-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Außenläufermotor mit einem Wicklungen
aufweisenden Statorpaket, einem Stator-Gehäuse sowie einem Rotor und mit
einer Anordnung zum Verbinden der Stator-Wicklungsenden mit einem
Anschlußkabel
wobei eine stirnendig auf das Stator-Blechpaket aufsetzbare, ringförmige Klemm-
und Anschlußplatte
vorgesehen ist, die Aufnahmekammern jeweils für wenigstens ein Wicklungsdrahtende
und/oder ein Zwischenkontaktelement dafür aufweist.
-
Bei
solchen Außenläufermotoren
müssen die
Wicklungsenden so miteinander verbunden werden, daß der Motor
je nach geforderter, elektrischer Betriebsart, d.h. bei 3-Phasen-Betrieb
in Stern- oder Dreieckschaltung oder bei 1-Phasen-Betrieb für Rechts- oder Linkslauf,
geschaltet ist.
-
Im
einfachsten Fall werden die Wicklungsenden intern in der vorgesehenen
Verschaltung miteinander verlötet
und ein Anschlußkabel
daran angeklemmt oder verlötet.
-
Weiterhin
ist es bekannt, die Wicklungsenden auf äußere Kontakte herauszuführen und
durch Einlöten von
Brücken
oder mit Hilfe eines aufgesteckten Schalters in der jeweils gewünschten
Form zu verschalten.
-
Aus
der
EP 0 029 328 ist
ein Elektromotor in Innenläuferbauweise
bekannt, bei dem ein solcher, aufsteckbarer Schalter vorgesehen
ist, an dem sich Anschlüsse
für ein
Anschlußkabel
befinden. Mit Hilfe des Schalters kann die Drehzahl verstellt werden.
Die Wicklungsenden sind dabei an einer Stelle der mehrere Anzapfungen
aufweisenden Spule angeordnet.
-
Aus
der
DE 34 47 826 ist
ein Außenläufermotor
bekannt, bei dem ein Anschlußkabel über Steckverbindungen
mit den Stator-Wicklungsenden
verbindbar ist. Damit ist zwar unter Berücksichtigung der bei Außenläufermotoren
beengten Platzverhältnisse eine
platzsparende Verbindungsanordnung zwischen den Wicklungsenden und
einem Anschlußkabel
gebildet, jedoch ist diese Verbindungsanordnung auf wenige Anschlußverbindungen
begrenzt. Sollen z.B. für
einen 3-Phasen-Motor beispielsweise wenigstens sechs Wicklungsenden
herausgeführt
werden, so besteht bei dieser Konstruktion die Gefahr, daß der Abstand
der elektrischen Leiter für
die geforderte Spannungsfestigkeit nicht mehr ausreicht. Außerdem sind für die Fertigung
noch manuelle Montage-Handhabungen erforderlich.
-
Aus
der
DE 298 17 869
U1 ist ein gattungsgemäßer Außenläufermotor
mit einem Stator bekannt, an dem eine Verdrahtungsplatte mit Teilkammern
angebracht ist, die zusammen mit Teilkammern einer Isolier-Endscheibe
eine Mehrfach-Kontaktkammer bilden, in die ein die Teilkammern brückenartig verbindendes
Kontaktelement einsetzbar ist und einen durch die eine Teilkammer
verlaufenden Wicklungsdraht kontaktiert. In jede Teilkammer kann
auch ein Anschlußleiter
angedrückt
und mit dem Kontaktelement elektrisch verbunden werden.
