WO2006100152A1 - Elektrische maschine mit kommutatorläufer und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Elektrische maschine mit kommutatorläufer und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

Info

Publication number
WO2006100152A1
WO2006100152A1 PCT/EP2006/050686 EP2006050686W WO2006100152A1 WO 2006100152 A1 WO2006100152 A1 WO 2006100152A1 EP 2006050686 W EP2006050686 W EP 2006050686W WO 2006100152 A1 WO2006100152 A1 WO 2006100152A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
commutator
coils
laminated core
winding
electrical machine
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/050686
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald Roos
Werner Grosch
Harold Bitzer
Markus Rauschning
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2006100152A1 publication Critical patent/WO2006100152A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/04—Connections between commutator segments and windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/09—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted rotors

Definitions

  • the invention relates to an electric machine with a commutator rotor according to the preamble of claim 1 and to a method for producing the rotor according to the preamble of claim 7.
  • the axial dimensions of electrical machines with Kommutatornicr depend inter alia on the thickness of the Läufererblechonges, from the discharge of the winding heads, the length of the commutator and the function- and production-related axial distances between the adjacent parts. It is known to guide the coil ends of the rotor winding as short as possible to the connection hooks to the commutator. To when hanging and welding of the winding wire on the commutator required for handling
  • the commutator is first pushed onto a sufficient to contact the rotor coils distance to the laminated core on the rotor shaft and only after contacting the connection hook of the commutator, the so-called hot staking the commutator is pushed into its final position to the laminated core (DE 100th 45 549 A1, FIG. 11).
  • the winding wires often intersect between the winding head of the coils and the connection hooks of the commutator, so that a trouble-free wire guide for hanging the winding wire on the commutator is no longer possible, especially if it is in a loose installation of the winding wire during operation of the machine Shaking stresses come, which can lead to wire breaks.
  • the respectively adjacent slot opening is often touched, whereby the winding of the adjacent coil is hindered.
  • the solution according to the invention according to the characterizing features of claim 1 has the advantage that the winding wire is no longer guided away from the beginning and end of the coils free to the connection hooks of the commutator, but from the respective groove laterally down to the rotor shaft, there on the rests on isolated shaft and is then hooked to the respective connection hook a Kommutatorlamelle.
  • This is always the case when coil start or coil end and connection hooks by a sufficiently large circumferential angle offset from each other.
  • the winding wire is protected by the rotor shaft against shaking stresses and the adjacent connection hooks remain freely accessible when winding the coils for other coil connections. In addition, this also leaves the adjacent grooves for wrapping the adjacent coils free.
  • Another advantage is that when winding and contacting the coils between commutator and laminated core, a sufficiently large space is kept free, so that the commutator can then be nachgeschoben to achieve a short length of the rotor against the laminated core.
  • the angle to the coil start or coil end and connection hooks must be offset from each other, so that the winding wire rests shakeproof on the isolated shaft portion is dependent in the first line on the diameter ratios of the rotor shaft to Hüllnik at the groove bottom of the laminated core and the outer circle of the connecting hook of the commutator.
  • a sufficiently secure wire guide is expediently achieved in that the angle at which the winding wires are led from the coils to the connection hooks or the bridge conductors from connection hook to connection hook is at least 120 °.
  • the commutator is compared to the laminated core of the rotor so positioned so that when winding the coils, the winding wires are guided by the coils respectively between adjacent connection hooks to the rotor shaft, so as not to hinder the hanging of the subsequently wound coils or bridge conductors and the subsequent Nachschieben the commutator.
  • An advantageous application of the solution according to the invention results in a relatively compact design of permanent magnetically excited DC machines in which the coils of the commutator are wound as a single tooth coils in adjacent slots of the laminated core between which pole teeth are formed on the rotor circumference, which cooperate with a permanent magnetically excited stator.
  • FIG. 1 shows an electrical machine according to the invention in Kommutator spaer view
  • FIG. 3 shows the winding diagram of a rotor according to FIG. 1
  • FIG. 4 shows a rotor longitudinal section during winding of the coils and hooking of the winding wire to the commutator
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of the rotor with retarded commutator.
  • FIG. 1 shows a permanent magnetically excited four-pole DC motor as an electric machine in its commutator side view and designated by 10. Such machines are preferred for actuators, anti-lock brakes and the like in
  • the electrical machine 10 has a four-pole stator 11 which, via a working air gap 12, interacts with a commutator rotor 13, hereinafter referred to as a rotor.
  • the rotor 13 consists of a laminated core 14 which is mounted on a rotatably mounted on both sides rotor shaft 15.
  • At the periphery of the laminated core six evenly distributed grooves N are punched for receiving six coils S, between which pole teeth Z are formed.
  • the coils S are produced as a single-tooth coils by a respective pole tooth Z by winding machines.
  • the coils S are placed in a special way with a on the back of the laminated core 14 on the rotor shaft 15
  • FIG 2 shows in a first embodiment of the invention, the rotor 13 of Figure 1 in an enlarged Representation of the commutator with a cross section through the rotor shaft 15 between the laminated core 14 and the commutator 16, the fins are indicated by dashed lines.
