-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbinderanordnung, die
insbesondere, aber nicht ausschliesslich für die Wicklungen eines Stators
eines elektrischen Motors nutzvoll ist.
-
Ein Elektromotor umfasst herkömmlicherweise einen Statorteil und eine
axiale Welle, die sich in einem Rahmen befinden; der Rotor ist an der
Welle befestigt, die durch Lager getragen ist.
-
Der Statorteil ist üblicherweise durch ein Schichtpack gebildet, auf das
eine Vielzahl von Leitern gewickelt ist, die die Statonrwicklungen bilden;
ihre Endteile sind zur Stromversorgung mit den Stromleitungen
verbunden.
-
Derzeit wird jede der Leitungen des Leiters mit einem entsprechenden
Leiter eines Verkabelungssystems verschweisst, sobald die
Statorwicklung ausgebildet ist.
-
Die Schweisspunkte werden dann mittels Bändern oder Umhüllungen
elektrisch isoliert.
-
In kleinen und mittleren Elektromotoren sind die Leitungen der
Statorwicklungen mit einer Anschlussklemmleiste verbunden.
-
Beide Methoden zum Verbinden der Statorleitungen mit der
Stromversorgung bringen Nachteile mit sich, obwohl sie ihre vorgesehenen
Aufgaben und Ziele erfüllen.
-
Unter diesen Nachteilen sind besonders eine äusserst arbeitsintensive
Natur, Komplexität in der Konstruktion und strukturelle Schwachpunkte
mit einem hohen Risiko des Versagens, speziell an den Schweissungen,
mit einem daraus folgenden Risiko von Kurzschlüssen zu nennen.
-
WO 93/05562 offenbart eine Verbindungsanordnung zum Anschliessen
von elektrodynamischen Statorspulen, nach der der Oberbegriff von
Anspruch 1 definiert wurde.
-
FR-2,682,221 offenbart ein Verbindungselement, das jedoch nicht zur
Verwendung mit den Wicklungen des Stators eines Elektromotors
vorgesehen ist und das nicht aus zwei Sektionen gebildet ist, die in zwei
zueinander senkrechten Ebenen liegen.
-
GB-A-1,522,863 offenbart ein elektrisches Verbindungselement, das
nicht aus zwei Sektionen gebildet ist, die in zueinander senkrechten
Ebenen angeordnet sind und das nicht für Wicklungen des Stators eines
Elektromotors vorgesehen ist. Das Verbindungselement ist auch nicht
mit elastischen Ansätzen versehen, die in einem Schlitz des Körpers des
Verbindungselements ausgebildet sind und die zur Unterseite des
Schlitzes konvergieren.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Verbindungsanordnung zur
Verfügung zu stellen, insbesondere für die Wicklungen eines Stators
eines Elektromotors, die seine Verbindung mit der Stromversorgung
immer optimal gewährleistet, ohne Risiko eines Versagens oder
Kurzschlusses, und gleichzeitig konstruktiv einfach und leicht in
Massenproduktion herstellbar ist.
-
Demgemäss ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Verbindungsanordnung zur Verfügung zu stellen, in der die Kabel, selbst in
massenproduzierten Anordnungen, sicher und präzise gesetzt sind.
-
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine
Verbindungsanordnung zur Verfügung zu stellen, in der Verbindung zu den Leitungen
der Kabel, die von der Stromversorgung kommen, auch besonders
einfach und schnell durchzuführen ist.
-
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine
Verbindungsanordnung zur Verfügung zu stellen, deren Kosten in Bezug auf
herkömmliche Teile wettbewerbsfähig sind.
-
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine
Verbindungsanordnung zur Verfügung zu stellen, die mit herkömmlichen Technologien
hergestellt werden kann und deren Zusammenbau keine spezialisierte
Arbeitskraft erfordert.
-
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Verbindungselement
zur Verfügung zu stellen, bei dem es möglich ist, jegliche
Wartungsarbeiten zum Ersetzen von Kabeln leicht durchzuführen und das im
wesentlichen vollständige Sicherheit für das Bedienungspersonal bietet.
