DE2412545A1

DE2412545A1 - Wicklungsschutz fuer einen elektromotor

Info

Publication number: DE2412545A1
Application number: DE2412545A
Authority: DE
Inventors: Jun David Floyd Baugh; Bill George Kilmer
Original assignee: PR Mallory and Co Inc
Current assignee: Duracell Inc USA
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1974-03-15
Publication date: 1974-09-26
Also published as: NO138741B; DK141227B; NO138741C; DK141227C; IT1009307B; AU6674974A; CA1006566A; NO740923L; FR2221845A1; BR7401916D0; GB1413774A; ES424374A1; DE7409138U; FR2221845B3; AR197942A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. l·'. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F.A.VEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTrACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

P.R. MALLORY & CO. INC.
East Washington Street
Indianapolis, Indiana 46206
V. St. A.

Wicklungsschutz für einen Elektromotor

Die Erfindung betrifft einen Wicklungs schut ζ für die. scheibenförmige und/oder zylindrische Ständerwicklung eines Elektromotors, die auf einen mit Scheibenflanschen versehenen Wicklungsträger aufgebracht ist.

Kleine Permanentmagnet-Synchronmotore werden für viele Anwendungen einschließlich der Verwendung für Zeitschalter in Waschmaschinen, Trockengeräten und ähnlichen Geräten gebraucht. Motoren dieses Typs benutzen auf Spulen aufgewikkelte, elektrisch erregte Drahtwicklungen, die um einen Permanentmagnetläufer ein elektromagnetisches Feld erzeugen.Die Wbklungen müssen sowohl gegen mechanische Beschädigungen geschützt als auch gegen die umgebende Motorkonstruktion elektrisch isoliert sein. In solchen Motoren gibt es Wicklungsschutzvorrichtungen in großer Vielfalt bezüglich des Materials und der Form.

409839/0764

Die meisten Schutzvorrichtungen verwenden Streifenbänder, die nur schwierig und aufwendig um die Wicklung gebracht werden können. Einige Schutzvorrichtungen bestehen aus einzelnen zylinderförmigen Papprohren. Diese haben den Nachteil, daß sie beim Zusammenbau des Motors von der Wicklung fallen.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, die Konstruktion eines Elektromotors dahingehend zu verbessern, daß ein die Wicklung und deren Anschlußpole umschließender Wicklungsschutz auf einfache Weise angebracht werden kann.

Für einen Wicklungsschutz der eingangs genannten Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein mit den Scheibenflanschen, von denen mindestens einer aus einem elastischen Material besteht, ein die Wicklung einschließendes Gehäuse bildendes Umfangselement, das an seiner Innenwandung mit in Richtung der Wicklungsachse verlaufenden Vorsprüngen versehen ist.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß ein aus einem Stück bestehender, billig herzustellender, kompakter Wicklungsschutz geschaffen wird, der die Wicklung gegen mechanische Beschädigungen schützt und gegen die umgebenden Motorteile elektrisch isoliert, der zwischen den Scheibenflanschen
gehalten wird und beim Zusammenbau nicht abfällt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Vorderansicht der Ausführung nach der Erfindung ,

Figur 2 eine Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten
Ausführung,

Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Wicklungsschutzes und der Spule, und

Figur 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 nach Figur 2.

4098 39/0764

Wie die Figuren zeigen, bildet eine Grundplatte 10 eine Basis, auf der ein Motor 12 und ein Untersetzungsgetriebe 14 aufgebaut sind. Die Grundplatte 10 ist im wesentlichen rechteckig und schließt ein Paar Befestigungslaschen 16 und 17 ein, die zur Montage des Elektromotors auf einerKonsole dienen können.

Der Motor 12 ist ein Synchronmotor und hat eine Ständeranordnung 13j eine Erregerwicklung 33 und einen Dauermagnetläufer 22. Die Ständeranordnung 13 hat eine äußere Ständerplatte 18 und eine innere Ständerplatte 20. Die Erregerwicklung besteht aus einer Spule 24-.

Die äußere Ständerplatte 18 ist im wesentlichen U-förmig und hat einen flachen Bodenteil 18', und ein Paar einander gegenüberliegende, aufrechte Schenkel 18" liegen an der Grundplatte 10 an und bilden ein Gehäuse 26, das sich geradlinig bis in die Mitte der Grundplatte 10 erstreckt. In dem flachen Bodenteil 18' ist eine Öffnung 28 vorgesehen, in die eine Anzahl Pole J>0, die praktisch kreisförmig angeordnet sind, hineinragen.

Die innere Ständerplatte 20 ist als eine im wesentlichen flache Platte ausgeführt, die einstückig mit Polen 32 versehen ist, die als radial von der Platte abstehende Laschen aus der Platte ausgearbeitet sind. Die Pole 32 sind nach oben abgebogen, um mit den Polen 30 der äußeren Ständerplatte 18 ineinandergreifen zu können.

