-
Die
Erfindung betrifft ganz allgemein dynamoelektrische Maschinen und
insbesondere eine Ansteuereinheit für eine dynamoelektrische Maschine.
-
Die
Massenherstellung von Elektromotoren verlangt einen möglichst
geringen Einsatz an Werkstoffen und Montageschritten, um die Kosten
gering zu halten. Allerdings muss im Falle einer Reduzierung der
Werkstoffe oder Montageschritte die Qualität und Zuverlässigkeit
des erzeugten Motors in jedem Fall beibehalten oder verbessert werden.
Elektronisch kommutierte Motoren enthalten bspw. elektronische Bauelemente
und sonstige zur Steuerung des Motors dienende Schaltungen. Die
Schaltung ist häufig
auf gedruckten Leiterplatten untergebracht. Es ist erforderlich,
in dem Motor eine Befestigungsstruktur für die Leiterplatten vorzusehen.
Um die Leiterplatten sicher an Ort und Stelle zu halten, ist es
erforderlich die Leiterplatten an einer Befestigungsstruktur an
mehreren Orten um die Leiterplatten herum anzubringen. Die Befestigungsstruktur
kann Wärmesenken
aufweisen, die zur Abfuhr von Wärme
von den auf den Leiterplatten angeordneten elektronischen Bauelementen
dienen und zusätzlich
für die Befestigung
der Leiterplatten sorgen. Die Befestigungsstruktur und die erforderlichen
Arbeitsschritte zum Sichern der Leiterplatten an der Konstruktion steigern
die Kosten des Motors.
-
Während es
im Sinne einer optimalen Wärmeübertragung
von Vorteil ist, dafür
zu sorgen, dass die Leistungskomponenten mit der Wärmesenke
in Berührung
stehen, ist es erforderlich, diese Bauelemente gegenüber der
Wärmesenke
elektrisch zu isolieren und/oder die Wärmesenke gegenüber Masse zu
isolieren. Um dies zu erreichen, wurde bisher zwischen der Wärmesenke
und dem Ansteuereinheitgehäuse
ein thermisch leitfähiges
jedoch elektrisch isolierendes Material installiert. Das gleiche
oder ein ähnliches
Material wurde zwischen den Leistungskomponenten und der Wärmesenke
installiert. Das Material ist in der Regel kostspielig, und die
Einbauschritte verzögern
die Geschwindigkeit, mit der sich die Motoren, und insbesondere
die Ansteuereinheiten, produzieren lassen.
-
Diese
Elektromotoren werden im Allgemeinen in Umgebungen verwendet, in
denen die Motoren Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Beispielsweise sind Motoren,
die Gebläse
für HVAC-Systeme antreiben, während des
Betriebes der Klimaanlage Kondenswasser ausgesetzt. Die Steuerungschaltung
der Motoren kann auf Feuchtigkeit empfindlich reagieren, mit der
Folge eines Ausfalls des Motors, was einen Austausch der Ansteuereinheit
erfordert. Aufgrund der Empfindlichkeit der Schaltung gegenüber Feuchtigkeit,
sind Verfahren hinlänglich
bekannt, die dazu dienen, empfindliche Bauelemente der Schaltung
in ein Vergussmaterial einzukapseln, um die Schaltung vor der Feuchtigkeit
zu schützen.
Siehe beispielsweise EP-A-0 464 644. Falls allerdings zugelassen
wird, dass sich Feuchtigkeit ansammelt und für längere Zeit auf das Vergussmaterial
einwirkt, besteht die Gefahr, dass die Feuchtigkeit durch das Vergussmaterial
dringt und mit der Schaltung in Berührung kommt.
