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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor entsprechend den
Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
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Eine
derartiger Elektromotor ist aus der
EP 0 025 936 A1 bereits bekannt. Hierbei
ist eine Leiterplatte vorgesehen, an der Halterungen zur Aufnahme von
Kohlebürsten
ausgebildet sind. Die Leiterplatte ist dabei derart angeordnet,
daß die
Kohlebürsten
an einen Kommutator eines benachbarten Elektromotors anliegen. Die
Kohlebürsten
sind über
die elektrisch leitfähigen
Halterungen und den Leiterbahnen der Leiterplatte mit einer Stromversorgung
elektrisch verbunden. An den Halterungen für die Kontaktbürsten sind
L-förmige
Metallstreifen ausgebildet, um die eine Spiralfeder übergesteckt
ist, wobei an der Feder ein freies Ende vorgesehen ist, daß die Kontaktbürsten gegen
den Kommutator vorspannt. Das andere Ende der Feder liegt zur Verdrehsicherung
an einer Flachseite des L-förmigen
Metallstreifens an.
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Aufgrund
der erforderlichen Metallhalterungen für die Kontaktbürsten und
die daran zu befestigenden L-förmigen
Streifen mit Spiralfedern ist eine derartige Struktur relativ aufwendig
herzustellen. Ferner ist aus Gründen
des Bauraums diese für
eine Bohrmaschine verwendete Anordnung für einen Stabmixer nicht geeignet,
da eine zur Drehachse des Elektromotors senkrecht angeordnete Leiterplatte
in einem Stabmixergehäuse
keinen Platz findet.
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Aus
der
DE 4136924 C2 ist
ferner ein Motorträger
für einen
elektrischen Motor für
eine Zitruspresse bekannt. Hierbei sind am Motor Kontakfahnen bzw.
Kontakstifte angeschweißt,
die mit elastisch verformbaren Metallstreifen einer Platine elektrisch
verbunden sind.
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Auch
diese Anordnung ist relativ aufwendig in der Herstellung, da jeweils
drei metallische Teile zur elektrischen Ankoppelung des Elektromotors
an die Platine notwendig sind, die ihrerseits befestigt werden müssen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor
der eingangs genannten Art bereitzustellen, der mit geringem Herstellaufwand
eine einfache elektrische Verbindung von Motor und Leiterplatte
schafft.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Hierzu
wird in vorteilhafter Weise die Federeinrichtung für die Kontaktbürsten verwendet,
die als ein einziges Bauteil ausgebildet ist. Die Federeinrichtung
ist mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar und ist äußerst einfach
montierbar bzw. befestigbar. Durch die Federelastizität des ersten
Endabschnittes, der gegen die Kontaktbürsten drückt, kann ein Verschleiß an den
Kontaktbürsten
ausgeglichen werden und es ist ein permanentes Andrücken der
Kontaktbürsten
an den Kommutator gegeben. Durch die Federelastizität des zweiten
Endabschnittes ist zusätzlich
eine sichere elektrische Verbindung zur Leiterplatte hergestellt
und gleichzeitig wird die Leiterplatte spielfrei in Position gehalten.
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Dadurch,
daß nach
den Merkmalen des Anspruchs 2 die Feder einen Spiralfederabschnitt
aufweist, ist auf einfache Weise, das heißt mit geringen Herstellkosten,
eine dauerelastische Federspannung der ersten und zweiten Endabschnitte
gegeben.
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Die
Federeinrichtung ist nach den Merkmalen des Anspruchs 3 derart angeordnet,
daß der
erste Endabschnitt gegenüber
dem zweiten Endabschnitt vorgespannt ist, d.h., die Kraft, mit der
der erste Endabschnitt federelastisch gegen die Kontaktbürste andrückt, entspricht
einer Gegenkraft, mit der der zweite Endabschnitt gegen die Kontaktfläche an der Leiterplatte
drückt.
Um dies zu ermöglichen,
ist die Federeinrichtung um ihre Achse frei drehbar gelagert. In
einer weiteren Ausführungsform
ist die Federeinrichtung fest eingespannt, also nicht drehbar gelagert.
Die Vorspannung wird günstig
beeinflußt,
indem der erste und der zweite Endabschnitt etwa einen Winkel von
120° aufspannen.
Dabei ist der Spiralfederabschnitt mittig zwischen einer zugeordneten Kontaktbürste und
einer zugeordneten elektrischen Kontaktfläche der Leiterplatte angeordnet
und die Feder ist im Uhrzeigersinn gewickelt, wobei die Federendabschnitte
in Aufwickelrichtung des Spiralfederabschnittes vorgespannt sind.
