DE19718161B4

DE19718161B4 - Elektromotor mit außen am Motorgehäuse angeordnetem Feststecker

Info

Publication number: DE19718161B4
Application number: DE1997118161
Authority: DE
Inventors: Lutz Dipl.-Ing. Leimbach; Michael Dipl.-Ing. Zottmann; Jürgen Bellmann; Gerd Dipl.-Ing. Hartel; Horst Dipl.-Ing. Steegmüller
Original assignee: ZF Sachs AG; Siemens AG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG; ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: DE19718161A1

Abstract

Elektromotor mit radial außen am Motorgehäuse angeordnetem Feststecker mit den Merkmalen:
a) Der Feststecker (3) ist durch Anlage gegen ein gesondertes motorseitiges Stützglied, insbesondere eine Stützlasche (2.1), als baulich getrenntes Teil in Gegenrichtung zu der auf ihn beim Aufstecken eines Gegensteckers ausgeübten Kontaktierungskraft (F) abstützbar;
b) der Feststecker (3) ist in der Aufsteckrichtung des Gegensteckers und in der Gegenrichtung an dem Stützglied kraft- und/oder formschlüssig fixierbar;
c) der Feststecker (3) ragt im Bereich eines ein Lagerschild (2) aufnehmenden Endes eines Motorgehäuses (1) aus diesem heraus;
d) das Stützglied, insbesondere die Stützlasche (2.1), ist als radial das Motorgehäuse (1) überragender Flansch an den Lagerschild (2) angeformt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit außen am Motorgehäuse angeordnetem Feststecker gemäß Anspruch 1; derartige Elektromotoren sind insbesondere zum Einsatz in elektromotorischen Kupplungs-Stellantrieben bzw. automatischen Brems-Stellantrieben bzw. Getriebe-Stellantrieben in Kraftfahrzeugen vorgesehen.
Motoren der vorgenannten Art müssen in ihrer Baugröße, insbesondere axial, kompakt sowie feuchtigkeitsdicht geschlossen und dabei als Massen-Serienprodukt fertigungs- bzw. montagetechnisch einfach aufgebaut sein; zum Anschluß elektrischer Speise- und/oder Steuerleitungen ist der Elektromotor mit einem äußeren Feststecker versehen, auf den ein, insbesondere kundenspezifischer, Anschluß-Gegenstecker mit einer bestimmten Kontaktierungskraft aufgesteckt und von diesem, insbesondere im Servicefall, wieder abgezogen wird.

In der EP 0 472 746 A1 ist ein Kunststoff-Anschluss-Feststecker offenbart, der mit dem äußeren Ende einer von der Bürstentragplatte durch eine Durchführung im Motorgehäuse nach außen geführten Motoranschlußleitung verbunden ist. Dieser dient dazu, die Motoranschlußleitung auf einfache Weise an eine Speise- und/oder Steuerleitung anschließen zu können und ist durch eine auf ein Ende des Motorgehäuses aufgesteckte und an diesem in ihrer Betriebsendlage fixierbare Kunststoff-Abdeckkappe gehalten.

Ein Elektromotor mit dem Merkmal a) des Patentanspruchs 1 ist bereits in der älteren, jedoch am Anmeldetag noch nicht veröffentlichten, deutschen Gebrauchsmusteranmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 297 02 510 U1 vorgeschlagen worden; durch das derart bereits vorgeschlagene Stützglied kann auf fertigungstechnisch einfache und gleichzeitig betriebssichere Weise einem zu weiten Auslenken des Feststeckers und damit möglicherweise einem Schaden an seiner motorseitigen Halterung beim Kontaktieren des äußeren Anschluß-Gegensteckers als auch bei betriebsmäßigen Rüttelbelastungen des Elektromotors vorgebeugt werden.

