DE10021392A1 - Glockenankerelektromotor - Google Patents
GlockenankerelektromotorInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Glockenankermotor mit einem Kollektor, der eine aus mehreren Kollektorlamellen gruppierte Kollektorhülse und eine Kollektorscheibe zum Befestigen einer Wicklungshülse umfasst. Die Kollektorscheibe weist im Wesentlichen achsparallele Durchgangsöffnungen auf. Jede Durchgangsöffnung ist mindestens einer Anschlussfahne einer Kollektorlamelle zugeordnet. Die Anschlussfahne ragt seitlich in den von der Durchgangsöffnung aufgespannten Umriss hinein. Des Weiteren steht die Anschlussfahne jeweils mit einer Wicklungsspule der Wicklungshülse elektrisch in Verbindung. Ein solcher Elektromotor soll mit einer günstig ausgestalteten Funkenlöscheinrichtung ausgerüstet werden. Hierzu ist in den Durchgangsöffnungen jeweils mindestens ein Chipkondensator mit einer ersten und einer zweiten Anschlussseite angeordnet. Die erste Anschlussseite ist mit der zugeordneten Anschlussfahne einer Kollektorlamelle elektrisch kontaktiert. Die zweiten Anschlussseiten der Chipkondensatoren sind mittels eines an der, den Anschlussfahnen abgewandten Rückseite der Kollektorscheibe angeordneten Kurzschlussring elektrisch zusammengeschaltet. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Nachrüstsatz für einen solchen Elektromotor, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Description
Die vorliegend Erfindung betrifft einen Glockenankerelektromotor mit einem Kollektor,
der eine aus mehreren Kollektorlamellen gruppierte Kollektorhülse und eine Kollek
torscheibe zum Befestigen einer Wicklungshülse umfasst, wobei die Kollektorscheibe
im Wesentlichen achsparallele Durchgangsöffnungen aufweist, jede Durchgangsöff
nung mindestens einer Anschlussfahne einer Kollektorlamelle zugeordnet ist, die An
schlussfahne seitlich in den von der Durchgangsöffnung aufgespannten Umriss hin
einragt und die Anschlussfahne jeweils mit einer Wicklungsspule der Wicklungshülse
elektrisch verbunden ist.
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung stellt ganze Serien von Glockenanker
elektromotoren her, von denen einige die gattungsgemäße Konstruktion aufweisen.
Die Anschlussfahnen sind in aller Regel nicht innerhalb der Durchgangsöffnungen,
sondern an der Vorderseite der Kollektorscheibe vor den Durchgangsöffnungen an
geordnet. Schaut man auf die Rückseite der Kollektorscheibe bzw. in die Wicklungs
hülse hinein, so sind durch die Durchgangsöffnungen die Anschlussflächen der An
schlussfahnen zu sehen. Die Formulierung, dass die Anschlussfahne seitlich in den
von der Durchgangsöffnung aufgespannten Umriss hineinragt, soll auch für eine sol
che Anordnung gelten. Die einzelnen Wicklungsspulen der Wicklungshülse weisen
Anschlussdrähte auf, die durch die Durchgangsöffnungen vom Inneren der Wick
lungshülse zu den Anschlussfahnen geführt sind. Hierdurch sind die relativ filigranen
Anschlussdrähte sehr gut geschützt. Die Durchgangsöffnungen dienen auch zum
Einfahren einer Schweißvorrichtung, die die Anschlussdrähte mit den Anschlussflä
chen der Anschlussfahnen verschweißt. Durch diesen Verschweißungsvorgang liegt
auch die Schweißstelle an einer geschützten Stelle, insbesondere an der Rückseite
der Anschlussfahne. Bevorzugt ist die Kollektorscheibe durch Umspritzen der Rotor
welle mit einem geeigneten Kunststoff hergestellt worden. Gleichzeitig werden bei
einem solchen Vorgang auch die Kollektorlamellen mit eingespritzt. Der vordere, zu
einer Kollektorhülse gruppierte Bereich der Kollektorlamellen verläuft parallel zur
Rotorachse, wohingegen die Anschlussfahne von diesem Bereich rechtwinklig nach
außen abgebogen ist und radial zur Rotorachse verläuft. Die Kollektorlamellen sind
durch den Kunststoff voneinander isoliert angeordnet. Mit jeder Kollektorlamelle ist
ein Anschlussdraht einer Wicklungsspule verbunden. Bei Glockenankerelektromoto
ren spricht man auch von eisenlosen Läufern, da im Innern der Wicklungshülse ein
hohlzylindrischer Permanentmagnet angeordnet wird, der Teil des Stators ist.
