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Die Erfindung bezieht sich auf ein Ständerkopfschild und auf
Zusammenbauten, die das Kopfschild enthalten und bezieht sich
weiterhin auf Verfahren dieses Zusammenbaus. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf die einheitliche Struktur eines
Kopfschildes, wie einer Endbrücke einer Ständer-Baugruppe, auf
verschiedene motorbezogene Zusammenbauten, die das Kopfschild
enthalten und auf Verfahren des Zusammenbaus des Kopfschildes
mit den Blechen eines Erregerkerns.
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Eine Art eines Elektromotors, wie ein Universal- oder
Hauptschlußmotor, enthält eine Ständer-Baugruppe mit einem Paket von
Metallblechen, die angeordnet sind, um einen hohlen magnetischen
Kern mit Polschuhen zu bilden. Isolierende Endringe sind an
jedem Ende des Blechpakets angeordnet und enthalten Bereiche,
die die Polschuhe der äußersten Bleche überdecken. Ein
Spulendraht ist um die Polschuhe gewickelt, um Erregerspulen mit
isolierenden Nutauskleidungen zu bilden, die angeordnet sind, um
einen elektrischen Kontakt zwischen dem Draht und den
Metallblechen einschließlich der Polschuhe zu verhindern. Danach wird
eine Endbrücke über ein Ende des Pakets und den jeweiligen
isolierenden Endring gesetzt, und diese Endbrücke weist
normalerweise Schürzenbereiche auf, die sich über die äußeren
Randoberflächen einiger Bleche an diesem Ende des Pakets erstrecken. Die
Endbrücke ist dann am vorher gewickelten Paket getrennt
befestigt und ist normalerweise mit einem Brückenbereich
ausgebildet, der ein Wellenlager und Bürstenkästen trägt. Andere
Endbauteile können am gegenüberliegenden Ende des Pakets in ähnlicher
Weise angebracht sein.
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Die Ständer-Baugruppe ist dann zum Zusammenbau mit anderen
Komponenten verfügbar, um dadurch eine Motoreinheit zu bilden, die
mit einem Gerät, Werkzeug oder Vorrichtung zusammengebaut werden
kann, um durch den Motor betrieben zu werden.
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Die oben genannte Endbrücke wurde entwickelt, um eine
Endstruktur zum Zusammenbau mit einem und als ein Teil einer
vorgewikkelten Ständer-Baugruppe zu schaffen, die einen getrennten,
Draht haltenden Endring aufweist, um den Zusammenbau eines
Rotors oder Ankers und einer Bürsteneinheit mit der
Ständer-Baugruppe zu vereinfachen. Ungeachtet der oben genannten Endbrücke
gibt es einen Bedarfan einer Endbrücke, die direkt mit dem
Blechpaket zusammengebaut werden kann, um die Erreger- oder
Spulenwicklung zu halten, um die Endbleche des Pakets von der
Spulenwicklung zu isolieren und um den Raum, der normalerweise
für eine Endbrücke und somit für eine Ständer-Baugruppe benötigt
wird, zu reduzieren.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ständer-
Endbrücke zu schaffen, die eine Struktur hat, um den Zusammenbau
der Endbrücke mit einem Ständerkern in Vorbereitung für den
Zusammenbau einer Spulenwicklung zu vereinfachen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Ständer-Endbrücke, die
für die Montage auf einem Ende eines Ständerkerns, der
mindestens einen inneren Pol hat, entwickelt wurde und einen hohlen
Körper aus isolierendem Material aufweist, welcher eine
integrierte Brückenstruktur hat, die darüber ausgebildet ist, um
mindestens ein motorbezogenes Bauteil zu halten, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Endoberfläche eines integrierten Bereiches
des Körpers ausgebildet und angepaßt ist, um an einer
Endoberfläche des inneren Pols anzuliegen, um eine elektrische
Isolierung zwischen der Endoberfläche des Pols und den Endwindungen
einer Ständerspulenwicklung zu schaffen, wenn die Spulenwicklung
durch Wickeln eines Spulendrahtes um den Pol und den
Körperbereich gebildet ist, um den Körper mit seiner Brückenstruktur
direkt mit dem Ständerkern zu verbinden;
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daß der Körper einen Kragen hat, der im Abstand von der
Brükkenstruktur angeordnet ist, um die Endwindungen der
Spulenwicklung zu halten, so daß sich der Kragen vom Körperbereich weg in
den Körper erstreckt;
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und daß der hohle Körper an einem Ende die Brückenstruktur
aufweist und am gegenüberliegenden offenen Ende einer Endoberfläche
hat, die im wesentlichen mit einer Endoberfläche des
Ständerkerns einschließlich der Endoberfläche des inneren Pols
übereinstimmt, wobei die Endoberfläche des Körperbereiches einen
Bereich der Endoberfläche des offenen Endes des Körpers bildet und
sich von einer äußeren Wand des hohlen Körpers nach innen
erstreckt.
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Die erfindungsgemäße Ständer-Endbrücke ist weiterhin bevorzugt
dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen, der Körperbereich und
eine nach innen zeigende Wandoberfläche des Körpers eine
Aufnahme bilden, die mindestens einige der Endwindungen aufnimmt.
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Die erfindungsgemäße Ständer-Endbrücke ist bevorzugt dadurch
gekennzeichnet, daß der Körper einen zweiten Kragen aufweist,
wobei beide Kragen in den Körperbereich integriert sind und sich
hiervon in im Abstand angeordneter Beziehung parallel zu einer
Hauptachse der Ständer-Endbrücke erstrecken.
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Die Brückenstruktur kann Einrichtungen zum Einsetzen und Halten
eines Lagers für eine Ankerwelle aufweisen.
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Die Brückenstruktur kann ebenfalls Einrichtungen zum Halten
eines Bürstenkastens aufweisen.
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Der Kragen kann mit Einrichtungen ausgebildet sein, um einen
angrenzenden Bereich der Spulenwicklung in einer vom Kragen im
Abstand angeordneten Lage zu plazieren.
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Die Einrichtungen zum Plazieren eines angrenzenden Bereiches der
Spulenwicklung können ein Nockenelement enthalten, das aus einem
Haltebauteil herausragt, das auf dem Kragen ausgebildet ist.
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Andere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele, die beigefügten Ansprüche
und die anliegenden Zeichnungen verdeutlicht.
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In den anliegenden Zeichnungen sind gleiche Teile durch gleiche
Bezugszeichen bezeichnet:
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bekannte
Stator-Baugruppe mit einer hierauf zum Zusammenbau
fluchtend angeordneten Endbrücke über einem Blechpaket
mit Endringen und Erregerspulen zeigt;
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Endbrücke
gemäß einiger Merkmale der Erfindung zeigt, die sich
gemäß einiger Merkmale der Erfindung in einer Lage zum
Zusammenbau mit einem Blechpaket und einem Endring
befindet;
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Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die gemäß einiger
Merkmale der Erfindung einen Endabstandshalter zeigt,
der für den Endring aus Fig. 2 eingesetzt werden kann;
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Fig. 4 ist eine Draufsicht, die die Endbrücke aus Fig. 2
zeigt;
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Fig. 5 ist eine Unteransicht, die die Endbrücke aus Fig. 2
zeigt;
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Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 aus
Figur 4, die die Endbrücke aus Fig. 2 zeigt;
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Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 aus
Figur 4, die die Endbrücke aus Fig. 2 zeigt;
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Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die die Bauteile aus
Fig. 2 als Zusammenbau mit einer Erregerspule zeigt,
die um Bereiche der Bauteile gewickelt ist, um die
Bauteile gemäß einiger Merkmale der Erfindung in einer
zusammengebauten Anordnung zu halten;
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Fig. 9 ist eine Draufsicht, die den Grundriß der Frontfläche
oder Endbrücke aus Fig. 2 zeigt, die dem obersten Blech
des Pakets gegenüberliegt und weiterhin schraffierte
Endbereiche der Polschuhe des Pakets zeigt, die sich
gemäß einiger Merkmale der Erfindung jenseits einer
Kragenbasis der Endbrücke erstrecken;
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Fig. 10 ist eine Seitenansicht, die gemäß einiger Merkmale der
Erfindung ein anderes Ausführungsbeispiel der Endbrücke
aus Fig. 2 zeigt;
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Fig. 11 ist eine Draufsicht eines Bereiches der Endbrücke, die
das andere Ausführungsbeispiel aus Fig. 10 zeigt;
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Fig. 12 ist eine Vorderansicht, die gemäß einiger Merkmale der
Erfindung eine Führung zum Einschalen eines Kragens der
Endbrücke aus Fig. 2 während des Wickelvorgangs der
Erregerspule zeigt;
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Fig. 13 ist eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, die die
relative Lage der Führung aus Fig. 12 und Bereiche der
Nutauskleidungen zeigt, die an jedes Ende der Polschuhe
angrenzen;
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Fig. 14 ist eine Ansicht entlang der Linie 14-14 aus Fig. 13,
die die Führung aus Fig. 12 in Lage mit einem Polschuh
und einer Nutauskleidung in Vorbereitung auf den
Wikkelvorgang zeigt; und
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Fig. 15 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, die die
Art des Zusammenbaus der Endbrücke aus Fig. 2 mit dem
Blechpaket zeigt.
