DE3245248A1 - Armature for electrical rotary machines - Google Patents

Armature for electrical rotary machines

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DE3245248A1 DE19823245248 DE3245248A DE3245248A1 DE 3245248 A1 DE3245248 A1 DE 3245248A1 DE 19823245248 DE19823245248 DE 19823245248 DE 3245248 A DE3245248 A DE 3245248A DE 3245248 A1 DE3245248 A1 DE 3245248A1
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Alfred Bruno 69200 Venissieux Mazzorana
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    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots

Description

Anker für elektrische DrehmaschinenAnchors for electric lathes

Die Erfindung betrifft einen Anker für elektrische Drehmaschinen und insbesondere für Elektromotoren von Anlassern für Verbrennungskraftmaschinen.The invention relates to an armature for electric lathes and in particular for electric motors for starters for internal combustion engines.

Bei elektrischen Gleichstrommotoren, die für eine hohe Stromstärke ausgelegt sind, werden gewöhnlich Wicklungen aus massiven Stäben rechteckigen Querschnitts verwendet, deren Ecken abgerundet sind. Derartige Stäbe sind nadeiförmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel in zwei verschiedene Nuten des Ankers eintreten und aus diesen wieder austreten, um auf diese Weise jeden Schenkel mit einer der Kollektorlamellen des betreffenden Elektromotors zu verbinden. In the case of electric DC motors that are used for high Current strength, windings made of solid bars of rectangular cross-section are usually used, whose corners are rounded. Such rods are needle-shaped, the two legs in two different Enter grooves of the anchor and out of these again exit in order to connect in this way each leg with one of the collector lamellas of the relevant electric motor.

Die in dem Anker vorhandenen Nuten weisen einen Querschnitt auf, der im allgemeinen eine Drosselung des magnetischen Flusses am Boden der Nut in Richtung auf die Ankermitte bewirkt. Diese Drosselung ruft bekanntermaßen in der betreffenden Zone eine Sättigung hervor, die die verfügbare Leistung begrenzt.The existing in the armature grooves have a cross section that is generally a throttling of the magnetic Flux causes at the bottom of the groove in the direction of the anchor center. This throttling gets known in the zone in question shows saturation, which limits the available power.

Statt die Nuten mit parallelen Rändern zu versehen, hat man bereits vorgeschlagen, den Nuten eine. Trapezform zu verleihen, wobei die große Basis des Trapezes sich in der Nähe des Rotorumfangs befindet. Auf diese Weise wird zwar das Problem der Drosselung zwischen zwei Nuten verringert, jedoch wird das Problem der Sättigung im zentralen Teil des die Welle umgebenden Rotors nicht gelöst.Instead of providing the grooves with parallel edges, it has already been proposed to give the grooves a. Trapezoidal shape too lend, with the large base of the trapezoid being near the circumference of the rotor. That way, though reduces the problem of throttling between two grooves, however, the problem of saturation in the central part of the rotor surrounding the shaft is not solved.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Nut ihrer Form nach so auszubilden, daß die Sättigung des magnetischen Flusses im Anker einer mit Gleichstrom be-The object of the invention is therefore the groove to be designed according to their shape in such a way that the saturation of the magnetic flux in the armature is

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triebenen Drehmaschine vermindert wird.driven lathe is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nuten im Querschnitt die Form einer Raute oder eines Rhombus aufweisen, deren spitzwinklige Scheitel abgerundet sind. Um eine derartige Nut mit Ausnahme der Dicke des Isoliermaterials vollständig auszufüllen, erhalten die nadeiförmigen Stäbe, die die Wicklungen bilden, ein Profil, dessen Querschnitt dreieckförmig und dessen Scheitel abgerundet ist, wobei der betreffende Schnitt, grob gesehen, der Hälfte desjenigen der Nuten entspricht.This object is achieved according to the invention in that the grooves have the shape of a rhombus or rhombus in cross section, the acute-angled apices of which are rounded are. In order to completely fill such a groove with the exception of the thickness of the insulating material, obtained the needle-shaped bars that form the windings Profile with a triangular cross-section and a rounded apex, the section in question, roughly speaking, corresponds to half that of the grooves.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. In the drawing shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Läufers, bei dem nur eine Wicklungsnadel dargestellt ist,1 shows a side view of a rotor according to the invention, in which only one winding needle is shown,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,FIG. 2 is a sectional view along the line II-II in FIG Fig. 1,