-
Damit
soll eine automatisierte Herstellung ermöglicht werden. Ein nachträgliches
Umstellen auf unterschiedliche elektrische Anschlußarten ist
jedoch nicht vorgesehen.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anschlußanordnung zum Verbinden der
Wicklungsenden mit einem Anschlußkabel bei einem Außenläufermotor
zu schaffen, die einen automatisierten Fertigungsablauf ermöglicht und
die Möglichkeit bietet,
unter den bei Außenläufermotoren
vorgegebenen, beengten Platzverhältnissen
alle für
einen Mehrphasenbetrieb notwendigen Anschlüsse nach außen zu führen und wobei trotzdem eine
hohe Spannungsfestigkeit gegeben ist. Schließlich soll das Umstellen auf
unterschiedliche, elektrische Betriebsarten einfach durchführbar sein.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß eine auf die Klemm- und Anschlußplatte aufsetzbare,
ringförmige
Verbindungsplatte mit in die Aufnahmekammern oder die Zwischenkontaktelemente
eingreifenden Steckern oder dergleichen elektrischen Verbindungselementen
sowie mit einer Steckerleiste oder Kontaktleiste, deren Anschlüsse mit den
Steckern elektrisch verbunden sind, vorgesehen ist und daß das Statorgehäuse eine
Durchtrittsöffnung
aufweist, durch welche die Steckerleiste oder Kontaktleiste bei
mit dem Statorpaket verbundenem Statorgehäuse von außen zugänglich ist und mit der ein
Anschlußstecker
verbunden ist, der Anschlüsse für die Steckerleisten-Anschlüsse sowie
ein Anschlußkabel
aufweist.
-
Durch
diese Verbindungsanordnung können alle
für einen
3-Phasen-Betrieb notwendigen Wicklungsenden problemlos nach außen geführt werden, wobei
einerseits die im Inneren und andererseits die weiter außen jeweils
vorhandenen, unterschiedlichen Platzverhältnisse günstig ausgenützt werden
können.
Die Leiterführungen
können
dadurch für
eine hohe Spannungsfestigkeit einen entsprechend großen Abstand
aufweisen. Weiterhin ist besonders vorteilhaft, daß damit
ein automatisierter Fertigungsablauf ohne manuellen Eingriff möglich ist,
weil alle Komponenten der Verbindungsanordnung nacheinander aufsteckbar
sind und die Verbindungen zwischen den Wicklungsenden und der Klemm-
und Anschlußplatte
sowie der Verbindungsplatte und dem Anschlußstecker dabei automatisch
hergestellt werden.
-
Diese
Fertigung des Stators erfolgt ohne hinderliches Anschlußkabel,
da dieses erst nach Fertigstellung des Stators oder des kompletten
Motors in der gewünschten
Ausführung
angeschlossen wird. Auch die elektrische Anschlußart bleibt zunächst bei der
Fertigung unberücksichtigt
und kann vor der Auslieferung des Motors nach Kundenwunsch auf einfache
Weise von außen
an dem Anschlußstecker
vorgenommen werden.
-
Dies
kann nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erfolgen, daß der Anschlußstecker, an
dem die einzelnen Wicklungsenden zugänglich sind, mittels Leiterbrücken auf
unterschiedliche elektrische Anschlußarten wie Stern- oder Dreieckschaltung
bei dreiphasiger Ausführung
oder Rechts- bzw. Linkslauf bei einphasiger Ausführung, umprogrammierbar ist.
-
Vorteilhafterweise
weist die Klemm- und Anschlußplatte
einen radialen Ringflansch mit dem Blechschnitt des Stators entsprechenden
Ausnehmungen auf, wobei sich an den Innenrand des radialen Ringflansches
ein etwa axial orientierter Anschlußflansch mit am freien Randbereich
befindlichen Aufnahmekammern anschließt. Dadurch können die
Aufnahmekammern mit größtmöglichem
Abstand zueinander angeordnet sein, und es ist eine automatisierte
Ablage der Wickeldrahtenden in diese Aufnahmekammern durch die Wickelmaschine
möglich.
Die Klemm- und Anschlußplatte
bildet einen stirnendigen Abschluß des Statorpaketes und wird
beim Wickeln der Stator-Wicklungen mit eingewickelt.
-
Gegebenenfalls
kann die einen radialen Ringflansch aufweisende Klemm- und Anschlußplatte
an dessen Außenrand
Vorsprünge
mit dort befindlichen Aufnahmekammern aufweisen. Es steht an diesem
Außenrand
ein größerer Umfangsbereich
zur Verfügung,
so daß unter
anderem bei einer sehr hohen Anzahl von Wicklungsenden mehr Platz
für Aufnahmekammern
vorhanden ist.
