DE722818C

DE722818C - Armature shaft for electric bicycle alternators

Info

Publication number: DE722818C
Application number: DESCH116057D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Fritz Scharlach; Hans Schwarm
Original assignee: OTTO SCHARLACH FA
Current assignee: OTTO SCHARLACH FA
Priority date: 1938-06-26
Filing date: 1938-06-26
Publication date: 1942-07-22

Description

Ankerwelle für elektrische Fahrradlichtmaschinen Bei elektrischen Fahrradlichtmaschinen mit rotierendem Anker, bei denen ein Schleifring zur Abnahme des Stromes vermieden werden soll, ist es üblich geworden, das untere Lager isoliert in das Gehäuse einzubauen und den einen Zweig des Stromes durch dieses Lager aus der Lichtmaschine herauszuleiten. Zur Erreichung dieses Zweckes mußte der untere Zapfen der Welle, der in diesem isolierten Lager läuft, gegen die übrige Metallmasse der Welle-und des Ankers ebenfalls isoliert werden, und damit ergab sich zwangsläufig die Notwendigkeit, das eine Ende der Ankerwicklung irgendwie an diesem isolierten Spurzapfen zu befestigen.Armature shaft for electric bicycle alternators With electric Bicycle alternators with rotating armature with a slip ring for removal If the current is to be avoided, it has become customary to insulate the lower bearing to be built into the housing and one branch of the current through this bearing out of the alternator. To achieve this end, the lower Journal of the shaft, which runs in this insulated bearing, against the rest of the metal mass the shaft and the armature are also insulated, and thus inevitably arose the need to somehow insulate one end of the armature winding on that one To attach the spigot.

