EP1745539B1 - Spule mit einer kontakthülse zur elektrischen verbindung - Google Patents

Spule mit einer kontakthülse zur elektrischen verbindung Download PDF

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EP1745539B1
EP1745539B1 EP05734855.9A EP05734855A EP1745539B1 EP 1745539 B1 EP1745539 B1 EP 1745539B1 EP 05734855 A EP05734855 A EP 05734855A EP 1745539 B1 EP1745539 B1 EP 1745539B1
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Laurent Criqui
Jean-Pierre Lambling
Gerd SCHÜLER
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/187—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping combined with soldering or welding
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    • H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H01R13/405—Securing in non-demountable manner, e.g. moulding, riveting
    • H01R13/41—Securing in non-demountable manner, e.g. moulding, riveting by frictional grip in grommet, panel or base

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spule, eine Bremse und einen Elektromotor.
  • Spulenträger für mit Wicklungsdraht bewickelte Spulen sind allgemein bekannt.
  • Aus der DE 36 13 294 ist eine Bremsspule mit einem Mittelabgriff (Fig. 4, Bezugszeichen 6) bekannt, die als Bremse für einen Elektromotor verwendbar ist. Nachteilig ist dabei, dass die Fertigung aufwendig und kostspielig ist. Dabei ist wichtig, dass jeder zusätzliche Kontakt des Wicklungsdrahtes beim Herstellen Aufwand und Kosten verursacht.
  • Aus der DE 79 23 585 U1 ist ein Verbinden von Draht bekannt, wobei der Wicklungsdraht der Spule um das stiftförmige Ende mehrfach herumgewickelt werden muss ("herumschlingen" Seite 4, 3. Absatz, Zeile 4 - 5)und dann angelötet werden muss. Dies ist sehr aufwendig und kostspielig.
  • Aus der DE 34 07 758 A1 ist ein Haken an einem Anschlussstück bekannt, der zum Sichern gegen das Herausziehen vorgesehen ist (E2, Seite 9, Zeile 11). Nachteilig ist wiederum, dass das Verbinden des Wicklungsdrahtes sehr aufwendig und kompliziert ist.
  • Aus der US 4 633 110 A ist ein Elektromotor mit Statorwicklungen bekannt, dessen Statorwicklungsdraht an einem Kontaktelement elektrisch verbunden wird, das auf einer Leiterplatte angeordnet ist.
  • Aus der US 4 720 646 A ist eine Spule mit Spulenträger und Wicklungsdraht bekannt, wobei ein Kontaktelement mit dem Spulenträger verbindbar ist, an dem Wicklungsdraht und eine elektrische Leitung angelötet werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spule weiterzubilden, um sie kostengünstiger und einfacher zu fertigen, insbesondere samt Kontaktierung. Dies betrifft erfindungsgemäß auch Spulen mit mindestens einem Mittelabgriff.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Spule nach den in Anspruch 1 und bei der Bremse nach den in Anspruch 8 und bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wesentliche Merkmale der Erfindung bei der Spule sind, dass sie zumindest einen Spulenträger und einen Wicklungsdraht umfasst,
    wobei mindestens eine Hülse mit dem Wicklungsdraht elektrisch verbunden ist,
    wobei die Hülse zwischen Wicklungsdraht und einer Litze eines Kabels eine elektrische Verbindung herstellt,
    wobei die elektrische Verbindung zu einem Mittelabgriff der Spule gehört,
    wobei der Spulenträger zumindest einen Kanal umfasst, der als Tasche ausgebildet ist, in welchem die Hülse eingeführt ist und kraftschlüssig und/oder formschlüssig befestigt ist,
    wobei die Hülse einen oder mehrere verformte Bereiche umfasst,
    wobei die Hülse einen ersten Auflagebereich umfasst, der als Auflage und/oder Führung für den Wicklungsdraht vorgesehen ist, indem die Hülse ein Wandteil aufweist und vom Wandteil weggebogene erste Zungen beidseitig aufweist, welche im Bereich der Biegung einen Ausschnitt haben, dessen eine Seite als Auflage fungiert, auf welcher der Wicklungsdraht aufgelegt und geführt ist,
    wobei die Hülse zumindest einen zweiten, als zweite Zunge ausgebildeten, zum elektrischen und kraftschlüssigen Verbinden mit dem Wicklungsdraht verformten Bereich umfasst, mit welchem der Wicklungsdraht kraftschlüssig verbunden und verschweißt ist,
    wobei die Hülse zumindest einen dritten Bereich im Wandteil, umfasst, an welchem die Litze eines Kabels schweißverbunden ist, wobei die Hülse als Stanz-Biege-Teil ausgeführt ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass die Hülse eine kostengünstige elektrische Verbindungsart ermöglicht. Die Hülse ist selbst als kostengünstiges Stanz-Biegeteil aus Blech hergestellt. Da sie verformbare Bereiche aufweist, sind mittels dieser Bereiche Wicklungsdraht-Abschnitte oder Litzen-Abschnitte einklemmbar, also kraftschlüssig verbindbar. Durch entsprechendes Erhitzen sind dann Schweißverbindungen herstellbar. Mittels weiterer verformbarer Bereiche sind auch andere Teile des Kabels einklemmbar und somit eine Zugentlastung für das Kabel mit Litze realisierbar.
