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Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kleinmotoren von
der Art, wie sie zum Beispiel in akustischen Geräten und
Präzisionsgeräten im allgemeinen verwendet werden.
Insbesondere bezieht sie sich auf das Einpassen von
Anschlußklemmen in den Gehäuseverschlußdeckel solcher
Motoren.
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Elektrische Kleinmotoren weisen üblicherweise ein
Motorgehäuse in der Form eines, an einem Ende geschlossenen
Zylinders auf, wobei das andere Ende mit einem
Verschlußdeckel verschlossen wird, der aus einem Kunststoff
geformt ist. Lager für den Rotor des Motors sind in dem
geschlossenen Ende des Gehäuses bzw. in dem Verschlußdeckel
angeordnet. Anschlußklemmen sind in den Verschlußdeckel
eingebaut, um sie auf der Außenseite mit einer
Spannungsquelle und auf der Innenseite mit Bürsten zu
verbinden, die in Schleifkontakt mit dem Kommutator des
Rotors stehen, um den Motor anzutreiben. Die Klemmen können
mit einer Presspassung in Öffnungen, die durch den
Gehäusedeckel hindurchgehen eingepaßt sein, wobei Vorsprünge in
Reibungskontakt mit der Innenfläche der Öffnungen stehen,
wenn sie eingebaut sind. Diese Vorsprünge dienen dazu,
einem unbeabsichtigten Entfernen, entweder durch das
Verbleiben in den Öffnungen in Reibungskontakt mit der
Innenfläche oder durch das Ausdehnen über die Ränder der
Öffnungen hinaus, auf die Aul3enf läche, vorzubeugen. Dies
genügt jedoch nicht immer, um dem äußeren Druck auf eine
Klemme zu widerstehen. Weiterhin können die Vorsprünge,
wenn eine Klemme installiert ist, die Innenfläche der
Öffnungen zerstören, den Deckel ernsthaft beschädigen und
Späne lösen, welche den Motor beschädigen können.
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In der britischen Druckschrift No. 2,142,192 wird ein
Elektromotor beschrieben, bei dem die Anschlußklemmen in
der Form von L-förmigen Metallstreifen ausgebildet sind und
die längeren Schenkel der Klemmen durch Löcher in dem
Verschlußdeckel des Motors eingeführt sind. Die kürzeren
Schenkel werden zum Beispiel mit Hilfe von Nieten auf der
Innenfläche des Deckels befestigt. Außerdem sind die
Klemmen mittels der Verformung von Schultern, die in die
längeren Schenkel geformt sind, an dem Deckel gesichert.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Einbau von
Anschlußklemmmen in den Verschlußdeckel eines
Elektromotors, wobei der Verschlußdeckel aus einem
Kunststoffmaterial geformt ist und eine Innen- und eine
Außenfläche aufweist. Die Klemmen sind von der Innenfläche
her mit einer Presspassung in den Verschlußdeckel
eingepaßt, so daß sie aus der Außenfläche hervorragen. Das
erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Ausbildung von
eingeschnittenen und hochgebogenen Teilen auf den
herausragenden Abschnitten der Klemmen, wobei sich diese
Teile mit ihren freien Enden, die die Außenfläche berühren,
über diese hinweg erstrecken, um das Zurückziehen der
Klemmen durch den Verschlußdeckel hindurch zu verhindern.
Dieses Verfahren kann in die Herstellung des gesamten
Motors einbezogen werden. Die Erfindung stellt deshalb auch
einen Elektromotor zur Verfügung, bei dem die
Anschlußklemmen in der zuvor beschriebenen Art und Weise
eingepaßt werden.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft und mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben:
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Figur 1 ist eine teilweise geschnittene Längsansicht
eines bekannten Kleinmotors von der Seite;
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Figur 2 ist eine Einzelteilansicht, die ein bekanntes
Verfahren für das Einpassen einer Anschlußklemme in einen
Gehäuseverschlußdeckel veranschaulicht;
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die Figuren 3 und 4 sind Einzelteilansichten, die ein
anderes bekanntes Verfahren für das Einpassen einer
Anschlußklemme in einen Gehäusedeckel veranschaulichen;
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Figur 5 ist eine Einzelteilansicht, die noch ein anderes
bekanntes Verfahren für das Einpassen einer Anschlußklemme
in einen Gehäuseverschlußdeckel veranschaulicht;
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Figur 6 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines
Gehäuseverschlußdeckels nach einer Ausführungsform dieser
Erfindung von der Seite;
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Figur 7 ist eine Einzelteilansicht in der Richtung A von
Figur 6;
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Figur 8 veranschaulicht eine Einpaßvorrichtung für
Anschlußklemmen, die in einer Ausführungsform dieser
Erfindung verwendet wird; und
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Figur 9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines Aufnahmemessers und eines Einschneide- und
Hochbiegemessers von der Art, wie es in Figur 8 gezeigt ist.