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Bezogen auf Fig. 1 weist eine bekannte Ständer-Baugruppe 26,
die im Grunde eine Komponente eines Universal- oder
Hauptschlußmotors (nicht gezeigt) bildet, eine Erreger-Baugruppe 28 und
eine Kunststoffendbrücke 30 auf, die zusammengebaut sind, um die
Ständer-Baugruppe zu bilden. Es ist bekannt, daß die Endbrücke
30 mit etwas verbunden ist, was im allgemeinen als das
Kommutator-Ende der Ständer-Baugruppe 26 bekannt ist. Die
Erreger-Baugruppe 28 enthält eine Vielzahl von Blechen 32, die zu einem
Blechpaket 34 angeordnet sind, um einen eisernen oder
ferromagnetischen Kern mit einer zylinderartige Bohrung zu bilden. Das
Blechpaket 34 ist mit einem Paar Nuten 36 (eine gezeigt) an
gegenüberliegenden Seiten des Pakets ausgebildet, um eine
Schweißraupe 38 vorzusehen, die die Bleche 32 in der gestapelter
Anordnung zusammenhält. Ein Paar Kunststoffendringe 40 und 42 ist
an gegenüberliegenden Enden des Blechpakets 34 durch
Gewindestifte 44, die durch das Paket führen, befestigt.
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Die Bleche 32 sind jeweils mit zwei Sätzen von Polschuh-Teilen
(nicht gezeigt) ausgebildet, die, wenn sie zu einem Paket 34
angeordnet werden, zwei Sätze von Polschuhen (nicht gezeigt)
innerhalb der Bohrung des Kerns bilden. Die Endringe 40 und 42
haben eine entsprechende Form, die die Polschuhe an
gegenüberliegenden
Enden des Pakets 34 überdecken. Nutauskleidungen
(nicht gezeigt) aus einem isolierenden Material, sind an
Bereichen nahe der Polschuhe angeordnet. Zwei Sätze von Drahtspulen
46 sind um die Polschuhe des Pakets 34 und den überdeckenden
Bereich der Endringe 40 und 42 gewickelt, wobei die
Nutauskleidungen den Draht der Spulen gegen ein Anliegen an den metallenen
Polschuhen und angrenzenden Wänden des Pakets isolieren. Jeder
der Endringe 40 und 42 ist mit einer Spulenhalterung 48 und
einem Überdeckungsstreifen 50 gebildet und außerdem mit
Anschlußhalterungen 52 ausgebildet, die hülsenförmige Anschlüsse
54 halten, um die elektrische Verbindung der Drahtenden der
Spulen 46 zu vereinfachen.
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Die Endbrücke 30 ist mit einem zylindrischen Bereich 56 und
einem Brückenbereich 58 ausgebildet, der angeordnet ist, um
Aufnahmen und Kanäle zum Halten eines Ankerwellenlagers 60 und von
Bürstenkästen 62 zu schaffen. Die Größe und Form der Öffnung des
zylindrischen Bereiches 56 ist so gebildet, daß die Endbrücke 30
über die obersten Bleche 32 des Pakets 34 paßt, wobei der
zylindrische Bereich eine Schürze 64 bildet. Wenn die Endbrücke 30
mit der Erreger-Baugruppe 28 verbunden ist, werden zusätzlich
Gewindestifte 44 zum Befestigen der Endbrücke an der Erreger-
Baugruppe verwendet.
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Die bekannte Ständer-Baugruppe 26 benötigt eine
Ausgangsanordnung des Blechpakets 34 mit einer Einrichtung, wie einer
Schweißraupe 38, zum Zusammenhalten der Bleche 32 in der
gestapelten Anordnung. Getrennte Endringe 40 und 42 müssen dann an
gegenüberliegenden Enden des Pakets 34 angebracht und befestigt
werden, um eine Einrichtung zum Halten der Spulen 46 in dem
Paket zu schaffen.
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Die Spulen 46 sind vor jedem weiteren Zusammenbau mit Bauteilen
zum Bilden einer Ständer-Baugruppe 26 auf das Paket 34 und die
angebrachten Endringe 40 und 42 gewickelt. Die Endringe 40 und
42 müssen mit Einrichtungen, wie Anschlußhalterungen 52, zum
Abschluß der Wicklung der Spulen versehen sein, um
sicherzustellen, daß die Wicklung ohne weiteres zur nachfolgenden Verbindung
an andere Komponenten der Ständer-Baugruppe 26 verfügbar ist.
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Weiterhin sind aufgrund der Art, in der die Spulen 46 im Paket
34 angeordnet sind, Endringe 40 und 42 mit Spulenhalterungen 48
und Überdeckungsstreifen 50 ausgebildet, um zu verhindern, daß
sich die Wicklung der Spulen später in die Bohrung des Kerns
bewegt.
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Anschließend wird die Endbrücke 30 über das Ende der Erreger-
Baugruppe 28 gesetzt, wobei die Schürze 64 den angrenzenden Rand
des Pakets 34 überdeckt.
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Bezogen auf Fig. 2 sind ein Kopfschild, wie eine Endbrücke 66,
ein Erregerkern 68 und ein weiteres Endbauteil, wie ein Endring
70, entlang einer gemeinsamen Ständerachse 71 zum Zusammenbau in
Vorbereitung auf die Herstellung einer Ständer-Baugruppe
ausgerichtet. Die Endbrücke 66 ist zum Zusammenbau am Kommutatorende
der Ständer-Baugruppe angeordnet, während der Endring 70 zum
Zusammenbau am Lüfterende angeordnet ist. Die Endbrücke 66, die
auch in anderen Figuren einschließlich der Fig. 4, 5, 6 und
7 gezeigt ist, stellt das bevorzugte Ausführungsbeispiel der
Erfindung in bezug auf die Struktur der Endbrücke dar.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Erregerkern 68 durch Anordnung
einer Vielzahl ferromagnetischer Bleche 72 zu einem Paket 74 mit
einem definierten Äußeren gebildet, das ein Paar im Abstand
angeordnete zylinderartige Oberflächen 76 und eingefügte ebene
Oberflächen 78 aufweist. Es ist bekannt, daß jedes Blech mit
einem Paar im Abstand angeordneter Vorsprünge 79 ausgebildet
ist, die genauer in Fig. 15 gezeigt sind und Vertiefungen auf
der anderen Seite des Bleches bilden. Wenn die Bleche 72
gestapelt werden, sitzen die Vorsprünge 79 in den Vertiefungen des
angrenzenden Bleches, wodurch die Bleche verbunden und am
Schiefaufsitzen gehindert werden. In dieser Art werden die
verschiedenen Teile der Bleche 72 in Ausrichtung gebracht.