Fig. 3 eine Teil Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Rotors in einem vergrößerten Maßstab, aus der die die Wicklung bildenden Stäbe ersichtlich sind,Fig. 3 is a partial sectional view of an inventive Rotor on an enlarged scale, from which the rods forming the winding can be seen,

Fig. 4 eine der Fig. 3 vergleichbare Ansicht, die jedoch die herkömmlichen Nuten eines Ankers einer elektrischen Gleichstromdrehmaschine zeigt,FIG. 4 shows a view comparable to FIG. 3, but which shows the conventional grooves of an armature of a DC electric rotating machine,

Fig. 5 eine Teil Schnittansicht einer Kollektorfahne, die mit einem mit üblichen Nuten versehenen Anker der elektrischen Drehmaschine verbunden ist,5 shows a partial sectional view of a collector flag, which is connected to an armature of the electric lathe provided with conventional grooves,

Fig. 6 eine Tei1schnittansicht der KoI1ektrofahne eines Ankers, längs der Linie VI-VI in Fig. 1, wobei die erfindungsgemäßen Ausbildungen Verwendung finden,6 shows a partial sectional view of the electrical plume of a Anchor, along the line VI-VI in Fig. 1, the designs according to the invention being used,

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Fig. 7 eine andere Ausführungsform der Einschnitte der in Fig. 6 gezeigten Kollektorfahne,Fig. 7 shows another embodiment of the incisions of collector flag shown in Fig. 6,

Fig. 8 eine Schnittansicht der Enden der Schenkel der Nadel des Ankers, die durch Verformung des abgestumpften Teils der Nadeis der Kollektorfahne festgelegt sind, wobei die beiden Schenkel zweier Nadeln in jedem Einschnitt in Eingriff stehend dargestellt sind,Fig. 8 is a sectional view of the ends of the legs of the needle of the anchor, which are formed by deformation of the truncated Part of the nadeis of the collector flag are set with the two legs of two needles engaged in each incision are shown,

Fig. 9 eine andere Ausführungsform des Ankers von Fig. 6, bei der jede Lamelle aus zwei Teilen besteht, undFig. 9 shows another embodiment of the anchor of Fig. 6, in which each lamella consists of two parts, and

Fig. 10 eine Darstellung des Zusammenbaus der Kollektorfahne, bei der die Einschnitte die in Fig. 9 gezeigte Form aufweisen, um dadurch die Nadeln der Wicklungen eines erfindungsgemäßen Ankers zurückzuhalten. FIG. 10 shows the assembly of the collector flag, in which the incisions are the same as that shown in FIG Have shape to thereby retain the needles of the windings of an armature according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Anker einer gleichstrombetriebenen elektrischen Drehmaschine dargestellt, die im wesentlichen eine Welle 1 und einen Rotor 2 aufweist^ welcher durch ein Blechpaket auf der Welle 1 realisiert ist. Des weiteren ist ein Kollektor 3 vorhanden, der eine Kollektorfahne 3a aufweist, die in an sich bekannter Weise die Form eines Umfangskragens besitzt. Der Rotor 2 ist mit Längsnuten 2a versehen, in die die Schenkel der Nadeln eingreifen, welche die Wicklungen des Ankers bilden. In Fig. 1 ist nur eine Nadel 4 dargestellt, deren beide Schenkel 4a und 4b in zwei verschiedene Nuten eingreifen (Fig. 2). Man erkennt, daß der Schenkel 4a mit dem unteren Teil einer der Nuten 2a zusammenwirkt, während der Schenkel 4b derselben Nadel in dem oberen Teil der anderen Nut angeordnet ist.In Fig. 1, an armature is a DC powered one Electric lathe shown, which essentially has a shaft 1 and a rotor 2 ^ which by a Laminated core is realized on the shaft 1. There is also a collector 3, which has a collector flag 3a has, in a manner known per se, in the form of a Owns circumferential collar. The rotor 2 is provided with longitudinal grooves 2a into which the legs of the needles engage, which form the windings of the armature. In Fig. 1 there is only one Needle 4 shown, the two legs 4a and 4b of which engage in two different grooves (Fig. 2). One recognises, that the leg 4a cooperates with the lower part of one of the grooves 2a, while the leg 4b of the same needle in the upper part of the other groove is arranged.

