DE9218701U1

DE9218701U1 - Schrittmotor

Info

Publication number: DE9218701U1
Application number: DE9218701U
Authority: DE
Original assignee: Kienzle Uhrenfabriken GmbH
Current assignee: Kienzle Uhrenfabriken GmbH
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2002-03-27

Description

Schrittmotor

Die Erfindung betrifft einen Schrittmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Schrittmotoren haben in letzter Zeit eine weite Verbreitung gefunden, so z. B. zum Antrieb der Zeiger einer quarzgesteuerten Analoguhr. Im großen Umfang werden sie zunehmend ·für den Antrieb von Zeigerinstrumenten aller Art eingesetzt.

Aus DE 30 26 004 C2 ist ein hierfür geeigneter Schrittmotor bekannt. Er besitzt zwei getrennte Statorspulen, die über aus dem Gehäuse des Schrittmotors herausgeführte Anschlußstifte mit einer Steuereinheit, welche die erforderlichen Impulse für die Drehbewegung des Schrittmotors liefert, elektrisch verbindbar sind.

Üblicherweise sind diese Anschlußstifte lediglich so weit aus dem Gehäuse des Schrittmotors herausgeführt, daß sie in einer Leiterplatte verlötet werden können.

Bei der Montage besteht häufig die Gefahr, daß die Kontaktstifte verbogen werden und somit nicht mehr exakt ausgerich-

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tet sind. Die Folge ist, daß beim Aufsetzen des Schrittmotors auf die Leiterplatte die Anschlußstifte nicht mehr exakt auf die zu deren Aufnahme vorgesehenen Bohrungen auftreffen, so daß der Fertigungsvorgang unterbrochen werden muß.

Ein weiterer Nachteil dieser Schrittmotoren besteht darin, daß im Falle eines erforderlichen Austausches zunächst sämtliche Lötverbindungen gelöst und anschließend wieder neu hergestellt werden müssen. Speziell bei Schrittmotoren mit zwei voneinander unabhängigen Statorwicklungen ist der Aufwand hierfür beträchtlich.

Auch sind derartige Schrittmotoren wegen der geschilderten Problematik für den Einsatz in der Großserienfertigung weniger geeignet. Beispielsweise ist es bei der Bestückung eines Instrumententrägers für ein Kraftfahrzeug wünschenswert, eine Vielzahl derartiger Schrittmotoren auf einfache Weise zu montieren und elektrisch anzuschließen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, einen Schrittmotor der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß er die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das Gehäuse selbst mit integrierten Steckerelementen auszurüsten, welche in entsprechende Elemente eines Kupplungsteils eingreifen. So kann der Schrittmotor auf einfache Weise vom Kupplungsteil

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getrennt und nach Art eines Steckers an diesem wieder angebracht werden. Die elektrische Verbindung mit der Steuereinheit wird durch das Zusammenfügen von Gehäuse und Kupplungsteil automatisch hergestellt. Das Steuerteil wird nicht unmittelbar mit den aus dem Gehäuseboden herausragenden Stiften der Statorspulen sondern mit den am Boden des Kupplungsteil angeordneten Lötstiften verlötet.

Folglich bleibt das Kupplungsteil fest mit der Steuereinheit verdrahtet, wohingegen der Schrittmotor auf einfache Weise lösbar mit dem Kupplungsteil verbunden ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen in perspektivischer Ansicht:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schrittmotor mit dem zugehörigen Kupplungsteil in getrenntem Zustand und

Fig. 2 ein Detail des Schrittmotorgehäuses in vergrößerter Darstellung.

Fig. 1 zeigt die beiden Hauptkomponenten, nämlich das Gehäuse 1 und das Kupplungsteil 2.

