DE102005013592A1

DE102005013592A1 - Electric machine with commutator rotor and method for its production

Info

Publication number: DE102005013592A1
Application number: DE200510013592
Authority: DE
Inventors: Gerald Ross; Werner Grosch; Harold Bitzer; Markus Rauschning
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-09-28
Also published as: WO2006100152A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (10) mit einem Kommutatorläufer (13) und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem der Kommutator (16) und ein genutetes Blechpaket (14) auf einer Läuferwelle (13) axial nebeneinander befestigt sind, wobei der Kommutator beim Wickeln der Spulen (S) des Läufers und zum Einhängen und Kontaktieren des Wickeldrahtes (18) an Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) mit einem vorgegebenen Abstand vor dem Blechpaket positioniert ist und danach gegen das Blechpaket nachgeschoben wird. DOLLAR A Um eine solche kompakte Bauform auch bei Läuferspulen mit am Umfang versetzten Kommutatoranschlüssen und Kommutatorbrücken realisieren zu können, wird der Wickeldraht (18) jeweils von den Spulen (S) zu einem Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) in einem Umfangswinkel (alpha) so weit um die Läuferwelle herumgeführt, dass er dabei auf einem isolierten Wellenabschnitt zwischen Kommutator und Blechpaket aufliegt.The invention relates to an electrical machine (10) having a commutator rotor (13) and a method for the production thereof, in which the commutator (16) and a grooved laminated core (14) are mounted axially next to one another on a rotor shaft (13), the commutator during winding of the coils (S) of the rotor and for hanging and contacting the winding wire (18) to connection hooks (17) of the commutator (L) is positioned at a predetermined distance in front of the laminated core and is then nachgeschoben against the laminated core. DOLLAR A in order to realize such a compact design even with rotor coils with offset on the circumference Kommutatoranschlüssen and Kommutatorbrücken, the winding wire (18) from the coils (S) to a connection hook (17) of the commutator (L) in a circumferential angle (alpha ) so far around the rotor shaft that it rests on an insulated shaft section between commutator and laminated core.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Kommutatorläufer nach der Gattung des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung des Läufers nach der Gattung des Anspruchs 7.The The invention relates to an electrical machine with a commutator rotor the genus of claim 1 and a method for producing of the runner according to the preamble of claim 7.

Die axialen Abmessungen elektrischer Maschinen mit Kommutatorläufer hängen unter anderem von der Dicke des Läuferblechpaketes, von der Ausladung der Wickelköpfe, von der Länge des Kommutators und von den funktions- und fertigungsbedingten axialen Abständen zwischen den benachbarten Teilen ab. Dabei ist es bekannt, die Spulenenden der Läuferwicklung auf möglichst kurzem Wege zu den Anschlusshaken an den Kommutatorlamellen zu führen. Um beim Einhängen und Verschweißen des Wickeldrahtes am Kommutator die für die Handhabung erforderlichen Freiheitsgrade sicherzustellen, wird der Kommutator zunächst auf einen zum Kontaktieren der Läuferspulen ausreichenden Abstand zum Blechpaket auf die Läuferwelle aufgeschoben und erst nach dem Kontaktieren an den Anschlusshaken der Kommutatorlamellen, dem so genannten Hot Staking wird der Kommutator in seine endgültige Position zum Blechpaket nachgeschoben ( DE 100 45 549 A1 , 11).The axial dimensions of electrical machines with Kommutatorläufer depend inter alia on the thickness of the Läufererblechpaketes, from the discharge of the winding heads, the length of the commutator and the function- and production-related axial distances between the adjacent parts. It is known to guide the coil ends of the rotor winding as short as possible to the connection hooks to the commutator. To ensure the degree of freedom required for handling when hooking in and welding the winding wire to the commutator, the commutator is first pushed onto a sufficient distance for contacting the rotor coils distance to the laminated core on the rotor shaft and only after contacting the connecting hook of the commutator, the so-called Hot Staking the commutator is pushed into its final position to the laminated core ( DE 100 45 549 A1 . 11 ).

Dieses Verfahren ist jedoch immer dann nachteilig, wenn der Wickeldraht vom Anfang beziehungsweise Ende der Spulen zu den Kommutator-Anschlusshaken seitlich weggeführt werden muss, was insbesondere bei Läufern mit Einzelzahnspulen sowie bei Läufern mit gegenüber der Spulenzahl doppelter Lamellenzahl der Fall ist. Im letzteren Fall werden außerdem die einander gegenüberliegenden Kommutatorlamellen über Brückenleiter miteinander verbunden, welche abwechselnd mit den Spulen mittels Wickelautomaten durchgewickelt werden ( DE 197 57 279 C1 ).However, this method is always disadvantageous when the winding wire from the beginning or end of the coils to the commutator connection hook must be led away laterally, which is the case especially for runners with single-tooth coils and runners with respect to the number of coils double lamellar number. In the latter case, the mutually opposite commutator bars are also connected to one another via bridge conductors, which are wound through in alternation with the coils by means of winding machines ( DE 197 57 279 C1 ).

