DE2704284A1 - Anker fuer eine elektrische maschine - Google Patents

Description

Anker für eine elektrische Maschine

Die Erfindung bezieht sich auf Anker für rotierende elektrische Maschinen und betrifft insbesondere einen zylindrischen kernlosen Anker und ein Verfahren zur Herstellung von Spulen für diesen.

Ein Beispiel einer üblichen Spulenanordnung für einen zylindrischen kernlosen Anker, der sich für eine rotierende elektrische Maschine eignet, die einon Stator mit zwei magnetischen Polen aufweist, ist in den Figuren 17* und 113 dargestellt. Bei diesem herkömmlichen Beispiel wird die Spulenanordnung in
folgender Weise ausgebildet, wobei zwischenzeitlich ein Zylinder gebildet wird. Zum Wickeln der Spule beginnt ein Leiterdraht zunächst an einem Punkt an der Umfangskante des Zylinders, verläuft auf der Außenumfangsfläche diagonal nach oben, dann diagonal nach unten in eine Position, die längs des Umfangs um einon Winkel von 180 elektrische Grad von dem oben
erwähnten Anfangspunkt entfernt ist, und liegt schließlich
unter Bildung einer Windung der Spule noben dem Anfangspunkt

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in einer Position entsprechend einer, Winkel von 360 elektrischen (5rad. Diese windung v/i rd v:iederholt, bis die Breite der von dem Leiterdraht gebildeten Spulenanordnung einen vorbestiiiimten Wert erreicht, bei den eine Spuleneinheit fertiggewickelt ist. Die effektive Länge kann zur tatsächlichen Länge des Drahtes so groß gewählt werden, dnß sich sagen läßt, daß eine solche übliche Spule eine gute Ausnutzung des Drahtes ergibt .

Ls ist jedoch sehr schwierig, eine solche Spule tatsächlich zu wickeln. In der Praxis stellt man qemnß Fig. 2A eine solche Spule, wie sie Fig. 2D darstellt, her, indem man einen Draht zu einer Spulenform wickelt und diese in umgekehrten Richtungen längs diagonaler Knicklinien A und Π in zwei Positionen zurückfaltet und eine Mehrzahl derartiger Spulenelemente zu einer zylindrischen Ankerspule kombiniert. Diese Art der Herstellung, insbesondere die Zurückfaltung der in Form einer Grundspule gewickelten Leiterdrähte, ist so schwierig, und die dabei auftretenden Abweichungen sind so groß, daß man praktisch noch keine genügend gleichförmige Spulenanordnung der gewünschten Art hat herstellen können.

Der Leiterdraht wird also zunächst in Form eines Solenoids gewickelt, daß dann zu einer Spuleneinheit umgefaltet wird. Wenn der Leiterdraht die Form eines Solenoids hat und wenn eine gewünschte Spuleneinheit fertiggestellt ist, dann ist die Vorder- und Rückseite eines Abschnittes gegenüber den entsprechenden Seiten des anderen Abschnittes mit der Faltlinie als Grenze genau umgekehrt. Man kann daher eine Spule aus vielen Lagen nicht auf einmal herstellen. Bei der Herstellung einer mehrlagigen Spule ergibt sich eine Komplizierung dadurch, daß einige Spuleneinheiten einer Lage, die einen anderen Durchmesser haben, vorher hergestellt werden müssen, und überlappt angeordnet werden müssen.

Die Figuren 3 bzw. 4 zeigen zwei unterschiedliche übliche

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Beispiele von zylindrischen kernlosen Ankern, die unter Verwendung vieler gemäß dem vorerv/ähnten Verfahren hergestellter Spuleneinheiten gebildet sind. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 weist der Anker eine Ankerspule auf, die hergestellt worden ist, indem mehrere Spuleneinheiten zu einem Zylinder zusammengefaßt und dann mit einem geeigneten Klebstoff miteinander verbunden sind, ein Klemmstück 2 aus einem elektrisch isolierenden Material, wie einem Kunstharz, an einem offenen Ende der Zylinderspule befestigt worden ist und ein Richtelement 3 (rectifier) sowie eine Welle 4 an dem Klemmstück 2 befestigt worden ist.

