DE69630893T2

DE69630893T2 - Motoranschlussplatte

Info

Publication number: DE69630893T2
Application number: DE69630893T
Authority: DE
Inventors: Jay L. BATTEN; L. Dennis QUEARY
Original assignee: Globe Motors Inc
Current assignee: Globe Motors Inc
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2016-09-26
Also published as: KR19990067266A; EP0872008A1; ATE255293T1; US5770902A; KR100292933B1; AU7118196A; BR9611361A; EP0872008A4; CN1201564A; WO1997016883A1; EP0872008B1; AU700034B2; MX9803472A; CN1068151C; DE69630893D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor und insbesondere eine Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, die das Anschließen von elektronischen Komponenten daran erleichtert.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motoren) werden aufgrund ihrer zuverlässigen Leistung und ihrer Haltbarkeit heutzutage in vielen Umgebungen und Anwendungsbereichen eingesetzt. Eine besondere Umgebung, in der BLDC-Motoren – größtenteils aufgrund von Kostenbeschränkungen – noch nicht eingesetzt werden, ist die elektrische Anlage von Fahrzeugen. Aber um ihre Haftungsrisiken zu verringern, wenden sich Fahrzeughersteller für bestimmte Anwendungen wie beispielsweise die Servolenkung in einem Fahrzeug immer mehr BLDC-Motoren zu. Es wurde gefunden, dass ein elektrischer Kurzschluss in den Motorwicklungen zur Folge haben könnte, dass der Motor als Bremse wirkt, da sich der Läufer in einem solchen Zustand nur sehr schwer dreht. Dies kann zu einer Situation führen, in der ein Lenkrad blockiert, was eine Sicherheitsgefahr darstellt.
Um einen potentiellen Kurzschluss der Motorwicklungen zu verhüten, können Relais oder andere Schaltvorrichtungen in die Schaltung eingebaut werden, um die Motorwicklungen zu öffnen, wenn ein Kurzschluss erfasst wird. Die Relais müssen jedoch so nahe wie möglich an den Motorwicklungen installiert werden, um den Schaltungswiderstand zu reduzieren und den Wirkungsgrad des Motors möglichst hoch zu halten. Leider erlauben Größenbeschränkungen für die Platzierung von BLDC-Motoren in der Fahrzeugumgebung keine erhebliche Vergrößerung von deren Gehäuse zur Aufnahme von Relais oder anderen Zusatzteilen.
Ferner wird man verstehen, dass BLDC-Motoren mehrere verschiedene elektronische Komponenten in Bezug auf Steuer- und Leistungsanforderungen des Motors beinhalten, die beispielsweise eine Verbindung mit den Motorwicklungen und der Stromversorgung erfordern. Eine besonders große Zahl von Verbindungen wird benötigt, wenn mehrere parallele Pfade für die Motorwicklungen verwendet werden, was von den daran angelegten niedrigen Spannungen herrührt (z. B. eine 12-Volt-Batterie). Diese Leitungsverbindungen erhöhen den Schaltungswiderstand, reduzieren die Zuverlässigkeit und erhöhen die Montagekosten des Motors und brauchen darüber hinaus viel Platz im Motorgehäuse.
Es wäre demgemäß wünschenswert, einen BLDC-Motor mit einer reduzierten Zahl von Verbindungen zwischen seinen Komponenten zu entwickeln. Es wäre ebenfalls wünschenswert, einen BLDC-Motor zu entwickeln, der sehr platzsparend ist, so dass er zusätzliche Schaltvorrichtungen aufnehmen kann, ohne dass dies seine Gesamtgröße bei einer bestimmten Nennleistung erheblich erhöht.
Ein BLDC-Motor ist im US-Patent 5,006,765 beschrieben (auf dem der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert). Der Motor beinhaltet ein ebenes Stanzblech, das aus einem dielektrischen Material gegossen ist und Verbindungen zwischen Motorspulenleitungen und Stromanschlussklemmen bereitstellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Motoranschlussplatte mit den Merkmalen von Anspruch 1 offenbart.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein bürstenloser Gleichstrommotor mit den Merkmalen von Anspruch 19 offenbart.
