DE2136170A1

DE2136170A1 - Zugentlastungsanordnung fuer anschlusslitzen von elektro-kleinmotoren

Info

Publication number: DE2136170A1
Application number: DE2136170A
Authority: DE
Inventors: Guenter Wrobel
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1971-07-20
Filing date: 1971-07-20
Publication date: 1973-02-08
Also published as: FR2146217A1; DE2136170C2; JPS5750139B1; US3772544A; FR2146217B1

Description

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FRANZ NEYMEYER Ne/go

Patentanwalt ^l5* ⁷· ¹⁹⁷ⁱ

Marbach/Villingen
Hofäckerstraße 20

PAPST - MOTOREN KG, 7742 St. Georgen/Schwarzwald

Zugentlastungsanordnung für Anschlußlitzen von Elektro-Kleinmotoren

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Zugentlastung der Verbindungen von Anschlußlitzen mit den Statorwicklungsenden eines Elektro-Kleinmotors, insbesondere eines Außenläufermotors.

Die meist sehr dünnen Wicklungsenden der Statorwicklungen von Elektro-Kleinmotoren, die mit Anschlußlitzen oder Anschlußdrähten zu verbinden sind, müssen möglichst weitgehend gegen jegliche Zugbelastung und sonstige mechanische Beanspruchung geschützt werden. Insbesondere sind dabei die Verbindungsstellen zwischen den Wicklungsenden und den Litzenenden selbst gefährdet.

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Um hier Brüche zu vermeiden, sind hei einem bekannten Außenläufermotor die mit den Wicklungsenden der Statorwicklung verbundenen Litzenenden mit aufgestülpten Isoliersehlauchstücken versehen und anschließend von der Stirnseite her in einen zwischen den Wicklungsspulen verbleibenden Hohlraum hineingeschoben. Die Litzen werden dabei zur Zugentlastung jeweils an den Wicklungen festgebunden oder angeklebt und durch einen sich zwischen den Wicklungen im Statorkörper ergebenden Hohlraum axial verlaufend hindurchgeführt. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Stators sind die Litzen in einem mehr oder weniger großen Bogen radial aus dem betreffenden Hohlraum herausgeführt.

Diese Art der Zugentlastung ist aber umständlich und teuer in der Herstellung, da eine Befestigung der Litzen selbst an den Wicklungen erforderlich ist und die mit den Wicklungsenden verbundenen Litzenenden zusätzlich mit einem Stück Isolierschlaueh versehen werden müssen. Außerdem ist diese Anordnung zur Zugentlastung der Verbindungen der Anschlußlitzen mit den Statorwieklungsenden, wie die Erfahrung lehrt, nicht sicher genug. Insbesondere bei starker Erwärmung kommt es immer wieder vor, daß sich die Litzen lösen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Anordnung zur Zugentlastung der Verbindungen von Anschlußlitzen mit den Statorwicklungsenden von Elektro-Kleinmotoren, insbesondere Außenläufermotoren, zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet, die eine höhere Sicherheit bietet und die

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- 3 trotzdem einfacher und billiger zu verwirklichen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mit den Wicklungsenden verbundenen Litzenenden,gegen eine mögliche Zugrichtung abgewinkelt, in taschenartige Hohlräume eines am Stator befestigten Teiles gesteckt sind.

Dadurch entfällt einerseits das Befestigen der Litzen vermittels Bändern und /oder Verlackung an den stirnseitig aus dem Statorkörper austretenden Wicklungen, und es kann außerdem darauf verzichtet werden, die mit den Wicklungsenden verbundenen Litzenenden mit Isolierschlauchstücken zu versehen. Durch die entsprechend ausgebildeten taschenartigen Hohlräume können die Litzenenden außerdem ohne zusätzliche Mittel einwandfrei sogar im Sinne einer Phasentrennung gegeneinander isoliert werden.

