DE2821740A1

DE2821740A1 - Verfahren und vorrichtung zur fertigstellung der zylindrischen laeuferwicklung einer kernlosen elektrischen maschine

Info

Publication number: DE2821740A1
Application number: DE19782821740
Authority: DE
Inventors: Yoshimitsu Nakamura
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1977-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1978-11-23
Also published as: GB1586426A; DE2821740B2; JPS6142494B2; FR2391587B1; HK16485A; NL7805222A; US4373256A; FR2391587A1; JPS53142603A; US4236295A; DE2821740C3; NL178737C

Description

MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD., OSAKA (JAPAN)

Verfahren und Vorrichtung zur Fertigstellung der zylindrischen Läuferwicklung einer kernlosen elektrischen Maschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fertigstellung der zylindrischen Läuferwicklung einer kernlosen elektrischen Maschine aus einem mit einer Isolierbeschichtung versehenen Leiterdraht sowie auf eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.

Für die Verhältnisse einer kernlosen elektrischen Maschine kann vorliegend als bekannt vorausgesetzt werden, daß es zur Erzielung von deren maßgeblichen Kennlinien sehr wichtig ist, den Ringspalt möglichst klein zu halten, der zwischen dem in der Achse angeordneten Magnetteil und dem konzentrisch dazu angeordneten Joch zur Aufnahme der Läuferwicklung ausgebildet ist. Nur damit ist es möglich, die für die elektromotorische Kraft bestimmende magnetische Flußdichte so hoch als

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überhaupt möglich zu halten. Was nun die Ausbildung der Läuferwicklung anbetrifft, so wird dafür in aller Regel ein mit einer Isolierbeschichtung versehener Kupferdraht verwendet, der mittels eines Spulenwicklers in einer diagonalen Richtung zur Achse der Läuferwicklung zu den eine innere Lage und eine äußere Lage bildenden Windungen der Läuferwicklung gewickelt wird, wobei sich die Windungen dieser beiden Lagen unter einem rechten Winkel schneiden. Bei den so mittels eines Spulenwicklers gewickelten Läuferwicklungen wird mithin deren zylindrische Form ausschließlich durch den Wicklungsvorgang erhalten, bei dem der Leiterdraht in den einzelnen aufeinander folgenden Windungen der beiden Lagen auf Grund des kreisförmigen Querschnittes praktisch nur eine wechselseitige Linienberührung aufweist und im übrigen zwischen den Windungen Lufträume vorhanden sind, über welche hinweg keine gegenseitige Berührung der Leiterdrähte der einzelnen Windungen besteht, so daß die gesamte Läuferwicklung entsprechend voluminös wirkt. Die Läuferwicklung hat wegen dieser Lufträume jedenfalls eine bestimmte, durch den Wickelvorgang erhaltene radiale Dicke, die eine entsprechende Überdimensionierung des Ringspaltes zwischen dem zentralen Ankerteil und dem koaxialen Joch erfordert, zumal unter den Verhältnissen einer Massenfertigung nicht erwartet werden kann, daß diese bestimmte radiale Dicke der Läuferwicklungen unveränderlich ist. Um mithin die zur Erzielung einer bestimmten elektromotorischen Kraft benötigte magnetische Flußdichte mit einer entsprechenden Sicherheit zu erhalten, entspricht es daher der bisherigen Übung, die Läuferwicklung mit mehr als nur zwei Lagen der Windungen des Leiterdrahtes zu versehen, womit selbstverständlich deren Herstellungskosten entsprechend höher werden, ohne daß damit die vorerwähnten Schwankungen völlig zu beseitigen sind und mithin nur die Sicherheitsreserve für die Erzielung einer bestimmten magnetischen Flußdichte eine entsprechende Vergrößerung erfährt. Oder es wird andererseits ein von vornherein eine größere magnetische Flußdichte erzeugendes Magnetteil verwendet, womit aber ebenfalls die Herstellungskosten entsprechend höher ausfallen und abgesehen davon noch hingenommen werden muß, daß die Baugröße einer solchen kernlosen elektrischen Maschine entsprechend voluminöser wird.