So sehr sich dieser Weg der Stromführung bisher bewährt hat, so große Mängel haften der bisher bekanntgewordenen Ausführungsform an. Mran löste nämlich die Frage der Schaffung eines gegen die übrige Welle isolierten unteren Spurzapfens in der Weise, daß man einen mit einem gedrehten Zapfen versehenen, im übrigen aber becherförmigen Drehteil schuf, der unter Beilage der -erforderlichen Isolierteile über den Stumpf am unteren Wellenende gesetzt wurde. Der Hauptnachteil dieser Lösung besteht darin, daß es nicht leicht ist, die drei wichtigen Außendurchmesser, nämlich den Durchmesser des oberen Wellenzapfens, den Außendurchmesser des Ankers und den Durchmesser des unteren Wellenzapfens genau zentrisch zueinander herzustellen. Dies hat seinen Grund im folgenden: Das Ankerpaket wird unter Festsitz auf die Ankerwelle aufgezogen. Das Ankerpaket selbst ist, da die einzelnen Bleche wohl überall auf Gesamtschnitten hergestellt werden, bei sorgfältiger Fabrikation im allgemeinen auch als genau zentrisch anzusehen. Das Paket kann jedoch bei der oben besprochenen bekannten, in Abb. i und 2 vergleichsweise dargestellten Ausführungsform nur von unten her auf c4e Welle aufgezogen werden, und zwar deshalb, weil sich am oberen Ende der Welle ein genau geschliffener Zapfendurchmesser befindet, der nicht beschädigt werden darf. Daraus ergibt sich, daß der Spurzapfen, nämlich das untere, an der Welle anzubringende, gegen die Welle zu isolierende Drehteil, erst nach dem Aufziehen des Ankerpakets seinerseits auf die Welle aufgepreßt und mit ihr befestigt werden kann. Da aber der Spurzapfen, das im wesentlichen becherförmige, tiefgebohrte, dünnwandige Drehteil, das aus Abb. z und a ,ersichtlich ist, nicht einfach herzustellen ist und infolgedessen starken Toleranzschwankungen unterliegt und da auch durch die Einbringung von Isolierschichten zwischen Wellenende und Spurzapfen erneut Ungenauigkeiten dazukommen, ergibt sich nach dem Aufziehen des Ankerpakets und dem Aufbringen des Spurzapfens die Tatsache, daß zwar der obere Zapfendurchmesser und der Außendurchmesser des Ankerpakets im allgemeinen zentrisch zueinander laufen, daß aber der eigentliche Zapfen des unteren Spurdrehteiles mit diesen beiden Durchmessern nicht zentrisch läuft. Das bedeutet, daß der untere, zuletzt aufgezogene Spurzapfen nach dem Aufziehen des Ankerpakets geschliffen werden muß, und zwar genau laufend zu den beiden anderen Durchmessern. Diese Frage ist aber technisch infolge der allgemeinen Form der fertigen Ankerwelle und des Durchmesserunterschiedes zwischen dem Ankerpaket und den beiden Zapfen sowie infolge des hohen Gewichtes des Ankerpakets nicht leicht zu lösen. Es ist infolgedessen wünschenswert, zu erreichen, daß der obere und der untere Spurzapfen bereits vor dein Aufbringen des Ankerpakets genau zentrisch zueinander sind.As much as this way of conducting electricity has proven itself so far, so great Defects are inherent in the previously known embodiment. Namely, Mran solved the question of creating a lower track pin isolated from the rest of the shaft in such a way that one is provided with a turned pin, but otherwise Cup-shaped turned part, which was enclosed with the -required insulating parts was placed over the stump at the lower end of the shaft. The main disadvantage of this solution is that it is not easy to find the three important outside diameters, viz the diameter of the upper shaft journal, the outer diameter of the armature and the Establish the diameter of the lower shaft journal exactly centric to one another. this has the following reason: The armature package is firmly seated on the armature shaft raised. The anchor package itself is because the individual sheets are probably on everywhere Whole cuts are made, with careful fabrication in general also to be regarded as exactly centric. The package can, however, when discussed above known, in Fig. i and 2 comparatively shown embodiment only from at the bottom on the c4e shaft, because at the top At the end of the shaft an accurately ground pin diameter is located which must not be damaged. It follows that the track pin, namely the lower rotating part to be attached to the shaft and to be isolated from the shaft, only after pulling up the armature package in turn pressed onto the shaft and can be attached to it. But since the spur, the essentially cup-shaped, deep-drilled, thin-walled turned part, which can be seen from Fig. z and a, is not is easy to manufacture and, as a result, is subject to strong tolerance fluctuations and also through the introduction of insulating layers between the shaft end and the spigot Further inaccuracies occur after pulling up the anchor package and the application of the track pin, the fact that the upper pin diameter and the outer diameter of the armature package are generally centric to one another, but that the actual pin of the lower track turning part with these two diameters does not run centrically. This means that the lower, last drawn track pin must be ground after pulling up the armature package, precisely running to the other two diameters. But this question is technical as a result of the general Shape of the finished armature shaft and the difference in diameter between the armature package and the two pegs as well as due to the heavy weight of the armature package to solve. It is therefore desirable to achieve that the upper and the The lower track pegs are already exactly centric to each other before you apply the anchor package are.

Bei diesen Darlegungen ist angenommen worden, daß es möglich ist, die Ankerwelle an sich bis ins kleinste gerade herzustellen. Gelingt das nicht, und es gelingt praktisch tatsächlich in den wenigsten Fällen, so wird bei den bisherigen Spurzapfen das Ankerpaket auch mit dem oberen Zapfendurchinesser nicht zentrisch sein. Man muß in diesen Fällen vor dem Aufbringen des unteren Spurzapfens zunächst den oberen Zapfendurchmesser und den Ankerdurchmesser durch Auswuchten genau zentrisch machen. Nach dem Aufziehen des unteren Spurzapfens ergibt sich dann dasselbe umständliche Nachschleifen, wie es schon oben geschildert wurde. Dies sind die wesentlichsten fabrikatorischen Nachteile der bisherigen Arbeitsweise. Es kommt dazu, daß das bisherige Spurzapfendrehteil in der Herstellung nicht nur kompliziert, sondern auch teuer ist, und zwar sowohl im Hinblick auf den Werkstoffverbrauch als auch auf die Arbeitszeit. Ein verhältnismäßig dickes Stück Silberstahl mußte durch eine große und tiefe Bohrung und durch das Andrehen eines langen Zapfens bis zur Hälfte seines Gewichtes zerspant werden, bevor das Drehteil brauchbar war. Daß die Herstellung der Bohrung bei ihrer Tiefe und bei der übrigbleibenden dünnen Wand schwierig und unwirtschaftlich ist, bedarf keiner näheren Erläuterung. Auch die Befestigung des Ankerdrahtes an diesem schweren, starken Spurzapfen ist nicht einfach. Es wurde ein Verlöten vorgenommen, ein Vorgang, der im Hinblick auf die Erhaltung der Isolierungen besser vermieden wird.In these presentations it has been assumed that it is possible to produce the armature shaft itself straight down to the smallest detail. If that doesn't work and it actually succeeds in very few cases, as has been the case with the previous ones Track peg the anchor package is not centric even with the upper peg diameter be. In these cases, one must first of all before applying the lower track pin the upper journal diameter and the anchor diameter exactly centric by balancing do. After pulling up the lower track pin, the same cumbersome result then arises Regrinding as already described above. These are the most essential manufacturing disadvantages of the previous way of working. In addition, the previous one Track journal turned part is not only complicated to manufacture, but also expensive both in terms of material consumption and working hours. A relatively thick piece of silver steel had to go through a large and deep hole and machined to half its weight by turning a long tenon before the turned part was usable. That the production of the hole in their Depth and with the remaining thin wall is difficult and uneconomical, does not require any further explanation. Also the attachment of the anchor wire to this heavy, strong track studs is not easy. A soldering was made an operation that is better avoided in terms of preserving the insulation will.

Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten. Erfindungsgemäß besitzt die Ankerwelle an ihrem unteren Ende eine Bohrung, in welche das isolierte Wellenende unter Zwischenschaltung von elektrisch nicht leitendem Werkstoff eingesetzt wird, und besitzen die Ankerwelle und das isolierte Wellenende einen solchen Durchmesser, daß das Ankerblechpaket nach dem Einsetzen und Zentrieren des isolierten Wellenendes über das letztere geschoben und auf die Ankerwelle gepreßt werden kann. Einige Ausführungsbeispiele sind in den Abbildungen dargestellt und der bekannten Ausführungsform gegenübergestellt. In der Zeichnung zeigen: Abb. i und 2 eine Ankerwelle mit dem bisher gebräuchlichen Spurzapfen, Abb. 3 und 4. sowie 5 und 6 zwei Ankerwellen mit dem Wellenende nach der Erfindung.The invention overcomes these difficulties. According to the invention possesses the armature shaft at its lower end has a hole into which the isolated shaft end is used with the interposition of electrically non-conductive material, and the armature shaft and the insulated shaft end have such a diameter that the laminated core after inserting and centering the isolated shaft end can be pushed over the latter and pressed onto the armature shaft. Some examples are shown in the figures and compared to the known embodiment. In the drawing: Fig. I and 2 show an armature shaft with the previously used one Track journals, Fig. 3 and 4. as well as 5 and 6, two armature shafts with the shaft end after the invention.

In Abb. i und 2 sind a die Ankerwelle mit dem Laufrollengewinde a., b das Ankerpaket mit den beiden Wicklungsenden b1, c das Spurzapfend.rehteil mit dem Spurzapfen c" dl und d2 Isolierbeilagen, f die Lötstelle zur Befestigung der Wicklungsenden.In Fig. I and 2, a is the armature shaft with the roller thread a., B the armature package with the two winding ends b1, c the spur journal end rotating part with the spur journal c "dl and d2 insulating shims, f the soldering point for fastening the winding ends.

In Abb. 3 und .4 sind d die Ankerwelle mit oberem geschliffenem Durchmesserai und dem Laufrollengewinde a.', b' das Ankerpaket mit den Wicklungsenden b,', c' das isolierte Wellenende mit dem geschliffenen Ende c,', di, dz und ds Isolierbeilagen, fi und f2' zwei im Preßsitz aufgezogene Scheiben zur Befestigung der Wicklungsenden.In Fig. 3 and .4 d are the armature shaft with the upper ground diameterai and the roller thread a. ', b' the armature package with the winding ends b, ', c' the isolated shaft end with the ground end c, ', di, dz and ds insulating shims, fi and f2 'two washers pulled on with a press fit for fastening the winding ends.