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In
weiterer vorteilhafter Ausbildung nach den Merkmalen des Anspruchs
4 sind an der Endkappe zueinander parallele Seitenwände angeformt,
die einen nutförmigen
Schlitz bilden, auf den die Leiterplatte aufschiebbar ist, so daß die Leiterplatte
in einfacher Weise auf die Endkappe des Elektromotorgehäuses aufsteckbar
ist, ohne daß weitere
Verbindungstechniken erforderlich werden. Zum Befestigen der Leiterplatte
auf dem Lagerschild dienen die Merkmale des Patentanspruchs 5. Durch
die Merkmale des Patentanspruchs 6 werden die Federn einfach am
Lagerschild befestigt.
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Nach
den Merkmalen des Anspruchs 7 kontaktieren die zweiten Abschnitte
die gleiche Oberfläche
der Leiterplatte, obwohl die eine Feder auf der der Oberfläche abgewandten
Seite am Lagerschild ausgebildet ist. Diese Umlenkung wird durch
eine spezielle Ausbildung bzw. einen an die Einbaugegebenheiten
angepaßten
Verlauf des zweiten Abschnitts dieser Feder erreicht.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, daß in den Zeichnungen
dargestellt ist. In diesen zeigen
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1 eine Seitenansicht des
erfindungsgemäßen Elektromotors
in einem im Längsschnitt
dargestellten Stabmixergehäuse,
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2 eine Seitenansicht von
der zur 1 gegenüberliegenden
Seite des Elektromotors nach 1 in
einem im Längsschnitt
dargestellten Stabmixergehäuse,
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3 eine Explosionsdarstellung
des oberen Lagerschildes mit Leiterplatte nach 1, wobei allerdings auf der Leiterplatte
keine elektronischen Bauteile dargestellt sind und
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4 eine perspektivische Darstellung
des zusammengebauten Lagerschildes nach 3.
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Wie
aus 1 und 2 hervorgeht ist in einer nahezu
hohlzylindrischen Gehäusewand 2 eines Stabmixers 27 ein
Elektromotor 1 aufgenommen. Der Elektromotor 1 weist
zwei den Rotor 22 drehbar lagernde Lagerschilder 3, 24,
ein paar Federn 4a, 4b, und ein paar Kontaktbürsten 5a, 5b auf.
Der Rotor 22 ist im oberen Abschnitt mit einem mit einer
Kontaktfläche 23 ausgebildeten
Kommutator 21 versehen, auf der Kontaktbürsten 5a, 5b,
diamentral gegenüberliegend,
zur Stromversorgung des Rotors 22 gleitend anliegen.
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Das
in den 1 und 2 obere Lagerschild 3 ist
als im wesentlichen dornförmiges
Kunststoffspritzgußteil
ausgebildet, bildet den axialen oberen Abschluß des Elektromotors 1 und
ist an dessen metallischem, hohlzylindrischen Motorgehäuse 8 aufgesezt.
Das obere Lagerschild 3 umschließt dabei den in den 1 und 2 teilweise' sichtbaren Kommutator 21 des
Elektromotors 1. Auf dem zum oberen Lagerschild 3 gegenüberliegenden
axialen unteren Lagerschild 24 des Elektromotors 1 ist
an der Motorwelle 25 des Rotors 22 eine Antriebswelle 26 mit
Kupplung 9 für
die jeweilige Gerätefunktion
des Stabmixers 27 ankoppelbar.
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Das
freie Ende der Antriebswelle 26 ist mit einem die Nahrungsmittel
pürierenden
Messer (nicht dargestellt) verbunden. Eine Leiterplatte 6 ist
an der einen Endseite in Nuten 17a, 17b in dem
Lagerschild 3 und an ihrer gegenüberliegenden Endseite in einer gehäuseseitigen
Haltezunge 10 gehalten. Die Leiterplatte 6 ist
als Platine ausgebildet, auf der verschiedene elektronische Bauteile 29 zur
Steuerung des Elektromotors 1 angeordnet sind. Die Leiterplatte 6 ist über einen
Schalter 30 oder Regler und über das Kabel 11 mit
einer Energieversorgungsquelle, vorzugsweise dem Stromnetz, verbunden.