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Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, unter Berücksichtigung einer zur Erzielung einer bestimmten elektromotorischen Kraft benötigten magnetischen Flußdichte eine zylindrische Läuferwicklung bereitzustellen, die mit geringeren Kosten gefertigt werden kann und es außerdem erlaubt, die Baugröße der kernlosen elektrischen Maschine, die mit einer solchen Läuferwickversehen ist, zu verkleinern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Fertigstellung der zylindirschen Läuferwicklung einer kernlosen elektrischen Maschine, so wie sie von einem üblichen Spulenwickler unter Verwendung eines aus einem mit einer Isolierbeschichtung versehenen Leiterdraht erhalten wird, vorgeschlagen wird, bei dem auf die Läuferwicklung an der Innen- und/oder an der Außenfläche eine in radialer Richtung wirkende Druckkraft zur Einwirkung gebracht wird, die ausreicht, zur Verringerung der radialen Dicke der Läuferwicklung deren einzelne Windungen näher aneinander zu pressen. Die Druckeinwirkung sollte dabei bevorzugt mehrfach wiederholt werden bei einer Änderung der Relativlage der Läuferwicklung zum Angriffsort der Druckkraft, um somit dieses Aneinanderpressen der einzelnen Windungen entsprechend zu vergleichmäßigen.

Mit der Erfindung ist mithin erreichbar, daß bei den von einem üblichen Spulenwickler kommenden Läuferwicklungen die dort noch vorhandenen Lufträume zwischen den einzelnen Windungen auf Grund der Druckeinwirkung zumindest weitgehend beseitigt werden, indem der ursprünglich kreisförmige Querschnitt des Leiterdrahtes elliptisch verformt wird. Damit wird die radiale Dicke der Läuferwicklung um ein entsprechendes Maß kleiner, so daß es jetzt möglich ist, das in der Regel topfförmige Joch einer solchen elektrischen Maschine mit seiner Innenfläche näher an die Außenfläche der Läuferwicklung heranzubringen und folglich den Luftspalt zwischen dem Joch und dem inneren Magnetteil entsprechend zu verringern. Es ist folglich unter sonst gleichen magnetischen Verhältnissen möglich, eine höhere magnetische Flußdichte zu erreichen sowie gleichzeitig eine kleinere Baugröße für eine solche kernlose elektrische Maschine zu erhalten, deren elektromotorische Kraft

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damit entsprechend höher ist. Sofern für diesen Vergleich die Bereitstellung einer gleichen elektromotorischen Kraft ausgewählt wird, liegen diese Verhältnisse gegenüber den herkömmlichen Maschinen noch wesentlich günstiger, wobei selbst die Kosten für einen solchen für die Fertigstellung einer solchen Läuferwicklung zusätzlich benötigten Verfahrensschritt noch erheblich unter den Kosten liegen, die für einen sonst benötigten stärkeren Magnetteil bzw. eine entsprechend größere Mehrfachwicklung entstehen. Mithin wird außer einer Verbesserung der Kennlinien einer solchen kernlosen elektrischen Maschine auch eine Verbilligung der Herstellungskosten erhalten.

Eine zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in Übereinstimmung mit einem entsprechenden Teilmerkmal der Erfindung gekennzeichnet durch einen zylindrischen Dorn und eine konzentrisch angeordnete, geteilte Matrize, bei welcher die Matrizenteile konvergierend ausgebildet sind und eine teilzylindrische Auswölbung aufweisen, die sich beim Schließen der Matrize an die zylindrische Außenfläche einer auf den Dorn aufgesetzten Läuferwicklung anlegt. Der Dorn hat dabei zweckmäßig einen gegenüber dem Innendurchmesser einer auf einem Spulenwickler fertig gewickelten Läuferwicklung etwas kleineren Durchmesser, während andererseits der von den teilzylindrischen Auswölbungen der noch nicht geschlossenen Matrize umfaßte zylindrische Hohlraum einen gegenüber dem Außendurchmesser der betreffenden Läuferwicklung etwas größeren Durchmesser aufweisen sollte. Eine solche Vorrichtung ist damit erkennbar sehr einfach konstruiert und läßt sich in eine Massenfertigung solcher kernloser elektrischer Maschinen ohne weiteres integrieren.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine kernlose elektrische Maschine bekannter Ausführungsform, bei der eine gemäß der Erfindung fertiggestellte Läuferwicklung eingebaut ist,

