HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Drehmaschinen,
wie beispielsweise elektrische Motoren und elektrische
Generatoren, und ein Verfahren zum Herstellen der
elektrischen Drehmaschinen.
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Herkömmlicherweise sind elektrische Drehmaschinen wie
elekürische Motoren zum Beispiel als Einheiten hergestellt
worden. Deshalb benötigt eine Innenraumeinheit einer
Klimaanlage beispielsweise einen Platz zur Aufnahme eines
getrennten Motors, beispielsweise eines Wechselstrom-
Induktionsmotors, um ein Querstromgebläse in der
Innenraumeinheit anzutreiben. Infolge dessen neigt die
Innenraumeinheit dazu, von einer großen Größe zu sein. Mit
anderen Worten bewirken getrennte elektrische Drehmaschinen,
daß Vorrichtungen zur Aufnahme der Drehmaschinen große
Abmessungen aufweisen.
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Seit kurzen sind bürstenlose Gleichstrom- (DC)-Motoren
verwendet worden, um die Größe der Vorrichtungen zu
verringern. Eine Vorrichtung, die einen bürstenlosen DC-Motor
anwendet, ist in der offengelegten japanischen
Patentanmeldungs-Veröffentlichung mit der Nr. 64-41696
offenbart. In der Vorrichtung ist ein allgemein
schalenförmiges Gehäuse für einen Rotor in dem bürstenlosen
DC-Motor mit einer Seitenplatte eines Gebläse-Rotors eines
Querstrom-Gebläses verbunden und ein Permanentmagnet, der
entlang einer inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses
eingepaßt ist, umgibt einen Stator.
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Herkömmlicherweise wird der Permanentmagnet durch das
folgende Verfahren hergestellt. Zuerst wird ein Formteil
einer gewünschten Gestalt hergestellt, indem ein magnetisches
Material, beispielsweise Ferrit, gesintert wird. Dann wird
das Formstück fertiggestellt, so daß es eine Gestalt
aufweist, die der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses
angepaßt ist. Das fertiggestellte Formstück wird dann in das
Gehäuse eingebracht.
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Das Formstück aus beispielsweise einem magnetischen Material
ist sehr hart und zerbrechlich. Deshalb wird allgemein eine
tragende Endbearbeitung auf das Formstück als ein
Endbearbeitungsverfahren angewendet. In diesem Fall werden
die Produktionskosten hoch. Zusätzlich ist es nicht einfach,
in dem Formstück zur Befestigung des Formstücks an dem
Gehäuse Löcher herzustellen. Um das Formstück an dem Gehäuse
anzubringen werden deshalb getrennte Teile zur Unterstützung
der Befestigung benötigt oder ein Klebezusammenbau wird
durchgeführt. Dies bewirkt, daß der Zusammenbau-Vorgang
kompliziert und mühsam wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einer
Gebläsevorrichtung, bei der eine schaltungsplatine, die mit
Wärmeerzeugungs-Elementen wie beispielsweise
Leistungstransistoren ausgerüstet ist, an einem Endträger mit
Hilfe von Klammern angebracht ist, die Anzahl von Klammern zu
verringern und einen Wärmefreigabe-Wirkungsgrad der
Wärmeerzeugungs-Elemente zu verbessern.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind in einer Gebläsevorrichtung
mit einen Gebläsemotor, einem Endträger zum Haltern des
Gebläsemotors und einer Schaltungsplatine, die mit
Wärmeerzeugungs-Elementen ausgerüstet ist und sich dem
Endträger gegenüberliegend befindet, gemäß der vorliegenden
Erfindung die Wärmeerzeugungs-Elemente in einem
Umfangsabschitt der Schaltungsplatine angeordnet, eine
Wärmefreigabe-Oberfläche jedes Wärmeerzeugungs-Elements
befindet sich in einem Kontakt mit dem Endträger, elastische
Elemente befinden sich zwischen dem Endträger und den
jeweiligen Wärmeerzeugungs-Elementen und Klemmelemente, die
aus allgemein U-förmigen elastischen Teilen hergestellt sind,
sind vorgesehen, um den Endträger und die schaltungsplatine
so zu klemmen, daß die Wärmefreigabe-Oberflächen der
Wärmeerzeugungs-Elemente in engem Kontakt mit dem Endträger
gehalten werden.