Nach einer ebenfalls bereits vorgeschlagenen Ausgestaltung sind der Feststecker an dem einen Ende des Elektromotors als einstückiges, insbesondere spritzgegossenes, Bauteil einer an dem gleichen Ende vom Motorgehäuse aufgenommenen Bürstenhalterung bzw. das Stützglied als einstückige, insbesondere als Biegestanzteil angeformte, Stützlasche eines dieses Motorgehäuseende verschließenden Lagerschildes ausgebildet.

Erfindungsgemäß kann die vorbeschriebene Stützglied-Abstützung in fertigungs- und montagetechnisch vorteilhafter Weise hinsichtlich einer Bruchsicherheit im Fall einer Steckerentriegelung und/oder einer stärkeren Rüttelbeanspruchung, insbesondere bei Halterung im Motorraum eines Kraftfahrzeuges, durch die Lehre gemäß Patentanspruch 1 verbessert werden. Durch die kraft- bzw. formschlüssige Anbindung des Feststeckers an das Stützglied wird die Belastbarkeit des Feststeckers, insbesondere im Bereich eines in das Motorgehäuse ragenden Verbindungshalses zu einer motorinneren Bürstenhalterung, deutlich erhöht, so daß gegebenenfalls eine stabile Verbindung zwischen dem radial äußeren Feststecker einerseits und der radial inneren Bürstenhalterung andererseits mit geringeren Materialstärken und somit in kompakterer Bauform verwirklichbar ist.

