CS266582B2

CS266582B2 - Electric motor for machine drive, e.g. washing machine

Info

Publication number: CS266582B2
Application number: CS862651A
Authority: CS
Inventors: Jurgen Dipl Ing Bosche; Manfred Dipl Ing Altmann; Herbert Dipl Ing Jakel
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1986-04-11
Publication date: 1990-01-12
Also published as: IT8620047A0; CS265186A2; FR2580439B1; IT1190616B; IT8620047A1; FR2580439A1

Description

Vynález se týká elektromotoru к pohonu stroje, například pračky.

U současných strojů a přístrojů se sériově vyráběný hnací motor zamontuje do stroje a potom se připojují ručně vodiče. Vinuté statory elektromotorů se musejí vnitřně spojit a propojit s ostatními konstrukčními díly, například s kondenzátory, tlumivkami, uhlíkovými kartáči a připojovacími zástrčkami. Například se na vhodném místě uspořádá svorkovnice, do které se sbíhají všechny vodiče přicházející od motoru jako přívody budicího vinutí, tachogenerátoru nebo kartáčků. Do tohoto místa se rovněž sbíhají vodiče přicházející zvnějšku, například vodiče síťové přípojky nebo regulační elektroniky, které se musejí připojit. U takové konstrukce je mimoto nebezpečí vzniku povrchových proudů vlivem usazenin prachu na konstrukčních součástech a v bodech spínání.

Účelem vynálezu je snížit nároky při výrobě takových přístrojů a strojů, zejména nároky na propojení hnacího motoru, a zvýšit provozní spolehlivost. Podstata vynálezu spočívá v tom, že motor je vytvořen jako kolektorový motor a na jeho ložiskovém štítu na kolektorové straně je uložena kolmo ke hřídeli deska s plošnými spoji, jejíž soustava vodivých drah tvoří vnitřní spoje motoru a která nese elektrické konstrukční součásti integrované do vodivých drah, přičemž strana desky s vodivými dráhami je odvrácena od statoru.

Tím vznikne hnací motor, který tvoří s konstrukčními díly, nezbytnými к jeho provozu, a s vnitřními vodiči prakticky jednotku. Tato hotová jednotka se může předběžně smontovat a vestavět jako kompletní jednotka do přístroje nebo stroje, například do pračky, aniž by bylo třeba provádět další složité a časově náročné práce pro vnitřní propojení motoru. Nahražením dosud obvyklého spojování pomocí jednotlivých vodičů se zvyšuje provozní spolehlivost a zmenšuje se počet pracovních postupů při zapojování statorů a při konečné montáži.

Hotová jednotka může být vytvořena s výhodou jako deska s plošnými spoji, která tvoří nosič stavebních dílů a je opatřena vodivými dráhami pro vnitřní propojení motoru.

Pro vyšší proudy může být podle dalšího vytvoření vynálezu vnitřní propojení motoru vytvořeno jako oddělená kovová mříž. Takovou kovovou mříž lze záměrně přizpůsobit očekávaným intenzitám proudu, a přitom může mříž vést podstatně vyšší proudy než plošné spoje. Mříž lze například vytvořit jednoduše ražením.

Kovová mříž může být například upevněna na izolační nosné konstrukční součásti, například na desce, například prostřednictvím opěrných bodů. Vnitřní vodiče motoru, například ve tvaru takové kovové mříže, mohou být alespoň na svých podstatných dílech obklopeny izolační konstrukční součástí, která tvoří nosnou součást. To umožňuje spolehlivou kompaktní připojovací techniku s ochranou proti doteku a znečištění. Kontaktová místa jsou zapouzdřena, takže jsou bezpečná proti otřesům, a počet možností chyb je značně omezen. Přitom lze jednoduchým způsobem dodržet elektricky nezbytné vzdálenosti jednotlivých součástí. Taková konstrukce umožňuje kompaktní provedení propojovacích vodičů až к připojovací zástrčce.