Im Gehäuse 1 befinden sich in hier nicht dargestellter Weise der Rotor, zwei koaxial übereinander angeordnete Statoren sowie ein Untersetzungsgetriebe. Jeder der beiden Statoren weist zwei Anschlußstifte 41 auf, die in axialer Richtung den Gehäuseboden 12 durchdringen und über ihn hinausragen. Die Anschlußstifte 41 sind in nicht näher dargestellter Weise im Inneren des Gehäuses mit den jeweiligen Statorwicklungen verbunden. Jeder Anschlußstift 41 ist fast voll-

ständig von einem Anschlußzapfen 42 umgeben, der sich ebenfalls in axialer Richtung aus dem Gehäuseboden 12 erhebt. Seine axiale Erstreckung ist mindestens so groß wie diejenige des Anschlußstiftes 41. Die Breite des Anschlußzapfens 42 in Umfangsrichtung ist so bemessen, daß lediglich ein schmaler Bereich des Anschlußstiftes 41 in Form der Kontaktflache 411 seitlich über die Seitenfläche 421 des Anschlußzapfens 42 hinausragt. Durch diese fast vollständige Einbettung des Anschlußstifts 41 im Anschlußzapfen 42 gelingt eine allseitig feste Abstützung des Anschlußstifts 41. Deformationen aufgrund von Biege- oder Druckkräften oder kombinierten Beanspruchungen, insbesondere beim Transport und beim Einbau, sind praktisch ausgeschlossen. Lediglich ein kleines Segment des Anschlußstifts 41, das zum Herstellen eines elektrisch leitenden Kontakts erforderlich ist, wird nicht vom Anschlußzapfen 42 umfaßt.

Die Ausbildung des Anschlußzapfens 42 in der Grundform eines Quaders dient lediglich der Veranschaulichung des Konstruktionsprinzips. Ebenso ist es möglich, je nach Anforderung andere Grundformen zu realisieren. So sind neben rechteckigen Grundquerschnitten auch Querschnitte in Dreiecks- oder Trapezform möglich. Entscheidend ist nur, daß der Anschlußstift 41 ausreichend fest umschlossen ist, so daß er den oben genannten Beanspruchungen standthält. Gleichzeitig muß ein ausreichender Abschnitt des Anschlußstiftes 41 in Form einer Kontaktfläche 411 freibleiben.

Ebenso kann der Anschlußstift 41 auch in einer anderen als der in der Figur dargestellten kreisförmigen Querschnittsform ausgeführt sein. So sind Querschnitte in Form von Ellipsen oder auch Rechtecken möglich.

Für den Fall, daß eine einzelne Kontaktfläche 411 zur Her-

Stellung des elektrisch leitenden Kontakts ausreichend isr, braucht der Anschlußstift 41 nicht zwangsläufig symmetrisch zur Symmetrieachse des Anschlußzapfens 42 angeordnet sein. Er kann demnach einseitig aus der Seitenfläche 421 des Anschiußzapfens 42 hinausragen. Auch ist es denkbar, die Kontaktfläche 411 an einer der anderen Seitenflächen herausragen zu lassen.

Zur Verbesserung der Stabilität sowie zur Erleichterung des Steckvorgangs kann der Anschlußzapfen 42 von einem Führungsprofil 43 umgeben sein. Dessen Gestaltung richtet sich im wesentlichen nach der gewählten Grundform des Anschlußzapfens 42. Damit die Wanddicke der korrespondierenden Steckerbuchse &dgr; an allen Seiten etwa gleich ausfallen kann, muß auch der Abstand vom Anschlußzapfen 42 zur Innenseite des Führungsprofils 43 im wesentlichen überall gleich sein. In der Ausführungsform gemäß der Darstellung in den Figuren ergibt sich eine in etwa U-förmige Ouerschnittsform des Führungsprofils 43. Je nach radialer Lage des Anschlußzapfens 42 kann auch ein rechteckiges, geschlossenes Führungsprofil· 43 reaiisiert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel· wurde eine Zwischenform gewählt, nämlich die Form eines U mit endseitig an beiden Schenkeln des U angesetzten Führungsstegen 431. Die Außenseite der Führungsstege 431 geht in ihrer axialen Verlängerung bündig in die Mantelfläche 11 des Gehäuses 1 über.