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Erfindungsgemäß ist jede Nut 2a rautenförmig ausgebildet, wobei die Haupt- oder große Achse auf dem Radius des Rotors 2 liegt und die beiden spitzwinkeligen Scheitel abgerundet sind.According to the invention, each groove 2a is diamond-shaped, the main or major axis lying on the radius of the rotor 2 and the two acute-angled vertices rounded are.

Aufgrund ihrer Form begrenzen die Nuten zwischen sich einen Raum, der größer ist als derjenige, welcher bei den herkömmlichen Nuten vorhanden ist, welche die Form eines Rechteckes aufweisen, dessen kleine Seiten abgerundet sind (Fig. 4).Due to their shape, the grooves delimit a space between them which is larger than that which is used in the conventional There are grooves which have the shape of a rectangle, the small sides of which are rounded (Fig. 4).

Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Abstand d (Fig. 3), welcher die parallelen Ränder der unteren Teile der beiden benachbarten Nuten 2a trennt, erheblich größer ist als der Abstand d., der den Boden der beiden herkömmlichen Nuten trennt (Fig.4), und zwar bei gleichem Leiterquerschnitt. Darüberhinaus ermöglicht die Rautenform der erfindungsgemäßen Nuten 2a eine Verringerung des Abstandes L, der den Boden der Nut vom Umfang des Rotors trennt, da ja aufgrund dieser Form der Abstand L kleiner ist als derjenige L, eines Ankers, der mit herkömmlichen Nuten ausgestattet ist. Somit besitzt der zentrale Bereich des Ankers eine größere nicht mit Nuten versehene Oberfläche, so daß die Sättigung des magnetischen Flusses mit den erfindungsgemäßen Nuten weniger stark ist als mit den üblichen Nuten.This is due to the fact that the distance d (Fig. 3), which separates the parallel edges of the lower parts of the two adjacent grooves 2a is considerably larger than the distance d., which is the bottom of the two conventional grooves separates (Fig. 4), with the same conductor cross-section. In addition, the diamond shape enables the inventive Grooves 2a a reduction in the distance L which separates the bottom of the groove from the circumference of the rotor, because of this The shape of the distance L is smaller than that L, of an anchor, which is equipped with conventional grooves. Thus owns the central area of the armature has a larger non-grooved surface, so that the saturation of the magnetic Flow with the grooves according to the invention is less strong than with the usual grooves.

Es versteht sich, daß die Form der Schenkel 4a, 4b jeder Nadel 4 an diejenige der Nuten 2a angepaßt werden kann, d.h., daß das Profil- oder Formeisen, das zur Herstellung dieser Nadeis dient, einen dreieckigen Querschnitt aufweist, wobei der Scheitel dieses Dreiecks entsprechend dem Scheitel der Nuten abgerundet ist. Die Schenkel 4a, 4b der Nadeln füllen die Nuten 2a vollständig aus, mit Ausnahme desjenigen Platzes, den die jeden Schenkel bedeckenden Isolierhülsen einnehmen.It will be understood that the shape of the legs 4a, 4b of each needle 4 can be adapted to that of the grooves 2a, i.e. that the profile or shaped iron, which is used to produce this needle, has a triangular cross-section, wherein the vertex of this triangle is rounded to correspond to the vertex of the grooves. Fill the legs 4a, 4b of the needles the grooves 2a completely, with the exception of the space occupied by the insulating sleeves covering each leg.

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Es versteht sich ohne weiteres, daß die Nuten 2a auf dem Umfang des Rotors münden können, ohne daß dies die Erfindungslehre beeinträchtigt.It goes without saying that the grooves 2a can open on the circumference of the rotor without this Invention teaching impaired.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die dreieckige Form der Schenkel jeder Nadel eine erhebliche Einsparung an Kupfer bei der Herstellung der Fahne 3a des Kollektors 3 mit sich bringt.Another advantage of the invention is that the triangular shape of the legs of each needle a significant saving in copper in the manufacture of the flag 3a of the Collector 3 brings with it.

