DE1948024A1

DE1948024A1 - Laeufer fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE1948024A1
Application number: DE19691948024
Authority: DE
Inventors: Arora Ram S
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1968-12-30
Filing date: 1969-09-23
Publication date: 1970-07-09
Also published as: BE743804A; FR2021925A1; DE6937198U; GB1238604A; US3521101A; CA921098A

Description

Patentanwälte '\ Q Li O <~)

Dipl.-Ing.W.Beyer I J tOU

Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem

6000 Frankfurt am Main Freiherr-vom- Stein-Str.

Ford-Werke
Aktiengesellschaft 5ooo Köln / Rhein Ottoplatz 2

Läufer für elektrische Maschinen

Priorität der US-Anmeldung No. 787 665 vom 3o. Dezember 1968

Die Erfindung betrifft einen Läufer für elektrische Maschinen, bestehend aus einer Welle mit einem als Blechpaket ausgebildeten Wicklungstrager und in diesem parallel zur Läuferachse verlaufenden Wicklungsaufnahmen, in denen jeweils mindestens zwei gegeneinander isolierte, in radialem Abstand voreinander liegende Leiter angeordnet sind.

Dynamo-elektrische Maschinen bestimmter Größe besitzen einen Komutatoc axialer Bauart, der eine Vielzahl von elektrisch isolierten Segmenten aufweist. Jedes Segment besitzt ein Zwischenstück zum Anschluß der Enden der verschiedenen Anker-

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Wicklungen, die in Schlitzen oder Öffnungen in einem Stapel ferromagnetischer Ankerlamellen geführt sind. Diese Zwischenstücke sind in einem axialen Abstand von den Enden der Ankerlamellen angeordnet, wobei die Enden der Wicklungen um einen beträchtlichen Winkel gebogen werden müssen, um eine richtige Verbindung mit dem entsprechenden Anschlußstück des Komutators zu gewährleisten.

Um Leitungsknicke oder ein Brechen der Isolierung zu verhindern, müssen diese Anschlüsse der Komutatorsegmente um einen gewissen Axialabstand vom Ende der Lamellenpackung an- W - geordnet sein. Weiterhin müssen die Spulen oder Wicklungen um einen gewissen Teil verlängert sein, der in Umfangsrichtung von einer Führungsöffnung im Ankerpaket zu. seinem entsprechenden Zwischenstück im Korautator umgebogen wird. Beispielsweise müssen· die Enden einer Wicklung in einer vierpoligen Maschine um einen Winkel von 45° und die Enden einer anderen Spule ebenfalls um einen Winkel von 45° aber in Gegenrichtung umgebogen werden, um eine richtige elektrische Verbindung dieser Spulen mit einem Zwischenstück des Komutatorsegmentes zu schaffen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Läufer aufzuzeigen, bei dem die einzelnen Leiter nach dem Austreten aus den Anker- , führungen nicht mehr gebogen am Komutator angeschlossen sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein aus zwei Elementen zusammengesetzter Metallkor"- hator unmittelbar vor der einen Wicklungsstirnseite auf de^ Welle befestigt ist, daß jedes Komutatorelement aus untereinander isolierten Segmenten besteht, daß jeweils ein Segment des ersten Komutatörelementes mit einem entsprechenden Segment des zweiten Komutafcorelementes elektrisch verbunden ist, und daß jeweils •ein erster Ankerleiter über je einen Anschluß mit einem Segment ,^■■fi.-jer^s.^n^Kom.utatQr.elementes und jeweils ein zweiter

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Ankerleiter über einen Anschluß mit einem Segment des zweiten Komutatorelementes verbunden'ist, wobei die über die Segmente miteinander verbundenen, koaxial zur Wellenachse im Anker liegenden Leiter um eine Bogenlänge versetzt im Anker angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird nicht nur der Axialabstand zwischem dem Zwischenstück des Komutators und dem Lamellenanker beseitigt, sondern durch den Wegfall der gebogenen Leiterenden verringert sich auch der Kupferverbrauch und der elektrische Widerstand. Die Motorleistung und die Arbeitsleistung pro Volumeninhalt wird demnach vergrössert.

