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Gebiet des Gebrauchsmusters
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Das Gebrauchsmuster betrifft eine Verbindungsstruktur zur Verbindung eines Elektromotor-Stators und einer Leiterplatte.
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Weiterhin betrifft das Gebrauchsmuster einen Elektromotor mit der oben genannten Verbindungsstruktur.
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Technischer Hintergrund
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Elektromotoren nach dem Stand der Technik bestehen im Wesentlichen aus zwei Komponenten, nämlich Stator und Rotor. Der Stator steht fest und der Rotor kann sich 360° drehen. Am Stator befinden sich Wicklungsrahmen, um die Lackdrähte gewickelt sind. Die Lackdrähte, die von diesen Wicklungsrahmen wegführen, müssen mit der Leitungsstruktur im Inneren des Elektromotors elektrisch verbunden werden, damit Strom fließen kann. Die elektrische Verbindung der Lackdrähte mit der Leitungsstruktur im Inneren des Elektromotors wird in der Regel durch Schweißen hergestellt, wobei zunächst die Lackdrähte mit Zwischenklemmen und die Zwischenklemmen wiederum mit einer weiteren Leitungsstruktur verschweißt werden. Dies führt jedoch zu dem Problem, dass die elektrische Verbindung durch eine mangelhafte Verschweißung beeinträchtigt werden kann. Außerdem gestaltet sich die Fertigung verhältnismäßig aufwendig.
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Inhalt des Gebrauchsmusters
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Dem vorliegenden Gebrauchsmuster liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsstruktur mit verbessertem Aufbau zur Verbindung von einem Elektromotor-Stator und einer Leiterplatte bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsstruktur für einen Elektromotor-Stator und eine Leiterplatte, wobei die Verbindungsstruktur Anschlussöffnungen zur Aufnahme von Stator-Lackdrähten umfasst und der Stator und die Leiterplatte elektrisch miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstruktur ist gekennzeichnet dadurch, dass sich auf der Leiterplatte weiterhin Anschlussklemmen befinden, die auf solche Weise angeordnet sind, dass die elektrische Verbindung der Leiterplatte mit dem Stator realisiert wird, indem die Anschlussklemmen in die Anschlussöffnungen eingesteckt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung des vorliegenden Gebrauchsmusters sind die Anschlussklemmen so angeordnet, dass sie nach dem Einstecken in die Anschlussöffnungen direkt die Lackdrähte kontaktieren und eine leitende Verbindung herstellen, wodurch die elektrische Verbindung des Stators mit der Leiterplatte realisiert wird.
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Die Anschlussklemmen auf der Leiterplatte und die Anschlussöffnungen am Stator werden direkt ineinander gesteckt, so dass die Anschlussklemmen in die Isolierschicht der Lackdrähte in den Anschlussöffnungen schneiden und eine leitende Verbindung entsteht, wodurch die elektrische Verbindung der Leiterplatte mit dem Stator realisiert wird. Daher ist ein Vorteil, dass die elektrische Verbindung von Leiterplatte und Elektromotor-Stator nicht durch Schweißen hergestellt werden muss. Somit wird vermieden, dass eine mangelhafte Verschweißung o. Ä. zu einem schlechten elektrischen Kontakt führt, so dass der Produktionsertrag verbessert und außerdem auch ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet wird. Ein zweiter Vorteil ist, dass die Steckverbindung eine Vereinfachung der Fertigung erlaubt und sich sowohl der Zusammen- als auch Auseinanderbau leichter gestalten. Da die Anschlussklemmen die Lackdrähte direkt kontaktieren und eine leitende Verbindung herstellen können, ist es nicht notwendig, in den Anschlussöffnungen Zwischenklemmen, die mit den Anschlussklemmen verbunden sind, vorzusehen, so dass die Anzahl der Komponenten verringert wird, die Kosten sinken und die Montage einfacher wird. Weiterhin wird die Anzahl der Kontaktpunkte reduziert, so dass sich auch die Gefahr eines schlechten elektrischen Kontakts verringert.
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„Lackdraht” bezeichnet einen Wicklungsdraht, der aus einer elektrisch leitenden Ader und einer um diese Ader gewickelten äußeren Isolierschicht besteht.
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„Anschlussöffnung” bezeichnet eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Lackdrahts und einer Anschlussklemme, wobei die Anschlussöffnung selbst nicht mit anderen Komponenten elektrisch verbunden ist.
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„Anschlussklemme” bezeichnet einen Anschlusspunkt, über den eine elektrische Verbindung zwischen der Leitungsstruktur auf der Leiterplatte und anderen Komponenten hergestellt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung des vorliegenden Gebrauchsmusters verfügt der Stator über Wicklungsrahmen, um die Lackdrähte gewickelt sind und an denen sich die Anschlussöffnungen befinden.
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Die Anschlussöffnungen der Wicklungsrahmen erleichtern die Hindurchführung der Lackdrähte und außerdem wird die gesamte Leiterplatte nach der Aufnahme der Anschlussklemmen besser gehalten.
