DE10232281A1

DE10232281A1 - Elektrische Anschlußanordnung

Info

Publication number: DE10232281A1
Application number: DE2002132281
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Eisert; Ralf Dipl.-Ing. Geske; Frank Dipl.-Ing. Karger
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2002-07-16
Publication date: 2004-02-12

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine elektrische Anschlußanordnung zum Verbinden eines Anschlußkabels an die Stator-Wicklungsenden eines Außenläufermotors. DOLLAR A Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußanordnung kann der Anschluß eines Anschlußkabels dadurch besonders einfach erfolgen, daß die elektrische Anschlußanordnung einen Anschlußstecker (1) zum Anschließen des Anschlußkabels, eine mit dem Anschlußstecker (1) verbindbare Steckerleiste (2) und mehrere mit den Kontakten (3) der Steckerleiste (2) über Leiterstücke (4) elektrisch verbundene Verbindungselemente (5) aufweist, wobei die Kontakte (3) der Steckerleiste (2), die Leiterstücke (4) und die Verbindungselemente (5) als Leadframe (6) ausgebildet sind und die Verbindungselemente (5) vorzugsweise Schneidkontakte (7) zum Kontaktieren der Stator-Wicklungsenden aufweisen und korrespondierend zur Lage der Stator-Wicklungsenden angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußanordnung zum Verbinden eines Anschlußkabels an die Stator-Wicklungsenden eines Außenläufermotors.
Außenläufermotoren, bestehend aus einem Stator, mit einem Statorblechpaket und in Nuten eingelegten Wicklungen sowie einem den Stator teilweise glokkenförmig umschließenden Rotor, sind hinlänglich bekannt und werden aufgrund ihrer kompakten Bauweise besonders bei kleineren Elektrogeräten vielfältig verwendet. Ein Nachteil dieser kompakten Bauweise ist jedoch der sehr beengte Raum, der für die Verbindung der Stator-Wicklungsenden mit dem Anschlußkabel des Motors zur Verfügung steht.
Es ist bekannt, die am Umfang des Stators verteilt angeordneten Stator-Wicklungsenden mit Hilfe einzelner Leiter nach außen zu führen, wobei die Stator-Wicklungsenden jeweils mit dem einen Ende der Leiter verlötet sind. Die anderen Enden der Leiter sind mit den einzelnen Kontakten eines Anschlußsteckers fest verbunden. An den Anschlußstecker kann dann ein Anschlußkabel angeklemmt oder angelötet werden. Nachteilig ist hierbei insbesondere der hohe manuelle Aufwand bei der Verbindung der Stator-Wicklungsenden mit dem Anschlußstecker.
Aus der DE 34 47 826 C2 ist ein Außenläufermotor bekannt, bei dem ein Anschlußkabel über Steckverbindungen innerhalb des Motors mit den einzelnen Stator-Wicklungsenden verbindbar ist. In Abhängigkeit von der Anzahl der Wicklungen sind somit eine entsprechende Anzahl von über dem Umfang des Außenläufermotors verteilten Anschlußstellen erforderlich, so daß ein Anschließen des Anschlußkabels bei mehreren Wicklungen mit einem erhöhten Montageaufwand verbunden ist, zumal beim Zusammenbau des Außenläufermotors manuelle Montagehandhabungen erforderlich sind. Darüber hinaus besteht bei der bekannten Konstruktion dann, wenn zum Beispiel ein Drei-Phasen-Motor mit wenigstens sechs Wicklungen eingesetzt wird, die Gefahr, daß der Abstand der einzelnen elektrischen Leiter des Anschlußkabels so gering ist, daß die geforderte Spannungsfestigkeit nicht gewährleistet werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektrische Anschlußanordnung zum Verbinden eines Anschlußkabels an die Stator-Wicklungsenden eines Außenläufermotors zur Verfügung zu stellen, die die Möglichkeit bietet, unter den bei Außenläufermotoren vorgegebenen, beengten Platzverhältnissen alle für einen Mehrphasenbetrieb notwendigen Anschlüsse auf eine einfache und damit montagefreundliche Art nach außen zu führen, so daß der Anschluß eines Anschlußkabels möglichst einfach erfolgen kann.
