DE19917059B4

DE19917059B4 - Dynamoelektrische Maschine und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE19917059B4
Application number: DE19917059A
Authority: DE
Inventors: Toshinori Tanaka; Ryuichi Ikeda; Akihiro Daikoku; Kyouhei Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: US6057623A; DE19917059A1; JP2000060073A; JP3474781B2

Abstract

Dynamoelektrische Maschine, welche aufweist:
– einen Anker (21) mit einem an einer Welle (20) befestigten Kern (25), und einer Wicklung (28);
– einen Kommutator (23), der an der Welle (20) befestigte Kommutatorsegmente (22) aufweist, die jeweils an einem Endabschnitt einen Haken (29) aufweisen;
– eine Ausgleichsvorrichtung (24), die Anschlussklemmen (32, 66) mit radial nach außen verlaufenden Leitungsabschnitten (38a, b) aufweist, um diejenigen Kommutatorsegmente (22) elektrisch zu verbinden, welche dasselbe elektrische Potential aufweisen sollen;
– wobei die Ausgleichsvorrichtung neben dem Kommutator in Richtung der Achse des Kommutators angeordnet ist;
– wobei der Wickelungsdraht (27) der jeweiligen Wicklung (28) an einer Oberfläche des jeweiligen Hakens (29) anliegt; und
– die Leitungsabschnitte (38a, b) der Anschlussklemmen (32) so abgebogen sind, dass ein Endabschnitt (42) des jeweiligen Leitungsabschnitts (38a, b) an einer anderen Oberfläche des jeweiligen Hakens (29) anliegt; und
– der jeweilige Wicklungsdraht (27) und der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine dynamoelektrische Maschine, die eine Ausgleichsvorrichtung aufweist, welche Kommutatorsegmente elektrisch miteinander verbindet, die auf demselben elektrischen Potential liegen sollten, und betrifft weiterhin ein zugehöriges Herstellungsverfahren.
22 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Gleichstrommaschine, welche jene dynamolektrische Maschine darstellt, die japanischen offengelegten Gebrauchsmuster JP 56-149565 U beschrieben ist. Die Gleichstrommaschine weist auf: einen Anker 3, der an einer Welle befestigt ist, und eine Wicklung 2 aufweist, die aus einem Draht oder Drähten besteht, die durch ein Schleifenwicklungsverfahren durch Schlitze gewickelt sind, die so ausgebildet sind, daß sie in Axialrichtung auf der Außenumfangsoberfläche eines Kerns 1 verlaufen; einen an der Welle befestigten Kommutator 5, der Kommutatorsegmente 4 und ansteigende Teile 8 aufweist; eine Ausgleichsvorrichtung 6, die in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche des Kommutators 5 steht, und elektrisch Kommutatorsegmente 4 miteinander verbindet, welche dasselbe elektrische Potential aufweisen sollten; Bürsten 7, die in Kontakt mit der Oberfläche der Kommutatorsegmente 4 stehen; und einen Wicklungshalterungsabschnitt 9, der die Wicklung 2 haltert.
Die Ausgleichsvorrichtung 6 weist auf: einen Haltering 11, der auf seiner Innenwand eine kreisringförmige Nut aufweist; und Ausgleichsvorrichtungsspulen 10, die in die kreisringförmige Nut eingebaut sind, und in Schichten stapelförmig in Axialrichtung angeordnet sind. Die Oberflächen der Ausgleichsvorrichtungsspulen 10 sind isoliert, und vorspringende Abschnitte 12 sind an vier Orten in gleichem Abstand um den Umfang der Innenumfangsoberfläche der Spulen 10 vorgesehen, wie aus 23 hervorgeht. Die vorspringenden Abschnitte 12 sind in Kontakt mit der Oberfläche der Kommutatorsegmente 4 eingepreßt, um Kommutatorsegmente miteinander zu verbinden, welche dasselbe elektrische Potential aufweisen sollten.
Ein Problem bei der herkömmlichen Gleichstrommaschine besteht darin, daß die Ausgleichsvorrichtung 6 radial außerhalb des Kommutators 5 angeordnet ist, so daß die auf die Ausgleichsvorrichtung 6 einwirkende Zentrifugalkraft erheblich größer ist, und die Gefahr besteht, daß durch diese Kraft die Ausgleichsvorrichtung 6 beschädigt werden könnte.
Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die Ausgleichsvorrichtung 6 in Kontakt mit der Oberfläche des Kommutators 5 steht, und daß der Kommutator 5 in Axialrichtung erheblich länger ausgebildet werden muß, was die Abmessungen und unvermeidlich auch die Kosten des Kommutators 5 erhöht.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Ausgleichsvorrichtung 6 und die Bürsten 7 nahe beieinander liegen, und daß die Bürsten 7 die Anbringung und das Entfernen der Ausgleichsvorrichtung 6 behindern, was die Handhabung erschwert.
Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die Bürsten 7 beim Zerlegen und beim Zusammenbau der Gleichstrommaschine selbst im Weg liegen, und auch während der Wartung und dergleichen, was ebenfalls die Handhabung erschwert.
Aus der dem Stand der Technik nächstliegenden Entgegenhaltung EP 0 107 247 B1 ist eine elektrische Maschine mit einem Läufer mit einer Kommutatorscheibe bekannt, die in Segmente unterteilt ist. Ein Gefüge aus Verbindungselementen, die gegeneinander isoliert sind, ist axial neben der Kommutatorscheibe angeordnet. Ein Ende jeder Wicklung ist mit einem entsprechenden Verbindungselement verbunden. Zungen als integrales Teil der jeweiligen Verbindungselemente überbrücken den axialen Abstand zwischen den Kommutatorsegmenten und den Verbindungselementen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer dynamolektrischen Maschine, bei welcher die Ausgleichsvorrichtung nicht durch die Zentrifugalkraft beschädigt wird, der Kommutator nicht wegen der Ausgleichsvorrichtung groß ausgebildet sein muß, die Anbringung der Ausgleichsvorrichtung erleichtert werden, und auch der Zusammenbau der dynamolektrischen Maschine selbst erleichtert werden, und ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines entsprechenden Herstellungsverfahrens.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie in Anspruch 1 bzw. Anspruch 13 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 einen Querschnitt durch das Innere eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 eine Vergrößerung eines Teils von 1;
3A eine abgewickelte Vorderansicht der Ausgleichsvorrichtung in 1;
3B eine Seitenansicht von 3A;
4A eine Vorderansicht der Basis der Ausgleichsvorrichtung in 1;
4B eine Seitenansicht von 4A;
5 eine Vorderansicht einer Anschlußklemme von der Ausgleichsvorrichtung in 1;
6 eine Vorderansicht einer Isolierplatte der Ausgleichsvorrichtung in 1;
7 eine Darstellung der Verbindung zwischen den Anschlußklemmen der Ausgleichsvorrichtung und den Segmenten des Kommutators in 1;
8 eine Vorderansicht einer Anschlußklemme einer Ausgleichsvorrichtung eines Elektromotors gemäß Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 eine Querschnittsansicht des Inneren eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
10 eine Vergrößerung eines Teils von 9;
11 eine Querschnittsansicht des Inneren eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
12 einen Querschnitt des Inneren eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
13 eine Querschnittsansicht einer Ausgleichsvorrichtung eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;
14 eine abgewickelte Vorderansicht der Anschlußklemmen der Ausgleichsvorrichtung in 13;
15A bis 15F abgewickelte Vorderansichten jeder der Anschlußklemmen in 13;
16 eine Querschnittsansicht einer Ausgleichsvorrichtung eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung;
17 einen Querschnitt einer Ausgleichsvorrichtung eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung;
18 einen Querschnitt einer Ausgleichsvorrichtung eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung;
19 eine Vorderansicht einer Anschlußklemme in 18;
20 einen Querschnitt einer Anschlußklemme gemäß 18;
21 einen Querschnitt durch einen Teil eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung;
22 einen Querschnitt durch einen Teil eines herkömmlichen Elektromotors; und
23 eine Vorderansicht einer Ausgleichsvorrichtungsspule in 22.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
1 ist ein Querschnitt des Innenaufbaus eines Elektromotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Vergrößerung eines Teils von 1.
Dieser Elektromotor weist auf: einen an einer Welle 20 befestigten Anker 21; einen an der Welle 20 befestigten Kommutator 23, der einen Strom umwandelt, welcher dem Anker zugeführt wird; und eine Ausgleichsvorrichtung 24, die neben dem Kommutator 23 in Richtung der Achse des Kommutators 23 angeordnet ist. Vier Permanentmagneten (nicht gezeigt) sind um die Außenseite des Ankers 21 herum angeordnet.