-
Zweckmäßigerweise
sind die Stecker der Verbindungsplatte entsprechend der Lage der
Aufnahmekammern der Klemm- und Anschlußplatte angeordnet, wobei vorzugsweise
als flache Leiterbahnen einer Platine ausgebildete Verbindungsleitungen zu
den einzelnen Kontakten der Kontaktleiste führen.
-
Die
Verbindungsplatte kann dadurch in axialer Richtung auf die Klemm-
und Anschlußplatte
aufgesteckt werden, was automatisiert erfolgen kann. Dabei erfolgt
die Leiterführung
von den insbesondere am Umfang verteilt angeordneten Kontaktstellen
an der Klemm- und Anschlußplatte
auf die insbesondere gerade Kontaktleiste der Verbindungsplatte.
-
Die
dazwischen befindlichen, vorzugsweise als flache Leiterbahnen ausgebildeten
Verbindungsleitungen verlaufen zweckmäßigerweise von den Steckern
der Verbindungsplatte jeweils in Umfangsrichtung auf unterschiedlichen
Radien zu den Kontakten der Kontaktleiste, wobei benachbarte Verbindungsleitungen
durch Isolierstege oder Isolierwände getrennt
sind. Dadurch ist trotz der beengten Platzverhältnisse und der vergleichsweise
dicht beieinander liegenden Leiterführung eine hohe Spannungsfestigkeit
vorhanden.
-
Zusätzliche
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend
ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der
Zeichnungen noch näher
erläutert.
-
Es
zeigt:
-
1 eine
Längsschnittdarstellung
eines Außenläufermotors,
-
2 eine
statorseitige Stirnseitenansicht des in 1 gezeigten
Außenläufermotors,
-
3 eine
Explosionsdarstellung des in 1 und 2 gezeigten
Außenläufermotors,
-
4 eine
Darstellung etwa entsprechend 3, hier
jedoch ohne Darstellung des Rotors,
-
5 eine
perspektivische Ansicht einer Klemm- und Anschlußplatte,
-
6 eine
Innenseitenansicht einer Verbindungsplatte,
-
7 eine
perspektivische Außenansicht der
in 6 gezeigten Verbindungsplatte,
-
8 eine
perspektivische Ansicht eines Statorgehäuses und
-
9 eine
perspektivische Ansicht eines Anschlußsteckers mit Leiterbrücken.
-
Ein
in 1 im Längsschnitt
gezeigter Außenläufer-Motor 1 weist
einen Stator 2 mit einem Statorgehäuse 3 sowie mit einem
Statorpaket 4 mit Wicklungen 5 auf.
-
Innerhalb
einer zentralen Lagerbuchse 6 des Statorgehäuses 3 ist
eine Welle 7 drehbar gelagert, die an ihrem freien, äußeren Ende
mit einem im wesentlichen topfförmigen
Rotor 8 verbunden ist. Dieser Rotor 8 trägt außenseitig
Anschlußflansche 9 für hier nicht
dargestellte Lüfterflügel. Der
darge stellte Motor 1 ist somit insbesondere als Lüfterantrieb
konzipiert (vgl. auch 2).
-
Die
Enden der Wicklungen 5 sind einzeln nach außen an einen
Anschlußstecker 10 geführt, an die
ein Anschlußkabel 11 (1)
anschließbar
ist. Außerdem
ist der Anschlußstecker 10 mit
Hilfe von Leiterbrücken 12 auf
unterschiedliche, elektrische Anschlußarten programmierbar. So läßt sich
bei 3-Phasen-Betrieb eine Umstellung zwischen Sternschaltung und
Dreieckschaltung vornehmen, während
bei 1-Phasenbetrieb zwischen Rechtslauf und Linkslauf gewählt werden
kann. Im Ausführungsbeispiel
ist ein 8-poliger Anschlußstecker 10 zum
Anschluß von
sechs Wicklungsenden und zwei Anschlüssen für einen Thermokontakt vorgesehen.