In Abb. 5 und 6 sind ä' die Ankerwelle mit geschliffenem oberem Durchmesser a," und Gewinde a,"', b" das Ankerpaket mit den beiden Wicklungsenden b,", c " das isolierte Wellenende mit geschliffenem Ende c,", d,", d," und d," Isolierbeilagen, f," und f2" zwei aufgezogene Ringe mit den Einhänglöchern f" zur Aufnahme der `'Wicklungsenden, g " ein Stück Isolierrohr, das auf die Welle geschoben ist.In Fig. 5 and 6 are ä 'the armature shaft with ground upper diameter a, "and thread a,"', b "the armature package with the two winding ends b,", c "the insulated shaft end with ground end c,", d , ", d," and d, "Isolierbeilagen, f," und f2 "two raised rings with the hanging holes f" to accommodate the "'winding ends, g" a piece of insulating tube that is pushed onto the shaft.

Wie aus den Abbildungen ersichtlich ist, wird an Stelle des bisherigen Spurzapfens, der über das untere Wellenende geschoben wurde, ein isoliertes Wellenende verwendet, das in eine konzentrische Bohrung des unteren Ankerwellenendes eingepreßt wird. Das Wellenende nach der Erfindung ist beispielsweise ein gerades, sauber abgestochenes Stück Präzisionssilberstahl, das unter Beilage der erforderlichen Isolierungen, die eine Stromübertragung von der Ankerwelle zum Zapfen verhindern, fest unten in der Ankerwelle sitzt.As can be seen from the figures, instead of the previous Spigot that was pushed over the lower shaft end, an insulated shaft end used that in a concentric hole of the lower Armature shaft end is pressed in. The shaft end according to the invention is, for example, a straight, clean cut piece of precision silver steel, enclosed with the required Insulations that prevent current transmission from the armature shaft to the journal, sits firmly down in the armature shaft.

Die Vorteile dieser Lösung sind sehr groß. Zuerst kann jetzt die Ankerwelle vor dem Aufziehen des Ankerpakets vollständig fertiggemacht werden, und zwar sowohl hinsichtlich des Zusammenlaufens des oberen und unteren Zapfendurchmessers als auch hinsichtlich ihrer absoluten Geradheit. Dieser Vorteil kann für jede Fertigung nicht hoch genug bewertet werden; denn es ist ein ganz wesentlicher Gewinn hinsichtlich der Arbeitszeit und der zu schaffenden Einrichtungen, auf der noch nicht mit Ankerpaket versehenen Welle die beiden Enddurchmesser genau zueinander zu schleifen und im Bedarfsfalle die Welle gerade zu richten. Das alles ist nur deshalb jetzt möglich, weil der Spurzapfen nicht mehr mit einem Außendurchmesser über den Ankerwellendurchmesser greift, sondern als ein besonderes Wellenende in der Ankerwelle sitzt und weil deshalb das Ankerpaket von unten her, ohne einen geschliffenen Durchmesser zu gefährden, in der Dornpresse fest auf die Welle gezogen werden kann.The advantages of this solution are very great. First the armature shaft can now be completely made ready before pulling up the anchor package, both with regard to the convergence of the upper and lower journal diameter as well in terms of their absolute straightness. This advantage cannot be used for any production be valued highly enough; because it is a very substantial gain in terms of the working hours and the facilities to be created on which not yet with anchor package provided shaft to grind the two final diameters exactly to each other and in To straighten the shaft if necessary. All of this is only possible now because the track pin no longer has an outer diameter greater than the armature shaft diameter engages, but sits as a special shaft end in the armature shaft and because therefore the anchor package from below without endangering a ground diameter, can be pulled tightly onto the shaft in the arbor press.

Der zweite Vorteil besteht darin, daß das untere Ankerwellenende bis zum unteren Spurzapfen nunmehr glatt ist und nur einen Durchmesser aufweist. Es kann infolgedessen, wie aus Abb. 5 und 6 ersichtlich ist, über diesen Teil der Ankerwelle ein durchgehendes StückIsolierrohr geschoben werden, das jeden Kontakt zwischen dem einen Ende der Ankerwicklung und der Welle selbst wirksam verhindert.The second advantage is that the lower armature shaft end to to the lower track pin is now smooth and has only one diameter. It can consequently, as can be seen from Fig. 5 and 6, over this part of the armature shaft a continuous piece of insulating tube can be pushed to prevent any contact between effectively prevented one end of the armature winding and the shaft itself.

