DE2841838C2

DE2841838C2 - Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen zylindrischen Läuferwicklung für eisenlose Gleichstrommaschinen

Info

Publication number: DE2841838C2
Application number: DE2841838A
Authority: DE
Inventors: Yoshimitsu Settsu Nakamura
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1978-09-26
Publication date: 1985-04-04
Also published as: US4370581A; DE2841838A1; FR2404944A1; NL181538C; FR2404944B1; NL181538B; JPS5450958A; GB2005484B; NL7809631A; JPS5924620B2; GB2005484A

Description

eines Wicklungsverbandes von ersten Teilspulen der Leiterdraht zur Ausbildung von schlaufenförmigen Anzapfungen herausgeschleift wird, bevor der Wicklungsverband vqn zweiten Teilspulen usw. eine entsprechende Ausbildung erfährt Dieses gattungsähnliche Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen zylindrischen Läuferwicklung für eisenlose Gleichstrommaschinen ist mit einem noch größeren Fertigungsaufwand verbunden und im übrigen darin besonders nachteilig, daß für das Zusammenrollen des flach zusammengedrückten Wicklungsbandes engere Fertigungstoleranzen kaum eingehalten werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angebenen Gattung so auszubilden, daß der elektrische Reihenanschhiß der Teilspulen der einzelnen Wicklungslagen weniger aufwendig bewerkstelligt werden kann und damit eine solche zylindrische Läuferwicklung für eisenlose Gleichstrommaschinen mit geringeren Kosten und einer weniger hohen Fehlerquote herstellbar ist.

Die durch den Patentanspruch gekennzeichnete erfindungsgemäße Lösung für diese Aufgabe bringt im wesentlichen den Vorteil, daß durch den dabei verwirklichten Verzicht auf eine Ausbildung von besonderen schlaufenförmigen Anzapfungen bei der Wicklung des Leiterdrahtes der elektrische Reihenanschluß der einzelnen Teilspulen nicht abschließend noch besonders bewerkstelligt werden muß, sondern mit Ausnahme des Wicklungsanfanges und des Wicklungsendes in den Wicklungsprozeß integriert wird, so daß nach dem Abschluß der Wicklung nur noch der Anfang und das Ende des Leiterdrahts miteinander verbunden werden müssen, um die Fertigstellung der Läuferwicklung zu erhalten. Es entfällt damit bei der erfindungsgemäßen Herstellung einer solchen mehrlagigen zylindrischen Läuferwicklung das aufwendige Aufschneiden solcher schlaufenförmiger Anzapfungen und die ebenso aufwendige und dabei gleichzeitig mit einer hohen Fehlerquote behaftete Verbindung der beiden Teillängen jeder aufgeschnittenen Schlaufe in der geschilderten aufeinanderfolgenden Reihenfolge unter den jeweils einander entsprechenden Teilspulen der einzelnen Wicklungslagen, womit neben entsprechend verbilligten Herstellungskosten auch eine größere Zuverlässigkeit für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Läuferwicklungen garantiert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer eisenlosen Gleichstrommaschine, die mit einer erfindungsgemäß hergestellten Läuferwicklung versehen ist

Fig.2 eine Schemadarstellung einer zweilagigen Läuferwicklung zur Veranschaulichung des Anschlußprinzips von dabei für beide Wicklungslagen jeweils vorgesehenen fünS Teilspulen,

Fig.3 eine Perspektivansicht einer Läuferwicklung, bei der das in F i g. 2 veranschaulichte Anschlußprinzip der einzelnen Teilspulen verwirklicht ist

F i g. 4 eine Schemadarstellung einer Abwicklung der Läuferwicklung gemäß Fig.3 zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung dieser Läuferwicklung und

Fig.5 eine entsprechende Schemadarstellung zur Veranschaulichung einer Abwandlung dieses Herstellungsverfahrens.

Die eisenlose Gleichstrommaschine gemäß F i g. X umfaßt ein topfförmiges Eisenrückschlußteil 1, an dessen Boden ein zur Halterung eines Dauermagneten 3 -vorgesehenes Isolierstück 2 festgeklemmt ist Das Isolierstück 2 weist zwei Lager 4 für eine Läuferwelle 5 auf, an der eine in dem zwischen dem Eisenrückschluß teil, 1 und dem Dauermagneten 2 geschaffenen Arbeitsluftspalt angeordnete zylindrische Läuferwicklung 6 mittels einer Isolierplatte 7 befestigt ist Ah der Außenseite der Isolierplatte 7 sind einzelne Kollektorsegmente 8 angeordnet die durch radial ausgerichtete Zwischenräume voneinander getrennt und mit dem oberen Rand der

ίο Läuferwicklung 6 in stromleitender Berührung gehalten sind. An den Kollektorsegmenten 8, deren Anzahl die Polzahl der Gleichstrommaschine bestimmt liegen zwei Kontaktbürsten 9 an, die für einen Stromanschiuß über ein Deckelteil 10 des Eisenrückschlußteils 1 nach außen vorstehen.

