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Elektrodynamische Maschine Die Erfindung bezieht sich auf elektrodynamische
Maschinen mit einem Feldpolstück, das mit einer vollständigen Befestigungseinrichtung
zusammen aus einem Stück besteht. Sie ist im besonderen für kleine Gleichstrommotoren
geeignet.
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Bei bekannten Bauarten dient die Befestigungseinrichtung lediglich
dazu, das Feldpolstück am Rahmen der Maschine zu befestigen.
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Die Erfindung bezweckt eine Verringerung der erforderlichen Montagearbeitsgänge
und eine -wesentliche Senkung der Herstellungskosten. Sie geht von der Erkenntnis
aus, daß dies durch eine besondere Ausgestaltung des Rahmens ermöglicht werden kann.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Maschine einen im wesentlichen
rechteckigen Rahmen hat, der aus Metallblech gebogen ist, dessen benachbarte Endteile
miteinander und mit dem Polstück durch die mit diesem ein Stück bildende Befestigungseinrichtung
unter Verformung der Befestigungseinrichtung verbunden werden. Vorteilhaft besteht
der Rahmen der Maschine aus einem einzigen Metallblechstück.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt. In der Zeichnung ist Fig. 1 eine Ansicht eines Motors nach einer ersten
Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig.
3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 der Fig.
2, in dem einige Teile fortgelassen sind, Fig. 5 eine Ansicht eines Motors nach
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 ein Längsschnitt nach Linie
6-6 der Fig. 5, Fig. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6, in dem einige Teile
fortgelassen sind, Fig.8 eine Ansieht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 9 ein Längsschnitt nach Linie 9-9 der Fig. 8, Fig. 10 ein Schnitt nach Linie
10-10 der Fig. 9, Fig. 11 ein Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 9, Fig. 12 eine
Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 13 ein Längsschnitt nach
Linie 13-13 der Fig. 12 und Fig. 14 ein Schnitt nach Linie 14-14 der Fig. 13. Der
in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Motor hat einen Stahlrahmen 10, der, wie die Fig.
2 bis 4 zeigen, im wesentlichen rechteckige Form hat. Seine Endteile 11
und
12 überlappen einander, und die diesen Endteilen gegenüberliegende Wand 13 des Rahmens
ist bogenförmig gestaltet. Der Mittelpunkt des Bogens liegt in der Achse des Ankers
des Motors. Wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt, haben die sich überlappenden Endteile 11
und 12 ausgerichtet zueinander liegende Durchbrüche 14 bzw. 15. Die sich überlappenden
Endteile 11 und 12 können durch Dübel 16 und 17 miteinander verbunden sein, die,
aus dem Endteil 11 hervorgepreßt, in Öffnungen des anderen Endteils 12 passen. An
jeder Stirnwand des Rahmens können mehrere Führungsnuten 18
vorgesehen sein
(Fig. 1 und 2), deren Zweck später noch erläutert wird.
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Der gezeichnete Motor ist ein Zweipolmotor mit einer einzigen Feldwicklung.
Der eine Pol wird von der bogenförmigen Seitenwand 13 des Rahmens
10
gebildet, wobei die Verteilung des Magnetfeldes dieses Pols durch eine
Platte 19 aus magnetisierbarem Werkstoff, die an der Außenfläche der bogenförmigen
Wand angeschweißt ist, verbessert wird. Der Rahmen 10 hat ferner einen in Querrichtung
liegenden Schlitz 20; dessen Zweck ebenfalls noch erläutert werden wird. Die sich
überlappenden Endteile 11 und 12 des Rahmens werden miteinander durch einen zweiten
Pol 21 verbunden, der aus einem Körper 22 mit einem Ansatz oder. Dübel 23 besteht,
der sich durch die ausgerichteten Durchbrüche 14 und 15 des Rahmens erstreckt. Der
Körper 22 hat ferner einen zweiten vorstehenden Ansatz 24, auf den ein gebogener
Polschuh 25 warm aufgepreßt sitzt.