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Zwei gegenüberliegende Sätze von Polschuhen 80 werden durch das
Paket 74 gebildet und bestimmen eine Mittelpunkt-Bohrung 82 für
die nachfolgende Aufnahme eines Ankers (nicht gezeigt) zur
Bildung eines Motors. Die Polschuhe 80 sind mit dem ringähnlichen
Bereich des Bleches 72 durch einen integrierten Hals 84
verbunden und so angeordnet, daß sie Einschnitte 86 zur nachfolgenden
Aufnahme des Spulendrahtes schaffen, welcher zu einer
Erregerspule gewickelt wird. Ein Paar Nutauskleidungen 88 ist in den
Einschnitten 86 des Pakets 74 angeordnet, um den Spulendraht von
den Metallwänden der Einschnitte elektrisch zu isolieren. Es ist
anzumerken, daß mit dem Ineinandergreifen der Bleche 72 durch
die Vorsprünge 79 eine Schweißraupe zum Zusammenhalten der
Bleche in gestapelter Anordnung während des Aufbaus der Ständer-
Baugruppe nicht nötig ist. Ebenso sind aus dem gleichen Grund
keine Schrauben mehr nötig. Gleichwohl können, wenn gewünscht,
entweder die Schweißraupe oder Schrauben oder beides in dem
erfindungsgemäßen Zusammenbau verwendet werden.
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Bezogen auf die Fig. 2 und 4 bis 7 stellt die Endbrücke 66
eine einheitliche Struktur dar, die aus einem geeigneten
Kunststoffmaterial, wie einem technischen
Hochtemperatur-Kunststoffmaterial, besteht, und weist einen Körper 90 und einen
Brückenbereich 92 auf, der darin integriert gebildet ist. Der Körper 90
ist im allgemeinen zylindrisch mit einem Hohlraum 94, der eine
Öffnung 96 an einer paketanliegenden Oberfläche 97 (Fig. 5) an
einem Ende des Körpers hat. Eine Wand 98 überdeckt teilweise das
gegenüberliegende Ende des Raumes 94 und bildet einen Bereich
des Brückenbereiches 92. Eine Ebene 100 ist durch die äußere
Oberfläche der Wand 98 gebildet. Äußere seitliche Oberflächen
des Körpers 90 sind durch zwei im Abstand angeordnete
zylinderartige Wände 102 und zwei eingefügte ebene Wände 104 gebildet,
die mit dem Äußeren des Pakets 74 in Form und radialer Abmessung
von der Achse 71 übereinstimmen. Die paketanliegende Oberfläche
97 (Fig. 5) der Endbrücke 66, die in der Ebene mit die Öffnung
96 liegt und diese umgibt, ist im wesentlichen identisch mit der
Gestalt einer ebenen Oberfläche 106 (Fig. 2) des obersten
Bleches 72 des Pakets 74, außer, wie in Fig. 9 gezeigt, mit den
5 Endspitzen der Polschuhe 80.
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Ein Paar Fenster 108 ist an gegenüberliegenden, im Abstand
angeordneten Bereichen der Wand 98 und der ebenen Seitenwände 104
gebildet, um im Raum 94 ein Paar im Abstand angeordnete, Draht
haltende Kragen 110 zu ergeben. Jeder der Kragen 110 ist durch
Halsbereiche 112, die an der Öffnung 96 des Raumes 94 angeordnet
sind, mit der angrenzenden ebenen Wand 104 integriert gebildet
und davon im Abstand angeordnet. Jeder der Kragen 110 ist durch
ein Paar im Abstand angeordneter Haltebauteile 114 gebildet, das
durch einen Befestigungsschenkel 115 nahe der Basis darauf
befestigt ist. Wie insbesondere in Fig. 7 gezeigt wird, ist eine
nach innen zeigende Wandoberfläche 116 durch die ebene Wand 104
gebildet und an den Halsbereich 112 angrenzend und vom Schenkel
115 im Abstand angeordnet, wobei alles zusammen eine Aufnahme
117 ausbildet, die beim Bilden der Spulenwicklung die ersten
Litzen des Spulendrahtes aufnimmt. Die gegenüberliegenden
äußersten Seiten der im Abstand angeordneten Bauteile 114 erstrecken
sich über eine Strecke, die gleich der Breite des Bereiches des
Fensters 108 ist, das in der ebenen Wand 104 ausgebildet ist.
Weiterhin sind die Kragen 110 in einer Krümmung von einer Seite
zur anderen radial um die Achse 71 gebildet.
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Da die verlängerte Form der Polschuhe 80 in dem magnetischen
Kreis einer Ständer-Baugruppe benötigt wird, ist festgestellt
worden, daß es nicht notwendig ist, die gesamte ebene Oberfläche
der Polschuhe im Zusammenbau der Komponenten der
Ständer-Baugruppe zu isolieren. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, bedecken und
isolieren die Basisoberflächen 118 jeder der Kragen 110, die
Bereiche der paketanliegenden Oberfläche 97 bilden, wirkungsvoll
die unterliegenden Bereiche der Polschuhe 80 und die
angrenzenden Hälse 84 (Fig. 2), bedecken aber nicht die äußersten Enden
der Polschuhe. Wie später beschrieben wird, schafft die
Endbrükke 66 mit den Basisoberflächen 118 und dem integrierten
Kunststoffmaterial, das sich von der Basisoberfläche zu Bereichen des
Kragens 110 und der Halsbereiche 112 erstreckt, die notwendige
Isolierung über den unterliegenden Bereichen der Polschuhe 80
und der Hälse 84 gemäß einiger Merkmale der Erfindung.
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Ein Paar im Abstand angeordneter, ausgerichteter Bürstenkanäle
120 ist, weiterhin auf die Fig. 2 und 4 bis 7 bezogen, in die
Wand 98 des Brückenbereiches 92 der Endbrücke 66 eingefügt, um
in der Endmontage der Bürsten (nicht gezeigt) bei der
Herstellung eines Motors ein Paar Bürstenkästen (nicht gezeigt) zu
halten. Aussparungen 122 sind zusammen mit den Bürstenkanälen
120 gebildet und umgeben die Löcher 124, welche sich durch den
Körper 90 der Endbrücke 66 erstrecken, wie in Fig. 6 deutlicher
gezeigt wird. Die Löcher 124 sind mit den Löchern 126 im
Blechpaket 74 ausrichtbar, um einen Durchgang für die Schrauben zu
erleichtern. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die paketanliegende
Oberfläche 97 der Endbrücke 66 mit im Abstand angeordneten,
fluchtenden Führungszapfen 128 und mit Einprägungen 129
ausgebildet, die die Führungszapfen umgeben und sich von den Löchern
124 aus erstrecken. Die Führungszapfen 128, die sich von den
Einprägungen 129 nach außen erstrecken, führen schließlich in
grober Richtung in Einschnitte 130 (Fig. 2) ähnlicher Gestalt,
die in jedem Blech 72 in Übereinstimmung mit den Löchern 126
ausgebildet sind, um im allgemeinen das Plazieren der Endbrücke
66 auf dem Paket 74 zu unterstützen. Der Bereich 131 der
Oberfläche 97, der die Einprägungen 129 unmittelbar umgibt, ist
durch ein gittergeriffeltes Muster ausgeführt und erstreckt sich
ebenfalls in geringerem Maße als die Einprägungen von der
Oberfläche 97 nach außen. Der Zweck der Bereiche 131 wird später
erklärt.
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Der Brückenbereich 92 enthält weiterhin eine Lagerbuchse 132,
die sich von der Wand 98 vom Raum 94 weg erstreckt. Die
Lagerbuchse 132 wird durch vier Rippen 134 gehalten, die sich von den
äußeren Seitenwänden der Lagerbuchse zur Ebene 100 erstrecken.
Die Lagerbuchse 132 ist innen mit einem offenen Raum 136
einschließlich einer Lageraufnahme 138 gebildet. Der Raum 136 der
Lagerbuchse steht an einem Ende mit dem Raum 94 des Körpers 90
in Verbindung und ist am Ende der Lageraufnahme mit einer
Öffnung 140 versehen.