Diese Aufgabe, diese Ziele und andere, die nachfolgend ersichtlich
werden, werden durch eine Verbindungsanordnung für die Wicklungen
eines Stators eines Elektromotors erreicht, wie er in Anspruch 1 definiert
ist.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus
der folgenden ausführlichen Beschreibung von drei Ausführungsformen
und entsprechender Variationen ersichtlich, die nur als nicht
einschränkendes Beispiel in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind,
worin:
-
Fig. 1 eine Teilschnittprojektionsansicht einer erfindungsgemässen
Verbindungsanordnung in einer ersten Ausführungsform darstellt,
-
Fig. 2 eine andere Orthogonalprojektionsansicht der Anordnung von
Fig. 1 darstellt,
-
Fig. 3 eine andere Orthogonalprojektionsansicht der Anordnung von
Fig. 1 im Betriebszustand darstellt,
-
die Fig. 4 und 5 zwei verschiedene Orthogonalprojektionsansichten
eines Details der Anordnung von Fig. 1 darstellen,
die Fig. 6 und 7 zwei verschiedene Orthogonalprojektionsansichten
einer Variation des Details aus den Fig. 4 und 5 darstellen,
-
Fig. 8 eine Teilschnittorthogonalprojektionsansicht einer
Verbindungsanordnung gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung
darstellt,
-
Fig. 9 eine andere Orthogonalprojektionsansicht der Anordnung von
Fig. 8 darstellt,
-
die Fig. 10 und 11 Teilschnittorthogonalprojektionsansichten der
Verbindungsanordnung in einer dritten Ausführungsform darstellen.
-
Mit besonderem Bezug zu den Fig. 1 bis 5, ist eine
Verbindungsanordnung, insbesondere für Wicklungen eines Stators eines
Elektromotors gemäss der Erfindung in einer ersten Ausführungsform allgemein
durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet.
-
Die Verbindungsanordnung 10 ist an einem Stator 11 eines
Elektromotors 12 angewendet, der in den Figuren teilweise gezeigt ist.
-
Die Verbindungsanordnung 10 umfasst, in dieser Ausführungsform, ein
Verbindungselement 13, das durch einen Teil 14 zum Verankern am
Elektromotor 12 und durch einen Teil 15 zum Verbinden mit den
Statorwicklungen gebildet ist, die Teile sind zueinander monolithisch und
liegen auf senkrechten Ebenen.
-
Im Verbindungsteil 15 sind in diesem Fall sieben Hohlräume 16
vorgesehen, die geeignet sind, Anschlüsse aufzunehmen, jeder durch das
Bezugszeichen 17 bezeichnet, die geeignet sind, eine elektrische
Verbindung zwischen dem Stator 11 und der nicht gezeigten
Stromversorgung herzustellen.
-
Jeder der Anschlüsse 17 ist durch einen lamellenartigen Körper 18
gebildet, der aus leitfähigem Material hergestellt ist und zwei Sektionen
umfasst, die auf zueinander senkrechten Ebenen liegen.
-
Eine erste Sektion 19 ist so geformt, dass sie eine Klappe 20 bildet,
deren freies Ende wiederum so geformt ist, dass es zwei einander
gegenüberliegende Flügel 21 bildet, die im wesentlichen starr sind und
einen Schlitz 22 bilden, in dem zwei elastische Ansätze 23 zur Unterseite
konvergieren; die Ansätze sind in einer L-förmigen Konfiguration mit
einem entsprechenden Flügel 21 verbunden.
-
Zwischen den Ansätzen 23, deren Kanten teilweise scharf sind, ist es
möglich bis zu den freien Enden einen elektrischen Leiter 24 mit einer
Isolierschicht einzusetzen (in diesem Fall durch eine der Leitungen der
Statorwicklungen gebildet).
-
Eine zweite Sektion 25 ist so geformt, dass sie ein Steckerelement
(männliches Element) 26 einer elektrischen Verbindung zu einem
entsprechenden Dosenanschluss (weiblichen Element) 27 bildet.
-
Insbesondere ist der Körper 18 so geformt, dass er erhabene Teile 28
als Hubbegrenzer an den Kanten bildet, die den Ansätzen 23 zugewandt
sind.
