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Festlegung der Stromwenderverbindungsleitungen an in Kunstharz eingehüllten
Ankern elektrischer Maschinen Die Erfindung betrifft Anker elektrischer Maschinen,
bei denen Leiter vorgesehen sind, die mit Anschlußelementen verbunden sein müssen,
wobei diese letzteren Stromwenderlamellen sind.
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Um einen besseren Schutz von Motorankern zu erreichen, ist es beispielsweise
bereits vorgeschlagen worden, einen Teil der Stromwenderfahne, die Ankerwindungen
und die diese Teile verbindenden Leitungen in einer festen Masse aus Kunstharz einzuhüllen.
Die Verwendung von thermoplastischen Kunstharzen für diesen Zweck würde den Gebrauch
von teuren Formen bedingen, die die erforderliche Temperatur und den erforderlichen
Druck aushalten müssen. Doch hat auch die Verwendung von Kunstharzen und im besonderen
von Epoxydkunstharzen, die beispielsweise bei mäßigen Temperaturen unter Vakuum
vergossen werden können, ebenfalls gewisse Nachteile.
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Epoxydharze sind bereits mit Vorteil bei der Herstellung von elektrischen
Einrichtungen, beispielsweise Transformatoren, Spulen, Kondensatoren u. dgl., bei
einem Verfahren verwandt worden, das als Einhüllen oder Einbetten bezeichnet wird.
Ein derartiges Verfahren hat große Vorteile, wenn es beim Bau von Ankern und ähnlichen
Leiterträgern der obenerwähnten Art verwendet wird, doch entstehen Schwierigkeiten,
die in erster Linie auf die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten des umhüllenden
Kunstharzes und der im Anker oder einem sonstigen Konstruktionsteil verwendeten
Materialien zurückzuführen sind.
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Wenn Ankerwicklungen eingehüllt werden sollen, ist es erwünscht, daß
das Harz den ganzen Raum zwischen den Stromwenderfahnen und den Ankerkernlamellen
ausfüllt und die Leitungen mit einhüllt, die die Ankerwindungen mit den Stromwenderanschlußfahnen
verbinden, um so die nachteiligen Wirkungen von Schwingungen herabzusetzen und ferner
diese Verbindungen gegen den Eintritt von Schmutz und Feuchtigkeit abzuschirmen.
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Es ist jedoch ein Unterschied in der Ausdehnung und der Zusammenziehung
des gegossenen Harzes und der Ausdehnung und der Zusammenziehung eines der anderen
Materialien, aus denen der Anker zusammengesetzt ist, festzustellen. Dieser Unterschied
in Ausdehnung und Zusammenziehung tritt dann besonders in Erscheinung, wenn die
normalen Betriebstemperaturen unter den Betriebsbedingungen erheblich schwanken,
und vor allem, wenn die Betriebstemperaturen hoch sind. Hieraus entsteht eine Relativbewegung
zwischen dem gegossenen Harz einerseits und den von Harz eingehüllten Verbindungsleitungen
und den Stromwenderanschlußfahnen andererseits. Wenn nichts zum Ausgleich dieser
Bewegung unternommen wird, so wird auf die gelöteten Verbindungen zwischen den Stromwenderanschlußfahnen
und den Wicklungsenden, die mehr oder weniger unmittelbar zu den Stromwenderanschlußfahnen
führen, ein Zug ausgeübt. Hieraus ergibt sich oft ein Lösen der gelöteten Verbindungen
und damit eine Unterbrechung der Anschlüsse. In einigen Fällen sind die Verbindungen
mehrteilig aufgebaut, d. h., die Enden von paarweisen Wicklungsdrähten sind um ein
kurzes Stück eines starken, gegen Dauerschwingungen widerstandsfähigen Drahtes,
