DE2211184B2

DE2211184B2 - Scheibenanker

Info

Publication number: DE2211184B2
Application number: DE19722211184
Authority: DE
Inventors: Naozi Osaka Takeda (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-03-10
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1977-07-28
Also published as: CA946901A; US3790835A; GB1390191A; DE2211184A1; NL7203137A; DE2211184C3; IT957550B

Description

^SteFerner ist aus der DL-PS 78 601 eine elektrische Maschine bekannt, die auf der einen Seite der Ankerscheibe vorgesehenen Leiter als Kommutatorlamellen zu verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom genannten Stand der Technik einen Scheibenanker zu schaffen, bei dem die Verbindungen zwischen Ankerspulen und Kommutator technisch zuverlässig herstellbar und gleichzeitig auch erforderliche Ausgleichsverbindungen berücksichtigt sind. Die Lösung dieser Aufgabe ist dem Anspruch 1 zu entnehmen.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, daß die Verwendung eines zusätzlichen Ausgleichsringes nicht mehr erforderlich ist. Hinzu kommt der Vorteil, daß die Leiter auf der Isolierplatte jeweils an einem inneren und an einem äußeren Anschluß befestigt sind, so daß sie nicht durchhängen und ein Wicklungsschluß sicher verhindert wird. Weiter tritt der Vorteil ein. daß die Isolierplatte selber als einfacher Ring, ohne Ausnehmungen, Zungen od. dgl. ausgebildet ist, der besonders billig herstellbar und denkbar einfach einbaubar ist.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind unter Fortfall eines getrennten Kommutators die auf der einen Seite der Isolierplatte vorgesehenen Leiter als Kommutatorlamellen ausgebildet. Mit dieser Weiterbildung wird der große Vorteil erreicht, daß ein separater Rotationskörper mit Kommutatorlamellen nicht mehr erforderlich ist. Somit werden wegen der resultierenden Materialersparnis die Herstellungskosten des Scheibenankers erheblich gesenkt. Die Weiterbildung weist ferner den Vorteil auf, daß sie raumsparend wirkt und die Herstellung einer elektrischen Maschine von besonders kompakten Aufbau ermöglicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Elektromotor, in den ein erfindungsgemäßer Scheibenanker eingebaut ist;

Fig.2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Scheibenankers;

F i g. 3 eine Ansicht der bei dem erfindungsgemäßen Scheibenanker verwendeten zwischengefügten Anschlußscheibe;

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Stirnansicht der in Fig.3 dargestellten zwischengefügten Anschlußscheibe;

F i g. 5 eine Ansicht eines scheibenförmigen Kommutators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig.6 eine teilweise geschnittene Stirnansicht des scheibenförmigen Kommutators nach F i g. 5 und

Fig.7 eine Unteransicht des Kommutators nach Fig. 5.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 die wirksamen

Teile der die Ankerwicklung bildenden Spulen, die sich In dem Statorfeld drehen, mit der Bezugszahl 2 ist das Süßere Spulenende der Ankerwicklung bezeichnet, mit der Bezugszahl 3 ein Feldmagnet, mit der Bezugszahl 4 ein Kommutator, mit der Bezugszahl 5 sind Bürsten bezeichnet, mit der Bezugszahl 6 d;.<, Gehäuse des Motors, mit der Bezugszahl 7 eine Abdeckung für das Gehäuse und mit der Bezugszahl 9 eine als Anschlußscheibe dienende zwischengefügte ringförmige Isolierplatte, deren Aufbau im folgenden noch näher ₍₀ beschrieben wird.