Eine sichere Anbindung zwischen Feststecker einerseits und Stützglied andererseits auch unter Berücksichtigung stärkerer Einbautoleranzbandbreiten läßt sich mit einfachem, auch automatisierbarem, Montageablauf durch eine gegenseitige Rast-Formschlußverbindung bzw. gegenseitige Krall-Formschluflverbindung erreichen, wobei zweckmäßigerweise jeweils der eine Verbindungsteil am motorgehäuseseitigen Feststecker und der andere Verbindungsteil am lagerschildseitigen Stützglied vorgesehen ist, derart daß die Verbindungsteile beim Zusammenbau von Motorgehäuse und Lagerschild mit Stützglied selbsttätig ineinandergreifen.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand schematischer Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:
1 in perspektivischer Darstellung die axiale Seitenansicht eines montierten Elektro-Kommutatormotors mit an seinem linken Ende angeordnetem, gegen eine Stützlasche des linken Lagerschildes abstützbarem und mit dieser verrastbarem Feststecker;
2 den Kommutator-Elektromotor gemäß 1 ohne Rotor, Lager und Bürsten in perspektivischer Explosionsdarstellung
3 den Kommutator-Elektromotor gemäß 1 in einem axialen Längsschnitt;
4 in perspektivischer Darstellung die axiale Seitenansicht eines montierten Kommutator-Elektromotors mit an seinem linken Ende angeordnetem, gegen eine Stützlasche des linken Lagerschildes abstützbarem und mit dieser verkrallbarem Feststecker;
5 den Kommutator-Elektromotor gemäß 4 in perspektivischer Explosionsdarstellung;
6 in vergrößertem Teilausschnitt aus 1, die Rast-Formschlußverbindung in Seitenansicht;
7 in vergrößertem Teilausschnit aus 4 die Krall-Formschlußverbindung in Seitenansicht;
8 im vergrößerten Teilausschnitt alternativ eine Niet-Formschlußverbindung;
9 im vergrößerten Teilausschnitt alternativ eine Schraub-Formschlußverbindung.
Die 1 – 5 zeigen als Stellmotor einen Elektromotor mit einem topfförmigen Gehäuse 1, das an seinem linken Ende durch ein Lagerschild 2 verschließbar ist. Motorgehäuse 1 bzw. Lagerschild 2 sind in ihrer gegenseitig ausgerichteten Anlage durch jeweils mit ihnen einstückige Verstemmaugen bzw. Verstemmnasen 1.3 bzw 2.3 gegenseitig formschlüssig fixierbar. Am Innenumfang des Motorgehäuses 1 sind Permanent-Erregermagnete 1.1 über den Umfang verteilt angeordnet. In einem statorseitigen rechten Kalottenlager sowie linken Kugellager ist eine Rotorwelle 4 mit einem an dem linken Ende aus dem Lagerschild 2 herausragenden spindelförmigen Antriebswellenende 4.4 gelagert. Die Rotorwelle 4 nimmt ein Rotorblechpaket 4.1 auf, in das eine Rotorwicklung 4.2 eingebracht ist, die jeweils an einen Kommutator 4.3 angeschlossen ist. Der Kommutator 4.3 ist über ihn beschleifende, in einer Bürstenhalterung 3.1 gelagerte Bürsten an Steckerstifte 3.7 für Steuer- bzw. Stromspeiseleitungen angeschlossen; die Steckerstifte 3.7 sind in einen Feststecker 3 eingespritzt. Die gesamte fertigmontierte Motoreinheit ist mittels Befestigungslaschen 1.2 bzw. 2.2 in einen Kupplungs- bzw. Brems- bzw. Getriebe-Antrieb vorzugsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeuges einbaubar.
Der Feststecker 3 ist in hier nicht näher dargestellter Weise mit einem, insbesondere kundenspezifischen, Anschluß-Gegenstecker kontaktierbar, der mit einer Kontaktierungskraft F auf den Feststecker 3 auf bzw. in den Feststecker 3 eingesteckt wird. Der Feststecker 3 ist vorteilhaft einstückig mit einer in das Motorgehäuse 1 von dessen axial offenem Ende vor der Anbringung des Lagerschildes 2 einsteckbaren Bürstenhalterung 3.1 aus Kunststoff spritzgegossen; dazu ist der Feststecker 3 über einen Verbindungshals 3.2 mit der Bürstenhalterung 3.1 verbunden. Der Verbindungshals 3.2 ist derart in eine axial stirnseitige Ausnehmung des Bürstengehäuses 1 und/oder des Lagerschildes 2 dichtend einsteckbar, daß bei Gegenanlage des Lagerschildes 2 gegen das linke stirnseitige Ende des Motorgehäuses 1 insgesamt eine feuchtigkeitsdichte Bauteileinheit entsteht. Zur Abdichtung sind dabei zweckmäßigerweise Dichtungsauflagen 3.3 bzw. 3.4 zwischen dem Verbindungshals 3.2 sowie dem Motorgehäuse 1 und dem Lagerschild 2 vorgesehen.
Um einer Beschädigung der Halterung des Feststeckers 3 bzw. des Feststeckers 3 selbst beim Aufdrücken des Anschluß-Gegensteckers mit der Kontaktierungskraft F, insbesondere durch zu große Ausweichverformungen, vorzubeugen, ist gemäß der bereits vorgeschlagenen Lösung ein Abstützglied in Form einer Stützlasche 2.1 vorgesehen, die in fertigungs- und montagetechnisch vorteilhafter Weise radial gegenüber dem Außenumfang des Motorgehäuses 1 überstehend an den Lagerschild 2, insbesondere als Biegestanzteil bei einem metallenen Lagerschild, angeformt ist.