-
Eine
Ansteuereinheit für
eine dynamoelektrische Maschine enthält im Wesentlichen eine gedruckte
Leiterplatte, auf der sich eine Schaltung befindet, die dazu dient,
die dynamoelektrischen Maschine zu bedienen, wobei die Schaltung
wärmeerzeugende
elektronische Bauelemente aufweist. Eine mit zumindest einem Teil
der wärmeerzeugenden Bauelemente
der Schaltung auf der gedruckten Leiterplatte in thermischer Berührung stehende
Wärmesenke
führt von
den Bauelementen Wärme
ab. Die gedruckte Leiterplatte und die Wärmesenke sind in einem Gehäuse untergebracht
und werden von diesem gestützt.
Die Wärmesenke
ist an dem Gehäuse angebracht,
und die gedruckte Leiterplatte ist an der Wärmesenke befestigt und erstreckt
sich nach Art eines einseitig gelagerten Trägers auf einer Höhe in dem
Gehäuse
von der Wärmesenke
ausgehend nach außen.
Ein Vergussmaterial füllt
das Gehäuse bis
zu wenigstens der Höhe
der gedruckten Leiterplatte. Das Vergussmaterial steht mit der gedruckten Leiterplatte
in Berührung
und sorgt für
eine mechanische Unterstützung
der gedruckten Leiterplatte in dem Gehäuse an einer von der Wärmesenke
entfernten Stelle.
-
Die
Ansteuereinheit der vorliegenden Erfindung weist gegenüber dem
Stand der Technik eine Anzahl von Vorteilen auf. Das Vergussmaterial
sorgt für
einen strukturellen Halt der gedruckten Leiterplatte, so dass keine
zusätzliche
Halterung für
die gedruckte Leiterplatte in dem Gehäuse vorgesehen werden muss.
Um zu verhindern, dass sich Wasser ansammelt und in dem Motor oberhalb
des Vergussmaterials verbleibt, sind Abflusslöcher vorgesehen. Die Wärmesenke
kann als ein einzelnes einstückiges Element
hergestellt sein, das sich nur um einen Teil des Weges um den Umfang
der gedruckten Leiterplatte herum erstreckt. Die Wärmesenke
und die gedruckte Leiterplatte können
ohne weiteres vor einem Einbau in dem Gehäuse vormontiert werden. Die Wärmesenke kann
installiert werden, ohne dass diese von dem Motorgehäuse elektrisch
isoliert wird.
-
Im
Folgenden wird nun ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung exemplarisch anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben:
-
1 zeigt
eine Draufsicht auf eine dynamoelektrische Maschine, die eine Ansteuereinheit
aufweist;
-
2 zeigt
eine vergrößerte Draufsicht
der Ansteuereinheit, wobei ein Gehäuse der Ansteuereinheit aufgebrochen
dargestellt ist, um eine vereinfachte innenliegende Konstruktion
der Ansteuereinheit sichtbar zu machen;
-
3 zeigt
eine Draufsicht auf die Ansteuereinheit;
-
4 zeigt
eine Draufsicht auf die Ansteuereinheit, wobei eine oberste gedruckte
Leiterplatte davon entfernt ist;
-
5 zeigt
eine fragmentarische Querschnittsansicht, geschnitten in der Ebene
entlang der Linie 5-5 nach 4; und
-
6 zeigt
eine Draufsicht auf eine Wärmesenke
der Ansteuereinheit.
-
Einander
entsprechende Teile sind über
die unterschiedlichen Ansichten der Zeichnungen hinweg mit entsprechenden
Bezugszeichen versehen.
-
Mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 und 2 ist
eine im Allgemeinen mit 10 bezeichnete dynamoelektrische
Maschine in Form eines elektronisch kommutierten Elektromotors gezeigt.
Die dynamoelektrische Maschine 10 weist eine Gehäuseschale 12,
die einen Stator, Wicklungen und einen Rotor der Maschine enthält, und
eine im Allgemeinen mit 14 bezeichnete Ansteuereinheit
auf. Die nicht dargestellte Konstruktion und Anordnung des Stators,
der Wicklungen und des Rotors sind dem Fachmann hinlänglich bekannt, und
können
von beliebiger geeigneter Bauart sein. Der Rotor enthält eine
Welle 15, die aus der Gehäuseschale 12 herausragt.