In Fig.2, in welcher der Aufbau der Ankerwicklung gezeigt ist, die aus einer Vielzahl von Spulen 8 besteht, die jeweils eine Viekahl von Windungen eines isolierten Leiters aufweisen, die in Form einer Scheibe angeordnet sind, sind die wirksamen Teile I der Spulen, also die unter die Ständerpole zu bringenden Spulenseiten so angeordnet, daß sie einander nicht überdecken, während die inneren und äußeren Spulei.enden 2 so gelegt sind, daß sie einander überdecken können. Durch za diesen Aufbau wird in der Umfangsverteilung der inneren und äußeren Spulenenden Raum eingespart, so daß die so erhaltene scheibenförmige Ankerwicklung in ihren den inneren und äußeren Spulenenden 2 entsprechenden Bereichen wesentlich stärker ist als in dem von den Spulenseiten 1 eingenommenen Bereich. Die stärkeren Spulenenden 2 sind in einem Raum aufgenommen, der durch die Seitenflächen des Feldmagneten 3, das Gehäuse 6 und durch die in der Abdeckung 7 vorgesehene Vertiefung begrenzt ist, wie dies aus Fig. 1 zu ersehen ist. Die Einbuchtung oder Vertiefung in der Abdeckung 7 dient gleichzeitig auch zur Versteifung der Abdeckung, so daß sich diese beim Betrieb des Elektromotors nicht verbiegt. In dieser Weise wird das Verhältnis der Effektivlänge der Spulenseiten zum Ankerdurchmesser erhöht, so daß der Füllfaktor des Motors verbessert wird. Außerdem wird hierdurch erreicht, daß die Erstreckung der Spulenenden in der Radialrichtung der scheibenförmigen Ankerwicklung gering ist, und demzufolge die Rotationsträgheit des Ankers gleichfalls gering ist und die Regelbarkeit verbessert wird.

In Fig.3 ist der Aufbau der zwischengefügten Anschlußscheibe 9 näher veranschaulicht. Bekanntlich ist für einen vielpoligen Anker mit Schleifenwicklung ein Ausgleichssystem erforderlich. Ein solcher Ausgleichsring dient zum Kurzschließen der Leiter, welche jeweils um 360° gegeneinander verschoben sind. Ohne einen Ausgleichsring für eine vierpolige schleifengewikkelte Ankerwicklung kann keine gute Gleichrichtung erzielt werden, und deshalb haben die Bürsten nur eine kurze Lebensdauer. Die zwischengefügte Anschlußscheibe verbindet daher nicht nur die Ankerspulen und die Kommutatorlamellen, sondern sie dient gleichzeitig auch als Ausgleichssystem.

Die in F i g. 3 dargestellte zwischengefügte Scheibe 9 ist für einen vierpoligen Anker mit Schleifenwicklung mit zwölf Kommutatorlamellen geeignet. Aus der Darstellung nach F i g. 3 ist zu ersehen, daß auf beiden Seiten einer ringförmigen Isolierplatte Leiter 15 bzw. 15' vorgesehen sind. Zur Aufbringung dieser Leiter kann man sich der Technik der gedruckten Schaltungen bedienen, obgleich auch andere geeignete Verfahren hierfür in Betracht kommen. Die äußeren Anschlüsse und die inneren Anschlüsse der Leiter 15 sind durch die Isotierplatte hindurch mit den äußeren bzw. inneren Anschlüssen der Leiter 15' verbunden. In F i g. 4 sind die Durchführungen zur Verbindung der äußeren Anschlüsse 17 und der inneren Anschlüsse 16 dargestellt. In dieser Weise sind die Paare von inneren Anschlüssen 16, die elektrisch um 360° gegeneinander versetzt sind, jeweils durch das entsprechende Paar äußerer Anschlüsse 17, die ebenfalls um 360° gegeneinander versetzt sind, miteinander verbunden. Die in F i g. 3 dargestellte zwischengefügte Anschlußscheibe 9 eignet sich für einen vierpoligen Anker, wobei die elektrische Versetzung um 360° einer räumlichen Versetzung um 180° entspricht.

Die zwischengefügte Anschlußscheibe 9 dient also zunächst als Ausgleichring, der die um 360° gegeneinander verschobenen Leiter miteinander verbindet. Verwendet man eine zwischengefügte Anschlußscheibe, deren Leiter als fest auf die Isolierplatte aufgebrachte dünne Metallauflagen oder Metallstreifen ausgebildet sind, so können diese Leiter auch als Kommutatorlamellen dienen. Der Aufbau solcher Anschlußscheiben ist beispielartig in Fig.5, 6 und 7 gezeigt. So können beispielsweise bei der in F i g. 7 dargestellten Anschlußscheibe 9 die Leiter 15 als Kommutatorlamellen dienen, und es erübrigt sich daher, noch einen gesonderten Kommutator vorzusehen. Es ist dabei zu beachten, daß bei Verwendung der in F i g. 7 gezeigten Anschlußscheibe auf gesondert vorzunehmende Ausgleichsvorrichtungen verzichtet werden kann. Durch die Verwendung einer solchen Anschlußscheibe in einem Anker kann dieser in seinem Aufbau also wesentlich vereinfacht werden, was in technischer Hinsicht sehr vorteilhaft ist. Die Bezugszahl 18 bezeichnet in diesen Figuren Anschlüsse für die Enden der Spulen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

