DE1613322A1

DE1613322A1 - Kommutatormotor mit Scheibenrotor und Verfahren zur Herstellung der Rotorwicklung

Info

Publication number: DE1613322A1
Application number: DE19671613322
Authority: DE
Inventors: Hyogo Hirohata; Teruaki Kitamori; Naozi Takeda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1966-12-08
Filing date: 1967-11-29
Publication date: 1970-10-29
Also published as: NL7201591A; DE1613322B2; US3512251A; NL151578B; GB1210668A; NL6716468A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Eonimutatormotor mit einem Scheibenrotor aus einer scheibenförmigen _:G-rundplatte mit isolierten Oberflächen, auf der sich eine Wicklung in Form einer gedruckten Schaltung befindet, und ein Verfahren zur Herstellung der Hotorwicklung.

Es sind verschiedene Arten von Motoren, deren Botorwicklung als gedruckte Schaltung ausgebildet ist, bekannt, jedoch haben diese Motoren lachteile hinsichtlich Herstellung, Spannungs- und Strombedingungen usw. \ ■ _: . O

Der !Erfindung liegt also.-.die Aufgabe^zugrunde, einen Kommutatormotor mit gedruckter Schaltung zu schaffen, der von

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diesen Nachteilen frei ist.

Ein erfindungsgemäßer Kommutatormotor zeichnet sich dadurch aus, daß die auf der Grundplatte befindlichen, die Wicklung bildenden Leiter in mehreren Lagen angeordnet sind und gegeneinander mit Ausnahme der Stellen, an denen sie verbunden sind, durch Isolierschichten isoliert sind, die abwechselnd zueinander radial hinsichtlich der'scheibenförmigen Grundplatte versetzt angeordnet sind.

Erfindungsgemäß >iM' die mehrlagige Wicklung auf der scheibenförmigen Isolator-Grundplatte dadurch hergestellt, daß aufeinanderfolgend gedruckte Verdrahtungen und Isolieranstrichschichten übereinander aufgetragen werden, wobei die Isolieranstrichschichten abwechselnd zueinander in ihrer radialen Lage auf der Isolator-Grundplatte versetzt angeordnet werden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung kann die Windungszahl erhöht werden, so daß es möglich ist, einen Motor für hohe Spannung und niedrigen Strom zu bauen, der unmittelbar von einer handelsüblichen Energiequelle gespeist werden kann. Außerdem sind die Spulenseiten leichter miteinander zu verbinden, so daß der Motor auf Massenproduktionsbasis hergestellt werden kann.

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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sieh aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1 eine schematisierte Vorderansicht des .Hauptteils

eines bekannten Scheibenrotors, Fig. 2 einen Teilsehnltt durch einen Scheibenrotor gemäß

einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 bis 9 Verfahrenssehritte bei der Herstellung des Seheibenrotors gemäß Fig. 2, und

Fig.10 und 11 Skizzen zur Erläuterung einer Möglichkeit der Herstellung von Le it er verb indungen.

Zum besseren Verständnis der" Erfindung sei zuerst anhand von Fig. 1 ein bekannter und viel verwendeter Eotor mit gedruckter Schaltung zur Verwendung in einem Gleichstrommotor beschrieben. Hierbei sind Leiterstreifen, die durch Ätzen oder Stanzen eines Kupferblechs hergestellt sind, an den einander gegenüberliegenden Oberflächen einer scheibenförmigen Isolator-Grundplatte 1 so aufgebracht, daß jeder dieser Leiterstreifen die Hälfte einer einzelnen Windung 2 bildet; jeder der Leiterstreifen auf der Vorderseite der Grundplatte 1 ist mit einem entsprechenden Leiterstreifen an der Rückseite am

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Innen- und am Außenrand 3 bzw. 4 der Grundplatte verbunden, so daß die vollständige Windung gebildet ist. In Fig. 1 ist eine Wellenwicklung dargestellt. Die Leiter an der Vorderfläche der Grundplatte sind in durchgezogenen Linien und diejenigen, an der liückseite gestrichelt eingezeichnet; schwarze Punkte versinnbildlichen die Verbindungsstellen. Die Scheibe ist nur zu einem Teil und mit unendlichem Krümmungsradius dargestellt.

Bei einem derartigen Rotor mit gedruckter Schaltung ist jedoch die Zahl der Verbindungsstellen, die am inneren und am äußeren Hand der Grundplatte untergebracht werden kann, hinsichtlich des Baums begrenzt. Die Windungszahl einer Wicklung kann deshalb nicht weiter erhöht werden, wobei die tatsächliche Grenze etwa bei zwei Windungen pro Spule liegt. Lei Verwendung eines solchen bekannten Kot'ors mit gedruckter Schaltung ergibt sich also ein Motor für niedrige Spannung und hohen Strom.

Der erfindungsgemäße Motor weist diese Kachteile nicht auf. Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt durch einen Hotor einer-Ausführung der Erfindung, die Fig. 3 bis 9 dessen Herstelluiigsschritte.

