DE8527157U1

DE8527157U1 - Elektromotor, insbesondere dauermagneterregter Außenläufermotor

Info

Publication number: DE8527157U1
Application number: DE19858527157
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-09-23
Filing date: 1985-09-23
Publication date: 1986-07-17

Description

Siemens Aktiengesel,ls!ch3fii '"\ · ·'*« 'Unser Zeichen Berlin und München VPA 85 G 3 3 3 5 DE

Elektromotor, insbesondere dauermagneterregter Außen-Iäufermotor . __^___

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, insbesondere einen dauermagneterregten Außenläufermotor entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

nomöQ flnfnoha i/npl lanonrlor CrfinHunn cn! 1 oinorcoHc otp &

U W III U IV DU I IJUUW TUJ.4-AW^WIIUWA k.JiI.*iltwwlt£2 w W .1* W WtfiaiWdiitfrwM·«*«* vat ^₁Jj

möglicht werden, daß bei einem Elektromotor der vorgenannten Art die Spulenwicklungsenden der Statorwicklung (, ) 15 erst bei bereits am Stator in seiner vorgesehenen Lage montiertem und dadurch nur noch von der statorseitigen Vorderseite verlötbaren Leiterplatte an deren Leiterbahnen und über diese an ihre äußere Wicklungsspeiseleitung' angeschlossen werden und andererseits der Aufwand für die Leiterplatte wesentlich gemindert werden können, die für das vorliegende Problem entsprechend der bisher üblichen Praxis an sich beidseitig mit Leiterbahnen und zusätzlich mit einer aufwendigen sogenannten Durchkontaktierung zu versehen wäre; zur Durchkontaktierung werden dabei Stifte fest in die Leiterplatte eingelassen, die

eine elektrische Verbindung zwischen Rückseite und Vorder-/ , seite der Leiterplatte schaffen, so daß z.B. ein an der Rückseite vormontiert angeschlossenes gemeinsames, die Versorgungs- und Signalspannungsleitungen als auch die Wicklungsspeiseleitungen enthaltenes Kabel mit Anschlußenden aus der Vorderseite der Leiterplatte herausragt, an die dann bei montierter Leiterplatte die Wicklungsenden der Statorwicklung ungehindert von der Vorderseite der Leiterplatte her angelötet werden können.

Bk 2 Bih / 19.09.1985

t ti» "ι γτΊττ ί,Γ

* * * t I i ·· · 4 4 * * 4 i 4

e · · # ti

'. ·-[ 2i-"i * ; j IPA 85G 3 3 3 5 DE

/'"} Öle Lösung der gestellten Aufgabe is£ bei einem Elektromotor der eingangs genannten Art erfjhdungsgemäß durch die Lehre des Anspruchs 1 möglich; die Gegenstände der Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Anspruch 1.

Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt einerseits in einem Vormontagevorgang die Versorgungs- und Signalspannungsleitungen sowie die äußeren Wicklungsspeiseleitungen an die dafür vorgesehenen Leiterbahnen der Leiterplatte an deren Rück- und Vorderseite anzulöten und andererseits bei in ihrer endgültigen Lage montierter Leiterplatte die Spulenwicklungsenden der Statorwick-( ) lung an der Vorderseite der Leiterplatte anzulöten und über die zugeordneten Leiterbahnen an der Vorderseite zu den Anlötpunkten der Wicklungsspeiseleitungen zu führen, ohne daß dazu Durchkontaktierungselemente in ' der Leiterplatte notwendig sind, die sich dadurch in wesentlich kostengünstiger aber trotzdem eine volle Betriebstüchtigkeit gewährleistender Weise fertigen läßt.

Zur weiteren Vereinfachung des Anschlusses der Versorgungs- und Signalspannungsleitungen einerseits und der Wicklungsspeiseleitungen an die Spulenwicklungsenden ist / ^ nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Versorgungs- und Signalspannungsleitungen und die Wicklungsspeiseleitungen Teile eines gemeinsamen Flachbandkabels sind, das an seinem leiterplattenseitigen Ende in einen ersten, mit seinen Lötenden von der Vorderseite In Lötanschlüssen auf der Rückseite der Leiterplatte durchgesteckten Flachkabelteil und in einen zweiten, mit seinen Lötenden von der Rückseite in Lötanschlüsse auf der Vorderseite der Leiterplatte durchgesteckten Flachtfandkabelte.il aufgeschlitzt ist, wobei zweckmäßigerweise