Im Falle von Nadeln mit rechteckigem Querschnitt und abgerundetem Scheitel (Fig. 5) müssen die Einschnitte 6 in der Kollektorfahne eine Tiefe aufweisen, die gleich der doppelten Höhe jedes Schenkels ist. Im allgemeinen wird, sobald die betreffenden Schenkel in die Einschnitte 6 eingebaut worden sind, dasjenige ihrer Enden, das nach außen zeigt, eingefaßt, um die beiden benachbarten Schenkel an der Fahne 3a des Kollektors mechanisch zu befestigen. Es versteht sich, daß die elektrische Verbindung danach durch Verschweißen oder Verlöten verstärkt werden kann.In the case of needles with a rectangular cross-section and rounded At the apex (Fig. 5), the incisions 6 in the collector flag must have a depth which is equal to twice the height every thigh is. In general, as soon as the legs in question have been installed in the incisions 6 are, that of their ends, which points outward, bordered around the two adjacent legs on the flag 3a of the collector to be fastened mechanically. It goes without saying that the electrical connection can then be reinforced by welding or soldering.

Erfindungsgemäß sind die Einkerbungen 3b der Fahne 3a des Kollektors 3 mit einem unteren Teil 3'b versehen, der genau dem unteren Teil der Nuten 2a entspricht, sowie mit einem oberen Teil 3''b sehr kurzer Länge und mit in Richtung nach außen konvergierenden Flächen. Somit arbeitet der eine Schenkel einer Nadel, der aus der Nut des Ankers austritt, genau mit dem unteren Teil 3'b jeder Nut zusammen, während der Schenkel einer anderen Nadel mit dem oberen Teil 3''b der Nut in Berührung tritt, deren Flächen die Nadel sicher zurückhalten,obwohl sie über den Umfang der Fahne 3a hinausragt. Das Festhalten jedes Schenkelpaares in derselben Einkerbung 3b kann somit mechanisch bewirkt werden, d.h. durch eine Justierung. Andererseits läßt sich die Verbindung der Schenkel und der Fahne 3a durch Verschweißen oder Verlöten herstellen. -According to the notches 3b of the flag 3a of the Collector 3 provided with a lower part 3'b, which corresponds exactly to the lower part of the grooves 2a, and with a upper part 3''b very short length and with towards after outside converging surfaces. Thus, the one leg of a needle that emerges from the groove of the anchor works, exactly with the lower part 3'b of each groove together while the leg of another needle with the upper part 3''b the groove comes into contact, the surfaces of which securely hold the needle back, although it protrudes beyond the circumference of the flag 3a. Holding each pair of legs in the same notch 3b can thus be brought about mechanically, i.e. by an adjustment. On the other hand, the connection of the Manufacture legs and the flag 3a by welding or soldering. -

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Der obere Teil 3''b jeder Einkerbung 3b kann parallele Flächen (Fig. 7) aufweisen, so daß die beiden Schenkel der Nadeln, die in der betreffenden Einkerbung plaziert werden müssen, vom Außenumfang der Fahne 3a aus eingeführt werden können. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, werden die Flächen des Teils 3''b der Nut daraufhin gegen die Seitenflächen des entsprechenden Schenkels einer Nadel umgelegt, um die Nadel einzufassen. Nach einer anderen AusfUhrungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist, kann jede Kollektorlamelle 3c, die sich auf ihre Fahne 3a erstreckt, aus zwei symmetrischen Teilen 3'c, 311C bestehen, in denen die Einkerbung 3b zur Hälfte ausgehöhlt ist, so daß die in Fig. 6 gezeigte Form entsteht. Auf diese Weise wird eine KoI1ektrofahne erhalten, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist. In dieser werden die verschiedenen Schenkel paare entweder aufgrund einer. mechanisehen Justierung oder durch Verschweißen bzw. Verlöten zurückgehalten.The upper part 3 ″ b of each notch 3b can have parallel surfaces (FIG. 7) so that the two legs of the needles, which must be placed in the relevant notch, can be inserted from the outer circumference of the flag 3a. As can be seen from FIG. 8, the surfaces of the part 3 ″ b of the groove are then folded over against the side surfaces of the corresponding limb of a needle in order to enclose the needle. According to another embodiment, which is shown in Fig. 6, each commutator bar 3c extending on its banner 3a may, of two symmetrical parts 3'c, consist 3 11 C in which the groove 3b is hollowed out in half, so that the shape shown in Fig. 6 arises. In this way, a composite plume as shown in FIG. 10 is obtained. In this, the different legs are paired either due to a. mechanical adjustment or held back by welding or soldering.