Wie in 1 zu sehen, kann die dynamoelektrische Maschine 10 im
Betrieb vertikal befestigt sein, beispielsweise um dem Antrieb eines
Gebläses
eines HVAC-Systems
zu dienen. Allerdings kann die Orientierung der dynamoelektrischen Maschine
sich von der beschriebenen unterscheiden, ohne von dem Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
Die
Ansteuereinheit 14 enthält
ein (als Ganzes mit Bezugsnummer 16 bezeichnetes) Gehäuse in Form
eines tiefgezogenen Stahlbechers mit einer im Wesentlichen zylindrischen
Gestalt. Das Gehäuse 16 weist
(mit 18 bzw. 20 bezeichnete) Steuerungs- und Stromanschlussöffnungen
sowie Lüftungsöffnungen 22 und
Abflusslöcher 24 auf.
Unter Bezugnahme auf 2 und 4 enthält die Ansteuereinheit 14 ferner
eine erste im Wesentlichen kreisförmige gedruckte Leiterplatte 26,
auf der sich eine (im Allgemeinen mit 28 bezeichnete) Schaltung
befindet, die dazu dient, die dynamoelektrische Maschine 10 zu
betreiben. Die Schaltung 28 enthält wärmeerzeugende elektronische
Bauelemente 30, zeugende elektronische Bauelemente 30,
eine Steckerfassung 32, einen dreipoligen Stecker 34 zum
Anschluss an die Wicklungen der dynamoelektrischen Maschine 10 und
weitere geeignete Bauelemente. Die Konstruktion, die Anordnung und
der Betrieb der Schaltung 28 der ersten gedruckten Leiterplatte 26 sind
mit Ausnahme der untenstehend eingehender beschriebenen Erläuterungen
dem Fachmann hinlänglich
bekannt, und werden im Einzelnen nicht erläutert. Eine (nicht gezeigte)
Steuerung einer Vorrichtung (z.B. eines HVAC-Systems), das die dynamoelektrische
Maschine 10 verwendet, kann in die Steckerfassung 32 eingesteckt
werden. Die Schaltung 28 auf der ersten gedruckten Leiterplatte 26 kann
beispielsweise eine solche sein, die benötigt wird, um das Signal der
Vorrichtungsteuerung für
die Nutzung durch die dynamoelektrische Maschine 10 aufzubereiten.
-
Wie
in 2 und 3 gezeigt, enthält die Ansteuereinheit 14 in
dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
ferner eine zweite im Wesentlichen kreisförmige gedruckte Leiterplatte 40.
Allerdings ist es selbstverständlich,
dass auch lediglich eine der gedruckten Leiterplatten oder mehr
als zwei gedruckte Leiterplatten verwendet werden können, ohne
von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die
zweite oder "obere" gedruckte Leiterplatte 40 trägt eine
(allgemein mit 42 bezeichnete) Schaltung, die eine Steckerfassung 44 aufweist.
Beispielsweise kann die Steckerfassung 44 konstruiert sein,
um die Verbindung zu einer (nicht gezeigten) elektrischen Spannungsquelle
herzustellen. In diesem Falle könnte
die auf der zweiten gedruckten Leiterplatte 40 vorhandene
Schaltung 42 Front-End-Gleichstromumformerkomponenten
enthalten, die einen Ein gangswechselstrom in Gleichstrom umwandeln.
Zu beachten ist, dass im Wesentlichen die gesamte Schaltung 28, 42 der
ersten und zweiten Leiterplatte 26, 40 in 2 weggelassen wurde,
um die Zeichnung zu vereinfachen. Einige exemplarische Bauelemente
der Schaltung 28, 42 sind auf den Leiterplatten
in 3 und 4 veranschaulicht.