I .' , ! i 3 -'··:·. VBA 156353 5 1t

I ) das andere, von der Leiterplatte abgewandte Ende des ge-

' meinsamen Flachbandkabels an einen, sämtliche Anschlüsse

I enthaltenden Zentralstecker angeschlossen ist.

f 5 Um einerseits eine gute Zugänglichkeit der Lötanschlüsse

I für die Spulenwicklungsenden an der Vorderseite der Lei-

i terplatte und andererseits einen möglichst geringen Ab-

I stand zwischen den auf der Vorderseite der Leiterplatte

, gehalterten Hallwandlern und den zugeordneten rotorsei-

^;· 10 tigen Dauermagneten gewährleisten zu können, ist weiter-

I hin vorgesehen, daß die Leiterplatte kreisringförmig aus

I gebildet ist, an deren innerem Rand die Hallwandler und

I an deren äußeren Rand die Durchstecköffnungen für die

I J Anschlußenden der Spulenwicklungsenden vorgesehen sind.

I 15 Zweckmäßigerweise sind zum besonders einfachen Einfädeln

h sowohl die Durchstecköffnungen für die Anschlußenden der

• äußeren Wicklungsspeiseleitungen als auch die Durchsteck f öffnungen für die Anschlußenden der Spulenwicklungsenden

als jeweils zum inneren bzw. äußeren Rand schlitzförmige

• 20 Einfädelöffnungen ausgebildet.

- Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen

; der Erfindung werden im folgenden eines enhand schema-

; tisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeich-

! 25 nung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen zum Antrieb einer Plattenspindel eines Plattenspeicherantriebs vorgesehenen Außenläufermotor; 30 Fig. 2 eine vorgefertigte, bereits mit aktiven und

passiven elektrischen Bauelementen bestückte und an ein äußeres Flachbandkabel angeschlossene Leiterplatte vor ihrer statorstirnseitigen Motormontage;

,.', '. . L V"i · :'":'V?A 85 6 3 3 3 5 DE

Fig. 3 eine Ansicht der Leiterplatte gemäß Fig.2 in Richtung III;

Fig. 4 eine Ansicht der Leiterplatte gemäß Fig.2 in Richtung III;

Fig. 5 eine Ansicht der Leiterplatte gemäß Fig.2 in Richtung IV;

Fig. 6 die statorseitige Vorderansicht der zwar beidseitig kaschierten, jedoch ansonsten noch nicht bestückten und angeschlossenen Leiterplatte; Fig. 7 die befestigungsflanschseitige Rückansicht der zwar beidseitig kaschierten, jedoch ansonsten noch nicht bestückten und angeschlossen Leiterplatte.

Fig.l zeigt in einem axialen Längsschnitt einen Außenläufermotor, der eine Plattenspindel 9 eines Plattenspeichers antreibt und über einen an seinem Lagerflansch' 2 angeformten Befestigungsflansch 22 in einem Datenverarbeitungsgerät einbaubar ist; der Lagerflansch 2 dient dabei mittel- bzw. unmittelbar als tragendes Bauteil für sämtliche in den Zeichnungen dargestellten Bauteile.

Auf das rechte Ende des Lagerflansches 2 ist zunächst ein bewickeltes Statorblechpaket 7 aufgedrückt. Im linken, axial vor dem bewickelten Statorblechpaket 7 liegenden Teil des Lagerflansches 2 ist eine Lagerbohrung eingelassen, in die zwei Kugellager 3,4 unter Zwischenlage einer Federscheibe 5 mit in Umfangsrichtung gewellter Oberfläche von der linken offenen Stirnseite der Lagerbohrung her eingeschoben sind. In den Kugellagern 3,4 ist eine Rotorwelle 1 gelagert, auf deren linkes Ende die Plattenspindel 9 und auf deren rechtes Ende eine Läuferglocke 8 eines Außenlaufermotors befestigt ist, an deren radial äußeren r>rlen Magnetschalen 81 zur Bildung des Erregerfeldes de:. «· jöenläufermotors gehaltert sind«

Ill

. .1 $·,.: . .".'VtiA 856 3 3 3 5 DE

An der dem bewickelten Stator zugewandten Stirnseite des Befestigungsflansches 22 ist innerhalb eines axial vorstehenden umlaufenden Randes 221 eins Leiterplatte 6 gehaltert, auf der u.a. den betriebsmäßig rotierenden Dauermagnetschalen 81 zugeordnete und daher stirnseitig benachbart angeordnete Hallwandler 15 angeordnet sind. An die Leiterbahnen der an ihrer Vorder- und ihrer Rückseite kaschierten Leiterplatte 6 sind außerdem Versorgungs- und Signalspannungsleitungen eines ersten Flachbandkabels 12 sowie äußere Stuerungsspeiseleitungen eines zweiten F.<ichbandkabelteils 13 für die Spulenwicklungsenden 14 der im Statorblechpaket 7 eingebrachten Statcrwicklung kontaktiert.