Zur Verbesserung der Lebensdauer von Elektromotoren mit Kommutator ist es be
kannt, eine Funkenlösch- bzw. Funkenunterdrückungseinrichtung vorzusehen. Durch
diese sollen Spannungspitzen, die bei der Stromwendung auftreten, reduziert wer
den. Aus der EP 0714159 A2 ist eine Kollektorhülse für einen Rotor mit Eisenblech
paket beschrieben. Die Unterdrückungseinrichtung umfasst Chipkondensatoren, de
ren erstes Anschlussende mit einer Anschlussfahne einer Kollektorlamelle im elektri
schen Kontakt steht und deren zweite Anschlussfläche mit einem Kurzschlussring in
elektrischen Kontakt steht. Durch den elektrisch leitenden Kurzschlussring werden
Chipkondensatoren an ihrer zweiten Anschlussstelle in einem Sternpunkt zusam
mengeschaltet. Die Kollektorhülse umfasst in einer Ausführungsform einen auf der
Rotorwelle aufsitzenden Basiskörper, der radial abstehende Arme umfasst. Jeder
Arm ist einer Kollektorlamelle und einem Chipkondensator zugeordnet. Der Arm weist
eine von der Vorderseite offene Aufnahmetasche zum Einschieben des Chipkonden
sators, sowie Rastaufnahmen für Rastelemente der Kollektorlamellen auf. Durch Ein
rasten der Kollektorlamelle kommt die Anschlussfahne automatisch mit der ersten
Anschlussstelle des Chipkondensators in Berührung. Ein von außen aufgesetzter,
elektrisch leitender Federring, der in einem seitlichen Durchbruch der Aufnahmeta
sche für den Chipkondensator eingeclipst wird, verbindet die zweiten Anschlussstel
len der Chipkondensatoren miteinander. Im Abstand zu diesem Basiskörper ist dann
das Rotorblechpaket mit den Wicklungen angeordnet, wobei die Anschlussdrähte der
Wicklungen frei hängend zu der Anschlussfahne geführt sind. Die in dieser Druck
schrift beschriebenen Ausführungsbeispiele umfassen immer nur drei Kollektorla
mellen und drei Chipkondensatoren.
Der Anmelderin ist es nicht bekannt, dass die in der obigen Druckschrift beschriebe
nen Elektromotoren serienmäßig hergestellt worden sind. Offensichtlich hat sich der
relativ komplizierte Aufbau des Kollektors als zu nachteilig und störungsanfällig her
ausgestellt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Glockenankermotor der
eingangs genannten Art unter Umständen auch in Form eines Nachrüstsatzes mit
einer Funkenunterdrückungseinrichtung zu versehen, die konstruktiv einfach aufge
baut und störungsunanfällig in den Motoraufbau integriert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in den Durchgangsöff
nungen jeweils mindestens ein Chipkondensator mit einer ersten und einer zweiten
Anschlussseite angeordnet ist und dass die erste Anschlussseite mit der zugeordne
ten Anschlussfahne einer Kollektorlamelle elektrisch kontaktiert ist und die zweiten
Anschlussseiten der Chipkondensatoren mittels eines an der, den Anschlussfahnen
abgewandten Rückseite der Kollektorscheibe angeordneten Kurzschlusssrings elekt
risch zusammengeschaltet sind.
Das bedeutet, dass die Funkenunterdrückungseinrichtung zu einem Großteil in der
Kollektorscheibe integriert ist, wobei der Kurzschlussring an einer nicht exponierten
Stelle im Innern der Wicklungshülse platziert ist. Diese Anordnung macht es möglich,
die Chipkondensatoren auch noch dann fertigungstechnisch einzubringen, wenn die
Kollektorlamellen bereits zur Kollektorhülse gruppiert und in der Kunststoffmasse der
Kollektorscheibe eingebettet sind. Das Einsetzen der Funkenunterdrückungseinrich
tung erfolgt nämlich nicht von der Vorderseite der Kollektorscheibe, sondern von der
Rückseite her. Sowohl die Anschlussfahnen als auch der Kurzschlussring können bei
dieser Anordnung als Anschlagelemente ausgestaltet sein und die Positionierung bei
der Montage erleichtern. Die Aufgabe des Kurzschlussringes besteht darin, die zwei
ten Anschlussseiten der Chipkondensatoren in einem Sternpunkt zusammen zu
schalten. Es ist verständlich, dass auch nicht vollständig geschlossene Kurzschluss
ringe diese Aufgabe erfüllen können.