Diese Aufgabe ist zunächst dadurch gelöst, daß die elektrische Anschlußanordnung einen Anschlußstecker zum Anschließen des Anschlußkabels, eine mit dem Anschlußstecker verbindbare Steckerleiste und mehrere mit den Kontakten der Steckerleiste über Leiterstücke elektrisch verbundene Verbindungselemente aufweist, wobei die Kontakte der Steckerleiste, die Leiterstücke und die Verbindungselemente als Leadframe ausgebildet sind und wobei die Verbindungselemente korrespondierend zur Lage der Stator-Wicklungsenden angeordnet sind. Über die Verbindungselemente erfolgt somit die elektrische Kontaktierung der Stator-Wicklungsenden, wobei die Verbindungselemente vorzugsweise Schneidklemmen zum Kontaktieren der Stator-Wicklungsenden aufweisen. Alternativ kann die Kontaktierung der Verbindungselemente mit den Stator-Wicklungsenden auch durch Stecker-Buchsenkontakte erfolgen, wobei dann die Verbindungselemente als Stecker und die Stator-Wicklungsenden als Buchsen ausgebildet sind oder umgekehrt.
Durch die erfindungsgemäße elektrische Anschlußanordnung wird somit auf einfache und durch die Verwendung des Leadframes auch besonders kostengünstige Art erreicht, daß die am Umfang des Motors verteilt angeordneten Stator-Wicklungsenden zu einem zentralen Anschlußstecker geführt werden. Dadurch, daß die Verbindungselemente vorzugsweise Schneidklemmen zum Kontaktieren der Stator-Wicklungsenden aufweisen, kann die Kontaktierung der Verbindungselemente mit den Stator-Wicklungsenden werkzeuglos und damit besonders einfach erfolgen, wobei auch die Abisolation der Stator-Wicklungsenden entfallen kann. Es muß lediglich dafür gesorgt sein, daß die Stator-Wicklungsenden jeweils in einer vorgegebenen Position angeordnet bzw. gehalten sind.
Vorteilhafterweise sind die Leiterstücke entsprechend der Form des Stators kreisbogenförmig und mit unterschiedlichen Radien beabstandet zueinander angeordnet, so daß die einzelnen Leiterstücke den für eine hohe Spannungsfestigkeit erforderlichen Abstand zueinander aufweisen können. Außerdem kann dadurch die Verbindung der am Umfang verteilt angeordneten Stator-Wicklungsenden bzw. der korrespondierenden Verbindungselemente mit den Kontakten der Steckerleiste besonders einfach realisiert werden.
Zur Gewährleistung eines entsprechenden mechanischen Schutzes und einer mechanischen Stabilität des Leadframes ist ein vorzugsweise ringförmiges Verbindungsgehäuse vorgesehen, in das das Leadframe eingesetzt, vorzugsweise eingerastet ist. Das Verbindungsgehäuse, das mit seinen Außenabmessungen den Abmessungen des Motors, insbesondere des Rotors angepaßt ist und aus Kunststoff besteht, kann besonders einfach als Spritzteil hergestellt werden.
Vorteilhafterweise sind in dem Verbindungsgehäuse Isolierstege bzw. Isolierwände ausgebildet, zwischen denen die einzelnen Leiterstücke angeordnet sind. Die Isolierstege bzw. Isolierwände dienen dabei sowohl zur Gewährleistung bzw. Erhöhung der Spannungsfestigkeit als auch zur seitlichen Führung und damit zum mechanischen Schutz der Leiterstücke. Darüber hinaus können die Isolierstege auch zur Fixierung des Leadframes in dem Verbindungsgehäuse dienen, wozu auch weitere Rastmittel oder Nietverbindungen im Verbindungsgehäuse ausgebildet sein können, mit deren Hilfe eine sichere Fixierung der Kontakte, der Leiterstücke und der Verbindungselemente des Leadframes in dem Verbindungsgehäuse gewährleistet ist.
Gemäß einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die hier noch angeführt werden soll, ist der Anschlußstecker mittels Steckbrücken programmierbar, so daß bei Verwendung nur einer elektrischen Anschlußanordnung ein Außenläufermotor je nach der geforderten Betriebsart auf unterschiedliche Art anschließbar ist. Je nach Ausbildung der Steckbrücken bzw. je nach dem, an welcher Stelle die Steckbrücke in den Anschlußstecker eingesteckt wird, kann somit bei einem Drei-Phasen-Betrieb eines Außenläufermotors eine Umstellung zwischen Sternschaltung und Dreieckschaltung vor genommen werden. Ebenso kann im Ein-Phasen-Betrieb zwischen Rechtslauf und Linkslauf gewählt werden.
Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße elektrische Anschlußanordnung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
1 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußanordnung,
2 eine perspektivische Darstellung des Verbindungsgehäuses mit eingesetztem Leadframe,
3 eine weitere Darstellung des Verbindungsgehäuses mit eingesetztem Leadframe, von unten, und
4 eine perspektivische Darstellung eines noch nicht fertig montierten Leadframes.