    Erfindungsgemäß umfasst die Hülse mindestens einen ersten Auflagebereich, der als Auflage und/oder Führung für den Wicklungsdraht vorgesehen ist, wobei die Hülse zumindest einen zweiten, einen als Zunge ausgebildeten Bereich, umfasst, der zum kraftschlüssigen Verbinden mit dem Wicklungsdraht verformbar ist und zum Herstellen einer Schweißverbindung mit dem Wicklungsdraht vorsehbar ist, wobei die Hülse zumindest einen dritten Bereich umfasst, der zum Schweißverbinden mit der Litze eines Kabels vorgesehen ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass der Wicklungsdraht leicht einfädelbar ist und dann auf der Auflagefläche zum liegen kommt, also genau positionierbar ist. Auf diese Weise ist das einfädeln derart gut durch Formgebung der Hülse ausführbar, dass der Wicklungsdraht in den zweiten Bereich eingeführt wird, also in den Bereich der verformbaren Zunge. Diese ist verformbar, also insbesondere leicht andrückbar gegen ein Wandteil zum Einklemmen, also kraftschlüssigen Verbinden des Wicklungsdrahtes mit der Hülse. Der eingeklemmte Wicklungsdraht ist aber dann schnell und einfach verschweißbar. Die Schweißverbindung ist gut geschützt gegen belastende Kräfte, weil die kraftschlüssige Verbindung weiter wirkt und somit die Schweißverbindung entlastet.
  • Die Hülse ist zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Wicklungsdraht und der elektrischen Leitung oder einer Litze geeignet ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass ein leitfähiges Metall und ein zum Herstellen einer Schweißverbindung besonders gut geeignetes Metall auswählbar ist, das darüber hinaus kostengünstig ist und mittels eines Stanz-Biege-Prozesses hergestellt wird.
  • Außerdem ist die Hülse im Spulenträger kraftschlüssig und/oder formschlüssig befestigt. Insbesondere umfasst die Hülse mindestens einen Widerhaken, insbesondere zum Einhaken im Kanal. Von Vorteil ist dabei, dass die Befestigung mit einfachen und kostengünstigen Mitteln erreichbar ist.
  • Bei der Erfindung sind die Bereiche an einem Wandteil verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass die Bereiche stabil zusammenhaltbar sind mittels des Wandteils.
  • Außerdem umfasst die Spule einen Mittelabgriff. Von Vorteil ist dabei, dass besonders schnell schaltbare Bremse ausführbar sind.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Hülse zumindest einen vierten Bereich, als einen als Zunge ausgebildeten Bereich, der zum kraftschlüssigen Verbinden mit einem Kabel, insbesondere mit der Isolierung des Kabels, verformbar ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass mit einfachsten und kostengünstigsten Mitteln eine Zugentlastung vorsehbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lackierung des Wicklungsdrahtes beim Herstellen einer Schweißverbindung zumindest im Bereich der elektrischen Kontaktstelle entfernbar, insbesondere durch das beim Herstellen der Schweißverbindung auftretende Erhitzen. Von Vorteil ist dabei, dass kein spezieller Abisolier-Arbeitsgang notwendig ist, sondern das bloße Verschweißen ausreichend ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Spule Vergussmasse, insbesondere im Bereich des Kanals und/oder der Wicklung. Von Vorteil ist dabei, dass ein chemischer und mechanischer Schutz erreichbar ist. Außerdem sind auch die elektrischen Isolationswerte verbesserbar bei geeigneter Auswahl der Vergussmasse.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Spulenträger eine Halterung für Wicklungsdraht und/oder Kabel. Von Vorteil ist dabei, dass die Halterung schon bei der Spritzgussherstellung des Spulenträgers herstellbar ist und somit kein weiterer Arbeitsgang notwendig ist.