-
Das
außerhalb
des Motorgehäuses
am Anschlußstecker 10 anschließbare Anschlußkabel 11 und
auch die Möglichkeit
der elektrischen Verschaltung des Motors von außen ergibt eine ganze Reihe von
erheblichen Vorteilen. So kann der Motor 1 bzw. dessen
Stator 2 in einer praktisch "neutralen" Ausführungsform produziert und auf
Lager gelegt werden. Je nach Kundenwunsch kann dann in kürzester
Zeit ein Anschlußkabel 11 in
der gewünschten
Ausführungsform
am Anschlußstecker 10 angeschlossen und
die elektrische Verschaltung des Motors vorgenommen werden. Es sind
somit nicht mehr eine ganze Reihe unterschiedlicher Varianten von
Statoren erforderlich, so daß der
Dispositionsaufwand verringert und der Lagerplatzbedarf reduziert
ist.
-
Die
Verbindungsanordnung zum Verbinden der Statorwicklungsenden mit
dem außen
liegenden Anschlußstecker 10 beziehungsweise
dem Anschlußkabel 11 ist
so ausgebildet, daß ein
automatisierbarer Fertigungsablauf bei der Montage des Stators möglich ist.
-
In 3 ist
der Außenläufermotor 1 in
auseinandergezogener Lage (Explosionsdarstellung) dargestellt. Deutlich
sind das Statorgehäuse 3 mit seiner
Lagerbuchse 6, das Statorpaket 4 sowie der Rotor 8 erkennbar.
von den in die Nuten 13 eingelegten Wicklungen 5 sind
in den Zeichnungen nur die etwas schematisiert dargestellten Wicklungsköpfe 14 erkennbar.
-
In
der Explosionsdarstellung gemäß 4 ist
der Rotor entfernt und es sind hier auch besonders deutlich die
Zwischenelemente der Verbindungsanordnung erkennbar. Im einzelnen
sind dies eine ringförmige
Klemm- und Anschlußplatte 15,
eine ringförmige
Verbindungsplatte 16 und der bereits vorerwähnte Anschlußstecker 10.
-
Die
Enden der Wicklungen sind an die Klemm- und Anschlußplatte 15 geführt, von
dort über elektrische
Steckkontakte mit einer an der Verbindungsplatte 16 angebrachten
Steckerleiste 17 verbunden, die ihrerseits in Steckkontaktverbindung
mit dem Anschlußstecker 10 steht.
-
Die
Klemm- und Anschlußplatte 15 ist
perspektivisch in 5 gezeigt. Sie weist einen radialen Ringflansch 18 mit
dem Blechschnitt des Statorpaketes 4 entsprechenden Ausnehmungen 19 auf,
an den sich innenrandseitig ein etwa axial orientierter Anschlußflansch 20 mit
am freien Randbereich befindlichen Aufnahmekammern 21 anschließt. Diese
Aufnahmekammern sind am Umfang des Anschlußflansches 20 verteilt
angeordnet. Strichliniert ist bei einer der Aufnahmekammern 21 angedeutet,
wie ein Wicklungsdrahtende 22 in eine Aufnahmekammer 21 eingelegt
ist.
-
Es
können
in die Aufnahmekammern 21 auch mehrere Drähte eingelegt
sein, insbesondere, wenn die Wicklungen jeweils mehrdrähtig ausgeführt sind.
-
Die
Aufnahmekammern 21 weisen randoffene Nuten 23 auf,
in die die Wicklungsdrahtenden 22 eingelegt werden. Quer
zu diesen Aufnahmenuten sind taschenförmige Führungen 24 vorgesehen,
in die Flachstecker 26 oder dergleichen Kontakte der Verbindungsplatte 16 oder
Zwischenkontaktelemente 36 eingesteckt werden können. In
beiden Fällen kann
das Kontaktieren der Wicklungsdrahtenden 22 durch Schneid-Klemmtechnik
erfolgen, die unter anderem auch ein Abisolieren des Lackdrahtes
erübrigt.
