DE2202824A1

DE2202824A1 - Dynamoelektrische Maschine

Info

Publication number: DE2202824A1
Application number: DE19722202824
Authority: DE
Inventors: Bowcott Roy Price
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1971-01-22
Filing date: 1972-01-21
Publication date: 1972-08-03
Also published as: ES399360A1; GB1375722A; ZA72316B; JPS4715604A; FR2123554B1; IT949670B; AU3811872A; FR2123554A1; DE2202340A1

Description

DipL-Ing. WERNER COHAUSZ · DipL-Ing. WILHELM FLORACK · Dipl.-Ing. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Sdiumannstraße 97

• ;OL}IL^ru LUCAS (liiDD

Great King Street

GI»-Birmingham 20. Januar 1972

.Oynamo elektrische !faschine

Die lürfindung betrifft eine dynauoelektrische iiaschine, mit einem Gehäuse, das die Feldwicklung der uaschine trägt, einer Läuferwelle, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, einem mit der Läuferwelle drehbaren Läufer, au dea die Ankerwicklungen der Haschine gehören, einem mit einem Ende der Läuforveilo fec\ verbundenen Kollektor, wobei die Ankerwicklungen mit den Lamellen des Kollektors verbunden sind, einer von dein Gehäuse getragenen Borstenanordnung mit Bürnten, die an den Lamellen des liollektors angreifen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor einen Körper aus Kunstharz aufweist, der sich im Preßsitz auf dom einen Ende der .'/eile befindet, v/ouüi entweder das cine Uncle der Ivelle oder die Bohrung in den Körper aus D.im"th?.:?z, in die sich die V/eile erstreckt, einen kroiuruii^n '.juercchnitl; hat, während das axidere Teil einen polygonalen Ouerrchxiitt nr/t, acrart, daii die ^:'eile "-"irluiae bilden, in die das llateri?/!. den jlunctUarzkörpers ycrdr.'ingt v/ird, wenn der Körper auf die V/alle geariuikt uird.

Vorsugsweiae hat das eine üiuc der ./eile einen kreisrunden vuerschnitt, und der Kunatharzkorj??.· net eine pol^onalt Lohruiii:;, in die fich das eine L'nde der VjeiIe eretreckt. In d_er tievorzugten Anordnung handelt es sich bei dem fjuerechnitt der Bohrung um ein regelmäßiges Polygon mit einer ungeraden Zahl von L'eiten, idealerweise fünf, wobei die Lcheitelkaiiten der Bohrung gerundet sind.

26 017

209832/0811 bad or/_G/nal - ² -

220282A

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Land eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

7ig. 1 ein Schnitt durch einen Anlassermotor, Pig. 2 ein Schnitt im vergrößerten Haß st abk' durch einen ^ri'eil der in i"ig. 1 gezeigten Lageranordnung,

Pig. 3 ein Schnitt durch einen Anschluß, der in .fe'ig. 1 gezeigt ist, Pig. 4 eine Ansicht auf das Lnde des in Fig. 1 gezeigten Kollektors