der in einen Stromwenderanschlußfahnenschlitz eingelötet ist, herumgewunden und
an ihn angelötet.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bauart
zu schaffen, um eine Bewegung der vorerwähnten Anschlüsse infolge Ausdehnung und
Zusammenziehung in einem eingehüllten Anker in einer Weise zu gestatten, bei der
keine unzulässige Beanspruchung der Verbindungen und/oder der gelöteten oder sonstwie
vorgesehenen Anschlüsse auftritt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Festlegung der Stromwenderverbindungsleitungen
an in Kunstharz eingehüllten Ankern elektrischer Maschinen dadurch gelöst, daß jede
Verbindungsleitung zwischen den Wicklungen und den Stromwenderanschlußfahnen eines
Ankers ganz oder teilweise von gut nachgiebigem Material ummantelt ist, wobei die
Verbindungsleitung oder mindestens ihr ummantelter Teil eine Länge aufweist, die
größer ist als die unmittelbare gerade Strecke zwischen den zu verbindenden
Teilen,
so daß bei irgendeiner Relativbewegung zwischen den verbundenen Teilen die Überschußlänge
der Verbindung sich ohne Widerstand wegen der gut nachgiebigen Beschaffenheit der
Ummantelung ausdehnen und zusammenziehen kann. Hierdurch wird eine Beanspruchung
der Verbindung oder irgendeines damit zusammenhängenden Anschlusses vermieden.
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An sich ist eine Ummantelung von Verbindungsleitungen zwischen den
Wickelköpfen einer Ankerwicklung und den Stromwenderanschlußfahnen mit elastisch
nachgiebigem Isoliermaterial bereits bekannt. Bei dieser Ausführungsform werden
die Ankerleiter zwischen ihrem Eintritt in den Wickelkopf und einer Bohrung in einer
durch den Kollektor an den Wickelkopf angepreßten, diesen überdeckenden Kappe aus
Isoliermaterial in einem flexiblen Isolierrohr geführt, wobei dessen Außendurchmesser
größer ist als der Durchmesser der Bohrungen in der Abdeckkappe. Bei der vorbekannten
Konstruktion handelt es sich jedoch nicht um einen in Kunstharz vergossenen Anker,
und außerdem ist der Aufbau durch die Verwendung einer zusätzlichen Abdeckkappe
erheblich aufwendiger.
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Die zusätzliche Länge der Verbindungsleitungen über das für die gerade
Verbindung erforderliche Maß hinaus hängt von einem oder mehreren Faktoren ab, beispielsweise
von der Stärke der verwendeten Ummantelung und dem Grad der Nachgiebigkeit oder
Zusammenpreßbarkeit oder der Dicke dieser Ummantelung, und die Überschußlänge kann
derart sein, daß sich in einfacher Weise eine leichte Biegung oder Kurvenform der
Verbindungsleitung ergibt. In anderen Fällen kann die zusätzliche Länge es erforderlich
machen, einen Knick oder eine Biegung in der Verbindungsleitung, gegebenenfalls
eine oder mehrere volle Windungen vorzusehen.
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Für einen Anker eines verhältnismäßig kleinen Elektromotors, wie er
beispielsweise in einem elektrisch angetriebenen Schlaghammer verwendet wird, dürfte
eine U-förmige Biegung der Verbindung ausreichen, und ein derartiger Anker, der
durch eine gegossene Harzumhüllung geschützt ist und U-förmige, gebogene ummantelte
Verbindungsleitungen gemäß der Erfindung aufweist, wird im folgenden in Verbindung
mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt Fig.
1 einen Teillängsschnitt durch das Stromwenderende eines Motorankers, Fig.2 eine
Teilansicht einer anderen Form der Verbindung.
