Einsatzgebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische
Verbindungsanschlüsse, elektrische Verbinder und ein
Montageverfahren für elektrische Verbinder, im besonderen auf
eine Verbesserung, die elektrische Verbindungsanschlüsse und
elektrische Verbinder betrifft, die so gestaltet sind, daß sie
mit Rotoranschlüssen der elektrischen Maschinen und Geräte
integral verbunden sind.
Hintergrund der Erfindung
-
Wie bekannt ist, wurden die elektrischen Verbindungen
zwischen den Eingangsanschlüssen (oder Elektroden) von
elektrischen Maschinen und Geräten, wie elektrische
Kleinmotoren und zugehörige elektrische Stromversorgungen oder
Steuerungen, und den Eingangsanschlüssen (oder Elektroden) der
elektrischen Maschinen und Gräte und den Leitern, die von den
elektrischen Stromversorgungen oder Steuerungen abgehen, durch
gelötete oder gekrimpte Leitungen hergestellt.
-
Solche gelötete oder gekrimpte Drahtverbindungen
erforderten jedoch umständliche Arbeiten und das Verbinden und
Trennen von externen Leitungen konnte nicht immer einfach
ausgeführt werden.
-
Die US-PS 5.287.028 schlägt ein Verbindergehäuse vor,
welches mit einem elektrischen Motor integral verbunden ist.
Das Verbindergehäuse hat einen eingefügten elektrischen
Verbinder, der mit inneren Anschlüssen ausgestattet ist, die
mit den Eingangsanschlüssen des elektrischen Motors und den
Außenanschlüssen verbunden sind. Diese Außenanschlüsse sind
abnehmbar mit den externen Leitungen verbunden, die von einer
zughörigen Stromversorgung oder Steuerung abgehen, um die
erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen dem
elektrischen Motor und der zughörigen Stromversorgung oder
Steuerung herzustellen.
-
Bei diesem Stand der Technik bewirkt das Einfügen von
externen Leitungen in das Verbindergehäuse, daß die
Anschlußkontakte im Verbindergehäuse elastisch verformt
werden, dabei bewirkt die elastische Gegenkraft in den
Anschlußkontakten, daß diese selbst gegen die externen
Leitungen gedrückt werden und so die erforderliche Verbindung
mit den externen Leitungen herstellen. Wenn die Lösung der
externen Leitungen von den Anschlußkontakten in dem
Verbindergehäuse gewünscht wird, muß die externe Leitung gegen
die Kontaktkraft, welche an den externen Leitungen durch die
Anschlußkontakte anliegt, aus dem Verbindergehäuse
herausgezogen werden.
-
Die herkömmlichen elektrischen Verbinder haben jedoch
folgende Nachteile:
-
Erstens müssen beide Teile zum Verbinden und Lösen der
externen Leitungen mit und von den Anschlußkontakten in dem
Verbindergehäuse, das für die externen Leitungen bestimmt ist,
hineingeschoben oder gegen die Kontaktkraft, welche an den
externen Leitungen durch die Anschlußkontakte anliegt,
herausgezogen werden. Dabei besteht die Gefahr der
Beschädigung der externen Leitungen durch das Reiben zwischen
den externen Leitungen und den Anschlußkontakten.
-
Zweitens müssen die Anschlußkontakte im
Verbindergehäuse so gestaltet sein, daß eine Kontaktkraft an
den externen Leitungen anliegt, die sicherstellt, daß ein
guter Kontakt zwischen an Anschlußkontakten und den externen
Leitungen besteht, dennoch müssen die externen Leitungen
leicht in das Verbindergehäuse einschiebbar und wieder leicht
aus dem Verbindergehäuse herausziehbar sein. Es ist jedoch
schwer, diese Anschlußkontakte so zu gestalten, daß sie für
diesen Zweck eine ausreichend starke Kontaktkraft entwickeln.