Um einerseits vor dem Einbringen der Kugellager 3,4 bereits den Lagerflansch 2 an seinem rechten Ende mit dem bewickelten Statorblechpaket 7 bestücken und die Statorwicklung an die an dem Befestigungsflansch gehalterte Leiterplatte voll anschließen zu können und andererseits den Lagerflansch beschädigungsfrei, insbesondere im Bereich seines dünnwandigen Übergangs von der Lagerbohrung zum Statoraufnahmeteil bei dem Eindrücken der beiden Kugellager 3,4, abstützen zu können, ist in vorteilhafter Weise am Außenumfang des Lagerflansches 2 eine Ausnehmung in Form einer umlaufenden Nut 21 für eine Ab-Stützung gegenüber der axialen Druckkraft, mit der die Kugellager 3,4 in den Lagerflansch 2 eingedrückt werden, vorgesehen. Durch die Abstützung können einerseits die § Reaktionskräfte in einem dickwandigen Teil des Lagerflansches aufgenommen und somit zu starke Biegebea.-ispruchungen von verformungsgefährdeten Teilen des Lagerflansches ferngehalten und andererseits der rechts von der Abstützung liegende Teil des Lagerflansches unbehindert für eine Vormontage des Stators bzw. einer Leiterplatte zur Verfugung gestellt werden, da von dieser Seite eine axiale Abstützung gegenüber der Druckkraft für die Kugellager nicht angesetzt zu werden braucht.

4 4 4 4 ·44| t ■

14 4 *

• ■ ilia

Ό2 «503335de

ι ν Fig.2 zeigt in einer statorstirnseitigen Draufsicht die Vorderseite der am Befestigungsflansch 22 gehalterten kreisringförmigen Leiterplatte 6 im vormontierten Zustand unmittelbar vor ihrem Einbau in den Befestigungsflansch. Fig.6 zeigt die Vorderansicht der Leiterplatte im noch unbestückten, jedoch mit Leiterbahnen versehenen Zustand. Fig.7 zeigt die im montierten Zustand der Leiterplatte der statorseitigen Stirnseite des Befestigungsflansches zugewandte Rückseite ebenfalls im noch unbestückten, jedoch mit Leiterbahnen versehenen Zustand.

Wie insbes. aus Fig.2 ersichtlich, sind am inneren Kreisringrand der Leiterplatte 6 drei Hallwandler 5 derart an-( ) geordnet, daß sie gemäß der Darstellung in Fig.l möglichst nahe den gegenüberliegenden Stirnseiten der Dauermagnetschalen 81 des Rotors des Außenläufermotor zugewandt sind, derart daß in den Hallwandlern drehzahlabhängige ^! bzw. lageabhängige Signalspannungen erzeugt werden. Die seitlichen A^schlußenden der Hallwandler 15 sind durch Öffnungen der Leiterplatte 6 zur Rückseite der Leiterplatte 6 durchgesteckt und dort - wie insbes. aus der Detaildarstellung gemäß Fig.4 ersichtlich - mit den ihnen zugeordneten Leiterbahnen in Lötpunkten 152-153 verlötet. In ähnlicher Weise sind - wie aus der Detaildarstellung gemäß Fig.3 ersichtlich - Widerstände 16 auf der Vorderseite der Leiterplatte 6 gehaltert, mit ihren Anschlußenden durch Öffnungen zur Rückseite der Leiterplatte 6 durchgesteckt und dort in Lötpunkten 161,162 mit ihren Leiterbahnen kontaktiert.

30

Wie aus Fig.2 ersichtlich, fuhrt von einem äußeren Zentralstecker 17 ein gemeinsames Flachbandkabel zu der Leiterplatte 6, das am leiterplattenseitigen Ende in einen ersten Flachbandkabelteil 12 und in einen zweiten Flachbandkabelteil 13 aufgeschlitzt ist. Der Flachbandkabelteil 12 enthält einerseits die Versorgungsleitungen für

t * ι * · 11 ·

I · Λ.
• I
• 1 1

1"-i * :'":^CVf:^A 85G 3 3 3 5 DE die Hallwandler und andererseits'"die" Signalspannungsleitungen, über die die lage- bzw. drehzahlabhängigen Signale der Hallwandler 15 über den Zentralstecker 17 zu einer äußeren Steuereinheit gelangen, von der anschließend über die im Flachbandkabelteil 13 enthaltenen Wicklungsspeiseleitungen die Stromversorgung der an die Wicklungsspeiseleitungen anzuschließenden Spulenwicklungsenden 14 der Statorwicklung erfolgen kann.