Der erfindungsgemäße Läufer besitzt eine Welle,.auf der ein aus ferromagnetisehen Blechen zusammengesetzter Anker befestigt ist. Längsführungen sich im Anker parallel zur Läuferachse vorgesehen, in denen jeweils mindestens zwei gegeneinander isolierte Leiter mit einem gegenseitigen Radialabstand angeordnet sind.

Der Komutator des erfindungsgemässen Läufers ist von flacher Radialbauart und besteht aus mehreren Komutatorelementen. Jedes dieser Elemente besitzt einen ersten Leiteranschluß in fluchtender Fortsetzung einer ersten Wicklungsführung im Lamellenanker. Jedes Metall-Komutatorelement hat weiterhin einen zweiten Leiteranschluß, der unmittelbar gegenüber einer weiteren Spulenführungsöffnung im Lamellenanker oder Wicklungsträger liegt. Diese beiden Spulen-.oder Wicklungsführungen sind gegeneinander um eine bestimmte Bogenlänge am Umfang des Lamellenankers versetzt. Der erste Leiteranschlüß des Komutator Segmentes ist mit einem in der ersten Ankerführung liegenden Leiter elektrisch verbunden und der zweite Leiteranschluß' des zweiten Komutatorelementes $.st mit einem afe zweiten Leiterführung des Lamellen ankers her auik#Dnmei^<i#|i

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Leiter elektrisch verbunden.

Der Komutator besteht vorzugsweise aus einem Paar gestanzter Kupferscheiben, deren jede eine Anzahl von elektrisch isolierten Segmenten aufweist. Diese Scheiben haben verschiedene Durchmesser una auf der Läuferachse mit axialem Abstand befestigt. Die Scheibe von geringerem Durchmesser befindet sich dicht-am Ende des Spulenträgers oder Lamellenankers. Jedes Segment beider Scheiben besitzt einen Leiteranschluß zur Aufnahme eines aus einer Öffnung im Lamellenanker ragenden Leiters. Wie oben beschrieben, befindet sich diese Öffnung direkt, gegenüber der Öffnung im Anker, so daß das Leiterende nicht abgebogen werden muß. Bei zwei in der gleichen Führungsöffnung unter radialem Abstand gegeneinander liegenden Leitern ist ein Segment der Scheibe mit geringerem Durchmesser mit jeweils dem Ende der weiter innen liegenden Leiter verbunden. Die Segmente der anderen Scheibe sind dann mit den weiter aussen liegenden Leitern der Ankerwicklungen verbunden.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Komutatorsegmente der ersten und der zweiten Metallscheibe bezogen auf einen von der Läuferachse ausgehenden Radialstrahl gegenläufig schräg angeordnet. Jedes Segment der ersten. Scheibe ist mit einem entsprechenden Segment der anderen Scheibe am inneren Scheibenrand verbunden. Ein in der Führung des Spulenankers innen liegender Leiter ist demnach über eine^s der Segmente der ersten Scheibe und ein Segment der zweiten, axial äusseren Scheibe mit einem in der Führung des Lamellenankers aussen liegenden Leiter elektrisch verbunden. ·

Die beiden oben beschriebenen Scheiben sind gegeneinander isoliert ebenso wie die einzelnen Segmente jeder Scheibe. Ais Xsolationsmaterial dient eine mechanisch widerstandsfähige