Bei Maschinen dieser Bauarten kreuzen sich die Wickeldrähte vielfach zwischen dem Wickelkopf der Spulen und den Anschlusshaken der Kommutatorlamellen, so dass eine störungsfreie Drahtführung zum Einhängen des Wickeldrahtes am Kommutator nicht mehr möglich ist, zumal wenn es bei einer losen Verlegung des Wickeldrahtes im Betrieb der Maschine zu Schüttelbeanspruchungen kommt, die zu Drahtbrüchen führen können. Durch das seitliche Wegführen des Winkeldrahtes vom Ende der Spulen hin zu den Kommutatoranschlüssen wird außerdem oftmals die jeweils benachbarte Nutöffnung tangiert, wodurch das Wickeln der benachbarten Spule behindert wird.at Machines of these types intersect the winding wires many times between the winding head of the coils and the connecting hooks of the commutator blades, so that a trouble-free Wire guide to the hanging of the winding wire on the commutator is no longer possible, especially if it is at a loose laying of the winding wire during operation of the machine to shaking stresses that comes to wire breaks to lead can. Through the lateral lead away of the angular wire from the end of the coils toward the commutator terminals also often the respective adjacent slot opening tangent, whereby the winding of the adjacent coil is hindered.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, bei Kommutatorläufern eine möglichst kurze Bauweise und eine schüttelfeste Wickeldrahtführung auch dann realisieren zu können, wenn die Spulen des Läufers nicht auf kürzestem Wege mit dem Kommutatorlamellen zu kontaktieren sind.With the present solution is aimed at commutator runners one possible short construction and a shakeproof Winding wire guide too then to be able to realize if the coils of the runner not on the shortest Ways to contact the commutator bars.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Wicklungsdraht vom Anfang und Ende der Spulen weg nicht mehr frei zu den Anschlusshaken der Kommutatorlamellen geführt wird, sondern von der jeweiligen Nut seitlich nach unten zur Läuferwelle verläuft, dort auf der isolierten Welle aufliegt und erst danach am jeweiligen Anschlusshaken einer Kommutatorlamelle eingehängt wird. Dies ist immer dann der Fall, wenn Spulenanfang beziehungsweise Spulenende und Anschlusshaken um einen ausreichend großen Umfangs-Winkel zueinander versetzt sind. Damit wird der Wicklungsdraht von der Läuferwelle gegen Schüttelbeanspruchungen geschützt und die benachbarten Anschlusshaken bleiben beim Durchwickeln der Spulen für weitere Spulenanschlüsse frei zugänglich. Außerdem bleiben dadurch auch die benachbarten Nuten zum Einwickeln der benachbarten Spulen frei. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass beim Wickeln und Kontaktieren der Spulen zwischen Kommutator und Blechpaket ein ausreichend großer Raum freigehalten wird, so dass der Kommutator anschließend zur Erzielung einer kurzen Baulänge des Läufers gegen das Blechpaket nachgeschoben werden kann.The according to the invention solution The characterizing features of claim 1 has the advantage that the winding wire is no longer away from the beginning and end of the coils is led freely to the connection hooks of the commutator bars, but from the respective groove runs laterally down to the rotor shaft, there rests on the isolated shaft and only then at the respective Hook hook a Kommutatorlamelle is hung. This is always then the case when coil start or coil end and connection hooks a sufficiently large one Circumferential angles are offset from each other. This turns the winding wire from the rotor shaft against shaking stresses protected and the adjacent connection hooks remain when winding the Coils for additional coil connections freely accessible. Furthermore This also leaves the adjacent grooves for wrapping the adjacent Spools free. Another advantage is that when winding and contacting the coils between commutator and laminated core sufficiently greater Space is kept free, so that the commutator then to Achieving a short overall length of the runner can be pushed against the laminated core.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.By in the subclaims listed activities arise advantageous embodiments and further developments of specified in the main claim features.