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Zunächst werden mit Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5
bekannte Verfahren für den Einbau von Anschlußklemmen in
den Motor gehäusedeckel beschrieben.
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In der Figur 1 ist ein Motorgehäuse 1, das aus einem
metallischen Werkstoff, wie Stahlguß hergestellt ist, in
einer zylindrischen Hohlform mit Boden ausgeführt, und
weist einen bogensegmentförmigen Permanentmagneten 2 auf,
der fest an dessen innere Umfangsfläche angepaßt ist. Ein
Gehäuseverschlußdeckel 6, der aus einem Isolierwerkstoff
hergestellt ist, wird an das offene Ende des Gehäuses 1
angepaßt. Ein Rotor 5, der Wellen 11, 12, einen Anker 3,
der dem Permanentmagneten 2 gegenübersteht und einen
Kommutator 4 aufweist, ist drehbar in Lagern 9, 10 in dem
Gehäuse bzw. in dem Deckel gelagert. Die freien Enden der
Bürsten 7 stehen in Schleifkontakt mit dem Kommutator 4,
und sind mit den Klemmen 8, die in dem
Gehäuseverschlußdeckel 6 angeordnet sind, verbunden. Der
Motor wird auf herkömmliche Art betrieben, indem die
Anschlußklemmen 8 mit einer elektrischen Spannungsquelle
verbunden werden.
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Das Einpassen jeder Anschlußklemme 8 in den
Gehäuseverschlußdeckel 6 des Kleinmotors von Figur 1 wird
in Figur 2 gezeigt. Ein gezackter Vorsprung 13, der mit
einer Presspassung in ein Loch 14 in dem Gehäusedeckel 6
eingepaßt wird, ist an der Seitenkante der Anschlußklemme 8
vorgesehen. Die Breite W&sub1; des Loches 14 ist etwas schmaler
vorgesehen als die Breite W&sub2; des gezackten Vorsprungs 13
auf der Anschlußklemme 8, so daß der Vorsprung 13 in das
Loch 14 eindringt, während er die Seitenkante des Loches 14
verformt oder abrasiert, wodurch die Anschlußklemme 8
sicher in ihrer Position gehalten wird.
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Mit dem zuvor beschriebenen Aufbau können die
Anschlußklemme 8 und die Bürste 7, die mit ihr verbunden
oder einstückig an sie angeformt ist, in ihrer Lage
gehalten werden, auch, wenn eine äußere Kraft in der
Richtung, die durch den Pfeil P angezeigt wird, auf die
Anschlußklemme 8 einwirkt. Der Widerstand gegen die äußere
Kraft P ist jedoch sehr begrenzt, weil die Klemme 8 nur
durch Reibungskräfte zwischen dem Vorsprung 13 und dem Loch
14 an ihrem Platz gehalten wird. Wenn die Anschlußklemme 8
durch eine Presspassung in das Loch 14 eingepaßt wird, wie
zuvor beschrieben wurde, so kann sie weiterhin verformt
werden oder bewirken, daß Späne an der Innenfläche des
Gehäuseverschlußdeckels 6 oder auf der Oberfläche der
Anschlußklemme 8, der Bürste 7 oder anderer Motorteile
haften bleiben, was eine Verschlechterung der Eigenschaften
des Motors zur Folge hat.
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Die Figuren 3 und 4 sind zueinander senkrechte Ansichten,
die ein anderes Beispiel einer Einrichtung für das
Einpassen der Anschlußklemme 8 in den
Gehäuseverschlußdeckel 6 veranschaulichen. Dieselben Teile
sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, die in Figur 2
gezeigt sind. In den Figuren 3 und 4 ist ein
eingeschnittenes und hochgebogenes Halteteil 15 im voraus
im Mittelteil der Anschlußklemme 8 vorgesehen. Die
Abmessung t&sub1; in der Querschnittsrichtung des Loches 14, das
in dem Gehäuseverschlußdeckel 6 vorgesehen ist, ist kleiner
als die Abmessung t&sub2; in der Querschnittsrichtung des
eingeschnittenen und hochgebogenen Teils 15. Somit kann die
Anschlußklemme 8 an einem vorherbestimmten Ort auf eine
ähnliche Weise arretiert werden, wie sie in Figur 2 gezeigt
ist.