Der Anker 21 weist auf: einen Kern 25, der mit Schlitzen 26 auf seiner Außenumfangsoberfläche versehen ist, die in Axialrichtung verlaufen; und eine Wicklung 28, die aus einem Draht oder Drähten 27 besteht, die durch ein Schleifenwicklungsverfahren durch die Schlitze 26 gewickelt sind.
Der Kommutator 23 weist auf: Kommutatorsegmente 22, die um seinen Umfang herum angeordnet sind, und jeweils einen Haken 29 aufweisen, der in ihren Endabschnitten vorgesehen ist; und einen Isolierharzabschnitt 30, der aus Phenolharz besteht, und zur Befestigung der Kommutatorsegmente 22 dient.
3A ist eine abgewickelte Vorderansicht der Ausgleichsvorrichtung 24, und 3B ist eine Seitenansicht der Ausgleichsvorrichtung 24 in 3A. Die Ausgleichsvorrichtung 24 weist auf: zwölf Anschlußklemmen 32, die aus einer Kupferplatte und dergleichen bestehen, und Teile der Ausgleichsvorrichtung darstellen; und zwölf Isolierplatten 33, die abwechselnd stapelförmig in Schichten auf einer Basis 31 vorgesehen sind.
4A ist eine Vorderansicht, und 4B ist eine Seitenansicht der Basis 31. Zwölf Stifte 35 sind in gleichen Abständen um den Umfang des torosförmigen Basishauptkörpers 34 herum vorgesehen.
5 ist eine Vorderansicht einer der Anschlußklemmen 32, welche Ausgleichsvorrichtungsteile darstellen. Öffnungen 37 sind an 24 Punkten in gleichen Abständen um den Umfang des kreisringförmigen Anschlußklemmenhauptkörpers 36 herum vorgesehen. Ausgleichsvorrichtungsleitungsabschnitte 38a, 38b, die radial nach auswärts in entgegengesetzten Richtungen verlaufen, sind in dem Anschlußklemmenhauptkörper 36 angeordnet.
6 ist eine Vorderansicht einer der Isolierplatten 33. Öffnungen 40 sind an 24 Punkten in gleichen Abständen um den Umfang des kreisringförmigen Isolierplattenhauptkörpers 36 herum vorgesehen.
Bei dem voranstehend geschilderten Elektromotor wird die Ausgleichsvorrichtung 24 so zusammengebaut, daß abwechselnd die zwölf Anschlußklemmen 32 und die zwölf Isolierplatten 33 auf die Basis 31 aufgestapelt werden. Während dieses Vorgangs wird jede weitere Anschlußklemme um 15° gedreht, und werden die Anschlußklemmen 32 dadurch an der Basis 31 befestigt, daß die Stifte 35 der Basis 31 durch die Öffnungen 37 in den Anschlußklemmen 32 eingefügt werden. Die Isolierplatten 33 werden dadurch an der Basis 31 befestigt, daß die Stifte 35 der Basis 31 durch die Öffnungen 40 in den Isolierplatten 33 geführt werden. Dann wird die Ausgleichsvorrichtung 24 dadurch vereinigt, daß Endabschnitte der Stifte 35 umgebördelt werden.
Daraufhin werden die Ausgleichsvorrichtung 24 und der Kommutator 23 in dieser Reihenfolge auf die Welle 20 aufgepaßt. Vorsprünge 41, die in Axialrichtung verlaufen, sind auf der Welle 20 vorgesehen, um die Ausgleichsvorrichtung 24 und den Kommutator 23 in Bezug auf die Drehrichtung zu positionieren. Die Basis 31 und der Isolierharzabschnitt 30, die beide aus Phenolharz bestehen, werden durch elastische Verformung an den Vorsprüngen 41 befestigt.
