DE1912709A1

DE1912709A1 - Ringfoermiger Stator fuer kleinere Elektromotoren oder Generatoren nebst Verfahren bei der Herstellung dieses Stators

Info

Publication number: DE1912709A1
Application number: DE19691912709
Authority: DE
Inventors: Jacobsen Gunnar Har Rosenfeldt
Original assignee: Fisker and Nielsen AS
Current assignee: Fisker and Nielsen AS
Priority date: 1968-03-20
Filing date: 1969-03-13
Publication date: 1970-01-22
Also published as: DE6910086U; GB1225331A; DE1912709B2; SE343994B

Description

Patentanwalt

DipUng. A. Spallhoff «Q

Essen, Felrr.anstr. 31 1O

Telefon 7720C8 "Fall 125"

A/S Fisker & Nielsen, Kopenhagen, Dänemark

Ringförmiger Stator für kleinere Elektromotoren oder Generatoren nebst Verfahren bei der Herstellung dieses Stators.

Die Erfindung betrifft einen ringförmigen Stator für kleinere Elektromotoren oder Generatoren mit einer oder mehreren Feldwicklungen, deren Anschluss an einen äusseren Stromkreis über Steckverbindungen geschieht, deren eine Komponente an einem für mehrere Verbindungen gemeinsamen Halter aus Isolationsmaterial befestigt ist, der am Statorring angebracht ist und Rippen zwischen den einzelnen Steckerkomponenten aufweist.

Vom USA-Patent 3 012 159 her ist ein Stator dieser Art bekannt, bei dem die Leitungsenden der einzelnen Statorwicklungen an Kontaktbeinen befestigt sind, die in einem für diese gemeinsamen Klemmenkasten an der Aussenwand des Statorgehäuses untergebracht sind. Zwischen den einzelnen Kontaktbeinen weist der Klemmenkasten Trennwände auf, an denen die in hauptsächlich radi^e aler Richtung herausragenden Kontaktbeine befestigt sind.

Der der vorliegenden Erfindung gemässe Stator ist dadurch gekennzeichnet, dass dsr Halter als eine Platte mit zwei hauptsächlich parallelen Rändern ausgebildet ist, die in entsprechenden, axial verlaufenden Führungen an der Innenseite des Stators lösbar befestigt ist,, und dass die Rippen parallel mit den genannten Rändern der Platte verlaufen.

Hierdurch wird eine Konstruktion erzielt, bei der die erforderliche Steifigkeit der Trägerorgane für die Steckerkomponenten mit einem relativ kleinen Materialaufwand erreicht ist, da die Rippen als Verstärkung der verhältnismässig dünnen Platte dienen. Der Halter kann daher verhältnismässig klein gehalten werden, so dass er, ohne irgendwelche schädliche Drosselwirkung auf den gewünschten Kühlluftstrom durch das Innere des Statorringes auszuüben, an der Innenseite des Ringes angebracht werden kann, wo die Steckverbindungen sowohl in mechanischer als auch elektrischer Hinsicht effektiv geschützt sind. Der Schutz der Steckerkomponenten ist auch effektiv während des nach dem Wickeln des Stators normal ausgeführten Laokierens oder Imprägnierens des

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Stators nach dem Tropfverfahren. Nach diesem Verfahren wird ein Imprägnierungsmittel auf die über die Statorenden heraüsragenden Enden der Wicklungen getropft, von wo aus das Mittel dann durch Kapillarwirkung zwischen die einzelnen Drähte eindringt und unter Einwirkung von Wärme erhärtet. Bei Anwendung der einleitend erwähnten, bekannten Konstruktion ist es ohne besonderes Abdecken der Klemmenkästen oder Leitungshalter nicht möglich, ein Verschmutzen der Steckerkomponenten mit Imprägnierungsmittel zu vermeiden.

Bestehen die genannten Steckerkomponenten aus flachen Kontaktbeinen, kann jedes Kontaktbein durch Stauchen von an den Seiten der in Längsrichtung verlaufenden Rippen vorgesehenen Zapfen am Halter befestigt sein, welche Zapfen in Aussparungen in fe den Kanten der Kontaktbeine eingreifen. Hierdurch wird eine besonders einfache Herstellung des Halters als eine komplette, an der Innenseite des Statorringes anzubringende Einheit erzielt.