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Das Verfahren, das in den Figuren 3 und 4 veranschaulicht
ist, weist aufgrund der Rückfederung des eingeschnittenen
und hochgebogenen Teils 15 eine bessere Eingriffs- und
Arretierwirkung auf, als diejenige, die in Figur 2 gezeigt
ist. Dennoch ist die Fähigkeit, der äußeren Kraft P zu
widerstehen, aufgrund der Reibungskraft zwischen dem
eingeschnittenen und hochgebogenen Teil 15 und dem Loch 14,
gering. Dasselbe Problem tritt bezüglich der Späne auf, die
entstehen, wenn die Anschlußklemme 8 in das Loch 14
eingepaßt wird.
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Figur 5 veranschaulicht noch eine andere Einrichtung für
das Einpassen der Anschlußklemme 8 in den
Gehäuseverschlußdeckel. Wiederum werden dieselben Teile mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet, wie in Figur 4. In der Figur 5
ist das eingeschnittene und hochgebogene Teil 15 an solch
einer Stelle in die Anschlußklemme 8 geformt, daß es durch
den Gehäuseverschlußdeckel 6 hindurchpaßt und auf dessen
äußerer Endfläche erscheint, wenn die Klemme mit einer
Presspassung in das Loch 14 eingepaßt wird. Dies ermöglicht
es, daß das eingeschnittene und hochgebogene Teil 15 als
ein Haltestop wirkt, um der äußeren Kraft P in der
Richtung, die durch den Pfeil gezeigt ist, zu widerstehen.
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Das Verfahren der Figur 5 löst nicht das Problem der Späne,
wie in der Ausführungsform, die in Figur 4 gezeigt ist,
weil das eingeschnittene und hochgebogene Teil 15 sich in
Reibungskontakt mit der Innenfläche des Loches 14 befindet,
wenn die Anschlußklemme 8 mit einer Presspassung in das
Loch 14 eingepaßt ist. Zusätzlich gibt es eine
Warscheinlichkeit, daß die Größe t&sub3; des Loches 14 in der
Dickenrichtung größer ist, als die Dicke t der
Anschlußklemme 8, womit die Wirksamkeit der Eingriffs- und
Arretierwirkung verringert wird. Weiterhin kann eine
unerwünschte Lücke C zwischen dem freien Ende des
eingeschnittenen und hochgebogenen Teils 15 und der
Außenfläche des Verschlußdeckels 6 ausgebildet werden, oder
alternativ dazu, könnte das freie Ende des eingeschnittenen
und hochgebogenen Teils nicht vollständig auf die
Außenfläche des Verschlußdeckels erstreckt werden.
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Die Figuren 6 und 7 veranschaulichen einen
Gehäuseverschlußdeckel einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Dieselben Teile sind mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet, wie in den vorhergehenden
Figuren. Zunächst wird jedoch darauf verwiesen, daß die
innere Querschnittsabmessung des Loches 14 im wesentlichen
gleich zur äußeren Querschnittsabmessung der Anschlußklemme
8 ausgeführt wird. Das eingeschnittene und hochgebogene
Halteteil wird erst an der Anschlußklemme 8 ausgeführt,
nachdem die Anschlußklemme 8 durch Preßpassung in das Loch
14 eingepaßt wurde und an vorbestimmter Stelle eingreift
oder angepaßt ist.
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Da die Anschlußklemme 8 in dem Gehäuseverschlußdeckel 6 in
engem Kontakt mit dem Loch 14 steht, und das freie Ende isa
des eingeschnittenen und hochgebogenen Teiles 15 eindeutig
in Kontakt mit der Außenfläche 6a des
Gehäuseverschlußdeckels 6 kommt, wirkt das freie Ende isa
als wirksamer Haltestop, der den Rückhalteeffekt verstärkt,
selbst wenn eine äußere Kraft P angreift. Da das
eingeschnittene und hochgebogene Teil 15 noch nicht
ausgebildet wurde, werden, wenn die Anschlußklemme 8
eingebaut wird, keine Späne erzeugt, selbst wenn die
äußeren Abmessungen der Anschlußklemme im wesentlichen
gleich den Innenabmessungen des Loches 14 gehalten werden.