Vodiče mohou být například s výhodou zality do předběžně vytvarované nosné desky nebo oblity izolačním plastem. Podle dalšího význaku vynálezu mohou být vodiče obklopeny, případně zakryty izolačními konstrukčními součástmi.

Podle výhodného provedení jsou kontrukční díly pro provoz motoru, například kondenzátory, tlumivky, uhlíkové kartáčky nebo zástrčky neseny deskou s plošnými spoji nebo nosnou deskou nebo jsou s ní integrovány, například ve speciálně vytvořených komůrkách.

U uvedených konstrukčních dílů může jít například o cívku tachogenerátoru, která je upevněna v přímém vodivém styku například na desce s plošnými spoji. Konečně může být i díl regulační elektroniky, který patří к motoru, vytvořen jako konstrukční díl a upevněn vodivě přímo na desce s plošnými spoji. Zatímco tedy vnitřní propojení motoru probíhá

CS 266 582 B2 například přes plošné spoje desky, mohou být vnější vodiče propojeny přes jediný zásuvkový kontakt, který se nasadí na kolíky desky s plošnými spoji a může se na ní mechanicky zablokovat blokovacími prvky.

U motoru, kde je možné použít ložiskového štítu z plastu, je nosná deska, vytvořena s výhodou jako ložiskový štít motoru a vnitřní propojení motoru tvoří kovová mříž.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příklady provedení znázorněnými na výkrese, kde obr. 1 a 2 značí v různých pohledech schematicky kolektorový konec motoru s deskou s plošnými spoji podle vynálezu, obr. 3a, 3b v axonometrickém pohledu desku s plošnými spoji, obr. 4 část desky se zásuvkovým kontaktem, obr. 5 a 6 dva schematické pohledy na motor u kolektoru s tachogenerátorem upevněným na desce s plošnými spoji, obr. 7 a 8 dva další příklady provedení, obr. 9 půdorys dalšího provedení vynálezu a obr. 10 řez vedený lomenou rovinou A-B na obr. 9.

Na výkrese je znázorněn stator 10 a kolektor 11 hnacího motoru, který má na kolektorové straně desku 12 s plošnými spoji, upevněnou neznázorněným způsobem na ložiskovém štítu na kolektorové straně motoru opatřeném dosedací plochou £3. V provedení podle obr. 1 jsou klíny 14, uložené v pólových drážkách, protaženy až к desce 12 a opatřeny kanálky 15, v nichž jsou uspořádány spojovací vodiče 16 mezi statorem a deskou 12. Přitom jde například o přípojky pro budicí vinutí, pro tepelný ochranný spínač a o vývody cívky. Spojení mezi spojovacími vodiči 16 a deskou 12 s plošnými spoji je vytvořeno jako zástrčkový spoj. Při této konstrukci dojde tedy к propojení při montáži ložiskového štítu včetně desky

12. Zkoušení statoru 10 se může provádět před montáží ložiskového štítu přes kontaktové kolíky 17, upevněné v klínech £4. *

Obr. 2 ukazuje uložení držáku 18 kartáčků, nezapouzdřených v plastu, na desce £2 ležící na straně odvrácené od statoru 10 a jejich kontaktové spojení s rovinou vodičů desky £2. Polohy držáků 18 kartáčků, nezbytné pro různý smysl otáčení odstřelování, jsou uspořádány na desce 12. U otvorů držáků 18 pro kartáčky je v ložiskovém štítu upravena dosedací plocha a vhodné upevnění, například zalité kolíky a blokovací kotouče. Protože obě brejle držáku 18 jsou namontovány na jediném dílu, nevznikají problémy s nastavováním jejich vzdálenosti.