Die zylindrische Läuferwicklung 6 ist mit einer inneren Wicklungslage L\ und einer äußeren Wicklungslage Li aus einem mittels eines Spulenwicklers im Hin- und Hergang längs eines zylindrischen Domes ununterbrochen so geführten Leiterdraht gewickelt, daß dabei für jede der beiden Wicklungslagen in --,bwechselnder Reihenfolge in Abhängigkeit von der ä*o!zahl der Gleichstrommaschine beispielsweise fünf Teilspulen zur Ausbildung kommen, die nach der Darstellung in Fig.3 eine dreieckige Form aufweisen und jeweils aus uiehreren Windungen bestehen, die bei den einzelnen, in Umfangsrichtung der Läuferwicklung aufeinander folgenden Teilspulen mit wechselnden Ausrichtungen schräg zur Läuferachse verlaufen. Alle Teilspulen der beiden Wicklungslagen L\ und L₂ weisen dabei jeweils eine Umfangslänge von der Größe -^T/„ auf, wobei π die Anzahl der Kollektorsegmente ist

Aus der Schemadarstellung gemäß F i g. 2 ist ableitbar, daß bei der Herstellung der zweilagigen Läuferwicklung gemäß F i g. 3 der Leiterdraht bezüglich eines Wicklungsanfanges 2a zunächst zur Wicklung einer ersten Teilspule L\ \ der inneren Wicklungslage L\ geführt wird und dann nach der Wicklung von deren letzter Windung über eine Zwischenlänge Ib zur Wicklung der entsprechenden Teilspule Li\ der äußeren Wicklungslage Li übergewechselt wird. Wenn die Wicklung dieser nächsten Teilspule Ln über eine mit der Teilspule Ln entsprechende Umf angslänge von der Größe -^T/s mit der Wicklung der letzten Windung abgeschlossen ist dann wird über eine weitere Zwischenlänge 2c auf die Wicklung der nächsten Teilspule Ln der inneren Wicklungslage L\ ebenfalls über eine Umfangslänge -^T/s übergewechselt usw. Die Wicklung der letzten Teilspule L25 der äußeren Wicklunglage Li ergibt dann für den Leiterdraht ein Wicklungsende 2e, das folglich dann nur noch mit dem Wicklungsanfang 2a entsprechend der Darstellung in F i g. 3 verbunden werden muß, um damit für alle Teilspulen Ln bis L^ der inneren Wicklungslage L\ und aller Teilspulen L₂\ bis L₂₅ der äußeren Wicklungslage L₂ einen elektrischen Reihenanschluß zu erhalten.

Aus der abgewickelten SchemadarstcUung gemäß Fig.4 ist für dieses Wicklungsprinzip der einzelnen Teilspulen der ^;n F i g. 3 dargestellten Läuferwicklung einer axialen Länge /_r ableitbar, daß dabei der Leiterdraht für die Wicklung der ersten Windung der Teilspule Ln der inneren Wicklungslage L\ zunächst längs der Linie a-1-2 im Hin- und Hergang zwischen den beiden axialen Enden der Läuferwicklung mit einer zu deren Achse schrägen Ausrichtung geführt wird, und sich daran dann die Wicklung einer zweiten Windung ebenfalls im Hin- und Hergar.g des Leiterdrahtes längs der Linie 2-3-4-5 unter Einhaltung eines gewissen Zwischenraumes zu der ersten Windung anschließt. Wenn die Wick-