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Kunststoffmischung, die durch einen Formvorgang eingebracht wird und auch einen Verstärkungsring oder eine Armierungsbuchse im Komutator umfaßt, durch die der Komutator mittels eines Preßsitzes auf der Läuferwelle befestigt wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Komutatorscheiben an ihrem radial inneren Teil am stärksten und werden nach radial aussen dünner. Die Komutatorsegmente können dann ausgestanzt und beide Scheiben parallel gegeneinander gestellt werden, so daß die inneren Teile der Komutatorsegmente eine elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Segmenten beider Scheiben herstellen. Diese Segmente können dann miteinander verlötet und zusammen mit dem Versteifungsring in eine aus zwei Hälften bestehende Schmelzform gebracht werden. Eine dieser Formhälften besitzt eine Anzahl von Stiften, die in die Leiteröffnungen der ersten Scheibe hineinragen. Auch die andere Formhälte weist entsprechende Stifte auf, die sich in die Leiteranschlußöffnungen der zweiten, grösseren Scheibe erstrecken. Eine Schmelzmischung wird danach in die Form eingespritzt, die die beiden Scheiben voneinander isoliert und die die Isolationsabstände zwischen den Segmenten jeder Scheibe ausfüllt. Zusätzlich wird eine Schicht von Isolationsmaterial auf den rückwärtigen Teil der Scheibe von geringerem Durchmesser aufgebracht, die den geringen Abstand zwischen dem Wicklungsträger bzw. dem Lamellenanker und der ersten Scheibe ausfüllt, wenn der Komutator auf der Läuferwelle aufgezogen ist· Sin Ring aus Isolationsmaterial befindet sich weiterhin zwischen der Mittel·* öffnung der zwei Scheiben und dem Versteifungsring, der für den Preßsitz auf der Welle vorgesehen ist·

Um eine ausreichende Steifigkeit beider Scheiben während des Einbringens des Isoliermateriales zu erhalten; ist der aussere Scheibenrand nicht ausgestanzt und vollev Demzufolge ist

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es nach dem erfolgten Einbringen der Isoliermasse notwendig, diesen noch vorhandenen Kupferrand einer jeder Komutatorscheibe zu entfernen. Dies kann durch Abdrehen der ersten, kleineren Scheibe auf einen geringeren Durchmesser und durch Wegnehmen des Metallrandes erfolgen, so daß anschließend die Scheibensegmente durch die schrägen Isolierspalte voneinander getrennt sind. Der Komutator wird dann anschließend auf die Läuferwelle aufgezogen und die/Peripherie der zweiten, grösseren Scheibe anschließend/wirdMer zusammenhängende Kupferrand dieser Scheibe abgedreht. Danach werden die Wicklungsdrähte in die Führungsaufnahmen im Lamellenanker eingelegt. Die inneren Leiterenden werden dann in die Anschlußöffnungen der Segmente der kleineren Scheibe eingezogen und befestigt. Die Enden der äusseren Leiter einer jeden Ankerführung werden nach radial aussen umgebogen.

Die in den Segmenten der ersten Scheibe eingezogenen Enden der inneren Leiter werden danach durch Eintauchen des Komutator s in ein Lötbad befestigt. Nach diesem Vorgang werden die anderen Leiterehden zurückgebogen, in die Anschlüsse der Segmente der grösseren Scheibe eingezogen und durch Eintauchen in ein Lötbad befestigt. Die Stirnseite der axial äusseren, grösseren Scheibe wird danach abgedreht, so daß sie eine Ebene, rechtwinklig zur Läuferachse liegende Fläche ergibt, auf der die, an einer Endplatte der Maschine befestigten Stromabnehmerbürsten entlang gleiten.

Der erfindungsgemässe Läufer benötigt bei seiner Herstellung weniger Kupfer und ist wegen des geringen Abstandes zwischen dem Lamellenanker und der ersten Komutatorscheibe ausserordentlich kurz. Bei gleicher wirksamer Leiterlänge wird der Wider-» , stand'der Läuferwindungen geringer, d.h. die Nutzleistung j vecgrössert sich, Darüberhinaus verg^össert sich der Wider- · stand gegenüber Zentrifugalkräften dtirch den k\sraen Axial ab-'/ stand zwischen Komutator und Lamellenanker* Eskönnen dtmsu-

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folge höhere Drehzahlen erreicht werden·

Im folgenden' wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Berücksichtigung der Zeichnung genauer beschrieben. Es zei- . gen:, .

■-> Fig. 1 : eine perspektivische, tei!geschnittene Darstellung eines Dynamoläufers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den vorderen Ankerteil des Ankers nach Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsieht auf einen Kupferrohling, aus dem eine der erfindungsgemäßen Komutatorscheiben hergestellt werden,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Kupferrohlings nach Fig. 3, ,_..,.