Gemäß Figur 4 ist weiterhin um die Außenumfangsflache der Ankerspule 1 ein Band T herumgewickelt, üblicherweise wird der Anker gemäß Fig. 3 durch Befestigung der Ankerspule 1 am Klemmstück 2, welches integral mit dem Gleichrichter 3 ausgebildet ist, gebildet, oder indem das Klemmstück 2 gebildet wird, indem die Ankerspule 1 und der Gleichrichter 3 in einer vorbestimmten gegenseitigen Lage festgehalten und mit einem Kunstharz ausgefüllt werden.

Ein solches Herstellungsverfahren erfordert im allgemeinen ein Bindemittel mit sehr großer Klebkraft, welches schwer erhältlich ist, oder die Verbindungskraft zwischen dem Harz und der Ankerspule ist so klein, daß das KleTimst'ick leicht zusammenfällt. Ein Nachteil besteht darin, daß im Falle einer großen Verbindungsfläche zwischen dem ilarzteil und der Ankerspule oder der Verwendung eines Verstärkungsbandes gemäß Figur 4 zur Verringerung der erwähnten Zusammenbruchgefahr der Umfang des ganzen Ankers, und damit dieser selbst, größer v/ird. Nachteilig sind auch die Schwierigkeiten eines genauen Zusammenbaus der Ankerspule 1 mit der Welle 4.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen zylindrischen kernlosen Anker für eine umlaufende elektrische Maschine zu schaffen, der sich einfach herstellen läßt und trotz klei-

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ner Größe genügend Festigkeit aufweist. Ferner soll die Erfindung ein Verfahren zur herstellung von ooulen für einen derartigen Anker angeben.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Spuleneinheit aus einer Mehrzahl erster Leitunnsdrahtabschnitte gebildet wird, welche sich über einen Bereich entsprechend einem elektrischen Winkel von 180° längs der Umfangskante eines Spulenzylinders auf dessen Umfangsflache von einer Randkante des Zylinders zu der anderen Randkante erstrecken, und durch eine Mehrzahl zweiter Leitungsdrahtabschnitte, welche entsprechend mit den ersten Leitunqsdrahtabschnitten verbunden sind und sich über einen Bereich entsprechend einem weiteren elektrischen Winkel von 180° längs der Umfangskante des Spulenzylinders auf der Umfangsflache des Zylinders von der erwähnten anderen Umfangskante des Zylinders zu dessen einer Umfangskante erstrecken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Mehrzahl von Leitungsdrahtabschnitten, welche die ersten Leitungsdrahtabschnitte entsprechend mit den zweiten Leitunqsdrahtabschnitten verbinden, zurückgefaltet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein gewindeförmiges oder bandförmiges Versteifungselement um den Umfangskantenabschnitt des Spulenzylinders gewickelt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Umfangskantenabschnitt eines Spulenzylinders in radialer Richtung des Zylinders nach innen gebogen ist und daß dieser umgebogene Abschnitt an einem Klemmteil befestigt ist.

Die Spuleneinheit v/ird hergestellt durch Herrichten einer geraden Anzahl von Kernteilen für Windungsdrähte, welche gewölbte überflächen haben, die im wesentlichen mit der inneren Umfangsfläche des Spulenzylinders übereinstimmen und in radialer Richtung und in rechtwinkliger Richtung dazu bewegbar sind. Ferner werden Halteelemente jeweils in Positionen ange-

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ordnet, die abwechselnd um einen Abstand entsprechend der Brei te der herzustellenden Spuleneinheit verschoben sind und auf den gewölbten Oberflächen der Kernteile in Padialrichtung verlaufen. Dann werden Leitungsdrähte in mehreren Windungen auf die zwischen den Tlalteelementen befindlichen Teile auf die gewülbten Oberflächen der Kernelemente qewickelt, wenn diese Kernelemente für das Wickeln der Drähte jeweils nach außen in radialer Richtung bewegt sind, während dann die Kernelemente jeweils in radialer Richtung nach innen bewegt v/erden, um die ebene Gestalt der gewickelten Leitungsdrahtanordnung praktisch kreisfürmig zu machen, v/ordr.n die Korn toi Ie abwechselnd in zu Jen radialen Richtungen senkrechten nichtunnen verschoben, und wenn die ebene Gestalt der Leiterdrahtanordnung in* wesentlichen kreisförmig geworden ist, wird die Form dieser Anordnung fixiert.