-
Eine
im Allgemeinen mit 50 bezeichnete Wärmesenke ist aus einem Wärme leitenden
Material gefertigt und weist, wie in 6 der Zeichnungen zu
sehen, eine im Wesentlichen bogenförmige Gestalt auf. An den Enden
der Wärmesenke 50 ausgebildete
Löcher 52 erstrecken
sich durch die Wärmesenke.
Wie zu sehen, sind die Löcher 52 nicht
vollständig
geschlossen und weisen, wie in 6 zu sehen,
einen im Wesentlichen C-förmigen
Querschnitt auf. Allerdings wird sowohl in Betracht gezogen, dass die
Löcher 52 vollständig geschlossen
sein könnten als
auch dass die Löcher
Durchgangsbohrungen sein könnten.
Die erste gedruckte Leiterplatte 26 ist an der Wärmesenke 50 mittels
zwei Schrauben 54 befestigt, die in (nicht gezeigten) Schlitzen,
die in dem Umfang der Leiterplatte ausgebildet sind, aufgenommen
werden und nach oben in entsprechende der Löcher 52 an den Enden
der Wärmesenke
hineinragen (4). In ähnlicher Weise ist die zweite
gedruckte Leiterplatte 40 an der Wärmesenke 50 durch
zwei Schrauben 58 befestigt, die in Schlitzen 60,
die in dem Umfang der zweiten gedruckten Leiterplatte ausgebildet
sind, aufgenommen werden und nach unten in entsprechende der Löcher 52 hineinragen
(3). Die ersten und zweiten gedruckten Leiterplatten 26, 40 ragen
aus der Wärmesenke 50 nach
außen
und sind an einer von der Wärmesenke
beabstandeten Stelle durch eine Abstützung 62 miteinander
verbunden (2). Die Abstützung verstärkt die gedruckten Leiterplatten 26, 40 und
trägt zum
Halt der Platten in einer Position bei, die an einer von der Wärmesenke entfernten
Stelle 50 angeordnet ist. Die Abstützung 62 enthält einen
zwischen den Leiterplatten angeordneten Abstandhalter 64,
der die Leiterplatten 26, 40 in einem festen Mindestabstand
hält, der
im Wesentlichen der Höhe
der Wärmesenke 50 entspricht.
-
Die
ersten und zweiten Leiterplatten 26, 40 sind im
Wesentlichen kreisförmig,
und die Wärmesenke 50 ist
im Wesentlichen mit demselben Krümmungsradius
konstruiert. Eine an der Wärmesenke 50 außerhalb
des Gehäuses 16 befestigte
Ansteueruntereinheit der Leiterplatten 26, 40 ist
im Wesentlichen scheibenförmig
und lässt
sich daher problemlos durch Fallenlassen derselben in die offene
Oberseite des zylindrischen Gehäuses
einbringen. Vorzugsweise wird vor einer Anordnung der Ansteueruntereinheit
in dem Gehäuse
eine kreisförmige
Folie 66 aus einem elektrisch isolierenden Material (z.B.
eine unter der Handelsmarke MYLAR erhältliche Polyesterfolie) auf
dem Grund des Gehäuses 16 angeordnet. Eine äußere Wand 68 der
Wärmesenke 50 ist
geeignet gekrümmt,
so dass sie in der Lage ist, sich genau passend gegen eine zylindrische
Innenwand 70 des Gehäuses 16 anzuschmiegen.
Die Wärmesenke 50 weist
in ihrer Außenwand
erste Öffnungen 72 auf (6),
die mit entsprechenden an dem Gehäuse 16 ausgebildeten
(nicht gezeigten) Öffnungen
in Deckung gebracht werden können.