Díl regulační elektroniky, který patří к motoru, je vytvořen jako samostatná konstrukční součást 19 a uspořádán rovněž na desce 12 s plošnými spoji s přímým dotekem (obr. 3a). К plošným spojům na desce 12 jsou připevněny kolíky 20 к elektrickému spojení směrem ven pomocí zásuvkového kontaktu 21, který lze ukotvit na desce 12 prostřednictvím blokovacího ústrojí 22, 23 (obr. 4). V porovnání s dosavadní konstrukci může tedy odpadnout pouzdro kontaktu a příslušný přidržovací plech. Místo dosavadního silného kabelu může být uspořádán širokopásmový plochý kabel 24.

Obr. 5 a 6 znázorňují tachogenerátor 25 s běžnou cívkou 26 navinutou na jádře a s magnetem 27. Cívka 26 je upevněna přímo na desce 12 s plošnými spoji bez vložených dalších vodičů a magnet 27 je nasazen přímo mezi kolektorem 11 a ložiskem £8. Z kolektorové strany může být případně umístěn teplotní ochranný štít. Jádro cívky 26 přesahuje přes lichý počet pólových roztečí.

Deska 12 je na straně s plošnými spoji chráněna polyurethanovou pěnovou rohoží 29 proti uhlíkovému prachu a proti teplotním vlivům. Rohož 29 má jako tvarový díl vyrobený ražením otvory pro tachogenerátor 25, elektronickou konstrukční součást £9, tlumivku 30, kolíky 20 a zásuvkový kontakt 21, a může být upevněna na desce 12 neznázorněnými svorkami.

Předem vyrobená deska 12 s plošnými spoji se upevní na vnitřní stranu neznázorněného ložiskového štítu a může být například upnuta na čepech nebo přišroubována. U brejlí je účelné přídavné upevnění na dosedací ploše ložiskového štítu, aby se zabránilo kmitání desky 12.

CS 266 582 B2

Deska 12 s plošnými spoji tvoří tedy nosník soustavy vodičů, držáků 18 kartáčků, kolíků 20, zásuvkového kontaktu 21, tachogenerátoru 25, regulační elektroniky a odrušovacích prkvů. Všechny vnitřní vodiče motoru, a to .vedení od tachogenerátoru 25 ke kolíkům, budicí přívody, přívody kartáčků, přívody tepelné ochrany, přívody к zástrčce a zásuvce a vedení к elektronice jsou vedeny přes desku 12 s plošnými spoji.

Obr. 7 ukazuje kolektorový konec motoru a obr. 8 izolační konstrukční součást, vytvořenou jako nosná deska 34.

Stator 10 nese statorové vinutí s hlavou 31. Vinutí je vyvedeno ke čtyřem kontaktovým opěrným bodům 32, které tvoří kontaktové přechody mezi vinutím a vnitřními vodiči 33 motoru.

Vnitřní vodiče 33 motoru tvoří integrovanou součást desky s plošnými spoji, která je vytvořena jako nosná deska 34. Podle obr. 8 sestávají vnitřní vodiče 33 z vodivých drah vyrobených ražením, které jsou znázorněny v dílčím pohledu a jsou ve znázorněném příkladě provedení úplně obklopeny izolační nosnou deskou 34, například jsou v ní zality. Dotek mezi budicím vinutím ve statoru 10 a nosnou deskou 34 je proveden přes kontaktové opěrné body 32 (obr. 7), které zapadají do kontaktových otvorů 35 nosné desky 34. Tím ^sesoučasně nosná deska 34 pevně mechanicky usadí na statoru 10. Nosná deska 34 má vnitřní otvor 36 pro průchod rotoru motoru a tvoří současně nosič pro přídavné konstrukční díly, například pro držáky 18 kartáčků, pro zástrčková pouzdra 37, 38 a pro tepelný spínač 39.

Další výhodné provedení vynálezu je znázorněno na obr. 9 a 10, kde má deska s plošnými spoji tvar skříně £0, sestávající ze základní desky 41 s vystupujícím okrajem 42. Obrys základní desky 41 je přizpůsoben konstrukční součásti motoru, na níž má být skříň 40 upevněna. Na okraj 42 lze nasadit kryt 43, který v případě skříně 40 z izolačního plastu může být upevněn na okraj 42 plastickým závěsem 44 a tvoří použití běžných těsnění uzávěr skříně 40 nepropustný pro prach a/nebo kapalinu.