Die kernlose zylindrische Ankerspule und das Verfahren zur Herstellung von ßpuleneinheiten für deren Ausbildung gemäß der Erfindung haben unter anderem die folgenden Vorteile:

a) Die Windungen der Leiterdrähte der Spuleneinheit haben alle die gleiche Länge und man erhält eine elektromagnetisch sehr wirkungsvolle Leiterdrahtanordnung;

b) durch Umfalten der beiden Umfangskantenteile des Spulenzylinders kann die Länge des Zylinders ohne Vergeudung (voll) ausgenutzt v/erden;

c) man erhält einen Spulenzylinder mit einer dünnen Leiterdrahtanordnung, die nur wenig Kupfer benötigt, und die Einrichtungen für die Herstellung der Spuleneinheiten kann sehr einfach gehalten und automatisiert werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den beiliegenden Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1A eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Spuleneinheit für kernlose Anker umlaufender elektrischer Maschinen;

Fig. 1B eine Abwicklung der in Fig. 1A dargestellten Spuleneinheit;

Fig. 2A eine perspektivische Darstellung eines ersten Verfahrensschrittes bei der Herstellung der in Fig. 1A gezeigten Spule;

Fig. 2B eine perspektivische Ansicht einer üblichen Spule, die durch Umfalten der in Fig. 2A dargestellten Spule in zwei Abschnitten entstanden ist;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen üblichen kernlosen Anker für umlaufende elektrische Maschinen;

Fig. 4 einen Vertikalechnitt durch ein anderes herkömmliches Beispiel eines kernlosen Ankers für umlaufende elektrische Maschinen;

Fig. 5A eine perspektivische Ansicht einer Spuleneinheit für zylindrische kernlose Anker gemäß der hier beschriebenen Erfindung;

Fig. 5b eine Abwicklung der in Fig. 5A gezeigten Spuleneinheit;

Fig. 6 eine schematische Abwicklung einer Ankerspule, die durch Zusammenfassung von fünf Spuleneinheiten gemäß der Erfindung gebildet ist;

Fig. 7 eine schematische Abwicklung einer Spuleneinheit, die sich für einen vierpoligen Anker eignet;

Fig. 8 eine schematische.Abwicklung, welche die beiden Umfangsabschnitte der in Fig. 6 dargestellten Ankerspule umgefaltet zeigt;

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Fig. 9 eine schematische Abwicklung einer Spuleneinheit, welche sich für einen zweipoligen Anker eignet;

Fig. 1OA eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung von Spuleneinheiten gemäß der Erfindung;

Fig. 1OB und 1OC unterschiedliche Seitenansichten der Vorrichtung gemäß Fig. 1OA;

Fig. 1OD die Vorrichtung von derselben Seite wie in Fig. 1OB

in einem Verfahrensendschritt bei der Herstellung von Spuleneinheiten;

Fig. 11 eine Draufsicht entsprechend Fig. 10A, jedoch auf

eine Vorrichtung zur Herstellung von Spulen für einen vierpoligen Anker;

Fig. 12 eine Draufsicht entsprechend Fig. 1OA auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Spuleneinheiten für eine sechspolige Ankerspule;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Ankerspule gemäß der Erfindung;

Fig. 14 einen Vertikalschnitt durch einen kernlosen Anker mit der in Fig. 13 gezeigten Spule;

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführung s form einer Ankerspule gemäß der Erfindung;

Fig. 16 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführung eines kernlosen Ankers mit der in Fig. 15 dargestellten Spule; und

Fig. 17 einen Vertikalschnitt durch eine andere AusfUhrungsform eines kernlosen Ankers mit der in Fig. 15 gezeigten Spule.