Geeignete Befestigungsmittel 74, z.B. Walzgewindeschrauben,
passen durch die Öffnungen
in dem Gehäuse 16 und
in die ersten Öffnungen 72,
um die Wärmesenke 50 an dem
Gehäuse
zu befestigen. In dem bevor zugten Ausführungsbeispiel ist zwischen
der Wärmesenke 50 und
dem Gehäuse 16 kein
elektrisch isolierendes Material vorhanden. Folglich ist die Wärmesenke 50 über das
Gehäuse 16 elektrisch
geerdet. Die gedruckten Leiterplatten 26, 40 erstrecken
sich nach Art eines einseitig gelagerten Trägers ausgehend von der Wärmesenke 50 in
dem Gehäuse 16 nach
außen,
wobei sich die erste gedruckte Leiterplatte auf einer Höhe befindet,
die von dem Grund des Gehäuses
beabstandet ist.
-
Ein
geeignetes Vergussmaterial füllt
das Gehäuse 16 in 2 vom
Grund bis zu einer mit H bezeichneten Höhe und einem mit L bezeichneten
Spiegel. Aus Gründen
der Übersichtlichkeit
wurde das Vergussmaterial selbst in den Figuren nicht dargestellt.
Allerdings ist es selbstverständlich,
dass ein beliebiges geeignetes Vergussmaterial verwendet werden
kann, und dass das Vergussmaterial das Gehäuse 16 von dessen
Grund bis zu dem in 2 gezeigten Spiegel L füllt. Weitere
Bezüge
auf das Vergussmaterial werden hier mit dem Bezugszeichen L bezeichnet.
Das Vergussmaterial L bedeckt die Schaltung 28 auf der
ersten gedruckten Leiterplatte 26 im Wesentlichen und dichtet
die Schaltung gegen Feuchtigkeit ab. Die Abflusslöcher 24 in
dem Gehäuse 16 sind
in einer Höhe
knapp oberhalb des Spiegels L des Vergussmaterials angeordnet. Auf
diese Weise wird auf der Oberseite des Vergussmaterials in dem Gehäuse 16 vorhandene
Feuchtigkeit durch die Abflusslöcher 24 aus
dem Gehäuses
abgeführt und
sammelt sich nicht oberhalb des Vergussmaterials an.
-
Das
Vergussmaterial L trägt
außerdem
konstruktionsmäßig die
erste gedruckte Leiterplatte 26. Das ausgehärtete Vergussmaterial
berührt
sowohl den Grund des Gehäuses 16 als
auch die erste gedruckte Leiterplatte 26. Dementsprechend
stützt
das Vergussmaterial L die erste Leiterplatte in einem festen Abstand
von dem Grund des Gehäuses 16 ab. Die
zweite gedruckte Leiterplatte 40 ist über die Abstützung 62 mit
der ersten gedruckten Leiterplatte 26 verbunden, und wird
daher ebenfalls durch das Vergussmaterial gestützt. Das untere Ende der Abstützung 62 ist
in das Vergussmaterial L eingetaucht. Es werden keine weiteren an
dem Gehäuse 16 ausgebildeten
oder daran befestigten Unterstützungen
benötigt,
um die Leiterplatten 26, 40 mechanisch zu stützen. Abgesehen
von dem Anschluss der Wärmesenke 50 an
das Gehäuse 16 sind
nach dem Anordnen der Ansteueruntereinheit in dem Gehäuse keinerlei Anschlüsse durchzuführen. Das
Vergussmaterial L ist vorzugsweise die einzige Abstützung der
Leiterplatten 26, 40, um diese gegenüber der
Wärmesenke 50 beabstandet
zu halten.