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen anderen Kupferroh-

iing, aus dem die zweite Komutatorscheibe hergestellt wird,

Fig* 6 eine Seitenansicht des Rohlings nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Ausschnitt des Kupferrohlings der Fig. 3' und 4 nach den Stanzen,

Fig. 8 einen Ausschnitt der anderen Konmtätorscheibe "'■~." gemäß der Fig. 5 und 6 nach dem Ausstanzen der isolatiohsabstMnae,

Fig. 9 eine Seitenansicht der beiden miteinander verspannten KomutatorscheibeA- gemäß der. Pig..7

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Pig. Io eine teilgeschnittene Stirnansicht des Ankers nach Fig. 1.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anker Io besitzt eine Welle 12, auf der ein aus vorzugsweise gestapelten Dynamoblechen bestehender Windungsträger 14 befestigt ist. Letzterer besitzt eine Anzahl von sich vorzugsweise parallel zur Wellenachse erstreckender Wicklungsöffnungen 16. Jede dieser Wicklungsöffnungen 16 enthält mindestens zwei Leiter 18 und 2o, die gegeneinander isoliert sind und vorzugsweise in einem radialen Abstand zueinander liegen. Der obige Wicklungsträger 14 ist in dynamo-elektrisehen Maschinen allgemein bekannt. Die in jeder Wicklungsoffnung 16 liegenden Leiter 18 und 2o bilden einen Teil einer Haarnadelwicklung, die eine einstückig geformte Verbindung 22 umfaßt.

Der Komutator 24 des Ankers Io besteht aus einer ersten Scheibe 26 und einer zweiten Scheibe 28, wobei die erste Scheibe 26 einen kleineren Durchmesser als die Scheibe 28 aufweist*, Jede der Scheiben ist in eine Vielzahl von gegenein*- ander isolierten Segmenten unterteilte Die Segmente der ersten -Scheibe -sind mit "3ο-, die der zweiten Scheibe mit 32 gekennzeichnet ο Jedes Segment 3© der ersten Scheibe 26 "sowie der · zweiten Scheibe '2B> besitzt ©1-s geschlitzt®'Bohrungen 34 bsy₀ '"-. 36 ausgebildete Leiter auf nahmen ο Sines der-Segmente 3©'-der . ";" .ersten'Seheibe 2$ ist mit- einem Segmsat 32^s der'swei ten" Schein be durch einen "sich -axial erstreckenden "Flansch 4ö .am Segment- " 3o^! und .einem Ästialflanseh- 42 am Segment 32 ^s mechanischund". -". """ elektrisch", verbunden«.'Wie lsi folgend©» - genauer aus0©£ühri£y" '" ©rf©Igt- diese- mechanische üsi'd elektrisch® dfesr FIaßseh@B 4© und -42 dwc.&h

Um einen Wicklungskreis zu schließen, ist einer der in einer Wicklungsaufnahme 16 liegenden inneren Leiter 2o' mit dem Segment 3o' der Scheibe 26 über die Wicklungsaufnahme 34, dem Flansch 42, dem Segment 32· der zweiten Scheibe 28 und mit dem in einer anderen Wicklungsöffnung 16 im Wicklungsträger 14 liegenden Leiter 18' verbunden. Die beiden Leiter 2o' und 18' werden am Umfang durch den aus Dynamoble.chen bestehenden Wicklungsträger 14 gehalten, wobei der eingeschlossene Winkel 360° dividierd durch die Anzahl der Magnetpole beträgt. Handelt es sich beispielsweise um eine vierpolige Maschine, dann beträgt der Winkel zwischen den Leitern 2o' und 18' 90 . Hat der Dynamo dagegen sechs magnetische Pole, dann verringert sich der eingeschlossene Winkel zwischen den Leitern 2o' und 18· auf 60°.

Isoliermaterial 44 in Form von Schmelzmasse isoliert die erste Scheibe 26 von der zweiten Scheibe 28 ausgenommen die von den Flanschen 4o und 42 gebildeten Verbindungstege zwischen den Segmenten 3o der ersten Scheibe, beispielsweise dem Segment 3o', und den Segmenten 32 der zweiten Scheibe, beispielsweise dem Segment 32 ·.