Zur einfacheren Zugänglichkeit des Feststeckers 3 ist dieser im spitzen Winkel schräg verlaufend zur Axialrichtung des Motorgehäuses 1 angeordnet. Zur Überbrückung eines möglichen größeren axialen Abstandes des Feststeckers 3 gegenüber der Stützlasche 2.1 ist ein Steckerhals 3.6 als Abstützhilfe, vorzugsweise einstückig, an den Feststecker 3 angeformt. Der Feststecker 3 ist weiterhin über eine, ebenfalls vorzugsweise einstückig angeformte, Prellbacke 3.5 auch gegenüber dem Außenumfang des Motorgehäuses 1 derart abstützbar, daß der Feststecker 3 durch seine Halterungsanlage zwischen der Stützlasche 2.1 einerseits und dem Motorgehäuse 1 andererseits bei betriebsmäßigen Vibrationen des Motors 1 nicht zu großen unzulässigen Rüttelbewegungen ausgesetzt ist, die zu einem Schaden seiner Fixierung am Motor, insbesondere an der Bürstenhalterung 3.1, führen könnten.
Ein verbesserter Schutz für den Feststecker 3 und insbesondere dessen Verbindungshals 3.2 gegen stärkere Rüttelbelastungen und ein zusäztlicher Schutz beim Entriegeln des Gegensteckers – z.B. in einem Servicefall – von dem Feststecker 3 kann durch eine zusätzliche kraftbeschlüssige und/oder formschlüssige Arretierung zwischen dem Feststecker 3 und dem Stützglied, insbesondere der Stützlasche 2.1, erreicht werden.
Die Figuren zeigen vier Ausführungsbeispiele einer formschlüssigen Arretierung zwischen Feststecker 3 einerseits und Stützlasche 2.1 andererseits, wobei jeweils in vorteilhafter E Weise gegenseitig unterschiedliche Abstände überbrückbar sind, die sich aufgrund von Zusammenbautoleranzen ergeben können.
1 – 3 sowie 6 zeigen eine Rast-Formschlußverbindung 5, bei welcher der Feststecker 3 mit elastischen Raststegen 5.1; 5.2 durch eine Durchstecköffnung 2.11 der Stützlasche 2.1 steckbar ist und die Stützlasche 2.1 nach Verrasten formschlüssig hintergreift; durch in Steckgegenrichtung ansteigende Anlageflanken der Raststege kann in einfacher Weise eine selbstnachspannende Anpassung an unterschiedliche Axialabstände zwischen Feststecker und Stützlasche erreicht werden.
4, 5 sowie 7 zeigen eine Krall-Formschlußverbindung 6, bei welcher der Feststecker 3 mit einem Dom 6.1 durch eine Durchstecköffnung 2.11 der Stützlasche 2.1 steckbar ist und, wiederum unter Ausgleich von axialen Toleranzabständen, Feststecker und Stützlasche dadurch zueinander fest arretierbar sind, daß eine auf den Dom 6.1 aufgeschobene Krallscheibe 5.2 gegen die Stützlasche 2.1 andrückend in ihrer Andruckendlage in Gegenandruckrichtung durch Verkrallen an dem Dom 6.1 fixierbar ist.
8 zeigt eine Niet-Formschlußverbindung, bei welcher der Feststecker 3 mit einem Nietschaft 7.1 durch eine Durchsteck-Öffnung 2.11 der Stützlasche 2.1 greift und an seinem Ende mit einem gegen die Stützlasche anliegenden sowie wiederum, wie in 6 und 7, den Feststecker gegen die Stützlasche festspannenden, insbesondere durch Ultraschweißen fertigbaren, Nietknopf 7.2 versehen ist.
9 schließlich zeigt zur gegenseitigen Verspannung von Feststecker 3 und der Stützlasche 2.1 eine Schraub-Formschlußverbindung 8, bei der eine Schraube mit einem Schraubenkopf 8.2 axial außen an die Stützlasche 2.1 andrückt, durch eine Druckstecker-Öffnung 2.11 der Stützlasche greift und mit einem Schraubenschaft 8.1 im Feststecker verschraubt ist und dadurch diesen gegen die Stützlasche 2.1 festspannt.
In vorteilhafter Weise greifen die zuvor erläuterten Formschluß-Verbindungen beim Zusammenbau von Motorgehäuse mit Bürstenhalterung und Feststecker einerseits sowie Lagerschild mit Stützlasche andererseits selbsttäitg ineinander, wobei im Fall der Rast-Formschlußverbindung auch bereits die endgültige gegenseitige Arretierung und gegenseitige Verspannung gewährleistbar ist; die weiteren erläuterten Formschlußverbindungen erlauben die Überbrückung von besonders großen axialen Einbautoleranzbandbreiten.
Neben den beschriebenen formschlüssigen Fixierungen zwischen dem Stützglied und dem Feststecker umfaßt die vorliegende Erfindung auch eine, gegebenenfalls gleichzeitige, kraftschlüssige Fixierung, insbesondere in Form einer gegenseitigen Klebeverbindung oder Preßverbindung, bei der z.B. der Dom, mit entsprechendem Durchmesser-Übermaß, in eine korrespondierende Einstecköffnung eingedrückt ist.