So ergibt sich bei den an sich bekannten Kommutatorläufern, deren einander gegenüberliegenden Kommutatorlamellen über Brückenleiter miteinander verbunden sind, die vorteilhafte Möglichkeit, dass hierbei die Spulen abwechselnd mit je einem Brückenleiter mit dem Wickeldraht derart durchgewickelt werden, dass auch die Brückenleiter auf dem isolierten Wellenabschnitt aufliegen. Der Winkel, um den Spulenanfang beziehungsweise Spulenende und Anschlusshaken gegeneinander versetzt sein müssen, damit der Wickeldraht am isolierten Wellenabschnitt schüttelsicher aufliegt, ist in ersten Linie abhängig von den Durchmesserverhältnissen der Läuferwelle zum Hüllkreis am Nutgrund des Blechpaketes sowie zum Hüllkreis des Anschlusshaken des Kommutators. Eine ausreichend sichere Drahtführung wird zweckmäßigerweise dadurch erreicht, dass der Winkel, mit dem die Wickeldrähte von den Spulen zu den Anschlusshaken beziehungsweise die Brückenleiter von Anschlusshaken zu Anschlusshaken geführt werden, mindestens 120° beträgt. Dabei wird außerdem der Kommutator gegenüber dem Blechpaket des Läufers so positioniert, dass beim Wickeln der Spulen die Wickeldrähte von den Spulen jeweils zwischen benachbarte Anschlusshaken hindurch zur Läuferwelle geführt werden, um das Einhängen der nachfolgend gewickelten Spulen oder Brückenleiter sowie das spätere Nachschieben des Kommutators nicht zu behindern.Thus, in the known commutator, whose opposing commutator bars are interconnected via bridge conductors, the advantageous possibility that in this case the coils are alternately wound through each with a bridge conductor with the winding wire such that the bridge conductors rest on the isolated shaft portion. The angle to the coil start or coil end and connection hooks must be offset from each other so that the winding wire rests shakeproof on the isolated shaft portion is dependent on the diameter ratios of the rotor shaft to Hüllkreis at the groove bottom of the laminated core and the outer circle of the connecting hook of the commutator in the first place. A sufficiently secure wire guide is suitably achieved in that the angle at which the winding wires of the coils to the connection hooks or the bridge conductors are led from connection hooks to connection hooks, at least 120 °. In this case, the commutator is also positioned relative to the laminated core of the rotor so that when winding the coils, the winding wires are guided by the coils respectively between adjacent connection hooks to the rotor shaft to the hanging of the subsequently wound coils or bridge conductors and the subsequent Nachschieben the commutator not hinder.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung im Hinblick auf das vorerwähnte Nachschieben des Kommutators wird in Verbindung mit der neuartigen Drahtführung am Kommutator dadurch erreicht, dass der Wellenabschnitt zwischen Blechpaket und Kommutator von einer Isolierfolie, insbesondere von einer Papierummantelung abgedeckt wird, auf die der Wickeldraht abschnittsweise aufliegt und die beim Nachschieben des Kommutators auf einen Mindestabstand zur Aufnahme der Wickeldrähte axial zusammengestaucht wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die auf der Läuferwelle aufliegenden Wickeldrahtabschnitte beim Nachschieben des Kommutators nicht am Blechpaket eingeklemmt oder gequetscht werden.A advantageous development of the invention in view of the aforementioned Nachschieben the commutator is used in conjunction with the novel wire guide on Commutator achieved in that the shaft section between laminated core and commutator of an insulating film, in particular a paper wrapper is covered, on which the winding wire rests in sections and when pushing the commutator to a minimum distance for receiving the winding wires is compressed axially. This will ensure that the on the rotor shaft resting winding wire sections when Nachschieben the commutator not be pinched or squeezed on the laminated core.

Eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich bei einer relativ kompakten Bauweise von permanentmagnetisch erregten Gleichstrommaschinen, bei denen die Spulen des Kommutatorläufer als Einzelzahnspulen in benachbarte Nuten des Blechpaketes gewickelt sind, zwischen denen am Läuferumfang Polzähne ausgebildet sind, welche mit einem permanentmagnetisch erregten Stator zusammenwirken.A Advantageous application of the solution according to the invention results in a relatively compact design of permanent magnetically excited DC machines, in which the coils of the commutator run as a single tooth coils in adjacent Grooves of the laminated core are wound, between which on the rotor circumference pole teeth are formed, which excited with a permanent magnet Stator interact.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The The invention is explained in more detail below by way of example with reference to FIGS. It demonstrate:

1 eine erfindungsgemäße elektrische Maschine in kommutatorseitiger Ansicht, 1 an electrical machine according to the invention in Kommutatorseitiger view,

2 einen vergrößerten Ausschnitt des Läufers aus 1 mit der Wickeldrahtführung am Kommutator, 2 an enlarged section of the runner 1 with the winding wire guide on the commutator,

3 zeigt das Wickelschema eines Läufers nach 1, 3 shows the winding scheme of a runner 1 .