  • Wesentliche Merkmale der Erfindung bei der Bremse sind, dass die Bremsspule der Bremse nach Art der vorgenannten Spule ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Bremsspule sogar mit Mittelabgriff realisierbar ist. Für den Mittelabgriff sind drei Hülsen notwendig, mit denen Litzendraht am Anfang, in der Mitte und am Ende der mit Wicklungsdraht ausgeführten Wicklung der Spule abgegriffen wird.
  • Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass der Elektromotor eine Bremse mit Bremsspule oder eine Spule umfasst, wie oben beschrieben. Von Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor mit wenig Aufwand und Kosten fertigbar ist und bei der Fertigung ein hoher Automatisierungsgrad erreichbar ist.
    • Die Abbildungen 1 bis 27 werden nun näher erläutert.
  • In der Figur 1 ist ein Spulenträger 2 gezeigt. Er ist vorteiligerweise als Kunststoff-Spritzgussteil fertigbar und weist eine Halterung 7 auf als Befestigung für ein abgehendes Kabel.
  • In der Figur 2 sind drei Hülsen 1 gezeigt, die an drei Stellen am Umfang in den Spulenträger einführbar sind.
  • Den genaueren Aufbau der Hülsen 1 zeigen die Figuren 12 und 13.
  • In der Figur 3 ist ein Kabel 3, umfassend elektrisch leitfähige Litze und Isolierung, gezeigt, das in den unteren Teil der Hülse 1 einführbar ist, bevor diese in den Spulenträger einsteckbar sind.
  • In der Figur 4 sind die drei Kabel 3 gezeigt, welche mit entsprechenden Hülsen 1 verbunden sind, bevor sie in den Spulenträger 1 eingeführt werden.
  • Figur 5 zeigt das mit der Hülse 1 verbundene Kabel 3 vergrößert, wobei Figur 12 die Hülse 1 selbst ohne Kabel vergrößert darstellt. Das linke Biegeteil 25 ist derart verformt, dass die Isolierung mit der Hülse 1 fixiert ist und somit eine Zugentlastung für den rechten Teil des Kabels vorgesehen ist. Das rechte Biegeteil 20 ist mit der Litze des Kabels 3 elektrisch leitfähig verbunden, insbesondere verschweißt.
  • Figur 6 zeigt den Spulenträger 2, wobei die mit den Kabeln verbundenen Hülsen 1 eingeführt sind.
  • Figur 7 zeigt den Kanal 4, in welchen die Hülsen 1 eingeschoben sind, deutlicher. Der Kanal 4 ist als Tasche ausgeführt.
  • Figur 8 zeigt wie Figur 7 die eingeschobenen Hülsen, wobei die Kabel durch die Öse der Halterung 7 geführt sind.
  • Figur 9 zeigt eine Halterung 6 zur Fixierung eines ersten Endes eines Wicklungsdrahtes 5, welcher über die Hülse 1 geführt wird und auf den Zungen 24 der Hülse 1 aufliegt, wobei Figur 12 die Hülse 1 selbst ohne Kabel vergrößert darstellt.
  • Figur 10 zeigt einen über die Hülse 1 geführten Wicklungsdraht 5.
  • Figur 11 zeigt die Hülse 1 im in den Spulenträger eingeschobenen Zustand.
  • In der Figur 12 ist die Hülse größer gezeigt als in Figur 13a. Die Hülse ist als Stanz-Biegeteil ausgeführt und weist ein Wandteil 23 auf, an dem eine Zunge 22, weggebogen ist.
  • Bereiche mit Widerhaken 21 und weiteren Zungen 24 sind rechts und links angeordnet und sind ebenfalls weggebogen. Am unteren Ende des Wandteils 23 sind eine rechte Zunge 20 und eine linke Zunge 25 angeordnet und wiederum weggebogen.