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Die Herstellung der gedrückten Schaltung kann erfindungsgemäß ausschließlich durch Anwendung eines neuartigen Verfahrens zum Schaltungsdrucken, dem sogenannten "Metallpulververfahren", das ohne Elektroplattieren, arbeitet, durchgeführt werden.'Um die benötigte Herstellungszeit zu verkürzen, ist es jedoch auch möglich, das altbekannte Elektroplattierverfaiiren hiermit zu kombinieren. Beim Metallpulververfahren wird zuerst ein Klebemittel in einem bestimmten Verdrahtungsmuster auf die isolierende Grundplatte gedruckt, sodann wird ein Metallpulver darübergestreut und am aufgedruckten Klebemittel festgehalten. Das Metallpulver kann als katalysator für eine Heduktionsreaktion dienen oder Kupferpulver sein. Obwohl nach diesem Verfahrensschritt der Widerstand^ zwischen den Teilchen des, beispielsweise, Kupferpülvers ziemlich hoch und deshalb die Leitfähigkeit des Pulvers unzureichend ist, kann weiterhin durch Eintauchen der,in der beschriebenen Weise behan-' delteii Grundplatte in eine alkalische Lösung eines Kupferkomplexsalzes mit Formalin zum Reduzieren und Abscheiden"von Kupferionen an den Kupferteilchen und Herstellen von elektrischen Verbindungen zwischen den Teilchen und dem abgeschiedenen Kupfer aus dem Metallpulver ein Leiter von hoher Leitfähigkeit herge-

stellt'werden. ·■ . "

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Obwohl die Erfindung für beliebige Wicklungsarten ange-" wandt werden kann, wie z.B. für eine Schleifenwicklung, eine Wellenwicklung, eine Wicklung mit Spulen u. dgl., sei in der folgenden Beschreibung die Herstellung einer Wellenwicklung zugrundegelegt.

Zuerst wird ein Klebemittel auf eine Isolatorgrundplatte in einem in Fig. 3 dargestellten Huster aufgedruckt. Anschließend wird Kupferpulver über das Klebemittel gestreut und von diesem festgehalten; bis zur Erzielung einer guten Leitfähigkeit zwischen den Kupferkörnern wird eine Kupferplattierung durch das nichtelektrische'Plattierverfahren erreicht. Anschließend wird in bekannter Weise elektroplattiert, wobei als die eine Anschlußklemme ein Teil verwendet wird, an dem alle Leiter miteinander verbunden sind, wie es.oben'in Fig. 3 angedeutet ist. Auf diese Weise erhält man eine gedruckte Schaltung 6 in Form des Musters gemäß Fig. 3. Die beschriebene Elektroplattierurig wird angewandt, um die Herstellungszeit zu verkürzen, da dieses Verfahren im Vergleich mit dem nichtelektrischen Plattierverfahren eine hohe Zeitausnützung aufweist. Schließlich werden die erwähnten Verbindungsteile für alle Leiter abgeschnitten«, Die entstandene gedruckte Verdrahtung 6 dient als linke Seite einer ersten Spule, und gleichzeitig dient ein verlängerter

Teil 6* der Verdrahtung 6 als Kommutator. " .

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Anschließend wird ein."isolierender Anstrich 7 so auf ge- ·· tragen, daß nur die gegenüberliegenden Endteile der gedruckten Verdrahtung 6"freiliegen» wie in Fig. 4 gezeigt ist; auf den isolierenden Anstrich 7 wird ein Klebemittel in einem Muster gemäß Ii¹Ig. 5 aufgedruckt. lach dem gleichen Verfahren wie die gedruckte Verdrahtung 6 wird eine gedruckte Verdrahtung 8 hergestellt, die sodann als die rechte Seite der ersten Spule dient. Die oberen Endteile der gedruckten Verdrahtung S sind mit der gedruckten Verdrahtung 6 verbunden, und ihre unteren Endteile sind durch die Schicht aus isolierendem Anstrich 7 isoliert.

Anschließend wird isolierender Anstrich 9 in einer Anordnung gemäß Fig-. 6 so aufgetragen., daß nur die unteren Endteile der gedruckten Verdrahtung 8 freiliegen. Sodann wird ein Klebemittel auf den isolierenden Anstrich 9 in einem Muster gemäß F ig. 7 aufgedruckt und in gleicher Weise eine gedruckte Verdrahtung 10 gebildet. Die gedruckte Verdrahtung 10 dient dann als linke Spulenseite einer zweiten Spule; ihre oberen Endteile sind durch den isolierenden Anstrich. 9 von der gedruckten Verdrahtung 8 isoliert und ihre unteren Endteile mit der gedruckten Verdrahtung 8 verbunden. .