-
Der Körper 18 ist so geformt, dass er ein Herausziehen verhindernde
Ansätze 29 bildet, die paarweise auf den Seiten der ersten Sektion 19
angeordnet sind.
-
Die zweite Sektion 25 ist stattdessen so geformt, dass sie das konisch
erweiterte freie Ende bildet und ein Durchtritt 30 darin ausgebildet ist.
Die Anschlüsse 17 sind als ein Ganzes durch Ausschneiden und
plastische Verformung aus einem Metallstreifien gebildet.
-
In dieser Ausführungsform sind die Hohlräume 16 des
Verbindungselements 13 insbesondere so geformt, dass sie Paare von prismenartigen
Sitzen 31 bilden.
-
Insbesondere nimmt für jedes Paar der prismenartigen Sitze 31, einer
der Sitze normalerweise die erste Sektion 19 eines entsprechenden
Anschlusses 17 auf, während der andere Sitz 31 dazu verwendet wird,
elektrische Brücken vorzusehen.
-
Das Verbindungselement 13 ist am Verbindungsteil so geformt, dass
sich ein Hohlraum 32 bildet, in den sich die Hohlräume 16 öffnen und in
den die zweiten Sektionen 25 der Anschlüsse 17 platziert sind; der
Hohlraum ist geeignet, einen geführten Einsatzsitz für ein Komplementärteil
auszubilden, das mit der Stromversorgung verbunden ist und in diesem
Fall durch eine Verbindungsabdeckung 33 gebildet ist, die wie ein Teil
eines Kastens geformt ist und in den Sitz eingesetzt ist.
-
Die Verbindungsabdeckung 33 ist so geformt, dass sie eine Vielzahl von
Schlitzen 34 bildet, in denen die Dosenanschlüsse 27 aufgenommen
werden können, die mit Kabeln 35 verbunden sind, die von der
Stromversorgung ankommen.
-
In diesem Fall setzen sich die Hohlräume 16 fort, um Schlitze 16
auszubilden, in die die Leitungen 37 der Statorwicklungen eingesetzt werden
können.
-
Die Leitungen 37 sind in ihrem Anschluss durch eine Zahnstange 38
geführt, die in der Verankerungssektion 14 ausgebildet ist.
-
Insbesondere umfasst der Verankerungsteil 14 zwei Arme 39, die an
ihren freien Enden mit Verankerungszähnen 40 versehen sind und
zwischen denen eine Basis 41 mit Hubbegrenzungsnasen 42 vorgesehen
sind.
-
Insbesondere sind in diesem Fall drei Hubbegrenzungsnasen 42
vorhanden: eine mittlere und zwei seitliche.
-
Das Verbindungselement 13 ist besonders geeignet, um mit dem, durch
Bezugszeichen 43 bezeichneten, Rahmen des Elektromotors 12 zu
verankern.
-
Mit besonderem Bezug zu den Fig. 8 und 9 ist eine
Verbindungsanordnung in einer zweiten Ausführungsform, die in rechtem Winkel zur
Achse des Motors vorhanden ist, allgemein mit dem Bezugszeichen 100
bezeichnet.
-
Die Verbindungsanordnung 100 wird insbesondere bei Statorwicklungen
101 eines Elektromotors 102 verwendet, was in den Figuren teilweise
gezeigt ist.
-
Die Verbindungsanordnung 1100 umfasst ein Verbindungselement 103,
das aus einem Teil 104 zum Verankern mit den Statorwicklungen 101
und mit einem Teil 105 zur elektrischen Verbindung mit den
Statorwicklungen gebildet ist die Teile sind zueinander monolithisch und
Iiegen im wesentlichen auf derselben Ebene.
-
Der Verbindungsteil 105 ist so geformt, dass er in diesem Fall sieben
Hohlräume 106 bildet, die geeignet sind, Anschlüsse 107 aufzunehmen,
die wiederum geeignet sind, die elektrische Verbindung zwischen dem
Stator und der Stromversorgung vorzusehen.
-
Die Anschlüsse 107 sind insbesondere völlig identisch zu den
Anschlüssen 17, auf die zu einer ausführlicheren Beschreibung Bezug
genommen wird.