und
Pig. 5 ein Schnitt an der Linie A-A in Pig. 4·

Der Anlassermotor weist ein Blechgehäuse 11 auf, das durch I'ie.fzie-.: hen eines flachen Blechstücks aus Flußstahl hergestellt wird. Las Gehäuse ist an einem Lade durch einen einstückigsn leckel 11s. vorschlossen, und am anderen Lnde ist es durch eine spritzgegossene Undkonsole 12 verschlossen, die die Lageraugen 13 des Anlasserraotors trägt. Am Ende, das von der Endkonsole 12 abgevandt ist, ist das Gehäuse, 11 örtlich verfornt, un innere Vorsprünge 14 zu bilden, die dazu dienen, einen aus Kunstharz geformten Bürstenkasten 15 in der vorgesehenen Lags zu halten. Der Bürstenkasten 15 ist durch Lchrauben, zweckmäßiger-jeise selbstschneidonde Cchrauben 16 mit dir; Gehäuse 11 verbunden. Me Schrauben greifen entweder direkt in den 2ürstenkasten ein, oder εΐε greifen in durenstochene Blechklammerη, die am Bürstenkasten sitzen. i»er Bürsteni-.asten bildet ein erstes Lager 17 für die Läuferwellt 13 des Anlassernotors. Die ündkonsole 12 bildet ein zweites Lager 1^ für die Läuferwelle, und zwischen den Lagern trägt die Läufer¹ eile den Läufer des Anlassermotors, zu dem die Ankerwicklungen 2' gehören. Zwiscnen dem Läufer und dem Lager 17 trägt die Welle 18 einen Stirnkollektor 22. Von dem Bürstenkasten 15 getragene Bürsten verden durch Federkraft in Anlage an die Lamellen des Kollektors 22 gedrückt. Die Läuxerwelle 18 erstreckt sich durch das Lager 19, und die vorstehende Partie der Läufervrelle 18 trägt ein gängiges Ritzel 23, das zum Kämmen mit dem Zahnkranz eines

20983 2/0811 bad original

Brennkraftmotors beim Anwerfen der: Hotors vorgesehen ist.

Innerhalb des Gehäuses 11 ist die Peldvicklung dec Anlassermotors befestigt, die eine zylindrische i'luSetahlhülse 24 aufweist, welche in der vorgesehenen Lege innerhalb des Gehäuses 11 durch Anschläge 2^ gehalten ist, die einstückig axt dem Gehäuse 11 ausgebildet sinfl. Am Ende, das von den Anschlägen 25 abgewandt ist, steht die Hülse 24 über das offene Jnde des Gehäuses 11 vor und greift in eine periphere L'ut in der Undkonsole 12, wobei eine Gummi dicht ring

26 zwischen dem 3nde dos Gehäuses 11 und der Jndkorsole 12 eingcfangcn int, um den Überjruig zwischen der inäkonsole und dem Gehäuse abzudichten. Innerhalb c'.er IIülcc ?J\ sind vier ;..tahlpolstücke 27 angeordnet, von denen in i^;iig. 1 avci gezeigt sind. .''ig. 1 ist ein !.'•chnitt im rechten '. inkel und nicht ein Lcimitt längs einer iifcene, so da?, die beiden in Fig. 1 gezeigten Polstücke nichtcinander gegenüberliegen, sondern um 50 gegeneinander un die Hülse 24 herum versetzt sind. Jedes Polstück hat ein gerundetes ünde 27a und einen !■"'lanρch 27b, der das gerundete linde 'λ'\ρ. überlappt. Zwischen der Innenfläche der Hülse 24 und dein Plannen 27*^D jeder der Polstücke ist also ein Lchlitz gebildet, üin erstem i-aar dicxietral gegenüberliegender Polstücke stitz innerhalb der Hülse 2A mit ihren gerundeten Jnden in Richtung auf die 2ndkonsole 12, während das andere Paar diametral gegenüberliegender roistücke nit ihren gerundeten Enden in dichtung auf den einstückigen Deckel 11a zeigen. Die beiden PoI-istücke, deren gerundete Enden in lUchtur.g auf den !Deckel 11ε zeigen, sind durch PunktverschweiSen der Polctilcke nit dcLi Deckel innerhalb der Hülse 24 gesichert. Die beiden anderen Polciacxe sind in der vorgesehenen Lage durch Polschrauben (von denen eine- bei 28 gezeigt ist) gesichert, die sich durch das Gehäuse 11 und die ..ülse 24 in die Polstücke erstrecken und die auch dazu dienen, die Hülse 24 gegen eine Drehung innerhalb des Gehäuses 11 zu sichern, kit den Polen 27 steht eine wellengewickelte Feldwicklung 29 in Verbindung, die geHrkümnte Partien hat, welche sich um die gerundeten öiden der jeweiligen Pole

