DE3426973A1

DE3426973A1 - Aussenlaeufermotor mit steckbarem anschlusskabel

Info

Publication number: DE3426973A1
Application number: DE19843426973
Authority: DE
Inventors: Roland 7118 Künzelsau Erneker; Horst Voss
Original assignee: Elektrobau Mulfingen and Co EBM GmbH
Current assignee: Elektrobau Mulfingen and Co EBM GmbH
Priority date: 1984-07-21
Filing date: 1984-07-21
Publication date: 1986-01-30
Anticipated expiration: 2004-07-22
Also published as: CH669073A5; DE3426973C2

Description

Außenläufermotor mit steckbarem Anschlußkabel
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Außenläufermotor, bestehend aus einem Rotor und einem Stator sowie mit einer zwischen seiner Motorwicklung und seinem Motorflansch angeordneten Leiterplatte mit aufgedruckten Leiterbahnen, die einerseits mit den Wicklungsenden der Motorwicklung und andererseits mit einem von außen eingeführten Anschlußkabel verbunden sind.
Ein derartiger Außenläufermotor ist aus der DE-PS 29 12 802 bekannt. Bei diesem ist zwischen Wickelkopf und Lagerschild eine Leiterplatte angeordnet, die ein vormontiertes, nach außen herausgeführtes Motoranschlußkabel aufweist. An der Leiterplatte sind Kontaktbuchsen angebracht, auf die bei der Montageverbindung zwischen Lagerschild und Stator-Blechpaket die freien Enden korrespondierender Kontaktstifte eingreifen und so die Verbindung der Motorwicklung mit dem äußeren Anschlußkabel vornehmen.
Außerdem ist aus der DE-AS 19 30 359 ein Außenläufermotor bekannt, bei dem an einem Ende des Stators eine aus Isoliermaterial bestehende ringförmige Leiterplatte mit aufgedruckten Kupferleiterbahnen angeordnet ist. Diese bilden die Verbindungselemente zwischen den Wicklungsenden und dem Motoranschlußkabel. Die Kupferleiterbahnen sind hier einendig mit dem Motoranschlußkabel und anderendig mit den Wicklungsanschlüssen verlötet..
Die bei den vorstehend beschriebenen Außenläufermotoren vorgesehenen Verbindungen zwischen dem äußeren Anschlußkabel und den Wicklungsenden der Motorwicklung sind relativ aufwendig, vor allem deshalb, weil das äußere Anschlußkabel bei der Montage durch das Lagerschild hindurchgeführt und dann mit den Leiterbahnen der Leiterplatte verlötet werden muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Außenläufermotor der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß die Verbindung zwischen dem Anschlußkabel und den Motorwicklungen einfach und sicher und zudem mit geringen Herstellungskosten montiert werden kann, wobei bei Betrieb des Außenläufermotors eine sichere Kontaktierung gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Verbindung zwischen dem Anschlußkabel und den Leiterbahnen der Leiterplatte als auf den Außenrand der Leiterplatte befestigbarer Stecker ausgebildet ist.
Dabei ist erfindungsgemäß zweckmäßigerweise vorgesehen, daß der Motorflansch eine Öffnung für den Stecker aufweist. Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Fertigung des Motors nicht mehr mit dem Anschluß des Anschlußkabels belastet, was insbesondere bei längeren Anschlußkabeln zu Schwierigkeiten führte. Zudem vereinfacht sich das Problem der Lagerhaltung, weil eine Variation der von Kunden gewünschten Kabel längen durch die Steckverbindung des Anschlußkabels jeweils möglich ist.
Es ist deshalb nicht mehr erforderlich, Motoren eines Typs mit unterschiedlichen Kabel längen zu lagern.
Vielmehr genügt es, eine bestimmte Anzahl von Motoren mit separaten unterschiedlichen Anschlußkabeln bereitzuhalten. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann zudem mühelos eine vollautomatische Fertigung des Anschlußkabels mit Stecker erfolgen, so daß fertigungsmäßig keine Nachteile entstehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 3 ff. enthalten.
Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nunmehr näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Außenläufermotors zum Teil geschnitten mit nicht aufgestecktem Anschlußstecker, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1, Fig. 3 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Motors im Bereich der Steckverbindung im Schnitt, Fig. 4 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Stecker mit Deckel, Fig. 5 einen Schnitt gemäß Fig. 4 ohne Deckel in Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VI-VI in Fig.4 ohne Deckel, Fig. 7 eine Ansicht gemäß dem Pfeil VII in Fig. 6, Fig. 8 alternative Ausführungsformen bis 10 eines erfindungsgemäßen Steckers, Fig. 11 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Leiterplatte.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Teilabschnitt eines Außenläufermotors 1 dargestellt, bestehend aus einem Rotor 2 und einem Stator 3. Zwischen dem Stator 3 und einem Wickelkopf 4 einer Motorwicklung befindet sich eine Isolierscheibe 5, die mit einem Stirnisolationsschaft 6 ein einteiliges Bauteil bildet. Auf dem Ende des Stirnisolationsschaftes 6 ist eine Leiterplatte 7 befestigt, die mit aufgedruckten Kupferleiterbahnen 17 versehen ist, an denen die Wicklungsdrähte der Statorwicklungen angelötet sind. Die Kupferleiterbahnen können selbstverständlich auch bereits verzinnt sein. Die Anordnung der einzelnen Leiterbahnen 17 auf der Leiterplatte richtet sich nach der Schaltungsart des Motors (Nutzahl, Polzahl usw.) Die Leiterbahnen 17 werden an einer bestimmten Stelle der Leiterplatte 7 zusammengeführt und bilden dort einen Anschlußbereich, über den ein Anschluß stecker 13 aufgeschoben wird. In diesem Anschlußbereich sind die Leiterbahnen 17 der Leiterplatte 7 nach außen an den Außenrand der Leiterplatte geführt, siehe Fig. 11.
Die Leiterplatte 7 wird durch einen Motorflansch 8 abgedeckt, der ausgehend von seinem Mittenbereich 9 zunächst radial nach außen verläuft und dann in seinem Außenbereich 10 in axialer Richtung schräg nach außen in Richtung auf den Rotor 2 verläuft, so daß der Außenbereich 10 einen schrägen Wandbereich bildet.
In diesem Wandbereich 10 des Motorflansches 8 befindet sich eine Öffnung 14 entsprechend den Ausmaßen des Steckers 13. Die-Wändstärke des Motorflansches 8 ist über die Breite der Öffnung 14 durch beidseitigen Absatz 15 verringert, und zwar ausgehend von der Öffnung in radialer Richtung nach innen, so daß sich in diesem Bereich ein Führungssteg 11 für den Anschlußstecker 13 ergibt.
Nach erfolgter Montage des Motors wird der Anschlußstecker 13 in die Öffnung 14 im Motorflansch 8 eingeschoben, wobei eine am Stecker 13 angebrachte Führungsnut 12 den Führungssteg 11 des Motorflansches 8 übergreift, so daß eine genaue Positionierung des Steckers 13 möglich ist. Der Anschlußstecker greift dabei mit seinem Kontaktbereich 16 über die Leiterbahnen des Anschlußbereichs der Leiterplatte 7 und stellt so die elektrische Verbindung zwischen einem Außenanschlußkabel 18 und der Motorwicklung her.
Die Sicherung des Anschluß steckers 13 gegen unbeabsichtigtes Entfernen erfolgt durch eine Rastnase 19 am Stecker 13, die nach dem Einstecken des Steckers 13 durch einen am Außenrand des Motorflansches verbliebenen Ringsteg 20 gehalten wird. Ein Entfernen des Steckers wird erst nach Eindrücken der Rastnase bei gleichzeitigem Abziehen nach außen möglich, wobei jedoch grundsätzlich davon ausgegangen wird, daß der Stecker nicht mehr entfernt werden soll.
Der Anschluß stecker 13 nach der Erfindung ist als Kunststoffspritzteil ausgeführt und in seinem Innenbereich mit einzelnen gegeneinander isolierten Anschlußkammern 22 versehen, in denen Kontaktelemente 23 untergebracht sind Deren unterer Teil 24 ist federartig ausgebildet, so daß nach dem Aufstecken des Anschluß steckers 13 auf die Leiterplatte 7 der erforderliche Kontaktdruck sichergestellt ist.