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Es sei zunächst erwähnt, daß die Fig. 5A und 5B eine Spuleneinheit C zeigen, die sich für einen zweipoligen Anker eignet. Die Spuleneinheit C ist aus einem mit Isolierung beschichteten elektrischen Leitungsdraht 5 gebildet, dessen eines Ende an einem Punkt a an der Unterkante eines Spulenzylinders 1 beginnt, der sich diagonal zur überkante der Umfangsflache des Zylinders 1 erstreckt, und gelangt zu einem Punkt, der sich in einem Abstand vor der Oberkante befindet, welcher der Breite m entspricht, um welche die Spuleneinheit C von der Oberkante des Zylinders 1 entfernt ist: Es handelt sich um die Position b, welche vom Punkt a um einen elektrischen Winkel von 180° längs der Umfangskante entfernt ist. Ferner verläuft der Leiterdraht diagonal von der oberen Kante auf die untere Kante über die Umfangsfläche des Zylinders vom Punkt b und kommt zu einem Punkt in einer Position c (gerade oberhalb des Anfangspunktes a), der sich vom Punkt a um einen elektrischen Winkel von 36O°längs der Umfangskante unterscheidet. Diese Leiterführung wird mehrere Male wiederholt, bis die Spulenbreite m erreicht ist. Die auf diese Weise gebildete Spuleneinheit C hat die Breite m einschließlich eines ersten Leiterdrahtabschnittes 5¹, eines zweiten Leiterdrahtabschnittes 5" und eines gekrümmten Leiterdrahtabschnittes zwischen dem ersten und zweiten Leiterdrahtabschnitt und ist in der Draufsicht im wesentlichen kreisförmig. Ein Endabschnitt 5a und der andere Endabschnitt 5b des Leiterdrahtes 5 sind im fertigmontierten Zustand jeweils entsprechend an Gleichrichtersegmente (Kommutatorsegmente) 3 angeschlossen.

Fig. 6 zeigt eine Abwicklung des Spulenzylindere 1, der durch Zusammenfassung von fünf Spuleneinheiten C der soeben erläuterten Ausbildung entstanden ist. Hier sind die entsprechenden Spuleneinheiten C₁ bis C₅ der Einfachheit halber nur durch ihre Begrenzungen veranschaulicht, aber in der zusammengeschalteten Form des Leiterdrahtes jeder Spuleneinheit liegen die anhand der Fig. 5A und 5B gezeigten Verhältnisse vor. Die gestrichelten Linienabschnitte in der Figur zeigen die Ab-

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schnitte der Spuleneinheiten, die von der Außenseite des Spulenzylinders 1 hergesehen unterhalb liegen. Wie aus den Zeichnungen deutlich ersichtlich ist, ist bei dieser AusfUhrungsform im Falle von fünf Spuleneinheiten die Spuleneinheit C, an weitesten innen gelegen, die Spuleneinheiten C-, C₄ und C₅ liegen zunehmend außen, und die Spuleneinheit C. liegt am weitesten außen. Bei dem auf diese Weise gebildeten Spulenzylinder 1 sind die Windungsanfangsendabschnitte 5. bis 5_5a und die Windungsschlußendabschnitte 5.^ bis 5_. jeweils miteinander verbunden, beispielsweise 5^ mit 5j_a, 5*^ mit 5- , 5-^ mit ⁵4_a···' ⁵5b mit ⁵i_a» und die entsprechend zusammengeechalteten Abschnitte sind jeweils mit den fünf getrennten Kommutator Segmenten verbunden.

Vorstehend sind Spuleneinheiten für Anker für umlaufende elektrische Maschinen jeweils mit einem zweipoligen Stator erläutert worden. Um nun Spuleneinheiten zu bekommen, die sich für umlaufende elektrische Maschinen mit einem vierpoligen Stator eignen, wie dies anhand der Abwicklung gemäß Fig. 7 veranschaulicht ist, kann die Leiterdrahtanordnung Ober einen elektrischen Winkel von 360°,. bestimmt in der oben beschriebenen Weise, zweimal innerhalb eines Umfangebereiches über einen geometrischen Winkel von 360° wiederholt werden. Wird eine solche Wiederholung weitergetrieben, dann lassen sich verständlicherweise auch Spuleneinheiten für umlaufende elektrische Maschinen mit noch höherpoligen Statoren ausbilden.

Aus Fig. 6 geht ferner hervor, daß die entsprechenden Spuleneinheiten verdoppelt sind, so daß sie sich gegenseitig sun größten Teil überschneiden, jedoch überschneiden eich die oberen und unteren Spitzenteile, also die Leiterabschnitte 5¹", nicht. Wenn also die Spitzenteile 5"* umgefaltet, fixiert und geformt werden, wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, dann wird der Spulenzylinder dimensionsmäßig gleich dem üblichen Spulenzylinder und hat zusätzlich noch die folgenden Vorteile. In dem Teil, wo sich die Leiterdrähte durch das Umfalten der