Es ist demgemäß eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer geringeren Zahl von Verbindungen zwischen den Motorwicklungen, der elektronischen Steuerung des Motors, den Stromleitungen und den elektronischen Komponenten im Motor bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motoranschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor bereitzustellen, der den Platzbedarf für Verbindungen zwischen den Motorwicklungen, der elektronischen Steuerung, den Stromleitungen und elektronischen Komponenten im Motor reduziert.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motoranschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor bereitzustellen, die Stromstärken handhaben kann, die über die hinaus gehen, die gewöhnlich mit existierender Leiterplattentechnik gehandhabt werden.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor bereitzustellen, der in einem existierenden Motorgehäuse Raum für Schaltvorrichtungen bereitstellt, um die Motorwicklungen zu öffnen, wenn ein elektrischer Kurzschluss erfasst wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit reduzierten Montagekosten des Motors bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor bereitzustellen, die die Gesamtgröße des Motors minimiert.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor bereitzustellen, die Wirkungsgrad und Zuverlässigkeit des Motors verbessert.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor bereitzustellen, die die Installation von Schaltvorrichtungen neben den Motorwicklungen zulässt, um den Schaltungswiderstand zu reduzieren und den Wirkungsgrad des Motors hoch zu halten.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor bereitzustellen, die eine ordnungsgemäße Ausrichtung von Hall-Effekt-Sensoren mit den Feldmagneten des Läufers fördert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen bürstenlosen Gleichstrommotor für den Einsatz mit der elektrischen Servolenkung eines Fahrzeugs bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bürstenlosen Gleichstrommotor für den Einsatz mit der Servolenkung eines Fahrzeugs bereitzustellen, in dem verhütet wird, dass ein elektrischer Kurzschluss in den Motorwicklungen als Bremse wirkt und das Lenkrad blockiert.
Diese Aufgaben sowie weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden angesichts der folgenden Beschreibung leicht verständlich, wenn sie in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen gelesen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Spezifikation endet zwar mit Ansprüchen, die die vorliegende Erfindung speziell darlegen und ausdrücklich beanspruchen, aber man ist der Ansicht, dass diese anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen besser verständlich wird. Dabei zeigt:
1 eine Querschnittsansicht eines bürstenlosen Gleichstrommotors, der eine Anschlussplatte einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der in 1 gezeigten Anschlussplatte;
3 eine Perspektivansicht der in den 1 und 2 veranschaulichten Motoranschlussplatte;
4 eine Seitenansicht der in 3 veranschaulichten Motoranschlussplatte;
5A eine vergrößerte Draufsicht auf ein erstes in der Motoranschlussplatte enthaltenes Stanzteil, wobei Brücken zwischen Leiterbahnen dargestellt sind, die vor der Bildung der Anschlussplatte existierten;
5B eine vergrößerte Draufsicht auf das in 5A gezeigte erste Stanzteil, wobei bestimmte Brücken durchbohrt wurden und bestimmte Leiterbahnen während der Bildung der Anschlussplatte abgetrennt wurden, um dem Motor eine Delta-Konfiguration zu geben;
5C eine vergrößerte Draufsicht auf das in 5A gezeigte erste Stanzteil, wobei bestimmte Brücken durchbohrt wurden und bestimmte Leiterbahnen beim Bilden der Anschlussplatte abgetrennt wurden, um dem Motor eine Y-Konfiguration zu geben;