Zur Verringerung der Biegebeanspruchung der Anschlußzapfen 42 beim Aufstecken des Kupplungsteils 2 ist es vorteilhaft, die Höhe des Führungsprofils 43 größer zu wählen als die Höhe des Anschlußzapfens 42. Hierdurch wird erreicht, daß beim Zusammenführen von Gehäuse 1 und Kupplungsteil 2 die Steckerbuchsen &dgr; jeweils zunächst in Kontakt mit dem Führungsprofil 43 kommen und auf diese Weise eine Vorposi-

tionierung bezüglich der Winkellage stattfindet. Erst beim weiteren Einführen der Steckerbuchsen &dgr; in die Führungsprofile 43 kommen diese in Kontakt mit den Anschlußzapfen 42 und damit mit dem Anschlußstift 41. Die Positionierung wird somit durch die Führungsprofile 43 größtenteils übernommen, so daß die verbleibenden Krafteinwirkungen auf den Anschlußzapfen 42 erheblich reduziert werden.

Eine optimale Führung wird dann erreicht, wenn jeweils die Steckerbuchsen 6 des Kupplungsteils 2 so ausgeformt sind, daß sie mit geringem Spiel in den Zwischenraum zwischen dem Anschlußzapfen 42 und dem Führungsprofil 43 einführbar sind. Ein Verkanten der Steckerbuchse 6 im Steckerblock 4 tritt nicht mehr ein.

Nicht näher dargestellt ist das Innere 61 der Steckerbuchse 6. Das Innere 61 muß so gestaltet sein, daß es einerseits den Anschlußzapfen 42 einschließlich der Kontaktflächen 411 des Anschlußstifts 41 mit ausreichendem Spiel umfaßt und andererseits Kontaktelemente aufnehmen kann, die mit den Kontaktflächen 411 der Anschlußstifte 41 in Berührung zu bringen sind. Vorzugsweise sind federnde Kontaktelemente vorgesehen, die in den entsprechenden Aussparungen des Inneren 61 angebracht sind.

Die Kontaktelemente ihrerseits sind elektrisch leitend mit Lötstiften 8 verbunden, die am Boden 21 des Kupplungsteils 2 angeordnet sind. Die Lötstifte 8 werden in nicht näher dargestellter Weise mit der Steuereinheit elektrisch verbunden. Somit ist eine elektrische Verbindung von der Steuereinheit über die Lötstifte 8, die im Inneren 61 der Steckerbuchsen 6 vorhandenen Kontaktelemente und die Kontaktflächen 411 des Anschlußstifts 41 mit der Spulenwicklung des Stators gegeben.

Beim Zusammenfügen von Gehäuse 1 und Kupplungsteil 2 ist ferner dafür Sorge zu tragen, daß eine ausreichend feste mechanische Verbindung zwischen beiden Teilen hergestellt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß am Gehäuse 1 wenigstens zwei Rastelemente 3 vorgesehen sind, die mit entsprechenden Rastelementen des Kupplungsteils 2, &zgr;. B. in Form eines Bügels 5, zusammenwirken. Die jeweiligen Rastelemente sind dabei so aufeinander abzustimmen, da|3 die Verbindung lösbar ist.

Bevorzugt weisen die im Gehäuse 1 am Gehäuseboden 12 angeordneten Rastelemente 3 jeweils eine Nase 31 auf, die über die Mantelfläche 11 des Gehäuses 1 hinausragt. Diese greift in einen Absatzsteg 51 des Bügels 5 ein, welcher außenseits mit der Umfangslinie des Kupplungsteils bündig ist. Beim Aufschieben des Gehäuses 1 auf das Kupplungsteil 2 wird das gehäuseseitige Rastelement 3 nach innen und das kupplungsteilseitige Rastelement 5 nach außen gedrückt, bis schließlich die Nase 31 in den Absatzsteg 51 eingreift.