Zusammenfassung der Erfindung
-
Ein Ziel der eingereichten Erfindung ist es, einen
elektrischen Kleinmotor zu liefern, der mit einem elektrischen
Verbinder ausgestattet ist, der Anschlüsse besitzt, die eine
Anwendung mit relativ starker Kontaktkraft an den freigelegten
Adern einer isolierten Leitung ermöglicht, während diese im
Verbindergehäuse gehalten werden, wobei die Anwendung derart
hoher Kontaktkräfte auf die Leiter, wenn diese aus dem
Verbindergehäuse herausgezogen und entfernt werden, vermieden
wird, wobei das Reiben zwischen den Anschlüssen und den
freigelegten Adern vermieden wird.
-
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es,
einen elektrischen Kleinmotor bereitzustellen, der mit einem
elektrischen Verbinder ausgestattet ist, der Einrichtungen für
das leichte Herstellen der für diesen Zweck erforderlichen
Anschlußkontaktkraft besitzt.
-
Um diese Ziele zu erreichen, wird ein elektrischer
Kleinmotor bereitgestellt, der mit einem elektrischen
Verbinder ausgestattet ist, der das Verbinden und das Lösen
der freigelegten Kabeladern mit und von den
Eingangsanschlüssen eines Elektromotors ermöglicht. Der
elektrische Verbinder besitzt eine Betätigungseinrichtung, die
die Kontaktstifte bzw. -streifen der Anschlüsse im
Verbindergehäuse halten kann, ohne eine elastische Deformation
beider Teile beim Einschieben der freigelegten Adern des
Kabels in das Verbindergehäuse, damit eine elektrische
Verbindung zwischen den Anschlüssen und den freigelegten
Kabelverbinder hergestellt wird, zu bewirken. Beim
Herausziehen der freigelegten Adern aus dem Verbindergehäuse
zur Trennung der externen Leitungen von den Anschlüssen kann
die Betätigungseinrichtung, wenn diese ganz in das
Verbindergehäuse eingeschoben wird, die freigelegten Adern des
Kabels gegen die Kontaktstifte bzw. -streifen der Anschlüsse
drücken, wobei die Kontaktstifte bzw. -streifen der Anschlüsse
elastisch verbogen werden, um so zu bewirken, daß die
Kontaktstife oder -streifen eine Gegenkraft an die
freigelegten Adern des Kabels anlegen.
-
Mit dieser Einrichtung kann die Verbindung oder
Trennung durch einzelne Ein- oder Ausrast-
bzw. -schnappvorgänge funktionieren. Ebenso vorteilhaft ist, daß es
keine Reibung an den Oberflächen der freigelegten Kabeladern
gibt, die zwischen den Anschlüssen und den freigelegten Adern
entsteht. Nur ein Minimum an Schub- und Zugkraft ist
erforderlich, weil keine Reibung zwischen den Anschlüssen und
den Leitern vorhanden ist. Eine höchst geeignete Kontaktkraft,
mit welcher die externen Leitungen gegen die Anschlußkontakte
im Verbindergehäuse gedrückt werden können, kann ohne
Berücksichtigung der Kräfte, welche für das Hineinschieben und
Herausziehen nötig sind, bestimmt werden.
-
Die Betätigungseinrichtung kann Rastarme besitzen, die
an deren gegenüberliegenden Seiten integral verbunden sind,
wobei jeder dieser Rastarme einen Rastvorsprung hat, um durch
jeden der Kontervorsprünge, die im Verbindergehäuse geformt
werden, wenn die Betätigungseinrichtung vollständig darin
eingelassen ist, gehalten zu werden. Diese Anordnung
ermöglicht das positive Ineinandergreifen des
Verbindergehäuses und der Betätigungseinrichtung.
-
Beim Gebrauch, besonders beim Verbinden des
elektrischen Kleinmotors mit den freigelegten Kabeladern, wird
das Vorderende der Betätigungseinrichtung in die Einlaßöffnung
des Verbindergehäuses eingesetzt, wobei die externen Leitungen
unter der Bodenfläche der Betätigungseinrichtung angeordnet
sind. Die freigelegten Kabeladern werden nach vorne geschoben,
bis sie sich längs der ansteigenden Ausdehnung der
Kontaktstifte bzw. -streifen, die wie ein U geformt sind,
befinden. In dieser Position ist nur das Vorderende der
Betätigungseinrichtung in das Verbindergehäuse eingeschoben,
und die freigelegten Adern erstrecken sich über das nach vorne
gerichtete Ende der Betätigungseinrichtung hinaus, werden aber
nicht durch die Betätigungseinrichtung gegen die Enden der
Anschlüsse gedrückt. Deshalb können die Enden der
Kontaktstifte bzw. -streifen während des Einschiebens der
freigelegten Kabeladern nicht abgerieben werden.