4 zeigt einen Läuferlängsschnitt beim Wickeln der Spulen und Einhängen des Wickeldrahtes am Kommutator und 4 shows a rotor longitudinal section when winding the coils and hanging the winding wire to the commutator and

5 zeigt einen Längsschnitt des Läufers mit nachgeschobenem Kommutator. 5 shows a longitudinal section of the rotor with nachgeschobenem commutator.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 ist ein permanentmagnetisch erregter vierpoliger Gleichstrommotor als elektrische Maschine in ihrer kommutatorseitigen Ansicht dargestellt und mit 10 bezeichnet. Derartige Maschinen werden bevorzugt für Stellantriebe, Antiblockiersysteme und dergleichen in Kraftfahrzeuge eingesetzt und müssen bei hohen Belastungen möglichst über die ganze Lebensdauer des Fahrzeuges zuverlässig arbeiten. Dementsprechend muss ihr Aufbau möglichst robust sein. Die elektrische Maschine 10 hat einen vierpoligen Stator 11, der über einen Arbeitsluftspalt 12 mit einem Kommutatorläufer 13, nachfolgend Läufer genannt, zusammenwirkt. Der Läufer 13 besteht aus einem Blechpaket 14, das auf einer beidseitig drehbar gelagerten Läuferwelle 15 befestigt ist. Am Umfang des Blechpaketes sind sechs gleichmäßig verteilte Nuten N zur Aufnahme von sechs Spulen S ausgestanzt, zwischen denen jeweils Polzähne Z ausgebildet sind. Die Spulen S sind als Einzelzahnspulen um je einen Polzahn Z durch Wickelautomaten hergestellt. Die Spulen S werden dabei in besonderer Weise mit einem an der Rückseite des Blechpaketes 14 auf die Läuferwelle 15 aufgesetzten Kommutator 16 verschaltet, dessen zwölf Lamellen L jeweils am hinteren Ende einen Anschlusshaken 17 haben.In 1 is a permanent magnetically excited four-pole DC motor as an electric machine in its commutator side view and with 10 designated. Such machines are preferably used for actuators, antilock braking systems and the like in motor vehicles and must work reliably at high loads as possible over the entire life of the vehicle. Accordingly, their structure must be as robust as possible. The electric machine 10 has a four-pole stator 11 that has a working air gap 12 with a commutator runner 13 , hereinafter referred to as runners, cooperates. The runner 13 consists of a laminated core 14 mounted on a double-sided rotatably mounted rotor shaft 15 is attached. At the periphery of the laminated core six evenly distributed grooves N are punched for receiving six coils S, between which pole teeth Z are formed. The coils S are produced as a single-tooth coils by a respective pole tooth Z by winding machines. The coils S are doing in a special way with a on the back of the laminated core 14 on the rotor shaft 15 attached commutator 16 interconnected, the twelve lamellae L each at the rear end a connection hook 17 to have.