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Leiterdrahtabschnitte 5'" (Fig. 8) überlappen, kehren sich die Richtungen des durch den an der Oberseite befindlichen Leitungsdraht fließenden bzw. durch den an der Unterseite befindlichen Leitungsdraht fließenden Stromes jeweils um. Damit löschen sich die magnetischen Wirkungen gegenseitig aus, und daher wird die-* ser Teil nicht nennenswert ausgenutzt. Daß dieser Leitungsdrahtüberlappungsabschnitt bei den herkömmlichen Spulen ausschließlich aus geradlinigen Leiterteilen besteht, während im Falle der Erfindung gebogene Drahtabschnitte vorliegen, ist ohne praktische Bedeutung, weil die Leiterdrahtabschnitte in den unbenutzten Teilen so kurz sind, daß der Verlust an Kupfer verringert werden kann.

Betrachtet man die gegenseitige Befestigung, mechanische Festigkeit und die Verdünnung der Leiterdrähte bei der oben erläuterten Umfaltung der Abschnitte 5'", dann ist es zweckmäßig, selbst zusammenschmelzende Drähte oder dgl. zu verwenden.

Die hier beschriebene Ankerspule wird durch eine so wirkungsvolle Leiterdrahtanordnung gebildet, wie sie vorstehend beschrieben ist. Ihr Vorteil besteht weiterhin darin, daß man eine solche Leiterdrahtanordnung auf so einfache Weise herstellen kann, wie es ebenfalls vorstehend beschrieben ist, weil die Länge einer Windung des Leiterdrahtes, gemessen von einem Punkt, bis der Leiterdraht wieder in die Nähe dieses Punktes kommt, überall auf der Spuleneinheit C gleich ist.

Die Darstellung der Fig. 9 zeigt quantitativ die Leiterdrahtanordnung. Es handelt sich hier um eine Ankerspule für eine umlaufende elektrische Maschine, bei welcher der Durchmesser des Spulenzylinders 1 mit d, die Länge des Spulenzylinders nach dem Umfalten der Abschnitte 5¹" der Spuleneinheit C mit h, die Anzahl der Spulenei,nheiten mit ρ bezeichnet ist und die Anzahl der Magnetpole 2 beträgt. Die schraffiert·» Teile in der Zeichnung veranschaulichen die zurttckzufaltenden Ab schnitte. Wird die Länge einer Windung des Leiterdrahtes 5

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mit L und die Breite der Spuleneinheit C mit m dargestellt, dann ergeben sich die Werte für m, L und W2 (Länge des Spulenzylinders vor dem Umfalten) aus den folgenden Gleichungen:

ird h ,

wd .. „ (tan"¹ ird/2 2mh ,

__ +4™ -* -^- - Jf₇₁ , und

Cos (tan"¹ —

wd/2

^z+h^{2 }}

W₂

Die Größe und die Abmessungen der Spuleneinheit C lassen sich also auf diese Weise bestimmen.

Es versteht sich von selbst, daß bei einer Bezeichnung der Magnetpole allgemein mit η anstelle von *d in den oben angegebenen Gleichungen —jj ^zu setzen ist.

Nachfolgend sei eine Möglichkeit eines Verfahrens zum Herstellen von Spuleneinheiten der erfindungsgemäßen Art anhand der Fig. 1OA, 1OB, 1OC und 10D erläutert. Die Bezugsziffern 6 bzw. 7 bezeichnen Kernelemente zum Wickeln von Drähten, welche gewölbte Außenurofangsflächen 6a bzw. 7a haben, deren Radien im wesentlichen gleich dem Innenradius des herzustellenden Spulenzylinders 1 ist und die in Radialrichtung (entsprechend den Pfeilen in Flg. 1OA) und in Axialrichtung (entsprechend den Pfeilen in Fig. 10B) bewegbar sind, so daß die gewölbten Außenumfangsflächen 6a und 7a eine zylindrische Umfangsfläche bilden, wenn die Kernelemente 6 und 7 zusammengefügt sind. Die Bezugsziffern 8 bzw. 9 bezeichnen Halteelemente, die auf den Umfangsflächen der Kernelemente 6 und 7 befestigt sein können und gegenseitig einen Abstand entsprechend der Breite m der herzustellenden Spuleneinheit haben. Ein Leiterdraht 5 wird in einer durch die Halteelemente 7 und 8 gebildeten Form dicht auf die gewölbten Außenumfangsflächen 6a bzw. 7a der Kernelemente 6 und 7 aufgewickelt. Zuerst werden die Kernele-

