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Rotor für einen Elektromotor mit Stromwender Die Erfindung betrifft
den Rotor eines Elektromotors mit einem zur Aufnahme einer Wicklung genuteten ringförmigen
Blechpaket und einem Stromwender, die: mittels einer unter Druck eingespritzten
Kunststoffisolationsmasse eingebettet und gehalten sind, wobei die Kunststoffisolation
wenigstens im zentralen Teil des Blechpaketes einen zur Aufnahme der Rotorwelle
mit einer Aussparung versehenen koaxialen ringförmigen Kern bildet, der an den Stirnseiten
des Blechpaketes Flansche aufweist.
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Die Erfindung bezweckt, bei den Rotoren der vorgenannten Art die einzelnen
Bauelemente, d. h. die Rotorachse, das Blechpaket, die Kollektorsegmente und Anschlußfahnen,
in besonders einfacher Weise durch die Einbettung in eine Kunststoffisolation zu
vereinigen, ohne daß hierzu besondere mechanische Verbindungen, Schrauben, Niete
od. dgl. erforderlich sind, wobei ferner die Wicklung in besonders einfacher Weise
an die Anschlußfahnen angeschlossen werden kann.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
in dem Kern aus Kunststoffisolation zwischen Blechpaket und Rotorwelle im wesentlichen
parallel und konzentrisch zur Rotorachse Leiterstäbe anzuordnen, die an jeder Seite
des Blechpaketes über die Wicklung hinausragen und an einem Ende außen von dem isolierenden
Kunststoff befreit sind, so daß sie zusammen mit den zwischen ihnen stehengebliebenen
Isolierschichten eine mit der Motorachse koaxiale zylindrische Oberfläche darstellen
und jeder einzelne Leiterstab somit einen Steg des Stromwenders bildet, während
die anderen Enden der Leiterstäbe als frei liegende, ganz vom Isolierstoff befreite
Stummel zum Anschließen der Wicklungsspulen ausgebildet sind, deren Wicklungsdraht,
vorzugsweise mit gleicher mechanischer Spannung, durchgehend von dem Ende einer
Spule aus blank um das blanke Ende eines Leiterstabes zum Anfang der nächsten Spule
geführt und ohne weitere örtliche Veränderung an die Außenenden der die Stromwenderstege
bildenden Leiterstäbe angelötet ist. Die den Stromwender bildenden, in dem unter
Druck eingespritzten befestigenden und isolierenden Kunststoff eingebetteten Leiterstäbe
sind vorzugsweise Drehkörper mit ihrer Längsachse als Drehachse. Gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung können jedoch die die Stromwenderstege bildenden Leiterstäbe
längs ihrer Einbettung verschiedene Querschnitte aufweisen und wenigstens diejenigen
Längenabschnitte, die den eigentlichen Stromwender mit zylindrischer Lauffläche
für die Bürsten liefern, derart ausgebildet sein, daß sie sich gegenüberliegenden
Flächen zweier benachbarter Leiterstäbe parallel zu der durch die Mitte ihres Isolationszwischenraumes
gehenden Radialebene angeordnet sind, ohne sich dabei zu berühren.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darauf gerichtet, die in den
Isolierkern wenigstens auf einem Teil ihrer Länge eingebetteten Leiterstäbe auf
der den Bürsten abgewandten Seite in Teile auslaufen zu lassen, deren Querschnitt
wenigstens auf der über das Ende des Isolierkerns vorstehenden Strecke verkleinert
ist und an welchen der sie umschlingende Wicklungsdraht befestigt ist, ohne daß
dieser zwischen zwei Spulen der Ankerwicklung durchschnitten zu werden braucht.
Durch das letztgenannte Merkmal ist es möglich, den nicht zu unterbrechenden Wicklungsdraht
an einzelnen Stellen blank zu machen, um die Anschlußfahnen der Leiterstäbe herumzulegen
und dort in einfachster Weise, beispielsweise durch Tauchen, anzulöten, da die Wicklungsdrähte
bereits durch die Wicklungsspannung in ihrer Lage gesichert werden.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
ist.