Es ist zweckmässig, dass der Halter mit den sur Befestigung an der Wicklung bestimmten Enden der Steckerkomponenten Wdqt die eine Stirnfläche des Statorringes hinausragt, so dass sich nach der Montage des Halters die elektrische Verbindung zwischen den Windungen und den Steckerkomponentsn leicht ausführen lässt _s z.B. durch elektrisches Warmpressen»

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren bei der Herstellung des Stators, näher bezeichnet ein Verfahren zum Befestigen eines Leitungsendes an einem aus Metallblech bestehenden Kontaktbein»

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Oeffnung im Kontaktbein vorgesehen wird und dass ein Zapfen aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, der an seinem einen Ende eine Ausnehmung zur Aufnahme des Leitungsendes hat, mit seinem anderen Ende in der Oeffnung des Kontaktbeins befestigt wird, woraufhin das Leitungsende in die Ausnehmung eingelegt und am Zapfen befestigt wird, und zwar durch an und für sich bekanntes Warmpressen, das mit Hilfe von zwei Elektroden ausgeführt wird, die an jeweils einem Ende des Zapfens zur Anlage gebracht werden.

Hierdurch ist ein Verfahren angegeben, das sich besonders gut für Serien- und Massenproduktion eignet und trotz des Einfügens eines Zwischengliedes zwischen das Kontaktbein und die

Leitung schneller und damit billiger auszuführen ist als die bekannten Verfahren, nach welchen die Leitung an das Kontaktbein angelötet wird , welches unter anderem ein vorausgehendes Entfernen der Isolation vom Leitungsende erfordert\ z.B. durch Abbrennen und anschliessendes Eintauchen des Leitungsendes in Spiritus. Da bei der fertigen Verbindung das Leitungsende vom Material des Zapfens umschlossen wird, das durch Warmpressen.um das Leitungsende herum verformt worden ist, ist seine Befestigung und elektrische Verbindung absolut sicher.

Der Zapfen kann zweckmässigerweise in der Oeffnung des Kontaktbeins festgenietet sein und die Ausnehmung im Zapfen kann vorteilhaft als eine Kerbe in der Stirnfläche des Zapfens ausgebildet sein, welches das Anbringen des Leitungsendes vor dem Warmpressen erleichtert.

Es ist bekannt, Leitungsenden durch Warmpressen an Kommutatorlamellen zu befestigen, und zwar werden zu diesem Zweck Nuten oder Rillen in die Lamellen gefräst, in welche die Leitungsenden eingelegt werden können. Hierbei handelt es sich jedoch um Verbindungen, bei denen die eine Komponente, und zwar die Kommutatorlamellen, solche Dimensionen hat, dass es möglich ist, eine genügend grosse Rille direkt in das Material der Komponente zu fräsen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die teilweise schematische Zeichnung näher erklärt. Es zeigt

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Statorringes,

Fig. 2 eine Draufsicht eines der in Fig. 1 gezeigten Leitungshalter mit nur einer einzigen eingezeichneten Steckerkomponente ,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, der nur den Statorring und den Leitungshalter, teilweise im Schnitt, wiedergibt, und

Fig. 4 eine Ansicht in der vom Pfeil IV in Fig. 1 angedeuteten Richtung, die nur eine Statorwicklung oder -spule mit zugehörigem eingelegtem Isolator, aber ohne den Statorring wiedergibt.

Der auf der Zeichnung gezeigte Stator, z.B. eines Staubsaugermotors, umfasst einen geschlossenen Magnetring 1, der aus einer Anzahl gleicher Lamellen oder Platten 2 zusammengesetzt ist,

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siehe Fig. 3, die mit Hilfe zweier in Fig« I gestrichelt gezeichneten Nieten oder Bolzen 3 zusammengehalten werden, deren Enden nach dem Zusammenpacken der Lamellen 2 gestaucht worden sind, z.B. durch Nieten oder Warmpressen. Der Stator umfasst ferner zwei Spulen oder Wicklungen 4 und 5, die in Fig. 1 an Hand ihrer mit strichpunktierten Linien markierten Umrisse und Schnitte durch einzelne Windungen jeder Spule recht schematisch angedeutet sind. Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, liegen die in Längsrichtung verlaufenden Schenkel 6 jeder Spule in einer Vertiefung in einem eingelegten Isolator 7 zwischen der Spule und dem Magnetring 1, und es ist verständlich, dass die querverlaufenden Schenkel Ö der Spulen, die der Uebersichtlichkeit halber in Fig. 1 nicht gezeigt sind, jeweils in einem solchen Bogen verlaufen, dass sie den Konturen der gekrümmten Polflächen 9 des Magnetringes 1, zwischen welchen der nicht gezeigte Anker rotiert, in etwa folgen und sich in geeignetem Abstand von diesen befinden.