6A eine vergrößerte Draufsicht auf ein zweites in der Motoranschlussplatte enthaltendes Stanzteil, wobei Brücken zwischen Leiterbahnen dargestellt sind, die vor der Bildung der Anschlussplatte existierten;
6B eine vergrößerte Draufsicht auf ein in 6A gezeigtes zweites Stanzteil, wobei bestimmte Brücken durchbohrt wurden und bestimmte Leiterbahnen beim Bilden der Anschlussplatte abgetrennt wurden, um dem Motor eine Delta-Konfiguration zu geben; und
6C eine vergrößerte Draufsicht auf das in 6A gezeigte zweite Stanzteil, wobei bestimmte Brücken durchbohrt wurden und bestimmte Leiterbahnen beim Bilden der Anschlussplatte abgetrennt wurden, um dem Motor eine Y-Konfiguration zu geben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird nunmehr ausführlich auf die Zeichnung Bezug genommen, wo identische Ziffern in allen Figuren dieselben Elemente bezeichnen. 1 zeigt einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Der Motor 10 ist allgemein standardmäßig aufgebaut, d. h. mit einem Ständer 12 mit darin gewickelten Spulenwicklungen 14 und einem Läufer 16, der konzentrisch in dem Ständer 12 positioniert ist und eine Mehrzahl von Feldmagneten 18 beinhaltet. Man wird verstehen, dass der Läufer 16 auf einer drehbaren Welle 20 montiert ist, die durch eine Mittellinienachse 22 des Motors 10 verläuft. Auf diese Weise werden während der Rotation des Läufers 16 Magnetfelder zwischen Läufer und Ständer induziert. Diese Magnetfelder werden dann (aufgrund einer Spannungserregung der Spulenwicklungen 14) in Rotation und Drehmoment auf die Welle 20 umgesetzt, so dass an ihrer Abtriebsseite 21 Arbeit geleistet werden kann. In einer elektrischen Servolenkung für ein Fahrzeug treibt das Wellenabtriebsende 21 beispielsweise ein an einer Lenksäule angebrachtes Untersetzungsgetriebe an.
Wie in der Technik hinlänglich bekannt ist, wird eine Mehrzahl von Sensoren 26, wie z. B. Hall-Effekt-Sensoren, verwendet, um die Position des Läufers 16 kontinuierlich zu erfassen und diese Läuferpositionsinformationen zu einer elektronischen Steuerung (nicht dargestellt) zu senden, die am Motor 10 für eine geeignete Umschaltung darin angeschlossen ist. Wie in den 1 und 2 gezeigt, hat eine ringförmige Halterung 28 eine Mehrzahl von Aussparungen 29, die in einer ringförmigen Wand 31 davon ordnungsgemäß positioniert sind und wird vorzugsweise zur Aufnahme eines Körpers 25 von Sensoren 26 darin verwendet. Leitungen 27 der Hall-Effekt-Sensoren 26 können durch die Halterung 28 verlaufen, so dass sie mit einem ersten Stanzteil 32 verbunden werden können, wie nachfolgend beschrieben wird. Es ist wichtig, dass die Hall-Effekt-Sensoren 26 ordnungsgemäß im Motor 10 positioniert werden, so dass sie auf die Pole von Feldmagneten 18 ausgerichtet sind, um akkurate Positionsinformationen für den Läufer 16 zu erzeugen. Die Halterung 28 ist auch in 2 zu sehen und enthält einen Lagereinsatz 33, durch den die Welle 20 verläuft. Man wird verstehen, dass ein Lager (nicht dargestellt) so an der Welle 20 montiert wird, dass sein Außendurchmesser in den Lagereinsatz 33 eingreift.
Eine Anschlussplatte, allgemein mit der Bezugsziffer 30 gekennzeichnet, dient zum Erleichtern der Verbindung der Wicklungsleitungen 24, Sensoren 26, einer elektronischen Steuerung für den Motor 10 und einer Stromversorgung für den Motor 10. Die Anschlussplatte 30 kann zum Anschließen von Schaltvorrichtungen in der Motorschaltung verwendet werden, um zu verhüten, dass ein elektrischer Kurzschluss in den Spulenwicklungen 14 die Rotation des Läufers 16 bremst, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Spezifischer ausgedrückt, wie am besten in 2 zu sehen ist, umfasst die Anschlussplatte 30 ein erstes Stanzteil 32 mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen, ein zweites Stanzteil 34 mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen und ein Anschlussplattengehäuse 36 zum Umschließen der Leiterbahnen des ersten und des zweiten Stanzteils 32 und 34.