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Der Endring 70 ist, wieder auf Fig. 2 bezogen, ein ebener
Kunststoffring mit einer paketanliegenden Oberfläche 142, die
identisch mit der paketanliegenden Oberfläche 97 der Endbrücke
66 gestaltet ist. Der Endring 70 ist mit einem Paar Draht
haltender Kragen 144 und Halsbereichen 146 ausgebildet, die mit der
Struktur der Kragen 110 und der Halsbereiche 112 der Endbrücke
66 identisch sind. Ein Paar Löcher 148 ist durch im Abstand
angeordnete Bereiche des Endringes 70 gebildet und mit den Löchern
124 und 126 der Endbrücke 66 bzw. des Pakets 74 für die Aufnahme
von Schrauben ausrichtbar.
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Eine Ständer-Baugruppe 150 enthält, wie in Fig. 8 gezeigt, eine
Endbrücke 66, einen Erregerkern 68 und einen Endring 70 und
weist weiterhin zwei Sätze von Erregerspulenwicklungen 152 auf,
die um die Kragen 110 und 144 an gegenüberliegenden Enden des
Pakets 74 und durch die zugehörigen Einschnitte 86 des Pakets
gewickelt sind. Es sei erwähnt, daß die Spulenwicklungen 152
vollständig in die Ständer-Baugruppe 150 eingefügt sind. Bei
einer Montage zur Herstellung der Ständer-Baugruppe 150 wird
zuerst ein Lager (nicht gezeigt) in die Aufnahme 138 eingepreßt.
Bürstenkästen (nicht gezeigt) werden in Bürstenkanäle 120
gefügt. Die Endbrücke 66 und der Endring 70 werden an
gegenüberliegenden Enden des Blechpakets 74 angesetzt, um eine
ungewikkelte Baugruppe mit den paketanliegenden Oberflächen 97 bzw. 142
zu bilden, die in der in Fig. 9 gezeigten Art an den ebenen
Oberflächen der äußersten Bleche 72 anliegen und diese bedecken.
In diesem Zusammenbau sind die Endbrücke 66, der Erregerkern 68
und der Endring 70 in Ausrichtung mit Achse 71 gebracht.
Weiterhin schaffen die paketanliegenden Oberflächenbereiche der
Endbrücke
66 und des Endringes 70, die an Bereichen der Polschuhe
80 und der Hälse 84 in der in Fig. 9 gezeigten Art anliegen und
diese bedecken, eine Einrichtung, die mit der einheitlichen
Endbrücke zum Isolieren der bedeckten Bereiche integriert
gebildet ist.
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Danach wird eine Drahtwickeleinrichtung (nicht gezeigt) in den
Endring oder das Lüfterende einer Bohrung eingeführt, die durch
die ungewickelte Baugruppe gebildet ist und wird angeordnet, um
einen Drahtwickelvorgang durchzuführen. Eine Drahtwickeltechnik,
die benutzt werden kann, um ein Wickeln des Drahtes in der
Bohrung der ungewickelten Baugruppe durchzuführen, wird in der
US-PS 4 612 702 gezeigt, die für den Anmelder, Dale K. Wheeler,
erteilt und auf den gleichen Inhaber, Black & Decker Inc.,
übertragen wurde. Die in der US-PS 4 612 702 gezeigte Technik
verwendet ein exzentrisches Wickelverfahren, um die Spulendrähte in
die Einschnitte 86 des Blechpakets 74, in die Aufnahmen 117 und
über die Halsbereiche 112 der Endbrücke 66 und die Halsbereiche
des Endringes 70 zu legen. Wie oben in bezug auf die
einheitliche Endbrücke 66 erwähnt, isoliert das Kunststoffmaterial der
Endbrücke zwischen jeder der Basisoberflächen 118 auf der einen
Seite und den Halsbereichen 112 und Bereichen der Kragen 110 auf
der anderer Seite die Polschuhe 80 und die Hälse 84 von dem
Spulendraht. Die einheitliche Endbrücke 66 weist somit nicht
nur, wie oben angemerkt, die Isoliereinrichtung auf, sondern
enthält ebenfalls den Brückenbereich 92, der Halteeinrichtungen
für motorbezogenen Bauteile, wie Bürsten und ein Wellenlager,
vorsieht. Der Endring 70 schafft ebenfalls eine vergleichbare
Isolierungswirkung am gegenüberliegenden Ende des Blechpakets
74.
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Die einheitliche Endbrücke 66 erfüllt so in dem Aufbau der
Ständer-Baugruppe 150 alle notwendigen Merkmale an einem Ende des
Erregerkerns 68 und beseitigt dadurch die Notwendigkeit eines
zusätzlichen Endringes, wie er in der Ständer-Baugruppe 26 (Fig.
1) erforderlich ist. Dies ist erreichbar, auch wenn das äußere
Ende der Endbrücke 66 wirksam durch die Bauart des
Brückenbereiches 92 geschlossen wird. Wie in Fig. 8 gezeigt, hat die
Ständer-Baugruppe 150 durch Verwendung der einheitlichen Endbrücke
66 ein im wesentlichen einheitliches Äußeres in Form und
Abmessung von einem Ende zum anderen, da das Äußere der Endbrücke
gleichförmig mit dem Äußeren des Blechpakets übereinstimmt.
Dieses schafft eine Ständer-Baugruppe, die weniger Platz in
einem Motorgehäuse benötigt und erlaubt dadurch ein schmaleres
Gerät im Vergleich zu einem Gerät, das die bekannte
Ständer-Baugruppe 26, wie in Fig. 1 gezeigt, verwendet. Da weiterhin keine
zusätzlichen Bauteile, wie die nachträglich zu wickelnde Einheit
der Endbrücke 30, die in der Ständer-Baugruppe 26 (Fig. 1)
benötigt wird, mit der Ständer-Baugruppe 150 verbunden werden
müssen, schaffen die Erregerspulenwicklungen 152 der Ständer-
Baugruppe 150 nach dem Wickelvorgang eine Einrichtung zum
Zusammenhalten all dieser Bauteile (z. B. Endbrücke 66, Erregerkern
68 und Endring 70). Dies beseitigt die Notwendigkeit einer
gesonderten Einrichtung, wie einer Schweißraupe und/oder
Schrauben, um die Bauteile zusammenzuhalten.
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Da weiterhin die Wicklungen 152 direkt in der Endmontage der
Ständer-Baugruppe 150 gewickelt werden, können die Enden der
Wicklungen endgültig abgeschlossen werden. Zum Beispiel können
die abschließenden Enden direkt mit den zugehörigen
Bürstenkästen, die in der Endbrücke 66 angebracht sind, verbunden werden,
anstatt mit den Anschlüssen 54 (Fig. 1) zur nachfolgenden
Verbindung mit anderen Einrichtungen verbunden zu werden, was in
bezug auf die bekannte Ständer-Baugruppe 26 gemacht wird. Andere
abschließende Enden der Wicklungen 152 können auch direkt mit
Abschlußpunkten verbunden werden, die an der Endbrücke 66 zur
nachfolgenden Verbindung mit Stromkreisen außerhalb der Ständer-
Baugruppe 150 angebracht oder ausgebildet sind. Zum Beispiel
ist, bezogen auf Fig. 8, ein Bürstenkasten 147 gestrichelt
gezeigt und mit einem Anschluß 149 zur Verbindung mit einem Ende
151 der Spulenwicklung 152 ausgebildet, während das andere Ende
153 der Spulenwicklung mit einem Anschluß 155 verbunden ist, der
in den Vorsprung 157 führt, der mit der Endbrücke 66 integriert
gebildet ist.
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Weiterhin vereinfacht die Bauweise der Endbrücke 66 den Aufbau
von Spulenwicklungen 152 während des Wickelvorgangs vollkommen
von innerhalb die Bohrungsöffnung der Ständer-Baugruppe 150, die
die Endbrücke enthält. Deshalb ist die Spulenwicklung 152
komplett innerhalb der Ständer-Baugruppe 150 enthalten.