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Wie
aus der Explosionsdarstellung nach 3 hervorgeht,
sind die Federn 4a, 4b durch einen Spiralfederabschnitt 12a, 12b,
einen ersten Endabschnitt 13a, 13b und einen zweiten
Endabschnitt 14a, 14b gebildet. Die ersten und
zweiten Endabschnitte 13a, 13b; 14a, 14b der
Feder 4a, 4b sind als Federarme ausgebildet, die
sich seitlich zunächst tangential
vom Spiralfederabschnitt 12a, 12b weg erstrecken
und im weiteren Verlauf passend zur Art der Kontaktbürsten 5a, 5b und
der elektrischen Kontaktflächen
bzw. Kontakte 20a, 20b der Leiterplatte 6 gebogen
sind. Die Spiralfederabschnitte 12a, 12b sind dabei
auf dem oberen Lagerschild 3 zueinander um 180° verdreht
einander gegenüberliegend
angeordnet, wobei die Mittelachse der Spiralfederabschnitte parallel
zur Achse 32 der Motorwelle 25 verläuft. Die Spiralfederabschnitte 12a,12b sind
etwa gleich weit zu den Kontaktbürsten 5a, 5b und
den elektrischen Kontaktflächen 20a, 20b der
Leiterplatte 6 entfernt angeordnet, wobei die ersten und
zweiten Endabschnitte 13a, 13b; 14a, 14b zueinander
einen Winkel von etwa 120°,
vorzugsweise in einem Bereich zwischen 90 und 180°, aufspannen.
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Wie 4 deutlich zeigt, verläuft die
Kraft F1 der ersten Federabschnitte 13a, 13b radial
zur Achse 32, während
die Kraft F2 der zweiten Federabschnitte 14a, 14b im
wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche 33 der Leiterplatte 6 einwirkt.
Die Endbereiche der ersten und zweiten Endabschnitte 13a, 14a, 13b, 14b sind
viertelkreisförmig
gebogen, so daß eine kontaktsichere
Verschiebung der ersten und zweiten Endabschnitte entlang der elektrischen
Kontakte 20a, 20b der Leiterplatte 6 und
entlang der Endflächen
der Kontaktbürsten 5a, 5b gewährleistet
ist. Wie aus 3 und 4 hervorgeht, weisen die
zweiten Endabschnitte 14a, 14b beider Federn 4a, 4b unterschiedlichen
Verlauf auf. Die beiden zweiten Endabschnitte 14a, 14b sind
also derart ausgebildet, daß sie
die elektrischen Kontakte 20a, 20b auf der Leiterplatte 6 auf
derselben Seite der Leiterplatte 6 kontaktieren, das heißt, gemäß 1 durchdringt der Endabschnitt 14a der
Feder 4a die Leiterplatte 6 und kontaktiert mit
seinem Ende eine nicht dargestellte Leitebahn an der Oberfläche 33 der
Leiterplatte 6. Die Feder 4b hingegen durchdringt
mit ihrem Endabschnitt 14b nicht die Leiterplatte 6,
da sie bereits auf derjenigen Seite der zu kontaktierenden Oberfläche 33 der
Leiterplatte 6 liegt.
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In
vorteilhafter Weise ist durch die Federn 4a, 4b ein
einzelnes Teilmöglich,
das mit gerigem Aufwand herstellbar, das leicht auf einem Zapfen 15a, 15b montierbar
und das mit einer Schnappverbindung 36, 37 fixierbar
ist. Gleichzeitig stellen die Federn 4a, 4b eine
elektrische Verbindung zwischen den Kontaktbürsten 5a, 5b und
den elektrischen Kontakten 20a, 20b an der Leiterplatte 6 her.
Die ersten Endabschnitte 13a, 13b sind federelastisch
durch die zweiten Endabschnitte 14a, 14b mit der
Kraft F1 vorgespannt, so daß ein
Verschleiß an
den Kontaktbürsten 5a, 5b ausgleichbar
ist, und ein Andrücken
an die Kontaktbürsten
weiterhin gegeben ist. Die zweiten Endabschnitte 14a, 14b sind
durch die dabei entsprechende Gegenkraft F2 federelastisch gegen
die elektrischen Kontakte 20a, 20b der Leiterplatte 6 vorgespannt,
so daß einerseits
eine sichere Kontaktierung und andererseits ein müheloses
Einschieben und Festhalten durch Reibschluß der Leiterplatte 6 in
den Schlitzen 28 möglich
ist.
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Das
Lagerschild 3 weist nach 3 und 4 Zapfen 15a, 15b auf,
deren Mittelachse 31 parallel zur Achse 32 der
Motorwelle 25 verläuft
und an deren Mantelfläche
die Innenseite des Spiralfederabschnitts 12a, bzw. 12b zentriert
und gehalten ist. Die Zapfen 15a, 15b sind in
der Mitte durch Einschnitte 37 derart geteilt, so daß sie an
ihren freien Enden eine radiale Vorspannung ausüben, die die Spiralfederabschnitte 12a bzw. 12b verrutschungssicher
in axialer Position auf den Zapfen 15a, 15b halten.
