DE2926545C2

DE2926545C2 - Kommutatormotor in Flachbauweise

Info

Publication number: DE2926545C2
Application number: DE19792926545
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(grad.) 8706 Höchberg Adam; Karl-Heinz Braungardt; Ewald 8700 Würzburg Wehner; Hans 8705 Zellingen Wohlfart
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-06-30
Filing date: 1979-06-30
Publication date: 1983-03-17
Also published as: DE2926545A1; JPS5625363A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kommutatormotor in Flachbauweise gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1; ein derartiger Kommutatormotor ist aus der Zeitschrift »E und M« 1978, Heft 3, Seiten 137 bis 144 bekannt.

Bei dem bekannten, als Radnabenmotor eines Elektromobils eingesetzten Kommutatormotor liegen die Lamellen dicht unterhalb des Läuferpaketes und werden radial innen von den Bürsten des in einen radialen Zwischenraum zwischen den Lamellen und der Läuferwelle ragenden Bürstensystems bestrichen. Die Lamellen sind an der dem Läuferpaketträger abgewandten Stirnseite der Kommutatornabe verlängert und weisen Anschlüsse an die Wickelkopfverbindungen

to auf, die u.a. radial oberhalb der öffnungen des Läuferpaketträgers liegen und deren axiale Zugänglichkeit von der Seite des Läuferpaketträgers her im übrigen auch durch das Läuferpaket selbst versperrt ist Insbesondere bei längs zur Fahrtrichtung eingebauten

is Verbrennungsmotoren m Kraftfahrzeugen ist der tadiale und insbesondere der axiale Einbauraum für einen elektrisch betriebenen Ventilator zur Kühlung des Kühlers sehr begrenzt Konventionelle Dauermagnetmotoren lassen sich insbesondere wegen ihrer großen axialen Baulänge daher nicht einsetzen; große radiale Abmessungen behindern die Zu- bzw. Abströmung der Luft zu dem gleichachsigen Ventilator. Es sind daher bereits für elektrisch angetriebene Kühlventilatoren Kommutatormotoren in Flachbauweise mit Scheibenkommutatoren bekanntgeworden, die wie der eingangs genannte Motor einen relativ großen Durchmesser aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei Beibehaltung der günstigen Flachbauweise den Kornmutatormotor radial kleinbauend und trotzdem in Fertigung und Montage wesentlich aufwandsärmer gestalten zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kommutatormotor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs I möglich. Die Gegenstände der Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Durch die DE-PS 9 29 856 ist zwar ein Lichtgenerator in Rachbauweise mit einem eic'«itig über einen Läuferpaketträger in radialem Abstand zur Läuferwelle gehaltenen Läuferpaket und mit einem in den radialen Zwischenraum zwischen Läuferwelle und Läuferpaketträger ragenden Bürstensystem mit einem auf der Läuferwelle angeordneten Rund-Kommutator bekannt jedoch fehlen jegliche Hinweise auf den Anschluß der Ankerwicklung an den Rund-Kommutator; insbesondere ist die Stirnseite des Läuferpaketträgers in sich geschlossen ausgebildet so daß ein Hinweis auf die

erfindungsgemäß durch öffnungen der Stirnseite hindurchgeführten, axial zugänglichen Lamellenverlängerungen nicht entnehmbar ist.

Ein derartiger Hinweis kann auch nicht durch den in der US-PS 15 25 967 beschriebenen Kommutatormotor gegeben werden, dessen Lamellen zwar Verlängerungen aufweisen, deren freie Enden von der Läuferwicklung umschlungen werden, bei dem jedoch in üblicher axialer Langbauweise Kommutator bzw. Bürstensystem einerseits und Läuferpaket andererseits hintereinander und direkt auf der Welle angeordnet sind und sich somit die Problematik der Verbindung zwischen dem Kommutator und der Läuferwicklung eines an einem Läuferpaketträger einseitig gehaltenen und radial übergreifenden Läuferpaketes eines Flachmotors überhaupt nicht stellt.

Die weiterhin noch bekanntgewordene FR-PS 10 85 989 zeigt einen Kommutatormotor mit Lamellen, die an ihrem dem Bürstensystem gegenüberliegenden

Ende durch das ohue radialen Zwischenraum lediglich durch eine konzentrische Isolierhülse getrennte Läuferpaket hindurchgeführt und mit ihren Enden radial hochgebogen sind, an die die Läuferwicklungsenden angelötet sind; da bei dieser Bauweise ein glockenförmiger axial einseitiger Läuferpaketträger nicht vorgesehen ist und die axiale ZugäugBchkeit der Lötanschlüsse der verlängerten Lamellenenden von der Kommutatorseite her durch das Läuferpaket versperrt ist, kann auch diese Druckschrift weder für sich noch in gemeinsamer Betrachtung mit dem übrigen Stand der Technik den Gegenstand vorliegender Erfindung nahelegen.

Bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Flachmotor kann sowohl eine geringe radiale Einbaugröße erreicht als auch auf aufwendige Scheibenkommutatoren und die dabei notwendigen komplizierten Bürstensysteme verzichtet werden; gleichzeitig können die einstückig mit an ihrem freien Ende mit angeformten Haken versehenen Lamellenverlängerungen auf einfache und schere, insbesondere mechanisierbare Weise beim Wickeln der Läuferwicklung mit dieser in einem Arbeitsgang verbunden und elektrisch kontaktiert werden, da nach der Umschlingung der HaV ϊπ mit den Wicklungsdrähten der Läuferwicklung die Schweißelektroden beidseitig axial ungehindert an die Haken heranführbar und die Wicklungsdrähte durch Zusammendrücken der Haken mittels der Schweißelektroden auf einfache Weise festklemmbar und anschließend verschweißbar sind.

In weiterer fertigungs- und montagetechnisch günstiger Weise ist vorgesehen, daß das in den Zwischenraum zwischen Kommutator und Läuferwelle ragende Hammerbürstensytem im wesentlichen aus einer am Motorlagerschild befestigten Kunststoffbrücke mit axial angeformten, in den verbleibenden Zwischenraum ragenden Halterungsschienen besteht, an denen Hammerbürstenhalter schwenkbar eingehängt sind

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläu crt Darin zeigt

F i g. 1 in einem Seitenschnittbild den komplett montierten Kommutatormotor in Rachbauweise,

F i g. 2 in stirnseitiger Draufsicht den Motor nach

F i g. 1 bei entferntem Lagerschild in der unteren Bildhälfte bzw. im Schnittbild bei durch das Bürstensystem verlaufenden radialen Sch..itt in der oberen Bildhälfte.

Fig.3 in einem Längsschnitt den als Stanz-Biege-Blechteil hergestellten Läuferpaketträger,

Fig.4 in einem Längsschnitt den als Druckgußteil hergestellten Läuferpaketträger.

Ein zylindrisches Gehäase 3 ist an beiden Stirnseiten mit je einem Lagerschild 10 bzw. 11 fest verbunden. Am Innenumfang des zylindrischen Gehäuses 3 anliegend sind mehrere Teilschalen-Dauermagnete 12 mittels Klemmfedern 14 und aus dem Gehäuse 3 herausgebogener Anschläge 13 gehalten. Die Läuferwelle 8 ist in einem Kalottenlager im rechten Lagerschild 10 und in einem Kugellager im linken Lagerschild 11 drehbar gelagert.

Zur Halterung des Läuferblechpaketes i ist ein Läuferpaketträger S bzw. 6 vorgesehen, an dem das Läuferblechpaket 1 mit seinem linken Ende befestigt ist und derart einseitig in radialem Abstand zur Läuferwelle 8 gehalten wird; dadurch ergibt sich zwischen der Innenumfangsfläche des Läuferblechpaketes 1 und der Läuferwelle 8 ein freier Zwischenraum, in den der Rundkommutetor 4 und das Bürstensystem 9 eintauchen, ohne axial Ober die durch den übrigen Ständer- bzw. Läuferaufbau gegebenen Maße hinauszuragen. Der in den F i g. 1,3 dargestellte Läuferpaketträger 5 besteht aus einem einteiligen Stanz-Biege-Blechteil, das an seinem radial inneren Ende mit einer angeformten tiefgezogenen Nabe 53 auf der Läuferwelle 8 gebalten wird und an seinem radial äußeren Ende mit dem Läuferblechpaket 1 fest verbunden ist Der in Fig.4

to dargestellte Läuferpaketträger 6 besteht aus einem einstückigen Druckgußteil, das an seinem radial inneren Ende mit einer angegossenen Nabe 63 auf der Läuferwelle 8 gehalten wird und an seinem radial äußeren Ende mit dem Läuferblechpaket 1 fest verbunden ist Der Stahlblech-Läuferpaketträger ist zweckmäßigerweise mit einer wirbelgesinterten Nutisolierung versehen.

Wie insbesondere aus Fig.2 ersichtlich, weist der Läuferpaketträger 5 an seinem Umfang verteilt

mehrere der Lamellenzahl entsprechende öffnungen 51 auf. Jede Lamelle 41.42 des Rundkommutators 4 ist über die dem Läuferpaketträger 5 zugewandte Stirnseite der Kommutatornabe 45 hinaus durch je eim,- öffnung 51 bis zu je einem endseitigen Kommutatorhaken 43,44 derart verlängert daß die Haken 43, 44 einerseits beim Wickeln der Läuferwicklung vom Wicklungsdraht 71,72 ungehindert umschlingbar und andererseits jeweils durch die öffnung 51 von beiden Seiten her axial zugänglich sind.

Bei der Ausführung des Läuferpaketträgers nach F i g. 4 ist einerseits jeweils für jede verlängerte Lamelle 41,42 eine erste öffnung 61 und andererseits eine zweite Öffnung 62 zur freien läuferseitigen Zugänglichkeit vom freien Zwischenraum zwischen Kommutatornabe mit

Lamellen und Läuferpaket her vorgesehen.