Die Schmelzmasse bildet weiterhin einen Ring 46, der die Segmente 3o der Scheibe 26 und die Segmente 32 der Scheibe 28 gegen eine im Preßsitz auf der Welle 12 befestigte Stahlbuchse 48 isoliert. Diese Budi se 48 wird zusammen mit dem Aufbringen der Schmelzmischung wie unten genauer erläutert, geformt. Aus dieser Schmelzmischung besteht weiterhin eine vom Isolierring 46 senkrecht abgehende Isolierschicht 5o zwischen der ersten Scheibe 26 und dem Ende 52 des Wicklungsträgers 14·.Die Vorderseite 54 der Scheibe 28 verläuft im wesentlichen senkrecht zur Wellenachse und ist sur gleitenden Anlage von' im Masehinengehäuse befestigten Stromabnehmern ausgebildet.

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-Io - ■

Da die in den Segmenten 3o der ersten Scheibe 26 liegenden Wicklungsaufnahmen 34 die Leiter 2o umfassen und die in den Segmenten 32 der zweiten Scheibe 28 liegenden Leiteraufnahmen 36 mit den Leitern 18 einen geraden Linienzug bilden, wird das herkömmliche Umbiegen der Leiter, wie es bei Wicklungsaufnahmen in bekannten Läufern auftritt, beseitigt. Die Leiter werden um den zum Umbiegen notwendigen Leiterteil verkürzt, da der Komutator 24 unmittelbar an das Ende 52 des Wicklungsträgers 14 gesetzt werden kann.

Jedes Paar der verbundenen Segmente 3o und 32 der ersten fc Scheibe 26 und der zweiten Scheibe 28 bilden ein Leiter- oder Metallkomutatorelement. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die Segmente 3o der ersten Scheibe 26 und die Segmente 32 der zweiten Scheibe 28 abgeschrägt oder unter einem Winkel zu einer von der Mittelachse der Welle 12 ausgehenden Radial achse; angeordnet. Diese Abschrägung ist gegenläufig und dient der Überbrückung zwischen den zu verbindenden Leitern, beispielsweise den Leitern 2o* und 18·. Diese Winkel sind gewöhnlich gleich groß, was aber nicht unbedingt notwendig ist. Bei Maschinen mit großer Polezahl kann eine der Scheiben, entweder Scheibe 26 oder Scheibe 28 Komutator Segmente aiuf weisen*. die sich radial nach auswärts von der Mittellinie der Welle 12 erstrecken. Vorzugsweise würde dies die Scheibe 26 sein, * die unmittelbar neben dem Ende 52des Aus Blechscheiben zusammengefügten Wicklungsträgers 14 angeordnet ist.

In den Fig. 3 bis 6 sind die Rohlinge für die Scheiben 26 und 28 dargestellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen einen zur Herstellung; der Scheibe 26 benötigten Rohling 6o, der schon ringförmig ausgebildet ist und eine Zentralöffnung 62 aufweist. Unmifetel* bar an dieser Öffnung weist der Rohling 6o seine grösste Star** ke auf, die bis zum ausseren Rand 64 allmählich abnimmt. Der in Figv 5 gezeigte Rohling 66 vf&zä aur Herstellung cter &

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be 28 verwendet. Auch er besitzt eine ZentralÖffnung 68 von gleicher Größe wie die Öffnung 62 im Rohling 6o und auch dieser Rohling verjüngt sich von seiner Mittelzone zum Rand 7o.

In den Rohling 6o werden dann eine Anzahl von Schlitzen 72 eingearbeitet oder ausgestanzt (Fig.. 7). Jeder Schlitz 72 besteht aus einem ersten Teil 74", der sich im wesentlichen radial vom Zentrum der Öffnung 62 erstreckt und dann in einen abgewinkelten Teil 76 übergeht. Wie diesen Zeichnungen zu entnehmen ist, beträgt der Winkel zwischen dem Teil 74 und dem Teil 76 der Schlitze 72 annähernd 90⁰V In den Rohling werden weiterhin eine entsprechende Anzahl von Leiteraufnahmen 34 in Form von Öffnungen und Schlitzen eingearbeitet. Der Fig. 7 lässt sich weiterhin entnehmen, daß der Schrägteil 76 der Schlitze 72 sich nicht bis zur Peripherie der Scheibe erstreckt..