-
Die
Wärmesenke 50 und
die erste gedruckte Leiterplatte 26 sind konstruiert und
angeordnet, um Wärme
von den hauptsächlichen
wärmeerzeugenden
Bauelementen 30 der Schaltung 28 abzuführen. Obwohl
sonstige Bauelemente der Leiterplattenschaltung 28, 42 möglicherweise
ebenfalls Wärme erzeugen,
sind es die hauptsächlichen
wärmeerzeugenden
Bauelemente 30, die die meiste Wärme entwickeln oder am häufigsten
durch hohe Temperatur ausfallen. Die wärmeerzeugenden Bauelemente 30 können beispielsweise
TO-220-Leistungsschalter-(IGBT)-Einheiten
sein. Wie in 4 zu sehen, sind sechs wärmeerzeugende
Bauelemente 30 vorhanden. Die wärmeerzeugenden Bauelemente 30 sind
mit der ersten gedruckten Leiterplatte 26 verbunden und
ragen nach oben aus der Leiterplatte heraus.
-
Die
wärmeerzeugenden
Bauelemente 30 sind zwischen einer Innenwand 78 der
Wärmesenke 50 und
einer von drei Klemmen 80 angeordnet. Die Innenwand 78 weist
drei flache Abschnitte auf, die in Überdeckung mit entsprechenden
Paaren wärmeerzeugender
Bauelemente 30 angeordnet sind. Die Klemmen 80 sind
mit der Wärmesenke 50 durch
geeignete Befestigungsmittel 82, z.B. Bolzenschrauben,
verbunden. Die Befestigungsmittel 82 werden in versenkte
zweite Öffnungen 84 in
der Wärmesenke 50 aufgenommen
und durch (nicht gezeigte) in den Klemmen 80 ausgebildete Öffnungen
geführt.
Die Befestigungsmittel 82 und die Klemmenöffnungen sind
vorzugsweise mit Gewinde versehen, so dass die Klemmen 80 in
Richtung der Innenwand 78 der Wärmesenke 50 gezogen
werden, wenn das Befestigungsmittel fest angezogen wird. Die Klemmen 80 klemmen
die wärmeerzeugenden
Bauelemente 30 gegen die Innenwand 78 der Wärmesenke 50,
wobei sie die wärmeerzeugenden
Bauelemente in thermische Berührung
mit der Wärmesenke
bringen.
-
Die
wärmeerzeugenden
Bauelemente 30 sind sämtliche
weitgehend durch ein Isolatorrohr 86 bedeckt, das aus einem
elektrisch isolierenden jedoch thermisch leitfähigen Material hergestellt
ist. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Isolatorrohre 86 aus
einer Polyamidfolie gefertigt, die unter der Handelsmarke KAPTON® erhältlich ist.
Die Isolatorrohre 86 werden, bevor die Bauelemente gegen
die Innenwand der Wärmesenke 50 geklemmt werden, über entsprechende
wärmeerzeugende Bauelemente 30 nach
unten geschoben. Von den wärmeerzeugenden
Bauelementen 30 in 4 sind lediglich
vier der insgesamt sechs Isolatorrohre veranschaulicht, so dass
die wärmeerzeugenden
Bauelemente zwischen der Klemme 80 und der Innenwand 78 der
Wärmesenke
deutlich zu sehen sind. Wie in 5 gezeigt,
sind sämtliche
Rohre 86 oberhalb des wärmeerzeugenden
Bauelement abgeklemmt, und der oberhalb des Bauelements angeordnete
Abschnitt ist zwischen dem Isolatorrohr und der Klemme 80 (wie
durch Pfeile F angedeutet) auf sich selbst umgefaltet. Auf diese
Weise umhüllt
das Isolatorrohr 86 das wärmeerzeugende Bauelement 30 an dessen
Oberseite und Seiten vollständig.
Allerdings ist der Grund des Rohrs 86 offen und erlaubt
den Anschluss des Bauelements 30 an die erste gedruckte Leiterplatte 26.
Ein Klemmen des wärmeerzeugenden
Bauelements 30 gegen die Wärmesenke 50 sichert
das Isolatorrohr 86 in seiner gefalteten Position. Das
Isolatorrohr 86 ist überall
zwischen dem wärmeerzeugenden
Bauelement 30 und der Wärmesenke 50 sowie
zwischen dem wärmeerzeugenden
Bauelement und der Klemme 80 angeordnet.