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Gemäß der Gebläsevorrichtung mit dem obigen Aufbau werden der
Endträger und die Schaltungsplatine durch eine elastische
Kraft der Klemmelemente unter der Bedingung geklemmt, daß die
elastischen Elemente zwischen den Wärmeerzeugungs-Elementen
und der schaltungsplatine angeordnet sind, wodurch die
Wärmefreigabe-Oberflächen der Wärmeerzeugungs-Elemente eng an
den Endträger angebracht sind. Deshalb ermöglichen die
Klemmelemente den mehreren Wärmefreigabe-Oberflächen,
vollständig und gleichmäßig an dem Endträger anzuhaften,
indem die gesamte Schaltungsplatine in Richtung auf den
Endträger hin gedrückt wird. Demzufolge ist es nicht
erforderlich, Klemmelemente bereitzustellen, die einzeln den
Wärmeerzeugungs-Elementen entsprechen. Mit anderen Worten,
die Anzahl der Klemmelemente kann kleiner sein als diejenige
der Wärmeerzeugungs-Elemente, obwohl die gleiche Anzahl von
Klemmelementen vorher verwendet worden ist.
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Wenn die Wärmefreigabe-Oberflächen der Wärmeerzeugungs-
Elemente auf den Endträger durch die Klemmelemente gedrückt
werden, wirkt eine elastische Kraft der elastischen Elemente
derart, daß alle Wärmeerzeugungs-Elemente an dem Endträger
anhaften. Demzufolge wird die Druckkraft, die auf die
Wärmeerzeugungs-Elemente wirkt, gleichförmig gemacht.
Insbesondere wirkt die Druckkraft auf die Wärmeerzeugungs-
Elemente nicht lokal, sondern ganzheitlich. Dies führt zu
einer verbesserten Anhaftung der Wärmeerzeugungs-Elemente an
dem Endträger und zu einer verbesserten Wärmefreigabe der
Wärmeerzeugungs-Elemente.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHUUNGEN
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Die vorliegende Erfindung ergibt sich vollständiger aus der
ausführlichen nachstehend angegebenen Beschreibung und im
Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen, die hier nur
zur Illustration angeführt sind und somit die vorliegende
Erfindung nicht beschränken. In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine fragmentarische longitudinale Querschnittsansicht
einer Gebläsevorrichtung gemäß einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig 2 einen Seitenaufriß eines Endträgers;
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Fig. 2A eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A
in Fig. 2;
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Fig. 3 einen Seitenaufriß einer gedruckten Schaltungsplatine;
Fig. 4 einen Seitenaufriß einer Lehre;
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Fig. 4A eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A
in Fig. 4;
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Fig. 5 einen Seitenaufriß einer flachen Platte;
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Fig. 5A eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils A aus
Fig. 5 genommen ist;
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Fig. 6 einen Seitenaufriß eines rechten Abstandsstücks;
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Fig. 6A eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils A aus
Fig. 6 genommen ist;
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Fig. 6B eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils B in
Fig. 6 genommen ist;
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Fig. 7 einen Seitenaufriß eines linken Abstandsstücks;
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Fig. 7A eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils A in
Fig. 7 genommen ist;
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Fig. 7B eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils B aus
Fig. 7 genommen ist
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Fig. 8 einen Seitenaufriß einer oberen Druckplatte;
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Fig. 8A eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils A aus
Fig. 8 genommen ist;
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Fig. 9 einen Seitenaufriß einer unteren Druckplatte;
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Fig. 9A eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils A in
Fig. 9 genommen ist;
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Fig. 10 einen Seitenaufriß eines elastischen Elements;
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Fig. 10A eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils A in
Fig. 10 genommen ist;
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Fig. 10B eine Ansicht, die in der Richtung des Pfeils B in
Fig. 10 genommen ist;
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Fig. 11 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines
Abschnitts, der von einer Klammer gehalten wird;
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Fig. 12 eine Vorderansicht der Klammer;
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Fig. 12A eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-
A in Fig. 12B; und
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Fig. 12B eine Ansicht entlang der Richtung des Pfeils B in
Fig. 12.
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Eine Gebläsevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 1-12 gezeigt.