Der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Rohling 66 wird in gleicher Weise zu dem in Fig. 8 dargestellten Bauelement bearbeitet. Auch dieses besteht aus einer Anzahl von Schlitzen 8o, die sich- aus einem ersten» vom Zentrum der Öffnung 68 annähernd radial erstreckenden Tail 82 und einem zu diesem Teil 82 •schräg abgebogenen Teil. 84 ausanunensetssen* Par Kinkel zwischen dem ersten Teil 82 und dem zweiten Teil 84 kann etwas .großer als der Winkel zwischen, den» ersten· Teil 74 ηηύ dem 'zweiten Teil 76 des "Schlitzes 12 nach Fig».? seisu !Sie beim Rohling 8o sind auch bei diesem !teiler aufnahme» 36 in Form von Bohrungen und -Schlitzen etegearfoeitat-.unü wia bei ersterein erstrecken sich-die aweiten - Teile 84 'der-Schiit,»© 8o ■ nicht bis zur Peripherie des Rohlings. Ss s@i darauf hingewiesen* daß die. Teile 76. der Schlitze 72 ira^;"Eohling So und die SPeile 84 der Schiitsse "8e im Rohling SS eafcgegengeeetast zueinander und bezogen auf eine'. Radiallinie "fön der Achse

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der Welle 12 aus gerichtet sind. Die zu den Ausführungen der Fig. 7 und 8 weiter bearbeiteten Rohlinge 6o und 66 werden dann mit ihren Flanschen 4o und 42 zusammengefügt. Eine Lötlegierung herkömmlicher Zusammensetzung, beispielsweise Kupfer oder Zinn,wird zwischen die Grenzflächen der Flansche 4o und 42 gebracht. Die in Fig. 9 gezeigte Baugruppe wird danach so hoch und so lange erwärmt, daß eine Verlötung der Flansche 4o und 42 zu einer festen elektrisch leitenden Verbindung erfolgt.

Die in Fig. 9 gezeigte Baugruppe wird dann in eine aus zwei Hälften bestehende Form gestellt. Eine Formhälfte weist eine Anzahl von Stiften auf, die die Leiteraufnahmen 34 der Fig. durchragen. Auch die andere Hälfte dieser Gußform besitzt eine Anzahl von Stiften, die die Leiteraufnahmen 36 des Bauelementes nach Fig. 8 durchragen. Der Stahlring oder die Buch se 48 wird ebenfalls genau in die Form eingesetzt, so daß sie in genauem Abstandsverhältnis gegenüber den Flanschen 4o und 42 an jedem der Segmente der Scheiben 26 und 28 liegt* Eine herkömmliche Preßmasse von hoher mechanischer Festigkeit und mit guten isolierenden Eigenschaften wird dann zur Ausbildung des Komutators in die Form eingebracht. Diese Mischung füllt die Schlitze 8o und 72 in den in Pig. 8 und 7 gezeigten Bauelementen und füllt auch den Spalt 9ö zwischen beiden Schei-.ben. Die Form ist derart ausgebildet, daß die Masse einen.Isolatioiisring So-; gemäß Fig» 1 bildete Die Masse umgibt" auch.-.den -. Ring 48" im Komutator- -24/ der während -dieses Formproseßes aus« gebildet wird und mit dem -Isolationsring" So verbünden "ist." "' ■

Nachdem-die Baugruppe aus .der Form herausgenommen .^r de _r ^: wird sie. in eine ."Drehbank, oder .ein anderes- OrengerMt gesparmtj auf " dem die. Peripherie /des -ersten-,: die-^: Scheibe .-26-" ergebenden" Roh-; l-ing/So bis zu "einer Tiefe abgedreht/Wird|- die- dem;"'auiaromen-".-·. ..hängenden "Scheibenkeil,-entsprieht> so".daß;.--tile- Siriöen^:r

teile 76 der Schlitze 72 freigelegt werden und die in Pig. 1 und Io gezeigten Leitersegmente 3o entstehen.