Außer
dieser Schneid-Klemmtechnik kann das Kontaktieren auch durch sogenanntes "Hot-Staking" erfolgen.
-
Werden
Zwischenkontaktelemente 36 eingesetzt, so können diese
einerseits Steckerelemente und andererseits Buchsenelemente aufweisen,
in die dann Flachstecker der Verbindungsplatte eingreifen können.
-
Die
Zwischenkontaktelemente 36 können auch mit einem Haken versehen
sein, um welchen der Wickeldraht von der Wickelmaschine gewickelt wird.
Bei einer Hot-Staking Verbindung wird der Haken unter Einfluß von Wärme und
Druck an das Zwischenkontaktelement gepreßt und damit die elektrische
Verbindung mit dem Drahtende hergestellt.
-
Zwischen
den jeweiligen Ausnehmungen 19 der Klemm- und Anschlußplatte 15 sind
noch Vorsprünge 25 erkennbar,
die zur Drahtführung
beim Wickelvorgang dienen. Unter anderem aus diesem Grund ist eine
weitere Klemm- und Anschlußplatte 15 auf
der anderen Seite des Statorpaketes 4 angeordnet, wobei
diese Platte aber nicht zum Anschließen von Wicklungsdrahtenden
dient (vgl. 1, 3 und 4).
-
Die
Aufnahmekammern 2 für
die Wicklungsdrahtenden 22 und gegebenenfalls die Zwischenkontaktelemente 36 können in
Abweichung zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel
auch in den dann gegebenenfalls modifizierten Vorsprüngen 25 integriert sein.
-
In 3 und 4 sind
der Klemm- und Anschlußplatte 15 zugewandte,
lose Zwischenkontaktelemente 36 erkennbar, die in die Aufnahmekammern 21 der
Klemm- und Anschlußplatte 15 einsteckbar sind
und dabei die eingelegten Wicklungsdrahtenden 22 (5)
kontaktieren. Die hier nicht erkennbaren Flachstecker 26 der
Verbindungsplatte 16 greifen nach dem Zusammenführen der
Klemm- und Anschlußplatte 15 und
der Verbindungsplatte 16 in diese Zwischenkontaktelemente 36 ein.
-
6 zeigt
in einer Innenseitenansicht die Verbindungsplatte 16, die
im Ausführungsbeispiel
als gedruckte Schaltung mit einer Platine und flachen Leiterbahnen 27 ausgebildet
ist. An den kreisförmig angeordneten
Enden der Leiterbahnen 27 sind die Stecker 26 vorgesehen.
Die Leiterbahnen 27 bilden Verbindungsleitungen, die zu
den einzelnen Kontakten 28 der Steckerleiste 17 führen. Wie
gut in 6 erkennbar, verlaufen die als Leiterbahnen 27 ausgebildeten
Verbindungsleitungen jeweils in Umfangsrichtung der Verbindungsplatte 16 auf
unterschiedlichen Radien nebeneinander. Gegebenenfalls können zwischen
den benachbarten Leiterbahnen 27 jeweils Isolierstege vorgesehen
sein.
-
Die
Steckerleiste 17 (7) der Verbindungsplatte 16 ist
etwa tangential verlaufend als gerade Kontaktleiste ausgebildet,
so daß die
am Umfang verteilten Verbindungsstellen mit den Wicklungsdrahtenden 22 an
eine praktisch zentrale Stelle geführt sind.
-
Die
Außenseitenansicht
der Verbindungsplatte 16 gemäß 7 zeigt
die sockelartig vorspringende Steckerleiste 17, die über eine
Durchtrittsöffnung 32 in
dem Statorgehäuse 3 (8)
zugänglich ist.
Dadurch kann bei fertigmontiertem Stator der Anschlußstecker 10 mit
der Steckerleiste 17 verbunden, insbesondere aufgesteckt
werden und es kann, wie eingangs erwähnt, mit Hilfe von Leiterbrücken 12 ein Programmieren
des Anschlußsteckers 10 und
somit der Steckerleiste 17 für unterschiedliche, elektrische Verschaltungen
vorgenommen werden.