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In Fig. 1 ist ein Aufbau eines rechtsseitigen Abschnitts
eines Querstrom-Gebläses in einer Innenraumeinheit einer
Klimaanlage gezeigt. Ein Gebläsemotor M eines bürstenlosen
DC-Typs ist mit einer Seitenplatte 202 eines Gebläsemotors
201 verbunden. Insbesondere ist ein Rotor 204 des
Gebläsemotors M an der Seitenplatte 202 durch ein flexibles
Verbindungsstück 210, welches ein Gummivibrations-Isolator
ist, befestigt. Der Rotor 204 ist durch zwei Kugellager 211
drehbar um eine feste Welle 206 herum gelagert. Ein Stator
205 ist um die feste Welle 206 herum befestigt.
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Der Stator 205 bildet zusammen mit dem Rotor 204 den
Gebläsemotor M Die feste Welle 206 wird durch einen
Endträger 207 an einem Ende auf der rechten Seite der Figur
gehaltert. Der Endträger 207 wird von einer Motorabdeckung
213 und einem Rahmen 207 durch einen Gummivibrations-Isolator
212 gehaltert. Diese Elemente sind dafür ausgelegt, den
Gebläsemotor M zu haltern.
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Die Motorabdeckung 213 weist einen Halbkreis-förmigen
Querschnitt- in ihrem oberen Abschnitt in der Figur auf.
Dieser Abschnitt dient als Raum zur Aufnahme eines klein
bemessenen Motors, beispielsweise eines Antriebsmotors, zum
Beispiel für Luftrichtungs-Regulierklappen.
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Wie nachstehend noch ausführlich beschrieben wird, befindet
sich rechts von dem Endträger 207 eine gedruckte
Schaltungsplatine P. Die gedruckte Schaltungsplatine P ist
mit sechs Leistungstransistoren Q1-Q6 und drei Hall-Elemten
H1-H3 versehen.
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Der Rotor 204 ist so aufgebaut, daß ein Permanentmagnet 215
an einem allgemein schalenförmigen Gehäuse 214 befestigt ist.
Das Gehäuse 214 ist mit dem flexiblen Verbindungsstück 210
mit Schrauben 216 verbunden. Der Stator 205 ist mit der
festen Welle 206 durch erste und zweite Ringe 221 und 222,
die Gummivibrations-Isolatoren sind, befestigt. Spulen 223
sind um einen Eisenkern 220 herum gewickelt.
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Der Endträger 207 besitzt die Form einer allgemeinen Schale,
wie in den Fig. 2 und 2A gezeigt, mit einer vertikalen Fläche
224. Die vertikale Fläche 224 des Endträgers 207 ist mit
Löchern 225 zur Aufnahme der Hall-Elemente H1-H3 und ferner
mit Löchern 227 zur Aufnahme von Schrauben 226 zur
Befestigung des Endträgers 207 an der festem Welle 206
versehen. Ferner sind Auskerbungen 228 auf der Kante der
vertikalen Fläche 224 des Endträgers 207 an vier Stellen
vorgesehen, wie in Fig. 2 gezeigt. Die voranstehend erwähnte
gedruckte Schaltungsplatine P ist im wesentlichen parallel zu
und der vertikalen Fläche 224 des Endträgers gegenüberliegend
angebracht. Wie in Fig. 3 gezeigt besitzt die gedruckte
Schaltungsplatine P eine Halbkreis-förmige Gestalt in ihrem
oberen Abschnitt, so daß der obere Abschnitt der
Motorabdeckung 213 angepaßt ist, und eine Rechteck-förmige
Gestalt in ihrem unteren Abschnitt, so daß ein ausreichender
Platz sichergestellt wird und somit Schaltungselemente,
beispielsweise die Leistungstransistoren Q1-Q6, die Hall-
Elemente H1-H3 etc. eine Zuverlässigkeit bereitstellen
können.
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Die Leistungstansistoren Q1-Q6 sind auf der Platine P so
angelötet, daß ihre Wärmefreigabe-Oberflächen E entlang und
parallel zu der vertikalen Fläche 224 des Endträgers 207
positioniert sind. Bei einem Lötprozeß für die
Leistungstransistoren Q1-Q6 wird eine Lehre 230, wie in den
Fig. 4 und 4A gezeigt, verwendet, um die Wärmefreigabe-
Oberflächen E im wesentlichen auf dem gleichen Niveau zu
halten.