Dieses Bauelement wird dann auf die Läuferwelle 12 mittels eines Preßsitzes zwischen Buchse 48 und Welle 12 montiert und so angeordnet," daß die Ringschicht der Isolationsmasse gegen das Ende 52 des Wicklungsträgers 14 stößt. Danach wird der Rohling 66 so weit abgedreht, daß die Endteile 84 der Schlitze 8o freigelegt werden und Segmente 32 der fertigen Scheibe 28 entstehen.

Wie bei der Fertigung von herkömmlichen Läufern auch wird eine Anzahl von Haarnadelleitern, 18 und 2o mittels einer bekannten Maschine in die Wicklungsaufnahmeη 16 eingebracht. Die Leiter 2o werden dann in die Leiteraufnahmen 34 eines jeden Segmentes 3o der Scheibe 26 eingelegt, während die äusseren Leiter 18 in jeder der Wicklungsöffnungen 16 um ca. einen rechten Winkel nach auswärts gebogen werden. Die Leiter 2o werden anschließend mit den Segmenten,3o durch Walzen der Umfangszone der Scheibe 26 in einem Lötbad befestigt. Nach diesem Vorgang werden ,die Leiter 18 in die Leiteraufnahmen 36 eines jeden Segmentes 32 der Scheibe 28 eingeführt und die Umfangszone dieser Scheibe 28 in einem Lötbad gewälzt, so daß eine gute elektrische Verbindung zwischen den Leiterenden und den entsprechenden Segmenten 32 entsteht. Die von den Segmenten 32 und dem Isolationsmaterial in den Schlitzen 8o gebildete Radialfläche 54 wird dann so weit abgedreht, daß diese Fläche 54 eine Ebene genau senkrecht zur Wellen-achse bildet. Dieses Abdrehen ist notwendig, um den Bürsten der Stromabnehmer, die an der Radialfläche 54 entlanggleiten, einen möglichst geringen Widerstand entgegenzsusetzen und eine exakte Stromabnahme zu gewährleisten'.

Den Pig. 1 und Io lässt sich deutlich entnehmen, daß jedes Wo 7923 hg / 18.9.1969

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Komutatorsegment 32 der Scheibe. 28 über die Flansche 4o und 42 mit einem entsprechenden Segment der Scheibe 26 elektrisch verbunden ist. Beispielsweise ist das dem Leiter 18* zugeordnete Komutatorsegment 32' über den sich axial erstreckenden Plansch dieses Segmentes mit dem Segment 3o* der Scheibe 26 über dessen,Axialflansch 42 verbunden. Das Segment 3o* wiederum liegt am Leiter 2ο¹· Diese Verbindung der sich axial erstreckenden Flansche 4o und 42 ist durch die Zone 96 in Fig. Io gekennzeichnet. Gleichzeitig ist ein Leitersegment 32· * eines Leiters 18¹¹ mit einem Segment 3o" eines Leiters P 2o" elektrisch verbunden. Diese Segmente 32" und 3o" sind über ihre Axialflansche 4o und 42 verbunden, die in der durch das Bezugszeichen 98 gekennzeichnenden Zone liegen. Die Teile der Schlitze 72 und die Teile 82 der Schlitze 8o zusammen mit . dem Isolationsring 46 und dem in. den Schlitzen 74 und 82 liegenden Isoliermaterial trennen die durch die Flansche 4o und 42 gebildete elektrische Verbindungen der Segmente 3o und

',■'.". Wie in Fig. Io gezeigt, beträgt der von dem Leiter 18*, dem Segment 32' und dem Wellenmittelpunkt sowie von dem Leiter 2ο¹ und dem Wellenmittelpunkt gebildete Winkel ungefähr 90°. Dies gilt für jeden Leiter 18, der mit irgendeinem anderen Leiter 2o^f über ein Segment 32 der Scheibe 28 und ein Segment 3o der Scheibe 26 verbunden ist. Dies trifft für eine vierpolige Maschine zu, in der die Leiter um 90° gegeneinander versetzt an der Peripherie des Wicklungsträgers angeordnet sind. Wie oben beschrieben, hängt dieser Winkelabstand von der Anzahl der Pole der elektrischen Maschine ab, in welche der,erfindungsgemäße Läufer eingebaut wird. Der für andere Polzahlen richtige Winkel ergibt siφ aus einer Teilung von 360° durch die Anzahl der Pole· .

