DE102012106224A1 - Endkappenanordnung für einen Elektromotor - Google Patents

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Abstract

Eine Endabdeckungsanordnung für einen Elektromotor hat einen Endkappenkörper und mindestens zwei Motoranschlüsse. Der Endkappenkörper hat mindestens zwei Haltekonstruktionen zum jeweiligen Halten der mindestens zwei Motoranschlüsse, wobei jede Haltekonstruktion mindestens einen Halter und einen Durchgangsschlitzt umfasst. Jeder Motoranschluss hat einen Basisbereich, einen Anschlussbereich und mindestens einen Befestigungsbereich. Der mindestens eine Befestigungsbereich ist an dem mindestens einen Halter einer entsprechenden Haltekonstruktion montiert. Der Anschlussbereich ist zur elektrischen Verbindung mit einem Anschlussstift eines externen Netzsteckers in den Durchgangsschlitz eingesetzt. Der Anschlussbereich und der mindestens eine Befestigungsbereich erstrecken sich einteilig mit dem Basisbereich von demselben.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine Endkappenanordnung für einen Elektromotor und insbesondere elektrische Anschlüsse der Endkappenanordnung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein Bürstenmotor hat einen Ständer und einen Läufer mit einer Welle, einem Läuferkern, einem an der Welle befestigten Kommutator und mit Läuferwicklungen, die um die Zähne des Läuferkerns gewickelt und mit den Segmenten des Kommutators elektrisch verbunden sind. Ein derartiger Bürstenmotor erfordert elektrische Anschlüsse für den Anschluss an eine externe Stromversorgung. Die elektrischen Anschlüsse sind normalerweise in einer Endkappe des Ständers montiert und mit den Bürsten des Motors elektrisch verbunden, so dass die Motorwicklungen über die elektrischen Anschlüsse, die Bürsten und den Kommutator mit Strom gespeist werden können.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Endkappe für einen in dem Dokument US5216305 beschriebenen Permanentmagnet-Gleichstrommotor. Die Endkappe 14 ist mit zwei Öffnungen 26 für die Aufnahme eines externen Netzsteckers mit zwei flachen Stiften versehen und trägt ein Lager 15, zwei Bürstenblätter 16 mit jeweils einer Bürste 17 und zwei U-förmige Anschlüsse 18. Die U-förmigen Anschlüsse 18 sind an ihrer Basis 28 durch Nieten an Bürstenarm-Montageplatten 25 verankert. Zwei Schenkel 29 jedes U-förmigen Anschlusses 18 sind in axiale Längskanäle 27 eingesetzt, die in der Endkappe 27 gebildet sind.
  • Der Niet ist bei diesem Motorentyp eine Fehlerquelle, und seine Montage im Zuge der Produktion ist zeitaufwendig. Der U-förmige Anschluss muss leicht verformt oder zusammengedrückt werden, damit er während der Montage in den Schlitz eingesetzt werden kann, so dass auch hierfür Zeit und besondere Sorgfalt notwendig sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Endkappenanordnung mit Motoranschlüssen dieses Typs erwünscht, die zuverlässig und einfacher zu montieren ist.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Endkappenanordnung für einen Elektromotor angegeben, umfassend einen Endkappenkörper und mindestens zwei an dem Endkappenkörper montierte und voneinander elektrisch isolierte Motoranschlüsse, wobei der Endkappenkörper mindestens zwei Haltekonstruktionen zum jeweiligen Halten der mindestens zwei Motoranschlüsse hat, wobei jede Haltekonstruktion mindestens einen Halter und einen Durchgangsschlitz aufweist, wobei jeder Motoranschluss einen Basisbereich, einen Anschlussbereich und mindestens einen Befestigungsbereich hat, wobei der mindestens eine Befestigungsbereich an dem mindestens einen Halter einer entsprechenden Haltekonstruktion montiert ist, wobei der Anschlussbereich für den elektrischen Anschluss an einen externen Netzstecker in den Durchgangsschlitz eingesetzt ist und wobei sich der Anschlussbereich und der mindestens eine Befestigungsbereich einteilig mit dem Basisbereich von demselben erstrecken.
  • Vorzugsweise hat der Anschlussbereich zwei federnde Schenkel, deren jeder ein mit dem Basisbereich verbundenes Verbindungsende, ein von dem Basisende entferntes freies Ende mit einer Spitze und einen gebogenen Bereich zwischen dem Verbindungsende und dem freien Ende umfasst, wobei die gebogenen Bereiche der beiden Schenkel nach innen in Richtung zueinander gekrümmt sind.