27 erstrecken, und die außerdem sich a::ial erstreckende Partien hat, \*elche die gekrümmten Partien miteinander verbinden und die zwischen

2 0 9 8 3 2 / 0 8 1 1 ·' '· ^: ° '^:

BAD OR'G!\'Al

den Polen sitzen. Die Planschen c.'(b der Pole erstrecken sich längs der axialen Seiten der Pole sov:ie an den gerundeten linden der Pole entlang, und die Flansche 27b schließen den wellengewickelte Feldwicklung in der vorgesehenen Lage gegenüber der Hülse 24 ein. Ein Ende der Feldxv'icklung 29 ist elektrisch uit dein Gehäuse 11 verbunden, und zwar mittels eines ICupfergeflechtbandti, das an einen Lnde mit der Wicklung heißverpreßt ist und das am anderen Ende mit einem der Polstücke verbunden ist, wobei das Polstück mit einer Sinbe— schichtung versehen ist, um die Verbindung mittels lleißverpressung zu ermöglichen. Das andere linde der Feldwicklung ißt nit zwei diamutrcil gegenüberliegenden Bürsten verbunden, die an dem Bürstenkasten 15 fitzen.

-jin weiteres Paar diametral gegenüberliegender Eürcten, die an dem Bürstenkasten 15 sitzen und um 90 um die Achse des Kollektors 22 herum gegenüber den Bürsten versetzt sind, die nit der wicklung 29 verbunden sind, sind elektrisch mit einem üingangsanschluß 51 am Deckel 11a des Gehäuses verbunden.

Der Anschluß 31 ist durch eine ICupferkopi'schraube ~j2 gebildet, deren Schaft 35 nit Gewinde versehen ist. Der Lchaft *5 erstreckt sich durch ein Vierkantloch im einstückigen .oeckel 11a, wobei der Kopf 34 innerhalb des Gehäuses sitzt und eine Partie des üchaftes, die im Querschnitt ein Vierkant bildet, innerhalb des Lochs sitzt. Der Kopf 34 der Schraube ist über eine Stromzuführung 35 mit den Bürsten verbunden, und der Schaft 35 und der Kopf 34 der Schraube sind dem Deckel 11a gegenüber durch ein isolierendes Distanzstück 36 isoliert. Das isolierende Distanzstück 36 weist eine Hülse auf, die im Querschnitt ein Vierkant bildet und die sich zv/isehen der Wand des Lochs in dem Deckel 11a und dem Herkant des Schafts 33 erstreckt, ferner einen Plansch, der einstückig mit der Hülse ausgebildet ist und sich zwischen dem Kopf 34 der Schraube und der Innenfläche des Deckels 11a erstreckt. Die vorstehende Gewindepartie des Schafts 33 ist von einer kegelstumpfförmigen Hülse 37 aus Isoliermaterial umgeben, deren größeres Ende an der Außenseite des Deckels 11a anliegt. Um die Schrau-

209832/081 1

BAD

be 52 in der vorgesehenen Lage dem Deckel 11a. gegenüber zn sichern, steht eine iJicherungsscheibe Jü, zKeckaänijerweise eine Scheibe in der ^PIILi-Ausiuhrung, in einen üLngriif mit dem. Schaft 35· Die L'icherungsscheibe ^jG £,eht frei am .,chaft 35 entlang,·, um aia Schmaleren Ijide der Hülse 37 anzugreifen, und um die Geheibe in der vorgesehenen Lage zu sichern, wird sie durch ein Stanzwerkzeug etwas veriormt, derart, daß der bchaft 35 ergriffen wird, so daß verhindert wird, daO die scheibe im normalen Gebrauch vom üchaf t' 35 abgeschraubt wird. Da die Scheibe nicht mix dou ccnaft vernchraubt wird, besteht kaum eine Gefahr, daß die Teile des Ancchlvisces nucannengedrückt oder verformt T-.'erclcn, uenn die L-:cheibc in einun jingriif mit den ,;Chaft gelangt, wie das der j?all nein könnte, υ em: eint I .utter zu feet angeaogcri v;ird. Uj;i eine Verbindung Mit άο·.ι Ar/_chiu.i hersuntellen, v/ird yine nomale Anschluuofe ΐ\ι± eier, schaft gesteckt line, durch eine Gutter in der vorgesehenen Lage gehalten.

