DE2920877C2

DE2920877C2 -

Info

Publication number: DE2920877C2
Application number: DE2920877A
Authority: DE
Inventors: Hans 7140 Ludwigsburg De Wuerth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-05-23
Filing date: 1979-05-23
Publication date: 1989-08-03
Also published as: ES8102429A1; IT8022275A0; ES491740A0; JPH031902B2; DE2920877A1; IT1130730B; FR2457587B1; GB2052884A; JPS55155529A; FR2457587A1; GB2052884B

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Ankerwicklung für Gleichstrommaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1 aus. Die bekannten Wicklungen sind als Drahtankerwicklungen ausgebildet, welches als Hand- oder Zopf wicklung und/oder maschinell als Formspulenwicklung bzw. nach dem Shuttle-Winding-Verfahren hergesellt sind. Bei allen diesen Anker wicklungen sind die einzelnen Wicklungselemente in Schlaufen ausge bildet und entsprechend dem Wickelschritt wieder in die Ausgangsnut zurückgeführt. So ist aus der DE-PS 17 63 434 eine Einzelspule be kannt, die aus zwei Windungen besteht und ein geschlossenes Wick lungselement darstellt. Dabei liegen die in die Ankernuten zu träu felnden Windungsabschnitte jeweils paarweise aufeinander. Das eine Paar der Windungsabschnitte jedes Wicklungselements bildet in einer zugeordneten Ankernut die Unterlage, während das andere Paar der Wicklungsabschnitte jedes Wicklungselements als Oberlage in eine an dere zugeordnete Ankernut geträufelt ist. Der von einem Wicklungs element umfaßte Umfangsbereich des Ankers, das ist der Wickel schritt, ist jedoch verhältnismäßig klein. Dabei ist von Nachteil, daß sich unnötig lange Wickelköpfe ergeben, was vor allem bei der Großmengenfertigung unwirtschaftlich ist. Außerdem sind die aufwen digen maschinellen Verfahren bei Fertigungen mit mittleren Stückzah len nicht rentabel, desgleichen die Handwicklung.

Aus der FR-OS 22 32 120 ist noch eine Ankerwicklung bekannt, bei der jedoch keine vorgeformten Wicklungselemente verwendet sind. Das Ein setzen der Wicklungsteile beginnt mit dem Anlöten ausreichend langer Drahtstücke an die Kommutatorsegmente.

Schließlich sind noch aus der DE-OS 27 31 295 vorgeformte mäander förmige Wicklungselemente bekannt. Sie sind aus gestanzten Platten oder Folien gebildet und zu einer Erregerwicklung gegeneinander ver schoben aufeinander gestapelt.

Aufgabe, Lösung und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankerwicklung für Gleichstrommotoren zu schaffen und Vorrichtungen zum Anordnen der Wicklung auf dem Anker anzugeben, welche eine wirtschaftliche Her stellung auch kleiner und mittlerer Serien ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe sind die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Dabei ist von Vorteil, daß durch die offenen Wicklungselemente klei nere und somit wicklungsmaterialsparende Wickelköpfe ausgebildet werden können, die günstige Nutfüllung wie beim bekannten Formspu lenprinzip beibehalten werden kann, Wicklungsdrähte mit größerem Querschnitt als mit den bekannten maschinellen Verfahren verwendet werden können und die Wicklungselemente sich für an jeden Automati sierungsgrad entsprechend der herzustellenden Stückzahl angepaßten Einbau eignen. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die offenen Wick lungselemente, deren Enden weder an demselben Kommutatorsegment noch an das direkt folgende Segment in Wickelrichtung angeschlossen bzw. zurückgewickelt angeschlossen sind, mit ihren Windungsabschnit ten in zugeordnete Ankernuten geträufelt sind, welche in im wesent lichen gleichen Abständen nun den ganzen Umfang des Ankers versetzt liegen, wobei der Anfang des Wicklungselementes einem Kommutator segment zugeordnet ist und das Ende des Wicklungselementes in Wickelrichtung fortlaufend um den Anker/Kommutator an das andere zugeordnete Kommutatorsegment geführt ist. Dadurch werden bei un gleicher Anlage der Bürsten am Umfang der Kommutatorlauffläche mög liche unsymmetrische Kommutierungs- und/oder Induktionsverhältnisse vermieden. Auch wirkt sich bei Drehrichtungswechsel, beispielsweise bei Hubstaplern, diese Ungleichmäßigkeit nicht mehr in unterschied licher Leistung und/oder in unterschiedlichen Drehzahlen aus.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Vorrichtungen für das Anordnen der Ankerwicklung nach Anspruch 1 auf dem Anker möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß bei jeder zu fertigenden Stückzahl mit einem ge ringen Werkzeugaufwand wirtschaftlich gefertigt werden kann.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wie dergegeben. Es zeigt