Účelně má skříň 40 uprostřed otvor £5, do kterého vyčnívá kolektor 11 motoru. To má tu výhodu, že na spodní straně skříně 40, přivrácené к motoru, mohou být uspořádány držáky 46 kartáčků vcelku se skříní 40. Držáky 46 jsou znázorněny jako dvojité držáky ve tvaru V, jakých se používá např. u reverzačního motoru. Mimoto mohou být vcelku se skříní 40 vyrobeny i komůrky 47 pro konektory a trubkové nástavce 48 к vedení a/nebo izolaci elektrických vodičů £2# které spojují např. čelo 31 budicího vinutí s konstrukčními díly uloženými ve skříni 40.

Skříň 40 tohoto druhu může být vytvořena s výhodou jako jeden díl s jedním z nosníků ložiska motoru. V rámci vynálezu však může být naopak skříň 40 upevněna jako samostatná konstrukční součást na jiném libovolném místě motoru, účelně pomocí zaskakovacích háků, pružinových svorek apod.

Podle výhodného provedení vynálezu může skříň 40 sloužit jako nepropustný plášť pro zapojovací desku 50, která je osazena konstrukčními díly 52. nezbytnými pro provoz motoru, např. cívkou tachodynama, odrušovací tlumivkou, termickým čidlem a elektronickými součástmi atd. a je upevněna na skříni 40 bud držáky, tvořícími elektrické kontakty, nebo tvarovaným spojem a/nebo zaskakovacími háky.