Aus den 5A–C ist ersichtlich, dass das erste Stanzteil 32, das vorzugsweise aus einem halbharten, vorverzinnten Messing besteht, eine Mehrzahl von Anschlussstellen 38, 39 und 41 zur Aufnahme von Leitungen 27 von jedem Sensor 26 sowie eine Mehrzahl von Steueranschlussklemmen 42 zum Verbinden der Anschlussplatte 30 mit einer elektronischen Steuerung des Motors 10 hat. Die Steueranschlussklemmen 42 haben vorzugsweise die Form von Verbinderpolen, die von gebördelten Anschlussklemmen 42 gebildet werden. Verbinderpole 42 werden dann in zwei parallelen Reihen 52 und 54 von jeweils vier positioniert, wie am besten in den 2–4 zu sehen ist. Dies erfolgt dadurch, dass bestimmte Anschlussklemmen 42A, 42B, 42C und 42D vorgegebene Biegestellen 53 aufweisen, um sie in einer Ebene unterhalb des ersten Stanzteils 32 zu positionieren (siehe 5A). Man wird bemerken, dass die Anschlussklemmen 42E, 42F, 42G und 42H von Reihe 54 in derselben Ebene liegen wie der erste Stanzteil 32 und im Wesentlichen parallel zu den Anschlussklemmen 42A–D. Alternativ können die Anschlussklemmen 42A–H so ausgelegt sein, dass sie Leitungsadern verbinden, die zur elektronischen Steuerung oder zu einer Zwischenanschlussvorrichtung geführt werden können.
Das erste Stanzteil 32 hat auch eine Mehrzahl von Anschlussstellen 44 für den Anschluss an Schaltvorrichtungen, wie nachfolgend erörtert wird. 5A zeigt eine Mehrzahl von Brücken 46, die benachbarte Leiterbahnen verbinden (z. B. Leiterbahnen 48 und 50), so dass das erste Stanzteil 32 zur leichteren Handhabung einstückig gehalten werden kann. Man wird verstehen, dass bestimmte Brücken 46 bei der Herstellung der Anschlussplatte 30 wie in den 5B und 5C gezeigt entfernt und bestimmte Leiterbahnen (einschließlich einer mittleren ringförmigen Leiterbahn 49 und einer äußeren ringförmigen Leiterbahn 51) unterbrochen werden, je nach dem, ob der Motor 10 eine Delta- oder eine Y-Konfiguration haben soll. Dies vereinfacht die dielektrische Isolation zwischen den entsprechenden Leiterbahnen des ersten Stanzteils 32.
Das zweite Stanzteil 34, das vorzugsweise aus einem halbharten, vorverzinnten Kupfer besteht, ist am besten in den 6A–C zu sehen, wo eine Mehrzahl von Anschlussstellen oder Anschlussklemmen 58 zur Aufnahme von Leitungen 24 der Spulenwicklungen 14 vorgesehen sind. Es ist ersichtlich, dass jede Anschlussklemme 58 dadurch gebildet wird, dass ein gemeinsamer Endabschnitt 57 (siehe 6A) so geschnitten wird, dass drei T-förmige Elemente 59, 61 und 63 zurückbleiben, deren abgetrennte Enden dann eingerollt werden (wie am besten in 2 zu sehen ist). Die Anschlussklemmen 58 werden vorzugsweise im Wesentlichen um 90° von der Ebene gebogen, in der das zweite Stanzteil 34 liegt, um die Wicklungsleitungen 24 besser zu positionieren und eine effiziente Beabstandung im Motor 10 zu erzielen. Eine Mehrzahl von Stromanschlussklemmen 64A, 64B und 64C ist am zweiten Stanzteil 34 für den Anschluss an eine Stromversorgung (nicht dargestellt) vorhanden, vorzugsweise einer für Drehstrom. Die Anschlussklemmen 64A– C haben vorzugsweise die Form von Flachstiften, die in derselben Ebene liegen wie das zweite Stanzteil 34, wie in 2–4 zu sehen ist, können aber so ausgelegt sein, dass sie Leitungsadern verbinden, die zur Stromversorgung oder zu einer Zwischenanschlussvorrichtung geführt werden können.