Die in 1 dargestellte elektrische Anschlußanordnung besteht aus einem Anschlußstecker 1 zum Anschließen eines hier nicht dargestellten Anschlußkabels, einer mit dem Anschlußstecker 1 verbindbaren Steckerleiste 2 und aus mehreren, mit den Kontakten 3 der Steckerleiste 2 über Leiterstücke 4 elektrisch verbundenen Verbindungselementen 5. Die Kontakte 3, die Leiterstücke 4 und die Verbindungselemente 5 sind dabei jeweils miteinander verbunden und als – in 4 im vormontierten Zustand dargestelltes – Leadframe 6 ausgebildet. Die Kontaktierung der – hier nicht dargestellten – Stator-Wicklungsenden eines insgesamt nicht dargestellten Außenläufermotors mit den Verbindungselementen 5 erfolgt durch Schneidkontakte 7, die in den Verbindungselementen 5 ausgebildet sind.
Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße elektrische Anschlußanordnung noch ein ringförmiges Verbindungsgehäuse 8 auf, in das das Leadframe 6 ein gesetzt ist, wie dies insbesondere aus 2 ersichtlich ist. Anhand der 1 - in der das Verbindungsgehäuse 8 von oben dargestellt ist – ist darüber hinaus erkennbar, daß die Steckerleiste 2 derart im Verbindungsgehäuse 8 ausgebildet ist, daß sie sockelartig aus der Oberseite 9 des Verbindungsgehäuses 8 herausragt. Dadurch kann der Anschlußstecker 1 einfach von oben auf die Steckerleiste 2 aufgesteckt werden, auch nachdem die Montage eines unterhalb des Verbindungsgehäuses 8 anzuordnenden Außenläufers erfolgt ist.
Die 2 und 3, in denen das Verbindungsgehäuse 8 mit eingelegtem Leadframe 6 von unten dargestellt ist, zeigen daß im Verbindungsgehäuse 8 Isolierstege 10 ausgebildet sind, zwischen denen die einzelnen Leiterstücke 4 angeordnet sind. Sowohl die Leiterstücke 4 als auch die Isolierstege 10 sind kreisbogenförmig und mit unterschiedlichen Radien beabstandet zueinander angeordnet. Durch die kreisbogenförmige Ausbildung der Leiterstücke 4 werden die zu den Stator-Wicklungsenden korrespondierenden Verbindungselemente 5 elektrisch leitend mit den Kontakten 3 der geraden Steckerleiste 2 verbunden. Die Isolierstege 10 dienen sowohl zur mechanischen Führung und zur Fixierung der Leiterstücke 4 als auch zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit der elektrischen Anschlußanordnung. Dadurch kann auch bei relativ geringen Abständen zwischen den einzelnen Leiterstücken 4 die geforderte Spannungsfestigkeit gewährleistet werden bzw. es können die bei den fließenden Strömen erforderlichen Leiterquerschnitte realisiert werden.
Bei dem in 4 dargestellten – noch nicht fertig montierten – Leadframe 6 ist erkennbar, daß die einzelnen Leiterstücke 4 über Verbindungselemente 11 miteinander verbunden sind. Diese Verbindungselemente 11 dienen dazu, die einzelnen Leiterstücke 4 mit den an ihren Enden ausgebildeten Kontakten 3 bzw. Verbindungselementen 5 im vormontierten Zustand zu einer Baueinheit, d. h. dem Leadframe 6, zusammenzuhalten. Die Verbindungselemente 11 werden entweder vor der Montage entfernt, nachdem das Leadframe 6 mit einem Montagewerkzeug aufgenommen worden ist, oder beim Einsetzen des Leadframes 6 in das Verbindungsgehäuse 8 automatisch weggebrochen, beispielsweise durch eine entsprechende Anordnung der Isolierstege 10. Die Verwendung des Leadframes 6 bei der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußanordnung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil das Leadframe 6 durch einfache Stanz- und Biegevorgänge aus einem Metallstück hergestellt werden kann. Die Kontakte 3 und die Verbindungselemente 5, die jeweils einstöckig mit den Leiterstücken 4 verbunden sind, werden durch einfache Biegevorgänge hergestellt.
Wird die erfindungsgemäße elektrische Anschlußanordnung bei besonders rauhen Umgebungsbedingungen eingesetzt, so daß die Gefahr von Verschmutzungen oder von Feuchtigkeitseintritt besonders hoch ist, so kann das Verbindungsgehäuse 8 nach dem Einlegen des Leadframes 6 durch eine – hier nicht dargestellte – Bodenplatte verschlossen werden, durch die dann nur noch die Verbindungselemente 6 mit den Schneidkontakten 7 aus entsprechenden Schlitzen herausragen. Ebenso ist es auch möglich, daß das Verbindungsgehäuse 8 nach dem Einlegen des Leadframes 6 vergossen wird.