Ein Eisenkern 38 hat eine Nabe 44, die die innere Ständerplatte 20 trägt, und einen Ansatz 46, der als Verbindung des Eisenkernes 38 mit der Grundplatte 10 dient.

Die Spule 24 hat eine Wicklung 3^- niit einer bestimmten Windungszahl, die von einem Spulenkörper 36 getragen wird. Der Spulenkörper 36 hat einen Kern 35» auf dem die Wicklung 3^ aufgewickelt ist, einen elastischen Scheibenflansch 36', der

409839/0764

sich an einem Ende des Kernes 35 radial nach außen erstreckt, und einen Scheibenflansch 36" am anderen Ende des Kernes 35· Der elastische Scheibenflansch 36' ist dünn, flexibel, rund und konzentrisch zum Kern 35· In den Scheibenflansch 36" sind mit Stiften 37* und 41' elektrische Anschlußpole 39 und 41 eingedrückt. Die Stifte 37' und 41' ragen von den Anschlußpolen 39 und 41 in den Raum zwischen dem elastischen Scheibenflansch 36' und dem Scheibenflansch 36"·.· An jeden der Stifte 39' und 41' ist jeweils ein Anschlußdraht 35a und 37 der Wicklung 34- gelötet. Der Spulenkörper 36 hat ferner eine Nase 42, die dazu dient, eine Klinke 96 zu halten, die den Permanentmagnetläufer 22 nur in einer Richtung drehen läßt, sowie eine Nute 37a, die die innere Ständerplatte 20 arretiert. Die Spule 24 umgibt den Eisenkern 38» der in einer Bohrung 33 des Kernes 35 sitzt.

Zwischen dem Scheibenflansch 36" und der Grundplatte 10 ist ein Wicklungsschutz 114 angebracht. Figur 3 zeigt im einzelnen den Wicklungsschutz 114, der aus einem im wesentlichen flachen Gehäuse II3 mit einer durchgehenden Öffnung 118 besteht, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der elastische Scheibenflansch 36' des Spulenkörpers 36 aufweist. Eine Einschnappvorrichtung 115 besteht aus einer Anzahl von Rippen 116, die an einer Innenwandung II7 der Öffnung 118 angebracht sind und in Richtung auf die Mitte der Öffnung 118 hervorstehen, wobei jede Rippe 116 eine vertikale Länge L1 hat. Die vertikale Länge L1 der Rippen 116 ist etwas geringer als die vertikale Distanz L2 zwischen dem elastischen Scheibenflansch 36' und dem Scheibenflansch 36" des Spulenkörpers 36. Während des Zusammenbaues des Motors v/erden die Rippen 116 über den elastischen Scheibenflansch 36' gedrückt, bis sie in den Raum zwischen dem elastischen Scheibenflansch 36' und dem Scheibenflansch 36" einschnappen, wobei sie den Wicklungsschutz 114 an dem Spulenkörper 36 festhalten.

Der Permanentmagnetläufer 22 weist eine Nabe 48 auf, die drehbar auf einer Achse 50 gelagert ist, ein Permanentmagnet

409839/0764

52 und ein Läuferritzel 5^ZS das aus der Nabe 48 ausgearbeitet ist. Die Achse 50 ist fest im Eisenkern 38 angebracht. Der Permanentmagnet 52 kann aus einem Material relativ hoher magnetischer Energie bestehen, das teilweise magnetisch orientiert ist,' beispielsweise Bariuraferrit. Sein Außenumfang ist entweder durch Eindrücken oder durch Magnetisierung in separate Polsegmente 53 aufgeteilt, die abwechselnd Nord- und Südpole sind. Der Läufer 22 liegt drehbar zwischen den ineinandergreifenden Polen JO und 32 der inneren Ständerplatte 20 und der äußeren Ständerplatte 18.

Das Untersetzungsgetriebe 14 weist wenigstens eine Achse auf, die sich von der Grundplatte 10 neben dem Gehäuse erstreckt, das durch die äußere Ständerplatte 18 und der Grundplatte 10 gebildet wird. Die Achse 56 ist in erster Linie allein an der Grundplatte 10 gehalten und einseitig gelagert. Die Achse 56 trägt ein Untersetzungsrad 58, das drehbar auf ihr gelagert ist. Das Untersetzungsrad 58 steht im Eingriff mit dem Läuferritzel 54-» das von der Nabe 48 des Läufers 22 gehalten ist. Ein von dem Untersetzungsrad 58 gehaltenes Ritzel 60 steht im Eingriff mit einem zweiten Untersetzungsrad 62. Das Untersetzungsrad 62 ist auf einer Welle 64 befestigt, die in einer Lagerbuchse 66 gelagert ist. Die Lagerbuchse 66 ist auf der Grundplatte 10 befestigt. Auf der Wells 64 sitzt ferner ein äußeres Ritzel 68. Eine Sperrvorrichtung 90, die den Läufer nur in einer Richtung drehen läßt, hat einen Mitnehmer 92, der von der Wabe 48 gehalten wird, und die Klinke 96, die drehbar an der Nase" 42 befestigt ist.