Durch die Abwinkelung der Litzenenden und deren Unterbringung in taschenartigen Hohlräumen ist dafür gesorgt, daß Zugkräfte, die auf die Litzen selbst einwirken, von den Wandungen dieser taschenartigen Hohlräume aufgenommen werden, ohne daß die empfindlichen Verbindungsstellen selbst einer Zugbeanspruchung ausgesetzt werden.

Die Verwirklichung dieser erfindungsgemäßen Art der Zugentlastung ist fertigungstechnisch äußerst einfach sowie zeit- und kostonsparend.

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Zweckmäßig dabei ist, daß die mit den Yicklungsenden verbundenen Litzenenden durch metallische Klemmschuhe oder sonstwie versteift sind.

Durch dieses Ausgestaltungsmerkmal wird den Litzenenden auf einfache Weise nicht nur eine gute Formbeständigkeit verliehen; «lie Klemmschuhe garantieren darüber hinaus eine gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Litzenenden und den Wicklungsdrahtenden, die leicht herstellbar ist. Außerdem ist bei der Serienfertigung eine gleichmäßige Formgebung der Litzenenden gewährleistet und damit auch ein guter Sitz in den taschenartigen Hohlräumen.

Ein weiteres Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung besteht darin, daß an den Rändern der taschenförmigen Hohlräume nach innen gerichtete Vorsprünge angeordnet sind, welche die Klemmschuhe hintergreifen.

Dadurch wird gleichzeitig eine Verankerung der Wicklungsund Litzenenden in den taschenförmigen Hohlräumen gewährleistet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beispielsbeschreibung sowie aus den Unteransprüchen k bis 7 hervor.

Anhand der in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

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Diese zeigen in:

Fig. i den Aufbau eines Außenläufer-Spaltpolmotors im Querschnitt,

Fig. 2 den Stator des Außenläufermotors in Seitenansicht,

Fig. 3 den Stator der Fig. 2 von unten in verkleinertem Maßstab,

Fig. h den Stator der Fig. 2 von oben in verkleinertem Maßstab,

Fig. 5 eine Einzelheit aus der Fig. 1 im Ausschnitt,

Fig. 6 gemäß Schnitt A-A der Fig. 7 eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 7 die Draufsicht von Fig. 6,.

Fig. 8 im Ausschnitt eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Stators für einen anderen Außenläufermotor.

Der in Fig. 1 dargestellte Außenläufer-Spaltpolmotor besteht in an sich bekannter Weise aus einem auf einer Grundplatte i befestigten Stator 2 und einem zylinderförmigen Außenläufer 3. Der Außenläufer 3 ist mittels einer Platte k und einer Buchse 5 auf einer Welle 6 befestigt. Die Welle 6 ist in zwei Lagerbuchsen 7 und 8, die in einem Flanschrohr 9 des Stators angeordnet sind, drehbar gelagert. Das Flanschrohr 9 ist durch Schrauben 10 mit der Grundplatte 1 verschraubt und trägt das aufgepreßte Blechpaket H. Auf zwei diametral gegenüberliegenden Seiten besitzt das Blechpaket 11 zwei

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Axialnuten zur Aufnahme zweier Wicklungsspulen 12 und 13. In der Pig. 1 ist nur die eine Axialnut 14 des Statorblechpaketes 11 sichtbar dargestellt. Um eine Berührung zwischen den Wicklungsspulen 12 bzw. 13 und dem Statorblechpaket zu vermeiden, sind auf beiden Stirnseiten des Blechpaketes Isolierscheiben 15 und 16 vorgesehen, die jeweils einen axial nach außen gerichteten hohlzylindrischen Ansatz 17 bzw. 18 aufweisen und die mit axial verlaufenden Fußstiicken 19 bzw. 20 in die Axialnuten hineinragen, wie das auf der rechten Seite der Fig. 1 sichtbar ist.