Somit können die Oberflächen und angrenzende Gebiete der
Anschlußklemme 8 und der Bürsten (nicht dargestellt),
ebenso wie das Motorinnere saubergehalten werden.
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Die Einpaßvorrichtung für Anschlußklemmen, die in Figur 8
veranschaulicht ist, weist einen Tisch 21 mit einer
Halterung 22 in seiner Mitte auf, und nimmt Messer 23 an
Stellen auf, die den Stellen entsprechen, an welchen die
Anschlußklemmen 8 des Gehäuseverschlußdeckels 6 angepaßt
sind. Einschneide- und Hochbiegemesser 24 sind in der Art
vorhanden, daß sie passend in die Aufnahmemesser 23
eingreifen und waagerecht auf Fahrgliedern 25 auf dem Tisch 21
bewegt werden können. Rollen 26 sind an den Hinterseiten
der Fahrglieder, die die Einschneide- und
Hochbiegemesser 24 aufweisen, vorgesehen.
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Ein Arbeitsglied 27 ist auf einer Führung (nicht
dargestellt), die an dem Tisch 21 vorgesehen ist, senkrecht
bewegbar; mit einem Preßpassglied, das im Mittelteil
desselben in der Art vorgesehen ist, daß es mit dem
Arbeitsglied 27 senkrecht bewegbar ist, und mit
Rollenaufnehmern 29, die an die Rollen 26 angreifen können.
Ein Zylinderverbindungsschenkel 30 und eine Feder sind in
der Art vorgesehen, daß sie das Arbeitsglied 27 und das
Preßpassglied 28 antreiben.
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Figur 9 ist eine vergrößerte Ansicht, die das
Aufnahmemesser 23 und die Einschneide- und
Hochbiegemesser 24 von Figur 8 veranschaulicht. Ein Stempel 23a ist
ausgeführt, indem das obere Ende des Aufnahmemessers 23 in
der Art in eine quadratische oder U-form geschnitten ist,
daß es das Einschneide- und Hochbiegemesser 24 aufnimmt,
das im Längsschnitt in dreieckiger Form von dem
entsprechenden Fahrglied 25 vorsteht. Die Aufnahmemesser 23
und die Einschneide- und Hochbiegemesser 24 sollten
vorzugsweise ausgeführt werden, indem ein Werkstoff für
Spannvorrichtungen, wie Werkzeugstahl, verwendet wird. Die
oberen Oberflächen der Aufnahmemesser 23 und der
Einschneide- und Hochbiegemesser 24 sind in der Art geformt,
daß sie mit der oberer Oberfläche der Halterung 22, das
heißt, der Außenfläche des Gehäuseverschlußdeckels 6
bündig abschließen.
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Bei Verwendung der Vorrichtung aus Figur 8 wird zunächst
ein Gehäuseverschlußdeckel 6 auf die Halterung 22, wie
gezeigt aufgesetzt und ausgerichtet, mit der Innenseite nach
oben. Die Anschlußklemmen 8, jeweils mit einer befestigten
Bürste 7, werden über den Löchern 14 angeordnet, und das
Arbeitsglied 27 sowie das Preßpassglied 28 werden
abgesenkt, um die Anschlußklemmen 8 in den
Gehäuseverschlußdeckel 6 einzupressen. Da das Arbeitsglied 27 abgesenkt
wird, während das Preßpassglied 28 in Eingriff mit dem
Gehäuseverschlußdeckel 6 verbleibt, greifen die
Rollenaufnehmer 29 an den Rollen 26 an, und bewirken damit, daß die
Fahrglieder 25 nach innen geschoben werden. Somit rücken
die Einschneide- und Hochbiegemessern 24 vor und in die
Anschlußklemmen 8 ein, und greifen in die Aufnahmemesser
23 ein, um das eingeschnittene und hochgehobene Teil 15 zu
bilden. Im Ergebnis ist die Anschlußklemme 8 in einem
einzigen Arbeitsschritt in den Gehäuseverschlußdeckel 6
eingesetzt und angepaßt. Nach Abschluß des Einsetz- und
Anpaßvorgangs werden die Bauteile in entgegengesetzter Richtung
geführt, und der Gehäuseverschlußdeckel wird entfernt.