Der dritte Vorteil der Lösung nach der Erfindung besteht in ihrer Billigkeit. Das saubere Abstechen des unteren isolierten Wellenendes von einer genau gezogenen Stange ist für einen modern eingerichteten Betrieb ein praktisch zu vernachlässigender Arbeitsgang. Die Bohrung im unteren Ankerwellenende, die etwa ein Drittel bis zur Hälfte des Wellendurchmessers mißt, ist des geringen Durchmessers wegen etwa in einem dritten Teil der Zeit herzustellen als die Bohrung in dem-bisher verwendeten alten Spurzapfen. Es ergibt sich aber aus der gesamten Gestaltung noch ein weiterer Vorteil. Bei dem bisherigen alten Spurzapfen konnte ein scharfes Eck zwischen dem großen Außendurchmesser und dem eigentlichen Zapfen nur dann hergestellt werden, wenn man das Fleisch zwischen der Bohrung und dem Zapfen genügend stark machte, d. h. also.nur bei hohem Werkstoffverbrauch; im anderen Falle entstand an der Eindrehung ein gefährlicher Querschnitt. Bei der Erfindung entsteht dieses scharfe Eck ganz von selbst, und es ist nunmehr möglich, durch geeignete Ringe, die auf das isolierte Wellenende aufgepreßt werden, das isoliert aus der Maschine herauszuführende Wicklungsende auf dem isolierten Wellenende zu befestigen und zu spannen. In den Abb.3 bis 6 sind zwei derartige Möglichkeiten beispielsweise dargestellt.The third advantage of the solution according to the invention is its Equity. The clean parting of the lower isolated shaft end of one exactly drawn rod is practically negligible for a modern company Operation. The hole in the lower end of the armature shaft, which is about a third to the Half of the shaft diameter is about in a third part of the time to establish the drilling in the one previously used old spigot. But there is still another one resulting from the overall design Advantage. With the previous old track pin, a sharp corner could be found between the large outer diameter and the actual pin can only be produced if the meat between the hole and the pin is made strong enough, d. H. so only with high material consumption; in the other case it was caused by the recess a dangerous cross section. With the invention, this sharp corner is created entirely by itself, and it is now possible by means of suitable rings that point to the isolated Shaft end are pressed on, the winding end to be fed out of the machine in isolation to be fastened and tensioned on the insulated shaft end. In Figures 3 to 6 are two such possibilities are shown, for example.

Zur Vereinfachung wurde alles Unwesentliche, beispielsweise der Lichtmaschinenmantel, das obere nichtisolierte und das untere isolierte Lager usw. weggelassen.To simplify matters, everything that is not essential, for example the alternator casing, the upper non-insulated bearing and the lower insulated bearing, etc., are omitted.

Aus den Abb. 3 und 4 ist noch zu ersehen, wie die Wicklungsenden auf dem isolierten bzw. auf dem nichtisolierten Teil der.Ankerwelle durch fest aufgezogene Ringe geführt und durch leichtes Drehen dieser Ringe gespannt werden.From Fig. 3 and 4 you can still see how the winding ends the insulated or non-insulated part of the armature shaft by tightening it Rings are guided and tightened by turning these rings slightly.

Aus den Abb. 5 und 6 ist zu ersehen, daß die Wicklungsenden in gelochte zungenartige Fortsätze der fest aufgezogenen Ringe eingehängt werden. Das untere, gegen die Welle zu isolierte Wicklungsende ist dabei um ein Isolierrohr gewickelt, das das untere Ankerwellenende geschlossen umgibt.From Figs. 5 and 6 it can be seen that the winding ends are perforated tongue-like extensions of the tightly drawn rings are suspended. The lower, winding end to be insulated against the shaft is wrapped around an insulating tube, which surrounds the lower end of the armature shaft in a closed manner.

Claims

PATENT CLAIM: Armature shaft for electric bicycle alternators, in which the isolated continued end of the armature winding with an opposite the armature shaft is conductively connected to the insulated shaft end, characterized in that that the armature shaft has a bore at its lower end into which the isolated Shaft end inserted with the interposition of electrically non-conductive material is, and that the armature shaft and the isolated shaft end -s such a diameter own that the armature core after inserting and centering the isolated Shaft end can be pushed over the latter and pressed onto the armature shaft.