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Fig. 1 ist eine zur Hälfte geschnittene Seitenansicht eines unbewickelten
Rotors, wie er aus der Form kommt; Fig.2 zeigt den Längsschnitt einer anderen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Rotors mit seiner Wicklung; Fig. 3 ist eine Ansicht des
Rotors von der Kollektor-Seite aus; Fig. 4 ist eine Ansicht des Rotors von der Seite
der Verbindungen der Ankerwicklung mit den »Lamellen« des Kollektors aus mit einem
Teilschema der Wicklung:
Fig.5 ist eine Seitenansicht eines eine
Kollektorlamelle bildenden Stabes; Fig. 6 ist ein Schnitt desselben.
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Der Rotor wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß in eine Form
ein Stapel von an ihrem Umfang genuteten Blechringen 1 eingelegt wird, welche an
ihren Rändern durch Teile der Form gegeneinander gepreßt werden. In das mittlere
Loch 2 dieses Blechringstapels werden gleichmäßig konzentrisch zur Achse des Rotors
Stäbe 3 eingelegt, welche durch ihre Enden in den Enden der Form in ihrer richtigen
Lage gehalten werden. Diese Stäbe sind z. B. aus Kupfer und dienen zur Bildung der
Kollektorlamellen. Ferner werden Kerne zur Bildung einer Bohrung für die Achse 5
des Motors und bei dem dargestellten Beispiel der Gewindebohrung 6 der Schraube
zur Befestigung der Flügel des Lüfters zur Kühlung des Motors vorgesehen. Hierauf
wird unter Druck ein plastischer Isolierstoff eingespritzt, welcher während des
Pressens erstarrt und die Bleche 1 des Rotors festhält, während deren Außenflächen
so zwischen zwei Flanschen 8 und 9 festgehalten werden, welche an der Stelle
einer jeden Nut 11 des Rotors ausgespart sind. Diese Flansche sind infolge des Preßvorgangs
durch eine in jeder Nut liegende Schicht 10 von plastischem Werkstoff miteinander
verbunden, welche die Nut auskleidet und so die elektrische Isolierung zwischen
den Wicklungsdrähten und den Blechringen 1 herstellt.
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Die Flansche 8 und 9 bilden ein Stück mit dem Kern 12, welcher in
das Mittelloch 2 eingegossen und mit einer Bohrung 4 versehen ist, welche später
die Welle 5 des Motors aufnimmt. In gewissen Fällen kann auch der Kern unmittelbar
um die Welle herumgepreßt werden.
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Bei dem dargestellten Beispiel bildet ein den Kern 12 verlängernder
zylindrischer Teil 20 an einem Ende eine Achse. Diese Anordnung bildet jedoch keinen
Gegenstand der Erfindung.
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Die Stäbe 3 sind in die Masse eingebettet, außer an ihren Enden, welche
auf eine gewisse Länge über den Kern 12 vorstehen, und bilden auf dieser Länge den
Kollektor des Ankers, und zwar durch ihre oberen Enden 13, welche außen konzentrisch
zur Achse 5 auf eine gewisse Tiefe abgedreht werden, um, wenn sie, wie dargestellt,
Umdrehungskörper sind, dem Kollektor eine runde Form zu geben und den Abstand zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Lamellen zu verkleinern.
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An dem entgegengesetzten Ende der Stäbe wird ihr Durchmesser vor ihrem
Einsetzen in die Form verringert. Die Stäbe stehen an diesem Ende um eine Strecke
von z. B. 3 bis 4 mm vor, so daß sie auf der Abschlußseite 15 des Kerns 12 Stifte
14 bilden. Dieses z. B. bei 16 konische Ende des Kerns 12 besitzt V-förmige Einschnitte
17, deren Scheitel in der Nähe des entsprechenden Stiftes 14 liegt.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß infolge
der Stifte 14, welche mit den gegenüberliegenden Kollektorlamellen verbunden sind
und an dem Kern vorspringen, die Wicklung ohne Unterbrechung des Ankerdrahtes ausgeführt
werden kann.