  • the twelve evenly distributed on the circumference arranged slats L work with two stationary carbon brushes Bl and B2 ( Figure 3) together, which are supplied to operate the electric machine with direct current and are offset from each other by 90 °.
  • the respective diametrically opposite slats L of the commutator 16 via separate bridge conductors 19 ( Figure 4) are interconnected.
  • the coils S are alternately wound through, each with a bridge conductor 19 with a winding wire 18.
  • the commutator 16 is first positioned with a predetermined distance a ( Figure 4) in front of the laminated core 14 on the rotor shaft 15.
  • a Figure 4
  • the shaft portion 15a between the laminated core 14 and the commutator 16 is covered by a Textilummantelung 20.
  • the winding wire 18 is now hung in a manner not shown on a connection hook 17 of the commutator 16 and then wound on the right tooth Zl, a first coil Sl.
  • the winding wire 16 is then guided laterally away from the coil end to the rotor shaft 15. It is then guided around the rotor shaft so that it rests on the insulated shaft portion 15a. From there it is guided to a connection hook 17a of the slat Ll and hung there. Subsequently, a first bridge conductor 19a is produced, in which the winding wire 18 from the connection hook 17a down over the insulated portion of the rotor shaft 15 away to the opposing connection hook 17b of Slat L7 is guided and hooked there.
  • the winding wire 18 is again guided over the insulated portion 15a of the rotor shaft 15 in a manner not shown to the next coil S2.
  • all coils S can thus be wound through alternately with a respective bridge conductor 19 with the winding wire 18.
  • Rotor shaft 15 rests, coil start or coil end and connection hooks 17 must be offset from each other by a circumferential angle ⁇ , which is approximately 170 ° in the example of Figure 2.
  • the offset angle required for a vibration-resistant support of the winding wire 18 on the insulated section of the rotor shaft 15 is dependent on the ratio of the rotor shaft diameter to the envelope circle diameter of the connection hooks 17 of the commutator 16 or to the envelope circle diameter of the coil starts or coil ends. In the example of Figure 2, this minimum offset angle ⁇ 'for the remaining coil terminals 120 °. Since the bridge conductors 19 connect two mutually opposite lamellae L with each other, this is the offset angle ⁇ in each case 180 °.
  • FIG. 3 shows, in a further exemplary embodiment, an angle diagram for producing the coils S and the bridge conductors 19, in that the coils S and bridge conductors 19 are alternately wound through by a winding machine.
  • the commutator 16 is arranged in front of the laminated core 14 such that the lamella Ll is located in front of the groove N5 and the pole tooth Zl with the coil Sl in front of the lamination L4.
  • the coil Sl is wound on the pole tooth Zl and then the winding wire 18 is guided on the insulated portion 15a of the rotor shaft to the connection hook 17 of the lamination L6 and hooked there. Subsequently, without interruption of
  • Winding wire of the first bridge conductor 19a laid by the lamination L6 to the opposite lamination L12 by the winding wire from the connection hook 17 of the lamination L6 on the portion 15a of the rotor shaft to the hook 17 of the lamella 12 is guided and hooked there.
  • Winding scheme the lamellae L, the pole teeth Z and the grooves N are shown repeatedly unwound, so that the lamella L12 and the contact bridge 19a in the right half of Figure 3 can be seen.
  • the continuation of the winding wire 18 is indicated in each case by arrows. From the connection hook of the lamella 12, the winding wire 18 is thus guided on the portion 15a of the rotor shaft to the groove Nl and now the coil S2 wound on the pole tooth Z2. Subsequently, the winding wire 18 of the groove N2 on the portion 15 a of the rotor winding to
  • Figure 4 shows a longitudinal section through the rotor 13 to its central axis after winding the coil S and the hanging of the winding wire 18 to the connection hook 17 of the commutator 16.
  • the commutator 16 is here still in the initial position with the distance a to the laminated core 14th
  • the laminated core 14 is covered on both faces with an insulation 21 and the rotor shaft 15 is provided between the commutator 16 and laminated core 14 to almost the entire width of the Textilummantelung 20.
  • On this paper casing 20 are several winding wire sections and bridge conductors next to each other and optionally one above the other.
  • connection hooks 17 are pressed by means of a pressure electrode to the respective lamination L and thereby electrically heated.
  • the commutator 16 is now pushed axially toward the laminated core 14 to its final position, as shown in Figure 5 in the longitudinal section through the upper half of the rotor.
  • the Textilummantelung 20 of the rotor shaft 15 is axially compressed and the winding wire sections and bridge conductors 19 are thereby partially superimposed.
  • a sufficient clearance 22 is provided in the region of the rotor shaft 15 between the laminated core 14 and the commutator 16, which accommodates the winding wire sections and bridge conductors.
  • the commutator 16 is only nachgeschoben up to the minimum distance a 'to the laminated core 14 out.