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Bezogen auf Fig. 3 ist ein anderes Endbauteil, wie ein
Endabstandshalter 154, mit einer im allgemeinen zylindrischen
Außenwand 156 und einem Paar Kragen 158 gebildet, das identisch mit
den Kragen 110 und 144 der Endbrücke 66 bzw. des Endringes 70
ist. Der Endabstandshalter 154 ist ebenfalls mit im Abstand
angeordneten Zwischenwänden 160 (eine gezeigt) an
gegenüberliegenden inneren Wänden der Außenwand 156 ausgebildet. Der
Endabstandshalter 154 kann anstelle des Endringes 70 verwendet und
mit dem Lüfterende der Ständer-Baugruppe für eine Motoreinheit,
die einen Lüfter (nicht gezeigt) aufweist, verbunden werden. In
dieser Verwendung wäre der Lüfter außerhalb eines Endes der
Außenwand 156 und der angrenzenden Zwischenwände 160 plaziert, die
die Luftströmung des Lüfters unterstützen. Die Verwendung des
Endabstandshalters 154 offenbart ein weiteres
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ständer-Baugruppe.
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Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, stellt ein Kragen 162, der
statt des Kragens 110 an der Endbrücke 66 verwendet werden kann,
wenn mittlere Drahtstärken benutzt werden, um Motoren mittlerer
Größe herzustellen, ein anderes Ausführungsbeispiel dar. Der
Kragen 162 ist mit einem Haltebauteil 164 ausgebildet, das sich
zum Beispiel zur linken Seite des Fensters 108 der Endbrücke 66
über eine Distanz erstreckt, die ausreichend ist, um zu
ermöglichen, daß die Basisoberfläche dieses Bauteils und des
verbundenen Halsbereiches 112 den unterliegenden Polschuh 80 und den
Hals 84 vollkommen bedecken. Die verbleibenden Bereiche des
Kragens 162 können ein im Abstand angeordnetes Haltebauteil 114
aufweisen, das, in der gleichen Art wie vorhergehend
beschrieben, mit dem Bauteil 164 über den Schenkel 115 verbunden
ist. Oder, das Bauteil 114 wird durch ein Bauteil entsprechend
der Form von Bauteil 164 ersetzt, das sich über eine
vergleichbare Distanz zur Rechten des Fensters 108 erstreckt. Der Kragen
162 kann weiterhin von einer Seite zur anderen massiv
ausgebildet sein, anstatt daß er mit einem Zwischenraum ausgebildet ist,
der normalerweise über dem Schenkel 115 liegt.
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Die Vorderseite des Bauteils 164, die direkt an die linken Kante
angrenzt, ist mit einem halbkegelförmigen Nockenelement 166
integriert gebildet, das nach außen gerichtet aus diesem Bauteil
herausragt. Während eines Spulenwickelvorgangs neigt die
Eckkante der Nutauskleidung 88 (Fig. 2) dazu, in einen Bereich an
der unteren linken Kante der Vorderseite des Haltebauteils 164
in den Weg des Spulendrahtes zu ragen. Dieses Hineinragen
verursacht häufig, daß der Spulendraht fehlgerichtet wird, so daß
der Draht hinter die Nutauskleidung 88 fällt oder ein Verbiegen
der Nutauskleidung verursacht. Offensichtlich ist das nicht zu
akzeptieren.
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Wenn der Spulendraht über die Vorderseite des Kragens 162 und
nach unten in die Aufnahme 117 (Fig. 7) geführt wird, zwingt
das kegelförmige Nockenelement 166 den Draht von der Vorderseite
des Kragens und dadurch von der Nutauskleidung 88 weg. Hierdurch
wird der Spulendraht so plaziert, daß er in den Einschnitt 86
vor der Nutauskleidung 88 geführt und so ein Verbiegen der
Nutauskleidung oder ein Führen hinter die Auskleidung verhindert
wird.
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Bezogen auf Fig. 12 ist ein Kragenhalter 168 entwickelt, um
z. B. während des Drahtwickelvorgangs hinter dem Kragen 110
plaziert zu werden, wenn Draht mit großem Durchmesser zum
Herstellen großer Motoren verwendet wird. Dieser stützt den Kragen 110
gegen jede außergewöhnliche Belastung, die während des Wickelns
von Draht mit großen Durchmesser gegen den Kragen ausgeübt
werden
kann. Wenn der Wickelvorgang beendet ist, hat der Kragen 110
eine ausreichender Stabilität, um die Spulenwicklung, wie die
Wicklung 152, in der gewickelten Anordnung zu halten. Der
Kragenhalter 168 wird ebenso verwendet, um den Kragen 144 des
Endringes 70 auf gleiche Art zu stützen. Der Kragenhalter 168
schafft ebenfalls eine Draht lenkende Einrichtung in der Art,
daß der Kragen 162 den Spulendraht aus nachfolgend beschriebenen
Gründen über und an der Nutauskleidung 88 vorbeiführt
oder -lenkt.
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Der Kragenhalter 168 besteht aus zwei Bereichen 170 und 172, die
in ihrem äußeren Aufbau im wesentlichen identisch sind und aus
einem metallenen Material bestehen, wie z. B. aus gehärtetem
polierten Stahl. Die Bereiche 170 und 172 werden durch einen
Gewindestift 176 und eine Feder 178 in anliegendem
Eingriffentlang der Vorderlinie 174 gehalten. Die äußeren Enden 180 und 182
der Bereiche 170 bzw. 172 sind, wie gezeigt, an
gegenüberliegenden Ecken jedes Bereiches abgerundet, die mit einer
Stütz-Einschnappklinke 184 und einem Nockenelement 186 mit einer
abgeschrägten Oberfläche 187 ausgebildet sind. Wie in Fig. 13
gezeigt, ist die äußere vordere Oberfläche jeder der Bereiche 170
und 172 des Kragenhalters 168 in einer Krümmung ausgebildet, die
mit der Krümmung der Kragen 110 und 144 übereinstimmt. Ebenso
ist jede äußere vordere Oberfläche mit einem längsgerichtet
verlaufenden Absatz 188 ausgebildet, der, wie in Fig. 13 gezeigt,
zum Beispiel die innere Oberfläche des Kragens 110 bündig
aufnimmt und stützt. Wie weiterhin in Fig. 13 gezeigt, ist die
innere Oberfläche jeder der Bereiche 170 und 172 in einer
konkaven Krümmung 190 ausgebildet.
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Bezogen auf Fig. 14 wird beim Zusammenfügen des Kragenhalters
168 mit der ungewickelten Ständer-Baugruppe ein Paar Löcher 192
und 194 der Bereiche 170 bzw. 172 über einem Paar von
automatischen Greifern 196 bzw. 198 plaziert. Danach werden die Greifer
196 und 198 in eine axiale Richtung der Bohrung 82 in
Übereinstimmung gebracht, um den Kragenhalter 168 in der Bohrung im
allgemeinen nahe der Achse 71, aber deutlich zwischen den Kragen
110 und 144 zu plazieren. Wenn sich der Kragenhalter 168 nahe
einer Kragenhalterposition befindet, bewegen sich die Greifer
196 und 198 gegen die Kraft der Feder 178 auseinander, um die
Bereiche 170 und 172 voneinander zu trennen. Die Greifer 196 und
198 bewegen sich dann seitlich zur Achse 71, wobei eine
Oberfläche 200 des Bereiches 170 eingreift und die Nutauskleidung 88
vom Polschuh 80 fortbewegt. Die Greifer 196 und 198 werden dann
zusammenbewegt, wobei die Bereiche 170 und 172 entlang der
Vorderlinie 174 anliegen. Wenn dies passiert, ist die
Stütz-Einschnappklinke 184 vor dem Polschuh 80 plaziert, während sie die
Nutauskleidung 88 in der nach außen getrennt angeordneten Lage
hält. Ein gleicher Vorgang findet mit den verbleibenden drei
Einschnappklinken 184 statt, die an den verbleibenden drei Ecken
des Kragenhalters 168 angeordnet sind. Durch den Vorteil der
vier Einschnappklinken 184 ist der Kragenhalter 168 an den
Polschuhen 80 innerhalb der Bohrung der ungewickelten Baugruppe,
die die Endbrücke 66, den Erregerkern 68 und den Endring 70
enthält, eingeklinkt. Der Kragenhalter 168 bewegt ebenfalls die
Absätze 188 in eine Lage, um die Kragen 110 und 144 abzustützen.