Daraufhin wird der Anker 21 dadurch ausgebildet, daß die Ausgleichsvorrichtungsleitungsabschnitte 38a, 38b so gebogen werden, daß sie zu den Haken 29 ausgerichtet sind, und die Wicklung 27 dadurch hergestellt wird, daß der Draht 27 in den Kern 25 durch ein Schleifenwicklungsverfahren gewickelt wird. Wie in 7 gezeigt, wird der Draht 27 durch eine Oberfläche der Haken 29 auf den Kommutatorsegmenten 22 befestigt, und kontaktieren Endabschnitte 42 der Anschlußklemmen 32 eine andere Oberfläche der Haken 29. Daraufhin werden der Draht 27 und die Endabschnitte 42 der Anschlußklemmen 32 gleichzeitig elektrisch mit den Haken 29 durch Schweißen verbunden.
Bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform eines Elektromotors ist die Ausgleichsvorrichtung 24, bei welcher aufeinandergestapelt Anschlußklemmen 32 mit dazwischen angeordneten Isolierplatten 33 vorgesehen sind, neben einem Ende des Kommutators 23 angeordnet, so daß die auf die Ausgleichsvorrichtung 24 einwirkende Zentrifugalkraft klein ist, was eine Beschädigung der Ausgleichsvorrichtung 24 infolge der Zentrifugalkraft verhindert, und die Länge der Welle 20 in Axialrichtung verringert. Darüber hinaus können die Anbringung und das Abnehmen der Ausgleichsvorrichtung 24 durchgeführt werden, ohne durch Bürsten gehindert zu werden. Darüber hinaus wird der Zusammenbau und das Zerlegen des Elektromotors selbst verbessert.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
8 ist eine Vorderansicht einer der Anschlußklemmen 45, die bei einer Ausgleichsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Bei der Erläuterung jeder der folgenden Ausführungsformen werden Teile, die ebenso oder entsprechend wie bei der Ausführungsform 1 ausgebildet sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Anschlußklemmenhauptkörper 46 jeder Anschlußklemmen 45 der Ausgleichsvorrichtung bogenförmig ausgebildet, so daß die Menge an Kupfermaterial, die verwendet wird, praktisch halbiert werden kann, verglichen mit den Anschlußklemmen 32 der Ausführungsform 1.
AUSFÜHRUNGSFORM 3
Die 9 und 10 zeigen die Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind sechs Anschlußklemmen 32 und sechs Isolierplatten 33 der Ausgleichsvorrichtung 50 abwechselnd auf die Basis 31 aufgestapelt, und sind jedes zweite Kommutatorsegment 22 und ein Ende jeder zweiten Anschlußklemme 32 elektrisch über Haken 29 verbunden. Alternativ kann jedes dritte Kommutatorsegment 22 mit jeder dritten Anschlußklemme 32 der Ausgleichsvorrichtung elektrisch verbunden sein.
AUSFÜHRUNGSFORM 4
11 zeigt Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Die Ausgleichsvorrichtung 55 gemäß dieser Ausführungsform ist neben dem Kommutator 23 am entgegengesetzten Ende des Kommutators 23 in Bezug auf die Haken 29 angeordnet. Die Endabschnitte 42 der Anschlußklemmen 32 der Ausgleichsvorrichtung 55 sind elektrisch mit den Endabschnitten 56 der Kommutatorsegmente 22 durch Schweißen verbunden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Zwischenraum zwischen dem Anker 21 und dem Kommutator 23 vorhanden, so daß die elektrische Verbindung des Drahts 27 des Ankers 21 mit den Haken 29 des Kommutators 23 ohne Behinderung durch die Ausgleichsvorrichtung 55 durchgeführt werden kann.
AUSFÜHRUNGSFORM 5
12 zeigt Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Der Hauptunterschied gegenüber der Ausführungsform 4 besteht darin, daß die Basis 61 der Ausgleichsvorrichtung 60 und der innere radiale Abschnitt 62 des Kommutators 23 bei der Ausführungsform 5 mit Hilfe von Phenolharz vereinigt ausgebildet sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Kommutator 23 und die Ausgleichsvorrichtung 60 vereinigt ausgebildet, was den Zusammenbau und das Zerlegen des Elektromotors erheblich vereinfacht.
AUSFÜHRUNGSFORM 6
Die 13 bis 15 zeigen Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausgleichsvorrichtung sind erste bis sechste Anschlußklemmen 66a bis 66f, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und in Radialrichtung verlaufen, jeweils elektrisch mit Kommutatorsegmenten 22 mit derselben Polarität verbunden. Die Hauptkörper dieser Anschlußklemmen 66a bis 66f weisen die Form von Bögen mit unterschiedlichem Durchmesser auf, wie man aus den 15A bis 15F ersieht. Die Anschlußklemmen 66a bis 66f sind sämtlich durch einen Isolierharzabschnitt 67 befestigt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Anschlußklemmen 66a bis 66f in Radialrichtung ausgerichtet, was es ermöglicht, die Länge des Elektromotors in Axialrichtung noch stärker als bei der Ausführungsform 1 zu verkürzen.