Auf dem hohlzylindrischen Ansatz 17 der Isolierscheibe 15 ist mittels einer konischen Nabe 21 eine tellerartige Wieklungsabdeckplatte 22 angeordnet und befestigt, die die Wicklungsspulen 12 und 13 auf der oberen Stirnseite abdeckt. Über der Nut 14 des Blechpaketes 11 des Stators 2 ist die Wicklungsabdeckplatte 22 mit zwei nebeneinanderllegenden taschenartigen, auf der Außenseite offenen Hohlräumen 23 und 24 versehen (Fig. 1, 2, 4 und 5)» deren Böden 26, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, am Rand mit nach oben gerichteten rippenartigen Vorsprüngen 27 versehen sind.

Auch auf der unteren Stirnseite des Stators 2 sind die Wicklungsspulen 12 und 13 durch eine Wicklungsabdeckplatte 25 abgedeckt, die eine konische Nabe 28 besitzt, durch welche sie auf dem Ansatz 18 der unteren Isolierscheibe 16 befestigt ist. Die untere V/icklungsabdeckplatfce 25 besitzt an der unterhalb der Nut 14 liegenden Stelle einen Durch-

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bruch 29, der, wie aus den Figuren 1, 2 und 3 ersichtlich ist, auf der radialen Außenseite durch zwei sich gegenüberstehende Nasen 30 und 31 begrenzt ist.

Die taschenartigen Hohlräume 23 und 24 der oberen Wicklungsabdeckplatte 22 dienen zur Aufnahme der mittels der Klemmschuhe 32 und 33 (siehe Fig. 2 und 4) jeweils mit einem Wicklungsende 34 und 35 (siehe Fig. 2) verbundenen Enden von Anschlußlitzen 37 und 38. Die Anschlußlitzen 37 und sind achsparallel durch die Axialnut 14 des Statorblechpaketes 11 geführt und dabei durch ein steifes Isolierstoffblättchen 39 in der Nut 14 gehalten, das gleichzeitig als isolierender Nutverschluß und Isolation zwischen den Windungen und dem Statorblechpaket 11 bzw. dem Metallnutverschluß (Zahnkeil) 40 dient. Durch den Durchbruch 29 der unteren Wicklungsabdeckplatte 25 sind die Anschlußlitzen 37 und 38 auf der unteren Stirnseite des Stators 2 nach außen geführt, wobei sie von der Vertikalen um die Nasen 30 und 31 in die Horizontale zum zweiten Mal abgewinkelt sind.

Die vermittels der Klemmschuhe 32 und 33 mit den Wicklungsenden 34 und 55 verbundenen oberen Enden der Anschlußlitzen 37 und 38 sind, wie das aus den Figuren 1, 2, 4, 5 und 6 deutlich erkennbar ist, annähernd rechtwinklig abgebogen, wobei die Klemmschuhe 32 und 33 in die taschenförmigen Hohlräume 23 bzw. 24 radial hineingesteckt sind. Durch die nach

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oben gerichteten Vorsprünge 27 an den Böden 26 der taschenförmigen Hohlräume 23 und 24, die die Klemmschuhe 32 und 33, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, hintergreifen, und durch die durch die rechtwinklige Abbiegung entstehende Vorspannung der Anschlußlitzen sind die Klemmschuhe 32 und 33 sicher in den taschenförmigen Hohlräumen 23 und 24 gehalten.

Die mit den Wicklungsenden verbundenen Enden der Anschlußlitzen 37 und 38 sind somit gegen eine mögliche auf diese einwirkende Zugrichtung um zumindest annähernd 90 abgewinkelt, so daß sich eine mögliche, in axialer Richtung nach unten wirkende Zugkraft in den Anschlußlitzen 37 und 38 nicht auf die Wicklungsenden bzw. auf die Verbindungsstelle zwischen den Wicklungsenden und den Anschlußlitzenenden nachteilig auswirken kann. Durch die Klemmschuhe sind die mit den Wicklungsenden verbundenen Litzenenden in genügendem Maße versteift. Eine solche Versteifung könnte beispielsweise auch durch maßvolles Auftragen von Lötzinn erreicht werden. Die Verwendung von Klemmschuhen ist jedoch vorteilhafter und einfacher.

