing element on the centering element can be provided. In addition to this, an additional sealing surface can be provided between the sealing element and the housing element in the area of the axially extending sides of the bushing element.
Neben dem Axialen Umgriff des Dichtelementes am Zentrierelement weist das Zentrierelement gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an der Zentrierelementoberseite einen zusätzlichen Formschluss, zur formschlüssigen Verdingung mit dem Dichtelement auf. Auf diese Weise kann eine besonders platzsparende und sichere Verbindung zwischen dem Dichtelement und dem Zentrierelement bereitgestellt werden.In addition to the axial encirclement of the sealing element on the centering element, according to a particularly preferred embodiment of the invention, the centering element has an additional positive fit on the top of the centering element, for positive engagement with the sealing element. In this way, a particularly space-saving and secure connection between the sealing element and the centering element can be provided.
Zur Bereitstellung einer besonders sicheren Verbindung zwischen dem Zentrierelement und dem Dichtelement, welche gleichzeitig besonders geeignet ist einen radialen Versatz auszugleichen, ist der Formschluss als Verzahnung zwischen dem Zentrierelement und dem Dichtelement ausgebildet. Vorzugsweise erstrecken sich hierbei die Zähne der Verzahnung des Zentrierelementes und des Dichtelementes im Wesentlichen in Radialrichtung, sodass die Verzahnung in Axialrichtung möglichst platzsparend ausgebildet ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass die Verzahnung umlaufend, insbesondere umlaufend gleichmäßig angeordnet ist.To provide a particularly secure connection between the centering element and the sealing element, which is at the same time particularly suitable to compensate for a radial offset, the positive connection is designed as a toothing between the centering element and the sealing element. In this case, the teeth of the toothing of the centering element and of the sealing element preferably extend essentially in the radial direction, so that the toothing is designed to be as space-saving as possible in the axial direction. An advantageous development of the invention further provides that the toothing is arranged evenly around the circumference, in particular around the circumference.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zahnflanken radial zulaufend ausgebildet sind. Selbstverständlich sind auch andere Zahnformen beziehungsweise Flankenformen denkbar, so ist beispielsweise auch eine Flankenform gemäß einer Evolenten oder Wildhaber-Novikov-Verzahnung denkbar. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Teilung der Zähne im Bereich der abgerundeten kurzen Seiten des Zentrierelementes größer als im Bereich der langen Seitenkanten.An advantageous development of the invention provides that the tooth flanks are designed to taper radially. Of course, other tooth shapes or flank shapes are also conceivable, for example a flank shape according to an involute or Wildhaber-Novikov tooth system is also conceivable. According to an advantageous embodiment of the invention, the pitch of the teeth is greater in the region of the rounded short sides of the centering element than in the region of the long side edges.
Zur Optimierung des Umspritzens des Zentrierelementes mit dem, das Dichtelement bildende, aushärtbaren Medium ist es vorgesehen, dass im Bereich zumindest einer Zahnlücke zwischen den Zähnen der Verzahnung des Zentrierelementes eine Fließhilfe für das aushärtbare Medium ausgebildet ist. Die Fließhilfe kann dabei insbesondere als Durchgangsöffnung beziehungsweise als Durchgangsbohrung ausgebildet sein und weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, welcher derart dimensioniert ist, ein Durchfließen des aushärtbaren Mediums zu ermöglichen und gleichzeitig die Stabilität des Zentrierelementes nicht zu beeinträchtigen. Vorzugsweise sind die Fließhilfen gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass in jeder Zahnlücke, insbesondere im Zahnlückengrund eine erfindungsgemäße Fließhilfe angeordnet ist.To optimize the encapsulation of the centering element with the hardenable medium forming the sealing element, provision is made for a flow aid for the hardenable medium to be formed in the region of at least one tooth gap between the teeth of the toothing of the centering element. The flow aid can in particular be designed as a through opening or as a through hole and preferably has a diameter which is dimensioned in such a way that the curable medium can flow through and at the same time does not impair the stability of the centering element. The flow aids are preferably arranged uniformly distributed over the circumference. An advantageous development of the invention further provides that a flow aid according to the invention is arranged in each tooth gap, in particular in the tooth gap base.