Die Verbindung der Anschlußlitzen des Anschlußkabels 18 mit den Kontaktelementen 23 erfolgt in Schneid-Klemm-Technik. Dies hat zur Folge, daß die Anschlußlitzen zur Herstellung der Verbindung nicht mehr abisoliert werden müssen. Die isolierten Anschlußlitzen werden bei geöffnetem Steckerteil in die einzelnen Kammern 22 des Anschlußsteckers 13 eingegelegt und dann in den Kontaktbereich eingedrückt.
Es erfolgt im Kontakt- und Klemmbereich eine Durchtrennung der Isolation, was eine sichere Kontaktierung zur Folge hat. Das Einlegen und Eindrücken der Anschluß litzen in den Anschlußbereich kann von Hand, zweckmäßigerweise aber durch eine spezielle Vorrichtung, vorgenommen werden.
Da die einzelnen Anschlußkammern 22 des Anschlußsteckers 13 nebeneinander angeordnet sind, kann als Außenanschlußkabel 18 ein Flachbandkabel verwendet werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Kabelzuführung zum Motor ohne Änderung der Bauteile sowohl in axialer als auch radialer Richtung vorgenommen werden kann. Bei bekannten Motoren war dies bisher ein Problem, da bei rundem Anschlußkabel je nach Befestigungsart des Motors eine stirnseitige oder alternativ eine seitliche Kabel ausführung ver- wendet werden mußte, wozu entweder unterschiedliche Motorflansche oder spezielle Einsätze in den Kabeldurchführungsöffnungen erforderlich waren. Dieses Problem steht nun durch die Verwendung des Flachbandkabels nicht mehr an.
Wie sich aus Fig. 3+4 ergibt, besteht der erfindungsgemäße Stecker aus einem Unterteil 25 und einem Deckel 26. Der Deckel 26 ist plattenförmig ausgebildet und besitzt an seinen beiden Längsrändern Rastfortsätze 27, 28. Mit diesen Rastfortsätzen 27, 28 erfolgt eine Rastverbindung des Deckels 26 mit dem Unterteil 2 5 im mit dem Deckel 26 verschlossenen Zustand des Unterteils 25. Hierzu sind die Fortsätze 27 hakenförmig ausgebildet und hintergreifen im aufgesetzten Zustand des Deckels 25 mit ihren endseitigen Hakenschenkeln 29 einen Steg 30 des Unterteils 25. Die anderen gegenüberliegenden Rastfortsätze 28 weisen Öffnungen 31 auf, in die Rastvorsprünge 32 am Unterteil 25 im aufgesetzten Zustand des Deckels einrasten. Weiterhin befinden sich an der Deckelunterseite Druck- und Haltestege 33, mit denen die Kabellitzen in die Kontaktelemente 23 gedrückt werden, um die elektrische Verbindung herzustellen und diese in der Verbindungsstellung zu halten. Die Kontaktelemente 23 bestehen aus im wesentlichen U-förmig gebogenen Metall-Stanz- und Biegeteilen,siehe Fig.5-7, die in ihren freien U-Schenkeln 34 randoffene Ausnehmungen 35 aufweisen, in die die Litzenenden zur Kontaktierung eingedrückt werden, wobei durch die Kanten der Ausnehmungen die Litzenisolation durchschnitten und somit ein elektrischer Kontakt zu dem inneren Leiter hergestellt wird. Der U-Schenkel 36 zwischen den beiden freien Schenkeln 34 weist eine Ausstanzung 37 mit einer nach außen abgebogenen Haltezunge 38 auf, die in eine Einbuchtung 39 des Unterteils 25 einrastet. Die Schenkel 34, 36 sind als vollflächige Teile ausgebildet und werden in einem im Innern der Anschlußkammern 22 ausgebildeten, der Form der Schenkel angepaßten Halterung gehalten. In Verlängerung nach unten weist der mittlere Schenkel zwei einander gegenüberliegende Kontaktfederelemente 40 auf, die den Kontaktbereich 16 für die Leiterplatte 7 bilden.
In der Vorderwand 41 des Unterteils 25 befindet sich die Führungsnut 12, mit der der erfindungsgemäße Stecker mit seinem Unterteil 25 auf den Führungssteg 11 des Motorflansches 8 aufgeschoben wird. Senkrecht zur Führungsnut oberhalb derselben sind in der Vorderwand 41 randoffene Ausnehmungen 42 in Verlängerung der Anschlußkammer 22 vorgesehen, die zur Einführung der Anschlußlitzen in die Anschlußkammern 22 dienen und von aben mit dem Deckel 26 verschlossen werden.