Das zweite Stanzteil 34 hat auch Anschlussstellen 60, 62 und 74 zum Verbinden des zweiten Stanzteils 34 mit einer Schaltvorrichtung, wie nachfolgend beschrieben wird. Man wird auch bemerken, dass die in 6A gezeigten Brücken 66 und 67 jeweils benachbarte Leiterbahnen und benachbarte Sätze von Anschlussklemmen 58 verbinden und die Aufgabe haben es zu ermöglichen, dass das zweite Stanzteil 34 beim Herstellungsprozess als einziges Stück gehandhabt wird. Wie mit Bezug auf das erste Stanzteil 32 angegeben, werden bestimmte der Brücken 66 während der Herstellung der Anschlussplatte 30 entfernt, wie in den 6B und 6C zu sehen ist, und bestimmte Leiterbahnen (einschließlich einer inneren ringförmigen Leiterbahn 65) werden unterbrochen. Darüber hinaus werden größere Brücken 67 zwischen benachbarten Sätzen von Anschlussklemmen 58 entfernt.
Man wird verstehen, dass das erste und das zweite Stanzteil 32 und 34 mit ihren jeweiligen Leiterbahnen, Anschlussstellen und Anschlussklemmen so konfiguriert sind, dass die Zahl der benötigten Stanzteile minimal gehalten wird. So kann die Anschlussplatte 30 nicht nur kleiner sein, so dass der vom Motor 10 benötigte Raum reduziert wird, sondern es werden auch Kosten im Hinblick auf Materialbedarf und Montagezeit eingespart. Falls gewünscht, können jedoch auch mehr als zwei Stanzteile in Verbindung mit der Anschlussplatte 30 verwendet werden, was immer noch im Umfang der vorliegenden Erfindung liegt. So könnten z. B. zwei separate Stanzteile für das erste Stanzteil 32 substituiert werden, so dass jede Reihe von Steueranschlussklemmen 42 mit einem separaten Stanzteil assoziiert ist, um die Notwendigkeit für Biegungsstellen 53 in den Anschlussklemmen 42A–D zu eliminieren.
Das Anschlussplattengehäuse 36, das vorzugsweise aus einem hohen dielektrischen Material besteht (z. B. Polyester (PET) (TP)), hat einen im Wesentlichen ebenen Hauptteil 37 mit einer mittleren Öffnung 43, durch die die Welle 20 verläuft, und einem Außenumfang, der so konfiguriert ist, dass er ordnungsgemäß im Motor 10 positioniert ist. Darüber hinaus beinhaltet das Anschlussplattengehäuse 36 vorzugsweise eine erste Fassung 56, die um Steueranschlussklemmen 42 zur Aufnahme eines Anschlusssteckers positioniert ist, der den Motor 10 mit der elektronischen Steuerung dafür verbindet, sowie eine zweite Fassung 68, die um Leistungsanschlussklemmen 64 herum gebildet ist, so dass ein geeigneter Stecker für den Anschluss an eine Stromversorgung aufgenommen werden kann. Das Anschlussplattengehäuse 36 kann auch eine Mehrzahl von Wänden 70 neben Anschlussklemmen 58 aufweisen, die im Wesentlichen um 90° von einer Ebene durch das Anschlussplattengehäuse 36 verlaufen. Wände 70, die beim Positionieren von Schaltvorrichtungen 72 assistieren, beinhalten jeweils ein Paar Rippen 71 und 73, die zwischen benachbarten Anschlussklemmen 58 verlaufen, um einen Kurzschluss der daran angeschlossenen Wicklungsleitungen 24 zu verhüten.