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mente 6 und 7 radial nach außen auseinanderbewegt und angeordnet, so daß die Summe der Längen Ihrer jeweiligen gewölbten Außenumfangsflächen und der dem doppelten Abstand zwischen den beiden Kernelementen entsprechenden Länge gleich der Länge L einer Windung des Leiterdrahtes ist. In diesem Zustand wird der Leiterdraht 5 straff aufgewickelt, bis die Breite m auf den Teil zwischen den Halteelementen 8 und 9 auf den gewölbten Außenumfangsflachen der Kernelemente 6 und 7 erreicht ist. Dieser Zustand ist in Fig. 10 veranschaulicht. Ein solches Wickeln des Drahtes läßt sich einfach mit herkömmlichen Verfahren durchführen.

Die Halteelemente 8 und 9 dienen dazu, den um die Kernelemente 6 und 7 gewickelten Leiterdraht an einem Punkt fixiert zu halten, wie dies Fig. 10 zeigt; wenn jedoch der Leiterdraht gewickelt ist, braucht er nicht ständig in der dargestellten Lage fixiert zu werden, sondern in dieser Lage genügt eine Fixierung mindestens in der Schlußphase des Wickeins. Das Anfangsende 5a und das Schlußende 5b des Leiterdrahtes 5 muß neben einem der Halteelemente in Position gehalten werden, obwohl dies nicht im einzelnen dargestellt ist.

Wenn die Kernelemente 6 und 7 dann gegenseitig in die in Fig. 1OB durch Pfeile angedeuteten Richtungen bewegt werden, dann bewegen sie sich gleichzeitig aufeinander zu und kommen schließlich in die in Fig. 10D dargestellte Lage. Man sieht, daß der Leitungsdraht 5 im Zustand gemäß Fig. 1OA zwar aus einer Blickrichtung eine elliptische Form hat, aus der Blickrichtung gemäß Fig. 1OD jedoch kreisförmig ist, und daß die Gruppe der Leiterdrähte 5 die Form der gewünschten Spuleneinheit C hat.

Verwendet man als elektrischen Draht für den Leiter 5 einen sogenannten selbstverschmelzenden Draht, dann wird er mit dem erforderlichen Lösungsmittel überzogen oder erhitzt oder anderweitig behandelt. Nimmt man einen üblichen isolierten elektri-

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sehen Draht, beispielsweise einen ummantelten Kupferdraht entsprechend der japanischen Norm 51S, dann wird ein in die engen Zwischenräume zwischen benachbarten Leiterdrähten eindringender Klebstoff, der auch die Luftfeuchtigkeit aufnimmt, benutzt, um die nebeneinanderliegenden Leiterdrähte miteinander zu verbinden, so daß die Gruppe der Leiterdrähte 5 in der Form der Spuleneinheit C fixiert wird. Diese Form ändert sich dann nicht mehr. Wenn man also die Halteelemente 8 und 9 durch geeignete Mittel entfernt und die Gruppe der Leiterdrähte 5 von den Kernelementen 6 und 7 abzieht, erhält man die Spuleneinheit C.

Um einen Spulenzylinder 1 beispielsweise durch Zusammenfassen einer entsprechenden Anzahl der so hergestellten Spuleneinheiten zu erhalten, werdenjdie Spuleneinheiten überlappt und um einen vorbestimmten Winkel abgebogen, so daß sie den Außenumfang einer Säule mit einem Durchmesser erhalten, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Kernelemente im zusammengerückten Zustand ist, und sie werden von außen mit einer Matrize zusammengepreßt, die einen Hohlteil mit einem Innendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Spulenzylinders 1 ist, und sie werden in diesem Zustand unter Zuhilfenahme derselben Mittel gegenseitig festgelegt, welche zur Fixierung der Leiterdrähte in der zuvor beschriebenen Weise verwendet worden waren, oder auch durch Zusammenschmelzen .