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Gemäß einer Weiterbildung des vorliegenden Gebrauchsmusters bestehen die Wicklungsrahmen aus einem Isoliermaterial, und die Anschlussöffnungen sind mit den Wicklungsrahmen einteilig ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung des vorliegenden Gebrauchsmusters handelt es sich bei dem Isoliermaterial um Kunststoff.
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Gemäß einer Weiterbildung des vorliegenden Gebrauchsmusters umfasst die Leiterplatte eine Leitungsstruktur sowie eine durch Umspritzen (insert molding) der Leitungsstruktur gebildete Kunststoffplatte.
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Gemäß einer Weiterbildung des vorliegenden Gebrauchsmusters wird die Leitungsstruktur durch Stanzen aus Kupferblech hergestellt und die Anschlussklemmen werden mit der Leitungsstruktur aus einem Stück gestanzt.
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Die Herstellung der Leitungsstruktur durch Stanzen von Kupferblech ermöglicht eine im Vergleich zu gedruckten Schaltungen höhere elektrische Belastbarkeit, so dass eine gute Stabilität des Elektromotors gewährleistet wird.
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Indem die mit den Lackdrähten direkt verbundenen Anschlussklemmen und die Leitungsstruktur aus einem Stück gestanzt werden, lässt sich vermeiden, dass in den Anschlussöffnungen Zwischenklemmen vorgesehen werden müssen, die wiederum direkt mit den Lackdrähten verbunden sind, so dass sich die Anzahl der Kontaktpunkte reduzieren lässt und eine größere Stabilität der Leitungsverbindungen resultiert.
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Gemäß einer Weiterbildung des vorliegenden Gebrauchsmusters sind in den Anschlussöffnungen auf beiden Seiten Drahtführungsschlitze ausgebildet, durch welche die Lackdrähte geführt werden können, und die Anschlussklemmen verfügen über Schneideschlitze, die den durch die Drahtführungsschlitze geführten Lackdrähten entsprechen, wobei die Anschlussklemmen weiterhin so angeordnet sind, dass die Schneideschlitze beim Einstecken der Anschlussklemmen in die Anschlussöffnungen in die Isolierschicht der Lackdrähte schneiden, so dass die Lackdrähte und die Anschlussklemmen elektrisch miteinander verbunden werden, wodurch die elektrische Verbindung des Stators mit der Leiterplatte realisiert wird.
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Somit lässt sich auf einfache Weise eine Schneidklemmverbindung zwischen Anschlussklemmen und Lackdrähten realisieren.
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Außerdem stellt das Gebrauchsmuster einen Elektromotor bereit, der eine beliebige der oben genannten Verbindungsstrukturen für einen Stator und eine Leiterplatte umfasst.
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Erläuterung der anhängenden Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung eines Elektromotors gemäß einer optimalen Ausführungsform des Gebrauchsmusters.
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2 ist eine schematische Darstellung der am Statur montierten Leiterplatte im Elektromotor gemäß dem Gebrauchsmuster.
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3 ist eine schematische Darstellung der Leiterplatte im Elektromotor gemäß dem Gebrauchsmuster.
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4 ist eine schematische Darstellung eines Wicklungsrahmens des Elektromotor-Stators gemäß dem Gebrauchsmuster.
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5 ist eine schematische Darstellung der Anschlussklemmen aus 3.
Bezugszeichenliste: 100 Elektromotor; 10 Elektromotorgehäuse; 20 Statur; 21 Statorring; 22 Magnetpol; 30 Leiterplatte; 31 Leitungsstruktur; 32 Anschlussklemme; 321 Schneideschlitz; 33 Kunststoffplatte; 40 Wicklungsrahmen; 41 Anschlussöffnung; 42 Drahtführungsschlitz; 43 Lackdraht; 50 Laufrad; 60 Welle.