Fig. 1 ein Wicklungselement der Anker wicklung,

Fig. 2 das Wickelschema für die Ankerwicklung,

Fig. 3 eine Leiste als Aufnahmeteil mit den eingelegten Wicklungselementen für eine Ankerwicklung,

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Einbringen der An kerwicklung in einen Anker in vereinfachter Darstellung und

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Einbringen von Ankerwicklungen im Anker ebenfalls in ver einfachter Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Wicklungselement 1 einer Ankerwicklung, die als vier polige Wellenwicklung ausgebildet ist, hat im wesentlichen die Form eines Mäanders. Das Wicklungselement 1 weist vier parallel verlaufende gerade Windungsabschnitte 2 bis 5 auf, die durch kürzere winklige Abschnitte 6 bis 8 verbunden sind. Das freie Ende des Windungsabschnittes 2 geht in den Wicklungs anfang 9 über und an das freie Ende des Windungsabschnittes 5 schließt sich das Wicklungsende 10 des Wicklungselements 1 an.

Das offene Wicklungselement 1 ist an Stelle einer geschlosse nen Formspule in Nuten 11 eines Ankers 12 einer an sich be kannten und nicht näher dargestellten Gleichstrommaschine geträufelt. Nach dem in Fig. 2 dargestellten Wickelschema für einen Anker mit 21 Nuten sind die geraden Windungsab schnitte 2 bis 5 des ersten Wicklungselementes 1 in die 1., 6., 11. und 16. Nut eingebracht, die des zweiten Wick lungselementes 1 in die 2., 7., 12. und 17. Nut usw. Die offene Form des mäanderförmigen Wicklungselementes 1 und die winkligen Abschnitte 6 bis 8 erleichtern durch ihre Fe derwirkung das Einpressen des Wicklungselements 1 in die Nuten 11 des Ankers 12. Dadurch kann mit kleineren Kräften auf das Wicklungselement 1 eingewirkt werden. Das führt zu einfacheren und preiswerteren Vorrichtungen und zur Verhinde rung von Schäden an isolierenden Nutauskleidungen und/oder an der Drahtisolierung des Wicklungselementes. Außerdem können wicklungsdraht- und platzsparende kleine und geordnete Wickel köpfe durch die verhältnismäßig flachen winkligen Abschnitte 6 bis 8 erzielt werden.