Fig. 2 eine Perspektivansicht des bei der Maschine gemäß Fig. 1 verwendeten Läufers,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Perspektivansicht der Läuferwicklung,

Fig. 4 einen Teilquerschnitt einer Vorrichtung gemäß Erfindung, mit der die Läuferwicklung gemäß Fig. 3 fertiggestellt werden kann,

Fig. 5 in verkleinertem Maßstab eine der Fig. 3 entsprechende Perspektivansicht einer mit der Vorrichtung gemäß Fig. A fertiggestellten Lauferwi cklung,

Fig. 6 einen Querschnitt der Läuferwicklung gemäß Fig.5 mit gleichzeitiger Darstellung in einem vergrößertem Maßstab einer Einzelheit dieses Querschnitts,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur

Fertigstellung einer solchen zylindrischen Läuferwicklung gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 8 einen der Fig. 7 entsprechenden Längsschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform einer solchen Vorrichtung.

Die vorliegend interessierenden kernlosen elektrischen Maschinen umfassen ein äußeres topfförmiges Joch 1, welches das Maschinengehäuse darstellt und im Inneren ein Magnetteil 2 aufnimmt, das durch einen zylndrischen Dauermagneten gebildet ist. Dieser

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Dauermagnet ist am Boden des Jochs 1 durch ein angeklemmtes Isolierstück 3 gehalten, das zwei Lager 4 für eine Läuferwelle 5 aufnimmt, an welcher mittels eines weiteren Isolierstückes 7 eine Läuferwicklung 6 gehalten ist. Die Läuferwicklung 6 ist in dem zwischen dem Dauermagneten 2 und dem Joch 1 gebildeten Luftspalt angeordnet. An dem Isolierstück 7 sind mehrere Kollektorsegmente 8 befestigt, die durch radial ausgerichtete Zwischenräume voneinander getrennt sind und über radiale Stege mit dem oberen Rand der Läuferwicklung 6 in Berührung stehen, die aus einem mit einer Isolierbeschichtung versehenen Leiterdraht mittels eines Spulenwicklers zu einer zylindrischen Form gewickelt ist, wobei die einzelnen Windungen zu einer inneren und einer äußeren Lage in einer diagonalen bzw. schrägen Ausrichtung zur Achse des Läufers verlegt sind und sich bei den beiden Lagen etwa unter einem rechten Winkel kreuzen. Wenigstens an den Berührungsstellen dieser radialen Stege der einzelnen Kollektorsegmente 8 mit dem oberen Rand der Läuferwicklung 6 ist die Isolierbeschichtung des Leiterdrahtes beseitigt, um für diese Berührung eine elektrische Leitverbindung zu erhalten, die durch ein Auflöten der Kollektorsegmente resp. deren radialer Stege auf diesen oberen Rand der Läuferwicklung 6 gefestigt wird. Die kernlose elektrische Maschine umfaßt schließlich noch zwei Kontaktbürsten 9, die mit den Kollektorsegmenten 8 in schleifender Berührung stehen und für den Stromanschluß nach außen über ein Deckelteil 1o vorstehen, das in das Joch 1 eingesetzt ist.

Die Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Perspektivansicht der Läuferwicklung 11 in dem Zustand, wie er in einer entsprechenden Zylinderform von einem üblichen Spulenwickler erhalten wird. An dem oberen Rand dieser Läuferwicklung 11 wird dann noch wenigstens an den Windungen die Isolierbeschichtung von dem Leiterdraht entfernt, an welchen die radialen Stege der einzelnen Kollektorsegmente 8 angelötet werden, wobei es jedoch aus fertigungstechnischen Gründen zweckmäßig ist, den gesamten oberen Rand dieser Läuferwicklung 11 von der Isolierbeschichtung zu befreien. Diese entsprechende Freilegung des in aller Regel aus Kupfer bestehenden Leiter-