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Wenn der Kragenhalter 168 in die Einklink-Position bewegt wird,
bewegt sich jedes der Nockenelemente 186 über ein angrenzendes
Ende 202 der Nutauskleidung 88, um das Ende unter einer nach
unten abgeschrägten Kante 204, die durch die Nockenelemente
gebildet wird, zu greifen. Auf diese Weise werden die Enden 202
der Nutauskleidungen 88 durch die abgeschrägten Kanten 204 daran
gehindert, sich vor die Nockenelemente 186 zu erstrecken. Danach
werden die Greifer 196 und 198 seitlich nach innen zur Achse 71
bewegt, wobei sich die Greifer aus den Löchern 192 und 194
herausbewegen und aus dem eingeklinkten Kragenhalter 168 ausrasten.
Die Greifer 196 und 198 werden dann in axialer Richtung aus der
Bohrung 82 herausgezogen.
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Ein exzentrischer Wickelmechanismus 206, in Fig. 13 gezeigt,
wird dann axial in die Bohrung 82 und nach außen seitlich zur
Achse 71 in die gezeigte Lage innerhalb der Krümmung 190 des
Kragenhalters 168 bewegt. Der Mechanismus 206 wird dann in der
Art betrieben, wie sie in der zuvor erwähnten US-PS 4 612 702
beschrieben ist, um einen Wickelvorgang durchzuführen, wobei ein
Spulendraht über die abfallende Oberfläche 187 jedes
Nockenelementes 186 geführt wird, um zu verhindern, daß der Draht in die
Enden 202 der Nutauskleidungen 88 greift.
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Der Mehrzweck-Kragenhalter 168 ist in die ungewickelte Baugruppe
selbst-einklinkend, stützt die Kragen 110 und 144 während des
Wickelvorgangs, ohne diesen Vorgang zu stören, überdeckt die
Enden 202 der Nutauskleidungen 88 und führt den Draht von den
Auskleidungsenden weg. Obgleich der Kragenhalter 168 außerdem
eine ausreichende Größe hat, um die oben genannten Funktionen zu
erreichen, greifen Bereiche des Halters, die während dieser
Zeitdauer im Raum 94 der Endbrücke 66 angeordnet sind,
ungeachtet des Vorhandenseins des Brückenbereiches 92 nicht in
irgendwelche Bereiche der Endbrücke ein.
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Nach der Beendigung des Wickelvorgangs werden der
Wickelmechanismus 206 und der Kragenhalter 168 in einer Vorgehensweise aus
der Bohrung 82 entfernt, die entgegengesetzt der oben
beschriebenen Vorgehensweise ist.
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Beim Zusammenbau von Ständer-Baugruppen, wie der Ständer-Baugruppe
150, werden während des Aufbaus der Spulenwicklung 152 durch den
Spulendraht Belastungen auf die Kragen 110 ausgeübt. Diese
Belastungen, die die Kragen 110 nach innen zur Achse 71 drücken
können, ändern sich mit dem Durchmesser des Drahtes und durch
die verschiedenen geometrischen Muster der Spulenwicklungen 152,
die verwendet werden können. Der geringere Drahtdurchmesser
verursacht die geringste Belastung. Wenn die Kragen 110 erheblich
eingedrückt werden, können sie die nachträgliche Montage einer
Anker-Baugruppe innerhalb der Bohrung der Ständer-Baugruppe 150
stören. Dies findet besonders am Lüfterende der
Ständer-Baugruppe 150 statt, wo der breite Körper des Ankers durch den Bereich
der Bohrung der Ständer-Baugruppe, die durch das Blechpaket 74
gebildet wird, in seine endgültige Lage geführt werden muß. Der
Kommutator der Anker-Baugruppe, der im Durchmesser kleiner ist,
sollte ungeachtet der Verbiegung der Kragen 110 keine
Schwierigkeit haben, in den Raum 94 der Endbrücke 66 zu passen.
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In kleinen Motoren ist der Durchmesser des Spulendrahtes gering,
und die Verbiegung der Kragen 110 ist minimal. Bei kleinen
Motoren kann so während des Wickelvorgangs die Endbrücke 66 mit den
Kragen 110 ohne die Notwendigkeit einer Abstützung durch den
Kragenhalter 168 oder der Verwendung der Kragen 162 benutzt
werden. Bei Motoren mittlerer Größe, die einen mittleren
Drahtdurchmesser verwenden, bekommt die Kragenverbiegung eine größere
Bedeutung. In diesem Fall kann der breitere Kragen 162 mit dem
Nockenelement 166 verwendet werden, um während des
Wickelvorgangs eine stärkere Abstützung mit begrenzter Verbiegung zu
erreichen. Für größere Motoren schließlich, die größere
Drahtdurchmesser verwenden, kann der Kragenhalter 168 benutzt werden,
um einen starken Halt der Kragen 110 während des Wickelvorgangs
zu erreichen.
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Bei der Anordnung von Spulen 46 müssen in der bekannten Ständer-
Baugruppe 26 (Fig. 1) Wicklungsformen oder Gabeln verwendet
werden. Während die Gabeln axial in die Bohrung des Pakets 34
eingeführt werden, sind die Gabeln in eine Draht formende
Position bewegbar und werden während des Draht formenden Vorgangs
durch eine Einrichtung gehalten, die seitlich durch Einschnitte,
die in der Wandstärke der Endringe 40 und 42 ausgebildet sind,
in die Bohrung führt. Die Einschnitte sind angrenzend an und in
Übereinstimmung mit dem Bereich außerhalb der Spulenhalterung 48
plaziert, wobei Bereiche des Spulendrahtes der Spulen 46 über
den Einschnitten plaziert sind. Hauptbereiche der Einschnitte
sind so angeordnet, daß der Spulendraht der Spulen 46 am
äußersten Blech 32 freiliegt. Um nationale und internationale
Sicherheitsstandards für Kriechströme zu erfüllen, müssen die Endringe
40 und 42 eine vorgeschriebene Dicke haben, um sicherzustellen,
daß der Spulendraht vom äußersten Blech 32 einen ausreichenden
Abstand hat, um diese Sicherheitsstandards zu erfüllen.
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Wie oben erwähnt, wird der Kragenhalter 168 axial in die Bohrung
82 eingeführt und vollkommen darin gehandhabt und in die Kragen
stützende Position bewegt, wo der Kragenhalter in seine Position
einklinkt. Der Handhabungsmechanismus wird dann herausgenommen,
um die Bohrung für das Einführen des Wickelmechanismus 206
freizumachen. Durch Steuern der Bewegung des Kragenhalters 168
innerhalb der Bohrung und durch Einklinken des Halters in der
Bohrung, besteht keine Notwendigkeit für die Ausbildung von
Einschnitten in der Endbrücke 66, um den Kragenhalter 168 von einer
Position außerhalb der Endbrücke zu steuern. Die wirksame Dicke
des Bereiches der Endbrücke 66, die mit dem Blechpaket 74 in
Verbindung steht, ist geringer als die Dicke der Endringe 40 und
42 der bekannten Ständer-Baugruppe 26. Dies reduziert
vergleichsweise die mittlere Windungslänge des Spulendrahtes, der
bei der Bildung der Spulenwicklungen 152 benötigt wird, wodurch
die Kosten des Gesamtproduktes reduziert werden.