  • In der Figur 13b ist gezeigt, wie der Biegezustand der Zungen 20,25 ist, wenn ein Kabel mit seiner Isolierung von links kommend eingeführt ist und die Isolierung mit der linken Zunge 25 fixiert ist. Diese Fixierung bewirkt eine Zugentlastung für den abisolierten rechten Endteil des Kabels, also blanke Litze. Dieses Litzenstück wird mit der Zunge 20 zusammengedrückt und dann elektrisch verschweißt. Somit ist eine elektrisch sehr gut leitfähige Verbindung der Litze mit der Hülse geschaffen, die wegen der Zugentlastung hohe mechanische Belastungen erträgt.
  • In der Figur 13c ist der Biegezustand der Zunge 22 gezeigt, die den Wicklungsdraht fixiert und mit welcher der Wicklungsdraht verschweißt wird.
  • Figur 13d zeigt im Unterschied zu Figur 13b die Kabelzuführung von rechts, wobei somit die Zunge 20 weniger verbogen ist zur Fixierung des Kabels mit Isolierung und die Zunge 25 stärker verbogen ist zur Fixierung der Litze des abisolierten Kabelendstückes.
  • Figur 14a und 14b zeigen den Spulenträger 2 in verschiedenen Orientierungen, wobei der als Tasche ausgeführte Kanal 4 gezeigt ist und auch der Schlitz 9 zum Einführen des Wicklungsdrahtes gezeigt ist. Der Wicklungsdraht wird dann bewickelt und am Ende über ein Eck und die Hülse 1 an die Halterung 6 geführt, wie in Figur 9 deutlich gezeigt ist.
  • In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Halterung 6 auch am Spulenträger weggelassen werden und stattdessen am Werkzeug vorgesehen werden.
  • In weiteren Ausführungsbeispielen wird der Kanal am Ende der Herstellung mit einer Vergussmasse vergossen. Somit ist ein mechanischer und auch chemischer Schutz erreichbar für die Spulenwicklung.
  • Die Spule ist insbesondere vorteilhaft als Bremsspule einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse vorsehbar. Diese Bremse kann vorteiligerweise in einem Elektromotor eingesetzt und integriert vorgesehen werden.
  • Eine erfindungsgemäße Ausführung ist in den Figuren 15 bis 27 dargestellt.
  • Figur 15 zeigt die weitergebildete Hülse 101 mit dem Wandteil 123. Die erste Zungen 124 haben bei diesem Ausführungsbeispiel Positionierfunktion für den Wicklungsdraht. Der Wicklungsdraht 105 wird gehalten zwischen Wandteil 123 und den ersten Zungen 124. Dabei liegt er auf den Auflageflächen 125 für Wicklungsdraht auf. Der Wicklungsdraht wird dabei mit der zweiten Zunge 122 ans Wandteil 123 gedrückt und ist dort verschweißbar zum Herstellen der elektrischen Verbindung. In den Figuren 26 und 27 ist dieser Verlauf des Drahtes genau gezeigt. Zur Verbindung mit abisoliertem Kabel 103, umfassend Litze und Isolierung, sind die Wandteilbereiche 120 vorgesehen. Die Litzendrähte sind dort verschweißbar oder verlötbar mit einem Wandteilbereich 120, wie in Figur 18 genauer gezeigt ist.
  • Figur 16 zeigt den Spulenträger 102, in welchen bis zu drei Hülsen 101 einführbar sind.
  • Figur 17 die Hülse 101 vor dem Einschieben in den Spulenträger 102. Figur 18 zeigt die Verbindung mit dem Kabel 103 mit Isolierung, wobei die abisolierten Endbereiche des Kabels 103 verschweißt werden.
  • Figur 19 zeigt die in den Spulenträger 102 eingeschobene Hülse 101 und das in einen Kanal eingelegte Kabel 103. Figur 20 zeigt eine zugehörige andere Perspektive. Figur 21 zeigt den Spulenträger mit zwei eingeschobenen Hülsen 101 und einer Hülse 101 vor dem Einschieben.
  • Figur 22 zeigt den Wicklungsdraht 105, der an einer Halterung 108 befestigt ist und über die Auflageflächen 125 der Hülse läuft. Dazwischen ist der Wicklungsdraht 105 eingelegt in die noch offene zweite Zunge 122. Figur 23 und 24 zeigt jeweils eine andere Ansicht.