Des Weiteren können die Chipkondensatoren senkrecht auf dem Rückschlussring
angeordnet und mit diesem zusammen als Baugruppe ausgestaltet sein. Diese Aus
gestaltung erleichtert insbesondere die Montage, da die Chipkondensatoren nicht
einzeln in die Durchgangsöffnungen eingesetzt werden müssen, sondern als Bau
gruppe gemeinsam einsetzbar sind, wobei der Kurzschlussring durchaus als Hand
habungshilfe dienen kann.
Aufgrund der Tatsache, dass die Erfindung eine kostengünstige Montage ermöglicht,
eignet sie sich hervorragend für Ausführungsformen, bei denen mindestens fünf
Wicklungsspulen vorgesehen sind und jeder Wicklungsspule ein Chipkondensator
zugeordnet ist. Elektrokleinmotoren mit Läuferblechpaketen sind aufgrund ihres kom
plizierten Aufbaus meist auf drei Wicklungsspulen beschränkt. Je mehr Wicklungs
spulen verwendet werden, um so gleichmäßiger ist das Drehmomentverhalten des
Motors. Durch die platzsparende Anordnung der Chipkondensatoren (z. B. nicht radi
al. sondern parallel zur Rotorachse) können diese in verhältnismäßig großer Anzahl
in den Aufbau integriert werden, so dass Glockenankermotoren mit relativ großen
Spulenzahlen (z. B. neun Spulen und mehr) mit einer hervorragend arbeitenden Fun
kenunterdrückungseinrichtung versehen werden können.
Damit eine sichere Kontaktierung der Anschlussfahnen unterstützt wird und diese
einen guten Anschlag für die Chipkondensatoren darstellen, können sich die An
schlussfahnen vor dem offenen Ende der Durchgangsöffnung an der Vorderseite der
Kollektorplatte mindestens bis zum Mittelpunkt des Umrisses erstrecken.
Eine einfache Ausführungsform des Kurzschlussrings besteht darin, dass dieser von
einer flachen Kupferscheibe gebildet ist. Eine solche Kupferscheibe eignet sich auch
sehr gut als Träger der Baugruppe.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Chipkondensatoren und/oder der Kurz
schlussring im Wesentlichen passgenau in die Kollektorscheibe, insbesondere die
Durchgangsöffnungen, eingeformt ist bzw. sind. Die Form der Kollektorscheibe gibt
dann im Eingriff mit diesen Elementen eine optimale Ausrichtung vor.
Das Konzept der vorliegenden Erfindung eignet sich auch hervorragend zum Nach-
bzw. Umrüsten von bereits vorhandenen Glockenankerelektromotoren. Deshalb be
zieht sich die Erfindung auch auf einen Nachrüstsatz für einen Elektromotor nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1. Dieser Nachrüstsatz umfasst eine Einsteckbau
gruppe aus einem Kurzschlussring und an diesem im Wesentlichen achsparallel an
geordnete und mit diesem elektrisch einseitig verbundene Chipkondensatoren, wobei
die Baugruppe derart an Durchgangsöffnungen in einer Kollektorscheibe des Elek
tromotors angepasst ist, dass sie von der Rückseite der Kollektorplatte her und mit
den Chipkondensatoren die Durchgangsöffnung durchgreifend mit den Anschlussfah
nen in Kontakt bringbar ist. Durch diesen relativ simpel aufgebauten Nachrüstsatz
lassen sich bislang bestehende Motorserien durch Varianten mit Funkenunterdrü
ckungseinrichtung vervollständigen. Prinzipiell ist ein Nachrüsten sämtlicher Elektro
motoren dieser Art erwünscht, da die Lebensdauer beträchtlich heraufgesetzt werden
kann. Änderungen an dem integralen Aufbau der Kollektorlamellen und der Kollektor
scheibe müssen für diesen Nachrüstvorgang nicht durchgeführt werden.
Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Herstellen ei
nes Elektromotors. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
Verbinden einer Wicklungshülse mit einer Kollektorscheibe,
Heranführen von Wicklungsspulenenden an die jeweils zugehörigen Kontaktfahnen,
Einführen einer Verbindungsvorrichtung in die Wicklungshülse und von der Rückseite der Kollektorscheibe in die Durchgangsöffnungen, und
elektrisches Verbinden der Wicklungsspulenenden mit zugehörigen Kontaktfahnen einer Kollektorhülse,
Entfernen der Verbindungsvorrichtung,
Einführen einer Einsteckbaugruppe gemäß Anspruch 7 in die Wicklungshülse und von der Rückseite der Kollektorscheibe zumindest mit den Chipkondensatoren in die Durchgangsöffnungen,
elektrisches Verbinden der Chipkondensatoren mit der jeweils zugehörigen An schlussfahne.
Verbinden einer Wicklungshülse mit einer Kollektorscheibe,
Heranführen von Wicklungsspulenenden an die jeweils zugehörigen Kontaktfahnen,
Einführen einer Verbindungsvorrichtung in die Wicklungshülse und von der Rückseite der Kollektorscheibe in die Durchgangsöffnungen, und
elektrisches Verbinden der Wicklungsspulenenden mit zugehörigen Kontaktfahnen einer Kollektorhülse,
Entfernen der Verbindungsvorrichtung,
Einführen einer Einsteckbaugruppe gemäß Anspruch 7 in die Wicklungshülse und von der Rückseite der Kollektorscheibe zumindest mit den Chipkondensatoren in die Durchgangsöffnungen,
elektrisches Verbinden der Chipkondensatoren mit der jeweils zugehörigen An schlussfahne.
Das bedeutet, dass der gesamte Montagevorgang dieser Bauelemente von einer
Seite her erfolgen kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bislang durchge
führte Verfahrensabläufe nicht maßgeblich geändert werden müssen. Zusätzlich
kommt noch das Einsetzen von der Einsteckbaugruppe durch die Wicklungshülse
hindurch in die Rückseite der Kollektorscheibe hinein. Dieser Vorgang kann bei einer
zusätzlichen Station durchgeführt werden, ohne dass die Orientierung des restlichen
Rotors, z. B. in einer Halterung oder ähnlichem, verändert werden muss.
Günstigerweise kann die Verbindungsvorrichtung eine Schweißvorrichtung sein, die
die Wicklungsspulenenden mit jeweils der zugehörigen Anschlussfahne verschweißt.
Sowohl die Anschlussdrähte als auch die Anschlussfahnen bestehen bevorzugt aus
Kupfer, weshalb dieser Vorgang zu einer sehr guten Verbindung führt.
Des Weiteren können die Chipkondensatoren mit den Anschlussfahnen verlötet wer
den. Ein solcher Vorgang beeinträchtigt die bei viel höheren Temperaturen herge
stellte, stabile Schweißverbindung zwischen Wicklungsspulenenden und Anschluss
fahne nicht, weshalb dieser Vorgang auch hierauf keinen nachteiligen Einfluss nimmt.
Auch können die Kondensatoren in einem Arbeitsgang mit Wicklungsabzapfungen
und Anschlussfahnen verlötet werden.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere vorgesehen, gemäß einer Verfahrensva
riante, dass die Anschlussflächen der Chipkondensatoren für die Anschlussfahnen
mit einem Lötwerkstoff benetzt sind und nach in Kontaktbringen der Chipkondensato
ren mit den Anschlussfahnen wird der Lötwerkstoff mittels einer Widerstandsheizung
aufgeschmolzen. Das bedeutet, dass die Einsteckbaugruppe vorprepariert eingesetzt
und anschließend durch simples Erwärmen mit der Widerstandsheizung die Verlötung
bei einer Temperatur erfolgt, die die Schweißverbindung zwischen Wicklungsspulen
enden und Lötfahnen nicht beeinträchtigt.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Rotorwelle mit Kollektoranordnung im Vollschnitt,
Fig. 2 die Anordnung aus Fig. 1 in einer Vorderansicht von rechts,
Fig. 3 eine in der Ausführungsform der Fig. 1 verwendete Einsteckbaugruppe in
perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Rotorwelle mit Kollektoranordnung im
Vollschnitt und
Fig. 5 die Anordnung aus Fig. 4 in einer Vorderansicht von rechts.
