DE1763508C

DE1763508C - Anchors for mechanically highly stressed oil lighter motors

Info

Publication number: DE1763508C
Application number: DE19681763508
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing 7000 Stutt gart Taschke
Original assignee: Licenüa Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Filing date: 1968-06-14
Publication date: 1973-02-22

Description

nabe (3) durch Riffelung, Lochung oder Aufrauhung uneben ausgebildet ist.hub (3) is formed unevenly by corrugation, perforation or roughening.

3. Anker nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der verlängerten Kollektomabe(3) aufsitzende kollektorseitige Wickelkopf (5) und die schlingenförmig an die Kollektorlamellen (7) geführten Schaltenden (6) durch eine Kunstharzbehandlung mit dem Kollektor zu einer schwingungsfesten Einheit gemacht sind3. An anchor according to claims 1 or 2, characterized in that the on the extended Collector hub (3) on the collector-side winding head (5) and the loop-shaped to the Collector lamellas (7) guided switching ends (6) by a synthetic resin treatment with the Collector are made into a vibration-proof unit

Die Erfindung betrifft einen Anker für mechanisch hochbeanspruchte Kollektormotoren mit einer bis an den Wickelkopf heranziehenden Kollektornabe, um welche die Schaltenden der Ankerwicklung von den Ankernuten aus schlingenförmig zu den zugehörigen Kollektorlamellen geführt sind.The invention relates to an armature for mechanically highly stressed collector motors with a to the collector hub pulling the winding head, around which the switching ends of the armature winding from the Anchor grooves are made in a loop to the associated collector lamellas.

Kollektormotoren, insbesondere Einphasen-Reihenschlußmotoren, sind bekanntlich die bevorzucten Antriebe von Eleklrowerkzeugen; sie dienen unter anderem auch zum Antrieb von Bohrhämmern. Da diese mit einem Schlaggewicht ausgerüsteten Bohrhammer von ihrer Arbeitsweise her sehr starken Erschütterungen ausgesetzt sind, wirken sich diese im Anker dahingehend aus, daß die von der Wicklung zum Kollektor führenden Anschlußdrähte brechen. Entsprechende Untersuchungen haben eindeutig als Bruchursache Materialermüdung der Kupferdrähte ergeben. Wie die Untersuchungen im einzelnen weiter gezeigt haben, sind die Drahtbrüche bzw. Materialermüdungserscheinungen auf Relativbewegungen zwischen Kollektor und Wickelkopf zurückzuführen. Diese Erscheinung macht sich um so mehr bemerkbar, je kleiner der jeweilige Antriebsmotor ausgeführt ist, da mit kleiner werdendem Motor der Drahtquerschnitt abnimmt und ferner die sonstigen mechanischen Abmessungen des Ankers, insbesondere der Wellendurchmesser, immer kleiner und damit .schwingungsempfindlicher werden.Collector motors, especially single-phase series motors, are known to be the preferred drives for electrical tools; they serve under also for driving rotary hammers. As this hammer drill equipped with a striking weight are exposed to very strong vibrations due to the way they work, these have an effect in the armature to the effect that the connecting wires leading from the winding to the collector break. Corresponding investigations have clearly shown that the cause of breakage is material fatigue Copper wires result. As the investigations have shown in detail, the wire breaks are or signs of material fatigue due to relative movements between the collector and the end winding traced back. This phenomenon becomes more noticeable the smaller the respective drive motor is carried out, since the wire cross-section decreases as the motor becomes smaller and furthermore the other mechanical dimensions of the armature, in particular the shaft diameter, always become smaller and therefore more sensitive to vibrations.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es bekannt, solche Drahtbrüche entweder durch entsprechende Überdimensionierung aller Teile zu umgehen, oder man hat die Wicklungsenden in der Nut oder nn dem dem Kollektor entgegengesetzten Wickelkopf angesetzt und mit verstärktem Kupferquerschnitt zu den Kollektorlamellen weitergeführt, Darüber hinaus ist es bekannt (deutsche Patentschrift 649 878). in den Kollektorlamellen Anschlußdrahte aus Stahl Federstahl oder einem anderen Werkstoff mit ähnlich hoher Widerstandsfähigkeit gegen Dauer-Schwingungsbeanspruchungen zu befestigen und an diesen Drähten, etwa auf halbem Wege zwi.chen Anker und Kollektor, die aus den Ankernuten austretenden Wicklungsenden anzulöten.In order to avoid these difficulties, it is known to prevent such wire breaks either by appropriate To avoid oversizing of all parts, or you have the winding ends in the Groove or nn attached to the winding head opposite the collector and with a reinforced copper cross-section continued to the collector lamellas, In addition, it is known (German patent specification 649 878). in the collector lamellas connecting wires made of steel, spring steel or another material with a similarly high resistance to permanent vibration loads to attach and to these wires, about halfway between Anchor and collector emerging from the anchor grooves Solder the winding ends.