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Die gedruckte Schaltungsplatine P wird an dem Endträger 207
mit Hilfe von Klammern (Klemmelementen) 234, die
beispielsweise als Blattfeder ausgeführt sind, in einer in
Fig. 1 gezeigten Weise angebracht. Wie in Fig. 1 gezeigt,
befinden sich elastische Elemente 233, die beispielsweise aus
Gummi hergestellt sind, zwischen der gedruckten
Schaltungsplatine P und den Leistungstransistoren Q1-Q6, so
daß die Leistungstransistoren Q1-Q6 auf den Endträger 206
durch die elastischen Elemente 233 gedrückt werden, wenn die
gedruckte Schaltungsplatine P mit Hilfe der Klammern 234
angebracht wird. Jedes elastische Element 233 weist einen
Stufenabschnitt 236 auf, um an der hinteren Oberfläche 232
jedes Transistors Q1-Q6 anzuhaften. Die elastischen Elemente
233 sind individuell angeordnet, so daß sie den jeweiligen
Leistungstransistoren Q1-Q6 entsprechen.
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Die Klammern 234 sind in einem Umfangsabschnitt der
gedruckten Schaltungsplatine P an regelmäßigen Intervallen,
beispielsweise an vier Stellen, vorgesehen. Wie in den Fig.
12 und 128 gezeigt besteht jede Klammer 234 aus einer
allgemein U-förmigen Blattfeder mit einem Anhaftungsabschnitt
239 und einem Druckabschnitt 237 mit einer V-förmigen
Ausstülpung 238. Wie in Fig. 11 gezeigt werden die
Anhaftungsabschnitte 239 der Klammern 234 in den Endträger
207 durch die jeweiligen Auskerbungen 228 des Endträgers 207
eingefügt und klemmen den Endträger 207 so, daß die Klammern
234 die gedruckte Schaltungsplatine P mittels ihrer
Federkraft klemmen. Dabei haftet der Anhaftungsabschnitt 239
jeder Klammer 234 an dem Endträger 207 an, während die V-
förmige Ausstülpung 238 in das Loch 240 der gedruckten
Schaltungsplatine P eingepaßt ist.
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Die folgende Beschreibung beschreibt einen Aufbau der
Lötlehre 230 und ihrer Verwendung.
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Wie in Fig. 4A gezeigt besteht die Lehre 230 aus einer
flachen Platte 250, rechten und linken Abstandsstücken 251
und 252 und unteren und oberen Druckplatten 253 und254. Die
flache Platte 250 weist eine Gestalt auf, die der gedruckten
Schaltungsplatine P entspricht, wie in den Fig. 5 und 5A
gezeigt. Vier Schraubenlöcher 255 sind in einem
Umfangsabschnitt der Platte 250 gebildet. Die Wärmefreigabe-
Oberflächen E der Leistungstransistoren Q1-Q6 werden in einen
Kontakt mit einer Referenzoberfläche 256 der flachen Platte
250 gebracht. Die rechten und linken Abstandsstücke 251 und
252 sind wie in den Fig. 6-6B und den Fig. 7-7B gezeigt,
konstruiert. Die rechten und linken Abstandsstücke 251 und
252 sind jeweils mit abgestuften Vorsprüngen 257 versehen, um
die hinteren Oberflächen der Leistungstransistoren Q1-Q6
anzudrücken. Beide Abstandsstücke 251 und 252 sind
miteinander verbunden, indem ihre Anbringungsabschnitte 258
und 259 zueinander überlappend angeordnet werden, so daß ein
Positionierloch in dem Anbringungsabschnitt 258 auf ein
Positionierloch 261 in dem Anbringungsabschnitt 259 trifft.
Die Abstandsstücke 251 und 252 weisen jeweils 2 Bolzenlöcher
B auf. Die obere Druckplatte 253 weist eine Gestalt wie ein
Halbkreis-förmiger Bogen auf, wie in den Fig. 8 und 8A
gezeigt. Die obere Druckplatte 253 weist einen Stift 262 auf,
der in die Positionierlöcher 260 der rechten und linken
Abstandsstücke 251 und 252 in seiner zentralen Position
eingebracht werden soll, und zwei Bolzenlöcher B auf beiden
Seiten des Stifts 262. Andererseits ist die untere
Druckplatte 254 allgemein U-förmig, wie in den Fig. 9 und 9A
gezeigt. Diese untere Druckplatte 254 besitzt einen Stift
264, um in die Positionierlöcher 261 eingebracht zu werden,
und zwei Bolzenlöcher B.
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Die Lehre 230 mit dem obigen Aufbau wird in der nachstehenden
Weise verwendet.
