DE1463855B2 - Verfahren zur Herstellung einer Ankerwicklung für elektrische Maschinen, insbesondere kleine Gleichstrommaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung der Wicklung eines frei tragenden, zylindrischen, topfförmigen Ankers, eines sogenannten Glockenankers für elektrische Maschinen, vorzugsweise kleine Gleichstrommaschinen, aus einem Leiterdraht, der schräg zur Ankerachse ohne Unterbrechung in zwei Lagen derart gewickelt wird, daß Leiterfelder von dreieckig-gleichschenkliger Form gebildet werden, deren Zahl gleich der Polzahl der Maschine ist, wobei der Leiterdraht an den Seiten der Leiterfelder von'-, einer Lage in die andere übergeführt und an den Stirnseiten des Ankers unter Bildung von Anschlußschlaufen für die Kollektorlamellen bzw. die Stromzuführungen herausgeschleift wird.

Für tragbare Geräte, die vorzugsweise mit Batterien betrieben werden, sind kleine und mittlere Gleichstrommaschinen¹ mit besonderen Eigenschaften nötig. Dabei ist das Entwicklungsziel, möglichst leichte Maschinen hohen Wirkungsgrades und geringer Abmessungen zu schaffen. Die bisher meist verwendeten Maschinen mit Eisenanker können diese Bedingungen nur unvollkommen erfüllen, und so findet der eisenlose Anker mit permanentem Feld, das insbesondere als Innenkernmagnetsystem ausgebildet ist, immer weitere Verbreitung. Dabei zeigt es sich, daß der eisenlose Läufer, besonders bei kleinen Dimensionen, in der Herstellung kompliziert und teuer ist und daß darüber hinaus die Wickelköpfe das Ankergewicht unnötig erhöhen.

Diese Nachteile werden bei einem aus der französischen Patentschrift 1231257 bekannten elektrischen Kleinstmotor -vermieden. Bei diesem Motor läuft eine frei tragende Trommelankerwicklung mit schräg zur Motorächse verlaufenden, nichtmagnetisierbaren Leitern im Luftspalt zwischen einem feststehenden Kernmagneten und einem ebenfalls feststehenden, den Kernmagneten umgebenden Rückschlußmantel um. Diese Ankerwicklung ist aus einem einzigen Draht maschinell hergestellt, wobei dieser im axialen Hin- und Hergang jeweils eine Polteilung überstreicht und zickzackförmig hin- und herlaufend, sich nach jedem Umlauf eng Windung neben Windung legend, zv/ei- oder mehrlagig gewickelt ist. An seinem Anfang und Ende und mit einer oder mehreren Anzapfungen ist dieser Leiterdraht zu Stromzuführungen geführt. Wenn eine solche Wicklung für höhere Spannung ausgelegt werden soll, ist es erforderlich, den Draht in mehreren Schichten zu wickeln. Dies läßt sich praktisch jedoch wegen der geringen Drahtstärke nicht realisieren.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Ankerwicklungen der vorstehend genannten Art für höhere Spannungen ohne Schwierigkeiten hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Leiterdraht zur Bildung von aus mehreren Windungen bestehenden, nebeneinanderliegenden Teilspulen zunächst in so vielen Windungen, wie die Teilspule haben soll, unter Anwendung eines Wickelschrittes von elektrisch genau 180° um Haltestifte an den Stirnseiten des Ankers zickzackförmig herumgeführt wird, wobei jede Windung dieser Teilspule sich mit der vorhergehenden Windung annähernd deckt, daß der Leiterdraht dann seitlich zu einem anderen Haltestift übergeleitet wird, von wo aus ebenfalls unter zickzackförmigem Hin- und Herführen die nächste Teilspule mit der gleichen Anzahl von Windungen gewickelt wird, wonach in der gleichen Weise die Bewicklung fortgesetzt wird, bis der Anker fertiggestellt ist.

Mechanische Schwierigkeiten bei der Verarbeitung sehr dünner Leiterdrähte treten dabei nicht auf. Der Anker läßt sich trotz seines Aufbaus aus mehrwindigen Teilspulen relativ rasch herstellen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der

ίο Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 stellt die Ansicht eines Glockenankers bekannter Art dar. Mit 1 ist dort die Welle, mit 2 die Ankerwicklung und mit 3 der Kollektor bezeichnet; F i g. 2 zeigt den Anker im Schnitt;

Fig. 3 ist die Abwicklung einer bekannten Schrägwicklung eines Glockenankers, die auch bei der Erfindung angewendet wird. Die Struktur der Zweischicht-Spulenwicklung, welche schräge Leiter aufweist, die teils im Feld 4 nach der einen Richtung und in den Feldern 5 nach der anderen Richtung laufen, stellt das typische äußere Merkmal dieser Wicklung dar. Es bilden sich auf der äußeren und inneren Mantelfläche Leiterfelder in Form gleichschenkliger Dreiecke, deren Zahl gleich der Polzahl der Wicklung ist. An den Schenkeln dieser Dreiecke, deren Basis durch die Wicklungsenden gebildet wird, findet jeweils ein Übergang aller Leiter von einer in die andere Schicht statt. Die Zahl dieser Übergangsstellen ist gleich der Polzahl.