Die in Fig. 1 dargestellte Rotorwelle 1 mit daran angeordneter Kollektoranordnung 2
ist Bestandteil eines nicht näher dargestellten Glockenankerelektromotors mit einem,
die Rotorwelle 1 umgebenden hohlzylindrischen Permanentmagneten. Des Weiteren
umfasst ein solcher Motor eine ebenfalls nicht dargestellte Wicklungshülse, die sich
um den hohlzylindrischen Permanentmagneten gemeinsam mit der Rotorwelle 1 und
der Kollektoranordnung 2 dreht.
Die Kollektoranordnung 2 umfasst einen auf die Rotorwelle 1 aufgespritzten Grund
körper 3 aus Kunststoff, der als Bestandteil eine Kollektorscheibe 4 umfasst. Am Au
ßenumfang der Kollektorscheibe 4 wird einseitig die hohlzylindrische Wicklungshülse
befestigt, die sich dann von der Kollektorscheibe 4 weg koaxial zur Rotorwelle 1 nach
links (Fig. 1) erstreckt. Der Grundkörper 3 ist auf einen profilierten Bereich 5 (gerän
delter Bereich), sowie auf eine Ringnut 6 der Rotorwelle 1 aufgespritzt. Hierdurch
wird u. a. eine Verdrehsicherung für die Kollektorscheibe 4 bereitgestellt. Zum ande
ren eröffnet die Ringnut 6 die Möglichkeit, dass vom Grundkörper 3 gehaltene Kol
lektorlamellen 7 zu einer kleineren Kollektorhülse 8 gruppiert werden können. Die
Kollektorhülse ist koaxial zur Rotorachse A angeordnet. Jede Kollektorlamelle 7 be
steht aus einem gebogenen Kupferstab oder Edelmetallstab, der in etwa eine L-Form
aufweist. Der erste L-Schenkel 9 bildet den Bestandteil der Kollektorhülse, während
der senkrecht dazu angeordnete zweite L-Schenkel 10 die Anschlussfahne der jewei
ligen Kollektorlamelle 8 bildet. Die Oberseite der Kollektorlamellen 7 ist zumindest im
Bereich der Kollektorhülse 8 abgerundet, so dass die Hülse eine zylindrische Form
erhält. Die einzelnen Kollektorlamellen 7 sind durch die Kunststoffmasse des Grund
körpers 3 voneinander elektrisch isoliert angeordnet, sowie in ihrem mittleren Bereich
derart in der Kunststoffmasse eingebettet, dass sie sicher positioniert und gehalten
sind. Diese Halterung wird von einem Nabenstück 12 durchgeführt, das an die Kol
lektorhülse 8 angrenzt. Aus der Mantelfläche des Nabenstücks 12 stehen dann die
einzelnen Anschlussfahnen 11 radial über (siehe Fig. 2).
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind neun Kollektorlamellen 7 vorgesehen. Das
bedeutet aber auch, dass die Wicklungshülse neun Wicklungsspulen umfasst. Die
nicht näher dargestellten Anschlussdrähte der einzelnen Wicklungsspulen werden
jeweils mit einer zugehörigen Kollektorlamelle 7 verbunden. Hierzu weist die Kollek
torscheibe 4 achsparallele Durchgangsöffnungen 13 auf. Die Durchgangsöffnungen
weisen annähernd einen kreisförmigen Querschnitt auf, der jedoch im unteren Be
reich durch das Nabenstück 12 abgeschnitten ist. Durch diese Durchgangsöffnungen
13 werden die Anschlussdrähte von der Rückseite 14 der Kollektorscheibe 4 zu deren
Vorderseite 15 hindurchgeführt und mit den Anschlussfahnen 11 verschweißt. Sämtli
che Durchgangsöffnungen 13 sind im gleichen Abstand zur Rotorachse A auf einem
gemeinsamen Teilkreis T (siehe Fig. 2) angeordnet. Der Abstand der Durchgangsöff
nungen 13 zueinander ist gleich groß. Der Winkel α zwischen zwei Kollektorlamellen
7 beträgt 40°.