Nun wird ein isolierender Anstrich 11 in einer in Fig. gezeigten Lage — oder in derselben Lage wie gemäß Fig. 4 - so "

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aufgetragen, daß nur der obere Endteil der gedruckten Verdrahtung 10 freiliegt. Daraufhin wird ein klebemittel in einem in Fig. 9 gezeigten. Muster auf den isolierenden Anstrich gedruckt und eine gedruckte Verdrahtung 12 in gleicher Weise gebildet. Diese gedruckte Verdrahtung 12 dient dann als rechte . Spulenseite der zweiten Spule; ihre oberen Endteile sind mio der gedruckten Verdrahtung 1(J und ihre unteren Endteile mit der gedruckten Verdrahtung ο verbunden, welche die aweite gedruckte Verdrahtung darstellt.

Durch abwechselndes Aufbringen von gedruckten Verdrahtungen und isolierenden .Anstrichschichten wird ein Eotor mit ^e-" druckter Schaltung gemäß der Schnittdarstellung von Fi₀. 2 hergestellt, mit einer Schleifenwicklung darauf, deren jede Spule aus zwei Windungen besteht. In der Praxis wird die gedruckte Verdrahtung 12 nicht mit der entsprechenden gedruckten Verdrahtung b, sondern mit der dieser benachbarten verbunden.

Falls notwendig, kann jede gewünschte Windungszahl der Wicklungen durch Erhöhung der Anzahl der gedruckten Verdrahtungen und der isolierenden Anstrichschiclnen, die übereinander aufgeschichtet sind, erhalten werden.

Bei einem Motor dieser Art sind die Verbindungen «wischen den Leitern, zwischen denen eine isolierende Anstrichschi ent an-

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geordnet ist, sehr kritisch und können in einer in den Fig. 1ü und 11 angedeuteten Weise erhalten werden. In Fig. 10 sind ein unterer Leiter 13 und eine isolierende Schicht 14 dargestellt. Ein Klebemittel ist in einem Muster 15 aufgedruckt, das einem mit dem unteren Leiter 13 zu verbindenden oberen Leiter entspricht, ülin Teil des Musters Yj liegt unmittelbar auf dem unteren Leiter 13. Pie Leiterherstellung wird darm durch das beschriebene Metallpulververfahren durchgeführt, wobei ein oberer Leiter 1b entsteht. Der untere und der obere- Leiter 13 bzw. 16 sind miteinander bei 17 verbunden, wie in /ig. 11 im"Schnitt dargestellt ist. Die Verbindung wird als-cj automatisch gleichzeitig mit der Leiterherstellung erualien. ilin aufwendiges separates Herstellen der Verbindungen kann man sich ersparen.

Um den als Kommutator verwendeten Teil zu ebnen und seine Lebensdauer zu erhöhen, kann dieser Teil mit einem Metall wie Silber, iihodium od. dgl. plattiert werden. Alternativ kann der Kommutatorteil aus Kupferschichten zusammengesetzt werden, die durch Schneiden eines Kupferblechs nach einem geeigneten Verfahren hergestellt sind. In beiden Fällen kann großer praktischer ijutzen erzielt werden.

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Claims

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Patentansprüche:

©-motor
Kommutator'niit einem Scheibenrotor mit gedruckter

Schaltung aus einer scheibenförmigen Grundplatte mit isolierten Oberflächen und hierauf gebildeten Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (6,8,10,12;13,16) in Mehreren Schichten angeordnet und mit Ausnahme der Stellen, an denen sie miteinander verbunden sind, durch isolierende Schichten (7,9,11;14) voneinander isoliert sind, die in ihrer Lage aneinander hinsichtlich der scheibenförmigen Grundplatte (5) abwechselnd radial versetzt sind.
2. Verfahren zur Herstellung der Eotorwicklung eines Motors gemäß Anspruch 1, gemäß dem die Leiter in einem Spulenmuster auf den Hotor als gedruckte Schaltung aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß man jeweils den Leiter (13) einer unteren Lage mit einer isolierenden Schicht (14) überzieht, ihn aber an Stellen, an denen elektrische Verbindungen zwischen diesem unteren Leiter (13) und einem Leiter (1b) einer höheren Lage hergestellt werden sollen, freiliegend läßt, ohne ihn dort mit der isolierenden Schicht (14) au bedecke^ und den oberen Leiter (16) darauf bildet, wobei man für die elektrischen Verbindungen notwendige Teile des Musters (15) des oberen Leiters (16) auf den unteren Leiter druckt, während die übrigen Teile des oberen Leiters (16) auf die isolierende Schicht (14)

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zwischen den Leitern der oberen und der unteren "Lage gedruckt werden, so daß elektrische Verbindungen (17) zwischen den Leitern der oberen und der unteren Schicht gleichzeitig mit der Bildung der oberen Le.it er schicht (16) erzeugt werden.
3. Verfahren nach.Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet_? daß die Leiter mittels des Metallpulververfahrens hergestellt werden.
4. /erfahrsn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dais die Leiter durch Kombinat ion des Metallpulververfahrens und des Elektroplattier-Verfahrens hergestellt werden-,-..

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