Für den Fall, daß (bezogen auf Fig. l) in Richtung des Pfeiles 41 eine Kraft auf die Anschlußlitzen 37 und 38 einwirken sollte, so wird diese einerseits zunächst größtenteils von den Nasen 30 und 31 der unteren Wicklungsabdeckplatte 25

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aufgenommen, während ein noch in axialer Richtung wirksamer Rest dieser Zugkraft von den Böden 26 bzw. den rippenartigen Vorsprüngen 27 der taschenförmigen Hohlräume der oberen Wicklungsabdeckplatte 22, in den die Litzenenden hineingesteckt sind, aufgenommen wird.

Es ist noch zu erwähnen, daß die Klemmschuhe 32 und 33 lose in die taschenförmigen Hohlräume 23 bzw. 24 hineingesteckt sind und daß ihre Lagensicherung durch die rippenartigen Vorsprünge 27 vollkommen ausreicht.

Ars Fig. 5 ist weiterhin erkennbar, daß das Isolierstoffblättchen 39, das hier die Anschlußstellen der Litzen außen mit abdeckt, dabei auch gleichzeitig mit einem gewissen radial nach innen gerichteten Druck die Litzen 32 und 33 in den Hohlräumen 23, 24 hält, während im Fall der Fig. 6/7 die Zunge 45 auf die Litzen 37, 38 drückt und in beiden Fällen die Nase 27 nicht unbedingt erforderlich ist.

Die Figuren 6 und 7 zeigen eine vorteilhafte Variante zur Anordnung nach Fig. 5. An der Abdeckplatte 22 ist dabei eine Zunge 45 über eine dünnere Zone 46 angespritzt, welche eine schmälere Verlängerung 47 aufweist. Die Zunge 45 kann vermöge der geringeren Biegesteifigkeit der Zone 46 um 90° abgebogen werden (siehe Pfeil), so daß sie die oberen Litzenenden abdeckt und unter leichtem Druck in den Hohlräumen 23/24 hält. Das Isolierstof fbl iittchen 39', das hier nur noch der Isolation zwischen Wicklungsdraht und Hechpaket 11 bzw. Nutkeil 40 dient, ist in diesem Fall

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kürzer und liegt innerhalb der Litzen 37/38 und kann jetzt vor dem Aufstecken der Abdeckplatte 22 und damit leichter eingebracht werden als bei der Ausführung gemäß Fig. 5. Durch den nachträglich eingeschobenen Nutkeil 40 wird die Zunge 45» 47 in abgewinkelter Position gehalten.

Wenn eine Wicklungsausführung mit mehreren, in beliebiger Weise untereinander zu verschaltenden Wicklungsgruppen 12', 13' usw. vorliegt, wird gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine entsprechende Anzahl gleichmäßig, z.B. vorzugsweise am Umfang der Wicklungsabdeckplatte 22, verteilter, taschenartiger Hohlräume zur Aufnahme der Verbindungsstellen vorgesehen.

Diese Hohlräume 23, 24, 23', 24' können in vorteilhafter Weise entweder radial an der Wicklungsabdeckplatte 22 (siehe Fig. 1-7) oder , wie Fig. 8 andeutet, axial an dem zylindrischen, isolierenden Ansatz 17 angeordnet sein. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8, bei der die Hohlräume 23'/24' axial verlaufend angeordnet und stirnseitig offen sind, sind die Litzenenden mehrfach abgewinkelt um die taschenförmigen Hohlräume 23' bzw. 24' herum und axial nach außen geführt. Auch hier kann sich eine Zugkraft nicht mehr auf die in die Hohlräume 23' und 24' gesteckten Verbindungsstellen zwischen den Litzenenden und den Wicklungsenden auswirken, da sie von den mehrfach vorhandenen Abwinkelungeh bzw. den die Hohlräume 23' und 24' umgebenden Wandungen aufgenommen und unschädlich gemacht wird.