  • the winding wires of the coils S according to FIGS 2 each guided between two adjacent connection hooks through to the rotor shaft 13.
  • the invention is not limited to four-pole machines with bridge conductors on the commutator, since in the same way eight- and twelve-pole machines are equipped with a Kommutator devisr with or without bridge conductor. In all cases results in a compact design increased power density of the machines in conjunction with the possibility with effective winding technology all coils and possibly bridge conductors successively wind through and connect with the commutator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (10), mit einem Kommutatorläufer (13) und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem der Kommutator (16) und ein genutetes Blechpaket (14) auf einer Läuferwelle (13) axial nebeneinander befestigt sind, wobei der Kommutator beim Wickeln der Spulen (S) des Läufers und zum Einhängen und Kontaktieren des Wickeldrahtes (18) an Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) mit einem vorgegebenen Abstand vor dem Blechpaket positioniert ist und danach gegen das Blechpaket nachgeschoben wird. Um eine solche kompakte Bauform auch bei Läuferspulen mit am Umfang versetzten Kommutatoranschlüssen und Kommutatorbrücken realisieren zu können, wird der Wickeldraht (18) jeweils von den Spulen (S) zu einem Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) in einem Umf angswinkel (α) soweit um die Läuferwelle herumgeführt, dass er dabei auf einem isolierten Wellenabschnitt zwischen Kommutator und Blechpaket aufliegt.

Description

Elektrische Maschine mit Kommutatorläufer und Verfahren zu seiner Herstellung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Kommutatorläufer nach der Gattung des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung des Läufers nach der Gattung des Anspruchs 7.
Die axialen Abmessungen elektrischer Maschinen mit Kommutatorläufer hängen unter anderem von der Dicke des Läuferblechpaketes, von der Ausladung der Wickelköpfe, von der Länge des Kommutators und von den funktions- und fertigungsbedingten axialen Abständen zwischen den benachbarten Teilen ab. Dabei ist es bekannt, die Spulenenden der Läuferwicklung auf möglichst kurzem Wege zu den Anschlusshaken an den Kommutatorlamellen zu führen. Um beim Einhängen und Verschweißen des Wickeldrahtes am Kommutator die für die Handhabung erforderlichen
Freiheitsgrade sicherzustellen, wird der Kommutator zunächst auf einen zum Kontaktieren der Läuferspulen ausreichenden Abstand zum Blechpaket auf die Läuferwelle aufgeschoben und erst nach dem Kontaktieren an den Anschlusshaken der Kommutatorlamellen, dem so genannten Hot Staking wird der Kommutator in seine endgültige Position zum Blechpaket nachgeschoben (DE 100 45 549 Al, Figur 11) .
Dieses Verfahren ist jedoch immer dann nachteilig, wenn der Wickeldraht vom Anfang beziehungsweise Ende der Spulen zu den Kommutator-Anschlusshaken seitlich weggeführt werden muss, was insbesondere bei Läufern mit Einzelzahnspulen sowie bei Läufern mit gegenüber der Spulenzahl doppelter Lamellenzahl der Fall ist. Im letzteren Fall werden außerdem die einander gegenüberliegenden Kommutatorlamellen über Brückenleiter miteinander verbunden, welche abwechselnd mit den Spulen mittels Wickelautomaten durchgewickelt werden (DE 197 57 279 Cl) .
Bei Maschinen dieser Bauarten kreuzen sich die Wickeldrähte vielfach zwischen dem Wickelkopf der Spulen und den Anschlusshaken der Kommutatorlamellen, so dass eine störungsfreie Drahtführung zum Einhängen des Wickeldrahtes am Kommutator nicht mehr möglich ist, zumal wenn es bei einer losen Verlegung des Wickeldrahtes im Betrieb der Maschine zu Schüttelbeanspruchungen kommt, die zu Drahtbrüchen führen können. Durch das seitliche Wegführen des Wickeldrahtes vom Ende der Spulen hin zu den Kommutatoranschlüssen wird außerdem oftmals die jeweils benachbarte Nutöffnung tangiert, wodurch das Wickeln der benachbarten Spule behindert wird.
Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, bei Kommutatorläufern eine möglichst kurze Bauweise und eine schüttelfeste Wickeldrahtführung auch dann realisieren zu können, wenn die Spulen des Läufers nicht auf kürzestem Wege mit dem Kommutatorlamellen zu kontaktieren sind.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Lösung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Wicklungsdraht vom Anfang und Ende der Spulen weg nicht mehr frei zu den Anschlusshaken der Kommutatorlamellen geführt wird, sondern von der jeweiligen Nut seitlich nach unten zur Läuferwelle verläuft, dort auf der isolierten Welle aufliegt und erst danach am jeweiligen Anschlusshaken einer Kommutatorlamelle eingehängt wird. Dies ist immer dann der Fall, wenn Spulenanfang beziehungsweise Spulenende und Anschlusshaken um einen ausreichend großen Umfangs-Winkel zueinander versetzt sind. Damit wird der Wicklungsdraht von der Läuferwelle gegen Schüttelbeanspruchungen geschützt und die benachbarten Anschlusshaken bleiben beim Durchwickeln der Spulen für weitere Spulenanschlüsse frei zugänglich. Außerdem bleiben dadurch auch die benachbarten Nuten zum Einwickeln der benachbarten Spulen frei. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass beim Wickeln und Kontaktieren der Spulen zwischen Kommutator und Blechpaket ein ausreichend großer Raum freigehalten wird, so dass der Kommutator anschließend zur Erzielung einer kurzen Baulänge des Läufers gegen das Blechpaket nachgeschoben werden kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
So ergibt sich bei den an sich bekannten Kommutatorläufern, deren einander gegenüberliegenden Kommutatorlamellen über Brückenleiter miteinander verbunden sind, die vorteilhafte Möglichkeit, dass hierbei die Spulen abwechselnd mit je einem Brückenleiter mit dem Wickeldraht derart durchgewickelt werden, dass auch die Brückenleiter auf dem isolierten Wellenabschnitt aufliegen. Der Winkel, um den Spulenanfang beziehungsweise Spulenende und Anschlusshaken gegeneinander versetzt sein müssen, damit der Wickeldraht am isolierten Wellenabschnitt schüttelsicher aufliegt, ist in ersten Linie abhängig von den Durchmesserverhältnissen der Läuferwelle zum Hüllkreis am Nutgrund des Blechpaketes sowie zum Hüllkreis der Anschlusshaken des Kommutators. Eine ausreichend sichere Drahtführung wird zweckmäßigerweise dadurch erreicht, dass der Winkel, mit dem die Wickeldrähte von den Spulen zu den Anschlusshaken beziehungsweise die Brückenleiter von Anschlusshaken zu Anschlusshaken geführt werden, mindestens 120° beträgt. Dabei wird außerdem der Kommutator gegenüber dem Blechpaket des Läufers so positioniert, dass beim Wickeln der Spulen die Wickeldrähte von den Spulen jeweils zwischen benachbarte Anschlusshaken hindurch zur Läuferwelle geführt werden, um das Einhängen der nachfolgend gewickelten Spulen oder Brückenleiter sowie das spätere Nachschieben des Kommutators nicht zu behindern.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung im Hinblick auf das vorerwähnte Nachschieben des Kommutators wird in Verbindung mit der neuartigen Drahtführung am Kommutator dadurch erreicht, dass der Wellenabschnitt zwischen Blechpaket und Kommutator von einer Isolierfolie, insbesondere von einer Papierummantelung abgedeckt wird, auf die der Wickeldraht abschnittsweise aufliegt und die beim Nachschieben des Kommutators auf einen Mindestabstand zur Aufnahme der Wickeldrähte axial zusammengestaucht wird.
Dadurch wird sichergestellt, dass die auf der Läuferwelle aufliegenden Wickeldrahtabschnitte beim Nachschieben des Kommutators nicht am Blechpaket eingeklemmt oder gequetscht werden .
Eine vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich bei einer relativ kompakten Bauweise von permanentmagnetisch erregten Gleichstrommaschinen, bei denen die Spulen des Kommutatorläufer als Einzelzahnspulen in benachbarte Nuten des Blechpaketes gewickelt sind, zwischen denen am Läuferumfang Polzähne ausgebildet sind, welche mit einem permanentmagnetisch erregten Stator zusammenwirken.
Zeichnung
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße elektrische Maschine in kommutatorseitiger Ansicht, Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Läufers aus Figur 1 mit der Wickeldrahtführung am Kommutator, Figur 3 zeigt das Wickelschema eines Läufers nach Figur 1, Figur 4 zeigt einen Läuferlängsschnitt beim Wickeln der Spulen und Einhängen des Wickeldrahtes am Kommutator und Figur 5 zeigt einen Längsschnitt des Läufers mit nachgeschobenem Kommutator.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein permanentmagnetisch erregter vierpoliger Gleichstrommotor als elektrische Maschine in ihrer kommutatorseitigen Ansicht dargestellt und mit 10 bezeichnet. Derartige Maschinen werden bevorzugt für Stellantriebe, Antiblockiersysteme und dergleichen in
Kraftfahrzeuge eingesetzt und müssen bei hohen Belastungen möglichst über die ganze Lebensdauer des Fahrzeuges zuverlässig arbeiten. Dementsprechend muss ihr Aufbau möglichst robust sein. Die elektrische Maschine 10 hat einen vierpoligen Stator 11, der über einen Arbeitsluftspalt 12 mit einem Kommutatorläufer 13, nachfolgend Läufer genannt, zusammenwirkt. Der Läufer 13 besteht aus einem Blechpaket 14, das auf einer beidseitig drehbar gelagerten Läuferwelle 15 befestigt ist. Am Umfang des Blechpaketes sind sechs gleichmäßig verteilte Nuten N zur Aufnahme von sechs Spulen S ausgestanzt, zwischen denen jeweils Polzähne Z ausgebildet sind. Die Spulen S sind als Einzelzahnspulen um je einen Polzahn Z durch Wickelautomaten hergestellt. Die Spulen S werden dabei in besonderer Weise mit einem an der Rückseite des Blechpaketes 14 auf die Läuferwelle 15 aufgesetzten
Kommutator 16 verschaltet, dessen zwölf Lamellen L jeweils am hinteren Ende einen Anschlusshaken 17 haben.