2 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung den Läufer 13 aus 1 in vergrößerter Darstellung von der Kommutatorseite mit einem Querschnitt durch die Läuferwelle 15 zwischen dem Blechpaket 14 und dem Kommutator 16, dessen Lamellen gestrichelt angedeutet sind. Die zwölf gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Lamellen L arbeiten mit zwei ortsfesten Kohlebürsten B1 und B2 (3) zusammen, die zum Betrieb der elektrischen Maschine mit Gleichstrom versorgt werden und gegeneinander um 90° versetzt sind. Um bei einer vierpoligen Maschine die Stromversorgung des Läufers symmetrisch zu gestalten und mit nur einem Bürstenpaar sicherzustellen, sind die jeweils einander diametral gegenüberliegenden Lamellen L des Kommutators 16 über separate Brückenleiter 19 (4) miteinander verbunden. Da die Spulenzahl nur halb so groß wie die Lamellenzahl ist, werden die Spulen S abwechselnd mit je einem Brückenleiter 19 mit einem Wickeldraht 18 durchgewickelt. Zum Wickeln der Spulen S und Verlegen der Brückenleiter 19 sowie zum Einhängen und Kontaktieren des Wickeldrahtes 18 an den Anschlusshaken 17 der Lamellen L ist der Kommutator 16 zunächst mit einem vorgebenden Abstand a (4) vor dem Blechpaket 14 auf der Läuferwelle 15 positioniert. Dabei ist der Wellenabschnitt 15a zwischen Blechpaket 14 und Kommutator 16 von einer Papierummantelung 20 abgedeckt. Zur Herstellung der Läuferwicklung wird nun zunächst der Wickeldraht 18 in nicht dargestellter Weise an einem Anschlusshaken 17 des Kommutators 16 eingehängt und sodann auf den rechten Zahn Z1 eine erste Spule S1 aufgewickelt. Der Wickeldraht 16 wird sodann vom Spulenende seitlich weg zur Läuferwelle 15 geführt. Er wird sodann um die Läuferwelle herumgeführt, so dass er auf dem isolierten Wellenabschnitt 15a aufliegt. Von dort wird er zu einem Anschlusshaken 17a der Lamelle L1 geführt und dort eingehängt. Anschließend wird ein erster Brückenleiter 19a hergestellt, in dem der Wickeldraht 18 vom Anschlusshaken 17a nach unten über den isolierten Abschnitt der Läuferwelle 15 hinweg zum gegenüberliebenden Anschlusshaken 17b der Lamelle L7 geführt und dort eingehängt wird. Anschließend wird der Wickeldraht 18 wiederum über den isolierten Abschnitt 15a der Läuferwelle 15 hinweg in nicht dargestellter Weise zur nächsten Spule S2 geführt. Mittels eines Wickelautomaten können somit alle Spulen S abwechselnd mit je einem Brückenleiter 19 mit dem Wickeldraht 18 durchgewickelt werden. Um dabei sicherzustellen, dass der Wickeldraht 18 zwischen einem Spulenende beziehungsweise Spulenanfang und dem Anschlusshaken 17 jeweils über einen ausreichenden Umfang auf dem isolierten Abschnitt 15a der Läuferwelle 15 aufliegt, müssen Spulenanfang beziehungsweise Spulenende und Anschlusshaken 17 um einen Umfangswinkel α gegeneinander versetzt sein, der im Beispielsfall nach 2 etwa 170° beträgt. Der für eine schüttelfeste Auflage des Wickeldrahtes 18 am isolierten Abschnitt der Läuferwelle 15 benötigte Versatzwinkel ist dabei abhängig vom Verhältnis der Läuferwellendurchmesser zum Hüllkreisdurchmesser der Anschlusshaken 17 des Kommutators 16 beziehungsweise zum Hüllkreisdurchmesser der Spulenanfänge beziehungsweise Spulenenden. Im Beispielsfall nach 2 beträgt dieser Mindestversatzwinkel α' für die übrigen Spulenanschlüsse 120°. Da die Brückenleiter 19 jeweils zwei einander gegenüberliegende Lamellen L miteinander verbinden, beträgt hierfür der Versatzwinkel α jeweils 180°. 2 shows in a first embodiment of the invention, the rotor 13 out 1 in an enlarged view of the commutator with a cross section through the rotor shaft 15 between the laminated core 14 and the commutator 16 whose slats are indicated by dashed lines. The twelve slats L distributed uniformly around the circumference operate with two stationary carbon brushes B1 and B2 (FIG. 3 ), which are supplied to the operation of the electric machine with DC and offset from each other by 90 °. In order to make the power supply of the rotor symmetrical in a four-pole machine and to ensure with only one pair of brushes, the respective diametrically opposite slats L of the commutator 16 via separate bridge conductors 19 ( 4 ) connected with each other. Since the number of coils is only half as large as the number of slats, the coils S are alternately with a bridge conductor 19 with a winding wire 18 continuously wound. For winding the coils S and laying the bridge conductors 19 and for hanging and contacting the winding wire 18 at the connection hook 17 of the slats L is the commutator 16 initially with a predefined distance a ( 4 ) in front of the laminated core 14 on the rotor shaft 15 positioned. Here is the shaft section 15a between laminated core 14 and commutator 16 from a paper wrapper 20 covered. To make the rotor winding is now first the winding wire 18 in a manner not shown on a connection hook 17 of the commutator 16 mounted and then wound on the right tooth Z1, a first coil S1. The winding wire 16 is then laterally away from the coil end to the rotor shaft 15 guided. It is then guided around the rotor shaft so that it rests on the isolated shaft section 15a rests. From there, he becomes a hook 17a led the blade L1 and hung there. Subsequently, a first bridge conductor 19a made in which the winding wire 18 from the connection hook 17a down over the isolated section of the rotor shaft 15 away to the opposing connecting hook 17b the lamella L7 is guided and hooked there. Subsequently, the winding wire 18 again over the isolated section 15a the rotor shaft 15 passed away in a manner not shown to the next coil S2. By means of a winding machine can thus all coils S alternately, each with a bridge conductor 19 with the winding wire 18 be wound through. To make sure that the winding wire 18 between a coil end or coil start and the connection hook 17 each over a sufficient circumference on the isolated section 15a the rotor shaft 15 rests, coil end or coil end and connecting hook 17 be offset by a circumferential angle α against each other, in the example to 2 about 170 °. The one for a shakeproof support of the winding wire 18 on the isolated section of the rotor shaft 15 required offset angle is dependent on the ratio of the rotor shaft diameter to Hüllkreisdurchmesser the connection hooks 17 of the commutator 16 or to Hüllkreisdurchmesser the coil beginnings or coil ends. In the example after 2 this minimum offset angle α 'for the other coil connections is 120 °. Because the bridge conductors 19 in each case two mutually opposite lamellae L connect to each other, this is the offset angle α each 180 °.