-
Der Verbindungsteil 105 ist in diesem Fall fortgesetzt, so dass der einen
Hohlraum 108 bildet, in den sich die Hohlräume 106 öffnen; der
Hohlraum 108 ist geeignet, einen Sitz für das geführte Einsetzen eines
Komplementärteils auszubilden, das mit der Stromversorgung verbunden ist
und in diesem Fall durch eine Anschlussabdeckung 109 gebildet ist, in
der Dosenanschlüsse 110 zum Verbinden mit den entsprechenden
Anschlüssen 107 aufgenommen werden können.
-
Die Verbindungsabdeckung 109 ist insbesondere so geformt, dass sie
Hohlräume 111 ausbildet, worin es in der Tat möglich ist, die
Dosenanschlüsse 110 unterzubringen.
-
Jeder der Hohlräume 108 ist auch fortgesetzt, so dass er Schlitze 112
bildet, worin es möglich ist, die Leitungen der Statorwicklungen 101
zweckmässig einzusetzen.
-
In dieser zweiten Ausführungsform ist der Verankerungsteil 104 so
geformt, dass er drei Arme bildet: zwei seitliche 113 und einen mittleren
114.
-
Die seitlichen Arme 113 weisen Verankerungszähne 115 auf und der
mittlere Arm 114 ist mit einander gegenüberstehenden
Verankerungszähnen 116 versehen.
-
Der Verankerungsteil 104 ist so geformt, dass er zwei Flügel 117 bildet,
die gegen die Statorwicklungen 101 anliegen und zwei Ansätze 118, um
ein Kippen zu verhindern.
-
Mit besonderem Bezug zu den Fig. 10 und 11 ist eine
Verbindungsanordnung in einer dritten Ausführungsform, die in rechtem Winkel zur
Achse des Motors vorhanden ist, allgemein mit dem Bezugszeichen 200
bezeichnet.
-
Die Verbindungsanordnung 200 wird insbesondere beim Rahmen 201
und dem Statorpack 201a eines Elektromotors 202 verwendet, was in
den Figuren teilweise gezeigt ist.
-
Die Verbindungsanordnung 200 umfasst ein Element 203, das aus
einem Teil 204 zum Verankern mit dem Rahmen 201 und dem Statorpack
201a und aus einem Teil 205 zur elektrischen Verbindung mit den
Statorwicklungen 202a gebildet ist; die Teile sind zueinander monolithisch
und liegen cm wesentlichen auf derselben Ebene.
-
Der Verbindungsteil 205 ist so geformt, dass er in diesem Fall zwölf
Hohlräume 206 bildet, die geeignet sind, Anschlüsse 207 aufzunehmen,
die wiederum geeignet sind, die elektrische Verbindung zwischen dem
Stator und der Stromversorgung vorzusehen.
-
Insbesondere sind die Anschlüsse 207 völlig gleich zu den Anschlüssen
17, auf die für eine ausführlichere Beschreibung Bezug genommen wird.
Der Verbindungsteil 205 ist in diesem Fall fortgesetzt, so dass er einen
Hohlraum 208 bildet, in den die Hohlräume 206 sich öffnen; dieser
Hohlraum 208 ist geeignet, einen Sitz für das geführte Einsetzen eines
Komplementärteils zu bilden, der mit der Stromversorgung verbunden ist und
in diesem Fall durch eine Anschlussabdeckung 209 dargestellt ist, die
Dosenanschlüsse 210 zum Verbinden mit den entsprechenden
Anschlüssen 207 aufnehmen kann.
-
Die Anschlussabdeckung 209 ist insbesondere so geformt, dass sie
Hohlräume 211 bildet, in denen die Dosenanschlüsse 210
aufgenommen werden können, und elastische Kupplungen 209a zum Verankern
an der Sektion 205.
-
Jeder der Hohlräume 208 ist fortgesetzt, so dass er Schlitze 212 bildet,
worin es zweckmässigerweise möglich ist, die Leitungen 212a der
Statorvicklungen 202a einzusetzen.
-
In dieser zweiten Ausführungsform ist der Verankerungsteil 204 so
geformt, dass er zwei seitliche Schlitze 213 bildet, die nach Zusammenbau
eine geführte Kopplung mit den Kanten eines Sitzes 214 für das
Verbindungselement 203 aufweisen, das im Rahmen 201 ausgebildet ist.