Figur 2 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung den Läufer 13 aus Figur 1 in vergrößerter Darstellung von der Kommutatorseite mit einem Querschnitt durch die Läuferwelle 15 zwischen dem Blechpaket 14 und dem Kommutator 16, dessen Lamellen gestrichelt angedeutet sind. Die zwölf gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Lamellen L arbeiten mit zwei ortsfesten Kohlebürsten Bl und B2 (Figur 3) zusammen, die zum Betrieb der elektrischen Maschine mit Gleichstrom versorgt werden und gegeneinander um 90° versetzt sind. Um bei einer vierpoligen Maschine die Stromversorgung des Läufers symmetrisch zu gestalten und mit nur einem Bürstenpaar sicherzustellen, sind die jeweils einander diametral gegenüberliegenden Lamellen L des Kommutators 16 über separate Brückenleiter 19 (Figur 4) miteinander verbunden. Da die Spulenzahl nur halb so groß wie die Lamellenzahl ist, werden die Spulen S abwechselnd mit je einem Brückenleiter 19 mit einem Wickeldraht 18 durchgewickelt. Zum Wickeln der Spulen S und Verlegen der Brückenleiter 19 sowie zum Einhängen und Kontaktieren des Wickeldrahtes 18 an den Anschlusshaken 17 der Lamellen L ist der Kommutator 16 zunächst mit einem vorgebenden Abstand a (Figur 4) vor dem Blechpaket 14 auf der Läuferwelle 15 positioniert. Dabei ist der Wellenabschnitt 15a zwischen Blechpaket 14 und Kommutator 16 von einer Papierummantelung 20 abgedeckt. Zur Herstellung der Läuferwicklung wird nun zunächst der Wickeldraht 18 in nicht dargestellter Weise an einem Anschlusshaken 17 des Kommutators 16 eingehängt und sodann auf den rechten Zahn Zl eine erste Spule Sl aufgewickelt. Der Wickeldraht 16 wird sodann vom Spulenende seitlich weg zur Läuferwelle 15 geführt. Er wird sodann um die Läuferwelle herumgeführt, so dass er auf dem isolierten Wellenabschnitt 15a aufliegt. Von dort wird er zu einem Anschlusshaken 17a der Lamelle Ll geführt und dort eingehängt. Anschließend wird ein erster Brückenleiter 19a hergestellt, in dem der Wickeldraht 18 vom Anschlusshaken 17a nach unten über den isolierten Abschnitt der Läuferwelle 15 hinweg zum gegenüberliebenden Anschlusshaken 17b der Lamelle L7 geführt und dort eingehängt wird. Anschließend wird der Wickeldraht 18 wiederum über den isolierten Abschnitt 15a der Läuferwelle 15 hinweg in nicht dargestellter Weise zur nächsten Spule S2 geführt. Mittels eines Wickelautomaten können somit alle Spulen S abwechselnd mit je einem Brückenleiter 19 mit dem Wickeldraht 18 durchgewickelt werden. Um dabei sicherzustellen, dass der Wickeldraht 18 zwischen einem Spulenende beziehungsweise Spulenanfang und dem Anschlusshaken 17 jeweils über einen ausreichenden Umfang auf dem isolierten Abschnitt 15a der
Läuferwelle 15 aufliegt, müssen Spulenanfang beziehungsweise Spulenende und Anschlusshaken 17 um einen Umfangswinkel α gegeneinander versetzt sein, der im Beispielsfall nach Figur 2 etwa 170° beträgt. Der für eine schüttelfeste Auflage des Wickeldrahtes 18 am isolierten Abschnitt der Läuferwelle 15 benötigte Versatzwinkel ist dabei abhängig vom Verhältnis der Läuferwellendurchmesser zum Hüllkreisdurchmesser der Anschlusshaken 17 des Kommutators 16 beziehungsweise zum Hüllkreisdurchmesser der Spulenanfänge beziehungsweise Spulenenden. Im Beispielsfall nach Figur 2 beträgt dieser Mindestversatzwinkel α' für die übrigen Spulenanschlüsse 120°. Da die Brückenleiter 19 jeweils zwei einander gegenüberliegende Lamellen L miteinander verbinden, beträgt hierfür der Versatzwinkel α jeweils 180°.