3 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein Winkelschema zur Herstellung der Spulen S und der Brückenleiter 19, indem die Spulen S und Brückenleiter 19 von einem Wickelautomaten abwechselnd durchgewickelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kommutator 16 derart vor dem Blechpaket 14 angeordnet, dass die Lamelle L1 vor der Nut N5 und der Polzahn Z1 mit der Spule S1 vor der Lamelle L4 liegt. Der Wickeldraht 18 wird nun mit seinem Anfang 18a am Haken 17 der Lamelle L1 eingehängt und von dort mit einem Versatzwinkel α = α' = 120° in die Nut N1 oberhalb der Lamelle L5 eingeführt. Dann wird die Spule S1 auf den Polzahn Z1 aufgewickelt und anschließend wird der Wickeldraht 18 auf dem isolierten Abschnitt 15a der Läuferwelle zum Anschlusshaken 17 der Lamelle L6 geführt und dort eingehängt. Anschließend wird ohne Unterbrechung des Wickeldrahtes der erste Brückenleiter 19a von der Lamelle L6 zur gegenüberliegenden Lamelle L12 gelegt, indem der Wickeldraht vom Anschlusshaken 17 der Lamelle L6 auf dem Abschnitt 15a der Läuferwelle zum Anschlusshaken 17 der Lamelle 12 geführt und dort eingehängt wird. Durch das Wickelschema sind die Lamellen L, die Polzähne Z und die Nuten N jeweils mehrfach abgewickelt dargestellt, so dass die Lamelle L12 und die Kontaktbrücke 19a auch in der rechten Hälfte der 3 erkennbar ist. Die Weiterführung des Wickeldrahtes 18 ist dabei jeweils durch Pfeile angedeutet. Vom Anschlusshaken der Lamelle 12 wird folglich der Wickeldraht 18 auf dem Abschnitt 15a der Läuferwelle zur Nut N1 geführt und nunmehr die Spule S2 auf dem Polzahn Z2 aufgewickelt. Anschließend wird der Wickeldraht 18 von der Nut N2 auf dem Abschnitt 15a der Läuferwicklung zum Anschlusshaken der Lamelle L11 geführt und dort eingehängt. Von dort wird nun ein weiterer Brückenleiter 19b hergestellt, indem der Wickeldraht 18 von der Lamelle L11 auf dem Abschnitt 15a der Läuferwelle hinweg zum Anschlusshaken der Lamelle L5 geführt und dort eingehängt wird. In gleicher Weise werden anschließend die übrigen Spulen S3 bis S6 im Wechsel mit den übrigen Brückenleitern durchgewickelt, wobei die Spule S3 gestrichelt angedeutet ist. 3 shows in a further embodiment, an angle scheme for the preparation of the coil S and the bridge conductor 19 by the coils S and bridge conductors 19 be alternately wound by a winding machine. In this embodiment, the commutator 16 so in front of the laminated core 14 arranged that the lamination L1 in front of the groove N5 and the pole tooth Z1 with the coil S1 in front of the lamination L4 lies. The winding wire 18 will now start with his 18a on the hook 17 the slat L1 hooked and inserted from there with an offset angle α = α '= 120 ° in the groove N1 above the slat L5. Then, the coil S1 is wound on the pole tooth Z1 and then the winding wire 18 on the isolated section 15a the rotor shaft to the connection hook 17 led the slat L6 and hung there. Subsequently, without interrupting the winding wire, the first bridge conductor 19a from the lamination L6 to the opposite lamination L12 laid by the winding wire from the connection hook 17 the lamella L6 on the section 15a the rotor shaft to the connection hook 17 the slat 12 guided and hung there. Due to the winding scheme, the lamellae L, the pole teeth Z and the grooves N are shown repeatedly unwound, so that the lamella L12 and the contact bridge 19a also in the right half of the 3 is recognizable. The continuation of the winding wire 18 is indicated in each case by arrows. From the connection hook of the lamella 12 thus becomes the winding wire 18 on the section 15a the rotor shaft guided to the groove N1 and now the coil S2 wound on the pole tooth Z2. Subsequently, the winding wire 18 from the groove N2 on the section 15a the rotor winding led to the connection hook of the slat L11 and hooked there. From there is now another bridge ladder 19b made by the winding wire 18 from the slat L11 on the section 15a the rotor shaft is passed to the connection hook of the lamination L5 and hooked there. In the same way, the other coils S3 to S6 are then wound in alternation with the other bridge conductors, wherein the coil S3 is indicated by dashed lines.