Die Durchgangsöffnungen 13 werden auch zum Anordnen von Chipkondensatoren 16
(SMD-Kondensatoren) verwendet. Die Chipkondensatoren 16 haben eine Quader
form, wobei eine erste Stirnseite eine erste Anschlussseite 17 bildet und die Rück
seite eine zweite Anschlussseite 18 darstellt. Die Chipkondensatoren 16 sind hoch
kant in die Durchgangsöffnungen 13 eingeschoben. Anhand der Fig. 2 ist zu erken
nen, dass diese aufgrund ihrer Diagonalabmaße knapp so in die zylinderförmigen
Durchgangsöffnungen 13 einschiebbar sind. Die zweite Anschlussseite 18 sitzt auf
einem gemeinsamen Kurzschlussring 19 auf und ist mit diesem durch ein Kontakt
mittel 20 verbunden. Der Kurzschlussring 19 besteht aus einer flachen Kupferschei
be, deren Außendurchmesser etwas größer ist als der von der Gruppierung der Chip
kondensatoren 16 aufgespannte Außendurchmesser. Der Innendurchmesser des
Kurzschlussrings 19 ist um einiges kleiner als der von den Chipkondensatoren 16
aufgespannte Innendurchmesser. Als Kontaktmittel wird bevorzugt ein Lot verwendet.
Durch den Kurzschlussring 19 sind die zweiten Anschlussseiten 18 der Chipkonden
satoren 16 in einem gemeinsamen Sternpunkt zusammengeschaltet. Darüber hinaus
bilden der dünne Kurzschlussring 19 und die darauf hochkant angeordneten neun
Chipkondensatoren 16 eine gemeinsame Baugruppe 21. Diese Baugruppe 21 lässt
sich gemeinsam von der Rückseite 14 der Kollektorscheibe 4 einsetzen. Der Kurz
schlussring 19 verbleibt dabei in der Nähe der Rückseite 14 der Kollektorscheibe 4
und die Chipkondensatoren 16 sind im Inneren der Durchgangsöffnungen 13 ange
ordnet. Durch ein geeignetes Kontaktmittel 22, z. B. ein Lot, wird die erste Anschluss
seite 17 der Chipkondensatoren 16 mit der Rückseite der Anschlussfahne 11 elekt
risch verbunden.
Die Baugruppe 21 bildet eine Funkenunterdrückungseinrichtung, die die Lebensdauer
des Elektromotors gegenüber herkömmlichen Elektromotoren ohne Funkenunterdrü
ckungseinrichtung verbessert.
Die Anordnung der Baugruppe 21 von der Rückseite 14 der Kollektorscheibe her, ist
nicht nur montagebedingt günstig, sondern auch durch die geschützte Anordnung der
Baugruppe 21 von enormem Vorteil. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit,
eine Baugruppe 21 als Nachrüstsatz bei einer ansonst gleichen Kollektoranordnung
einzusetzen. Die Herstellung des Rotors umfasst folgende Schritte:
Durch Einsetzen der Rotorwelle 1 und Einlegen der Kollektorlamellen 7 in eine
Spritzgussform und anschließendem Einspritzen von Kunststoff wird eine Rotorwelle
1 mit Kollektoranordnung 2 bereitgestellt. Anschließend wird am Außenumfang der
Kollektorscheibe 4 die Wicklungshülse angebracht. Die Kontaktenden der Wicklungs
spulen der Wicklungshülse bzw. deren Anschlussdrähte werden innerhalb der Wick
lungshülse an der Rückseite 14 der Kollektorscheibe 4 vorbei durch die Durchgangs
öffnungen 13 an die Anschlussfahnen 11 herangeführt. Eine Schweißvorrichtung wird
in das Innere der Wicklungshülse und dann in die Durchgangsöffnungen 13 hinein
gefahren und verschweißt anschließend die Anschlussdrähte der Wicklungsspulen
mit den Anschlussfahnen 11 der Kollektorlamellen 7. Nach dem Herausfahren der
Schweißvorrichtung wird die vorgefertigte Baugruppe 21 mit den Chipkondensatoren
16 voran in die Wicklungshülse eingefahren und dann in die Durchgangsöffnungen 13
eingeschoben. Die ersten Anschlussseiten 17 der Chipkondensatoren 16 sind mit
einem Lotwerkstoff vorab benetzt worden. Diese benetzten Flächen kommen dann
mit den Anschlussfahnen 11 in Kontakt. Anschließend wird eine Widerstandsheizung
an die Kontaktstelle herangeführt und diese soweit erhitzt, dass das Lot aufschmilzt
und für eine gute elektrische Kontaktierung sorgt. Die dabei gewählte Wärmeeinbrin
gung ist so groß, dass zwar ein ausreichendes Aufschmelzen des Kontaktmittels 22
erfolgt, jedoch keine Beeinträchtigung der Schweißverbindung zwischen Anschluss
fahne 11 und Anschlussdraht der Wicklungsspule gegeben ist.
