DE19522858A1 - Anker einer rotierenden elektrischen Maschine und Kraftfahrzeuganlasser mit einem solchen Anker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Anker einer rotierenden elektrischen Maschine.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Anker mit einem Läufer, der eine Wicklung trägt, deren Leiter an einen Kollektor in Trommelausführung ange­ schlossen sind, an dem sich eine Reihe leitender Lamellen befindet, die axial an der Peripherie eines zylindrischen Hohlkörpers aus nichtleitendem Material angebracht sind, durch den ein zylindrisches Ende der Welle des Läufers hindurchgeht.

Die Vorgänge zum Verlöten der stromführenden Leiter der Ankerwicklung an den Lamellen eines Kollektors in Trommelausführung sind mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.

So müssen die Enden der Leiter, die an jeder Lamelle zu verlöten sind, in einer präzisen geometrischen Position gehalten werden, die der gewünschten Lage für die Herstellung einer korrekten Verbindung mit dem Kollektor entspricht.

Jeder Leiter wird mit einer Lamelle verbunden, und zwar durch einen Lötvorgang, der häufig elektrisch mit oder ohne Zusatzwerkstoff erfolgt, beispielsweise durch Ultraschall-Löten.

Um ein seitliches Verrutschen des Leiters im Verhält­ nis zur zugehörigen Lamelle, mit der er verlötet werden soll, zu vermeiden, wurde nach einer bekannten Technik, die in der FR-A-2 639 163 erläutert wird, vorgeschlagen, Haltemittel vorzusehen, um die Leiter seitlich in ihrer Position gegenüber den Lamellen zu halten.

Diese Gestaltung führt zwar zu zufriedenstellenden Ergebnissen; sie erfordert jedoch im Falle eines Kollektors in Trommelausführung ohne seitliche Halte­ nase eine präzise Winkelausrichtung des Kollektors im Verhältnis zum Läufer, damit die Leiter den Lamellen, mit denen sie verbunden werden sollen, gegenüber­ liegen.

Eine solche präzise Winkelpositionierung ist vor allem im Rahmen einer Automatisierung der Lötvorgänge erfor­ derlich.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine neue Bauart eines Ankers einer rotierenden elektrischen Maschine vorzuschlagen, die auf einfache Weise die Herbeiführung dieser präzisen Winkelpositionierung ermöglicht.

Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung einen Anker der vorgenannten Art vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der zylindrische Hohlkörper aus nichtleitendem Material des Kollektors eine Bohrung aufweist, die einen zylindrischen Abschnitt umfaßt, in welchem das Ende der Welle des Läufers eingesetzt ist, sowie einen Positionierabschnitt, der für die Aufnahme eines Werkzeugs zur Winkelpositionierung des Kollektors im Verhältnis zum Läufer während der Vorgänge zum An­ schluß der Leiter an den Lamellen bestimmt ist.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist folgendes vorgesehen:

• - Der Positionierabschnitt weist im Querschnitt ein nichtkreisförmiges Profil passend zu dem des Positio­ nierwerkzeugs auf.
• - Das Profil ist ein regelmäßiges Vieleck.
• - Bei der Anzahl der Eckpunkte des Vielecks handelt es sich um einen Teiler der Anzahl der leitenden Lamel­ len.
• - Jeder Eckpunkt des Vielecks ist auf die Mittellängs­ achse einer leitenden Lamelle ausgerichtet.
• - Die Anzahl der Lamellen ist gleich einundzwanzig, und das Vieleck ist ein Siebeneck.
• - Das freie Ende des Positionierabschnitts umfaßt eine Abschrägung für das Einsetzen des Positionierwerk­ zeugs.

Darüber hinaus schlägt die Erfindung einen Kraftfahr­ zeuganlasser vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß sein Anker gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, zu deren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, auf denen folgendes dargestellt ist:

• - Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten Ankers einer rotierenden elektrischen Maschine.
• - Fig. 2 zeigt eine Längsschnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 3 zu dem in Fig. 1 dargestellten Kollektor.
• - Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht entsprechend dem Pfeil 3 von Fig. 2.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Anker 10 einer rotierenden elektrischen Maschine, etwa eines Anlas­ sers, umfaßt einen im Umriß veranschaulichten Läufer 12, dessen axiale Nuten 14 Leiter 16 aufnehmen, von denen einige in Fig. 1 dargestellt sind.