-
Der
Anschlußstecker 10 mit
dem angeschlossenen Ende des Anschlußkabels 11 können noch
durch einen Schutzdeckel, der hier nicht dargestellt ist, abgedeckt
sein.
-
Das
Statorgehäuse 3 mit
seiner Lagerbuchse 6, die Verbindungsplatte 16,
die Klemm- und Anschlußplatte 15 und
das Statorpaket 4 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei
die Lagerbuchse 6 die Verbindungsplatte 16 und
die Klemm- und Anschlußplatte 15 durchgreift
und innerhalb des Statorpaketes 4 eine Aufnahme für zwei Wellenlager 33 bildet.
-
Die
Verbindungsplatte 16 kann etwa deckelförmig zum Abdecken der anschlußseitigen
Wicklungsköpfe 14 ausgebildet
sein. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau
des Stators und dabei insbesondere der Verbindungsanordnung zwischen
den Wicklungsdrahtenden 22 und dem Anschlußkabel 11 ist
ein automatisierbarer Fertigungsablauf möglich.
-
Wesentliche
Verfahrensschritte sind dabei das Wickeln der Statorwicklungen,
wobei die Wicklungsdrahtenden 22 von einer Wickelmaschine
in die Aufnahmekammern 21 abgelegt und dort entweder durch
Zwischenkontaktelemente 36 oder durch die Stecker 26 der
Verbindungsplatte 16 kontaktiert werden. Im letzteren Fall
erfolgt dies mit dem Aufsetzen der Verbindungsplatte 16 auf
die Klemm- und Anschlußplatte 15.
Die Anschlüsse
sind nach diesem Verfahrensschritt bereits an die Steckerleiste 17 geführt, wo
sie durch Aufstecken des Anschlußsteckers 10 nach
außen
geführt
und dort zum Festlegen der elektrischen Verschaltung und zum Anschließen des Anschlußkabels 11 zugänglich sind.
Vor dem Aufstecken der Steckerleiste wird das Statorgehäuse 3 mit dem
Statorpaket 4 verbunden. Der montierte Stator kann in diesem
Fertigungsstand, wo die elektrischen Kontaktierungsstellen von außen zugänglich sind,
als quasi "neutraler" Stator gelagert
werden. Wird der Motor komplettiert, so kann der Rotor auf den Stator montiert
werden, wobei aber der elektrische Anschluß immer noch frei wählbar ist.
-
Durch
die neutrale Vorfertigung des Stators kann der Motor je nach Kundenwunsch
in kürzester Zeit
komplettiert werden. Die Lagerhaltung ist dadurch wesentlich reduziert.
-
Insgesamt
ergeben sich kurz zusammengefaßt
nachfolgende Vorteile:
neutraler Motor bezüglich der elektrischen Anschlußart
Fertigungsablauf
ist automatisierbar
Einlegen des Wickeldrahtes in die Anschlußkammern
kann maschinell erfolgen
Aufbringen der Bauteile für die Anschlußtechnik
kann maschinell erfolgen
Statorprüfung kann maschinell erfolgen
Durchfädeln von
Litzen oder Kabel durch die Statorbuchse entfällt.
kein Kabel während des
Fertigungsablaufs
Kabel kann mit einem vorkonfektionierten
Stecker in der Endmontage aufgesteckt werden.
derselbe Stecker
kann bei KLK-Ausführung
als Klemmleiste dienen
kurze Zeit zwischen Kundenbestellung
und Auslieferung
Trefferquote der Lagerstatoren kann bei bis
zu 90 liegen
Reduzierung des Lagerplatzes durch Variantenreduzierung
Reduzierung
des Pflegeaufwandes, des Änderungsaufwandes
und der Neuanlagen durch Reduzierung der Varianten im Stator-Komplett
Verringerung
des Dispositionsaufwandes durch Variantenreduzierung in der Stator-Fertigung
Verkürzung der
Wiederbeschaffungszeit