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Es braucht daher nach Herstellung einer jeden Spule nicht eine verdrillte
Schleife vorgesehen zu werden, welche später auf die gewünschte Länge gebracht und
an ein Ende der entsprechenden Kollektorlamelle angelötet wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann z. B. das in Fig. 4 angegebene
Ankerwickelschema benutzt werden, bei welchem zehn Nuten vorhanden sind, wobei die
Seiten jeder Spule in den n-ten und n+4-ten Nuten liegen.
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Der Draht 30 wird zu Beginn mit seinem Ende um den Stift 141 geschlungen,
worauf er in die Nut 111 eingelegt und in die Nut 115 geführt wird. Hierauf kehrt
er zu der Nut 111 und zu der Nut 115 zurück. Nach Herstellung der gewünschten Wendungszahl
tritt er bei 115 aus und wird um den Stift 142 gewickelt. Hierauf wird er in die
Nut 112 eingeführt und zwischen 112 und 118 gewickelt. Nach seinem Austritt aus
116 wird er um den Stift 143 geschlungen und dann in die Nut 113 eingelegt usw.,
worauf er schließlich nach Umschlingung des Stiftes 1410 den letzten Wicklungsabschnitt
zwischen 1110 und 114 bildet, um nach seinem Austritt an dem Ausgangsstift 141 zu
enden, wodurch die Wicklung geschlossen ist.
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Durch Eintauchen in ein geschmolzenes Zinnbad nach dem üblichen Abbeizen
werden die verschiedenen Schleifen an die entsprechenden Stifte 14 angelötet und
mit den verschiedenen Kollektorlamellen verbunden, ohne daß während der Wickelarbeit
vorgesehene verdrillte Anzapfungen einzeln vorbereitet und angelötet werden müssen
und ohne daß diese Wickel während der Wickelarbeit stören, wie dies bei den üblichen
Anordnungen der Fall ist.
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Die Anbringung der Drähte an den Stiften 14 wird durch die Einschnitte
17 erleichtert, in welchen der Draht an dem entsprechenden Stift 14 ankommt und
von diesem wieder abgeht.
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Offenbar machen die Art des Zusammenbaus des Rotors und insbesondere
die Anordnung der den Kollektor bildenden und auf der anderen Seite des Kerns überstehenden
Stäbe den Aufbau und die Bewicklung dieses Rotors besonders einfach.
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Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So brauchen insbesondere
die den Kollektor bildenden Stäbe innerhalb des den Kollektor bildenden Teils nicht
vollständig von dem Isolierstoff des Kerns 2 befreit zu sein, sondern können in
dem innerhalb des Auflagezylinders der Bürsten liegenden Teil in diesen Kern eingebettet
bleiben.
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Ferner brauchen die Stäbe 3 keine Umdrehungskörper zu sein, sondern
können profilierte Segmente mit einem Winkel a bilden, welche sich zur Bildung des
Kollektors mit geringen konstanten Abständen nebeneinanderlegen und auf der entgegengesetzten
Seite Stifte 14 geringeren Durchmessers bilden (Feg. 5 und 6).
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Diese Stäbe können seitlich bei 18 (Feg. 5 und 6) in ihrem die Kollektorlamellen
bildenden Teil mit Nuten versehen sein, um die Festigkeit des Kollektors zu vergrößern,
was jedoch im allgemeinen infolge der soliden Befestigung der Lamellen dank ihrer
in den isolierenden Kern 12 eingebetteten Länge nicht erforderlich ist.
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Die Zahl der Stäbe, welche bei dem dargestellten Beispiel gleich der
Zahl der Nuten ist, kann entsprechend der üblichen Praxis ein Vielfaches der Nutenzahl
sein.