Der Läufer wird axial im Anschluß an eine seiner axialen Abschlußflächen 18 durch eine Welle verlän­ gert, auf der sich ein Kollektor 22 befindet.

Der Kollektor 22, der in den Fig. 2 und 3 im Detail dargestellt wird, besteht im wesentlichen aus einem Körper 24 aus nichtleitendem Material, beispielsweise aus geformtem Kunststoff, mit einer allgemein hohl­ zylindrischen Form, in dessen Innern eine durchgehende axiale Bohrung vorgesehen ist, um das Aufstecken des Kollektors 22 auf dem Ende 20 der Welle des Ankers zu ermöglichen.

Die zylindrische Umfangsfläche 28 des Isolierkörpers 24 des Kollektors 22 nimmt eine Reihe von 21 Kollek­ torlamellen 30 aus leitendem Material auf, so daß nach einer bekannten Technik ein Kollektor in Trommelaus­ führung gebildet wird.

Jede der Lamellen 30 erstreckt sich axial in etwa über die gesamte axiale Länge des Isolierkörpers 24, wobei die Lamellen durch axiale Rillen 32 voneinander ge­ trennt werden.

Wie in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, sind die leitenden Lamellen 30 in Form von Einsätzen ausge­ führt, auf denen der Körper aus nichtleitendem Mate­ rial 24 aufgeformt ist.

Wie ebenfalls in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, wird der Körper aus nichtleitendem Material 24 des Kollektors 22 axial von einer Bohrung 34 durchzogen.

Die Bohrung 34 umfaßt einen ersten zylindrischen Zentrierabschnitt 36, der sich axial von einer ersten radialen Abschlußfläche 38, die für die Anordnung gegenüber der Abschlußfläche 18 des Läufers 12 vor­ gesehen ist, bis zu einer radialen Schulter 40 er­ streckt, die einen zweiten vieleckigen Abschnitt 42 zur Winkelpositionierung begrenzt.

Der erste zylindrische Abschnitt 36 ist für die Auf­ nahme des Endes der Welle 20 des Läufers vorgesehen, das in Fig. 2 im Umriß dargestellt ist und das über die radiale Innenschulter 40 hinaus vorspringen kann, um beispielsweise eine (nicht dargestellte) Siche­ rungsscheibe zur axialen Sicherung des Kollektors aufzunehmen.

Bei dem zweiten vieleckigen Abschnitt 42 handelt es sich, wie man vor allem in Fig. 3 erkennen kann, um einen Abschnitt mit siebeneckigem Querschnitt.

Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, liegt jeder der Eck­ punkte 44 des Siebenecks der Mittellängsachse A einer der einundzwanzig leitenden Lamellen 30 gegenüber.

Der vieleckige Winkelpositionierabschnitt 42 erstreckt sich axial von der Schulter 40 aus bis zur radialen Abschlußfläche 46 des Körpers aus nichtleitendem Material 24.

Die Abschlußfläche 46 umfaßt eine Abschrägung 48, die vorgesehen ist, um das axiale Einsetzen eines Winkel­ ausrichtwerkzeugs 50 zu erleichtern, das in Fig. 1 dargestellt ist.

Das Werkzeug 50 besitzt einen vieleckigen Querschnitt passend zum Querschnitt des Winkelpositionierab­ schnitts 42, und ist für das axiale Einsetzen in diesen Abschnitt vorgesehen, um die Arbeitsgänge des Zusammenfügens und Verlötens der Leiter 16 am Kollek­ tor 30 auszuführen.

Das Werkzeug 50 ist in seiner Mitte 54 aufgebohrt.

Zu diesem Zweck wird der Läufer in einen (nicht dar­ gestellten) Aufbau in einer bestimmten Winkelposition eingesetzt, während das Werkzeug 50 ebenfalls eine bestimmte Winkelposition im Verhältnis zum Läufer 10 einnimmt.