Als vorteilhaft ist anzusehen, dass das Gehäuseelement eine Gehäuseöffnung aufweist, durch welche die Leiterenden im montierten Zustand durchgeführt sind, wobei das Gehäuseelement umlaufend um die Gehäuseöffnung eine sich in Radialrichtung erstreckende Anlagefläche aufweist, an welcher das erste Dichtmittel dichtend anliegt. Vorzugsweise weist das Dichtmittel zu diesem Zweck eine oder mehrere umlaufende Dichtlippen auf, welche sich in Axialrichtung erstrecken und kontaktierend an der Anlagefläche anliegen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Anlagefläche eben, insbesondere planar ausgebildet. Vorzugsweise weist die Anlagefläche einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Eckbereichen auf.It is to be regarded as advantageous that the housing element has a housing opening through which the conductor ends are passed in the assembled state, the housing element having a contact surface extending radially around the housing opening, against which the first sealant lies in a sealing manner. For this purpose, the sealing means preferably has one or more circumferential sealing lips which extend in the axial direction and bear in contact with the contact surface. According to an advantageous embodiment of the invention, the contact surface is flat, in particular planar. The contact surface preferably has an essentially rectangular cross section with rounded corner regions.
Zur optimalen Aufnahme des Durchführungselementes, aufweisend das Zentrierelement und das Dichtelement, weist das Gehäuseelement eine im Wesentlichen wannenförmige Ausnehmung mit einer sich in Axialrichtung erstreckenden Gehäusewand auf, wobei der Wannengrund due Anlagefläche für das Dichtelement ausbildet. Vorzugsweise weist dabei die Gehäusewand der Ausnehmung eine axiale Höhe auf, welche derart Dimensioniert ist, dass im montierten Zustand das Dichtelement und alternativ hierzu oder zusätzlich auch das Zentrierelement axial innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist. For the optimal reception of the lead-through element, comprising the centering element and the sealing element, the housing element has a substantially trough-shaped recess with a housing wall extending in the axial direction, the base of the trough forming the contact surface for the sealing element. The housing wall of the recess preferably has an axial height which is dimensioned such that in the assembled state the sealing element and, alternatively or additionally, the centering element is arranged axially within the recess.
FigurenlisteFigure list
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des elektrischen Antriebes
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1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines elektrischen Antriebes gemäß einer ersten Ausführungsform, -
2 eine perspektivische Darstellung einer bewickelten Armatur, -
3a eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Zentrierelementes sowie eine perspektivische Darstellung eines Dichtelementes, -
3b eine perspektivische Darstellung eines Zentrierelementes mit angespritztem Dichtelement sowie ein Ausschnitt des Gehäuseelementes zur Aufnahme des Zentrierelementes. -
4 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Durchführungselementes aufweisend ein Zentrierelement und ein Dichtelement in einer Schnittdarstellung.
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1 3 shows an exploded perspective view of an electric drive according to a first embodiment, -
2nd a perspective view of a wound fitting, -
3a 2 shows a perspective illustration of an embodiment of the centering element and a perspective illustration of a sealing element, -
3b a perspective view of a centering element with molded sealing element and a section of the housing element for receiving the centering element. -
4th a section of a bushing element according to the invention having a centering element and a sealing element in a sectional view.
Beschreibungdescription
In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen.In the different design variants, the same parts are given the same reference numbers.
Stellantriebs eingesetzt werden. Der elektrische Antrieb
Actuator are used. The electric drive
Es wird darauf hingewiesen, dass der elektrische Antrieb
Bei der in
Die Armatur
Die elektrische Antrieb
Gemäß der in
Wie in
In
An dem Klemmelement
Wie in
Gemäß der in
Wie in
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Dichtelement
Zur Positionierung und Fixierung des Dichtelementes
Wie in
Die Zentrierelementunterseite
Wie in
Zur Aufnahme des Zentrierelementes
Wie in
In Verlängerung der Durchgangsöffnungen
Gemäß der in
Claims (14)
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- 2018-09-26 DE DE102018216497.5A patent/DE102018216497A1/en active Pending
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