lung der letzten Windung entsprechend der Linie 12-13-6 über eine Umfangslänge U von der Größe "1% abgeschlossen ist, dann wird der Leiterdraht mit der Zwischenlänge 2b nach der Linie b-A₁-CaUi der Mantelfläche der inneren Wicklungslage Li längs der Umfangs- s länge U zum Überkreuzen aller Windungen dieser zuerst gewickelten Teilspule Ln der inneren Wicklungslage L\ gebracht, so daß dann anschließend ohne eine Änderung der Wicklungsrichtung mit der Wicklung der ersten Windung der Teilspule L₂I der äußeren Wick- ίο Jungslage Li wiederum mit einem Hin- und Hergang des Leiterdrahtes zwischen den beiden axialen Enden der Läuferwicklung nach der gestrichelten Linie l'-2'-3'-4' begonnen werden kann. Diese erste Windung der Teilspule Ln erfährt dabei eine Anordnung zwischen und is oberhalb der ersten und der zweiten Windung der Teilspule Lh der inneren Wicklungslage Li, wie es aus dem Verlauf der gestrichelten Linie im Verhältnis zu dem Verlauf der ausgezogenen Linien aus F i g. 4 ableitbar ist, wobei diese Anordnung dann auch für die weiteren Windungen der Teilspule L21 eingehalten wird. Sobald die Wicklung der letzen Wicklung der Teilspule L21 abgeschlossen ist, wird dann der Leiterdraht über die Zwischenlänge 2c zur Wicklung der nächsten Teilspule Lu der inneren Wicklungslage L, überführt. Dieses Wickiungsprinzip, bei dem also am Ende nur noch der Wicklungsanfang 2a mit dem Wicklungsende 2e des Leiterdrahtes miteinander zu verbinden sind, kann entsprechend der Schemadarstellung in F i g. 5 auch dahin abgewandelt werden, daß das auf der Mantelfläche der inneren Wicklungslage Li mit den Zwischenlängen 2b, 2d, 2/, 2} und 2Jt vorgenommene Überkreuzen nicht an dem den Wicklungsanfang a aufweisenden axialen Ende der Läuferwicklung verwirklicht wird, sondern vielmehr an deren anderem axialen Ende, wobei der Verlauf der entsprechenden Linie b'-Ai-c' in dieser Darstellung gleichzeitig ausweist, daß auch dabei for dieses Überkreuzen aüer Windungen der jeweiligen Teilspuic der inneren Wicklungslage L\ dieselbe Umfangslänge eingehalten werden kann. Dieses abgewandelte Wicklungsprinzip ist an der in F i g. 3 gezeigten Läuferwicklung durch die gestrichelten Linie des Zipfels B veranschaulicht, die sich also aus den Zwischenlängen des Leiterdrahtes ergeben, über welche die jeweils letzte Windung der Teilspulen der inneren Wicklungslage L\ mit der jeweils ersten Windung der Teilspulen der äußeren Wicklungslage Li verbunden sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

50

60

65

Claims

ι 2

Ausbildung gebracht wurden. Die Fertigstellung der

Patentanspruch: Läuferwicklung wird dann bei diesem bekannten Verfahren damit abgeschlossen, daß alle schlaufenförmigen

Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen zy- Anzapfungen der beiden Wicklungslagen zuerst aufge-

Iindrischen Läuferwicklung für eisenlose Gleich- 5 schnitten und anschiieBend ihre beiden .Teillängen in

, Strommaschinen, bei dem ein Leiterdraht zu jeweils abwechselnder Folge so miteinander verlötet werden,

mehrere Windungen aufweisenden Teilspulen mit daß jeweils die Teilspulen der inneren Wicklungslage an

jeweils einer Umfangslänge von der Größe "I_n we- ihrer letzten Windung mit der ersten Windung der ent-

nigstens einer inneren und einer dazu konzentri- sprechenden Teilspule der äußeren Wicklungslage und

sehen äußeren Wicklungslage schräg zur Läuferach- 10 die Teilspulen der äußeren Wicklungslage an ihrer letz-

se im Hin- und Hergang zwischen den beiden axialen ten Windung mit der ersten Windung der nächsten Tefl-

Enden der Läuferwicklung zylindrisch gewickelt spule der inneren Wicklungslage in Reihe aneinander

wird, wobei η die Anzahl der Kollektorsegmente ist angeschlossen sind. Das Aufschneiden solcher schlau-

und die Teilspulen der inneren Wicklungslage an ih- fenförmiger Anzapfungen der beiden Wicklungslagen

rer letzten Windung mit der ersten Windung der 15 der Läuferwicklung sowie das anschließende Zusam-

entsprechenden Teilspule der äußeren Wicklungsla- -nienlöten der beiden bei diesem Aufschneiden erhalte-

ge und die Teilspulen der äußeren Wicklungslage an nen Teillängen jeder Schlaufe unter Einhaltung dieser

ihrer letzten Windung mit der ersten Windung der abwechselnden Reihenfolge bezüglich der Teilspulen

nächsten Teilspule der inneren Wicklungslage in der inneren und der äußeren Wicklungslage ist sehr

Reihe aneinander angeschlossen werden, d a - 20 aufwendig und führt leicht zu einer hohen Fehlerquote,

durch ge Kennzeichnet, daß jeweils die letz- die umso größer ausfällt je mehr Wicklungslagen für die

te Windung (12—13—b; ΐ4—i5~oyderTeiispuien Läuferwickiung und je mehr Teiispuien einer überein-

(L, 1 bis L») der inneren Wicklungslage (Li) an einem stimmenden Anzahl für die einzelnen Wicklungslagen

der beiden axialen Enden der Läuferwicklung durch gewünscht werden.