Der eingelegte Isolator jeder Spule 4 und 5 ist zweckmässigerweise aus zwei gleichen Teilen 7¹ und 7" zusammengesetzt, die je einen in Längsrichtung verlaufenden Kanal zur Aufnahme eines Spulenschenkels 6 und an ihrem einen Ende einen mit diesem zusammenhängenden Flansch umfassen, der den grössten Teil der Stirnfläche des Magnetringes 1 und hierunter den Kopf des einen Bolzens oder der einen Niete 3 deckt. Am entgegengesetzten Ende des Kanals weist jeder Isolator 7^f und 7^tT einen kleineren Bund auf, der im montierten Zustand den Stirnflansch des anderen Isolators überlappt, siehe auch Fig. 1, und mit Hilfe eines vorspringenden Zapfens 10* bzw. 10^ff am genannten Flansch fixiert wird.

In den Zwischenräumen zwischen den beiden Spulen 4 und 5 sind an der Innenseite des Ringes 1 zwei Leitungshalter 11 bzw. 12 befestigt. Jeder Halter, der in den Fig. 2 und 3 genauer dargestellt ist,und aus Polyamid oder Polyoxymethylen (Delrin) hergestellt sein kann, umfasst eine dünne Grundplatte 13, deren in Längsrichtung verlaufende Ränder in eine Führung eingreifen, die von entsprechenden Aussparungen in den sich ansohliessenden Isolatoren 7^f und 7^ft, siehe Fig. 1, gebildet werden.

Vom einen Ende der Grundplatte 13 geht eine empor- oder nach aussen ragende Querwand 14 aus, die bei montiertem Halter gegen das eine Ende des Magnetringes 1 anliegt, siehe Fig. 3. Am

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entgegengesetzten Ende des Halters 13 befindet sich ein emporragender Anschlagzapfen 15 in Anlage gegen das entgegengesetzte Ende des Ringes 1, wodurch der Halter axial fixiert wird.,Die nach aussen gekehrte Oberseite des Zapfens 15 ist abgeschrägt, so dass der Halter unter Ausnutzung der Elastizität des Materiales axial in die von den Isolatoren 7^f und 7^ft gebildete Führung eingeschoben werden kann.

An der der Innenseite des Ringes 1 zugekehrten Seite der Grundplatte 13 befindet sich eine Anzahl Rippen 16, von denen der Halter 11 vier, der Halter 12 jedoch nur drei Stück aufweist. Abgesehen hiervon sind die beiden Halter gleich. In den Zwischenräumen zwischen den Rippen 16 sind am Halter flache Kontaktbeine oder Spaten 17 befestigt, von welchen im Halter 11 drei und im Halter 12 zwei Stück vorhanden sind. Jedes Kontaktbein 17 ist an seinen Längskanten mit Aussparungen versehen, in die kleine, vorspringende Zapfen 18 an den Seiten der Rippen 16 eingreifen können, und nach dem Einsetzen der Kontaktbeine 17 werden die Zapfen so auf die Kontaktbeine hinuntergedrückt, dass sie verformt werden und die Kontaktbeine festhalten.

Der im Statorring 1 einwärts ragende Teil jedes Kontaktbeins 17 ist dazu bestimmt, wenn der Statorring in einem Gerät montiert wird, mit Hilfe eines Kabelschuhes oder einer Buchse 19 am Ende einer externen Leitung 20, siehe Fig. 2, an einen äusseren elektrischen Kreis angeschlossen zu werden. In Fig. 2 ist das Kontaktbein 17 am betreffenden Ende verdreht dargestellt, welches damit zusammenhängt, dass aufgrund der Platzverhältnisse der Abstand zwischen den Rippen 16 nicht gross genug ist, um ein Einführen der Buchse 19 parallel zur Grundplatte 13 zu gestatten. Beim Halter 12, der nur zwei Kontaktbeine aufweist, ist dieses Verdrehen dagegen nicht notwendig. Wenn der Halter 11 drei Kontaktbeine 17 aufweist, hängt dieses damit zusammen, dass die zugehörige Spule des Stators zwischen ihren Enden einen Abgriff hat, der an den äusseren Kreis angeschlossen werden soll, wodurch der Motor zwei verschiedene Drehzahlen haben kann, wohingegen die andere Spule nur an ihren Enden an Kontaktbeine angeschlossen ist.