Claims

Elektromotor mit radial außen am Motorgehäuse angeordnetem Feststecker mit den Merkmalen: a) Der Feststecker (3) ist durch Anlage gegen ein gesondertes motorseitiges Stützglied, insbesondere eine Stützlasche (2.1), als baulich getrenntes Teil in Gegenrichtung zu der auf ihn beim Aufstecken eines Gegensteckers ausgeübten Kontaktierungskraft (F) abstützbar; b) der Feststecker (3) ist in der Aufsteckrichtung des Gegensteckers und in der Gegenrichtung an dem Stützglied kraft- und/oder formschlüssig fixierbar; c) der Feststecker (3) ragt im Bereich eines ein Lagerschild (2) aufnehmenden Endes eines Motorgehäuses (1) aus diesem heraus; d) das Stützglied, insbesondere die Stützlasche (2.1), ist als radial das Motorgehäuse (1) überragender Flansch an den Lagerschild (2) angeformt.
Elektromotor nach dem vorhergehenden Anspruch 1 mit dem Merkmal: e) Der Feststecker (3) ist an dem Stützglied kraftschlüssig durch Verkleben fixierbar.
Elektromotor nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Merkmal: f) Der Feststecker (3) ist an dem Stützglied mittels eines, insbesondere selbstnachspannenden, Rast-Verschlusses (5) fixierbar.
Elektromotor nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Merkmal: g) Der Feststecker (3) ist an dem Stützglied mittels eines Krall-Verschlusses (6) fixierbar.
Elektromotor nach zumindest einem den vorhergehenden Ansprüche mit dem Merkmal: h) Der Feststecker (3) ist an dem Stützglied mittels eines Nietverschlusses (7) fixierbar.
Elektromotor nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Merkmal: i) Der Feststecker (3) ist an dem Stützglied mittels eines Schraubverschlusses (8) fixierbar.
Elektromotor nach dem vorhergehenden Anspruch 4 mit dem Merkmal: j) Der Feststecker (3) bzw. das Stützglied ist mit einem, insbesondere axial, vorstehenden Dom (6.1) zur Gegenhalterung einer an dem Stützglied und/oder dem Feststecker anliegenden Krallscheibe (6.2) versehen.
Elektromotor nach dem vorhergehenden Anspruch 7 mit dem Merkmal: k) Das Stützglied, insbesondere die Stützlasche (2.1), ist als einstückiges Stanz-Biegeteil bzw. einstückiges Spritzgußteil des Lagerschildes (2) ausgebildet.
Elektromotor nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Merkmal: l) Der Feststecker (3) ist Bestandteil einer, insbesondere als Kunststoffteil ausgebildeten, im Motorgehäuse (1) anzuordnenden Kommutatormotor-Bürstenhalterung (3.1).
Elektromotor nach dem vorhergehenden Anspruch mit den Merkmalen: m) Der Feststecker (3) ist über einen Verbindungshals (3.2) einstückig mit der Bürstenhalterung (3.1) verbunden; n) die Anschlußverbindungen zwischen der Bürstenhalterung (3.1) einerseits und dem Feststecker (3) andererseits, insbesondere zu Steckerstiften (3.7) des Feststeckers (3), sind in dem Verbindungshals (3.2) verlegt, insbesondere in diesen eingegossen.
Elektromotor nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Merkmal: o) Der Feststecker (3) ist durch ein Abstützteil, insbesondere durch eine Prellbacke (3.5), im Sinne einer Vibration-Rüttelkraftbegrenzung am Motorgehäuse (1) mit Gegenanlage an dem Stützglied, insbesondere der Stützlasche (2.1), abstützbar.