Další výhoda spočívá v tom, že skříň 40 je speciálně vhodná к uložení strojově předem vyrobených elektrických spojovacích elementů 49, 51. Takové elementy mohou sestávat z izolovaných lankových vodičů 49 s připevněnými zástrčkovými spojkami nebo z izolovaných a/nebo neizolovaných úseků 51 drátu, zahnutých do určitého tvaru. К jejich vedení, držení a/nebo izolaci mohou být uvnitř nebo vně skříně 40 upraveny prohlubně, kanály, drážky apod. Zejména při použití předem zahnutých úseků drátu, které jsou tvarově přizpůsobeny obrysům vodicích kanálů a nástavců 48, které na ně navazují a vedou к čelu 31 vinutí, lze použít osazovacího automatu. Vytvoření izolačního dílu jako skříně 40 přináší tedy řadu výhod.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Elektromotor к pohonu stroje, například pračky, vyznačený tím, že je vytvořen jako kolektorový motor a na jeho ložiskovém štítu na kolektorové straně je uložena kolmo ke hřídeli deska (12) s plošnými spoji, jejíž soustava vodivých drah tvoří vnitřní spoje motoru a která nese elektrické konstrukční součásti integrované do vodivých drah, přičemž deska (12) s plošnými spoji je svou stranou opatřenou vodivými dráhami odvrácena od statoru (10).
2. Elektromotor podle bodu 1, vyznačený tím, že deska (12) s plošnými spoji je upevněna na držákách (18) kartáčků uspořádaných na ložiskovém štítu.
3. Elektromotor podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že ve statoru (10) je alespoň část klínů (14) uzavírajících drážky protažena do roviny desky (12) s plošnými spoji a opatřena kanály (15), kterými procházejí spojovací vodiče (16) od statoru (10), spojené s vodivými dráhami desky (12) s plošnými spoji kontaktovými kolíky (17).
4. Elektromotor podle jednoho z'bodů 1 až 3, vyznačený tím, že držáky (18) kartáčků jsou upevněny na desce (12) s plošnými spoji v přímém elektrickém kontaktu.
5. Elektromotor podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačený tím, že na desce (12) s plošnými spoji je v přímém elektrickém kontaktu upevněna tyčová cívka (26) tachogenerátoru (25), jehož magnet (27) je uložen mezi kolektorem (11) a ložiskem (28) na hřídeli motoru.
6. Elektromotor podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačený tím, že na desce (12) s plošnými spoji je uspořádána prstencová cívka (26) tachogenerátoru (25) včetně pólové skříně, obklopující magnet (27) uložený na hřídeli motoru.
7. Elektromotor podle jednoho z bodů 1 až 6, vyznačený tím, že deska (12) s plošnými spoji je opatřena kolíky (20) pro spojení s vnějším zásuvkovým kontaktem (21), který je na ní uvolnitelně mechanicky upevněn blokovacím ústrojím (22, 23).
8. Elektromotor podle jednoho z bodů 1 až 7, vyznačený tím, že vodivé dráhy (33) ve formě kovové mřížky jsou vyraženy z mosazného plechu a upevněny přímo na desce (12) s plošnými spoji.
9. Elektromotor podle jednoho z bodů 1 až 8, vyznačený tím, že deska s plošnými spoji je vytvořena jako nosná deska (34) ve tvaru ložiskového štítu a průběh vodivých drah (33) je přizpůsoben jejímu tvaru.
10. Elektromotor podle bodu 9, vyznačený tím, že nosná deska (34) je přes kontaktové vačky (32) a kontaktové otvory (35) spojena elektricky a/nebo mechanicky s elektromotorem případně s konci budicího vinutí.
11. Elektromotor podle bodů 1, 9 a 10, vyznačený tím, že deska s plošnými spoji je vytvořena jako skříň (40), kde na obvodu základní desky (41) je uspořádán okraj (42) tvořící boční stěny skříně (40).
12. Elektromotor podle bodu 11, vyznačený tím, Že skříň (40) je prachotěsně a/nebo kapalinotěsně uzavřena víkem (43), nasazeným na její okraj (42).
13. Elektromotor podle bodů 11 a 12, vyznačený tím, že skříň (40) je vyrobena jako jeden díl z izolantu a spojena s víkem (43) plastickým závěsem (44).
14. Elektromotor podle bodů 11 až 13, vyznačený tím, že skříň (40) obklopuje alespoň částečně kolektor (11) a na její straně přivrácené ke kolektoru (11) jsou upevněny držáky (46) kartáčků.

CS 266 582 B2
15. Elektromotor podle bodu 11 a jednoho z bodů 12 až 14, vyznačený tím, že skříň (40) je vytvořena jako jeden kus s dalším dílem motoru, například se stojanem ložiska.
16. Elektromotor podle bodu 11 a jednoho z bodů 12 až 15, vyznačený tím, že skříň (40) je opatřena upevňovacími elementy, aretovatelnými např. pružností na protikusech, uložených na dílech motoru.
17. Elektromotor podle bodu 11 a jednoho z bodů 12 až 16, vyznačený tím, že na skříni (40) jsou uspořádány nástavce (48) , kterými procházejí elektrické vodiče (49) případně spojovací elementy (49, 51).
18. Elektromotor podle bodu 17, vyznačený tím, že spojovací elementy (49) jsou vytvořeny jako předem vyrobené lankové vodiče s připevněnými kolíkovými kontakty.
19. Elektromotor podle bodu 17, vyznačený tím, že spojovací elementy (51) jsou vytvořeny jako úseky drátu připravené к montáži, zahnuté do předem stanovených tvarů a případně izolované.
20. Elektromotor podle bodu 11 a jednoho z bodů 12 až 19, vyznačený tím, že spojovací elementy (49) ve tvaru vodičů procházejí ve skříni (40) vzájemně izolovaně prohlubněmi, kanály, drážkami apod.
21. Elektromotor podle bodů 11 až 20, vyznačený tím, že ve skříni (40) je uspořádána zapojovací deska (50) к uložení elektrických a/nebo elektronických konstrukčních dílů (52).