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λλ

drahtes am oberen Rand der Läuferwicklung 11 kann im übrigen schon während des eigentlichen Wicklungsvorganges erfolgen, so daß dann also die gemäß Fig. 3 auf einem Spulenwickler hergestellte Läuferwicklung dann keine solche weitere Behandlung bedarf. Für die Verhältnisse einer so gewickelten Läuferspule ist nun davon auszugehen, daß dabei die einzelnen Windungen des Leiterdrahtes ziemlich lose aneinander liegen, wobei wegen des kreisförmigen Querschnittes des Leiterdrahtes praktisch nur eine Linienberührung zwischen den benachbarten Windungen vorliegt und im übrigen Lufträume vorhanden sind, die einer solchen Läuferwicklung eine entsprechend voluminöse Form mit einer größeren radialen Dicke geben, was in dem Querschnitt gemäß Fig. 4 schematisch gezeigt ist. Zur Beseitigung dieser Lufträume und damit zur Verringerung dieser radialen Dicke einer solchen Läuferwicklung 11 wird diese auf einen zylindrischen Dorn 12 aufgesetzt, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Läuferwicklung. Der Dorn 12 ist außen von einer wenigstens zweiteiligen Matrize 13 umgeben, bei der die beiden Matrizenteile etwa halbzylindrische Auswölbungen 13a aufweisen, die sich zu einem gegenüber dem Außendurchmesser der Läuferwicklung 11 etwas größeren Durchmesser ergänzen, wenn die bezüglich der Achse des Domes 12 konvergierenden Matrizenteile noch nicht geschlossen sind. Wenn folglich diese beiden Matrizenteile bezüglich der Achse des Domes 12 geschlossen werden, dann legen sich die halbzylindrischen Auswölbungen 13a an die Außenfläche der Läuferwicklung 11 an und üben dabei radial ausgerichtete Druckkräfte aus, durch welche die Läuferwicklung 11 resp. deren Innenfläche gegen die Außenfläche des Domes 12 angepreßt wird. Durch dieses Anpressen erfahren die einzelnen Windungen der Läuferwicklung 11 eine Verformung zu einem elliptischen bzw. polygonalen Querschnitt, so daß die zuvor bestandenen Lufträume beseitigt und also von den einzelnen so verformten Windungen des Leiterdrahtes ausgefüllt werden. Die radiale Dicke der Läuferspule 11 resp. deren Durchmesser ist damit entsprechend kleiner, was aus dem in Fig.6 gezeigten Querschnitt einer mithin durch eine solche Druckeinwirkung fertiggestellten Läuferwicklung ohne weiteres ableitbar ist. Die in vergrößertem

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Maßstab gezeigte Einzelheit dieses Querschnitts läßt dabei gleichzeitig erkennen, wie die einzelnen Windungen der Läuferwicklung am Ende einer solchen Druckeinwirkung äußerst eng aneinander liegen, wobei praktisch überhaupt keine Lufträume mehr vorhanden sind, so daß das gesamte Volumen der Läuferwicklung damit nur wenig voluminös ist.