Die genannten Spulenenden, einschliesslich des Abgriffs an der einen Spule, können durch Warmpressen elektrisch mit den zugehörigen Kontaktbeinen 17 verbunden werden, da jedes Kontaictbein an seinem über den Flansch 14 des Halters hinausragenden

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Ende einen querverlaufenden Zapfen 21 aus Kupfer oder ähnlichem Material trägt. Der Zapfen 21 ist mit seinem einen, etwas abgedrehten Ende durch Nieten am Kontaktbein befestigt und an seinem anderen Ende ist jeder Zapfen 21 mit einer Kerbe 22 versehen. In diese Kerbe wird nach der Montage der Spulen und Halter die betreffende Leitung eingelegt, woraufhin mit Hilfe zweier elektrodenähnlicher Organe ein Druck auf die Enden des Zapfens ausgeübt und gleichzeitig elektrischer Strom zugeführt wird, der den Zapfen erwärmt und dadurch in Verbindung mit dem ausgeübten Druck die Kerbe 22 um das Leitungsende herum schliesst. Dank der entwickelten Wärme ist es nicht erforderlich, erst den isolierenden Emaillelack von der Leitung zu entfernen.

Der Uebersichtlichkeit halber sind die genannten Leitungsenden nicht auf der Zeichnung gezeigt und die Zapfen 21 sind dementsprechend mit offener Kerbe 22 dargestellt, so dass die nach dem Einlegen der Leitungsenden und dem Warmpressen auftretende Verformung des Zapfenmateriales um die Kerbe herum aus der Zeichnung nicht ersichtlich ist.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann z„B. auch auf Statorringe angewendet werden, deren Spulen direkt auf den magnetischen Kern gewickelt,-· anstatt, wie beschrieben, separat hergestellt und dann in den Kern eingelegt sind. Sie lässt sich auch in Verbindung mit nicht laminierten Statorringen, z.B. den sogenannten Ferritkernen, anwenden. Es ist auch verständlich, dass das beschriebene Verfahren zur Verbindung eines Leitungsendes mit einem Kontaktbein auch bei anderen elektrischen Geräten und Leitungen anwendbar ist.

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Claims

Ringförmiger Stator für kleinere Elektromotoren oder Generatoren mit einer oder mehreren Feldwicklungen (4,5), deren Anschluss an einen äusseren Stromkreis über Steckverbindungen (17,19) geschieht, deren eine Komponente (17) an einem für mehrere Verbindungen gemeinsamen Halter (11 oder 12) aus Isolationsmaterial befestigt ist, der am Statorring (1) angebracht ist und Rippen (16) zwischen den einzelnen Steckerkomponenten (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter als eine Platte (13) mit zwei hauptsächlich parallelen Rändern ausgebildet ist, der in entsprechenden, axial verlaufenden Führungen an der Innenseite des Stators lösbar befestigt ist, und dass die Rippen (16) parallel mit den genannten Rändern der Platte (13) verlaufen.
2. Stator nach Anspruch 1 und bei dem die genannten Steckerkompohenten (17) von flachen Kontaktbeinen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kontaktbein durch Stauchen von an den Seiten der in Längsrichtung verlaufenden Rippen (16) vorgesehenen Zapfen (16) am Halter (11 oder 12) befestigt ist, welche Zapfen in Aussparungen in den Kanten der Kontaktbeine (17) eingreifen.
3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter mit den zur Befestigung an der Wicklung (4,5) bestimmten Enden der Steckerkomponenten über die eine Stirnfläche des Statorringes (1) hinausragt.
4. Stator nach Anspruch 1, 2 oder 3 und mit wenigstens zwei Feldwicklungen (4,5), dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (11 und 12) im Zwischenraum zwischen den Wicklungen befestigt ist.
5· " Verfahren bei der Herstellung eines Stators nach jedem der Ansprüche 1-4, näher bezeichnet ein Verfahren zum Befestigen eines Leitungsendes an einem aus Metallblech bestehenden Kontaktbein (17), dadurch gekennzeichnet, dass eine Oeffnung im Kontaktbein vorgesehen wird und dass ein Zapfen (21) aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, der an seinem einen Ende eine Ausnehmung zur Aufnahme des Leitungsendes hat, mit seinem anderen Ende in der Oeffnung des Kontaktbeines befestigt wird,

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woraufhin das Leitungsende in die Ausnehmung eingelegt und am Zapfen befestigt wird, und zwar durch an und für sich bekanntes Warmpressen, das mit Hilfe von zwei Elektroden ausgeführt wird, die an jeweils einem Ende des Zapfens zur Anlage gebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (21) in der Oeffnung des Kontaktbeines festgenietet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung im Zapfen (21) als eine Kerbe (22) in der Stirnfläche des Zapfens ausgebildet wird.

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