Das Unterteil 25 des Steckers weist einen bogenförmigen, flanschförmigen Ansatz 49 auf, der auf dem Ringsteg 20 des Motorflansches 8 aufliegt, und zwar auf einem Absatz 43 des Ringstegs.
In Fig. 11 ist ein Abschnitt einer erfindungsgemäßen Leiterplatte 7 dargestellt, und zwar derjenige Abschnitt, der den Kontaktbereich für den erfindungsgemäßen Stecker bildet. Hieraus ist erkennbar, daß die Leiterbahnen 17 im Kontaktbereich 16 nach außen geführt sind, und zwar derart, daß sie senkrecht zur eingezeichneten Ebene XX verlaufen. Dabei bildet der Kontaktbereich 16 vorzugsweise einen vorstehenden Abschnitt mit etwa rechteckiger Grundfläche.
In Fig. 3 a ist eine Alternative eines Rastverschlusses zu dem in Fig. 3 aus Rastnase 19 und Ringsteg 20 gebildeten Rastverschluß dargestellt. Hierbei ist an der Vorderseite des Führungsstegs 11 des Motorflansches 8 eine Rastnase 44 ausgebildet, die in einer Ausnehmung 45 der Vorderwand des Unterteils 25 einrastet.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in Verlängerung der Ausnehmungen 35 zum Einführen der Kabel litzen jeweils beidseitig der Anschlußkammern 22 Führungskammern 46 für die Anschlußlitzen im Unterteil 25 vorhanden sind. Diese Führungskammern dienen einerseits zur Aufnahme des Litzenendes und andererseits zur Einführung der Litze in die Anschlußkammern 22.
Während die Anschluß litzen innerhalb der Anschlußkammern durch die Druck- und Haltestege 33 fixiert werden, erfolgt eine Halterung der Anschlußlitzen in den Führungskammern 46 einerseits durch einen Fortsatz 47, siehe Fig. 4, und im Einführungsbereich durch einen Randfortsatz 48 des Deckels, Fig. 3.
Wie weiterhin in Fig. 4 dargestellt ist, kann der Deckel 26 des erfindungsgemäßen Steckers mit dem Unterteil in einem einzigen Spritzgußvorgang hergestellt werden, wobei er dann, wie in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet, mit dem Unterteil an dessen flanschförmigem Fortsatz 49 über Sollbruchstellen verbunden ist, so daß der Deckel leicht für den Gebrauch vom Unterteil abgetrennt werden kann. Das Unterteil 25 ist derart ausgebildet, daß insbesondere die Kontaktelemente 23 mit ihren Kontaktfederelementen 40 gänzlich vom Stecker aufgenommen werden, wobei jedoch die die Führungsnut 12 aufweisende Vorderwand im ganzen länger ausgeführt ist als das übrige Unterteil.
In den Fig. 8 bis 10 sind alternative Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Steckers dargestellt, wobei sich diese im wesentlichen durch eine andere Ausgestaltung des Deckels unterscheiden. Während in Fig. 8 der flanschförmige Ansatz 49 der sich auf den Ringsteg 20 auflegt und entsprechend bogenförmig verläuft, am Deckel ausgebildet ist, ist der Deckel weiterhin mit dem Unterteil dauernd scharnierartig über ein Material scharnier 50 mit dem Unterteil verbunden. Der Verschluß des Deckels erfolgt über an der Vorderseite des Unterteils ausgebildete Rastnocken 51, die in entsprechende Ausnehmungen 52 im Deckel einrasten. In Fig. 9 ist der Deckel an einer Querseite des Unterteils 25 über ein Scharnier 53 mit diesem ständig verbunden, und der Verschluß des Deckels erfolgt über einen am Unterteil ausgebildeten hakenförmigen Fortsatz 54, der dem Scharnier 53 gegenüberliegt und in eine Öffnung 55 des Deckels eingreift.
In Fig. 10 ist der Deckel 26 als separates, unabhängiges Teil dargestellt, wobei die Befestigung des Deckels am Unterteil mittels Rastfortsätzen 56, 57 erfolgt, die die Ansätze 58, 59 des Unterteils hintergreifen.
Im übrigen entsprechen die Ausführungsformen der Fig. 8 bis 10 im wesentlichen denen der Fig. 1 bis 7, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind.