Die Verwendung von Relais für Schaltvorrichtungen 72 wird zwar bevorzugt, aber es können auch andere Schaltvorrichtungen, wie z. B. Transistoren, für die Funktion des Öffnens von Motorwicklungen 14 verwendet werden, wenn ein elektrischer Kurzschluss darin erfasst wird. Dabei ist jedoch zu verstehen, dass die Anschlussstellen 44 des ersten Stanzteils 32 durch Löten oder dergleichen mit den Spulenanschlussklemmen der Relais 72 verbunden werden und und dass die Anschlussstellen 60, 62 und 74 des zweiten Stanzteils 34 die Motorwicklungsleitungen 24 mit den Kontaktklemmen der Relais 72 verbinden. Außerdem erfolgt eine Stromverbindung mit dem Relais 72 mit Hilfe einer Anschlussstelle 74 am zweiten Stanzteil 34, je nach dem, ob der Motor 10 in einer Delta- oder in einer Y-Konfiguration geschaltet ist. Auf diese Weise kann die Anschlussplatte 30 alle notwendigen Verbindungen zwischen Motorverbindungspolen oder Anschlussklemmen 64, Relais 72, Hall-Effekt-Sensoren 26 und Steuerverbindungspolen oder -anschlussklemmen 42 in einem integrierten Paket bereitstellen, so dass die Raumanforderungen im Motor 10 minimal gehalten werden. In der Tat ermöglicht diese Vorrichtung zum Minimieren des Raumbedarfs die Positionierung der Relais 72 im Motor 10, ohne dessen Gesamtgröße erheblich zu erhöhen.
Wie am besten in 1 zu sehen ist, beinhaltet dieser Motor 10 ein Motorgehäuse 76, das um den Ständer 12 herum positioniert ist und Ständer 12, Anschlussplatte 30 und Halterung 28 mit einem Flansch 80 zusammenhält. Eine Anschlussklemmenabdeckung 78 ist am Motorgehäuse 76 angebracht und auf der gegenüberliegenden Seite der Anschlussplatte 30 positioniert. Man wird verstehen, dass die Leistungsanschlussklemmen 64 und Steueranschlussklemmen 42 sowie die solche jeweiligen Klemmen umgebenden Fassungen 68 und 56 aus dem Gehäuse 76 und der Anschlussabdeckung 78 heraus verlaufen.
Mit Bezug auf die Herstellung der Anschlussplatte 30, das erste und das zweite Stanzteil 32 und 34 (wie in 5A und 6A zu sehen) werden in einer Form positioniert, wo sie von Paaren von gegenüberliegenden Stiften jeweils an den Löchern in den Anschlussstellen 44 bzw. den Anschlussstellen 60, 62 und 74 gehalten werden. Paare von gegenüberliegenden Stiften befinden sich auch an Stellen, an denen die Brücken 46 und 66 durchbohrt sind, um individuelle Leiterbahnen im ersten und im zweiten Stanzteil 32 und 34 abzulösen. Danach wird das für das Anschlussplattengehäuse 36 verwendete stark dielektrische Material in die Form eingespritzt, um die Leiterbahnen des ersten und des zweiten Stanzteils 32 und 34 zu verkapseln und um Fassungen 56 und 68 um Steueranschlussklemmen 42 und Leistungsanschlussklemmen 64 zu bilden. Die Wände 70 mit den Rippen 71 und 73 werden auch vorzugsweise so gebildet, dass sie die Positionierung der Wicklungsanschlussklemmen 58 halten. Nach dem Erhärten des Anschlussplattengehäuses 36 wird die Anschlussplatte 30 aus der Form genommen, die Brücken 67 werden vom zweiten Stanzteil 34 entfernt und die Anschlussklemmen 58 werden in ihre Position gebogen. Der Aufbau der Anschlussplatte 30 und der jeweiligen Materialien, die für das erste Stanzteil 32, das zweite Stanzteil 34 und das Anschlussplattengehäuse 36 verwendet werden, lassen es zu, dass sie Ströme von mehr als 25 Ampere handhabt, was weitaus stärker ist als die Ströme, die mit derzeitiger Leiterplattentechnik gehandhabt werden können.