Wie zuvor geschildert sind die Anschlußenden der Hallwandler 15 und der Widerstände 16 von der Vorderseite der Leiterplatte 6 zur Rückseite der Leiterplatte 6 durchgesteckt und dort mit den Lsiterbahnen verlötet. Zur Verbindung ( J dieser Leiterbahnen mit den Leitungen des Flachbandkabelteils 12 sind dessen Anschlußenden an der Vorderseite der Leiterplatte 6 durch Durchstecköffnungen 63 zur Rückseite der Leiterplatte 6 geführt und dort an Lötpunkten 64 ' mit den u.a. zu den Hallwandlern 15 führenden Leiterbahnen verlötet. Wie aus Fig.6 ersichtlich, befinden sich die Durchstecköffnungen 63 an der Vorderseite der Leiterplatte 6 in einem nicht kaschierten, d.h. nicht mit Leiterbahnen belegten Plattenteil.

Zum Anschluß des die Wicklungsspeiseleitungen enthaltenden Flachbandkabelteils 13 an die Spulenwicklungsenden 14 der > Statorwicklung sind in vorteilhafter Weise die Anschlußenden der Wick.lungsspeiseleitungen von der Rückseite der Leiterplatte 6 durch Durchstecköffnungen 65 in Form von randseitig offenen Schlitzen zur Vorderseite der Leiterplatte durchgesteckt und in Lötpunkten 66 mit entsprechenden Leiterbahnen der Vorderseite verbunden, die ihrerseits dann zu Durchstecköffnungen 61 am Umfang des äußeren Kreisringrandes der Leiterplatte 6 für die Anschlußenden der Wicklungsspeiseleitungen führen. Die Verlegung des leiterplattenseitig geschlitzten Flachbandkabels ist zusätzlich durch die Detaildarstellung gemäß Fig.5 verdeutlicht.

ff Mil Il till I ItN ti·«

Il Il I I t I ·

■ II· i I t Ml #

* * Ht Mti

' t · t · t · ■ · ι

■ i i · · ·

'4 6 J··? · ; ; VFJA 856 3 3 3 5 DE

iff' - * ti at··«

Die wie zuvor beschriebene vorkonfektionierte, in Fig.2 dargestellte Leiterplatte 6 wird vor ihrem Verlöten mit den Spulenwickiuhgsenden beim Aufstecken des Statorblechpaketes 7 auf den Lagerflansch 2 in ihre endgültige Position am Lagerflansch 2 des Außenläufermotors gemäß Fig*l gebracht; dabei sind die losen Spulenwicklungsenden 14 der Statorwicklung entlang der Rückseite der kreisringförmigen Leiterplatte verlaufend in die zur äußeren Kreisringseite hin offenen Schlitze 61 eingehängt. Danach kann dann der endgültige Lötanschluß der Spulenwicklungsenden IA der Statorwicklung an die davor vorgesehenen Lötpunkte 62 äil der Vorderseite der Leiterplatte 6 an die zugeordneten Leiterbahnen, die die Spulenwicklungsenden 14 stromleitend mit den vorderseitigen Lötpunkten der Wicklungsspeiseleitungen verbinden.

Es ist ersichtlich, daß in vorteilhafter Weise der Anschluß der Spulenwicklungsenden der Statorwickl'jng an der gut zugänglichen Vorderseite der bereits in ihre endgültige motorseitige Halterung gebrachten Leiterplatte erfolgen kann, wobei trotz beidseitiger Kaschierung der Leiterplatte eine aufwendige Durchkontaktierung nicht notwendig ist.

7 Schutzansprüche
/ 7 Figuren

Claims

..", '. «4 g"-: . _:*yVfy\ 85G 3 3 3 5 DE

) Schutzansprüche

1. Elektromotor, insbesondere dauermagneterregter Außenläufermotor, mit axial vor der einen Statorstirnseite zu montierende!, im montierten Zustand nur von der statorseitigen Vorderseite kontaktierbare Leiterplatte mit Leiterbahnen sowohl auf ihrer Vorderseite als auch auf ihrer Rückseite, die mit auf der Vorderseite gehaltenen passiven und/oder aktiven elektrischen Bauelementen,mit äußeren Wick-IQ lungsspeiseleitungen und Signalspannungs- sowie Versorgungsleitungen als auch mit Spulenwicklungsenden kontaktiert j sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