Um den Aufwand an Vorrichtungen zum Montieren der Wicklung auf dem Anker 12 den Stückzahlen der herzustellenden Anker anzupassen und dennoch eine kostengünstige automatische Montage zu ermöglichen, eignet sich bei geringen Stückzahlen eine Vorrichtung, die vereinfacht in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die Wicklungselemente 1 für eine Anker wicklung, welche in einen Anker 12 mit beispielsweise 21 Nuten 11 eingebracht werden sollen, sind in 36 Nuten 13 einer als Magazin dienenden Aufnahmeleiste 14 in umgekehrter Reihenfolge eingesetzt wie sie in die Ankernuten 11 von innen nach außen zu träufeln sind. Dabei liegt der Abschnitt 2 des 1. Wicklungselementes 1 am Grund der 1. Nut 13 der Auf nahmeleiste 14. In die Ankernut 11 geträufelt bildet er die äußerste Lage der aus vier Windungsabschnitten bestehenden Wicklung in der 1. Ankernut 11. Der Abschnitt 3 des 1. Wick lungselementes 1 liegt in der 6. Nut 13 der Anschlußleiste 14 zu zweitunterst. In die 6. Nut 11 des Ankers 12 geträufelt liegt er als zweitäußerste Lage. Der Abschnitt 4 des 1. Wick lungselementes 1 liegt in der 11. Nut 13 der Aufnahmeleiste 14 auf zwei zuvor eingebrachten Windungsabschnitten 2 des 11. und 3 und des 6. Wicklungselementes 1. In der 11. Ankernut 11 bildet er die zweitinnerste Lage in dieser Ankernut 11. Der Abschnitt 5 liegt zuoberst in der 16. Nut 13 der Auf nahmeleiste 14, in welcher zuvor der Abschnitt 4 des 6. Wicklungselementes 1, Abschnitt 3 des 11. Wicklungsele mentes 1 und Abschnitt 2 des 16. Wicklungselementes 1 einge bracht sind. In der 16. Nut 11 des Ankers 12 liegt dann der Abschnitt 5 des 1. Wicklungselementes 1 am Grund der 16. Nut 11 des Ankers 12 als innerste Lage der Wicklung in der 16. Ankernut 11. Die übrigen Wicklungselemente 1 sind je weils um eine Nut 13 versetzt in die Aufnahmeleiste 14 ein gebracht. Ab der 22. Nut nimmt die Zahl der Windungsab schnitte 2 bis 5, welche in die folgenden Nuten 13 einge bracht wird, wieder ab. Die in den Aufnahmeleisten 14 ange ordneten Ankerwicklungen lassen sich leicht stapeln und in Vorrichtungen eingeben, mit deren Hilfe die Wicklungen aus den Aufnahmeleisten 14 in die Nuten 11 der Anker 12 gepreßt werden. Dazu wird an dem sich drehenden Anker 12 eine mit einer Ankerwicklung bestückte Aufnahmeleiste 14 vorbeige führt und ein Stößel 15 schiebt jeweils die in einer Nut 13 aufgenommenen Windungsabschnitte in die der Nut 13 gegenüber gelangende Ankernut 11. An die 22. Nut 13 der Aufnahmeleiste 14 gelangt dann wieder die 1. Ankernut 11 und der Stößel 15 schiebt zu dem Windungsabschnitt 2 des 1. Wicklungselementes 1 den Abschnitt 5 des 7., den Abschnitt 4 des 12. und den Ab schnitt 3 des 17. Wicklungselementes 1 in die 1. Ankernut. Schließlich schiebt der Stößel 15 den Abschnitt 5 des 21. Wicklungselementes aus der 36. Nut 13 in die 15. Ankernut 11, so daß in jede Ankernut 11 vier Windungsabschnitte 2 bis 5 geträufelt sind. Die Aufnahmeleisten 14 können auch mit mehr als einer Ankerwicklung bestückt sein. Bei Anordnung der Wicklungen für zwei oder mehr Anker hintereinander, werden die Anker nacheinander, bei Anordnung der Wicklungen neben einander gleichzeitig mit den zugeordneten Wicklungen ver sehen.