-
Danach wird die Betätigungseinrichtung vollständig in
das Verbindergehäuse eingeschoben. In dieser Position sind die
freigelegten Leitungen gegen die Anschlüsse der Kontaktstifte
bzw. -streifen gedrückt, und dann werden die Kontaktstifte
bzw. -streifen stark nach unten gebogen, wobei sie gegen die
darüberliegenden Leitungen gedrückt werden, um eine gute
elektrische Verbindung mit den freigelegten Adern
sicherzustellen. Die freigelegten Adern können von den
Anschlüssen durch Betätigen der Betätigungseinrichtung in
umgekehrter Reihenfolge getrennt werden. Beim Trennen der
Verbindung wird die Reibung zwischen den freigelegten Adern
und den Anschlußkontakten vermieden, weil die freigelegten
Adern nicht gegen die Kontaktteile der Kontaktstifte
bzw. -streifen gedrückt werden, wenn sie entlang der
Betätigungseinrichtung bewegt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind mit Hilfe der folgenden Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen, die in den begleitenden
Zeichnungen gezeigt sind, einfacher zu verstehen:
-
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht eines elektrischen
Kleinmotors, der mit einem elektrischen Verbinder gemäß der
vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, wobei der elektrische
Motor in einem Teilquerschnitt zu sehen ist;
-
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den elektrischen
Kleinmotor aus der Richtung gesehen, die in Fig. 1 durch P
angezeigt wird;
-
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Verbindergehäuses
aus der Richtung gesehen, die in Fig. 2 durch Q angezeigt
wird;
-
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Verbindergehäuses
aus der Richtung gesehen, die in Fig. 2 durch R angezeigt
wird;
-
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt des Verbindergehäuses
entlang der Linie 5-5 aus der Richtung gesehen, die in Fig. 3
durch die Pfeile angezeigt wird.
-
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt des Verbindergehäuses
entlang der Linie 6-6 aus der Richtung gesehen, die durch die
Pfeile in Fig. 4 angezeigt wird;
-
Fig. 7 ist ein Längsschnitt des Verbindergehäuses
entlang der Linie 7-7 aus der Richtung gesehen, die in Fig. 6
durch die Pfeile angezeigt wird;
-
Fig. 8 zeigt, wie die Anschlußkontakte im
Verbindergehäuse befestigt sind und wie eine
Betätigungseinrichtung in das Verbindergehäuse eingesetzt ist;
-
Fig. 9 ist Fig. 8 ähnlich, zeigt aber die
Anschlußkontakte, das Verbindergehäuse und die
Betätigungseinrichtung aus der Richtung gesehen, die in Fig. 8
durch V angezeigt wird;
-
Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des Verbindergehäuses
aus der Richtung gesehen, die in Fig. 8 durch S angezeigt
wird;
-
Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht des Verbindergehäuses
aus der Richtung gesehen, die in Fig. 8 durch T angezeigt
wird;
-
Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht der Anschlußkontakte
aus der Richtung gesehen, die in Fig. 9 durch W angezeigt
wird;
-
Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt durch die
Anschlußkontakte entlang der Linie 13-13 aus der Richtung
gesehen, die in Fig. 12 durch einen Pfeil angezeigt wird;
-
Fig. 14 zeigt eine Frontansicht der
Betätigungseinrichtung aus der Richtung gesehen, die in Fig. 9
durch den Pfeil K angezeigt wird;
-
Fig. 15 zeigt eine Rückansicht der