Eine Abdeckung 100 überdeckt im wesentlichen den ganzen Motor 12 und das Untersetzungsgetriebe 14, um Staub und andere schädliche Stoffe von dem Inneren fernzuhalten. Zusätzlich unterstützt die Abdeckung 100 die Halterung der Untersetzungsräder und anderer mechanischer Elemente innerhalb eines abgegrenzten Bereiches. Die Seitenwände 100' der Abdeckung TOO sind flexibel und haben nicht gezeigte Rippen

4098 3 9/0764

in der Art, daß die Seitenwände 100' so gebogen werden können, daß die Rippen mit Zungen 106 und 108 in Eingriff kommen, die sich von der äußeren Ständerplatte 18 erstrecken und die Abdeckung 100 an ihrem Platz halten. Die Abdeckung 100 weist ferner Schenkel 110 und 112 auf, die in nicht gezeigte Öffnungen in der äußeren Ständerplatte 18 treffen und die Abdeckung 100 führen.

Wenn im Betrieb die Spule 24 mit Wechselstrom gespeiet wird, beginnt der Permanentmagnetläufer 22 infolge des Magnetfeldes, das zwischen den Polsegmenten 53 und den Ständerpolen 30 entsteht, zu rotieren. Durch die asymmetrische Anordnung der Ständerpole 30 werden gute Starteigenschaften erreicht. Die Sperrvorrichtung 90 stellt die richtige Drehrichtung des Permanentmagnetläufers 22 sicher. Das Untersetzungsgetriebe 14 wandelt die Läuferdrehzahl in eine gewünschte Drehzahl des Ritzels 84 um.

409839/0764

Claims

Patentansprüche

Λ, Wicklungsschutz für die scheibenförmige und/oder zylindrische Ständerwicklung eines Elektromotors, die auf einen mit Scheibenflanschen versehenen Wicklungsträger aufgebracht ist, gekennzeichnet durch ein mit den Scheibenflanschen (J6^r, 36")> von denen mindestens einer aus einem elastischen Material besteht, ein die V/icklung (34-) einschließendes Gehäuse bindendes Umfangselement (113)» das an seiner Innenwandung (UV) mit in Richtung der WickLungsachse verlaufenden Vorsprüngen (-116) versehen ist.
2. Wicklungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (116) Rippen sind, deren Länge L1 etwas kleiner als die Breite des Umfangselementes (II3) und etwas kleiner als der Innenabstand L2 der Scheibenflansche (36', 36") ist.
3· Wicklungsschutζ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer,der Scheibenflansche (36") als Träger für Anschlußelemente (39»4-1) ausgebildet ist, die in das Gehäuse geführt und mit den Wicklungsenden (35a> 37) verbunden sind.
4-, Wicklungsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Anschlußelemente (39 »4-1) tragende Scheibenflansch (36") an einer Seite gerade ist.
5. Wicklungsschutz nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade Seite mit einer flanschartigen Anschlagkante versehen ist, an der die Anschlußelemente (39»4-1) angeordnet sind.
6. Wicklungsschutz nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelemente (39»4-1) außerhalb des Gehäuses als Steckerelemente ausgebildet sind.

409839/0764
7. Elektromotor mit einem Wicklungsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7» gekennzeichnet durch eine im wesentlichen rechteckige Grundplatte (1O), eine U-förmige äußere Ständerplatte (18) mit einem im wesentlichen flachen Bodenteil (18') und sich davon aufrecht erstreckenden Schenkeln (18"), deren Enden auf die Grundplatte (1O) treffen, so daß sie ein Gehäuse (26) bilden, das sich linear zu einer Stelle nahe der Mitte der Grundplatte (10) erstreckt, eine Öffnung (28) im flachen Bodenteil (18), die sich in die Öffnung (28) erstrekken, eine Spule (24), die einen Kern (35)j eine Drahtwicklung (54), die den Kern (35) umgibt, einen elastischen Scheibenflansch (36') und einen Scheibenflansch (36") im Abstand dazu an dem Kern (35) einschließt, eine Verbindung der Drahtenden (35a, 37) der Spule (24-) mit elektrischen Anschlußpolen (39, 41) in dem Scheibenflansch (36")» eine innere, über der Spule (24) angeordnete Ständerplatte (20) mit Polen (32), die mit den Polen (30) in der U-förmigen, äußeren Ständerplatte (18) ineinandergreifen, einen Läufer (22), der über der Spule (24) und drehbar zwischen den ineinandergreifenden Polen (30,32) angebracht ist und an seiner Peripherie eine Anzahl Permanentmagnete (53) und ein an einer Seite des Läufers (22) angebrachtes LäuJTerritzel (54) einschließt, wenigstens eine Achse (56), die sich neben dem Gehäuse (26) von der Grundplatte (10) erstreckt, ein Untersetzungsgetriebe (14), das wenigstens ein auf der Achse (56) drehbar gelagertes Untersetzungsrad (58) einschließt, das mit dem Läuferritzel (54) in Eingriff steht.

409839/0764