Das Lager 19 weist eine Hülse 4"' hui, die im p-.-e^sitatan einem Loch in der .Jndkonsole 12 sitat. Am inneren lündc ist die ilülse 41 wit einem einstückigen, sich nach auilcn entreckenden peripheren i'lansch 42 versehen. Die Hülse 41 bildet das äußere Teil des Lagers 19· Das innere ^rj?eil des Lagere 19 ist durch eine Hülse 45 gebildet, die in PreGsitz mit der i;elle 18 verbunden ist. Eine Distanzhülse 44 und eine Druckscheibe 45 sind locker auf der Velle 18 zwischen den Läufer des Anlassermotors und dem Flansch 42 gelagert. Ein Ende der Diatanzhülse 44 legt sich gegen den Läufer, und das andere Ende legt seih gegen die Druckscheibe 45· Die Druckscheibe 45 ihrerseits legt sich gegen den Plansch 42. Die Drcukscheibe 45 und der i'lansch 42 bilden dabei ein Drucklager. Die Abmessungen der Teile sind derart, daß die Welle 18, und der Läufer, gegen eine axiale Bewegung in einer rticjjtung durch die Druckscheibe 45» die Hülse 44 und den l>'lansch 42 gesichert sind. Ein Drucklager (nicht dargestellt), das dem Lager 17 zugcorndet ist, stellt sich einer axialen Bewegung der Welle 18 und des Läufers in entgegengesetater Richtung entgegen. Dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß die beiden Drucklager für ein bestimmten kaß an Bewegungsfreiheit in a::ialer dichtung sorgen. Das

- 6 209832/0811

Drucklager, das den Lager I7 sugeorndet ist, veist eine iLtahlociiuibe auf der Welle 18 auf, die sich gegen dtn Bürstenkacten legt, ftrner eine isolierende ?aserschoibe, die auf der VJeIIe sviGchen der Stahlscheibe und ds^i Kollektor sitzt, \robei der DurcIimesEer der Lt--vilscheibe deraxt ist, daß selbst bei völligem Verschleißen der lieferscheibe nach langen Einsatz die iitahl scheibe die Lamellen des XollektorD nicht miteinander verbindet.

Wie vorstehend schon erwähnt, ist ein otirnkollektor 22 auf der Velle 18 zwischen den Eürstenkasten I5 und dem Läufer angeordnet. Der Stirrikollektor 22 weist einen aus Kunstharz geformten Körper 5I auf, der eine Anzahl leitender Lamellen 52 an einer Stirnseite trägt. Die Lamellen 52 sind natürlich gegeneinander isoliert und im gleichen V.inkelabstand um die Stirnfläche des Körpers 5I herum angeordnet. Der Körper 5I ist ^it einer Durchgangsbohrung 55 versehen, die die /uerschnittsform eines regelmäßigen i'ünfecks liat, dessen Scheitelkanten gerundet sind. Die Welle 16 hat einen kreisrunden Querschnitt und erstreckt sich durch die Bohrung 53· ^ie Partie der ^TJelle 18, die sich durch die Bohrung 53 hindurch erstreckt, ist mit einer gezahnten oder gerändelten Außenfläche versehen. Die Abmessungen der Bohrung 53 und der Welle 18 sind derart, daß die Welle 18 im Preßsita in der Bohrung 55 sitzt. Es versteht sich, daß, weil die Welle einen kreisrunden Querschnitt hat, während die Bohrung 55 einen pentagonalen Querschnitt hat, bei Sitzen der Welle innerhalb der Bohrung Räume zwischen der Welle und der Oberfläche der Bohrung entstehen, in die Material des Körpers 5I verdrängt wird, während der Kollektor und die Welle in einen Eingriff miteinander gedrückt werden. Die Lamellen des Kollektors sLnd in der üblichen V/eise mit den Ankerwicklungen verbunden. Vorzugsweise wird eine Bohrung mit einer ungeraden Anzahl von Seiten verwendet, so daß beim Eintreiben der Welle in die Bohrung keine Spannungspunkte vorhanden sind, die einander diametral gegenüberliegen.