Betätigungseinrichtung aus der Richtung gesehen, die in Fig. 9
durch den Pfeil L angezeigt wird;
-
Fig. 16 zeigt das elektrische Verbindergehäuse des
elektrischen Kleinmotors im Schnitt entlang der
Betätigungseinrichtung und zeigt, wie ein Flachbandkabel (FFC)
in das elektrische Verbindergehäuse hineingeschoben oder
wieder herausgezogen wird;
-
Fig. 17 zeigt das elektrische Verbindergehäuse eines
elektrischen Kleinmotors im Schnitt entlang der
Betätigungseinrichtung und zeigt das vollständig eingesetzte
Flachbandkabel in dem elektrischen Verbindergehäuse;
-
Fig. 18 zeigt im Schnitt, wie das Flachbandkabel und
die Betätigungseinrichtung ganz in das elektrische
Verbindergehäuse eingeschoben sind.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
-
Es wird Bezug genommen auf Fig. 1, diese beinhaltet
einen elektrischen Kleinmotor 1 mit einem Hohlzylindergehäuse
2 aus weichmagnetischem Material, einem Permanentmagneten 3,
der an der inneren Oberfläche des Hohlzylinders 2 fixiert ist,
und einem Rotor 6 im Hohlzylinder 2. Der Rotor 6 enthält eine
dem Permanentmagneten 3 gegenüberliegende Armatur 4 und einen
zugeordneten Gleichrichter 5.
-
Die Eingangsanschlüsse 7a und 7b des elektrischen
Kleinmotors sind, wie in Fig. 5 gezeigt, mit den
Kontaktbürsten, die mit dem Gleichrichter 5 der Armatur 4 in
Kontakt stehend angeordnet sind, elektrisch verbunden. Diese
Eingangsanschlüsse 7a und 7b erstrecken sich über die
Oberfläche 9 der Platte 8 des Hohlzylinders 2. Ein
elektrisches Verbindergehäuse 10 ist mit der Endplatte 8
integral bzw. einstückig verbunden.
-
Ein Paar Anschlußbefestigungsräume 11a und 11b sind
lateral Seite an Seite angebracht. Jeder
Anschlußbefestigungsraum 11a oder 11b hat an einer Seite eine
Anschlußeinlaßöffnung 12 und eine Flachbandkabeleinlaßöffnung
13 an der anderen Seite. In diesem Beispiel ist jeder
Anschlußbefestigungsraum 11a oder 11b parallel zu einer Ebene,
in welcher die Endplatte 8 liegt. Die
Flachbandkabeleinlaßöffnung 13 ist in seitlicher Richtung 35
senkrecht zu der Richtung, in der das Verbindergehäuse 10 an
dem Motorgehäuse 2 angebracht ist, hergestellt, wobei das
eine wesentliche Reduktion der Höhe H der Baugruppe
ermöglicht.
-
Bezüglich den Figuren 1 bis 7 sind die Anschlüsse 14a
und 14b in die Anschlußbefestigungsräume 11a und 11b des
Verbindergehäuses 10 eingelassen. Die Figuren 10 und 11 zeigen
das Verbindergehäuse 10 ohne die eingelassenen Anschlüsse 14a
und 14b. Die Figuren 16, 17 und 18 zeigen das Verbindergehäuse
10 mit den eingelassenen Anschlüssen 14a und 14b.
-
Da die Anschlüsse 14a und 14b die gleiche Gestalt
haben, genügt es, daß nachfolgend nur einer dieser Anschlüsse
beschrieben wird. Der Anschluß 14a, der mit Anschluß 14b in
Form und Funktion ähnlich ist, umfaßt einen Basisabschnitt 15,
einen U-förmigen Kontaktstift bzw. -streifen 16, der integral
mit dem Basisabschnitt 15 verbunden ist und sich nach oben
ausdehnt und vom Basisabschnitt 15 gebogen ist, einen
vertikalen Seitenabschnitt 19, der einstückig mit dem
Basisabschnitt 15 verbunden ist und sich nach unten erstreckt,
und einen horizontalen Abschnitt 20, der mit dem vertikalen
Seitenabschnitt 19 integral verbunden ist und sich horizontal
parallel zum darüberliegenden Basisabschnitt 15 erstreckt. Der
vertikale Seitenabschnitt 19 und der horizontale Abschnitt 20
bilden zusammen betrachtet ein Endstück 18.