j y-_v a) Die passiven und/oder aktiven elektrischen Bauelemente ^s (Hallwandler 15, Widerstände 16) sind an der Leiter-

j " platte (6) vormontiert und mit ihren Anschlußenden

durch Durchstecköffnungen von der Vorderseite zur Rückseite der Leiterplatte (6) durchgesteckt und dort mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Rückseite kontaktiert;

b) mit den passiven und/oder aktiven Bauelementen zu ver-

20
* bindende V "rsorgungs- und Signalspannungsleitungen

(erster Flachbandkabelteil 12) sind vormontiert mit ihren Anschlußenden durch Durchstecköffnungen (63) isoliert von der Vorderseite zur Rückseite der Leiterplatte (6) durchgesteckt und dort mit den zugeordne-

25

ten Leiterbahnen auf der Rückseite kontaktiert;

) c) äußere Wicklungsspeiseleitungen (zweiter Flachbandkabelteil 13) sind mit ihren Anschlußenden durch Durchstecköffnungen (65) isoliert von der Rückseite zur

Vorderseite der Leiterplatte (6) durchgeführt und dort

"M)

mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Vorderseite kontaktiert;

d) Spulenwicklungsenden (14) sind mit ihren Anschlußenden durch Durchstecköffnungen (61) isoliert von der Rückseite zur Vorderseite der Leiterplatte (6) durchgesteckt

35

und mit zugeordneten Leiterbahnen auf der Vorderseite

kontaktiert.

* * * * ti IM· * t i i t t t t ■ · * t ι . I

.·". '; ·-: lb'·-: * :"': vfy 85G 3 3 3 5 DE

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungs- und Signalspannungsleitungen und die Wlckungsspeiseleitungen Teile eines gemeinsamen Flachbandkabels sind, das an seinem einen der Leiterplatte zugewandten Ende in einen ersten, mit seinen Lötenden von der Vorderseite in Lötanschlüsse auf der Rückseite der Leiterplatte (6) durchgesteckten Flachbandkabelteil (12) und in einen zweiten, von der Rückseite mit seinen Lötenden in Lötanschlüsse auf der Vorderseite der Leiterplatte (6) durchgesteckten Flachbandkabelteil (13) aufgeschlitzt ist.

3. Elektromotor ncoh Anspruch 2, dadurch g e - ) kennzeichnet, daß das andere, der Leiterplctte (6) abgewandte Ende an einen sämtliche Anschlüsse aufnehmenden Zentralstecker (17) angeschlossen ist.

4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lei- terplatte (6) kreisringförmig ausgebildet und die Hallwandler (15) im Sinne einer ausgangsseitigen rotordrehzahiabhängigen Signalspannung in unmittelbarer Nähe zu den Stirnseiten von rotorseitigen Dauermagneten auf der Vorderseite der Leiterplatte (6) im Bereich des inneren Kreisringrandes gehaltert und die Durchstecköffnungen (61) ^ für die Spulenwicklungsenden (14) am äußeren Kreisringrand angeordnet sind.

5. Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichnet, daß die Durchstecköffnungen

(65) für die Anschlußenden der äußeren Wicklungsspeiselej.tungen (Flachbandkabelteil 13) am inneren Kreisringrand der kreisringförmigen Leiterplatte (6) angeordnet sind.

'I ltft · · P 4 » » ·»··

,.;'.,';- in: '-;;: · :'VyhA es6 3 3 3 5 OE

f 6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 4 und/oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstecköffnungen (61 bzw.65) für die Spulenwicklungsenden (14) bzw. für die Wicklungsspeiseleitungen (Flachbandkabelteil 13) als zum äußeren bzw. inneren Kreisringrand geöffnete, schlitzförmige Einfädelöffnungen ausgebildet sind.

7. Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch g e kennzeichnet, daß die Leiterplatte (6) zwischen einem axial vorstehenden, an den Befestigungsflansch (22) angeformten umlaufenden Rand (221) in geringen axialem Abstand zu dessen statorseitigen Stirnseite gehaltert ist und die von der Rückseite zur Vorderseite der Leiterplatte (6) durchgesteckten äußeren Wicklungsspeiseleitungen (zweiter Flfrchbandkabelteil 13) und die Spulenwicklungsenden (14) in dem Zwischenraum zwischen der statorseitigen Stirnseite des Befestigungsflansches (22) und der Rückseite der Leiterplatte (6) zu
ihren Durchstecköffnungen (65 bzw.61) verlegt sind.