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Beschreibung konkreter Ausführungsformen
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Der in 1 gezeigte Elektromotor 100 umfasst ein Motorgehäuse 10. Im Motorgehäuse 10 befinden sich ein Statur (nicht gezeigt), Wicklungsrahmen (nicht gezeigt) und ein Rotorgehäuse (nicht gezeigt). Im Rotorgehäuse wiederum befindet sich ein sich drehender Rotor (nicht gezeigt), und am Rotor ist eine Welle angebracht (nicht gezeigt). An einem Ende der Welle befindet sich ein Entwässerungs-Flügelrad 50. Wenn sich der Rotor dreht, versetzt er auch die Welle in eine Drehbewegung, wodurch wiederum das Entwässerungs-Flügelrad angetrieben und die Flüssigkeit im Inneren eines wasserbetriebenen Haushaltsgeräts beseitigt wird. Das andere Ende der Welle ist durch eine am Ende des Rotorgehäuses angebrachte Lagerbuchse 60 geführt.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst der Stator 20 des Elektromotors einen Statorring 21 sowie drei am Innenrand des Statorrings 21 angeordnete Magnetpolsäulen 22. Auf jede der Magnetpolsäulen 22 ist ein Wicklungsrahmen 40 gesteckt, um den der Lackdraht (nicht gezeigt) gewickelt ist. Die Leiterplatte 30 ist an der Oberseite dieser drei Wicklungsrahmen 40 angebracht und stellt so eine elektrische Verbindung zu dem Stator 20 her. Der Stator 20 ist über die elektrische Verbindung zur Leiterplatte 30 mit einer externen Schaltung verbunden und erhält so den zum Antrieb des Elektromotors notwendigen Strom.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst die Leiterplatte 30 eine Leitungsstruktur 31 sowie eine mit der Leitungsstruktur 31 durch Umspritzen (insert molding) einteilig ausgebildete Kunststoffplatte 33. Die Leitungsstruktur 31 wird aus Kupferblech gestanzt. An den Endpunkten der Leitungsstruktur 31 werden weiterhin mit dieser einteilige Anschlussklemmen 32 gestanzt, die dazu dienen, eine elektrische Verbindung zum Stator 20 herzustellen. Anschließend wird die Leitungsstruktur 31 mit Kunststoff umspritzt, welcher der Isolierung und Befestigung der gesamten Leitungsstruktur dient, so dass die komplette Leiterplatte 30 entsteht. Die Herstellung der Leitungsstruktur 31 durch Stanzen von Kupferblech ermöglicht eine im Vergleich zu gedruckten Schaltungen höhere elektrische Belastbarkeit, so dass eine gute Stabilität des Elektromotors gewährleistet wird. Wie in 4 gezeigt, befinden sich an jedem der Wicklungsrahmen 40 zwei Anschlussöffnungen 41 zur Aufnahme der Anschlussklemmen 32. Die Wicklungsrahmen 40 sind im Normalfall aus Isoliermaterial, z. B. Kunststoff, hergestellt, und die Anschlussöffnungen 41 werden im Spritzgussverfahren mit den Wicklungsrahmen 40 einteilig ausgebildet. Zur Installation der Leiterplatte 30 am Stator 20 werden die Anschlussklemmen 32 in die Anschlussöffnungen 41 eingesteckt, so dass die Leiterplatte 30 fest am Stator 20 angebracht und mit diesem elektrisch verbunden wird.
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Wie die 3, 4 und 5 deutlich machen, weisen die Anschlussöffnungen 41 der Wicklungsrahmen 40 Drahtführungsschlitze 42 auf. Diese Drahtführungsschlitze 42 sind in den Anschlussöffnungen 41 ausgebildet und führen durch deren beide Seiten. Die Enden der Lackdrähte 43, die um die Wicklungsrahmen 40 gewickelt sind, werden durch die Drahtführungsschlitze 42 und Anschlussöffnungen 41 geführt. Die Anschlussklemmen 32 weisen Schneideschlitze 321 auf, die den durch die Drahtführungsschlitze 42 geführten Lackdrähten 43 entsprechen. Wenn die Anschlussklemmen 32 in die Anschlussöffnungen 41 eingesteckt werden, gelangen die Lackdrähte 43 in die Schneideschlitze 321, welche dabei in deren Isolierschicht schneiden, so dass sich die Lackdrähte 43 und Anschlussklemmen 32 direkt und elektrisch leitend kontaktieren, wodurch die elektrische Verbindung des Stators 20 mit der Leiterplatte 30 realisiert wird.
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Die Anschlussklemmen 32 auf der Leiterplatte 30 und die Anschlussöffnungen 41 am Stator 20 werden direkt ineinander gesteckt, so dass die Anschlussklemmen 32 in die Isolierschicht der Lackdrähte 43 in den Anschlussöffnungen 41 schneiden und eine leitende Verbindung entsteht, wodurch die elektrische Verbindung der Leiterplatte 30 mit dem Stator 20 realisiert wird. Daher ist ein Vorteil, dass die elektrische Verbindung von Leiterplatte 30 und Stator 20 nicht durch Schweißen hergestellt werden muss. Somit wird vermieden, dass eine mangelhafte Verschweißung o. Ä. zu einem schlechten elektrischen Kontakt führt, so dass der Produktionsertrag verbessert und außerdem auch ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet wird. Ein zweiter Vorteil ist, dass die Steckverbindung eine Vereinfachung der Fertigung erlaubt und sich sowohl der Zusammen- als auch Auseinanderbau leichter gestalten. Da die Anschlussklemmen 32 die Lackdrähte 43 nach dem Einstecken in die Anschlussöffnungen 41 direkt kontaktieren und eine leitende Verbindung herstellen können, ist es nicht notwendig, in den Anschlussöffnungen 41 Zwischenklemmen, die mit den Anschlussklemmen 32 verbunden sind, vorzusehen, so dass die Anzahl der Komponenten verringert wird, die Kosten sinken und die Montage einfacher wird. Weiterhin wird die Anzahl der Kontaktpunkte reduziert, so dass sich auch die Gefahr eines schlechten elektrischen Kontakts verringert.
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Die oben dargestellten Erläuterungen dienen lediglich der Beschreibung möglicher Ausführungsformen des Gebrauchsmusters, die nicht als Einschränkung des Schutzumfangs zu verstehen sind. Daher fallen auch gleichwertige Ausführungsformen oder Abänderungen, die nicht von der Grundidee des Gebrauchsmusters abweichen, unter den Schutzumfang.