Des weiteren i*t es bekannt (deutsche Auslege -Furthermore it is known (German interpretation -

« schrift 1 046 170), die Anschlußdrahte an in Kunst-«Writing 1 046 170), the connecting wires to

, harz eingehüllten Ankern derart testzuiegen aaUto test resin-encased anchors in this way aaU

Jede: Anschlußdraht zwischen dem Anker und denEach: connecting wire between the anchor and the

Kollektorlamellen ganz oder teilweise von gut nach-Collector lamellas completely or partially from

giebigem Material ummantelt ist, wobei der An-is coated with rich material, whereby the

* schluldraht oder mindestens ^- ,umm^teHer* guilty wire or at least ^ -, umm ^ teHer

■ ^{Tei1 eine Lan} g* aufweist die gr oßer ι st aVs Hn. , -■ ^{Partly a Lan} g * has the greater ι st aVs Hn. , -

mittelbare Strecke _ wischen den zu verbindend. ■.indirect route _ wipe the connecting. ■.

Teilen, so daß be. '^^^«^£53™' "^he» ^d™ verbundenen Ie. cn ^{d e} y^rsüiuBl.n - der Verbn- ',ng sich ohne \\,ders ™d «egen d«^ ' "aduueb,^, Beschaffenheit der Ummantelung au dehnen und zusammenziehen kann. De ,sauShare so that be. '^^^ «^ £ 53 ™'" ^he » ^d ™ connected Ie. Cn ^de y ^ rsüiuBl.n - der Verbn- ', ng himself without \\, ders ™ d« egen d «^'" aduueb, ^ , The nature of the sheath can expand and contract. De, sau

¹^ ^{kann h},^icrbe! ^d,^lirch · °Γ, ^S" ? V Kurveniorm oder durch mindestens eine volk *S Windung des Anschlußdrahtes eescluilTen sein. ¹ ^ ^{can h} , ^icrbe ! ^d , ^lirch · ° Γ, ^S "? V curve or by at least one volk * S turn of the connecting wire.

Ferner ist ein Anker für eine kleine elektris.-he Maschine bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 230 124), und zwar mit < inem auf der Ankerwelle vorgesehenen Kollektor, der Lamellen mit radialen An-Sätzen aufweist, an denen die Schaltenden der Anker wicklung befestigt sind, und mit einem zwischen dem Ankerblechpaket und dem Kollektor angeordneten, abgeplatteten, kegelförmigen Körper, dessen Spitze ' sich auf der Blechpaketseite und dessen Grundfläche sich an dem Kollektor befinden. Diener aus Isoliermaterial hergestellte und mit dem Kollektor als Ganzes vereinigte, eine verlängerte Kollektornabe bildende Kegelkörper dient dazu, die Schaltenden der Ankerwicklung ohne weitere Befes'igungsmittel, lediglich durch schraubenlinienförmig straffes Anliegen an diesem zu halten. Obwohl die Schaltenden annähernd diametral gegenüber den Punkten, an denen sie die Ankerwicklung verlassen, an den KoI-lektoransätzen befestigt sind, sind Drahtbrüche nicht auszuschließen, da insbesondere beim Auftreten von Torsionsschwingungen die Schaltenden auf dem Kegelkörper aufschwingen und sich dann wieder unter Überbeansp-uchung des Drahtes auf diesem festziehen können. Des weiteren wirkt es sich nachteiüg aus, wenn der Draht auf einem radial von der Wellenachse aus gemessen großen Radius festgelegt wird, da dann auch der Verdrehungswinkel und - mit die Beanspruchung des Drahtes groß ist. Ferner sind Drahtbrüche auf Grund der Relativbewegungen zwischen Kollektor und Wickelkopf zu erwarte«.Furthermore, there is an anchor for a small electric he Machine known (German Auslegeschrift 1 230 124), namely with <one provided on the armature shaft Collector, which has lamellas with radial attachments, on which the switching ends of the armature winding are attached, and with an arranged between the armature core and the collector, Flattened, conical body, the tip of which 'is on the sheet metal package side and its base are on the collector. Servants made of insulating material and used with the collector as Whole united, an elongated collector hub forming cone body is used to the switching ends of the Armature winding without further fasteners, only by tightly fitting helical lines to stick to this. Although the switch ends almost diametrically opposite the points on which they leave the armature winding at the KoI lector approaches are attached, wire breaks cannot be ruled out, especially when Torsional vibrations swing the switching ends on the cone body and then again be able to tighten the wire while overstressing it. Furthermore, it has a negative effect off when the wire is set on a large radius measured radially from the shaft axis because then the angle of twist and - with the stress on the wire - is great. Further wire breaks are to be expected due to the relative movements between the collector and the end winding «.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nicht nur der Betriebssicherheit gegen Schwingungen, Torsion usw. durch eine besondere Festlegung der Anschlußdrähte bzw. Schaltenden der Ankerwicklung im Bereich zwischen Anker und Kollektor zu genügen, sondern auch der Entstehung d'eser Schadensursachcn entgegenzuwirken.The invention is based on the object not only of operational safety against vibrations, Torsion etc. through a special definition of the connecting wires or switching ends of the armature winding in the area between anchor and collector, but also the creation of d'eser To counteract the causes of damage.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der kollektorseitige Wickelkopf auf der bis annähernd an das Blechpaket verlängerten Kollektornabe aufsitzt.According to the invention this object is achieved in that the collector-side winding head on the bis rests approximately on the lamination stack extended collector hub.