  • Vorzugsweise hat der Durchgangsschlitz eine erste Öffnung für den Eintritt des Anschlussstifts in einen Raum zwischen den Schenkeln des Anschlussbereichs, eine zweite Öffnung für den Eintritt der Schenkel in den Durchgangsschlitz, einen der zweiten Öffnung benachbarten breiteren Bereich und einen der ersten Öffnung benachbarten schmaleren Bereich.
  • Vorzugsweise erstrecken sich die freien Enden der Schenkel in den schmaleren Bereich hinein.
  • Vorzugsweise ist der maximale Abstand D1 zwischen Außenflächen der freien Enden der Schenkel im nicht verformten Zustand kleiner als die Breite S1 der zweiten Öffnung.
  • Vorzugsweise ist der maximale Abstand D3 zwischen Innenflächen der freien Enden der Schenkel im nicht verformten Zustand kleiner als die Breite S3 des schmaleren Bereichs.
  • Vorzugsweise ist an der Spitze des freien Endes jedes Schenkels eine Schräge gebildet.
  • Vorzugsweise ist in dem Durchgangsschlitz eine Führungsnut gebildet, und der minimale Abstand D2 zwischen Innenflächen der gebogenen Bereiche der Schenkel im montierten Zustand ist kleiner als die Breite S2 der Führungsnut.
  • Vorzugsweise ist der maximale Abstand D1 zwischen Außenflächen der freien Enden der Schenkel im nicht verformten Zustand größer als die Breite S3 des schmaleren Bereichs.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch eine Endkappenanordnung für einen Elektromotor angegeben, umfassend einen Endkappenkörper und mindestens zwei an dem Endkappenkörper montierte und voneinander elektrisch isolierte Motoranschlüsse, wobei der Endkappenkörper mindestens zwei Haltekonstruktionen zum jeweiligen Halten der mindestens zwei Motoranschlüsse hat, wobei jede Haltekonstruktion mindestens einen Durchgangsschlitz aufweist, wobei jeder Motoranschluss einen Basisbereich und zwei federnde Schenkel hat, die sich von dem Basisbereich erstrecken, wobei die beiden Schenkel zur elektrischen Verbindung mit einem Anschlussstift eines externen Netzsteckers durch den Schlitz eingesetzt sind, wobei jeder Schenkel ein mit dem Basisbereich verbundenes Verbindungsende, ein von dem Basisbereich entferntes freies Ende mit einer Spitze und einen gebogenen Bereich zwischen dem Verbindungsende und dem freien Ende hat; wobei der Durchgangsschlitz eine erste Öffnung für den Eintritt des Anschlussstifts in einen Raum zwischen den Schenkeln, eine zweite Öffnung für den Eintritt der Schenkel in den Durchgangsschlitz, einen der zweiten Öffnung benachbarten breiteren Bereich und einen der ersten Öffnung benachbarten schmaleren Bereich umfasst, wobei sich die freien Enden der Schenkel in den schmaleren Bereich hinein erstrecken.
  • Vorzugsweise ist der maximale Abstand D1 zwischen Außenflächen der freien Enden der Schenkel im nicht verformten Zustand kleiner als die Breite S1 der zweiten Öffnung.
  • Vorzugsweise ist der maximale Abstand D3 zwischen Innenflächen der freien Enden der Schenkel im nicht verformten Zustand kleiner als die Breite S3 des schmaleren Bereichs.
  • Vorzugsweise ist an der Spitze des freien Endes jedes Schenkels eine Schräge gebildet.
  • Vorzugsweise ist in dem Durchgangsschlitz eine Führungsnut gebildet, und der minimale Abstand D2 zwischen Innenflächen der gebogenen Bereiche der Schenkel im montierten Zustand ist kleiner als die Breite S2 der Führungsnut.
  • Vorzugsweise ist der maximale Abstand D1 zwischen Außenflächen der freien Enden der Schenkel im nicht verformten Zustand größer als die Breite S3 des schmaleren Bereichs.