Der Läufer gemäß der Erfindung ist einfach aufgebaut, billig/ und mit geringeren Kupfermengen herzustellen als gewöhnliche

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Maschinen, bei denen die aus dem Wicklungsträger kommenden Windungen oder Leiter:mit dem Komutator verbunden sind. Zu dieser Einsparung an Kupfer kömmt noch eine durch die geringere Leiterlänge bewirkter Reduktion des elektrischen Wicklungswiderstandes des AnkersVdie eine vergrösserte Nutzleistung der elektrischen Maschine und eine gesteigerte Arbeitsleistung pro Volumeneinheit zur Folge hat.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

lJ Läufer für elektrische Maschinen, bestehend aus einer Welle mit einem als Blechpaket ausgebildeten Wicklungsträger und in diesem parallel zur Läuferachse verlaufenden Wicklungsaufnahmen, in denen jeweils mindestens zwei gegeneinander isolierte, in radialem Abstand voneinander liegende Leiter angeordnet sind, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß ein aus zwei Elementen (26, 28) zusammengesetzter Metallkomutator unmittelbar vor der einen Wicklungsstirnseite auf der Welle (12) befestigt ist, daß jedes Komutatorelement (26, 28) aus untereinander isolierten Segmenten (3o, 32) besteht, daß jeweils ein Segment (32·) des ersten Komutatorelementes (28) mit einem entsprechenden Segment (3o' ) des zweiten Komutatorelementes (26) elektrisch verbunden ist, und daß jeweils ein erster Ankerleiter (18) über je einen Anschluß (36) mit einem Segment (32*) des ersten Komutatorelementes (28) und jeweils ein zweiter Anker (2o) über einen Anschluß (34) mit einem Segment (3ο') des zweiten Komütatojfelementes (26) ver-" bunden ist, wobei die über die Segmente (3a, 32) miteinander verbundenen, koaxial zur Wellenachse im Anker (14) liegenden Leiter (18, 2o) um eine Bogenlänge versetzt im Anker (14) angeordnet sind. ;
2. Läufer nach Anspruch 1, . d a d u r c h g e k e nnzeichnet, daß die Leiteranschlüsse (36) der ersten Leiter (18) radial ausserhalb der LeiteranschlÜsSfe (34) der sweiten Leiter (2o) liegen. , ; 1

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3. Läufer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komutatorelemente (28, 26) mit axialem Zwischenabstand hintereinander auf der Welle (12) befestigt sind.
4. Läufer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Komutatorelemente (26, 28) senkrecht zur Läuferachse liegen und für die Stromabnahme durch Bürsten eine glatte Stirnfläche (52) aufweisen.
5. Läufer nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r ch g ekennzeichnet, daß die Komutatorelemente (26,28) als in eine Vielzahl von Leitersegmenten (3o, 32) unterteilte Scheiben ausgebildet sind.
6. Läufer nach Anspruch 5, dadurch geke nnzeichnet, daß je ein Leitersegment (3ο¹) der ersten Scheibe (26) mit je einem entsprechenden Leitersegment (32·) der zweiten Scheibe (28) über einen isolierten, unterteilten Axialrflansch (4o, 42) elektrisch verbunden sind.
7. Läufer nach Anspruch 1 b is 6, dadurch g ekennzeichne t, daß die Leitersegmente (3öJ 32) der Komutatorscheiben (26, 28) durch mit;Isoliermasse gefüllte Schlitze (72, 8o) gegeneinander isoliert sind und daß diese Schlitze (72, 8o) aus einem inneren, annähernd radialen Teil (74, 82) und einem äusseren Schrägteil (76, 84) bestehen, wobei die Schrägteile (76, 84) beider Scheiben (26, 28) entgegengesetzt gerichtet !sind.

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