AUSFÜHRUNGSFORM 7
16 zeigt Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung. Der Hauptunterschied gegenüber der Ausführungsform 6 besteht darin, daß die Basis 67 der Ausgleichsvorrichtung 70 und der innere Radialabschnitt 71 des Kommutators 23 bei der Ausführungsform 7 mit Hilfe von Phenolharz vereinigt ausgebildet sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Kommutator 23 und die Ausgleichsvorrichtung 70 vereinigt ausgebildet, was den Zusammenbau und das Zerlegen des Elektromotors erheblich vereinfacht.
AUSFÜHRUNGSFORM 8
17 zeigt Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. Der Hauptunterschied gegenüber der Ausführungsform 1 besteht darin, daß eine Isolierharzbeschichtung 76 auf der Oberfläche der Ausgleichsvorrichtung 75 bei der Ausführungsform 8 vorgesehen ist, um zu verhindern, daß die Anschlußklemmen 32 gegenseitig kurzgeschlossen werden.
AUSFÜHRUNGSFORM 9
Die 18 bis 20 zeigen die Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung. Der Hauptunterschied gegenüber der Ausführungsform 1 besteht darin, daß bei der Ausgleichsvorrichtung 75 gemäß Ausführungsform 8 eine Metallbeschichtung 81, die aus einer Zinnplatte besteht, auf beiden Oberflächen der Anschlußklemmen 32 vorgesehen ist, die elektrisch mit den Kommutatorsegmenten 22 verbunden sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Metallbeschichtung 81, die aus einer Zinnplatte besteht, auf Endabschnitten 42 der Anschlußklemmen 32 vorgesehen, die elektrisch mit den Kommutatorsegmenten 22 verbunden sind, um die Endabschnitte 42 der Anschlußklemmen 32 an den Kommutatorsegmenten 22 zu befestigen, so daß die Endabschnitte 42 der Anschlußklemmen 32 fester an den Kommutatorsegmenten 22 durch die Metallbeschichtung 81 befestigt werden, und ein Bruch der Schaltung an den Endabschnitten 42 der Anschlußklemmen 32 unwahrscheinlich ist, selbst wenn intensive Vibrationen auftreten.
AUSFÜHRUNGSFORM 10
21 zeigt Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung. Bei der Ausgleichsvorrichtung 85 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Außendurchmesser der Isolierplatten 86, die aus flexiblem Polyamidpapier bestehen, größer als der Außendurchmesser der Anschlußklemmenhauptkörper 36, und sind die Abmessungen der Isolierplatten 86 so gewählt, daß die Isolierplatten 86 die Außenumfangsrandoberflächen 36a benachbarter Anschlußklemmenhauptkörper 36 abdecken.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Isolierplatten 86 verläßlich zwischen gebogenen Anschlußklemmen 32 und den Anschlußklemmen 32 neben den gebogenen Anschlußklemmen 32 angeordnet, wodurch verläßlich verhindert wird, daß sich die Anschlußklemmen 32 gegenseitig kurzschließen.
Jede der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde unter Verwendung eines Elektromotors als Beispiel für eine dynamolektrische Maschine erläutert, jedoch läßt sich die vorliegende Erfindung auch bei einem Generator einsetzen.