Führt man diese Wicklung als mehrpolige Wicklung aus, dann enthält sie entsprechend mehr der erwähnten dreieckig-gleichschenkligen Dreiecke.

F i g. 4 zeigt als Beispiel die Abwicklung der Ankerwicklung einer vierpoligen Maschine.

Fig. 5 erläutert das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Wicklung. Der Deutlichkeit halber ist nur eine Teilspule dargestellt. Die Herstellung erfolgt auf einem nicht dargestellten bekannten Wikkeldorn, der in bekannter Weise Haltestifte 6, 7, 8, 9, 10 ... an den Stirnseiten des Ankers für die Umkehrpunkte des Drahtes aufweist.

Der Draht wird zickzackförmig am Umfang des Wickeldornes hin- und hergeführt, wobei der Wickelschritt also genau 180° beträgt. Es ist dies ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal zu der eingangs genannten bekannten Schrägwicklung, welche einen Wickelschritt von jeweils 180° dz der Drahstärke hat. Die angegebenen Gradzahlen sind elektrische Gradzahlen und beziehen sich auf die Polteilung, welche gleich 180° elektrisch und räumlich bei einer zweipoligen Maschine ist. Bei einer vierpoligen Maschine entsprechen demgemäß 180 elektrische Grade 90 räumlichen Graden usw.

Über die Haltestifte 6, 7, 8, 9, 10 ... werden nun im Wickelschritt von genau 180° so viel Windungen aufgewickelt, wie die einzelne Spule haben soll. Darauf wird der Draht seitlich zu zwei anderen Haltestiften weitergeleitet und die nächste Spule mit der gleichen Anzahl von Windungen gewickelt. F i g. 5 veranschaulicht dies in der dargestellten Abwicklung für eine zweipolige Maschine. Der ankommende Draht, durch einen Pfeil gekennzeichnet, wird zuerst um einen Teil des Stiftes 6 geführt, dann schräg nach dem anderen Spulenende zum Stift 7, dann wiederum schräg zurück an den Stift 6. Das vollzieht sich so oft, wie die Spule Windungen haben soll. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 sind es drei Windungen. Ist diese Windungszahl erreicht, wird der

Draht in seitlicher Richtung zum nächsten Stift 8 geleitet, darauf zum Stift 9 usf., bis wiederum drei Windungen aufgebracht sind. Daraufhin vollzieht sich der gleiche Übergang wie eben beschrieben zum Stift 10. Wird in dieser Weise fortgefahren, bis alle Stifte vollgewickelt sind, dann ergibt sich ein Leitermuster entsprechend F i g. 3. Der Anschluß der Wicklung geschieht wie üblich dadurch, daß die Wicklung Anzapfungen aufweist. Diese Anzapfungen werden dadurch gewonnen, daß der ununterbrochen geführte Draht jeweils einmal herausgeschleift wird, wie bei 11 in F i g. 5 angedeutet ist.

Statt den Übergang von einer Spule zur anderen auf einer Seite zu vollziehen (von Sift 6 nach Stift 8), ist es auch möglich, den Übergang zwischen den Spulenseiten auszuführen, z. B. indem der einlagige Leiterdraht von Stift 6 nach Stift 9 geführt wird. Es sind noch andere Übergänge zwsichen den einzelnen Teilspulen möglich, z. B. indem in der genannten Weise nicht das nächste, sondern das übernächste oder ein beliebig anderes Stiftpaar vom einlagig geführten Leiterdraht erreicht wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der Ankerwicklung eines frei tragenden, zylindrischen, topfförmigen Ankers, eines sogenannten Glockenankers, für elektrische Maschinen, vorzugsweise kleine Gleichstrommaschinen, aus einem Leiterdraht, der schräg zur Ankerachse ohne Unterbrechung in zwei Lagen derart gewickelt wird, daß Leiterfelder von dreieckig-gleichschenkliger Form gebildet werden, deren Zahl gleich der Polzahl der Maschine ist, wobei der Leiterdraht an den Seiten der Leiterfelder von einer Lage in die andere übergeführt und an den Stirnseiten des Ankers unter Bildung von Anschlußschlaufen für die Kollektorlamellen bzw. die Stromzuführungen herausgeschleift wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdraht zur Bildung von aus mehreren Windungen bestehenden, nebeneinanderliegenden Teilspulen zunächst in so vielen Windungen, wie die Teilspule haben soll, unter Anwendung eines Wickelschrittes von elektrisch genau 180° um Haltestifte an den Stirnseiten des Ankers zickzackförmig herumgeführt wird, wobei jede Windung dieser Teilspule sich mit der vorhergehenden Windung annähernd deckt, daß der Leiterdraht dann seitlich zu einem anderen Haltestift übergeleitet wird, von wo aus ebenfalls unter zickzackförmigem Hin- und Herführen die nächste Teilspule mit der gleichen Anzahl von Windungen gewickelt wird, wonach in der gleichen Weise die Bewicklung fortgesetzt wird, bis der Anker fertiggestellt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von einer Teilspule zur nächsten jeweils auf der gleichen Stirnseite des Ankers verlegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von einer Teilspule zur nächsten jeweils zwischen nebeneinanderliegenden Teilspulen verlegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von einer Teilspule zur nächsten jeweils zwischen in Umfangsrichtung weiter entfernt liegenden Teilspulea verlegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen