CH671487A5 - Armature for commutated electrical machine - has successive shaft parts respectively supporting armature and commutator - Google Patents

Description

  
 



   BESCHREIBUNG



   Die Erfindung bezieht sich auf einen Anker einer Kommutatormaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.



   Bei Kommutatormaschinen wird üblicherweise der Kommutator einschliesslich seinem Tragring auf die Ankerwelle aufgeschrumpft oder aufgepresst. Auf der Ankerwelle ist auch das Blechpaket samt zugehörigen Pressringen befestigt.



   Bei drehzahlvariablen Maschinen dieser Bauart wird die zulässige maximale Drehzahl unter anderem durch die biegekritische Drehzahl des Ankers begrenzt, die ihrerseits durch den Wellendurchmesser und den Schlankheitsgrad der Welle mitbestimmt ist. Kritisch ist hierbei der kommutatorseitige Wellenabschnitt, der nicht mit beliebig grossem Durchmesser ausgeführt werden kann. Dies gilt insbesondere für Gewölbedruckkommutatoren, z.B. gemäss   Wiedemann/Kellenberger     Konstruktion elektrischer Maschinen  Springer Berlin/Heidelberg, New York 1967, S. 394 - 396.



   Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anker einer Kommutatormaschine zu schaffen, der wesentlich höhere im unterkritischen Bereich leigende Betriebsdrehzahlen zulässt.



   Die Erfindung, ihre Weiterbildungen sowie die mit ihr erzielbaren Vorteile werden nachstehend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.



   In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Anker einer Kommutatormaschine mit Schwalbenschwanzkommutator,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Anker einer Kommutatormaschine mit Schrumpfringkommutator.



   In den Fig. 1 und 2 besteht die Welle einer schnellaufenden Kommutatormaschine aus einem ersten Wellenteil 1 und einem zweiten Wellenteil 2.



   Der Wellenteil 1 weist an einem Ende einen ersten Lagersitz 3 auf. Am anderen Ende ist am Wellenteil 1 ein Bund 4 vorgesehen, der am Aussenumfang einen nach aussen weisenden ringförmigen Fortsatz mit zylindrischer Aussenfläche 5 trägt.



  Dieses Ende des Wellenteils 1 kann somit als Hohlflansch angesehen werden. Ein aus Einzelblechen 6 aufgebautes Rotorblechpaket 7 ist unmittelbar auf den ersten Wellenteil 1 aufgepresst oder aufgeschrumpft. Das Rotorblechpaket 7 weist eine Reihe von axial verlaufenden Durchgangsbohrungen 8 auf, welche mit axialen Durchgangsbohrungen 9 im Bund 4 fluchten.



   An dem dem Lagersitz 3 zugewandten Ende weist das Rotorblechpaket 7 einen Pressring 10 auf, der praktisch ohne Spiel auf den ersten Wellenteil 1 aufgeschoben ist und gleichfalls mit axialer, mit den Bohrungen 7 fluchtenden Bohrung 11 versehen ist. Eine periphere nach aussen gerichtete zylindrische Verlängerung 12 des Pressrings 10 dient als Auflage für den Wickelkopf der Ankerwicklung 13. Ein radial nach aussen weisender Bund 14 am freien Ende der Verlängerung 12 dient zur axialen Festlegung der Ankerwicklung 13. An den Pressring 10 schliesst sich ein Distanzring 10* an, der am freien Ende eine Lagerschulter aufweist.



   Der andere Wickelkopf der Ankerwicklung 13 liegt auf der   Aussenfläche    des ringförmigen Fortsatzes 5 auf. Beide Wickelköpfe sind in bekannter Weise gegen die Fliehkraft durch Bandagen 15 gehalten (vgl. Wiedemann/Kellenberger ...; S. 378, Abb. 375).



   Der andere Wellenteil 2 greift an seinem inneren Ende 16 in den aus Bund 4 und ringförmigen Fortsatz 5 bestehenden Hohlflansch ein und ist mit letzterem form- und kraftschlüssig verbunden, im Beispielsfall verschraubt. Das besagte Ende ist kegelstumpfartig mit einem Kegelwinkel zwischen   5     und   15     ausgeführt, wobei der Kegelstumpf am Ende in einen Zylinder übergeht. Der Hohlflansch ist dementsprechend gestaltet. Auf diese Weise entsteht ein Schiebesitz, der ein genaues Zusammenfahren der beiden Wellenteile 1, 2 ermöglicht, was insbesondere im Reparaturfall vorteilhaft ist.



   An das in den Hohlflansch eingreifende Ende 16 des zweiten Wellenteils schliesst sich ein mittlerer, im wesentlichen zylindrischer Abschnitt 17 an, der am äusseren Ende in einem Lagersitz 18 übergeht. Der mittlere Abschnitt 17 trägt den Kommutator 19, dessen Fahnen 20 in üblicherweise mit den Wicklungsenden der Ankerwicklung 13 verbunden sind.