Die Fig. 1OA, 1OB, 1OC und 10D zeigen ein konkretes Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung von Ankerspulen für eine umlaufende elektrische Maschine mit jeweils zwei Polen, deren elektrischer Winkelabstand gleich dem geometrischen Winkelabstand ist. Um eine Spuleneinheit mit vier Polen oder sech· Polen, wie sie in den Fig. 11 oder 12 dargestellt sind, ent sprechend der Fig. 1OA hersueteilen, kann man die Anzahl der Kernelemente 10, 11, 12 und 13 oder 18, 19, 20, 21, 22 und und der Halteelemente 14, 15, 16 und 17 oder 24, 25, 26, 27, 28 und 29 vergrößern entsprechend der gewünschten Polzahl.

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Ebenso, wie bereits beschrieben, werden die entsprechenden Halteelemente abwechselnd versetzt angeordnet, der Leiterdraht 5 auf die gewölbten Außenumfangsflachen 10a, 11a, 12a und 13a oder 18a, 19a, 20a, 21a, 22a und 23a zwischen die versetzten Halteelemente gewickelt, und die entsprechenden Kernteile werden radial nach innen und gleichzeitig abwechselnd in Vertikalrichtung verschoben (entsprechend Fig. 10B), so daß man eine Spuleneinheit für vier oder sechs Pole erhält.

Bei der beschriebenen Ausführungsform hat das Halteelement die Form eines Stabes von dreieckigem Querschnitt und dient der Vertikalfixierung der gewickelten Leitergruppe an nur einem Punkt. Es besteht jedoch auch eine Fixierungsmöglichkeit, bei welcher die Außenfläche der gewickelten Drahtgruppe mit einer sehr kleinen Breite gegen das Kernelement gedrückt wird, oder wobei bei der Bildung der gewünschten Endform unter Bewegung der Kernelemente alle oder nur ein erforderlicher Anteil der Leiterdrahtgruppe der Reihe nach im Zusammenwirken mit den Kernelementen zusammengedrückt wird.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Ankerspule bzw. eines Spulenzylinders 1, bei welcher dieser durch Zusammenfassung von sieben Spuleneinheiten C in der oben beschriebenen Weise gebildet ist und ein gewindeförmiges oder bandförmiges Versteifungsteil 30, das mit einem Klebstoff oder dergleichen imprägniert ist, der als Hauptbestandteil ein wärmehärtendes Harz wie ein Epoxyharz enthält, um die Außenfläche jeder Endkante des Spuleniylinders 1 gewickelt ist, also um die Außenseite des aus den Leiterdrahtabschnitten 5'" der jeweiligen Spuleneinheiten gebildeten Teils. Beim Erhitzen härten die Versteifungselemente 30 mit Hilfe des Klebstoffes einstückig mit den entsprechenden LeiterdrMhten und Spuleneinheiten. Ein kernloser Anker mit einem auf diese Weise gebildeten Spulenzylinder ist in Fig. 14 gezeigt. Bei dieser Ausführung wird ein Binder, der als Hauptagens ein hoch wärmefestes Epoxyharz enthält, als Material zur Befestigung der

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Versteifungsteile 30 mit dem Spulenzylinder 1 verwendet, so daß man Ankerspulen erhält, die hoch wärmefest sind. Verwendet man einen gewindeförmigen Körper als Verstärkuncfselement, dann ergibt sich der Vorteil, daß die Behandlung des Gewindeendes sich so leicht gestaltet, daß das Aufwickeln des Versteifungselementes sich sehr einfach durchführen läßt.