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Vor dem Befestigen des Pols 21 am Rahmen 10 wird eine Feldwicklung
26 auf dem Körper 22 angebracht. Die Feldwicklung 26 ist auf eine Spule 27 aus Isolierstoff
aufgewickelt. Auf der Feldwicklung 26 liegt oben ein Metallbügel 28 mit einer von
einem Flansch begrenzten Öffnung 29 auf. Danach wird der Dübel 23 durch die Durchbrüche
14 und 15 des
Rahmens eingeführt und warm verformt, um die Endteile
11, 12 des Rahmens miteinander zu verbinden.
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Die Feldwicklung 26 besteht aus zwei in Reihe liegenden Wicklungen,
wie sie bei umsteuerbaren Reihenschlußmotoren verwendet wird. Die Zuleitungsdrähte
vom einen Ende jeder der in Reihe liegenden Feldwicklungen sind mit Klemmen 30 und
31 verbunden, die von einem am Rahmen 10 befestigten Auge 32 getragen werden. Der
Metallbügel 28 har gemäß Fig.2 und 3 zwei nach innen gerichtete Flansche 33 und
34. Die Polplatte 19 hat ein in axialer Richtung liegendes Auge 35 (Fig. 3), das
das eine Ende einer Bürstenhalterplatte trägt. Die Flansche 33 und 34 des Metallbügels
haben je einen Lappen 36 bzw. 37, die axial nach außen ragen. Das Auge 35 und die
Lappen 36 und 37 dienen der Halterung eines Bürstenträgers 38. Bei Erregung einer
der in Reihe liegenden Feldwicklungen wird der Pol 21 magnetisiert, und ein Teil
des von der erregten Feldwicklung erzeugten Magnetfeldes wird über den Umfang des
Rahmens zum Pol 13 geleitet. Der Bürstenhalter 38 hat eine Platte 39 aus Isolierstoff,
an der zwei Bürstenführungen 40 und 41 für Bürsten 42 bzw. 43 mit Anschlußleitern
44 bzw. 45 befestigt sind. Die Bürsten 42 und 43 werden in bekannter Weise durch
nicht dargestellte Federn nach innen gegen die Achse des Ankers gedrückt. Der Anschlußleiter
44 ist mit der einen Klemme 46 eines Wärmeüberlastschalters 47 verbunden, an dessen
anderer Klemme ein Draht 48 angeschlossen ist. Der Wärmeüberlastschalter 47 wird
von einem Bügel getragen, der an der Platte 39 aus Isolierstoff befestigt ist. Die
durch Löcher der Platte 39 ragenden Lappen 36 und 37 sind verwunden, um den Bürstenhalter
38 in seiner Lage zu halten. Das Auge 35 der Polplatte 19 ragt durch eine Öffnung
der Bürstenhalterplatte 39 hindurch und nimmt einen Metallblechbefestiger 50 üblicher
Bauart auf. Die anderen beiden Zuleitungsdrähte 51 und 52 der in Reihe liegenden
Feldwicklungen sind mit der Bürstenführung 41 verbunden, an die auch der Anschlußleiter
45 angeschlossen ist.
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Die eine Stirnseite des Rahmens ist durch eine Endplatte 53 verschlossen,
die mit Vorsprüngen 54 in die Nuten 18 des Rahmens 10 eingreift und z. B. durch
Warzenschweißung dauernd mit dem Rahmen 10 verbunden ist. Die Endplatte 53 hat eine
kugelflächige Einpressung 55 zur Aufnahme eines sich selbst ausrichtenden Lagers
56. An der Endplatte 53 ist ferner ein Spritzschild 57 befestigt, das einen federnden
Lagerhalter 58 abstützt. Eine mit Schmiermittel getränkte Filzpackung 59 ist zwischen
dem Lagerhalter 58 und der Endplatte 53 eingesetzt.