4 zeigt einen Längsschnitt durch den Läufer 13 bis zu seiner Mittelachse nach dem Wickeln der Spulen S und dem Einhängen des Wickeldrahtes 18 an den Anschlusshaken 17 des Kommutators 16. Der Kommutator 16 befindet sich hier noch in der Anfangsposition mit dem Abstand a zum Blechpaket 14. Zur Vermeidung von Masseschlüssen ist das Blechpaket 14 auf beiden Stirnseiten mit einer Isolation 21 abgedeckt und die Läuferwelle 15 ist zwischen Kommutator 16 und Blechpaket 14 auf nahezu ganzer Breite mit der Papierummantelung 20 versehen. Auf dieser Papierummantelung 20 liegen mehrere Wickeldrahtabschnitte und Brückenleiter nebeneinander und gegebenenfalls übereinander. In einem weiteren Arbeitsgang werden nun die Spulen S und Brückenleiter 19 mit den Lamellen L des Kommutators 16 durch ein so genanntes Hot Staking kontaktiert, in dem die Anschlusshaken 17 mittels einer Druckelektrode zur jeweiligen Lamelle L hin gedrückt und dabei elektrisch erhitzt werden. Dadurch wird die Lackisolation des Wickeldrahtes an den Anschlusshaken 17 aufgebrochen und eine zuverlässige elektrische Kontaktierung mit dem Anschlusshaken 17 erzielt. 4 shows a longitudinal section through the runner 13 to its central axis after winding the coils S and hanging the winding wire 18 at the connection hook 17 of the commutator 16 , The commutator 16 is still here in the initial position with the distance a to the laminated core 14 , To avoid ground faults is the laminated core 14 on both ends with an insulation 21 covered and the rotor shaft 15 is between commutator 16 and laminated core 14 almost the entire width with the Papierummantelung 20 Mistake. On this paper jacket 20 lie several winding wire sections and bridge conductors next to each other and optionally one above the other. In a further operation, the coils S and bridge conductors are now 19 with the slats L of the commutator 16 contacted by a so-called hot staking, in which the connecting hooks 17 pressed by a pressure electrode to the respective blade L out and are heated electrically. As a result, the paint insulation of the winding wire to the connection hook 17 broken and a reliable electrical contact with the connection hook 17 achieved.

In einem letzten Arbeitsgang wird nun der Kommutator 16 zum Blechpaket 14 hin axial bis in seine endgültige Position nachgeschoben, wie dies in 5 in dem Längsschnitt durch die obere Hälfe des Läufers dargestellt ist. Dabei wird die Papierummantelung 20 der Läuferwelle 15 axial zusammengestaucht und die Wickeldrahtabschnitte und Brückenleiter 19 werden dabei teilweise übereinander geschoben. Um Verklemmungen oder Quetschungen des Wickeldrahtes beziehungsweise der Brückenleiter in diesem Bereich zuverlässig zu vermeiden, ist im Bereich der Läuferwelle 15 zwischen dem Blechpaket 14 und dem Kommutator 16 ein ausreichender Freiraum 22 vorzusehen, der die Wickeldrahtabschnitte und Brückenleiter aufnimmt. Zu diesem Zweck wird der Kommutator 16 nur bis auf den Mindestabstand a' zum Blechpaket 14 hin nachgeschoben. Um sicherzustellen, dass beim Nachschieben des Kommutators 16 die Spulenenden von den Anschlusshaken 17 der Lamellen L nicht beschädigt werden, sind die Wickeldrähte der Spulen S gemäß 1 und 2 jeweils zwischen zwei benachbarte Anschlusshaken hindurch zur Läuferwelle 13 geführt.In a final operation, the commutator will now be 16 to the laminated core 14 axially pushed back to its final position, as in 5 in the longitudinal section through the upper half of the rotor is shown. At the same time, the paper wrapping becomes 20 the rotor shaft 15 axially compressed and the winding wire sections and bridges ladder 19 are partially pushed over each other. To reliably avoid jamming or pinching of the winding wire or the bridge conductor in this area, is in the rotor shaft 15 between the laminated core 14 and the commutator 16 a sufficient space 22 to provide, which receives the winding wire sections and bridge conductors. For this purpose, the commutator 16 only up to the minimum distance a 'to the laminated core 14 postponed. To ensure that when you move the commutator 16 the coil ends of the connection hooks 17 the lamellae L are not damaged, the winding wires of the coil S are according to 1 and 2 in each case between two adjacent connecting hooks to the rotor shaft 13 guided.