Nachdem die bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, können weitere Anpassungen der Anschlussplatte für einen bürstenlosen Gleichstrommotor durch entsprechende Modifikationen von einer durchschnittlichen Fachperson durchgeführt werden, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen. So kann insbesondere beispielsweise die ringförmige Wand 31 der Halterung 28 in die Bodenfläche des Anschlussplattengehäuses 36 eingebaut werden.

Claims

Motoranschlussplatte (30) zum Erleichtern des Verdrahtens von Leistungskomponenten in einem bürstenlosen Gleichstrommotor (10), wobei der Motor (10) Wicklungen (14) aufweist und die Wicklungen (14) Leitungen aufweisen, wobei die Motoranschlussplatte (30) Folgendes umfasst: ein Stanzteil (34) mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen, wobei das genannte Stanzteil (34) eine Mehrzahl von Anschlussstellen (58) zum Aufnehmen der Leitungen (24) von den Wicklungen (14) des genannten Motors (10) und eine Mehrzahl von Stromanschlussklemmen (64A–C) zum Verbinden der genannten Motoranschlussplatte (30) mit einer Stromversorgung für den genannten Motor (10) aufweist; und ein Anschlussplattengehäuse (36) zum Einkapseln der Leiterbahnen des genannten Stanzteils (34), dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Anschlussplatte (30) auch zum Erleichtern des Verdrahtens von Steuerkomponenten (26) miteinander dient, wobei der Motor (10) auch Steuerkomponenten (26) mit Leitungen (27) hat, wobei das genannte Stanzteil (34) ein zweites Stanzteil (34) bildet, wobei die genannte Anschlussplatte (30) ferner Folgendes umfasst: ein erstes Stanzteil (32) mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen (49, 51), wobei das genannte erste Stanzteil (32) eine Mehrzahl von Anschlussstellen (38, 39) zum Aufnehmen der Leitungen von den genannten Steuerkomponenten (26) und eine Mehrzahl von Steueranschlussklemmen (42A–H) zum Verbinden der genannten Motoranschlussplatte (30) mit einer elektronischen Steuerung des genannten Motors (10) aufweist, wobei die genannten Leiterbahnen des genannten ersten Stanzteils (32) von dem Anschlussplattengehäuse (36) eingekapselt werden, wobei die genannten ersten und zweiten Stanzteile (32, 34) in im Wesentlichen parallelen, beabstandeten Ebenen liegen und das genannte Anschlussplattengehäuse (36) die genannten ersten und zweiten Stanzteile (32, 34) trennt und die genannte Anschlussplatte (30) ferner eine Mehrzahl von Schaltbauelementen (72) umfasst, die an der genannten Anschlussplatte (30) montiert und mit den genannten ersten und zweiten Stanzteilen (32, 34) verbunden sind, wobei die genannten Schaltbauelemente (72) die Aufgabe haben, die genannten Motorwicklungen (14) nach dem Erfassen eines elektrischen Kurzschlusses darin zu öffnen.
Motoranschlussplatte (30) nach Anspruch 1, wobei das genannte Anschlussplattengehäuse (36) ferner eine erste Fassung (56) umfasst, die die genannten Steueranschlussklemmen (42A–H) umgibt.