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Die kommutatorseitige Endplatte 60 ist ein Gußstück mit Ansätzen 61,
die in die Nuten 18 des Rahmens 10 eingreifen. An dieser Endplatte 60 sitzt ein
in axialer Richtung liegendes Rohr 63, das ein Gleitlager 64 aufnimmt. Die Endplatte
60 ist am Rahmen 10 durch zwei L-förmige Bolzen 62 befestigt, die am Rahmen 10 festgeschweißt
sind und sich durch Öffnungen in der Endplatte 60 erstrecken: Die Bolzen 62 tragen
Muttern 65, die die lösbare Verbindung der Endplatte 60 mit dem Rahmen ermöglichen.
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Ein Anker 66 üblicher Bauart hat eine Welle 67, die in den Lagern
56 und 64 abgestützt ist. Die Ankerwelle kann innerhalb des Rohrs 63 ein Schneckengewinde
68 haben. Zum Anker 66 gehört ein Kommutator 69, gegen den die Bürsten 42 und 43
anliegen. Das kommutatorseitige Ende der Ankerwelle 67 liegt gegen ein Drucklager
70 an, das einstellbar in dem Rohr 63 abgestützt ist und von einem Bolzen 71 getragen
wird. Auf dem Bolzen sitzt eine Mutter 72. Der axiale Schub des Ankers 66 in der
anderen Richtung wird von einer Scheibe 73 aufgenommen, die zwischen dem anderen
Ende der Ankerwelle und der Endplatte 53 liegt. An der Ankerwelle sind Ölschleuderringe
74 und 75 befestigt. Der sich durch den Schlitz 20 erstreckende Teil des Bürstenhalters
38 kann von einer Kappe 76 überdeckt sein, die Lappen 77 und 78 hat, welche an den
Enden des Schlitzes 20 über die Kanten des Rahmens 10 schnappen (Fig. 3).
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Die abgewandelte Bauform gemäß Fig. 5 bis 7 ist ein zweipoliger Motor
mit einer einzigen Feldwicklung. In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Bei dieser Bauform hat der Metallblechrahmen 80 im wesentlichen
rechteckige Form. An Stelle von sich überlappenden Endteilen stoßen die benachbarten
Kanten aber gegeneinander, wie dies in der Zeichnung zu erkennen ist. Jedes Endteil
des Rahmens 80 hat einen Längsschlitz 81 bzw. 82, der vom Rand des Rahmens Abstand
hat. Der Pol besteht hier aus mehreren Metall-Lamellen 83, die gemäß Fig. 7 zur
Bildung eines Polschuhs 84 bogenförmig ausgestaltet sind. Die Lamellen bilden ferner
einen Körper 85, zwei Flansche 86 und 87 und zwei gegabelte Ansätze 88 und 89. Die
Lamellen können in irgendeiner geeigneten Weise, z. B. durch Schweißen, zu einem
Stapel zusammengefaßt werden, worauf Feldwicklungen 90 um den Lamellenstapel gewickelt
werden, nachdem zuvor eine Schicht 91 aus Isolierstoff um den Lamellenstapel gelegt
worden ist.
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Danach wird oberhalb der Flansche 86 und 87 ein metallischer Dürstenhalterbügel
92 aufgelegt, und die Ansätze 88 und 89 werden durch die Schlitze 81 und 82 des
Rahmens 80 hindurchgeführt. Die einen unterteilten Dübel bildenden Ansätze 88 und
89 werden dann so umgebogen, daß sie die Feldwicklung am Rahmen und die Enden des
Rahmens miteinander verbinden. Die übrigen Teile des Motors mit lamelliertem Pol
sind ebenso ausgebildet wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4.