-
Der Verankerungsteil 204 ist fortgesetzt, so dass er eine Basis 215
bildet, die in rechtem Winkel zum Verbindungsteil 205 liegt und an ihrem
freien Ende zwei Stifte 216 aufweist, die nach Zusammenbau in
entsprechende Löcher 217 eingesetzt werden, die im Statorpack 201a
ausgebildet sind, um die Verankerung des Verbindungselements 203 zu
führen.
-
Die Verbindungsanordnung 200 umfasst in diesem Fall auch ein
herkömmliches Wärmeschutzelement, das mit dem Bezugszeichen 218
bezeichnet ist.
-
Mit besonderem Bezug zu den Fig. 6 und 7 kann eine Variation der
Anschlüsse 17 oder 107 oder 207 zweckmässigerweise als Alternative
zur Anordnung 10 und zu den Anordnungen 100 und 200 angewendet
werden.
-
Insbesondere bei der Variation des Anschlusses, der allgemein mit dem
Bezugszeichen 300 bezeichnet ist, ist der Anschluss durch einen
lamellenartigen Körper 301 aus leitfähigem Material dargestellt, der zwei
Sektionen umfasst, die auf zueinander senkrechten Ebenen liegen: eine
erste Sektion 302 ist so geformt, dass sie zwei einander zugewandte,
parallele und identische Klappen 303 bildet.
-
Das freie Ende jeder Klappe 303 ist wiederum so geformt, dass sie zwei
einander gegenüberstehende im wesentlichen starre Flügel 304 bildet,
die einen Schlitz 305 bilden, worin zwei elastische Ansätze 306 zur
Unterseite konvergieren und sich in einer L-förmigen Anordnung eines
entsprechenden Flügels 304 treffen; ein elektrischer Leiter mit einer
Isolierhülle, nicht gezeigt, kann bis zu seinem freien Ende zwischen die beiden
Ansätze eingesetzt werden, dessen Kanten zum Teil schart sind.
-
Eine zweite Sektion 307 ist so geformt, dass sie ein Steckerelement 308
einer elektrischen Verbindung mit einem entsprechenden
Dosenanschluss des zuvor beschriebenen Typs bildet.
-
Insbesondere ist der Anschluss 300 in Bezug auf die Anschlüsse, zu
denen dies eine Variation ist, bei Verbindung starrer als die
Steckerelemente.
-
In der Praxis wurde festgestellt, dass die vorliegende Erfindung die
gestellte Aufgabe gelöst und die Ziele erreicht hat.
-
Es ist insbesondere anzumerken, dass die Ausführung einer
besonderen Konfiguration der Anschlüsse und der Anschlusselemente sehr
leichtes Erstelfen der elektrischen Verbindung zwischen den
Statorwicklungen und ihrer Stromversorgung ermöglicht.
-
Es ist auch anzumerken, dass elektrische Verbindung mittels einer
Verbindungsanordnung gemäss der vorliegenden Erfindung ohne Hilfe
spezialisierten Personals vorgenommen werden kann, da es besonders
einfach und teilweise durch die Struktur der Elemente geführt ist, die die
Verbindungsanordnung bilden.
-
Es ist auch die gesamte Strukturflexibilität der Verbindungsanordnung
gemäss der Erfindung anzumerken.
-
Es ist auch die Eignung zur Massenproduktion aller Komponenten, die
die Verbindungsanorndung gemäss der Erfindung bilden, anzumerken.
Die durch die erfindungsgemässe Verbindungsanordnung erreichte
äusserst hohe Betriebssicherheit ist auch anzumerken.
-
Die Materialien und Abmessungen können gemäss der Erfordernisse
gewählt werden.
-
Wo in einem Anspruch genannte technische Merkmale von
Bezugszeichen gefolgt sind, wurden diese Bezugszeichen nur allein zum Zwecke
der verbesserten Verständlichkeit der Ansprüche eingefügt und
dementsprechend besitzen solche Bezugszeichen keine einschränkende
Wirkung auf die Interpretation eines als Bei piel durch solche
Bezugszeichen identifizierten Elements.