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Mit der erfindungsgemäßen Anordnung erzielt man eine definierte Lage der empfindliehen Verbindungsstellen und also ihre zuverlässige Isolation bei mechanisch sicherer Halterung mit einfachen Mitteln, Einsparung von Isolationselementen und deren zusätzlicher Montage, größere Unabhängigkeit vom jeweiligen Füllfaktor bei der Fertigung, wesentliche Erleichterung und Verbilligung beim Anbringen von Anschlußlitzen sowie erhebliche Vereinfachung und Verbesserung (verminderte Ausschußquote) bei der serienmäßigen Montage von Anschlußlitzen.

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Claims

Patentansprüche

/IJ Anordnung zur Zugentlastung der Verbindung von Anschlußlitzen mit den Statorwicklungsenden eines Elektro-Kleinmotors, insbesondere eines Außenläufermotors, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Wicklungsenden (3^ und 55) verbundenen Litzenenden (32, 33)»gegen eine mögliche Zugriehtung abgewinkelt, in taschenartige Hohlräume (23, 24) eines am Stator (2) befestigten Teiles (22) gesteckt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Wicklungsenden verbundenen Litzenenden durch metallische Klemmschuhe (32, 33) oder sonstwie versteift sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rändern der taschenförmigen Hohlräume (23, 24) nach innen gerichtete Vorsprünge (27) angeordnet sind, welche die Klemmschuhe (32, 33) hintergreifen.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die taschenartigen Hohlräume, (23, 24) vorzugsweise radial verlaufend, in einer aus Isolierstoff bestehenden tellerartigen Wicklungsabdeckplatte (22) angeordnet sind.

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5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußlitzen (37, 38) von den taschenartigen Hohlräumen (23, 24) z.B. durch einen axial verlaufenden Hohlraum (14) des Stators (2) geführt und an der Austrittstelle ein zweites Mal zumindest annähernd rechtwinklig, vorzugsweise radial nach außen, umgelenkt sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Wieklungsabdeckplatte (22) mit den taschenartigen Hohlräumen (23, 24) gegenüberliegenden Stirnseite des Stators eine zweite Wicklungsabdeckplatte (25) mit einem Durchbruch (29) zum Durchführen der Anschlußlitzen (37, 38) vorgesehen ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durehbruch (29) nach außen durch axial nach innen versetzte Rastnasen (30, 3l) begrenzt ist, um welche die Anschlußlitzen (37, 38) zum zweiten Mal umgelenkt oder abgewinkelt sind.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die taschenartigen Hohlräume (23, 24) durch eine die Verbindungsstellen (33, 32) von Anschlußlitzen und Wicklungsdrähten überragende isolierende Wand (42) getrennt sind (Phasenisolation).

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9. Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der taschenartigen Hohlräume (23, 2h) an der Abdeckplatte (22) eine bewegliche Zunge (45) angeordnet und verrastbar in eine Lage (Fig. 6) bringbar ist, in welcher sie die Einsteckö'ffnungen der Hohlräume (23, 2h) verdeckt und dabei vorzugsweise einen zumindest leichten Druck auf die in den Hohlräumen (23, 2h) steckenden abgewinkelten Litzenenden (37> 38) ausübt.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge 45, hl) durch den nachträglich eingebrachten Nutkeil (40) in abgewinkelter Position gehalten wird.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere am Stator befestigte, vorzugsweise umfangsmäßig gleich verteilte, taschenartige Hohlräume zur Ausnahme von Zwischenschaltverbindungen für Wicklungsteilgruppen (12^!, 13' usw.) vorgesehen sind.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die taschenartigen Hohlräume (23^!, 2h¹) an einem zylindrischen Ansatz (17) parallel zur Motorachse angeordnet sind.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8, Ii oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die taschenartigen Hohlräume jeweils Doppeltaschen mit Phasentrennwand sind.

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