ein auf der Mantelfläche der inneren Wicklunglage 25 Aus der US-PS 36 94 684 ist für ein gattungsähnliches längs der Umfangslänge -V_n vorgenommenes Über- Verfahren zur Herstellung einer wenigstens zweilagikreuzenfö—A,—c-.b'—A\—c/aller Windungen die- gen Läuferwicklung für eisenlose Gleiehstrommaschiser Teilspulen an die erste Windung (1'—2'—3'—4') nen bekannt, unter Verwendung eines Domes mit rauder entsprechenden Teilspule (Li, bis L») der äuße- tenförmigem Querschnitt den Leiterdraht von dem eiren Wicklungslage (Li) und die letzte Windung der 30 nen zu dem anderen axialen Ende des Domes in einem Teilspulen (Li\ bis L25) der äußeren Wicklungslage sog. Pilgerschritt ununterbrochen so zu führen, daß zu- (Li) durch eir Überführer, des Leiterdrahtes an die nächst zwei Windungen einer ersten Teilspule der inneerste Windung der nächsten Teilspule (Lu bis L,$) ren Wicklungslage gewickelt werden, dann eine erste der inneren Wicklungsiage (L,') ohne eine Änderung Windung einer entsprechenden ersten Teilspule der äuder Wicklungsrichtung kominuie-üch angeschlossen 35 ßeren Wicklungslage über diese zwei Windungen darwerden, womit die Läuferwicklung durch eine /i-fa- über gewickelt wird, dann eine dritte Windung der erche Wiederholung des Wickeins für jede Teilspule sten Teilspule der inneren Wicklungslage und anschlieder beiden Wicklungslagen fertiggestellt wird. ßend eine zweite Windung der ersten Teilspule der äußeren Wicklungslage usw. gewickelt werden. Sobald die

40 Windungen dieser ersten Teilspulen vkr inneren und der

äußeren Wicklungslagen auf diese Weise beim Erreichen der für diese Teilspulen gewünschten Windungsan-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her zahl einzeln aufeinanderfolgend gewickelt worden sind, stellung einer mehrlagigen zylindrischen Läuferwick- wird der Leiterdraht zur Ausbildung einer schlaufenförlung für eisenlose Gleichstrommaschinen der durch den 45 migen Anzapfung aus dem Wicklungsverband der er-Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gat- sten Teilspulen einmalig herausgeführt bevor dann antung. schließend die Ausbildung eines Wicklungsverbandes Bei einem aus der US-PS 33 60 668 bekannten Ver- von zweiten Teilspulen der inneren und äußeren Wickfahren dieser Art wird unter Verwendung eines zylindri- lungslagen bis zum Erreichen der für die fertige Läuferschen Domes mit einem der lichten Durchmesser der 50 wicklung gewünschten Anzahl von Teilspulen entsprefertigen Läuferwicklung entsprechende Durchmesser chend fortgesetzt wird. Die auf dem Dom nach diesem zunächst deren innere Wicklungslage fertiggestellt, wo- Pilgerschrittverfahren fertiggestellte Wicklung des Leibei an jedem Übergang zwischen zwei benachbarten te;drahtes wird dann von dem Dorn abgezogen und zu Teilspulen, die bei diesem Wicklungsprinzip eine etwa einem flachen Wicklungsband zusammengedrückt, das dreieckförmige Ausbildung erfahren, der ununterbro- 55 jetzt noch zu einer zylindrischen Form zusammengechen geführte Leiterdraht jeweils einmal zur Ausbil- rollt werden muß, bei der dann die beiden axialen Enddung einer schlaufenförmigen Anzapfung an dem einen kanten des Wicklungsbandes eine überlappte Anordaxialen Ende der Läuferwicklung herausgeschleift wird. nung aufweisen und über das eine axiale Ende der Zylin-Nach der Fertigstellung der inneren Wicklungslage derform die schlaufenförmigen Anzapfungen der beiden wird anschließend die äußere Wicklungslage der Lau- 60 Wicklungslagen vorstehen. Nach den CH-PS'en ferwicklung entsprechend fertiggestellt, wobei auch da- 5 49 302 und 5 49 305 ist das an einem Dorn mit rautenbei an jedem Übergang zwischen zwei benachbarten förmigem Querschnitt verwirklichte Pilgerschrittver-Teilspulen durch ein einmaligen Herausschleifen des un- fahren der Wicklung eines ununterbrochen geführten unterbrochen geführten Leiterdrahtes an jedem Über- Leiterdrahtes in der Weise abgewandelt, daß dabei in gang zwischen zwei benachbarten Teilspulen schlaufen- 65 den einzelnen Wicklungslagen jeweils bis zu 5 Windunförmige Anzapfungen für das gleiche axiale Ende der gen aufeinanderfolgend gewickelt werden, bevor auf die Läuferwicklung bereit gestellt werden, an dem zuvor Wicklung einer jeweils nächsten Wicklungslage übergedie Anzapfungen von deren innerer Wicklungslage zur wechselt wird, wobei auch dabei nach dem Abschluß