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Der in den Fig. 8 bis 11 dargestellte Motor hat einen Stahlrahmen
110, der aus einem einzigen Stahlbandstreifen besteht, der zu einem an den Seiten
offenen Kasten mit sich gegenseitig überlappenden Endteilen 112 und 113 geformt
ist. Der Rahmen hat. wie Fig. 10 und 11 zeigen, eine im wesentlichen rechteckige
Form. Die einander überlappenden Endteile 112 und 113 haben zueinander ausgerichtete
Längsschlitze 116 und 117. Auf der den sich überlappenden Endteilen gegenüberliegenden
Seite ist ein Längsschlitz 118 vorgesehen, der zu einem Schlitz 120 in einer Platte
121 ausgerichtet liegt. Die Platte 121 ist dazu bestimmt, die Verteilung des Magnetfeldes
zu verbessern.
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Die beiden Teile 110 und 121, die den Motorrahmen darstellen, werden
durch zwei Pole 122 und 123 zusammengehalten. Wie die Fig. 9 und 10 zeigen, bestehen
die massiven einander gleichen Pole 122 und 123 aus Polschuhen 124, Körpern 125
und gegabelten Ansätzen 126. Der Ansatz 126 des Pols 123 erstreckt sich durch die
ausgerichtet zueinander liegenden Schlitze 116 und 117 der sich überlappenden Endteile
112 bzw. 113 des Rahmens 110. Der Ansatz 126 des Pols 122 erstreckt sich durch den
Schlitz 118 des Rahmens 110 und den Schlitz 120 der Platte 121. Die Ansätze 126
werden umgebogen oder in anderer Weise angestaucht, um die beiden Rahmenteile miteinander
zu verbinden.
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Vor diesem Befestigen der Pole 122 und 123 an den Rahmenteilen
110 und 112 werden Feldwicklungen
127 und 128 um die
Körper 125 der Pole gewickelt, wobei zuvor eine Schicht 129 aus Isolierstoff um
die Körper 125 gelegt wird. Schließlich wird oberhalb der Feldwicklung 127 ein metallischer
Bürstenhalterbügel 131 und oberhalb der Feldwicklung 128 ein gleicher Bügel 132
aufgesetzt. Die Bügel 131 und 132 haben je zwei nach innen gerichtete Flansche 134
und 135, von denen jeder einen in axialer Richtung liegenden Lappen 136 trägt. Die
Lappen 136 tragen einen Bürstenhalter 137.
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Der Bürstenhalter 137 besteht aus einer Platte 138 aus Isolierstoff,
die zwei Bürstenführungen 139 und 140 für federbelastete verschiebliche Bürsten
141 bzw. 142 trägt. Die Bürsten 141 und 142 haben Anschlußleiter 143 bzw. 144, von
denen der Anschlußleiter 143 mit der Bürstenführung 139 und einer der Zuleitungen
145 von der Feldwicklung 127 und auch mit einer der Zuleitungen 146 von der Feldwicklung
128 verbunden ist. Der andere Anschlußleiter 144 ist mit der Bürstenführung 140
verbunden, die ihrerseits über einen Draht 147 mit dem Motorrahmen verbunden ist.
Die Bürstenhalterplatte 138 hat Löcher 148, durch die die Lappen 136 ragen, die
verwunden werden, um den Bürstenhalter in seiner Lage festzuhalten.
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Die andere nicht gezeichnete Zuleitung zur Feldwicklung 127 ist mit
einer Klemme 149, die an einem Auge 150 sitzt, verbunden. Die Zuleitung 151 zur
Feldwicklung 128 ist an eine an dem Auge 150 sitzende Klemme 152 angeschlossen,-
Der Motor ist als umsteuerbarer Reihenschlußmotor ausgebildet, so daß beide Feldwicklungen
127 und 128 in Reihe geschaltete Feldwicklungen darstellen.
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Das eine Ende des Rahmens 110 ist durch eine unlösbar befestigte Endplatte
153 verschlossen. Die Befestigung kann in jeder geeigneten Weise erfolgen, so z.