  • Figur 25 zeigt den Spulenträger 102 mit drei eingeschobenen Hülsen 101, wobei die zweite Zunge 122 geschlossen, also an das Wandteil 123 angedrückt ist. Auf diese Weise ist der Wicklungsdraht leicht verschweißbar. Figur 26 zeigt hierzu einen vergrößerten Ausschnitt. Figur 27 zeigt eine andere Perspektive.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hülse
    2
    Spulenträger
    3
    Litze mit Isolierung
    4
    Kanal
    5
    Wicklungsdraht
    6
    Halterung
    7
    Halterung mit Öse für Kabel
    8
    Halterung
    9
    Schlitz
    10
    Eck
    20
    Zunge
    21
    Widerhaken
    22
    Zunge
    23
    Wandteil
    24
    Zunge
    25
    Zunge
    101
    Hülse
    102
    Spulenträger
    103
    Kabel, umfassend Litze und Isolierung
    105
    Wicklungsdraht
    108
    Halterung
    120
    Wandteilbereich
    122
    zweite Zunge
    123
    Wandteil
    124
    erste Zunge
    125
    Auflagefläche für Wicklungsdraht

Claims (9)

  1. Spule, umfassend zumindest einen Spulenträger (102) und einen Wicklungsdraht (105),
    wobei mindestens eine Hülse (101) mit dem Wicklungsdraht (105) elektrisch verbunden ist,
    wobei die Hülse (101) zwischen Wicklungsdraht (105) und einer Litze eines Kabels (103) eine elektrische Verbindung herstellt,
    wobei die elektrische Verbindung zu einem Mittelabgriff der Spule gehört,
    wobei der Spulenträger (2) zumindest einen Kanal umfasst, der als Tasche ausgebildet ist, in welchem die Hülse (101) eingeführt ist und kraftschlüssig und/oder formschlüssig befestigt ist,
    wobei die Hülse (101) einen oder mehrere verformte Bereiche umfasst,
    wobei die Hülse (101) einen ersten Auflagebereich (125) umfasst, der als Auflage und/oder Führung für den Wicklungsdraht (105) vorgesehen ist, indem die Hülse (101) ein Wandteil (123) aufweist und vom Wandteil weggebogene erste Zungen (124) beidseitig aufweist, welche im Bereich der Biegung einen Ausschnitt haben, dessen eine Seite als Auflage (125) fungiert, auf welcher der Wicklungsdraht (105) aufgelegt und geführt ist,
    wobei die Hülse (101) zumindest einen zweiten, als zweite Zunge (122) ausgebildeten, zum elektrischen und kraftschlüssigen Verbinden mit dem Wicklunasdraht (105) verformten Bereich umfasst, mit welchem der Wicklungsdraht (105) kraftschlüssig verbunden und verschweißt ist,
    wobei die Hülse (101) zumindest einen dritten Bereich (120) im Wandteil (123), umfasst, an welchem die Litze eines Kabels (103) schweißverbunden ist,
    wobei die Hülse (101) als Stanz-Biege-Teil ausgeführt ist.
  2. Spule nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Hülse (101) mindestens einen Widerhaken (21) zum Einhaken im Kanal (4) umfasst.
  3. Spule nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der dritte Bereich der Hülse mit der Litze (103) auch kraftschlüssig verbunden ist.
  4. Spule nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Hülse (101) zumindest einen vierten Bereich, als einen als Zunge (25) ausgebildeten Bereich, umfasst, der zum kraftschlüssigen Verbinden mit einem Kabel, insbesondere mit der Isolierung des Kabels, verformbar ist.
  5. Spule nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Lackierung des Wicklungsdrahtes durch das beim Herstellen der Schweißverbindung auftretende Erhitzen zumindest im Bereich der elektrischen Kontaktstelle entfernt ist.
  6. Spule nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Spule Vergussmasse umfasst, insbesondere im Bereich des Kanals und/oder der Wicklung.
  7. Spule nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Spulenträger (2) eine Halterung (6) für Wicklungsdraht (5) und/oder Kabel umfasst.
  8. Bremse
    wobei eine Spule nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche als Bremsspule in einem Elektromagneten vorgesehen ist.
  9. Elektromotor
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Elektromotor eine Bremse nach Anspruch 8 umfasst.
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PCT/EP2005/003515 WO2005109606A1 (de) 2004-05-04 2005-04-04 Spule mit einer kontakkthülse zur elektrischen verbindung

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EP1745539A1 EP1745539A1 (de) 2007-01-24
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