Aus den 2 und 3 ist erkennbar, daß das Leadframe 6 bzw. die einzelnen Leiterstücke 4 mit den daran einstöckig verbundenen Kontakten 3 bzw. Verbindungselementen 5 durch Rast- bzw. Nietverbindungen 12, die in dem Verbindungsgehäuse 8 ausgebildet sind, in dem Verbindungsgehäuse 8 gehalten werden. Hierzu sind in den Leiterstücken 4 entsprechende Bohrungen 13 ausgebildet. Darüber hinaus können in dem Verbindungsgehäuse 8 bzw. an den Isolierstegen 10 weitere Rastnasen ausgebildet sein, die die Leiterstücke 4 in ihrer vorgegebenen Position halten.
In der 1 sind zwei unterschiedliche Steckbrücken 14 dargestellt, mit deren Hilfe der Anschlußstecker 1 auf unterschiedliche elektrische Anschlußarten programmierbar ist. So läßt sich durch ein entsprechendes Einstecken einer geeigneten Steckbrücke 14 beim Drei-Phasen-Betrieb eines Außenmotorläufers eine Umstellung zwischen Sternschaltung und Dreieckschaltung vornehmen, während beim Ein-Phasen-Betrieb zwischen Rechtslauf und Linkslauf gewählt werden kann. Mit Hilfe der Steckbrücken 14 werden jeweils die entsprechenden Anschlüsse des Anschlußsteckers 1 und damit auch die korrespondierenden Kontakte 3 der Steckerleiste 2 und die damit elektrisch leiten verbundenen Stator-Wicklungsenden miteinander kurzgeschlossen.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußanordnung werden somit die Stator-Wicklungsenden, die über den Umfang des Stators verteilt angeordnet sind, elektrisch an der Steckerleiste 2 zusammengeführt, von wo die Kontakte 3 einfach durch Aufstecken des Anschlußsteckers 1 auf die Steckerleiste 2 aus dem Inneren des Außenläufermotors nach außen geführt werden, so daß dann das Anschließen eines Anschlußkabels sehr einfach und schnell möglich ist. Darüber hinaus ist auch eine Festlegung der elektrischen Verschaltung durch das Einstecken entsprechender Steckbrücken 14 in den Anschlußstecker 1 von außen und auch noch nach der Montage des Außenläufermotors möglich.

Claims

Elektrische Anschlußanordnung zum Verbinden eines Anschlußkabels an die Stator-Wicklungsenden eines Außenläufermotors, mit einem Anschlußstecker (1) zum Anschließen des Anschlußkabels, mit einer mit dem Anschlußstecker (1) verbindbaren Steckerleiste (2) und mit mehreren mit den Kontakten (3) der Steckerleiste (2) über Leiterstücke (4) elektrisch verbundenen Verbindungselementen (5), wobei die Kontakte (3) der Steckerleiste (2), die Leiterstücke (4) und die Verbindungselemente (5) als Leadframe (6) ausgebildet sind und wobei die Verbindungselemente (5) korrespondierend zur Lage der Stator-Wicklungsenden angeordnet sind.
Elektrische Anschlußanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (5) Schneidkontakte (7) zum Kontaktieren der Stator-Wicklungsenden aufweisen.
Elektrische Anschlußanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstücke (4) kreisbogenförmig und mit unterschiedlichen Radien beabstandet zueinander verlaufen.
Elektrische Anschlußanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein insbesondere ringförmiges Verbindungsgehäuse (8) vorgesehen ist, in das das Leadframe (6) eingesetzt, vorzugsweise eingerastet ist.
Elektrische Anschlußanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerleiste (3) derart im Verbindungsgehäuse (8) angeordnet bzw. ausgebildet ist, daß sie sockelartig aus der Oberseite (9) des Verbindungsgehäuses (8) herausragt, so daß der Anschlußstecker (1) auf die Stekkerleiste (3) aufsteckbar ist.
Elektrische Anschlußanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsgehäuse (8) Isolierstege (10) ausgebildet sind, zwischen denen die einzelnen Leiterstücke (4) angeordnet sind.
Elektrische Anschlußanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstecker (1) mittels Steckbrücken (14) programmierbar ist, so daß bei Verwendung der selben Anschlußanordnung ein Außenläufermotor je nach der geforderten Betriebsart mit auf unterschiedliche Art anschließbar ist.