Hinsichtlich der Druckeinwirkung, die für diese Verdichtung der einzelnen Windungen der Läuferwicklung ausgeübt wird, wird es als zweckmäßig angesehen, die Druckeinwirkung mehrfach zu wiederholen bei einer ständigen Änderung der Relativlage der Läuferwicklung zum Angriffsort der Druckkräfte. Für diese Änderung der Relativlage kann vorgesehen sein, daß der Dorn 12 vor Jedem erneuten Schließen der Matrize 13 gedreht wird, wobei die Weiterdrehung des Dornes entweder progressiv in einer Drehrichtung oder abwechselnd in zwei zueinander entgegengesetzten Drehrichtungen erfolgen kann. Um diese Verdichtung der einzelnen Windungen der Läuferwicklung noch effektiver zu gestalten, kann für diese Druckeinwirkung auch noch eine Ausübung auf die axialen Enden der Läuferwicklung 11 vorgesehen sein, wobei besonders für die Verhältnisse einer solchen kombinierten Druckeinwirkung es dann zweckmäßig ist, die Matrize 13 mehr als nur zweifach zu unterteilen, damit für die Erzielbarkeit der Zylinderform der Läuferwicklung eine entsprechend hohe Präzision eingehalten werden kann. Anstelle einer konvergierenden Ausbildung der einzelnen Matrizenteile, die dabei gegen den zentral angeordneten Dorn geschlossen wird, kann auch eine geteilte Matrize eingesetzt werden, die sich spreizen läßt, so daß damit dann die Druckkräfte radial auswärts gegen eine äußere Umfassung gerichtet sind, die mithin in diesem Fall die Aufgabe des zentral angeordneten Dornes übernimmt und als ein entsprechendes Widerlager wirkt. Die äußere Umfassung kann dabei entweder mit einer geschlossenen Anlagefläche für die Außenfläche der Läuferwicklung versehen sein oder es ist zweckmäßiger vorgesehen,auch diese äußere Umfassung aus mehreren leicht konvergierenden Teilen zu bilden, damit wie im Falle der außen angeordneten geteilten Matrize ein gleichartiger Atmungseffekt erzielt wird.

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Bei der Vorrichtung gemäß Fig.7 ist ebenfalls ein zentral angeordneter Dorn 14 verwirklicht, der von einer Matrize 17 umgeben ist und einen etwas kleineren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser der Läuferwicklung 11. Der Dorn 14 steht in einen zylindrischen Hohlraum 15 der Matrize 17 vor, dessen Durchmesser wesentlich größer ist als der Außendurchmesser der Läuferwicklung 11, so daß in dem damit gebildeten Zwischenraum ein aus einem elastischen Material, wie Urethan-Gummi, bestehendes Druckkissen 16 aufgenommen werden kann, das eine gegenüber der Höhe der Läuferwicklung 11 größere Höhe aufweist. Mit diesem Druckkissen 16 ist ein im Durchmesser größerer Kopfteil 18 des Dornes 14 in Berührung gebracht sowie stirnseitig ein diesen Kopfteil 18 des Dornes 14 umfassender Stempel 19, der über eine Rückstellfeder an dem Kopfteil 18 abgestützt sein kann. Wird mithin bei dieser Vorrichtung der Stempel 19 in axialer Richtung gegen den Dorn 14 vorgeschoben, dann erfährt dabei das Druckkissen 16 eine Verformung in radialer Richtung gegen die Läuferwicklung 11, so daß auch hierbei auf die Außenfläche der Läuferwicklung radial ausgerichtete Druckkräfte zur Einwirkung kommen, welche die Läuferwicklung gegen den Dorn 14 anpressen und damit denselben Verdichtungseffekt hinsichtlich der einzelnen Windungen der Läuferwicklung wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform einer solchen Vorrichtung erzielen. Der Verdichtungseffekt ist dabei noch größer, weil hier auch auf die axialen Enden der Läuferwicklung 11 Druckkräfte zur Einwirkung kommen, sobald der Dorn 14 ebenfalls in axialer Richtung relativ zu der Matrize 17 verschoben wird, wobei das Vorhandensein des Druckkissens 16 sicherstellt, daß dabei nicht der gegenteilige Effekt einer Aufweitung der Läuferwicklung in radialer Richtung erhalten wird. Sofern der Kopfteil 18 nicht einstückig mit dem Dorn 14 ausgebildet ist, kann für diese axiale Druckeinwirkung auf die Läuferwicklung 11 auch auf eine solche zu der Matrize 17 relative Axialverschiebung des Dornes 14 verzichtet werden und stattdessen nur eine relative Axialverschiebung nur dieses Kopfteiles 18 vorgesehen sein, die dabei zweckmäßig an die Axialverschiebung des Stempels 19 gekoppelt ist. In diesem Fall wäre mithin der Kopfteil 18 ein Bauteil des Stempels 19, wobei die zwischen dem Kopfteil 18 und dem Stempel 19 angeordnete Rückstellfeder die Aufgabe übernehmen würde, beim axialen Vorschie-