Motoranschlussplatte (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das genannte Anschlussplattengehäuse (36) ferner eine zweite Fassung (68) umfasst, die die genannten Steueranschlussklemmen (64A–C) umgibt.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das genannte erste Stanzteil (32) aus Messing besteht.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das genannte zweite Stanzteil (34) aus Kupfer besteht.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das genannte Anschlussplattengehäuse (36) aus einem hochisolierenden Material besteht.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Leistung in einer Y-Konfiguration zu den genannten Leiterbahnen der genannten ersten und zweiten Stanzteile (32, 34) verteilt wird.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Leistung in einer Delta-Konfiguration zu den genannten Leiterbahnen der genannten ersten und zweiten Stanzteile (32, 34) verteilt wird.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die genannten Steuerkomponenten (26) Hall-Effekt-Sensoren zum Fühlen der Position eines Läufers (16) in dem genannten Motor (10) aufweisen, wobei die genannten Anschlussstellen (38, 39) für die genannten Hall-Effekt-Sensoren so positioniert sind, dass sie die genannten Hall-Effekt-Sensoren auf Pole von Feldmagneten (18) in dem genannten Motorläufer (16) ausrichten.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die genannten Steuerkomponenten (26) eine Mehrzahl von Hall-Effekt-Sensoren zum Fühlen der Position eines Läufers (16) in dem genannten Motor (10) aufweisen, wobei die genannte Anschlussplatte (30) ferner einen Flansch (31) aufweist, der im Wesentlichen lotrecht zu den genannten ersten und zweiten Stanzteilen (32, 34) mit Aussparungen (29) zum Halten der genannten Hall-Effekt- Sensoren in einer auf Feldmagneten (18) des genannten Läufers (16) ausgerichteten Position verlaufen.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine vorbestimmte Anzahl der genannten Steueranschlussklemmen (42E–H) in einer von dem genannten ersten Stanzteil (32) definierten Ebene und andere der genannten Steueranschlussklemmen (42A–D) in einer Ebene liegen, die sich von der durch das genannte erste Stanzteil (32) definierten Ebene unterscheidet.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die genannten Anschlussstellen (58) des genannten zweiten Stanzteils (34) für die genannten Motorwicklungen (14) im Wesentlichen lotrecht zu einer Ebene durch das genannte zweite Stanzteil (34) positioniert sind.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die genannte Motoranschlussplatte (30) Strom von mehr als 25 Ampere empfangen kann.
Motoranschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die genannten Schaltbauelemente (72) Relais mit Kontakten und Spulen sind.
Motoranschlussplatte (30) nach Anspruch 14, wobei die genannten Relaisspulen mit Anschlussstellen (44) des genannten ersten Stanzteils (32) verbunden sind.
Motoranschlussplatte (30) nach Anspruch 14, wobei die genannten Relaiskontakte mit Anschlussstellen (60, 62, 74) des genannten zweiten Stanzteils (34) verbunden sind.
Motoranschlussplatte nach Anspruch 14, 15 oder 16, wobei die genannten Relais (72) neben den genannten Wicklungsleitungen (24) positioniert sind, um den Schaltungswiderstand zu minimieren.
Motoranschlussplatte (30) nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17, wobei die genannten Relais (72) auf einer Oberfläche der genannten Motoranschlussplatte (30) und die genannten Anschlussstellen (58) des genannten zweiten Stanzteils (34) für die genannten Motorwicklungen (14) im Wesentlichen lotrecht zu einer Ebene durch das genannte zweite Stanzteil (34) neben den genannten Relais (72) positioniert sind.
Bürstenloser Gleichstrommotor (10) mit einer Anschlussplatte (30) nach einem der vorherigen Ansprüche, der ferner Folgendes umfasst: (a) einen Ständer (12), der eine Mehrzahl der genannten Wicklungen (14) mit Leitungen (24) aufweist; (b) einen Läufer (16), der eine Mehrzahl von Feldmagneten (18) aufweist, wobei der genannte Läufer (16) auf einer drehbaren Welle (20) montiert ist; (c) eine Mehrzahl von Sensoren (26), die die genannten Steuerkomponenten bilden, zum Fühlen der Position des genannten Läufers (16) und zum Senden der genannten Läuferposition zu einer elektronischen Steuerung des genannten Motors, um ein entsprechendes Umschalten zu bewirken, wobei die genannten Sensoren (26) Leitungen (27) aufweisen; und (d) ein Motorgehäuse (76) zur Aufnahme des genannten Ständers (12), des genannten Läufers (16) und der genannten Anschlussplatte (30), wobei die genannten Steuer- und Leistungsanschlussklemmen (42A–H, 64A–C) außerhalb des genannten Gehäuses (76) verlaufen.