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Bezogen auf Fig. 15 wird bei der Bildung einer
Ständer-Baugruppe, wie der Ständer-Baugruppe 150 (Fig. 8), ein Endbauteil, wie
ein multifunktionaler Endabstandshalter 208, auf die Basis einer
Beladeaufnahme 210 einer Montagepalette 212 gesetzt, die mit der
Achse 71 ausgerichtet ist. Es ist bekannt, daß andere
Endbauteile, wie der Endring 70 oder der Endabstandshalter 154, in der
Anordnung der Ständer-Baugruppe für den Endabstandshalter 208
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eingesetzt werden können. Eine Vielzahl von Blechen 72 wird in
die Aufnahme 210 und auf den Endabstandshalter 208 gefügt. Wie
oben erwähnt, ist jedes der Bleche 72 mit einem Paar geprägter
Vorsprünge 79 ausgebildet, das nach oben aus der Ebene des
Bleches herausragt, um die Bleche zu verbinden und um ein
Schiefaufsitzen zu verhindern. Die Vorsprünge 79 sind, wie in Fig. 2
gezeigt, auf den Hälsen 84 der Bleche 72 plaziert. Nachdem der
Endabstandshalter 208 und die Bleche 72 in die Palettenaufnahme
210 eingesetzt worden sind, wird ein dehnbarer Richtdorn 214
axial innerhalb der Bohrung 82 des Pakets 74 plaziert. Die
dehnbaren Elemente (nicht gezeigt) des Richtdorns 214 werden dann
angeordnet, um einzugreifen und die Bohrungsbereiche der Bleche
72 auszurichten.
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Wegen der Toleranzen in der Dickenabmessung der Bleche 72 lassen
sich die Bleche nicht auf parallele Weise stapeln, können also
auf der einen Seite höher als auf der anderen sein. Dieser
geneigte oder nichtparallele Zustand ist in Fig. 15 in einer
übertriebenen Art gezeigt, stellt aber trotzdem einen Zustand
dar, der vorkommen kann. Zumindest steht das oberste Blech 72
nicht senkrecht zur Ständerachse 71.
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Wie weiterhin in Fig. 15 gezeigt, trägt die Endbrücke 66 in der
Aufnahme 138 (Fig. 6) ein Wellenlager 218. Ein Führungszapfen
220 einer Presse (nicht gezeigt) wird im Lager 218 plaziert und
erstreckt sich in Ausrichtung mit der Ständerachse 71 in den
Raum 94 der Endbrücke 66. Eine Mehrzahl von verbundenen
Preßzapfen 222 (einer gezeigt) und eine Mehrzahl von
Schürzenhaltegreifern 224 (einer gezeigt) sind, wie gezeigt, an vier im Abstand
angeordneten Bereichen um die Endbrücke 66 plaziert. Mit der
Anordnung des Führungszapfens 220, der Preßzapfen 222 und der
Haltegreifer 224 wird die Endbrücke 66 in genauer axialer
Ausrichtung mit der Ständerachse 71 gehalten, wobei die
paketanliegende Oberfläche 97 der Endbrücke senkrecht zur Ständerachse
steht.
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In diesem Ausführungsbeispiel der Endbrücke 66 ist eine Mehrzahl
von Einprägungen 226 mit einem gittergeriffelten Muster
ausgebildet, das aus der paketanliegenden Oberfläche 97 der
Kunststoffendbrücke herausragt und damit integriert ist. Wie oben
erwähnt, ist die Oberfläche 97 (Fig. 5) mit Führungszapfen 128,
Einprägungen 129 und gittergeriffelten Bereichen 131
ausgebildet. Die gittergeriffelten Bereiche 131 und die
gittergeriffelten Einprägungen 226 sind, wie in Fig. 5 gezeigt, an vier
jeweils um 90º voneinander versetzt angeordneten Bereichen auf der
Oberfläche 97 der Endbrücke 66 angeordnet.
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Schließlich wird die Presse zum Absenken der Endbrücke 66 auf
die gestapelten Bleche 72 betrieben. Anfangs führen die
Führungszapfen 128, die in ihrem Querschnitt schmaler als die
Einschnitte 130 sind, in die Einschnitte 130 der äußersten Bleche
72, um eine grobe Ausrichtung der Endbrücke mit dem Paket 74 zu
erreichen. Die Einprägungen 129 der Endbrücke 66 sind ähnlich
geformt, haben aber einen größeren Querschnitt als die
Einschnitte 130. Die Einprägungen 129 werden anschließend in und um
die Einschnitte gestaucht, um eine genauere Führung der
Endbrükke mit dem Paket 74 zu erreichen. Wenn die Presse die Endbrücke
66 weiter absenkt, greifen die Oberflächenbereiche der obersten
Lamelle 72, die die Löcher 124 und die Einschnitte 130 umgeben,
mit den gittergeriffelten Bereichen 131 ein, wobei Teile der
Bereiche 131 abhängig von der Neigung oder der Nichtparallelität
des Pakets 74 deformiert werden. Zum Beispiel werden solche
Teile der Bereiche 131, die mit höheren Bereichen des geneigten
Pakets 74 eingreifen, stärker deformiert als Teile der Bereiche,
die mit niedrigeren Bereichen des Pakets eingreifen, da die
Endbrücke 66 in axialer Ausrichtung mit der Ständerachse 71
gehalten wird.
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Während des Absenkens der Endbrücke 66 greifen die
gittergeriffelten Kunststoff-Einprägungen 226 ein und werden durch die
Metallvorsprünge 79 der obersten Lamelle 72 gestört und gestaucht.
Bei diesem Vorgang wirkt jeder der Vorsprünge 79 wie ein Dübel
und bildet ein "persönliches" Dübelloch (nicht gezeigt), dessen
Tiefe durch den Grad der Neigung des Pakets der Bleche 72 am Ort
des Vorsprungs bestimmt wird. Da jeder Vorsprung 79 in einem
zugehörigen selbstgeformten Loch der zugehörigen Einprägung 226
sitzt und dadurch eine genaue Plazierung der Endbrücke 66 in
bezug auf die Bleche 72 unterstützt, differiert die Tiefe der
Löcher mit der Neigung oder der Nichtparallelität der Bleche in
der gleichen Art wie oben in bezug auf die Bereiche 131
beschrieben.
In jedem Fall wird eine genaue
Vierpunkt-Verdübelungs-Wirkung in den gittergeriffelten Bereichen 131 und den
Einprägungen 226 ohne Neigung erreicht, wobei die Endbrücke 66
in ihre richtige axiale Ausrichtung mit der Ständerachse 71
gebracht wird. Durch den Vorteil der Art, in der die Endbrücke 66
durch die Presse gehalten wird, und durch den Vorteil der
Stauchwirkung der Bereiche 131 und der Einprägungen 226 wird
jede zurückgebliebene Nichtparallelität aufgehoben.
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Obgleich deshalb das Paket der Bleche 72 nach dem Zusammenbau
mit der Endbrücke 66 in einer nichtparallelen Anordnung bleibt,
verbleibt die Endbrücke, die das Ankerwellenlager 218 aufnimmt,
in axialer Ausrichtung mit der Ständerachse 71. Jede Ständer-
Baugruppe, die in dieser Technik zusammengebaut wird, schafft
eine genaue axiale Ausrichtung für den Anker und die Ankerwelle,
auch wenn die Bleche 72 des Pakets 74 nicht parallel sind. Diese
Technik schafft eine verbesserte Ankerausrichtung, reduziert
Paketunregelmäßigkeiten, aus denen Vibrationen und
Motordurchbrand resultieren und verlängert die Lebensdauer des Lagers.
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Wenn die Presse die Endbrücke 66 im Zusammenbau mit dem
Blechpaket 74 herunterdrückt, tritt der Führungszapfen 220 in eine
Öffnung 228 des Richtdorns 214 ein, der eine Führungshülse (nicht
gezeigt) trägt, um eine Führungsausrichtung des Führungszapfens
und des Richtdorns entlang der Ständerachse 71 zu vereinfachen.