Der erfindungsgemäße Stecker kann, wie dies aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, als Kunststoffspritzteil hergestellt werden, wobei entweder Unterteil und Deckel in einem Spritzvorgang hergestellt werden oder aber in separaten Arbeitsgängen.
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Claims

Ansprüche: Außenläufermotor, bestehend aus einem Rotor und » einem Stator sowie mit einer zwischen der Motorwicklung und dem Motorflansch angeordneten Leiter platte mit auf gedruckten Leiterbahnen, die ihrerseits mit den Wicklungsenden der Motorwicklung und andererseits mit einem von außen eingeführten Anschlußkabel verbunden sind, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Verbindung zwischen dem Anschlußkabel (18) und den Leiterbahnen (17) der Leiterplatte (7) als auf den Außenrand der Leiterplatte (7) befestigbarer Stecker (13) ausgebildet ist.
2. Außenläufermotor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Motorflansch (8) eine Öffnung (14) für den Stecker (13) aufweist.
3. Außenläufermotor nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Öffnung (14) an ihrer unteren Längskante von einem Führungssteg (11) des Motorflansches (8) und an ihrer oberen Längskante von einem bogenförmigen Ringsteg (20) begrenzt wird, wobei der Stecker (13) mit einer im Steckerkörper ausgebildeten Führungsnut (12) auf dem Führungssteg (11) sitzt.
4. Außenläufermotor nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stecker (13) mit einem bogenförmigen, flanschförmigen Ansatz (49) auf dem Ringsteg (20), insbesondere auf einem Absatz (43) des Ringstegs, aufliegt.
5. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Leiterbahnen (17) im Kontaktbereich des Steckers (13) an den äußeren Rand der Leiterplatte geführt sind, wobei diese dort einen vorstehenden, im wesentlichen rechteckförmigen Abschnitt aufweist.
6. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Stecker (13) aus einem Unterteil (25) und einem auf diesem rastend befestigbaren Deckel (26) besteht.
7. Außenläufermotor nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in voneinander getrennten Anschlußkammern (22) des Unterteils (25) Kontaktelemente (23) für die Verbindung zwischen den Leiterbahnen (17) und den einzelnen Litzen des Anschlußkabels angeordnet sind.
8. Außenläufer nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kontaktelemente (23) zum Anschluß der Kabellitzen Schneidkontaktelemente in Form von randoffenen Ausnehmungen (35) und zum Anschluß der Leiterplatte paarweise ausgebildete Kontaktfederelemente (40) aufweisen.
9. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Unterteil (25) des Steckers (13) durch einen Rastverschluß im Motorflansch (8) fixiert ist.
10. Außenläufermotor nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rastverschluß aus einer am Unterteil (25) des Steckers (13) ausgebildeten Rastnase (19) besteht, der den Ringsteg (20) im Motorflansch (8) hintergreift.
11. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Rastverschluß aus einer am Führungssteg (11) des Motorflansches(8)ausgebildeten Rastnase (44) besteht, die in eine Ausnehmung (45) der Vorderwand des Unterteils (25) einrastet.
12. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, da d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß am vorderen Längsrand des Unterteils (25) jeweils den Anschlußkammern (22) zugeordnete randoffene Ausnehmungen (35) zum Einführen der Kabel litzen ausgebildet sind.
13. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß in Verlängerung der Ausnehmungen (35) jeweils beidseitig der Anschlußkammern (22) Führungskammern (46) für die Anschlußlitzen im Unterteil (25) ausgebildet sind.
14. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß an der Unterseite des Deckels (26) oberhalb der Anschlußkammern (22) Druck- und Haltestege (33) für die Kabellitzen ausgebildet sind, die in die Anschlußkammern (22) hineinragen.
15. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Unterteil (25) und der Deckel (26) als einheitliches Kunststoffspritzteil hergestellt sind, wobei die beiden Teile über Sollbruchstellen voneinander trennbar verbunden sind.
16. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Deckel (26) am Unterteil (25) über ein Scharnier befestigt ist.
17. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Deckel (26) durch einen Rastverschluß gehalten wird, der aus einem am Unterteil (25) des Steckers (13) ausgebildeten Rastfortsatz (28) mit einem Hakenschenkel (29) besteht, der den Steg (30) des Unterteils (25) hintergreift.