Figur 3 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein Winkelschema zur Herstellung der Spulen S und der Brückenleiter 19, indem die Spulen S und Brückenleiter 19 von einem Wickelautomaten abwechselnd durchgewickelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kommutator 16 derart vor dem Blechpaket 14 angeordnet, dass die Lamelle Ll vor der Nut N5 und der Polzahn Zl mit der Spule Sl vor der Lamelle L4 liegt. Der Wickeldraht 18 wird nun mit seinem Anfang 18a am Haken 17 der Lamelle Ll eingehängt und von dort mit einem Versatzwinkel α = α' = 120° in die Nut Nl oberhalb der Lamelle L5 eingeführt. Dann wird die Spule Sl auf den Polzahn Zl aufgewickelt und anschließend wird der Wickeldraht 18 auf dem isolierten Abschnitt 15a der Läuferwelle zum Anschlusshaken 17 der Lamelle L6 geführt und dort eingehängt. Anschließend wird ohne Unterbrechung des
Wickeldrahtes der erste Brückenleiter 19a von der Lamelle L6 zur gegenüberliegenden Lamelle L12 gelegt, indem der Wickeldraht vom Anschlusshaken 17 der Lamelle L6 auf dem Abschnitt 15a der Läuferwelle zum Anschlusshaken 17 der Lamelle 12 geführt und dort eingehängt wird. Durch das
Wickelschema sind die Lamellen L, die Polzähne Z und die Nuten N jeweils mehrfach abgewickelt dargestellt, so dass die Lamelle L12 und die Kontaktbrücke 19a auch in der rechten Hälfte der Figur 3 erkennbar ist. Die Weiterführung des Wickeldrahtes 18 ist dabei jeweils durch Pfeile angedeutet. Vom Anschlusshaken der Lamelle 12 wird folglich der Wickeldraht 18 auf dem Abschnitt 15a der Läuferwelle zur Nut Nl geführt und nunmehr die Spule S2 auf dem Polzahn Z2 aufgewickelt. Anschließend wird der Wickeldraht 18 von der Nut N2 auf dem Abschnitt 15a der Läuferwicklung zum
Anschlusshaken der Lamelle LIl geführt und dort eingehängt. Von dort wird nun ein weiterer Brückenleiter 19b hergestellt, indem der Wickeldraht 18 von der Lamelle LIl auf dem Abschnitt 15a der Läuferwelle hinweg zum Anschlusshaken der Lamelle L5 geführt und dort eingehängt wird. In gleicher Weise werden anschließend die übrigen Spulen S3 bis S6 im Wechsel mit den übrigen Brückenleitern durchgewickelt, wobei die Spule S3 gestrichelt angedeutet ist.
Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Läufer 13 bis zu seiner Mittelachse nach dem Wickeln der Spulen S und dem Einhängen des Wickeldrahtes 18 an den Anschlusshaken 17 des Kommutators 16. Der Kommutator 16 befindet sich hier noch in der Anfangsposition mit dem Abstand a zum Blechpaket 14. Zur Vermeidung von Masseschlüssen ist das Blechpaket 14 auf beiden Stirnseiten mit einer Isolation 21 abgedeckt und die Läuferwelle 15 ist zwischen Kommutator 16 und Blechpaket 14 auf nahezu ganzer Breite mit der Papierummantelung 20 versehen. Auf dieser Papierummantelung 20 liegen mehrere Wickeldrahtabschnitte und Brückenleiter nebeneinander und gegebenenfalls übereinander. In einem weiteren Arbeitsgang werden nun die Spulen S und Brückenleiter 19 mit den Lamellen L des Kommutators 16 durch ein so genanntes Hot Staking kontaktiert, in dem die Anschlusshaken 17 mittels einer Druckelektrode zur jeweiligen Lamelle L hin gedrückt und dabei elektrisch erhitzt werden. Dadurch wird die Lackisolation des Wickeldrahtes an den Anschlusshaken 17 aufgebrochen und eine zuverlässige elektrische Kontaktierung mit dem Anschlusshaken 17 erzielt.
In einem letzten Arbeitsgang wird nun der Kommutator 16 zum Blechpaket 14 hin axial bis in seine endgültige Position nachgeschoben, wie dies in Figur 5 in dem Längsschnitt durch die obere Hälfe des Läufers dargestellt ist. Dabei wird die Papierummantelung 20 der Läuferwelle 15 axial zusammengestaucht und die Wickeldrahtabschnitte und Brückenleiter 19 werden dabei teilweise übereinander geschoben. Um Verklemmungen oder Quetschungen des Wickeldrahtes beziehungsweise der Brückenleiter in diesem Bereich zuverlässig zu vermeiden, ist im Bereich der Läuferwelle 15 zwischen dem Blechpaket 14 und dem Kommutator 16 ein ausreichender Freiraum 22 vorzusehen, der die Wickeldrahtabschnitte und Brückenleiter aufnimmt. Zu diesem Zweck wird der Kommutator 16 nur bis auf den Mindestabstand a' zum Blechpaket 14 hin nachgeschoben. Um sicherzustellen, dass beim Nachschieben des Kommutators 16 die Spulenenden von den Anschlusshaken 17 der Lamellen L nicht beschädigt werden, sind die Wickeldrähte der Spulen S gemäß Figur 1 und 2 jeweils zwischen zwei benachbarte Anschlusshaken hindurch zur Läuferwelle 13 geführt.