-
Der Anschlußkontakt 14a hat in seinem horizontalen
Abschnitt 20 Schlitze 21a und 21b. Wie man in Figur 13 sehen
kann, hat der Schlitz 21a eine gekerbte oder sägezahnförmige
Kante 22, um eine elektrische Verbindung mit einem oder dem
anderen Eingangsanschluß 7a oder 7b der elektrischen Maschine
oder Apparates herzustellen. Der andere Schlitz 21b ist
parallel zu dem Schlitz 21a, das vereinfacht die nachgiebige
Biegung der gekerbten oder sägezahnförmigen Kante 22 des
Schlitzes 21a bei der Einführung der Eingangsanschlüsse 7a
oder 7b des elektrischen Kleinmotors 1.
-
Die Anschlüsse 14a und 14b sind durch die
Anschlußeinlaßöffnungen 12 der Anschlußbefestigungsräume 11a
und 11b, wie in den Figuren 8 und 9 gezeigt, in die
Anschlußbefestigungsräume 11a und 11b des Verbindergehäuses 10
mit ihren U-förmigen Kontaktstiften bzw. -streifen 16
eingelassen. Dies geschieht durch das Einsetzen der Anschlüsse
14a und 14b in die Anschlußbefestigungsräume 11a und 11b, bis
die Anschlüsse 14a und 14b vollständig in die
Anschlußbefestigungsräume 11a und 11b eingesetzt sind, wie in
den Figuren 1 bis 7 zu sehen ist. In dieser vollständig
eingesetzten Position ist der Schlitz 21a des horizontalen
Abschnitts 20 der Anschlüsse 14a und 14b in einer Flucht mit
den Anschlüssen 7a, 7b des elektrischen Kleinmotors 1, wenn
die Eingangsanschlüsse 7a, 7b an der Endplatte 8 befestigt
sind. Nachdem die Anschlüsse 7a und 7b in den Schlitz 21a
eingelassen worden sind, wird nicht nur eine elektrische
Verbindung zwischen den Anschlüssen 14a und 14 b und dem
Eingangsanschluß 7a und 7b hergestellt, sondern das
Verbindergehäuse 10 an dem Motorgehäuse 2 fixiert.
-
Eine Betätigungseinrichtung 23 wird für das Verbinden
oder Trennen der Adern 31 des Flachbandkabels 30 mit oder von
den Kontaktteilen 17 des jeweiligen Kontaktstiftes
bzw. -streifens 16 benutzt. Elektrische Verbinder haben
Betätigungseinrichtungen, wie sie in den Figuren 1 bis 7
gezeigt werden. Die Bilder 1 bis 7 zeigen auch das
Verbindergehäuse 10 mit den darin befestigten Anschlüssen 14a
und 14b, und die Figuren 8 und 9 zeigen, wie die Anschlüsse
14a und 14b in das Verbindergehäuse 10 eingesetzt sind. Die
Figuren 14 und 15 zeigen eine Betätigungseinrichtung 23, die
eine verjüngte Vorderseite 24 und einen flachen Boden 25 hat.
Sie hat auch einen Anschlagsabschnitt 26, der aus der Dach-
Oberfläche erwächst und diese Betätigungseinrichtung 23 zum
Halten veranlaßt, wenn sie vollständig in dem Verbindergehäuse
eingeschoben wird. Wie man am besten in Figur 9 sieht, besitzt
die Betätigungseinrichtung 23 Rastarme 27, die einstückig an
deren gegenüberliegenden Seiten verbunden sind. Jeder Rastarm
27 hat einen Rastvorsprung 28 an seiner Innenseite angeformt.
Wenn also die Betätigungseinrichtung 23 vollständig in das
Verbindergehäuse 10 eingeschoben wird, werden die
Rastvorsprünge 28 der Rastarme 27 durch die Kontervorsprünge
29 des Verbindergehäuses 10 gefangen, wobei die
Betätigungseinrichtung in ihrer Position gehalten wird.