B. durch Warzenschweißung. Die Endplatte 153 hat eine kugelflächige Einpressung
154 zur Aufnahme eines sich selbst ausrichtenden Lagers 155. An der Endplatte 153
ist ein Schleuderschild 156 befestigt, der einen nachgiebigen Lagerhalter 157 abstützt,
zwischen dem und der Endplatte eine mit Schmiermittel getränkte Filzpackung 158
angeordnet ist (Fig. 9).
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Das andere Ende des Rahmens 110 ist durch eine kommutatorseitige Endplatte
160 verschlossen, die eine kugelflächige Einpressung 161 mit einem zentralen Loch
162 hat. In der Einpressung ist ein zweites sich selbst ausrichtendes Lager 163
abgestützt, das durch einen Lagerhalter 164 gehalten wird, der an einem an der Endplatte
160 befestigten Schleuderschild 165 befestigt ist. Zwischen dem Lagerhalter
164 und der Endplatte 160 liegt eine getränkte Filzpackung 166. Die Endplatte 160
ist abnehmbar am Rahmen 110 befestigt. Hierzu dienen zwei Bolzen 167, die in L-förmige,
durch Schlitze 178 des Rahmens ragende Muttern 168 eingeschraubt sind. Auf die Bolzen
167 sind ferner Muttern 169 aufgeschraubt, die die Endplatte 160 gegen den Motorrahmen
110 klemmen.
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Ein Anker 170 üblicher Bauart hat eine in den Lagern 155 und 163 drehbar
gelagerte Welle 171. Zum Anker 170 gehört ein Kommutator 172, gegen den die Bürsten
141 und 142 anliegen. Das eine Ende der Welle 171 erstreckt sich durch das zentrale
Loch 162 in der Endplatte 160. Auf der Welle 171 ist ein Ölschleuderring 173 befestigt.
Eine oder mehrere Druckscheiben 174 liegen zwischen dem Ölschleuderring 173 und
dem Lager 163 (Fig. 9). Zur Lagerung des anderen Endes der Welle 171 dient eine
Kugel 175, in der eine Scheibe 176 zur Aufnahme des Axialschubs des Ankers sitzt.
Bei der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 12 bis 14 sind für gleiche Teile gleiche
Bezugszeichen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 bis 11 verwendet, Bei dieser
Ausführungsform besteht der Metallblechrahmen aus zwei rinnenförmigen Teilen 180
und 181, deren Flanschkanten gegeneinanderstoßen. Mit Abstand von den Flanschkanten
sind in den Flanschen Längsschlitze 182 bzw. 183 vorgesehen. Die Pole 184 und 185
bestehen hier aus Metallamellen 186, die, wie Fig. 14 zeigt, einen bogenförmigen
Polschuh 187, einen Körper 188, zwei Flansche 189 und 190 und zwei gegabelte Ansätze
191 und 192 bilden. Die Lamellen 186 können durch geeignete Mittel, wie z. B. Schweißen,
in Stapelform zu den Polen 184 und 185 zusammengefaßt werden.
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Die Feldwicklungen 127 und 128 werden unter Zwischenschaltung einer
Isolierstoffschicht 129 auf die Lamellenstapel aufgewickelt, worauf Bürstenhalterbügel
193 und 194 aufgebracht werden, die den Bügeln 131 und 132 gleichen, nur daß die
Schlitze zur Aufnahme der Ansätze 191 und 192 auf der Oberseite der Flansche 189
und 190 liegen und die Ansätze 191 und 192 durch die Schlitze 182 und 183 der Rahmenteile
9.80 und 181 hindurchgesteckt werden. Die Ansätze 191 und 192 werden ausgebogen,
um die Pole mit ihren Feldwicklungen am Rahmen und die beiden Rahmenteile miteinander
zu verbinden. Die übrigen Teile dieses Motors entsprechen denen der Ausführungsform
gemäß den Fig, 8 bis 11.