Die Erfindung ist nicht auf vierpolige Maschinen mit Brückenleitern am Kommutator beschränkt, da in gleicher Weise auch acht- und zwölfpolige Maschinen mit einem Kommutatorläufer mit oder ohne Brückenleiter auszurüsten sind. In allen Fällen ergibt sich eine durch kompakte Bauweise erhöhte Leistungsdichte der Maschinen in Verbindung mit der Möglichkeit mit effektiver Wickeltechnik alle Spulen und gegebenenfalls Brückenleiter nacheinander durchzuwickeln und mit dem Kommutator zu verschalten.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Maschine, insbesondere Gleichstrommotor, mit einem Kommutatorläufer, bei dem der Kommutator (16) und ein genutetes Blechpaket (14) auf einer drehbar gelagerten Läuferwelle (15) axial nebeneinander befestigt sind, wobei der Kommutator beim Wickeln der Spulen (S) des Läufers und zum Einhängen und Kontaktieren des Wickeldrahtes (18) am Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) mit einem vorgegebenen Abstand vor dem Blechpaket positioniert und danach zur Reduzierung der Läuferbaulänge gegen das Blechpaket nachgeschoben worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldraht (18) jeweils von den Spulen (S) zu einem Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) in einem Umfangswinkel
(α) soweit um die Läuferwelle (15) herumgeführt ist, dass er dabei auf einem isolierten Wellenabschnitt (15a) zwischen Kommutator (16) und Blechpaket (14) aufliegt.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kommutatorläufer (13), dessen vorzugsweise einander gegenüberliegende Lamellen (L) jeweils über einen Brückenleiter (19) miteinander verbunden sind, die Spulen (S) abwechselnd mit je einem Brückenleiter (19) derart durchgewickelt sind, dass auch die mit den Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) kontaktierten Brückenleiter (19) auf dem isolierten Wellenabschnitt (15a) aufliegen.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswinkel (α) , mit dem die Wickeldrähte von den Spulen (S) zu den Anschlusshaken (17) beziehungsweise die Brückenleiter (19) von Anschlusshaken (17a) zu Anschlusshaken (17b) die Läuferwelle (15) umschlingen, mindestens 120° beträgt.
4. Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickeldrähte von den vorzugsweise als Einzelzahnspulen ausgebildeten Spulen (S) jeweils zwischen zwei benachbarte Anschlusshaken (17) hindurch zur Läuferwelle (13) geführt sind.
5. Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenabschnitt (15a) zwischen Blechpaket (14) und Kommutator (16) von einer Isolierfolie, insbesondere von einer Papierummantelung (20) abgedeckt ist, auf die der Wickeldraht (18) abschnittsweise aufliegt und die beim Nachschieben des Kommutators axial zusammengestaucht worden ist.
6. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhaltung eines Freiraumes (22) zur Aufnahme der Wickeldrähte und Brückenleiter (18) der Kommutator (16) bis auf einen Mindestabstand (a' ) zum Blechpaket (14) nachgeschoben worden ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Kommutatorläufers einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Gleichstrommotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldraht (18) jeweils von den Spulen (S) zu einem Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) in einem Winkel (α) soweit um die Läuferwelle (15) herumgeführt wird, dass er dabei auf einem isolierten Wellenabschnitt (15a) zwischen Kommutator (16) und Blechpaket (14) aufgelegt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kommutatorläufer, dessen vorzugsweise einander gegenüberliegende Lamellen (L) jeweils über einen Brückenleiter (19) miteinander verbunden werden, die Spulen (S) abwechselnd mit je einem Brückenleiter (19) derart durchgewickelt werden, dass auch die mit dem Anschlusshaken (17) der Kommutatorlamellen (L) kontaktierten Brückenleiter (19) auf den isolierten Wellenabschnitt (15a) aufgelegt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Wickeln der Spulen (S) der Wellenabschnitt (15a) zwischen Kommutator (16) und Blechpaket (14) von einer Isolierfolie, insbesondere von einer
Papierummantelung (20) abgedeckt wird, auf welche die Wickeldrähte abschnittsweise aufgelegt werden und die beim Nachschieben des Kommutators (16) axial zusammengestaucht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator (16) für einen Freiraum (22) zur Aufnahme der Wickeldrähte (18) und Brückenleiter (19) bis auf einen Mindestabstand (a' ) zum Blechpaket (14) nachgeschoben wird.