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Zuerst wird die gedruckte Schaltungsplatine P in die Lehre
230 in einem Zustand plaziert, so daß die Wärmefreigabe-
Oberflächen E der Leistungstransistoren Q1-Q6 in Kontakt mit
der Referenzoberfläche 256 der flachen Platte 250 sind. Dann
werden das rechte Abstandsstück 251 und das linke
Abstandsstück 252 zwischen die gedruckte Schaltungsplatine
und die Referenzoberfläche 256 von rechts bzw. links
eingefügt. Der Zusammenbau der Abstandsstücke 251 und 252
wird durchgeführt, während Positionen der
Leistungstransistoren Q1-Q6 so eingestellt werden, daß die
abgestuften Vorsprünge 257 der Abstandsstücke 251 und 252 mit
den hinteren Oberflächen der Leistungstransistoren Q1-Q6 in
Eingriff stehen. Wenn die Abstandsstücke 251 und 252
zusammengebaut worden sind, treffen die Positionierlöcher 61,
62 des Abstandsstücks 251 auf diejenigen 61, 62 des
Abstandsstücks 252. Danach werden die oberen und unteren
Druckplatten 253 und 254 auf der Lötoberflächenseite 270 der
gedruckten Schaltungsplatine P angebracht, so daß die
gedruckte Platine P zusammen mit den zusammengebauten rechten
und linken Abstandsstücken 251 und 252 eingebettet ist. Dabei
werden die Stifte 262 und 264 der oberen und unteren Platten
253 und 254 in Positionierlöcher 260 und 261 eingepaßt und
Bolzen (nicht gezeigt) werden durch die Bolzenlöcher B in die
Schraubenlöcher 255 der flachen Platte 250 eingefügt. Die
Lötoberfläche 270 der gedruckten Schaltungsplatine P in dem
obigen zusammengebauten Zustand wird in ein Lötreservoir
abgetaucht und verlötet Demzufolge werden die Wärmefreigabe-
Oberflächen der Leistungstransistoren Q1-Q6 auf einem im
wesentlichen gleichem Niveau gehalten. Infolgedessen wird
beim Prozeß zum Zusammenbauen der gedruckten
Schaltungsplatine P, die mit den Leistungstransistoren etc.
ausgerüstet ist, in der Gebläsevorrichtung eine Beschädigung
an einer Lötoberflächen-seitigen Folie auf Zuleitungsdrähten
231 der Leistungstransistoren Q1-Q6 vermieden.
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Die nachstehende Beschreibung beschreibt den Betrieb der
Vorrichtung, die wie oben konstruiert ist.
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Die gedruckte Schaltungsplatine P wird durch die Klammern 234
an dem Endträger 207 angeklemmt, wobei die elastischen
Elemente 233 zwischen den Leistungstransistoren Q1-Q6 und der
Platine P liegen. In diesem Fall wird jeder der
Leistungstransistoren Q1-Q6 in einen Kontakt mit dem
Endträger 207 durch eine Druckkraft gebracht, die auf die
Leistungstransistoren Q1-Q6 gleichförmig wirkt, und zwar im
Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die
Leistungstransistoren Q1-Q6 lokal angedrückt werden. Deshalb
ist eine Anhaftung bzw. Anlage der Wärmefreigabe-Oberflächen
E der Leistungstransistoren Q1-Q6 an dem Endträger 207
verbessert und die Leistungstransistoren Q1-Q6 können einen
verbesserten Wärmefreigabe-Wirkungsgrad anbieten.
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Die nur vier Klemmen 234, die in regelmäßigen Abständen in
dem Umfangsabschnitt der gedruckten Schaltungsplatine P
vorgesehen sind, sind ausreichend, um die
Leistungstransistoren Q1-Q6 zu halten, wobei sie diese mit
einer fast gleichförmigen Kraft an dem Endträger 207
andrücken. Deshalb ist es nicht notwendig, Klammern
bereitzustellen, die einzeln den Leistungstransistoren Q1-Q6
entsprechen. Das heißt, im Vergleich mit dem Stand der
Technik wird eine geringe Anzahl von Klemmen benötigt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Klemme 234 mit
der V-förmigen Ausstülpung 238 versehen, die jedoch nicht
wesentlich ist. Die Konfiguration der gedruckten
Schaltungsplatine kann natürlich je nach Anforderung
modifiziert werden.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen dem besseren
Verständnis und engen den Umfang nicht ein. Modifikationen
sind innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche möglich.