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Der teilweise in Fig. 1 dargestellte Anker stellt ein Beispiel für
einen Leiterträger dar, an dem eine Schutzhülle durch einen an sich bekannten Umhüllungsprozeß
unter Verwendung eines Epoxydharzes ummantelt ist. Die Ummantelung des größeren
Teiles eines Ankers durch ein Gießharz gestattet die Verwendung von maschinengewickelten
Wicklungen, wo bisher auf Schablonen gewickelte Wicklungen notwendig waren, und
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Paare von Spulendrähten 1 aus dem
Wickelkopf von Kupferankerwicklungen 2 herausgeführt und sind an kurze Stücke eines
starken, gegen Dauerschwingungen widerstandsfähigen Anschlußdrahtes 4 herumgewickelt
und mit diesem fest verbunden. Die Anschlußdrähte bestehen vorzugsweise aus Phosphorbronze,
und es ist jeweils ein Paar von Spulendrähten 1 mit einem einzigen Anschlußdraht
4 verbunden. Sämtliche Anschlußdrähte 4, die vorgeformt sind und eine U-förmige
Biegung 5 aufweisen, sind mit einer rohrartigen Hülse 6 ummantelt, die aus einem
leicht nachgiebigen elastischen Material besteht, an dem das verwendete Harz nicht
festhängt. Bei Verwendung eines Epoxydharzes ist ein geeignetes Ummantelungsmaterial
beispielsweise ein Silikongummi. Diese Ummantelung erstreckt sich vorzugsweise von
der Stromwenderschlußfahne 7, in deren Schlitz das eine Ende des Drahtes 4 eingelötet
ist, bis hinauf zu der gelöteten Anschlußstelle 3 zwischen dem anderen Ende des
Drahtes 4 und dem zugehörigen Paar von Spulenenden 1. Infolge der verschiedenen
Ausdehnungskoeffizienten der gegossenen Harzumhüllung 8, die durch irgendein geeignetes
Verfahren aufgebracht ist, einerseits und der Ankerwelle 9 und des damit verbundenen
Stromwenders 10
auf der anderen Seite ändert sich der Abstand zwischen der
Stirnfläche der Harzumhüllung 8 und der freien Kante der Stromwenderanschlußfahne
7 -in Fig. 2 durch das Maß 11 bezeichnet - mit der Temperatur, und diese Bewegung
bringt in bekannten Fällen eine Unterbrechung von geraden Verbindungsleitungen oder
das Lösen der gelöteten Verbindungen an der Anschlußleitung 7 mit sich.
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Dieser Nachteil wird bei der Erfindung dadurch vermieden, daß der
Verbindungsdraht zwischen den Ankerspulenenden und dem Kommutatoranschluß eine Länge
aufweist, die größer ist als der geradlinige Abstand, und durch die Verwendung von
einer leicht nachgiebigen und kompressiblen Ummantelung 6 um die Verbindungsdrähte
4 in Form von Silikongummiröhren oder Buchsen. Diese erlauben Relativbewegungen
der Verbindungsdrähte und gleichen so die Ausdehnung und Zusammenziehung aus, die
bei normalen und auch bei außergewöhnlichen Betriebsbedingungen auftreten, wie dies
beispielsweise bei Ankern für die Motoren von elektrisch angetriebenen Schlagwerkzeugen
der Fall ist. Das Nichtankleben der Kunstharzumhüllung 8 an die Ummantelung 6 gewährleistet,
daß der ganze Vorteil des nachgiebigen Ummantelungsmaterials ausgenutzt wird.
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Die zur Schaffung einer Ausdehnungsschleife gewählte Form des Verbindungsdrahtes
kann verschieden sein; es können auch andere Materialien als Silikongummi zur Ummantelung
verwendet werden, sofern diese am Kunstharz nicht festhängen.
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Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der mehrteilige Verbindungsleitungen
4 nicht vorgesehen sind und die Paare von Spulendrähten 1 unmittelbar an den Stromwenderanschlußfahnen
7 angelötet sind, wobei diese paarweisen Spulendrähte 1 über den größeren Teil ihrer
Länge mit einer nachgiebigen Ummantelung 6 versehen sind.