Bei größeren Stückzahlen wird eine Vorrichtung wirtschaftlich, auf welcher die Ankerwicklungen kontinuierlich aufgenommen und in die Ankernuten gepreßt werden kann. Das zweite Aus führungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Einbringen der Ankerwicklung in die Ankernuten nach Fig. 4 hat einen Rund teller 16 als Aufnahmeteil. Am Rand des Rundtellers 16 sind Nuten 17 ausgebildet, in die in einem Einlagebereich 18 stän dig Wicklungselemente 1 eingelegt werden. Das geschieht auto matisch und zwar für einen Anker 12 mit 21 Nuten 11 in der gleichen Reihenfolge wie oben für die Aufnahmeleiste 14 be schrieben. Der Einlegebereich 18 umfaßt etwa eine Hälte des Rundtellers 16. Der Rundteller 16 ist drehbar angeordnet. Seine mit Wicklungselementen 1 bestückte Hälfte wird in einen Abgabebereich 19 gedreht, in den der sich drehende Anker 12 ragt und in dem ein Stößel 20 angeordnet ist. Der Stößel 20 preßt fortlaufend die jeweiligen Windungsabschnitte 2 bis 5 aus einer Nut 17 in die gegenüberliegende Ankernut 11. Erneut in den Einlegebereich 18 weitergedreht wird der Rund teller 16 wieder bestückt. Die nunmehr in die Nuten 17 des Rundtellers 16 wieder bestückt. Die nunmehr in die Nuten 17 des Rundtellers 16 eingelegte Ankerwicklung wird anschließend in den inzwischen an den Abgabebereich 19 herangeführten nächsten sich drehenden Anker 12 gepreßt, während der Rundteller 16 sich ebenfalls weitergedreht hat.

Claims

1. Ankerwicklung für Gleichstrommaschinen, die aus einzelnen Wick lungselementen (1) gebildet ist, welche aus isoliertem Draht runden Querschnitts bestehen, mindestens vier in Längsrichtung der Nuten (11) des Ankers (12) verlaufende gerade Windungsabschnitte (2 bis 5) haben, welche durch wickelkopfbildende stumpfwinklige Abschnitte (6 bis 8) verbunden sind, und in zugeordnete Ankernuten (11) geträufelt sind, und die Endabschnite (9; 10) aller Wicklungselemente (1) mit zugeordneten Segmenten eins Kommutators verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Wicklungselement (1) mehrere in Ankerum fangsrichtung aufeinanderfolgende offene Windungen (2, 6, 3; 3, 7, 4; 4, 8, 5) mit wechselndem Wickelsinn bildet, wobei jedes Wick lungselement (1) mittels Träufeln derart in den Anker (12) eingesetzt ist, daß der erste gerade Windungsabschnitt (2) den untersten Draht in einer Nut (11), der zweite gerade Windungsabschnitt (3) den zweituntersten Draht in einer um den Wickelschritt entfernten Nut, der dritte gerade Windungsabschnitt (4) den drittuntersten Draht in einer um einen weiteren Wickelschritt entfernten Nut (11) und so fort bildet.

2. Vorrichtung zur Aufnahme einer Ankerwicklung nach Anspruch 1 und zum Träufeln der Ankerwicklung in die Ankernuten, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Aufnahmeteil (14; 16) mit Nuten (13; 17) versehen ist, deren Abstand denen der die Windungsabschnitte (2 bis 5) auf nehmenden Nuten (11) des Ankers (12) entspricht und in welche Nuten (13; 17) die Windungsabschnitte (2 bis 5) in umgekehrter Reihenfolge von innen nach außen eingelegt sind, wie sie in die Nuten (11) des Ankers (12) preßbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Träufeln der Wicklungselemente (1) in die Nuten (11) des Ankers (12) das Aufnahmeteil (14; 16) an dem sich drehenden Anker (12) vorbeiführbar angeordnet und ein Schieber (15; 20) in Richtung der Längsachse der Nuten (13; 17) des Aufnahmeteils (14; 16) bewegbar aufgenommen ist, welcher die Windungsabschnitte (2 bis 5) der Wicklungsele mente (1) aus dem Aufnahmeteil (14; 16) in die zugeordneten Ankernuten (11) preßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil als magazinartige Leiste (14) ausgebil det ist, in deren Nuten (13) die Wicklungselemente (1) minde stens einer Ankerwicklung aufgenommen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil als Rundteller (16) ausgebildet ist, dessen Nuten (17) am Außenmantel ausgebildet sind, in welche in einem Bereich (18) die Windungsabschnitte (2 bis 5) der Wicklungselemente (1) fortlaufend einlegbar und aus welchen in einem andere Bereich (19) die Windungsabschnitte (2 bis 5) der Wicklungselemente (1) fortlaufend in die zugeordneten Nuten (11) von Ankern (12) preßbar sind.