22 Π Patentansprüche:

1. Scheibenanker, bestehend aus einer Schleifenwicklung aus einer Vielzahl von gleichartigen Ankerspuien, einem Kommutator und einer ringförmigen Isolierplatte, wobei die Ankerspulen sich gegenseitig nicht überdeckend gleichmäßig um die 7^nkerwelle verteilt sind und die aus einer Vielzahl von übereinandergreifenden Spulenenden bestehenden Bereiche der Ankerwicklung stärker sind als der elektromagnetisch aktive Bereich der Ankerwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatte zwischen Ankerspulen (8) und Ankerwelle angeordnet ist, daß auf beiden Seiten der Isolierplatte eine Vielzahl von Leitern (15, 15') in Erstreckung vom inneren Umfang zum äußeren Umfang und mit inneren und äußeren Anschlüssen (16, 17) vorgesehen sind, daß die Enden der Ankerspulen (8) mit den äußeren Anschlüssen (17) der Leiter und die Lamellen des Kommutators (4) mit den inneren Anschlüssen (16) der Leiter verbunden sind, wobei jedes Paar von Leitern (15, 15'), deren innere Anschlüsse (16) mit elektrisch um 360° gegeneinander versetzten Lamellen des Kommutators (4) verbunden sind, über ihre äußeren Anschlüsse (17) durch Löcher in der Isolierplatte miteinander verbunden sind.

2. Scheibenanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB unter Fortfall eines getrennten Kommutators (4) die auf der einen Seite der Isolierplatte vorgesehenen Leiter (15) als Kommutatorlamellen ausgebildet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Scheibenanker nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Scheibenanker dieser Art sind aus der DT-OS 13 340 bekannt. Diese Druckschrift offenbart jedoch nicht den Anschluß der Spulenenden an die Kollektorsegmente, sondern gibt nur den allgemeinen Hinweis, daß dieser Anschluß in bekannter Weise vorgenommen sein soll.

Aus der DT-AS 10 89 055 ist eine Anordnung zum Festlegen der Spulendrahtenden eines mit einem Stromwender versehenen Läufers einer elektrischen Maschine bekannt, wobei zwischen Stromwender und Läufer eine biegsame Isolierstoffscheibe aufgesteckt ist, durch welche die Spulendrahtenden der Läufervicklung geführt sind. Diese Isolierplatte entspricht in ihrer Form dem Radialschnitt des Läufereisens und ragt in ebenem Zustand mit Teilen über den Umfang des Ankerkerns hinaus. Diese Teile sind durch einen radial verlaufenden Einschnitt in ein Zungenpaar unterteilt, wobei jede Zunge eine Durchtrittsöffnung für den Spulendraht aufweist.

Diese bekannte Vorrichtung kann jedoch nur umständlich montiert werden, da zuerst die eine Zunge jedes dieser Zungenpaare mit den eingefädelten Spulendrahtenden gegen den Stromwender abgebogen werden muß, vorzugsweise über den Rand einer auf den stromwenderseitigen Wicklungskopf gestreckten, diesen abdeckenden Kappe. Dann muß über den Umfang dieser abgebogenen Zungen mit den eingefädelten Spulenenden ein weiterer Isolierstoffstreifen gebracht werden, und danach müssen die anderen Zungen auf den Isolierstoffstreifen gebogen werden, und dann erst kann

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60 iedes der Spulendrahtenden in bekannter Weise mit den zuaehöriBen Stromwendersegmenten verbunden werden Ferner sind bei dieser bekannten Vorrichtung die SDulendrahtenden von den Zungen am äußeren Umfang der Isolierplatte bis zu den Stromwendersegmenten nicht geführt, so daß stets die Gefahr eines Windung·,· Schlusses gegeben ist.

Schließlich erfordern sowohl die aus der DT-OS 16 13 340 als auch die aus der DT-AS 10 89 055 bekannten Vorrichtungen, wie alle vielpoligen Anker mit Schleifenwicklung, ein zusätzliches Ausgleichssy-