-
Die Figuren 16 bis 18 veranschaulichen die Art und
Weise, in welcher die Leiter 31 eines Flachbandkabels 30 mit
den Eingangsanschlüssen 7a und 7b des elektrischen Kleinmotors
1 verbunden oder von ihnen getrennt werden.
-
Wie in der Figur 16 gezeigt, wird das vordere Ende der
Betätigungseinrichtung 23 in die Einlaßöffnung 13 des
Verbindergehäuses 10 eingesetzt, wobei ein Flachbandkabel 30
unter der Bodenfläche 25 der Betätigungseinrichtung 23
angeordnet ist. Im speziellen erstrecken sich zwei abisolierte
Leitungen 31 von dem Flachbandkabel 30 her mit demselben
Abstand wie die Kontaktenden 17 der Anschlüsse 14a und 14b im
Verbindergehäuse 10 und werden zu den Kontaktstiften
bzw. -streifen der Anschlüsse 14a und 14b in dem Verbindergehäuse 10
hingeschoben.
-
Wie in Fig. 17 gezeigt, wird das Flachbandkabel 30
nach vorne geschoben, bis sich die abisolierten Leitungen 31
des Flachbandkabels 30 entlang der ansteigenden Ausdehnung des
U-förmigen Kontaktstiftes bzw. -streifens 16 eingefügt haben.
In dieser Position erstrecken sich die abisolierten Leitungen
31 des Flachbandkabels 30 über die verjüngten Enden 24 der
Betätigungseinrichtung 23 hinaus, werden aber durch die
Betätigungseinrichtung 23 mit keiner großen Kraft gegen die
Kontaktenden 17 der Anschlüsse 14a und 14b gepreßt. Unter
diesen Voraussetzungen reiben die Kontaktenden 17 der
Kontaktstifte bzw. -streifen 16 beim Hineinschieben nicht an
den abisolierten Leitungen 31 des Flachbandkabels 30.
-
Wie in Fig. 18 gezeigt, wird die
Betätigungseinrichtung 23 vollständig eingeschoben, bis deren
Anschlag 26 durch das Verbindergehäuse 10 angehalten wird.
Danach werden die Rastvorsprünge 28 der gegenüberliegenden
Rastarme 27 in Eingriff mit dem gegenüberliegenden
Kontervorsprung 29 des Verbindergehäuses 10 gebracht. In
dieser Position werden die abisolierten Leitungen 31 des
Flachbandkabels 30 gegen die Kontaktglieder 17 der
Kontaktstifte bzw. -streifen 16 gedrückt, und dann werden die
federnde Kontaktstifte bzw. -streifen 16 nach unten gedrückt,
wobei die Federkraft bewirkt, daß diese Kontaktstifte
bzw. -streifen selbst gegen die darüberliegenden Leitungen 31 des
Flachbandkabels 30 mit einer Kraft, die eine gute elektrische
Verbindung mit den Leitungen 31 des Flachbandkabels 30
sicherstellt, gedrückt werden. Die Leitungen des
Flachbandkabels können von den Anschlußkontakten 14a und 14b
durch das Betätigen der Betätigungseinrichtung 23 in
umgekehrter Reihenfolge von Fig. 17 zu Fig. 15 über Fig. 16
getrennt werden. Beim kompletten Einschub des Flachbandkabels
in das Verbindergehäuse 10 sind die Leitungen 31 des
Flachbandkabels 30, die Kontaktenden 17 der Anschlußkontakte
14a und 14b und die Eingangsanschlüsse 7a und 7b des
elektrischen Kleinmotors 1 elektrisch verbunden.
-
Bei diesem speziellen Beispiel wurde ein
Flachbandkabel beschrieben, dessen Leitungen parallel zu dem
vorher bestimmten Zwischenraum oder Teilung angeordnet sind,
es können aber auch zwei Flachbandkabel mit jeweils einer
einzelnen Ader benutzt werden. Auch Flachbandkabel, die als
FPC bezeichnet werden, oder andere Leitungen oder Kabel, die
für Leiterplatten benötigt werden, wie PCBs, können
gleichermaßen benutzt werden.