Die Endkonsole 12 wird dem G_ehäuse 11 gegenüber durch Schrauben 55 in der vorgesehenen Lage gehalten, die sich durch die jiindkonoolo 12 erstrecken und in einen Eingriff mit den Polstücken 27 gelangen,

209832/081 1

BAD ORIGINAL

deren gerundeten binden in Dichtung auf den Deckel 11a

versteht sich, daß der Anlassermotor in einer

s vorgesehen sein kann, d.h. in einer Ausführung, "bei der das PUtzel längs der Läuferwellt allein durch Gewinde ^roier .^teigung bewegt wird, das zwischen den Ititzel und der '.Zelle zur '..irkun^, kommt, odor es kann sich dabei um eine Ausführung mit Voreingriif hr.ndeln, bei der die Bcwe&uiv·; dec ^ceitrjels der LMuieruelle gegenüber durch einen Hubmagneten bewirke oder unterstützt wird, ii-s versteht sich ferner, da:3 die i'olctäcke 2"] und die reldwicklung 2') uiircl"i rerraanentuagnetteile erpetzt Aierden können.

Der Anlassermotor ist zur Lagerung am 1-Iotorbiock eines Brennkrai'ti:iotors mittelr der Lu^en 1 > der ^nukonsole 1i. vorgesehen. Dac Gehäuse 11 ist durch den riotorblock des Brennkraitiuotors mit Kasse verbunden. JiE versteht sich, de,ß die Art und weise, vie die vier Polstücke 2'/ in der vorgesehenen Lage gehalten v/erden, ducIi ourch die Kontagefolge des Anlascemotors bestiLiint Viird. Die beiden Polstücke, die als mit der Ilülse 24 punktverschweißt bezeichnet worden sind, können also durch Schrauben in der vorgesehenen La^e gesichert werden, wahrend die beiden anderen Polstücke in der vorgesehenen Lage durch Punktverschweißung gehalten sind, oder es können alle vier Polstücke durch wchrauben oder durch Verschweißen befestigt werden.

Patentansprüche

209832/081 1

Claims

Patentansprüche

1 .^Dynamoelektrische Maschine ait einem Gehäuce, das die Feldwicklung der iiaschine trägt, einer Läuferwelle, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, einem mit der Läuferwelle drehbaren Läufer, zu dem die „^;jakerwicklungen der Iiaschine gehören, einem mit einem iJnde der Läui'erwelle fest verbundenen Kollektor, wobei die ^nkeruicklun/jeii r.iit den Lamellen des Kollektors verbunden sind, und einer von üem Gehäuse getragenen Lürstenanordnunc¹ mit Eureten, die an den Lamellen aez Kollektors angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor (22) einen Körper (51) ^aus Kunstharz aufweist, der oich in Preßsitz auf den einen linde der Uelle (1C) befindet, wobei entweder dar, eine lüridc der v/elle (18) oder die Bohrung (55) in dem Körper (5I) aus Kunstharz, in die sich die V/elle (18) erstreckt, einen kreisrunden Querschnitt hat, während das andere Teil einen polygonalen Querschnitt hat, derart, daß die Teile Räume bilden, in die das Laterial des I'unctharzkörpers (51) verdrängt wird, wenn der Körper (5I) auf ede Welle (18) gedrückt wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dac eine linde

der '.'eile einen kreisrunden Ouerschnitt hat und daeft der Kunststoff-

kcrper (51) eine polygonale Bohrung (53) hat, in die sich das eine Ende der V/elle (18) erstreckt.