PCT/EP2006/050686 2005-03-24 2006-02-06 Elektrische maschine mit kommutatorläufer und verfahren zu seiner herstellung WO2006100152A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005013592.7 2005-03-24
DE200510013592 DE102005013592A1 (de) 2005-03-24 2005-03-24 Ekektrische Maschine mit Kommutatorläufer und Verfahren zu seiner Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006100152A1 true WO2006100152A1 (de) 2006-09-28

Family

ID=36218453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/050686 WO2006100152A1 (de) 2005-03-24 2006-02-06 Elektrische maschine mit kommutatorläufer und verfahren zu seiner herstellung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005013592A1 (de)
WO (1) WO2006100152A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008033867A1 (de) * 2008-07-19 2010-02-04 Faurecia Autositze Gmbh Gleichstrom-Kommutatormotor, insbesondere für eine Fahrzeugkomponentenverstellung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013225842A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Robert Bosch Gmbh Baugruppe für eine elektrische Maschine
CN105990965A (zh) * 2014-12-31 2016-10-05 德昌电机(深圳)有限公司 一种直流有刷电机
DE102021206527A1 (de) 2021-06-24 2022-12-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Rotor für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine, sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Rotors

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1045384A (en) * 1964-06-01 1966-10-12 Heem V D Nv Improvements in and relating to an armature for a commutator machine
US3506864A (en) * 1968-02-09 1970-04-14 Globe Tool Eng Co Armature winding and commutator connection
US3705459A (en) * 1971-06-24 1972-12-12 Globe Tool Eng Co Wave winding of armatures
DE8625147U1 (de) * 1986-09-19 1987-07-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Kommutatormotor mit Isolierabdeckung der Rotorwelle
US5019741A (en) * 1989-05-15 1991-05-28 Mitsuba Electric Manufacturing Co., Ltd. Brush holder device for electric motor
DE19757279C1 (de) * 1997-12-22 1999-08-26 Siemens Ag Kommutatormotor, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeug-Servoantriebes, und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10045549A1 (de) * 1999-09-16 2001-03-29 Aisin Seiki Gleichstrombürstenmotor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1045384A (en) * 1964-06-01 1966-10-12 Heem V D Nv Improvements in and relating to an armature for a commutator machine
US3506864A (en) * 1968-02-09 1970-04-14 Globe Tool Eng Co Armature winding and commutator connection
US3705459A (en) * 1971-06-24 1972-12-12 Globe Tool Eng Co Wave winding of armatures
DE8625147U1 (de) * 1986-09-19 1987-07-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Kommutatormotor mit Isolierabdeckung der Rotorwelle
US5019741A (en) * 1989-05-15 1991-05-28 Mitsuba Electric Manufacturing Co., Ltd. Brush holder device for electric motor
DE19757279C1 (de) * 1997-12-22 1999-08-26 Siemens Ag Kommutatormotor, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeug-Servoantriebes, und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10045549A1 (de) * 1999-09-16 2001-03-29 Aisin Seiki Gleichstrombürstenmotor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008033867A1 (de) * 2008-07-19 2010-02-04 Faurecia Autositze Gmbh Gleichstrom-Kommutatormotor, insbesondere für eine Fahrzeugkomponentenverstellung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005013592A1 (de) 2006-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1526628B1 (de) Verschaltungseinheit für einen Stator eines Elektromotors
DE2211184C3 (de) Scheibenanker
EP1702401B1 (de) Elektrische maschine mit kommutatorläufer
DE112004001908T5 (de) Anker einer sich drehenden elektrischen Maschine und deren Herstellverfahren
EP2091132A2 (de) Elektronisch kommutierter Motor
DE102005001705A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Ankern, Verfahren zur Herstellung von Elektromotoren sowie Anker
DE102009045551A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine mit einer Verschaltungseinrichtung
DE19917579A1 (de) Dynamo-elektrische Maschine und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2006069841A1 (de) Elektrische maschine, insbesondere ec-motor und verfahren zu seiner herstellung
DE102018217857A1 (de) Gleichstrommotor und Verfahren zu seiner Herstellung
EP2174403A2 (de) Elektrische maschine, insbesondere drehstrom-asynchron-hydrogenerator
EP3357141B1 (de) Im stecktechnikverfahren hergestellter stator oder rotor einer elektrischen maschine mit verkürzter blechlänge
WO2023274932A1 (de) Isoliermaske für einen stator, stator, elektrische maschine und herstellungsverfahren für einen stator
EP3352341A1 (de) Statorpaket und verfahren zum herstellen eines statorpakets
DE10329572A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetisch erregbaren Kerns
WO2006100152A1 (de) Elektrische maschine mit kommutatorläufer und verfahren zu seiner herstellung
DE19757279C1 (de) Kommutatormotor, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeug-Servoantriebes, und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102018125834A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen eines derartigen Stators
DE112015006250T5 (de) Rotor für Bürstenmotor und Fahrzeugbürstenmotor
WO2014184180A2 (de) Bürstenkommutierter gleichstrommotor
DE10116183A1 (de) Mehrpoliger Kommutatormotor mit Brückenleitern
DE10231092A1 (de) Außenläufermotor
EP1417736A1 (de) Kommutator für einen mehrpoligen kommutatormotor und damit ausgestatteter kommutatormotor
EP3183799A1 (de) Aktivteil einer elektrischen maschine
DE102013226149A1 (de) Maschinenkomponente für eine elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung einer Maschinenkomponente

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06708033

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 6708033

Country of ref document: EP