Wie voranstehend erläutert weist die dynamolektrische Maschine gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung auf: einen Anker, bei welchem eine Wicklung vorgesehen ist, die aus einem Draht oder Drähten besteht, die durch ein Schleifenwickelverfahren durch Schlitze gewickelt werden, die in Axialrichtung verlaufen und auf der Außenumfangsoberfläche eines an einer Welle befestigten Kerns vorgesehen sind; einen Kommutator, der an der Welle befestigte Kommutatorsegmente aufweist; und eine Ausgleichsvorrichtung, die neben dem Kommutator in Richtung der Achse des Kommutators angeordnet ist, und Anschlußklemmen aufweist, die stapelförmig in Axialrichtung vorgesehen sind, und elektrisch Kommutatorsegmente verbinden, die auf demselben elektrischen Potential liegen sollen. Daher ist die Ausgleichsvorrichtung an einem Ort neben der Welle angeordnet, so daß die auf die Ausgleichsvorrichtung einwirkende Zentrifugalkraft klein ist, was es ermöglicht, Beschädigungen der Ausgleichsvorrichtung infolge der Zentrifugalkraft zu verhindern. Weiterhin kann die Länge des Kommutators und der dynamolektrischen Maschine in Axialrichtung verringert werden. Darüber hinaus können die Anbringung und das Entfernen der Ausgleichsvorrichtung ohne Behinderung durch Bürsten glatt durchgeführt werden. Weiterhin werden der Zusammenbau und die Zerlegung der dynamolektrischen Maschine selbst erleichtert.
Gemäß einer Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine kann die Ausgleichsvorrichtung aufweisen: eine Basis; auf die Basis aufgestapelte Anschlußklemmen; und Isolierplatten, die jeweils zwischen zwei Anschlußklemmen angeordnet sind, um einen Kurzschluß zwischen den Anschlußklemmen zu verhindern. Daher ermöglicht die Ausgleichsvorrichtung eine sichere Verhinderung eines Kurzschlusses zwischen den Anschlußklemmen mit Hilfe einer einfachen Konstruktion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine kann jede der Anschlußklemmen aufweisen: einen kreisringförmigen Anschlußklemmenhauptkörper; und Ausgleichsvorrichtungsleitungsabschnitte, die von dem Anschlußklemmenhauptkörper radial nach außen verlaufen. Daher kann jedes der Kommutatorsegmente dadurch verbunden werden, daß der Winkel einzelner Anschlußklemmen in Umfangsrichtung geändert wird, während die Anschlußklemmen aufeinandergestapelt werden.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der dynamolektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung weist die dynamolektrische Maschine auf: einen Anker, der eine Wicklung aufweist, die aus einem Draht oder Drähten besteht, die durch ein Schleifenwicklungsverfahren durch Schlitze gewickelt werden, die in Axialrichtung verlaufen und auf der Außenumfangsoberfläche eines an einer Welle befestigten Kerns vorgesehen sind; einen Kommutator, der an der Welle befestigte Kommutatorsegmente aufweist; und eine Ausgleichsvorrichtung, die neben dem Kommutator in Richtung der Achse des Kommutators angeordnet ist, und in Umfangsrichtung beabstandete Anschlußklemmen aufweist, die in Radialrichtung verlaufen, und jeweils Kommutatorsegmente elektrisch verbinden, welche auf demselben elektrischen Potential liegen sollen. Daher ist die Ausgleichsvorrichtung an einem Ort neben der Welle angeordnet, so daß die auf die Ausgleichsvorrichtung einwirkende Zentrifugalkraft klein ist, was es ermöglicht, eine Beschädigung der Ausgleichsvorrichtung infolge der Zentrifugalkraft zu verhindern. Darüber hinaus kann die Länge des Kommutators und der dynamolektrischen Maschine in Axialrichtung verringert werden. Weiterhin können die Anbringung und das Abnehmen der Ausgleichsvorrichtung glatt ohne Behinderung durch Bürsten durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine kann die Ausgleichsvorrichtung aufweisen: Anschlußklemmen; und einen Isolierharzabschnitt, der dazu dient, die Anschlußklemmen zu vereinigen, und einen Kurzschluß zwischen den Anschlußklemmen zu verhindern. Daher kann durch einen einfachen Aufbau ein Kurzschluß zwischen den Anschlußklemmen verläßlich verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Form der dynamolektrischen Maschine kann jede der Anschlußklemmen aufweisen: einen bogenförmigen Anschlußklemmenhauptkörper; und Ausgleichsvorrichtungsleitungsabschnitte, die von dem Anschlußklemmenhauptkörper aus radial nach außen verlaufen. Daher kann jedes der Kommutatorsegmente dadurch angeschlossen werden, daß der Winkel einzelner Anschlußklemmen in Umfangsrichtung geändert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine können die Basis und die Innenumfangsabschnitte des Kommutators mit Hilfe von Harz vereinigt werden. Daher können der Kommutator und die Ausgleichsvorrichtung als eine Einheit behandelt werden, was den Zusammenbau und das Zerlegen der dynamolektrischen Maschine erheblich vereinfacht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine können der Isolierharzabschnitt und die Innenumfangsabschnitte des Kommutators mit Hilfe von Harz vereinigt werden. Daher können der Kommutator und die Ausgleichsvorrichtung als eine Einheit behandelt werden, was den Zusammenbau und das Zerlegen der dynamolektrischen Maschine erheblich vereinfacht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine kann eine Isolierharzbeschichtung auf den Oberflächen der Ausgleichsvorrichtung vorgesehen sein. Daher kann ein Kurzschluß zwischen den Anschlußklemmen noch sicherer verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine kann eine Metallbeschichtung auf Endabschnitten der Anschlußklemmen vorgesehen sein, die elektrisch mit den Kommutatorsegmenten verbunden sind, um die Endabschnitte an den Kommutatorsegmenten zu befestigen. Daher werden die Endabschnitte der Anschlußklemmen fester an den Kommutatorsegmenten befestigt, was die Wahrscheinlichkeit verringert, daß die Schaltung an den Endabschnitten der Anschlußklemmen bricht, selbst wenn intensive Vibrationen auftreten.