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführuncjsform einer Ankerspule oder eines Spulenzylinders 1, bei welcher dieser durch Zusammenfassung einer Mehrzahl von Spuleneinheiten C in der beschriebenen V/eise gebildet ist und ein Randabschnitt des Spulenzylinders 1, also die Leiterdrahtabschnitte 5¹" der entsprechenden Spuleneinheiten, rechtwinklig in radialer Richtung des Spulenzylinders nach innen gebogen sind. Zwei unterschiedliche Ausführungsformen kernloser Anker mit in der beschriebenen Weise hergestellten Spulenzylindern 1 sind in den Fig. 16 bzw. 17 dargestellt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 16 sind die umgebogenen Leiterdrahtabschnitte 5'" an der Außenseite der Endfläche des Klemmstückes 2 befestigt, und bei der Ausführungsform gemäß Fig. 17 ist das Klemmstück gegossen worden, wobei die jeweiligen Abschnitte der Welle 4, des Kommutators 3 und des Spulenzylinders 1 von vornherein entsprechend ausgebildet sind und mit einem synthetischen Harz oder dgl. ausgefüllt werden und die umgebogenen Leiterdrahtabschnitte 5'" in das Klemmstück 2 eingebettet sind. Wenn man in einem solchen Fall die Spuleneinheiten mit vorher umgebogenen Leiterdrahtabschnitten 5"' ausbildet, gestaltet sich die Fertigung der Spuleneinheiten recht einfach.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   C 1))Kernloser Anker für umlaufende elektrische Maschinen, mit einer Welle, an der ein Klemmstück befestigt ist, das seinerseits einen Kommutator haltert, und mit einem Spulenzylinder, der mindestens eine mit dem Kommutator verbundene Spuleneinheit auf v/eist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinheit (C) eine Mehrzahl erster Leiterdrahtabschnitte (5¹) enthält, die sich über einen Bereich entsprechend einem elektrischen Winkel von 180 längs der Umfangskante des Zylinders auf dessen Umfangsfläche von einer Umfangskante zur anderen Umfangskante erstrecken, ferner eine Mehrzahl zweiter Leiterdrahtabschnitte (5"), die sich über einen Bereich entsprechend einem weiteren elektrischen Winkel von 180° längs der Umfangskante des Zyttiders auf dessen Umfangsfläche von einer Umfangskante zur anderen erstrecken, daß die ersten Leiterdrahtabschnitte und die zweiten Leiterdrahtabschnitte durch einen fortlaufenden Leiterdraht (5) gebildet werden, der so geführt ist, daß die entsprechenden Leiterdrahtabschnitte, die benachbart in einer Schleife in Richtung auf die eine Umfangskante von der Innenseite der Umfangskante nahe dieser angeordnet sind, sich jeweils fortsetzen in entsprechenden Leiterdrahtabschnitten, die benachbart in einer Schleife in Richtung auf die Innenseite von der anderen Umfangskante nahe der einen Umfangskante verlaufen.
2. 2) Kernloser Anker für umlaufende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Leiterdrahtabschnxtten (5¹"), die zwischen den ersten und den zweiten Leiterdrahtabschnitten liegen, umgefaltet sind.
3. 3) Kernloser Anker für umlaufende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenzylinder (1) ein um seinen Umfangskantenteil gewickeltes Verstärkungselement (30) aufweist.

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4. 4) Kernloser Anker für umlaufende elektrische Maschinen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungselement ein Gewinde oder ein Band ist.
5. 5) Kernloser /nker für umlaufende elektrische Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenzylinder (1) umgebogene Abschnitte hat, die in gegenüberliegenden Richtungen des Zylinders nach innen gebogen sind und an dem Klemmteil (2) befestigt sind.
6. 6) Verfahren zum Herstellen von Spuleneinheiten für Spulenzylinder für kernlose Anker umlaufender elektrischer Maschinen, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

   Man nimmt eine ebene Anzahl von Kernelementen (6,7;1O,11,12, 13,-18,19,20,21,22,23) zum Drahtwickeln, welche mit gewölbten Oberflächen (6a,7a;10a,11a,12a,13a;18a,19a,20a,21a,22a,23a) versehen sind, die im wesentlichen mit der Innenumfangsflache des Spulenzylinders übereinstimmen und ordnet diese jeweils in radialen und senkrecht dazu verlaufenden Richtungen beweglich konzentrisch und äquidistant mit dem Spulenzylinder an, man sieht entsprechende Halteelemente (8,9;14,15,16,17;24,25, 26,27,28,29) jeweils auf den gewölbten Oberfläche der Kernelemente vor in abwechselnd verschobenen Positionen, wobei die Verschiebung der Breite (m) der Spuleneinheit in den radialen Richtungen entspricht, man wickelt einen Leiterdraht in mehreren Windungen um den zwischen den Halteelementen befindlichen Teil auf die gewölbten Oberflächen der entsprechenden Kern elemente, wobei diese in radialen Richtungen um vorbestimmte Abstände nach außen bewegt sind, man bewegt jeweils abwechselnd die Kernteile in Richtungen rechtwinklig zu den radialen Richtungen, wobei sie sich radial entsprechend nach innen bewegen, so daß die Leiterdrahtanordnung in der Draufsicht im wesentlichen kreisförmig wird und man fixiert die Form dieser Leiterdrahtanordnung in dieser in der Draufsicht kreisförmigen Gestalt.

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