  • In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind der Basisbereich, der Anschlussbereich und die Befestigungsbereiche des Motoranschlusses einteilig ausgebildet, so dass sich das Verfahren zum Vernieten des Anschlussbereichs mit dem Basisbereich erübrigt. Ferner können die Schenkel des Anschlussbereichs direkt in den Durchgangsschlitz eintreten, so dass sich das Verfahren zum Einwärtsbiegen der freien Enden vor dem Einsetzen der freien Enden in den Durchgangsschlitz erübrigt. Durch die Vereinfachung des Herstellungsprozesses werden die Kosten gesenkt. Darüber hinaus wird die Stabilität des Motors verbessert, da eine Diskontinuität der Motorfunktion aufgrund einer mangelhaften Vernietung und eine durch das Biegen der freien Enden verursachte Deformation der Schenkel vermieden werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels erläutert, wobei auf die Figuren der anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, tragen in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, die gleichen Bezugszeichen. Die Dimensionen von Komponenten und Merkmalen, die in den Figuren dargestellt sind, sind allgemein im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind im Folgenden aufgelistet.
  • 1 und 2 zeigen bekannte Endkappen;
  • 3 ist eine Ansicht einer Endkappenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ist eine Ansicht eines Endkappenkörpers als Teil der Endkappenanordnung von 3;
  • 5 ist eine weitere Ansicht des Endkappenkörpers von 4;
  • 6 zeigt einen Motoranschluss als Teil der Endkappenanordnung von 3;
  • 7 ist eine weitere Darstellung des Motoranschlusses von 6, der mit einem eine Bürste tragenden Bürstenarm verbunden ist;
  • 8 ist eine Schnittansicht des Endkappenkörpers von 4, wobei ein Motoranschluss in der für die Montage an dem Endkappenkörper bereiten Position dargestellt ist; und
  • 9 ist eine Schnittansicht des Endkappenkörpers von 4, wobei der Motoranschluss an dem Endkappenkörper montiert ist.
  • DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 3 zeigt eine Endkappenanordnung für einen Elektromotor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Endkappenanordnung 30 umfasst einen Endkappenkörper 32 aus einem elektrisch isolierenden Material und zwei Motoranschlüsse 34, die an dem Endkappenkörper 32 fest montiert und voneinander elektrisch isoliert sind.
  • Wie die 4 und 5 zeigen, hat der Endkappenkörper 32 eine kreisförmige Basis 36 mit einer ersten Endfläche 38, einer zweiten Endfläche 40 und einem Lagerhalter 42 mit einer zentralen Öffnung 44 zum Halten eines Lagers für eine Welle des Motors. Zwei Haltekonstruktionen zum jeweiligen Halten der beiden Motoranschlüsse 34 liegen bezogen auf die zentrale Öffnung 44 einander diametral gegenüber. Jede Haltekonstruktion hat einen ersten Halter 46, der sich von der äußeren Peripherie der ersten Endfläche 38 der Basis 36 axial erstreckt, und einen zweiten Halter 48 und einen axialen Durchgangsschlitz 50, die an einem Vorsprung 52 gebildet sind, der sich von der ersten Endfläche 38 der Basis 36 axial erstreckt.
  • Wie in den 6 und 7 deutlicher dargestellt ist, hat jeder Motoranschluss 34 einen Basisbereich 54, der so angeordnet ist, dass er sich parallel zur Basis 36 erstreckt, einen ersten Befestigungsbereich 56, einen zweiten Befestigungsbereich 58 und einen Anschlussbereich 60 für die Verbindung mit einem flachen Anschlussstift eines externen Netzsteckers. Die Befestigungsbereiche 56, 58 und der Anschlussbereich 60 erstrecken sich einteilig mit dem Basisbereich 54 von demselben, so dass jeder Motoranschluss eine monolithische Konstruktion ist, die aus einer Einzelplatte eines Materials geformt ist. Der Anschlussbereich 60 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsbereich 56, 58 angeordnet und ist in den axialen Durchgangsschlitz 50 einer entsprechenden Haltekonstruktion des Endkappenkörpers 32 eingesetzt. Ein Bürstenarm 62, der an einem seiner Enden eine Bürste 64 trägt, ist an seinem anderen Ende an dem ersten Befestigungsbereich 56 befestigt und mit diesem elektrisch verbunden. Der erste Befestigungsbereich 56 und dieses andere Ende des Bürstenarms 62 sind in den ersten Halter 46 der entsprechenden Haltekonstruktion eingesetzt. Der zweite Befestigungsbereich 58 ist in den zweiten Halter 48 der entsprechenden Haltekonstruktion eingesetzt. Der zweite Befestigungsbereich 58 ist mit einer Anzahl von Widerhaken versehen, die einen Widerstand gegen ein Lösen des Befestigungsbereichs bilden, sobald dieser eingesetzt ist. Auf diese Weise sind die Motoranschlüsse 34 und die Bürstenarme 62 an dem Endkappenkörper 32 montiert, und der Strom von dem externen Netzstecker wird über die Motoranschlüsse 34 und die Bürstenarme 62 zu den Bürsten 64 geleitet.