Gemäß einer Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine kann die Metallbeschichtung als Zinnplatte ausgebildet sein. Daher werden die Endabschnitte der Anschlußklemmen fester an den Kommutatorsegmenten befestigt, mit geringem Kostenaufwand.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine können die Isolierplatten flexibel ausgebildet sein. Daher können Störungen infolge von Kurzschlüssen verhindert werden, die auftreten, wenn die Isolierplatten beschädigt werden, wenn die Anschlußklemmen gebogen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine kann der Außendurchmesser der Isolierplatten größer sein als der Außendurchmesser der Anschlußklemmenhauptkörper, und können die Abmessungen der Isolierplatten so gewählt sein, daß die Isolierplatten die Außenumfangsrandoberflächen benachbarter Anschlußklemmenhauptkörper abdecken. Daher werden die Isolierplatten verläßlich zwischen gebogenen Anschlußklemmen und Anschlußklemmen neben den gebogenen Anschlußklemmen angeordnet, wodurch verläßlich verhindert wird, daß sich die Anschlußklemmen gegenseitig kurzschließen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der dynamolektrischen Maschine kann der Draht elektrisch mit einer Oberfläche von Haken auf den Kommutatorsegmenten verbunden sein, und können die Endabschnitte der Anschlußklemmen elektrisch mit einer anderen Oberfläche der Haken verbunden sein. Daher werden der Draht und die Anschlußklemmen mit denselben Haken verbunden, was die Verbindungen auf die Haken beschränkt, wodurch der Zusammenbauvorgang vereinfacht wird.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung des Verfahrens zur Herstellung einer dynamolektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung sind folgende Schritte vorgesehen: Kontaktieren eines Drahtes mit einer Oberfläche von Haken auf Kommutatorsegmenten; Kontaktieren von Endabschnitten von Anschlußklemmen mit einer anderen Oberfläche von Haken; und gleichzeitiges elektrisches Verbinden des Drahtes und der Endabschnitte der Anschlußklemmen mit den Haken durch Schweißen. Daher wird der Verbindungsvorgang vereinfacht, was den Herstellungswirkungsgrad für die dynamolektrische Maschine verbessert.