Man erkennt, daß die Art und Weise, in der jede Nadel 4 realisiert ist, d.h. mit einer Verdrehung in Höhe ihres Scheitels, ermöglicht, daß ihre Schenkel 4a, 4b mit ihren Grundflächen, die sich im mittleren Teil jeder Nut befinden, so angeordnet werden können, daß die Grundflächen der Schenkel der Nadeln jeder Nut aufeinanderstossen.It can be seen that the way in which each needle 4 is realized, i.e. with a twist equal to its Vertex, allows its legs 4a, 4b with their bases, which are located in the middle part of each groove, can be arranged so that the bases of the legs of the needles of each groove abut one another.

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Claims (5)

- "PATE httAflWALTE * „ . * TISCHER:-KERN & BREHM Albert-Rosshaupter-Strasse 65 ■ D 8000 München 70 ■ Telefon (089) 7605520 ■ Telex 05-212284 patsd · Telegramme Kernpatent München Soc-7033 Ke/hö - 7· DEZ. J982 Societe de Paris et du Rhone 36 Avenue Jean-Mermoz FR-69008 Lyon Frankreich Patentansprüche- "PATE httAflWALTE *". * TISCHER: -KERN & BREHM Albert-Rosshaupter-Strasse 65 ■ D 8000 Munich 70 ■ Telephone (089) 7605520 ■ Telex 05-212284 patsd · Telegrams core patent Munich Soc-7033 Ke / hö - 7 · DEC.J982 Societe de Paris et du Rhone 36 Avenue Jean-Mermoz FR-69008 Lyon France Claims 1.J Anker für elektrische Drehmaschinen, insbesondere für Anlassermotoren, die einen Rotor aufweisen, welcher mit axialen Nuten versehen ist, in denen zwei Schenkel zweier verschiedener Nadeln angeordnet sind, welche Teile zweier Wicklungen bilden, wobei die Kollektorfahne eines solchen Motors mit Einkerbungen versehen ist, deren Querschnitt gleich demjenigen der Nuten des Ankers ist, d ad u r c h gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Fahne (3a) so gewählt ist, daß jede Einkerbung 3b abgestumpft ist, so daß die Schenkel (4b) der Nadeln 4, die in den Einkerbungen (3b) am weitesten außen liegen, über den Umfang der Fahne (3a) hinauslaufen.1.J armature for electric lathes, especially for Starter motors which have a rotor which is provided with axial grooves in which two legs of two different needles are arranged, which form parts of two windings, the collector flag of such Motor is provided with notches, the cross-section of which is equal to that of the grooves of the armature, d ad u r c h characterized in that the diameter of the Flag (3a) is chosen so that each notch 3b is truncated so that the legs (4b) of the needles 4, the in the notches (3b) are furthest outside, about run beyond the scope of the flag (3a). -Z--Z- 2. Anker nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (4a, 4b) zweier verschiedener Nadeln (4) in einer Einkerbung (3b) so justiert sind, daß sie eine elektrische Verbindung zwischen diesen Schenkeln und dem Kollektor ermöglichen.2. Anchor according to claim 1, characterized in that the legs (4a, 4b) of two different Needles (4) are adjusted in a notch (3b) so that they establish an electrical connection between them Allow thighs and the collector. 3. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i c h η e t , daß die Schenkel der Nadeln (4) in den Einkerbungen (3b) verschweißt oder verlötet sind.3. An anchor according to claim 2, characterized in that the legs of the needles (4) in the e i c h η e t Notches (3b) are welded or soldered. 4. Anker nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der abgestumpfte Teil der Einkerbung (3b) zwei parallele Flächen aufweist, deren Ränder so geformt sind, daß sie die entsprechenden Schenkel in der betreffenden Einkerbung einfassen.4. Anchor according to claim 1, characterized in that the truncated part of the notch (3b) has two parallel surfaces, the edges of which are shaped so that they the corresponding legs in the the relevant notch. 5. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Nuten (2a) die Form einer Raute oder eines Rhombus aufweist, deren spitze Scheitel abgerundet sind.5. Anchor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cross section of the grooves (2a) has the shape of a rhombus or rhombus, the pointed vertices of which are rounded. ORIGINALORIGINAL
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