Die Erfindung ist nicht auf vierpolige Maschinen mit Brückenleitern am Kommutator beschränkt, da in gleicher Weise auch acht- und zwölfpolige Maschinen mit einem Kommutatorläufer mit oder ohne Brückenleiter auszurüsten sind. In allen Fällen ergibt sich eine durch kompakte Bauweise erhöhte Leistungsdichte der Maschinen in Verbindung mit der Möglichkeit mit effektiver Wickeltechnik alle Spulen und gegebenenfalls Brückenleiter nacheinander durchzuwickeln und mit dem Kommutator zu verschalten.The Invention is not on four-pole machines with bridge conductors limited at the commutator because in the same way also eight- and twelve-pole machines with one commutator rotor with or without bridge conductor equip are. In all cases results in a compact design increased power density of the machines in connection with the possibility with effective winding technology all coils and possibly bridge conductors wind through one by one and interconnect with the commutator.

Claims

Electric machine, in particular a DC motor, with a commutator rotor, in which the commutator ( 16 ) and a grooved laminated core ( 14 ) on a rotatably mounted rotor shaft ( 15 ) are mounted axially side by side, wherein the commutator during winding of the coils (S) of the rotor and for hanging and contacting the winding wire ( 18 ) on the connection hook ( 17 ) of the commutator (L) has been positioned at a predetermined distance in front of the laminated core and has been nachgeschoben to reduce the rotor armature length against the laminated core, characterized in that the winding wire ( 18 ) each of the coils ( 5 ) to a connection hook ( 17 ) of the commutator bars (L) at a circumferential angle (α) as far as the rotor shaft ( 15 ) is guided around it, that it thereby on an isolated wave section ( 15a ) between commutator ( 16 ) and laminated core ( 14 ) rests.

Electrical machine according to claim 1, characterized in that in the case of a commutator rotor ( 13 ), whose preferably mutually opposite lamellae (L) in each case via a bridge conductor ( 19 ) are interconnected, the coils (S) alternately with a respective bridge conductor ( 19 ) are wound through in such a way that even with the connection hooks ( 17 ) of the commutator bars (L) contacted bridge conductors ( 19 ) on the isolated shaft section ( 15a ) rest.

Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the circumferential angle (α) with which the winding wires from the coils (S) to the connecting hooks ( 17 ) or the bridge conductors ( 19 ) of connection hooks ( 17a ) to connection hooks ( 17b ) the rotor shaft ( 15 ), at least 120 °.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the winding wires of the preferably designed as a single-tooth coils coil (S) between each two adjacent connection hooks ( 17 ) through to the rotor shaft ( 13 ) are guided.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft section ( 15a ) between laminated core ( 14 ) and commutator ( 16 ) of an insulating film, in particular a paper casing ( 20 ), on which the winding wire ( 18 ) rests in sections and which has been compressed axially when pushing the commutator.

Electrical machine according to claim 5, characterized in that to maintain a free space ( 22 ) for receiving the winding wires and bridge conductors ( 18 ) the commutator ( 16 ) to a minimum distance (a ') to the laminated core ( 14 ) has been nachgeschoben.

Method for producing a commutator rotor of an electric machine, in particular a DC motor according to the preamble of claim 1, characterized in that the winding wire ( 18 ) each from the coils (S) to a connection hook ( 17 ) of the commutator bars (L) at an angle (α) as far as the rotor shaft ( 15 ) is guided around on an isolated shaft section ( 15a ) between commutator ( 16 ) and laminated core ( 14 ) is launched.

Method according to Claim 7, characterized in that, in the case of a commutator rotor, its preferably mutually opposite lamellae (L) are each connected via a bridge conductor ( 19 ), the coils (S) alternately with a respective bridge conductor ( 19 ) are wound in such a way that even with the connection hooks ( 17 ) of the commutator bars (L) contacted bridge conductors ( 19 ) on the isolated shaft section ( 15a ).

Method according to claim 7 or 8, characterized in that before the winding of the coils (S) the shaft section ( 15a ) between commutator ( 16 ) and laminated core ( 14 ) of an insulating film, in particular a paper casing ( 20 ) is covered, on which the winding wires are placed in sections and the nachschieben of the commutator ( 16 ) is axially compressed.

Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the commutator ( 16 ) for a free space ( 22 ) for receiving the winding wires ( 18 ) and bridge conductors ( 19 ) to a minimum distance (a ') to the laminated core ( 14 ) is postponed.