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Danach werden die Stifte 220 und 222 und die Greifer 224 von der
Endbrücke 66 weggezogen, und der Richtdorn 214 wird aus der
Bohrung 82 gezogen, wodurch der angefügte Abstandshalter 208, die
Bleche 72 und die Endbrücke 66 dazu neigen, sich aus ihrer
eingedrückten Anordnung, die während des Einwirkens der Presse
bewirkt wurde, zu erholen. Die zusammengebaute Endbrücke 66, das
Paket 74 und der Endabstandshalter 208 werden dann mit der
Palette 212 zu einer anderen Station transportiert, wo eine
Kragenabstützung und ein Spulenwickelvorgang in der Art
durchgeführt
wird, wie vorher in bezug auf die Fig. 12, 13 und 14
beschrieben wurde.
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Insbesondere wird die Palette 212 zu einer anderen Station
bewegt, wo die entspannte Endbrücke 66, die Bleche 72 und der
Endabstandshalter 208, die eine ungewickelte Einheit bilden,
nochmals zusammengepreßt werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die
verformten Bereiche der Oberfläche 97 der Endbrücke 66 und die
anliegenden Bereiche des obersten Bleches 72 wieder in Anlage
gebracht, um die Ausrichtung der Endbrücke und des Blechpakets
74 sicherzustellen, die während des
Vierpunkt-Verdübelungsvorgangs erreicht wurde, als die Verformungen gebildet wurden.
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Wenn der Kragenhalter 168 benötigt wird, wird der Halter durch
das Lüfterende des ungewickelten Zusammenbaus bewegt und, wie
oben beschrieben, zum Abstützen der Kragen 110 plaziert. Der
exzentrische Wickelmechanismus 206 wird dann axial durch das
Lüfterende, besser als durch das Kommutatorende wie bei der
bekannten Ständer-Baugruppe 26 (Fig. 1), des ungewickelten
Zusammenbaus geführt. Ein Paar Draht-Zuführ-Nadeln 230 (Fig. 13) des
Mechanismus 206 wird dadurch in dem Raum 94 der Endbrücke 66
nahe der Fenster 108 plaziert. Es ist bekannt, daß beim Wickeln
der Spulen 46 der bekannten Ständer-Baugruppe 26 (Fig. 1) der
Wickelmechanismus durch das Kommutatorende in den ungewickelte
Zusammenbau geführt wird.
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Jede der Nadeln 230 wird dann zum entsprechenden Fenster 108
bewegt, wonach ein automatischer Greifer (nicht gezeigt) in das
Fenster dringt und das führende Ende des Spulendrahtes an der
Mündung der Nadel greift. Der automatische Greifer zieht sich
durch das Fenster 108 zurück und verbindet das führende Ende des
Drahtes direkt mit dem Anschluß 149 des Bürstenkastens (Fig. 8)
oder mit dem Anschluß 155, der an dem Halter 157 der Endbrücke
(Fig. 8) angebracht ist. Alternativ kann das führende Ende des
Spulendrahtes für eine nachfolgende Befestigung an den
Anschlüssen 149 oder 155 an einen Clip (nicht gezeigt), der auf der
Palette 212 angebracht ist, angeschlossen werden. Der
Wickelvorgang wird dann durchgeführt, und die Nadel 230 wird wieder
plaziert, wobei ein automatischer Greifer (nicht gezeigt) in das
Fenster 108 dringt, das schleifende Ende des Drahtes nimmt und
es durch das Fenster zieht. Das gegriffene Ende des Drahtes kann
dann mit den Anschlüssen 149 oder 155 oder alternativ mit einem
Clip (nicht gezeigt) an der Palette 212 für nachfolgende
Befestigung mit den Anschlüssen 149 oder 155 verbunden werden.
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Wenn der Spulendraht, wie oben erläutert, über die
zusammengebaute Endbrücke 66, das Blechpaket 74 und den Endabstandshalter
208 gewickelt wird, ist die gebildete Spulenwicklung 152 fest in
der Anordnung sitzend gewickelt und dient ebenfalls dazu, die
Endbrücke, die Bleche und den Endabstandshalter in der
zusammengepreßten Ausrichtung zu halten. Die zusammengebaute Ständer-
Baugruppe 150 wird dann zur weiteren Bearbeitung zu einer
anderen Station transportiert.
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Zusammenfassend ist die einheitliche Endbrücke 66 eine neue
ganzheitlich geformte Einheit, die in einer Vielzahl von
Möglichkeiten die Wirksamkeit und den kostengünstigen Zusammenbau
einer Ständer-Baugruppe bei der Herstellung von
Präzisions-Universal- oder Hauptschlußmotoren vereinfacht und ein wirksameres
und einfacher handhabbares Produkt für den Benutzer schafft. Die
einheitliche Endbrücke 66 schafft z. B. eine Endstruktur mit
einem Randbereich, der mit dem Randbereich des Blechpakets 74
übereinstimmt. Hierdurch wird die Materialmenge reduziert, die
zur Herstellung der Endstruktur einer Ständer-Baugruppe im
Vergleich zu der Kombination des Endringes 42 und der Endbrücke 30
der bekannten Ständer-Baugruppe 26 erforderlich ist. Die
Ständer-Baugruppe 150, die die Endbrücke 66 verwendet, ist schlanker
im Vergleich zu der bekannten Ständer-Baugruppe 26 und benötigt
hierdurch weniger Innenraum in einer Motoranordnung. Dies
schafft eine Vielzahl von schlankeren Werkzeugen und Geräten mit
schlankeren und leichteren Außengehäusen, woraus zusätzlich
Kostenersparnisse, wie auch Vorteile der Benutzerhandhabung
resultieren.
Weiterhin schafft der einzigartige Aufbau der Endbrücke
66 die einzige Endstruktur des Kommutatorendes der
Ständer-Baugruppe 150, wobei Drahtverbindungen der Spulenwicklungen direkt
an verschiedene Bereiche auf und um die Endbrücke herum
ausgeführt sein können. Dieses schließt Verbindungen direkt mit den
Bürstenkästen und externen Abschlüsse ein. Die Möglichkeit einer
direkten Verbindung beseitigt Zwischenverbindungen, die
notwendig sind, wenn, wie bei der bekannten Ständer-Baugruppe 26,
Endstrukturen aus zwei Elementen verwendet werden.
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In der bekannten Ständer-Baugruppe 26 (Fig. 1) stimmt die
Endbrücke mit den ringförmigen ebenen Oberflächen des Endringes 42
wegen der notwendigen inneren Struktur der Endbrücke 30 und
wegen der Plazierung der Anschlußhalter 52, über weitaus weniger
als 3600 mit der ringförmigen Struktur des Endringes überein.
Außerdem werden nur zwei Schrauben 44 benutzt, um die Endbrücke
30 und den Endring 42 zu halten und zusammenzupressen. Hieraus
resultiert in der zusammengebauten Ständer-Baugruppe 26
besonders am Kommutatorende eine begrenzte Starrheit und Stabilität.
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In der Ständer-Baugruppe 150 (Fig. 8) stimmt die Endbrücke 66
mit dem obersten Blech 72 des Pakets 74 über die gesamten 360º
der ringförmigen ebenen Oberfläche des Bleches überein. Außerdem
schaffen die Spulenwicklungen 152 in Verbindung mit einem Paar
Schrauben, das durch die Löcher 124, 126 und 148 der Endbrücke
66, des Blechpakets 74 bzw. des Endringes 70 geführt werden
kann, eine Vierpunkt-Kompressionsanordnung, um über die gesamten
3600 die Oberfläche 97 in übereinstimmender Beziehung mit der
ebenen Fläche des obersten Bleches 72 zusammenzudrücken. Auf
diese Weise ist die Ständer-Baugruppe 150 mit maximaler
Steifigkeit und Stabilität ausgestattet, was wesentliche Merkmale im
Motorbetrieb sind.