Danach wird ein neuer Gehäuseverschlußdeckel eingesetzt und
der zuvor beschriebene Arbeitsgang wiederholt.
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Die Tabelle weiter unten zeigt die Meßergebnisse der
Zugkraft der Anschlußklemmen Die Messungen wurden an 20
Teilen von Gehäuseverschlußdeckeln von Kleinmotoren mit
jeweils denselben technischen Daten durchgeführt; Nr.1 und
Nr.2 in der Tabelle sind dabei die in den Figuren 3 und 4
beziehungsweise in Figur 5 gezeigten.
(Einheit:kp (N))
Einordnung
Größe
herkömmlicher Typ
diese Erfindung
mittlerer Wert
Standartabweichung
Maximalwert
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Wie aus der Tabelle offensichtlich wird, weisen die
Anschlußklemmen der bekannten Art einen relativ geringen
Widerstand gegenüber einer Zugkraft auf, und in einer Probe
aus der Gruppe Nr. 1 fiel sogar die Anschlußklemme 8
heraus. Außerdem wurden Späne erzeugt und die Bürste 7
verformt, als eine Anschlußklemme in den
Gehäuseverschlußdeckel in der Gruppe Nr. 2 eingepreßt wurde. Bei den Proben
dieser Erfindung trat andererseits ein wesentlich höherer
Widerstand gegenüber einer Zugkraft auf, ohne jegliche
Erzeugung von Spänen oder Verformung der Bürste 7. Als
Ergebnis konnte bestätigt werden, daß das
Funktionsverhalten des Motors und seine Zuverlässigkeit wesentlich
verbessert werden konnten.
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In dieser Beschreibung werden Beispiele angeführt, in
welchen das eingeschnittene und hochgehobene Halteteil 15
auf der Innenseite der Anschlußklemme 8 ausgeführt ist. Das
eingeschnittene und hochgehobene Teil 15 kann aber an der
Außenseite der Anschlußklemme 8 oder an anderen geeigneten
Stellen ausgeführt sein, in Abhängigkeit von der Richtung,
in welcher die Anschlußklemme 8 ausgeführt ist. Kurz gesagt
können die Einschneide- und Biegevorgänge in Dickenrichtung
der Anschlußklemme 8 ausgeführt werden. Die Form und Größe
des eingeschnittenen und hochgehobenen Teiles kann passend
gewählt werden, indem der Werkstoff, Größe und Form der
Anschlußklemme 8 berücksichtigt werden. Als Mittel zum
Antrieb der Einpaßvorrichtung für Anschlußklemmen können
außerdem andere Antriebsvorrichtungen als Zylinder
verwendet werden.
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Die zuvor beschriebene Ausführungsform der Erfindung kann
die folgenden Wirkungen erzielen: (1) Da das
eingeschnittene und hochgehobene Halteteil eindeutig in
Kontakt mit der äußeren Endfläche des
Gehäuseverschlußdeckels kommen kann, wobei es als Haltestop wirkt, wird der
Anschlußklemme ein ausreichender Widerstand gegenüber
Zugkräften verliehen, was die zufällige Loslösung von
Anschlußklemmen verhindert und damit wesentlich die
Zuverlässigkeit verbessert.
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(2) Da das eingeschnittene und hochgebogene Teil geformt
wird, nachdem die Anschlußklemme in den
Gehäuseverschlußdeckel eingepreßt wurde, kann die Anschlußklemme
verhältnismäßig leicht in den Gehäuseverschlußdeckel
eingepreßt werden, was im Gegensatz zu den herkömmlichen
Anschlußklemmen praktisch keine Späne beim Einpressen
erzeugt, und damit die Motoreigenschaften verbessert.
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(3) Wegen (2) besteht eine geringere Gefahr, daß die
Anschlußklemme falsch eingepaßt oder während des Einbaus
verformt wird. Dies ist insbesondere nützlich bei der
Herstellung von Kleinmotoren, die kleine Anschlußklemmen
aufweisen.
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(4) Das eingeschnittene und hochgebogene Teil kann in
demselben Arbeitsschritt wie das Einpressen der
Anschlußklemme in den Gehäuseverschlußdeckel ausgebildet werden.
Somit können Kleinmotoren dieser Erfindung in im
wesentlichen demselben Verfahren wie herkömmliche Motoren, ohne
Erhöhung der Anzahl der Arbeitsschritte hergestellt werden.