Der Kollektor 22 wird am Ende 20 der Welle des Läufers in einer unbestimmten Winkelposition angebracht, woraufhin das Positionierwerkzeug 50 in den Positio­ nierabschnitt 42 eingesetzt wird, um den Kollektor 22 in eine bestimmte Winkelposition im Verhältnis zum Läufer 12 zu bringen, die einer Lötposition ent­ spricht, in der die Leiter 16 gegenüber einer ersten leitenden Lamelle angeordnet sind und in der sie, beispielsweise mittels Ultraschall-Löten, unter Ver­ wendung eines Ultraschallgebers 52 verlötet werden können.

Nachdem ein oder mehrere Leiter an einer ersten lei­ tenden Lamelle 30 verlötet worden sind, kann das Werkzeug 50 zur drehenden Mitnahme des Kollektors 22 und des Läufers 10 verwendet werden, um die Leiter und die zugehörigen leitenden Lamellen nacheinander gegen­ über dem Ultraschallgeber 52 zu positionieren, um an­ schließend die verschiedenen Lötvorgänge auszuführen.

Dazu ist das Werkzeug 50 mit einer Präzisionswinkel­ antriebsvorrichtung in der Ausführung als Schritt­ antrieb verbunden, dessen Schrittweite bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel gleich 360°/21 ist.

Nach Abschluß der Lötvorgänge wird das Positionier­ werkzeug 50 aus dem Abschnitt 42 der durchgehenden Bohrung 34 herausgezogen.

Die Erfindung beschränkt sich natürlich nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsart.

Das Profil des Positionierabschnitts 42 und das dazu passende Profil das Werkzeugs 50 können zahlreiche geeignete Formenerhalten, um eine präzise Winkel­ positionierung des Kollektors im Verhältnis zum Läufer 10 herbeizuführen, wobei ein Verdrehen des Kollektors 22 im Verhältnis zum Werkzeug 50 während der Phasen des Zusammenfügens und Lötens zu vermeiden ist.

Die Erfindung kann auch in dem Fall Anwendung finden, in dem der Kollektor 30 Nasen zur seitlichen Sicherung der Leiter 16 umfaßt.

Claims (8)

1. Anker (10) einer rotierenden elektrischen Maschine, in der Ausführung mit einem Läufer (12), der eine Wicklung trägt, deren Leiter (16) an einen Kollektor (22) in Trommelausführung angeschlossen sind, an dem sich eine Reihe leitender Lamellen (30) befindet, die axial an der Peripherie eines zylindrischen Hohl­ körpers aus nichtleitendem Material (24) angebracht sind, durch den ein zylindrisches Ende (20) der Welle des Läufers hindurchgeht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zylindrische Hohlkörper (24) aus nichtleitendem Material des Kollektors (22) eine Bohrung (34) aufweist, die einen zylindrischen Zen­ trierabschnitt (36) umfaßt, in welchem das Ende (20) der Welle des Läufers eingesetzt ist, sowie einen Positionierabschnitt (42), der für die Aufnahme eines Werkzeugs (50) zur Winkelpositionierung des Kollektors (22) im Verhältnis zum Läufer (12) während der Vor­ gänge zum Anschluß der Leiter (16) an den leitenden Lamellen (30) bestimmt ist.

2. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Positionierabschnitt (42) im Querschnitt ein nichtkreisförmiges Profil passend zu dem des Positionierwerkzeugs (50) aufweist.

3. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Profil ein regelmäßiges Vieleck ist.

4. Anker nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei der Anzahl der Eckpunkte (44) des Vielecks handelt um einen Teiler der Anzahl der leitenden Lamellen (30) handelt.

5. Anker nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Eckpunkt (44) des Vielecks auf die Mittellängsachse (A) einer leitenden Lamelle (30) ausgerichtet ist.

6. Anker nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Lamellen (30) gleich einundzwanzig ist und daß es sich bei dem Vieleck um ein Siebeneck handelt.

7. Anker nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Positionierabschnitts (42) eine Ab­ schrägung (48) für das Einsetzen des Positionierwerk­ zeugs (50) umfaßt.

8. Kraftfahrzeuganlasser, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sein Anker nach einem der voran­ gehenden Ansprüche ausgeführt ist.