  • Der Anschlussbereich 60 hat zwei federnde Schenkel 66, die einander gegenüberliegen. Jeder Schenkel 66 hat ein Verbindungsende 68, das mit dem Basisbereich 54 verbunden ist, ein von dem Basisbereich 54 entferntes freies Ende 70 und einen gebogenen Bereich 72 zwischen dem Verbindungsende 68 und dem freien Ende 70. Der gebogene Bereich 72 liegt vorzugsweise näher an der Spitze 74 des freien Endes 70 als an dem Basisbereich 54. Die gebogenen Bereiche 72 der beiden Schenkel 66 sind nach innen in Richtung zueinander gekrümmt.
  • Es wird auch auf die 8 und 9 Bezug genommen. Jeder axiale Durchgangsschlitz 50 hat eine erste Öffnung 76 auf der Seite der zweiten Endfläche und eine zweite Öffnung 77 auf der Seite der ersten Endfläche des Endkappenkörpers 32, einen der zweiten Öffnung 77 benachbarten breiteren Bereich 78 und einen der ersten Öffnung 76 benachbarten schmaleren Bereich 80. Nach der Montage des Anschlussbereichs 60 des Motoranschlusses 34 in dem axialen Durchgangsschlitz 50 erstrecken sich die freien Enden 70 der federnden Schenkel 66 in den schmaleren Bereich 80 hinein. Der maximale Abstand D1 zwischen den Außenflächen der freien Enden 70 der Schenkel 66 im nicht verformten Zustand ist größer als die Breite S3 des schmaleren Bereichs 80, so dass die Spitzen 74 der freien Enden 70 an die gegenüberliegenden Seitenwände des schmaleren Bereichs 80 gedrückt werden, nachdem der Anschlussbereich 60 in dem Durchgangsschlitz 50 montiert wurde. Eine Führungsnut 82 zum Hineinführen des Anschlussstifts des externen Netzsteckers in den Bereich der Trennung zwischen den beiden gebogenen Bereichen 72 ist in dem axialen Durchgangsschlitz 50 gebildet. Die Breite des Anschlussstifts des externen Netzsteckers ist gleich der Breite oder geringfügig kleiner als die Breite der Führungsnut 82. Ein Raum 84, der die Verformung des gebogenen Bereichs 72 nach außen zulässt, ist zwischen der Außenfläche des gebogenen Bereichs 72 und der Seitenwand des axialen Durchgangsschlitzes 50 vorgesehen. Der minimale Abstand D2 zwischen den Innenflächen der gebogenen Bereiche 72 der Schenkel 66 im montierten Zustand ist kleiner als die Breite S2 der Führungsnut 82, so dass der Anschlussstift des externen Netzsteckers den Anschlussbereich beim Einsetzen in einer Weise elastisch verformt, dass der Stift zwischen den gebogenen Bereichen 72 festgehalten wird.
  • Vorzugsweise ist der maximale Abstand D1 zwischen den Außenflächen der freien Enden 70 der Schenkel 66 im nicht verformten Zustand kleiner als die Breite S1 einer zweiten Öffnung 77 auf der Seite der ersten Endfläche des Endkappenkörpers 32, so dass die freien Enden 70 ohne die Notwendigkeit einer Vorverformung direkt in den axialen Durchgangsschlitz 50 eintreten können. Der maximale Abstand D3 zwischen den Innenflächen der Spitzen 74 der beiden freien Enden 70 im nicht verformten Zustand ist kleiner als die Breite S3 des schmaleren Bereichs 80, und an der Spitze 74 jedes freien Endes 70 ist eine Schräge 86 gebildet. Diese Konfiguration erleichtert den Eintritt der freien Enden 70 in den schmaleren Bereich 80.
  • Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente vorhanden sind.
  • Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedenen Modifikationen möglich sind, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.