Wie insbesondere aus F i g. 1 ersichtlich, ist es durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kommutators in Flachbauweise möglich, nach dem Wickeln der Läuferwicklung zur sicheren Kontaktierung zwischen den Wicklungsdrähten 71,72 mit den Haken 43,44 der Lamellen 41, 42 in Axialrichtung von beiden Seiten Schweißelektroden an die Haken heranzuführen, die Haken unter Festklemmen der zuvor eingewickelten Wicklungsdrähte zusammenzudrücken und anschlie-Bend bei der weiteren Montage mit dem Lagerschild 10 das daran befestigte Bürstensystem 9 ir den zuvor zur Einführung der einen Schweißelektrode zur Verfügung stehenden freien Zwischenraum zwischen Außenumfang des Kommutators 4 und Innenumfang des Läuferblechpaketes 1 einzutauchen. Der Deutlichkeit halber ist in den F i g. 3,4 jeweils der obere Haken vor einem Zusammendrücken durch die Schweißelektroden und der untere Haken jeweils nach dem Zusammendrücken durch die Schweißelektroden dargestellt.

Dhs Hammerbürstensystem 9 besteht im wesentlichen aus einer am Motorlagerschild 10 befestigten, beispielsweise heiß vernieteten, Kunststorf· Bürstenbrücke 91 mit axial angeformten, in den verbleibenden Zwischenraum zwischen Rundkommutator 4 und Läuferblechpaket 1 ragenden Halterungsschienen 92, . 93, an denen Hammerbürstenhalter 94, 95 mit Kohlebürsten 15, 16 eingehängt und durch hier nicht näher dargestellte Federn gesichert und gegen die Lamellen des Rundkommutators 4 gedrückt werden.

Wesentliche Teile eines derartigen Hammerbürstensystems sind bereits L der DE-AS 28 13 956 beschrieben. In der Bürstenbrücke 91 sind gleichzeitig Anschlußstifte 97, 98 isoliert gehalten, die mit ihrem einen Ende

durch öffnungen im Lagerschild 10 nach außen geführt und mit einer äußeren Anschlußleitung 2 verlötet sind und an deren anderes Ende Verbindungen zu oberhalb der Halterungsschienen 92, 93 angeordneten Entstördrossel 99 angelötet sind, deren anderes Anschlußende seinerseits mit den Zuleitungen zu den Kohlebürsten 15, 16 preßverschweißt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kommutatormotor in Flachbauweise, insbesondere fin· Kühlerventilatoren ro Kraftfahrzeugen, mit einem axial einseitig fiber einen, mit öffnungen versehenen Läuferpaketträger in radialem Abstand zur Läuferwelle gehaltenen Läuferpaket mit Läuferwicklung, einem in einen radialen Zwischenraum zwischen Läuferwelle und Läuferpaket ragenden Bürstensystem und mit einem auf der Läuferwelle angeordneten Rund-Kommutator, dessen Lamellen stirnseitig verlängert und Ober Wickelkopfverbindungen an die Läuferwicklung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem von den Bürsten des Bürstensystems (9) radial außen bestrichenen Rund-Kommutator (4) und dem Läuferpaket (1) vorgesehen ist und die Lamellen (41,42) des Rund-Kommutators (4) über die dem Läuferpaketträger (5 bzw. 6) zugewandte Stirnseite der Kommutatornabe (45) hinaus durch die derartig angeordneten öffnungen (51,61) bis zu endseitigen Haken (43,44) außerhalb des Läuferpaketträgers (5 bzw. 6) derart verlängert sind, daß die Haken (43,44) einerseits beim Wickeln der Läuferwicklung vom Wickfungsdraht (71, 72) Umschlingbar und andererseits jeweils durch die Offnungen (51,61) auch von dem Zwischenraum her zugänglich sind.

2. Kommutatormotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läuferpaketträger (5) aus einem einteilten Stanz-Biege-Blechteil besteht, das on seinem radial inneren Ende mit einer angeformten tiefgezogenen Nabe (53) auf die Läuferwelle (8) gedrückt ist und an seinem radial äußeren Ende mit dem Läuferblechpaket (1) fest ve· bunden ist

3. Kommutatormotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läuferpaketträger (6) aus einem einstückigen Druckgußteil besteht, das an seinem radial inneren Ende mit einer angegossenen Nabe (63) auf die Läuferwelle (8) gedrückt ist und an seinem radial äußeren Ende mit dem Läuferblechpaket (1) fest verbunden ist (F i g. 4).

4. Kommutatormotor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als dem rundkommutator zugeordnetes Bürstensystem ein Hammerbürstensystem (9) vorgesehen ist, das von der dem Läuferpaketträger (5 bzw. 6) abgewandten Seite her in den verbleibenden Zwischenraum zwischen Rundkommutator (4) und Läuferblechpaket (1) hineinragt

5. Kommutatormotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Harnmerbürstensytem (9) im wesentlichen aus einer am Motorlagerschild (10) befestigten Kunststoffbürstenbrücke (91) mit axial angeformten, in den verbleibenden Zwischenraum ragenden Halterungsschienen (92, 93) besteht an denen Hammerbürstenhalter (94, 95) schwenkbar eingehängt sind.