Bekanntlich ist es üblich, die Wicklung, insbesondere die Wickelköpfe, durch geeignete Maß-It is known that the winding, in particular the winding heads, by means of suitable dimensions

ZZ κ,\Jl , ^verfesi>Sen, z. B. mit einem härtbaren Kunstharz etwa auf Epoxydbasis. Es ist daher ZZ κ, \ Jl , ^verfes i> Sen, z. B. with a curable synthetic resin such as epoxy. It is therefore

TwK η ^V'^rlanS^erte Kollektornabe im Bereich des Wickelkopfes so zu gestalten, daß bei der Behandlung mit dem vorerwähnten Kunstharz eine einwandfreic Verbindung zwischen beiden Teilen gesvahrle-set .st Das kann gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung dadurch geschehen, dS die Oberfläche der Nabe z. B eine Riffe hin ρ Lochung, Aufrauhung od. dgl. besitz "und jldurch „ one gute Verankerung des Harzes entsteht. TwK η ^V ' ^rlan S ^{erte to design the} collector hub in the area of the winding head so that when treated with the aforementioned synthetic resin, a perfect connection between the two parts Hub z. B a reef towards ρ perforation, roughening or the like possession "and jl by" a good anchoring of the resin arises.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Auf die Ankerwelle 1 sind das Ankerblechpaket 2 und der Kollektor mit der Buchse 4 aufgezogen. I_n das Ankerblechpaket 2 ist „ m bekannter We.se die Ankerwicklung eingebracht, deren mcht gekennzeichnete Schaltenden mit den I oilektorlamellen 7 verbunden sind. Im Ge-en-atz /Li den bisher üblichen Ausführungen ist' die koilektornabe 3, b.s nahe an das Ankerblechpaket 2 heranreichend, verlängert. Dadurch ist es möglich, «cn Wickelkopf 5 auf diesem verlangten Teil der koilektornabe 3 aufsitzen zu lassen. Ein Schaltende 6 ucT Ankerwickung ist in ,iner den Wickelkopf 5 und die Kollektornabe 3 mit 36ΓΓ umfassenden a₅ scnI.ngenorm.Berι Windung 6« an ihre zugehörige kollektorlamelle 7 geführt. I_n der Zeichnung ist der Uoers.cht wegen nur ein Schaltende der^ Ankerwicklung, und zwar mit einem Umschlineunaswinkel von 360 , dargestellt. Natürlich kann der Umichhngungswmkel auch größer gewählt werden als im Ausfuhrungsbeispiel, maßgebend ist, daß er unter Berücksichtigung der elektrischen Daten stets größer gewählt wird als 180°.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The armature core 2 and the collector with the bushing 4 are drawn onto the armature shaft 1. I _n the armature core 2 is inserted into the armature winding "m We.se known, switching with the I whose mcht marked oilektorlamellen 7 are connected. In Ge-en-atz / Li the designs that have been customary up to now, the coil hub 3 is lengthened so as to come close to the armature lamination packet 2. This makes it possible to have the end winding 5 sit on this required part of the coil hub 3. A switching 6 ucT armature winding is in, iner the winding head 5 and the collector hub 3 with 36ΓΓ comprehensive a ₅ scnI.ngenorm.Berι turn 6 ″ to their associated collector lamella 7 out. I _n the drawing, the Uoers.cht Although shown for only one end of the switching ^ armature winding, and with a Umschlineunaswinkel of 360. Of course, the Umichhngungswmkel can also be chosen larger than in the exemplary embodiment, it is decisive that it is always chosen larger than 180 °, taking into account the electrical data.