  • Zum Beispiel kann der Motoranschluss durch einen einzigen Befestigungsbereich an der Endkappe montiert sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5216305 [0003]

Claims (10)

  1. Endkappenanordnung (30) für einen Elektromotor, umfassend einen Endkappenkörper (32) und mindestens zweit Motoranschlüsse (34), die an dem Endkappenkörper (32) montiert und voneinander elektrisch isoliert sind, wobei der Endkappenkörper (32) mindestens zwei Haltekonstruktionen zum jeweiligen Halten der mindestens zwei Motoranschlüsse (34) aufweist, wobei jede Haltekonstruktion mindestens einen Halter (46, 48) und einen Durchgangsschlitz (50) hat, wobei jeder Motoranschluss (34) einen Basisbereich (54), einen Anschlussbereich (60) und mindestens einen Befestigungsbereich (56, 58) umfasst, wobei der mindestens eine Befestigungsbereich (56, 58) an dem mindestens einen Halter (46, 48) einer entsprechenden Haltekonstruktion befestigt ist, und wobei der Anschlussbereich (60) zur Verbindung mit einem Anschlussstift eines externen Netzsteckers in den Durchgangsschlitz (50) eingesetzt ist; wobei sich der Anschlussbereich (60) und der mindestens eine Befestigungsbereich (56, 58) einstückig von dem Basisbereich (54) erstrecken.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Anschlussbereich (60) zwei federnde Schenkel (66) hat, wobei jeder Schenkel (66) ein mit dem Basisbereich (54) verbundenes Verbindungsende (68), ein von dem Basisbereich (54) entferntes freies Ende (70) mit einer Spitze (74) und einen gebogenen Bereich (72) zwischen dem Verbindungsende (68) und dem freien Ende (70) hat, wobei die gebogenen Bereiche (72) der beiden Schenkel (66) nach innen in Richtung zueinander gekrümmt sind.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei der Durchgangsschlitz (50) eine erste Öffnung (76) für den Eintritt des Anschlussstifts in einen Raum zwischen den Schenkeln (66) des Anschlussbereichs (60), eine zweite Öffnung (77) für den Eintritt der Schenkel (66) in den Durchgangsschlitz (50), einen der zweiten Öffnung (77) benachbarten breiteren Bereich (78) und einen der ersten Öffnung (76) benachbarten schmaleren Bereich (80) umfasst.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei sich die freien Enden (70) der Schenkel (66) in den schmaleren Bereich (80) hinein erstrecken.
  5. Endkappenanordnung (30) für einen Elektromotor, umfassend einen Endkappenkörper (32) und mindestens zweit Motoranschlüsse (34), die an dem Endkappenkörper (32) montiert und voneinander elektrisch isoliert sind, wobei der Endkappenkörper (32) mindestens zwei Haltekonstruktionen zum jeweiligen Halten der mindestens zwei Motoranschlüsse (34) aufweist, wobei jede Haltekonstruktion einen Durchgangsschlitz (50) hat, wobei jeder Motoranschluss (34) einen Basisbereich (54) und zwei sich von dem Basisbereich (54) erstreckende federnde Schenkel (66) hat, wobei die beiden Schenkel (66) zur elektrischen Verbindung mit einem Anschlussstift eines externen Netzsteckers in den Durchgangsschlitz (50) eingesetzt sind, wobei jeder Schenkel (66) ein mit dem Basisbereich (54) verbundenes Verbindungsende (58), ein von dem Basisbereich (54) entferntes freies Ende (70) mit einer Spitze (74) und einen gebogenen Bereich (72) zwischen dem Verbindungsende (68) und dem freien Ende (70) umfasst; wobei der Durchgangsschlitz (50) eine erste Öffnung (76) für den Eintritt des Anschlussstifts in einen Raum zwischen den Schenkeln (66), eine zweite Öffnung (77) für den Eintritt der Schenkel (66) in den Durchgangsschlitz (50), einen der zweiten Öffnung (77) benachbarten breiteren Bereich (78) und einen der ersten Öffnung (76) benachbarten schmaleren Bereich (80) umfasst, wobei sich die freien Enden (70) der Schenkel (66) in den schmaleren Bereich (80) hinein erstrecken.
  6. Anordnung nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, wobei an der Spitze (74) des freien Endes (70) jedes Schenkels (66) eine Schräge (86) gebildet ist.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine Führungsnut (82) in dem Durchgangsschlitz (50) gebildet ist und der minimale Abstand D2 zwischen Innenflächen der gebogenen Bereiche (72) der Schenkel (66) im montierten Zustand kleiner als die Breite S2 der Führungsnut (82) ist.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der maximale Abstand D1 zwischen Außenflächen der freien Enden (70) der Schenkel (66) im nicht verformten Zustand kleiner als die Breite S1 der zweiten Öffnung (77) ist.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der maximale Abstand D3 zwischen Innenflächen der freien Enden (70) der Schenkel (66) im nicht verformten Zustand kleiner als die Breite S3 des schmaleren Bereichs (80) ist.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei der maximale Abstand D1 zwischen Außenflächen der freien Enden (70) der Schenkel (66) im nicht verformten Zustand größer als die Breite S3 des schmaleren Bereichs (80) ist.
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