Claims

Dynamoelektrische Maschine, welche aufweist: – einen Anker (21) mit einem an einer Welle (20) befestigten Kern (25), und einer Wicklung (28); – einen Kommutator (23), der an der Welle (20) befestigte Kommutatorsegmente (22) aufweist, die jeweils an einem Endabschnitt einen Haken (29) aufweisen; – eine Ausgleichsvorrichtung (24), die Anschlussklemmen (32, 66) mit radial nach außen verlaufenden Leitungsabschnitten (38a, b) aufweist, um diejenigen Kommutatorsegmente (22) elektrisch zu verbinden, welche dasselbe elektrische Potential aufweisen sollen; – wobei die Ausgleichsvorrichtung neben dem Kommutator in Richtung der Achse des Kommutators angeordnet ist; – wobei der Wickelungsdraht (27) der jeweiligen Wicklung (28) an einer Oberfläche des jeweiligen Hakens (29) anliegt; und – die Leitungsabschnitte (38a, b) der Anschlussklemmen (32) so abgebogen sind, dass ein Endabschnitt (42) des jeweiligen Leitungsabschnitts (38a, b) an einer anderen Oberfläche des jeweiligen Hakens (29) anliegt; und – der jeweilige Wicklungsdraht (27) und der jeweilige Endabschnitt (42) gleichzeitig elektrisch mit dem jeweiligen Haken (29) verbunden worden sind.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsvorrichtung (24) aufweist: eine Basis (31); auf die Basis (31) aufgestapelte Anschlußklemmen (32); und Isolierplatten (33), die jeweils zwischen zwei Anschlußklemmen (32) angeordnet sind, um einen Kurzschluß zwischen den Anschlußklemmen (32) zu verhindern.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Anschlußklemmen (32) aufweist: einen kreisringförmigen Anschlußklemmenhauptkörper (36); und Ausgleichsvorrichtungsleitungsabschnitte (38a, 38b), die in Radialrichtung von dem Anschlußklemmenhauptkörper (36) nach außen verlaufen.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsvorrichtung (65) aufweist: Anschlußklemmen (66); und einen Isolierharzabschnitt (67) zum Vereinigen der Anschlußklemmen (66) und zum Verhindern eines Kurzschlusses zwischen sämtlichen Anschlußklemmen (66).
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Anschlußklemmen (45) aufweist: einen bogenförmigen Anschlußklemmenhauptkörper (46); und Ausgleichsvorrichtungsleitungsabschnitte, die von dem Anschlußklemmenhauptkörper (46) aus radial nach außen verlaufen.
Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (61) und die Innenumfangsabschnitte (62) des Kommutators (23) durch Harz vereinigt ausgebildet sind.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierharzabschnitt (67) und die Innenumfangsabschnitte (12) des Kommutators (23) durch Harz vereinigt sind.
Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierharzbeschichtung (76) auf den Oberflächen der Ausgleichsvorrichtung (75) vorgesehen ist.
Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Metallbeschichtung (81) auf Endabschnitten der Anschlußklemmen (32) vorgesehen ist, die elektrisch mit den Kommutatorsegmenten (22) verbunden sind, um die Endabschnitte an den Kommutatorsegmenten (22) zu befestigen.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbeschichtung (81) eine Zinnplatte ist.
Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2, 3, 5, 6, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatten (86) flexibel sind.
Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Isolierplatten (86) größer ist als der Außendurchmesser der Anschlußklemmenhauptkörper (36), und daß die Abmessungen der Isolierplatten (86) so gewählt sind, daß die Isolierplatten (86) die Außenumfangsrandoberflächen (36a) benachbarter Anschlußklemmenhauptkörper (36) abdecken.
Verfahren zur Herstellung einer dynamoelektrischen Maschine mit einem Anker (21) mit einem an einer Welle (20) befestigten Kern (25) und einer Wicklung (28), einem Kommutator (23), der an der Welle (20) befestigte Kommutatorsegmente (22) aufweist, die jeweils an einem Endabschnitt einen Haken (29) aufweisen; einer Ausgleichsvorrichtung (24), die Anschlussklemmen (32, 66) mit radial nach außen verlaufenden Leitungsabschnitten (38a, b) aufweist, um diejenigen Kommutatorsegmente (22) elektrisch zu verbinden, welche dasselbe elektrische Potential aufweisen sollen, mit den Schritten: Anordnen der Ausgleichsvorrichtung (24) neben dem Kommutator (23) in Richtung der Achse des Kommutators (23); Umbiegen der radial nach außen verlaufenden Leitungsabschnitte (38a, b) der Anschlussklemmen (32) derart, dass ein Endabschnitt (42) des jeweiligen Leitungsabschnittes (38a, b) an einer Oberfläche des jeweiligen Hakens (29) des jeweiligen Kommutatorsegmentes (22) anliegt; Anlegen des Wicklungsdrahtes (27) der jeweiligen Wicklung (28) an eine andere Oberfläche des jeweiligen Hakens (29); und gleichzeitig elektrisches Verbinden des jeweiligen Wicklungsdrahtes (27) und des jeweiligen Endabschnittes (42) des jeweiligen Leitungsabschnittes (38a, b) mit dem jeweiligen Haken (29).