J. Maschine nach Anspruch'2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Querschnitt der Bohrung (55) um einen mit einer ungeraden Zahl von Seiten handelt.

5. Iiaschine nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die ungerade Zahl fünf ist.

6. Ilaechine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Scheitelkanten der Bohrung (55) gerundet sind.

7. Iiaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen EingangBanschluß (J2) am Gehäuse, der elektrisch mit einer Bür-

ⁱ 209832/0811 ' - 2 -

BAD e^vA

ste in der 2'ir^r;teua:aordnun₀ verbunden ist und eine leitende Kopi- BohrsAxbe (;,'£) rv.iiwsist, Ai' π ich äurcl; ein Loch im Geh'lu."e (11) erstreckt und vou der der κ" ο pi' (34) innerhalb des Gehäuses (11) sitzt und mit der Bürste verbunden ist \ind von der dac andere linde (Z'y) mit Gewindt; versehen ist, wobei tine Isolierung (jo) den Schaft (33) und den Kopf (34) der Schraube (>_) iia Abstand vom Gehäuse (11) hält und eine Iuolierhülse (>7) an der Außenseite des Gehäuses (11) angeordnet ist, durch die sich die Schraube ($2) erstreckt und die eich gegen das Gehäuse (11) legt und durch eine üicherungssheibe (38)» die an der Schraube (32) angreift, in Kontakt mit dem Gehäuse (11) gehalten ist.

8. liaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (30) durch eine zylindrische Hülse gebildet ist, die den Schaft (33) der ichraube (32) umgibt und einen einstückigen Plansch hat, der am Gehäuse (11) angreift.

9· Haschine nach einen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwelle (18) ezur Drehung in Gehäuse (11) durch Mittel gelagert ist, zu denen ein Lager (19) gehört, das eine zylindrische Hülse (4$) aufweißt, die :ait der Läuferwelle (18) verbunden und mit der Läuferwelle drehbar ist und das innere Teil des Lagere (19) bildet, daß die Maschine ferner eine Druckscheibe (45) aufweist, die die Läuferwelle (18) zwischen der Hülse (43) und dem Läufer umschließt, und daß Anschlagmittel (44) die Bewegung der Druckscheibe (45) in Richtung auf den Läufer begrenzen, wobei sich die Druckscheibe (45) gegen ein Teil (42) legt, das dem Gehäuse (11,12) gegenüber fixiert ist, derart, daß eine Bewegung der Velle (18) in einer Richtung begrenzt wird.

10. Haschine nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, daß das Teil, gegen das sich dio Druckscheibe (45) legt, ein Plansch an einem Ende einer Hülse (42) int, dio das üuSere Teil des Lagers (19) bildet.

11. Kaschine nach einen dor Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dan Gehäuse (11) .".us ?.leoh gebildet ist und ein einstückiges ge-

209832/0811 ' - 3 -

schlossenes Ende (Ha) umfaßt, das die Bürstenanordnung in der vorgesehenen Lage fixiert, und daß eine 3ndkonsole (12) vorgesehen ist, die das andere Ende des Gehäuses (11) verschließt und ein Lager (19) für die Läuferwelle (18) bildet.

12. I-Iaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklung der Maschine eine zylindrische Eülse (2/;), vier Poletücke
(27) innerhalb der Hülse (24) und die von den Polstücken (27) getragene Wicklung (29) aufweist, wobei die Hülse (24) innerhalb des Gehäuses (11) zwischen den Geh'iuce (11) und den Polstücken (27) vorgeeehen ist und sich über die gesamte Länge der Polstücke (27) erstreckt.

13· Maschine nach einen der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwelle (18) ein Ritzel (2J) trägt und die kaBChine al3 Anlassermotor eingerichtet ist.

209832/081 1

Lee rs'e i te