Der gesamte Verfahrensablauf kann mit Ausnahme der Erwärmung durch die Wider
standsheizung von einer Montageseite her erfolgen, so dass bislang durchgeführte
Montagekonzepte nur geringfügig geändert werden müssen. Hier wirkt sich insbe
sondere die vorteilhafte Vorgruppierung der Chipkondensatoren 16 auf einen ge
meinsamen Kurzschlussring 19 sehr günstig aus.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform anhand der Fig. 4 und 5 näher er
läutert. Sofern gleiche bzw. wirkungsgleiche Bauelemente beschrieben werden, wird
auf die gleichen Bezugsziffern zurückgegriffen und auf die vorangegangene Be
schreibung verwiesen. Im Folgenden soll daher nur auf die wesentlichen Unterschie
de eingegangen werden.
Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform besteht der Hauptunter
schied darin, dass die Chipkondensatoren 16 zusammen mit dem Kurzschlussring 19
passgenau in die Durchgangsöffnungen bzw. eine für den Kurzschlussring 19 vorge
sehene Ringnut 23 eingesetzt sind. Aufgrund der Tatsache, dass der Kunststoff der
Kollektorscheibe 4 auch bis an die Rückseite der Anschlussfahne 11 heranreicht und
diese sich auch radial über die Durchgangsöffnung 13 hinaus erstreckt, kann die
Baugruppe 21 durch eine Draufsicht wie in Fig. 5 nicht gesehen werden. Das Naben
stück 12 ist hieran entsprechend angepasst. Der Durchmesser der Baugruppe 21 ist
kleiner gewählt, so dass Materialeinsparungen erfolgen können, die sich bei großen
Stückzahlen entsprechend auswirken. Die Kontaktierung der Anschlussfahnen 11
erfolgt entsprechend an einer niedrigeren Stelle bzw. mit geringerem Abstand zur
Rotorachse A. Die Art der Kontaktierung ist gleich zur vorangegangenen Kontaktie
rung. Geeignete Vorkehrungen zum Anschluss der Anschlussdrähte der Wicklungs
spulen müssen vorgesehen sein. Gegebenenfalls werden diese an der Vorderseite 15
der Kollektorscheibe 4 entlanggeführt.
Claims (11)
1. Glockenankerelektromotor mit einem Kollektor, der eine aus mehreren Kollektorla
mellen (7) gruppierte Kollektorhülse (8) und eine Kollektorscheibe (4) zum Befestigen
einer Wicklungshülse umfasst, wobei die Kollektorscheibe (4) im Wesentlichen achs
parallele Durchgangsöffnungen (13) aufweist, jede Durchgangsöffnung (13) mindes
tens einer Anschlussfahne (11) einer Kollektorlamelle (7) zugeordnet ist, die An
schlussfahne (11) seitlich in den von der Durchgangsöffnung (13) aufgespannten Um
risse hineinragt und die Anschlussfahne (11) jeweils mit einer Wicklungsspule der
Wicklungshülse elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den
Durchgangsöffnungen (13) jeweils mindestens ein Chipkondensator (16) mit einer
ersten und einer zweiten Anschlussseite (17, 18) angeordnet ist und dass die erste
Anschlussseite (17) mit der zugeordneten Anschlussfahne (11) einer Kollektorlamelle
(7) elektrisch kontaktiert ist und die zweiten Anschlussseiten (18) der Chipkondensa
toren (16) mittels eines an der, den Anschlussfahnen (11) abgewandten Rückseite
(14) der Kollektorscheibe (4) angeordneten Kurzschlussrings (19) elektrisch zusam
mengeschaltet sind.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkonden
satoren (16) senkrecht auf dem Kurzschlussring (19) angeordnet und mit diesem zu
sammen als Baugruppe (21) ausgestaltet sind.
3. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens fünf
Wicklungsspulen vorgesehen sind und jeder Wicklungsspule ein Chipkondensator
(16) zugeordnet ist.
4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Anschlussfahnen (11) vor dem offenen Ende der Durchgangsöffnungen (13)
an der Vorderseite (15) der Kollektorscheibe (4) mindestens bis zum Mittelpunkt des
Umrisses erstrecken.
5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kurzschlussring (19) von einer flachen Kupferscheibe gebildet ist.
6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Chipkondensatoren (16) und/oder der Kurzschlussring (19) im Wesentlichen
passgenau in die Kollektorscheibe (4), insbesondere die Durchgangsöffnungen (13)
eingeformt ist bzw. sind.
7. Nachrüstsatz für einen Elektromotor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, der
eine Einsteckbaugruppe (21) aus einem Kurzschlussring (19) und an diesem im We
sentlichen achsparallel angeordnete und mit diesem elektrisch einseitig verbundenen
Chipkondensatoren (16) umfasst, wobei die Baugruppe (21) derart an Durchgangs
öffnungen (13) in einer Kollektorscheibe (4) des Elektromotors angepasst ist, dass sie
von der Rückseite (14) der Kollektorscheibe (4) und mit den Chipkondensatoren (16)
die Durchgangsöffnungen (13) durchgreifend mit den Anschlussfahnen (11) in Kon
takt bringbar ist.
8. Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors, das folgende Schritte umfasst:
Verbinden einer Wicklungshülse mit einer Kollektorscheibe (4),
Heranführen von Wicklungsspulenenden an jeweils zugehörige Kontaktfahnen (11),
Einführen einer Verbindungsvorrichtung in die Wicklungshülse und von der Rückseite (14) der Kollektorscheibe (4) in die Durchgangsöffnungen (13),
elektrisches Verbinden der Wicklungsspulenenden mit zugehörigen Kontaktfahnen (11) einer Kollektorhülse (8),
Entfernen der Verbindungsvorrichtung,
Einführen einer Einsteckbaugruppe (21) gemäß Anspruch 7 in die Wicklungshülse und von der Rückseite (14) der Kollektorscheibe (4) zumindest mit den Chipkonden satoren (16) in die Durchgangsöffnungen (13), und
elektrisches Verbinden der Chipkondensatoren (16) mit der jeweils zugehörigen An schlussfahne (11).
Verbinden einer Wicklungshülse mit einer Kollektorscheibe (4),
Heranführen von Wicklungsspulenenden an jeweils zugehörige Kontaktfahnen (11),
Einführen einer Verbindungsvorrichtung in die Wicklungshülse und von der Rückseite (14) der Kollektorscheibe (4) in die Durchgangsöffnungen (13),
elektrisches Verbinden der Wicklungsspulenenden mit zugehörigen Kontaktfahnen (11) einer Kollektorhülse (8),
Entfernen der Verbindungsvorrichtung,
Einführen einer Einsteckbaugruppe (21) gemäß Anspruch 7 in die Wicklungshülse und von der Rückseite (14) der Kollektorscheibe (4) zumindest mit den Chipkonden satoren (16) in die Durchgangsöffnungen (13), und
elektrisches Verbinden der Chipkondensatoren (16) mit der jeweils zugehörigen An schlussfahne (11).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvor
richtung eine Schweißvorrichtung ist, die die Wicklungsspulenenden mit der jeweils
zugehörigen Anschlussfahne (11) verschweißt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Chipkon
densatoren (16) mit den Anschlussfahnen (11) verlötet werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlussflächen (17) der Chipkondensatoren (16) für die Anschlussfahnen (11)
mit einem Lötwerkstoff (22) benetzt sind und nach in Kontaktbringen der Chipkon
densatoren (16) mit den Anschlussfahnen (11) wird der Lötwerkstoff (22) mittels einer
Widerstandsheizung aufgeschmolzen.
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