   Bei einem Schwalbenschwanz-Kommutator, wie er in Fig. 1 (links) dargestellt ist, erfolgt die radiale und axiale Fixierung der Lamellen durch einen Kommutator-Pressring 21, welcher  auf das freie Wellenende zwischen Lagersitz 18 und dem mittleren Abschnitt 17 des zweiten Wellenteils 2 spielfrei aufgeschoben und mit Pressbolzen 22 am Wellenteil 2 befestigt ist. Es versteht sich dabei von selbst, dass zwischen spannungsführenden Teilen des Kommutators und den mit diesen Teilen in Berührung stehenden Flächen am Wellenteil 2 oder am Pressring 21 isolierende Zwischenschichten vorgesehen sind (vgl. hierzu Wiedemann/Kellenberger ... S. 395, 396, insbesondere Abb. 392c).



   Bei der Ausführung mit Schrumpfring-Kommutator gemäss Fig. 2 ist der Lamellenverband unter Zwischenschaltung einer thermisch beständigen und druckfesten Isolierschicht mittels Schrumpfringen 24 direkt auf den zylindrischen Mittelabschnitt 17 aufgeschrumpft.

 

   Die Verbindung der beiden Wellenteile 1 und 2 erfolgt vorzugsweise durch Zugbolzen 25. Diese reichen vom Pressring 10 bis in Sackloch-Gewindebohrungen 26 in der Stirnfläche des inneren Endes 16 des zweiten Wellenteils. Auf diese Weise bildet der Bund 4 am ersten Wellenteil gleichzeitig die zweite Rotorpressplatte des Rotorblechpakets 7.



   Diese Lösung bietet den Vorteil, dass - nach Auftrennen der Verbindung zwischen Kommutator 19 und Ankerwicklung 13 und Lösen der Bolzen 25 - der Kommutator samt seinem Tragkörper, den zweiten Wellenteil 2, und das auf dem ersten Wellenteil festliegende Rotorblechpaket 7 samt Ankerwicklung 13    ohne Demontage oder Beschädigung der Ankerwickl, 'i1g 13 als    selbständige Baueinheiten ausgewechselt werden können. 

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Anker einer Kommutatormaschine mit einer Welle mit je einem Lagersitz an beiden Wellenenden, einem auf einem auf der Welle befestigten Ankerblechpaktet, das beidseitig durch Presseplatten in Axialrichtung verspannt ist und an seinem Aussenumfang mit einer Ankerwicklung versehen ist, einem Kommutator, der auf einem Kommutatortragkörper befestigt ist, welcher seinerseits auf der Welle festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle zweiteilig ausgebildet ist und einen ersten Wellenteil (1) mit einem ersten Lagersitz (3) umfasst, auf welchem ersten Wellenteil das Ankerblechpaket (7) befestigt ist, und einen zweiten Wellenteil (2) umfasst, welcher als dreh- und biegesteifer Kommutatortragkörper ausgebildet ist, dass der zweite Lagersitz (18) als zylindrische Verlängerung des Kommutatortragkörpers ausgebildet ist, und dass beide Wellenteile (1,

   2) im Bereich zwischen Kommutator (19) und Ankerblechpaket (7) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
2. 2. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wellenteil (1) einen flanschartigen Bund (4) aufweist, der als Ankerpressplatte ausgebildet ist und dass der zweite Wellenteil (2) an der Stirnseite des ersten Wellenteils (1) befestigt ist.
3. 3. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (4) am ersten Wellenteil (1) eine zum ersten Wellenteil koaxiale Ausnehmung in der Art eines Hohlflansches aufweist, in den der zweite Wellenteil kraft- und/oder formschlüssig eingreift.
4. 4. Anker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Ankerblechpaket (7) axial überragenden Wicklungsenden der Ankerwicklung (13) auf einer zylindrischen Verlängerung (5, 12) der Pressplatten (4, 10) abgestutzt sind.
5. 5. Anker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerblechpaket (7) und die eine Pressplatte (10) mit axial verlaufenden Durchgangsbohrungen (8, 11) versehen sind, die mit axialen Bohrungen (9) im Bund (4) fluchten und dass der Kommutatortragkörper mittels durch besagte Bohrungen verlaufende Bolzen (25) mit dem Ankerblechpaket (7) sowie dem Bund (4) und damit mit dem ersten Wellenteil (1) verspannt ist.
6. 6. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator (19) als Schwalbenschwanzkommutator ausgebildet ist, der mittels einem auf dem Kommutatortragkörper (2) befestigten Pressring (21) zentriert befestigt ist (Fig. 1).
7. 7. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator (19) als Schrumpfringkommutator unmittelbar oder mittelbar auf dem Kommutatortragkörper aufgeschrumpft ist (Fig. 2).
8. 8. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerblechpaket (7) unmittelbar auf dem ersten Wellenteil (1) befestigt, vorzugsweise aufgeschrumpft ist.
9. 9. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung beider Wellenteile (1, 2) zumindest teilweise als Schiebesitz ausgebildet ist.