Bei den bekannten Ausführungen sind die Schalt- « enden der Ankerwicklung zu den zugehörigen Kollektorlamellen nahezu parallel zur Wellenachse verlegt. Der Kupferdraht muß also die ganzen Beanspruchungen durch Erschütterung, Fliehkraft. Eigenschwingung usw. einmal in Längsrichtung und zum anderen in Querrichtung, insbesondere aber die Torsionsschwingungen aufnehmen. Dies führte dann zu den schon erwähnten Ermüdungsbrüchen. Im Gegensatz hierzu wird durch die schlingenförmige Windung der Schaltenden eine Federwirkung erreicht, durch weiche die Kräfte in Längsrichtung praktisch kompensiert werden. Ebenso wird die Wirkung der Fliehkraft in Querrichtung dadurch verringert, daß die Verteilung der Kräfte auf dem ganzen Umfang der schlingenförmigen Windung erfolgen kann und nicht wie bisher auf das kurze Drahtstüc!. zwischen Ankernut und Kollektorlamelic. Da ferner der kollektorseitige 'wickelkopf auf der verlängerten Nabe aufsitzt und derer Oberfläche χ behandelt ist, dai/. das härtbare Kunstharz mit der Nabe eine mechanisch feste, untrennbare Verbindung eingehen kann, wird bei der ßehandlim.2 des Wickeikopfes. /. B. durch Tränkung und Aushärtung, cinu schwingunasfcste Einheit aus Wickelkopf, den schiinuenfürmigen Wickluncsschaltcnden und dem Kollektor mit seiner Nabe gebildet, die selbst Torsionsschwindungen standhält.In the known versions, the switching « end of the armature winding to the associated collector lamellas almost parallel to the shaft axis relocated. The copper wire must therefore withstand all the stresses caused by vibration and centrifugal force. Natural oscillation, etc. once in the longitudinal direction and on the other hand in the transverse direction, but especially the Record torsional vibrations. This then led to the already mentioned fatigue fractures. in the Contrast this with the loop-shaped Coil of the switching ends a spring effect is achieved, by soft the forces in the longitudinal direction can be practically compensated. Likewise, the effect of the centrifugal force in the transverse direction is thereby that reduces the distribution of forces on the the entire circumference of the loop-shaped turn can and not, as before, on the short piece of wire !. between the anchor groove and the collector lamelic. Furthermore, since the collector-side 'winding head on the extended hub and its surface χ treated is dai /. the curable resin with the Hub can enter into a mechanically solid, inseparable connection, is the ßehandlim.2 of the vetch head. /. B. by impregnation and curing, cinu Most non-vibrating unit consisting of the winding head, the roller-shaped winding switches and the Collector formed with its hub, which withstands even torsional shrinkage.

Ein weiterer Vorteil der Erfinduni; besieht darin. daß für die Ankerwicklung der volle aktive Wickelraum zur Verfugung steht und damit die bestmögliche Ausnutzung des Wickelraumes gewährleistet ist. Von wesentlicher Bedeutung ist weiterhin, daß diese Vorteile gegenüber den bisher bekannlen Ankerausführungen, bei denen die geschilderten nachteiligen Wirkungen in gewissem Umfan? noch auftreten, gemäß der Erfindung ohne zusätzlichen Konstruktionsaufwand zu erreichen sind.Another advantage of the invention; looks at it. that the full active winding space for the armature winding is available and thus ensures the best possible use of the changing room is. It is also essential that these advantages over those previously known Anchor designs in which the described adverse effects to a certain extent? still occur, can be achieved according to the invention without additional construction effort.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Anchor for mechanically highly stressed Collector motors with a collector hub reaching up to the winding head around which the switching ends of the armature winding from the armature slots in a loop to the associated ones Collector lamellas are guided, characterized in that the collector-side End winding (S) on the collector hub, which is extended almost to the laminated core (2) (3) sits on

"7 anchor according to AnsDruch 1 thereby a