-
Nachdem
die Konstruktion der Ansteuereinheit 14 beschrieben wurde,
wird im Folgenden ein Verfahren zum Zusammenbau der Ansteuereinheit erläutert. Die
erste und zweite gedruckte Leiterplatte 26, 40,
das Gehäuse 16,
die Wärmesenke 50 (einschließlich der
Klemmen 80) und Isolatorrohre 36 werden bereitgestellt.
Es könnte
auch lediglich eine Leiterplatte oder mehr als zwei Leiterplatten
vorgesehen sein, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung berührt ist.
Die Leiterplatten 26, 40 können beispielsweise dazu eingerichtet
sein, einen elektronisch kommutierten Motor zu steuern, der dazu
dient, ein Gebläse
in einem HVAC-System anzutreiben. Die Wärmesenke 50 kann als
ein einstückiges
Element aus Aluminium oder aus einem sonstigen geeigneten Material
ausgebildet sein, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Die Isolatorrohre 86 sind
aus einem elektrisch isolierenden, thermisch leitfähigen Material
gefertigt, beispielsweise aus einer Polyamidfolie, die in einer
spiralförmigen
Weise gewickelt ist, um die Rohre zu bilden.
-
Die
Isolatorrohre 86 werden über entsprechende wärmeerzeugende
Bauelemente 30 nach unten geschoben. Oberhalb der wärmeerzeugenden Bauelemente 30 werden
Abschnitte der Rohre 86 abgeklemmt und zwischen den Bauelementen
und den Klemmen 80 auf sich selbst umgefaltet (5).
In die mit Senkbohrungen versehenen Öffnungen 84 und in die
Klemmen 80 eingeführte
Befestigungsmittel 82 werden fest angezogen, um die wärmeerzeugenden Bauelemente 30 gegen
die Innenwand 78 der Wärmesenke 50 zu
klemmen. Mit der Klemme 80 oder der Innenwand 78 der
Wärmesenke 50 steht
lediglich das Isolatorrohr 86 in Berührung. Die Wärmesenke 50,
die wärmeerzeugenden
Bauelemente 30 und die Isolatorrohre 86 können an
einem von dem Ort des endgültigen
Zusammenbaus der Ansteuereinheit 14 entfernten Ort vormontiert
werden.
-
Die
erste gedruckte Leiterplatte 26 wird an Umfangskantenpositionen
der Leiterplatte mittels der Schrauben 54 an der Wärmesenke 50 befestigt.
Von den wärmeerzeugenden
Bauelementen 30 ausgehende Anschlussleitungen 88 (von
denen in 5 lediglich eine gezeigt ist)
werden durch Bohrungen in der ersten gedruckten Leiterplatte 26 aufgenommen und
umgebogen, um ein unabsichtliches Zurückziehen zu ver hindern. Die
Anschlussleitungen 88 sind in einer geeigneten Weise (z.B.
durch einen Schwalllötprozess)
mit der ersten gedruckten Leiterplatte 26 verlötet und
stellen eine Verbindung zu der Schaltung 28 der ersten
gedruckten Leiterplatte her. Die zweite gedruckte Leiterplatte 40 ist
mittels Schrauben 58 an der Oberseite der Wärmesenke 50 befestigt.
Die ersten und zweiten gedruckten Leiterplatten 26, 40 werden
miteinander verbunden, indem die Abstützung 62 mit den Leiterplatten
verbunden wird. Zwischen der ersten und der zweiten gedruckten Leiterplatte 26, 40 werden
geeignete elektrische Verbindungen hergestellt. Der Abstandhalter 64 der
Abstützung steht
in Berührung
mit den gegenüberliegenden Oberflächen der
Leiterplatten 26, 40 und hält die Leiterplatten auf einem
minimalen Abstand. Die Wärmesenke 50 wird
im Wesentlichen zur Gänze
zwischen den Leiterplatten 26, 40 angeordnet.
Auf den Leiterplatten ist reichlich Platz für die Unterbringung relativ großer Schaltungsbauteile
vorhanden. Dementsprechend lässt
sich die Ansteuereinheit 14 ohne weiteres für den Einsatz
in der Steuerung unterschiedlicher dynamoelektrischer Maschinen
adaptieren, indem (nicht gezeigte) verschiedene Schaltungsbauteile
auf den Leiterplatten 26, 40 untergebracht werden.
-
Die
erste und zweite gedruckte Leiterplatte 26, 40 und
die Wärmesenke 50 bilden
die Ansteueruntereinheit, die durch Hineinfallenlassen in das Gehäuse 16 eingebracht
werden kann. Vor dem Einführen
der Ansteueruntereinheit wird die aus einem elektrisch isolierenden
Material gefertigte Folie 66 auf dem Grund des Gehäuses 16 angeordnet.
Die Steckerfassungen 32, 44 der Leiterplatten
werden mit den entsprechenden Öffnungen 18, 20 in
dem Gehäuse 16 fluchtend ausgerichtet.
Die Ansteueruntereinheit wird so ausgerichtet, dass die Löcher 72 in der
Wärmesenke 50 mit
entsprechenden Öffnungen in
dem Gehäuse
fluchten. Die Befestigungsmittel 74 werden durch die Öffnungen
in dem Gehäuse 16 und in
die Wärmesenke 50 eingeführt, um
die Wärmesenke
an der Innenwand 70 des Gehäuses zu befestigen. Die Leiterplatten 26, 40 erstrecken
sich ausgehend von der Wärmesenke 50 über den
Grund des Gehäuses 16 nach
Art eines einseitig gelagerten Trägers nach außen.
-
In
das Gehäuse 16 wird
ein in einem fließfähigen Zustand
befindliches Vergussmaterial bis zu dem Spiegel L unterhalb der
in dem Gehäuse
ausgebildeten Abflussöffnungen 24 gegossen.
Das Vergussmaterial bedeckt die erste gedruckte Leiterplatte 26 weitgehend.
Das Vergussmaterial verfestigt sich und dichtet die Schaltung 28 auf
der ersten gedruckten Leiterplatte 26 gegen Feuchtigkeit
ab. Die erste gedruckte Leiterplatte 26 wird an von der
Wärmesenke 50 beabstandeten
Positionen unmittelbar durch das Vergussmaterial L getragen. Die
Abstützung 62 überträgt diese
Stützkraft
an die zweite gedruckte Leiterplatte 40. Auf diese Weise
sorgt das Vergussmaterial L für
eine strukturelle Abstützung
beider Leiterplatten 26, 40. Es ist einzusehen,
dass Abweichungen von den vorausgehenden Schritten und in der Reihenfolge
der Schritte erfolgen können,
ohne dass von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie sie
in den beigefügten
Patentansprüchen definiert
ist, abgewichen wird.
-
Nachdem
die Ansteuereinheit 14 vollständig zusammengebaut ist, wird
diese, wie in 1 gezeigt, an einer dyna moelektrischen
Maschine 10 befestigt. Die Anbindung kann durch zwei Befestigungsmittel 90 (1)
erfolgen, die von dem Gehäuse 16 und
in der Schale 12 der dynamoelektrischen Maschine 10 aufgenommen
werden. Über
die Steckverbindung 34 werden geeignete elektrische Verbindungen
mit den Motorwicklungen hergestellt. Dementsprechend ist die Ansteuereinheit 14 mit
Blick auf einen Austausch gegen bestehende Ansteuereinheiten im
Feldeinsatz konstruiert, ohne dass ein Austausch der gesamten dynamoelektrische
Maschine erforderlich wäre.