Hierzu dienen die an, den Zapfen 15a, 15b am freien Ende
ausgebildeten Anlageschultern 35a, 35b, die die
oberen Enden der Spiralfederabschnitte 12a, 12b hintergreifen.
Zusätzlich
weist jede Hälfte
der Zapfen 15a, 15b an ihrem Endbereich eine Spitzen-
bzw Halbkeilform auf, so daß im
Spitzenbereich ein kleinerer Durchmesser als der Innendurchmesser
der Spiralfederabschnitte 12a, 12b gegeben ist
und diese daher leicht auf die Zapfen 15a, 15b aufsteckbar sind.
Dabei werden die Abschnitte 44a, 44b und 45a, 45b (3) derart elastisch zusammengedrückt, bis die
Anlageschultern 35a, 35b diese hintergreifen.
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Die
Kontaktbürsten 5a, 5b sind
vorzugsweise im Querschnitt quaderförmig ausgebildet, wobei die
inneren Endflächen
(nicht dargestellt) senkrecht an der Oberfläche des Kommutators anliegen.
Die radial äußeren Endflächen 34 dienen
nach 4 als Bürstenkontaktfläche für die ersten
Endabschnitte der 13a, 13b Federn 4a, 4b.
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Die
Kontaktbürsten 5a, 5b sind
in Führungsquadern 16a, 16b gelagert,
die ebenfalls an dem Lagerschild 3 ausgebildet sind. Die
Führungsquader 16a, 16b sind
um 180° relativ
zueinander und gegenüberliegend
angeordnet, so daß sie
eine gemeinsame Mittelachse (nicht dargestellt) aufweisen, welche sich
mit der Mittelachse 32 der Motorwelle 25 schneidet.
Die Führungsquader 16a, 16b führen die
Kontaktbürsten 5a, 5b entlang
den Innenmantelflächen 46, 47 (3) der Führungsquader 16a, 16b.
Die Endflächen
der Führungsquader 16a, 16b sind
radial nach innen zum Kommutator 21 hin und radial nach außen offen.
Ferner weisen die Führungsquader 16a, 16b seitliche,
v-förmige
Schlitze 38 auf, durch die die ersten Endabschnitte 13a, 13b geführt sind.
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Die
Leiterplatte 6, bzw. Platine ist im wesentlichen plattenförmig ausgebildet
und ist ebenso wie der Elektromotor 1 in Längsrichtung
innerhalb der Gehäusewand 2 zentral
angeordnet. Die Leiterplatte 6 weist an ihrem Ende eine
im wesentlichen viereckige Ausnehmung 39 auf, die dem Lagerschild 3 zugewandt
ist, so daß der
dornförmige
bzw. kegelstumpfförmige
Vorsprung 48 des Lagerschildes 3 bei aufgesetzter
Leiterplatte 6 in der Ausnehmung 39 der Leiterplatte 6 Platz
findet. Durch die Ausnehmung 39 werden zwei schlankere
Fußabschnitte 40 gebildet, an
denen die elektrischen Kontakte 20a, 20b zur Kontaktierung
mit den zweiten Endabschnitten 14a, 14b der Federn 4a, 4b vorgesehen
sind. Ferner ist die Leiterplatte 6 an den beiden Innenseiten 49 der Fußabschnitte 40 in
Nuten 17a, 17b des Lagerschildes 3 gelagert.
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Die
Nuten 17a, 17b sind nach 3 radial nach außen geöffnet und durch jeweils zwei
zueinander parallele Seitenwände 28 an
dem Lagerschild 3 gebildet. Die Abstände der beiden Seitenwände 28 entsprechen
dabei im wesentlichen der Dicke der Leiterplatte 6. Die
Nuten 17a, 17b sind im wesentlichen um 90° zu den Führungsquadern 16a, 16b verdreht
angeordnet. Im radial inneren unteren Bereich der Nuten 17a, 17b sind
Rastnasen (nicht dargestellt) vorstehend ausgebildet, in die an
den Fußabschnitten 40 ausgebildete
korrespondierende Ausnehmungen 18a, 18b federnd
einrasten. Somit ist auch die Leiterplatte 6 in einfacher
Weise in die Nuten 17a, 17b des Lagerschildes 3 auf
schiebbar und mit den Rastnasen befestigbar.
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Die
zweiten Endabschnitte 14a, 14b der Federn 4a, 4b sind
nach 4 einerseits seitlich
durch die Seitenwand 41 der Nut 17a bzw. 17b und
andererseits durch einen Federführungszapfen 19a bzw. 19b geführt, der
radial als hochstehende Wand am Lagerschild 3 angeformt
ist und der nach außen
beabstandet zu der Seitenwand 41 angeordnet ist. Auf diese
Weise wird eine Art Führungsnut 50 gebildet.