Zum Lösen der mechanischen Verbindung sind die beiden Bügel 5 am Kupplungsteil 2 so weit aufzuspreizen, bis der Absatzsteg 51 außer Eingriff mit der Nase 31 des Rastelements 3 kommt. Danach kann das Gehäuse 1 axial vom Kupplungsteil 2 abgezogen werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kupplungsteil 2 integraler Bestandteil einer Leiterplatte, auf welcher eine Schaltung aufgebracht ist. Beispielsweise kann die gesamte Anzeigentafel eines Kraftfahrzeug-Instrumententrägers gleichzeitig eine Reihe derartiger Kupplungsteile aufweisen, auf die die Gehäuse in Mehrfachanordnung angebracht sind.

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FIGURENLEGENDE

1	Gehäuse
11	Mantelfläche
12	Gehäuseboden
2	Kupplungsteil
21	Boden
3	Rastelement
31	Nase
4	Steckerblock
41	Anschlußstift
411	Kontaktfläche
42	Anschlußzapfen
421	Seitenfläche
43	Führungsprof il
431	Führungssteg
5	Rastelement
51	Absatzsteg
6	Steckerbuchse
61	Inneres
8	Lötstifte

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Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Schrittmotor, bestehend im wesentlichen aus einem Gehäuse, einem Rotor und wenigstens einem Stator mit aus dem Gehäuseboden axial hinausragenden Anschlußstiften für die Statorspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (41) Bestandteile von im Gehäuseboden (12) integrierten Steckerblöcken (4) sind, welche dazu vorgesehen sind, in jeweils korrespondierende Steckerbuchsen (6) eines mit dem Gehäuse (1) lösbar verbundenen Kupplungsteils (2) einzugreifen und einen elektrisch leitenden Kontakt mit am Boden (21) des Kupplungsteil (2) angeordneten Lötstiften (8) herzustellen.

2. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steckerblock (4) einen Anschlußzapfen (42) aufweist, in dem der Anschlußstift (41) fast vollständig derart integriert ist, daß lediglich ein kleiner Teil des Anschlußstifts (41) in Form von Kontaktflächen (411) seitlich aus Seitenflächen (421) des Anschlußzapfens

(42) hervortritt.

3. Schrittmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steckerblock (4) ein Führungsprofil

(43) aufweist, das den Anschlußstift (41) zumindest teilweise und im Abstand umgibt.

4. Schrittmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Führungsprofil (43) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist.

5. Schrittmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsprofil· (43) mindestens einen Führungssteg (431) aufweist.

6. Schrittmotor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Führungsprofils (43) größer ist als die Höhe des Anschlußzapfens (42).

7. Schrittmotor nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (2) Steckerbuchsen (6) aufweist, die so ausgeformt sind, daß sie mit geringem Spiel in den Zwischenraum zwischen dem Anschlußzapfen (42) und dem Führungsprofil (43) einführbar sind.

8. Schrittmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerbuchsen (6) in ihrem Inneren (61) federnde Kontaktelemente aufweisen, die mit den am Boden (21) des Kupplungsteil (2) angeordneten Lötstiften (8) verbunden und dazu bestimmt sind, mit den Kontaktflächen (411) der Anschlußstifte (41) einen elektrisch leitenden Kontakt herzustellen.

9. Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseboden (12) wenigstens zwei Rastelemente (3) integriert sind, die dazu bestimmt sind, mit entsprechenden Rastelementen (5), die im Boden (21) des Kupplungsteils (2) angeordnet sind, zusammenzuwirken und so eine lösbare mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuse (1) und dem Kupplungsteil (2) herzustellen.

10. Schrittmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (3) am Gehäuse (1) die Form von Haken aufweisen, deren Nasen (31) in jeweils zugehörige Absatzstege (51) des Bügels (5) rastend eingreifen.

11. Schrittmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (2) integraler Bestandteil einer Leiterplatte ist.