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ten des Stempels 19 gegen den Dorn 14 resp. die Matrize 17 den Kopfteil 18 atmend gegen das axiale Ende der Läuferwicklung 11 anzudrücken und somit die ebenfalls durch das Druckkissen 16 beim vorübergehenden Nachlassen der Stempelkraft ausgeübte atmende Druckeinwirkung entsprechend optimal zu ergänzen. Mit einer Vorrichtung dieser Ausbildung ist es mithin möglich, auf besonders einfache Art und Weise eine sehr präzise Zylinderform der Läuferwicklung 11 zu erhalten, bei der die einzelnen Windungen sehr eng aneinandergepreßt sind und mithin die fertige Läuferwicklung nur ein entsprechend kleines Volumen aufweist. Weiterhin kann diese Vorrichtung auch noch in der Richtung abgewandelt werden, daß anstelle eines starren Domes ein Dorn aus einem elastischen Material verwendet wird, der dann ebenfalls in den dabei am Boden geschlossenen zylindrischen Hohlraum 15 eingesetzt und der axialen Druckkraft eines dabei ebenfalls abgewandelten Stempels so unterworfen wird, daß bei seiner Verformung radial auswärts ausgerichtete Druckkräfte auf die Läuferwicklung 11 einwirken, deren Widerlager dabei unmittelbar durch die Matrize 17 resp. den zylindrischen Hohlraum 15 gebildet wird. Auch bei dieser Abwandlung können diese radial auf die Läuferwicklung 11 einwirkenden Druckkräfte kombiniert werden mit axialen Druckkräften,um eine entsprechende Präzision für die Zylinderform der Läuferwicklung 11 zu erhalten.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.8 ist eine sog. Einlegematrize 13'verwirklicht, bei der wenigstens an dem durch eine Bodenplatte 2o gebildeten unteren Abschluß für den zylindrischen Hohlraum dieser Einlegematrize Einlegezähne ausgeformt sind, mit denen das eine axiale Ende der Läuferwicklung 11 in Berührung tritt. Mit dem anderen axialen Ende der Läuferwicklung 11 wird ein an dem Dorn 12 ausgebildeter Ringbund 12' in Berührung gebracht, wobei der Dorn 12 in einer Bohrung 2o^f der Bodenplatte 2o zentriert ist. Wenn bei dieser Vorrichtung die ebenfalls aus einzelnen konvergierenden Matrizenteilen bestehende Matrize 13*gegen den Dorn 12 geschlossen ist, wobei dieses bevorzugt mehrfach wiederholte Schließen der Matrize ebenfalls mit der Ausübung radial ausgerichteter Druckkräfte gegen die Läuferwicklung 11 verbunden ist,

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um somit wie bei der Vorrichtung gemäß Fig.4 denselben Verdichtungseffekt auf die einzelnen Windungen der Läuferwicklung 11 auszuüben, dann erfährt dabei noch abschließend die
Bodenplatte 2o eine Relativdrehung zu der Matrize 13* wobei
dann die an der Bodenplatte ausgebildeten Einlegezähne die
Isolierbeschichtung von dem Leiterdraht der Läuferwicklung
11 abschleifen. Mithin kann für diese Ausführungsform einer
solchen Vorrichtung darauf verzichtet werden, daß bei der
von einem Spulenwickler kommenden Läuferwicklung erst noch
die Isolierbeschichtung an dem einen axialen Ende wenigstens
an den Stellen entfernt wird, die mit den radialen Stegen
der einzelnen Kollektorsegmente 8 in Berührung kommen und es
ist vielmehr auf entsprechend vereinfachte Weise möglich, diese Entfernung der Isolierbeschichtung erst als mithin abschließenden Vorgang bei der Fertigstellung einer solchen Läuferwicklung unter Verwendung derselben Vorrichtung vorzunehmen, mit der auch die Verdichtung der einzelnen Windungen der Läuferwicklung vorgenommen wird. Dieses abschließende Entfernen der Isolierbeschichtung bringt dabei noch gegenüber der vorgezogenen Entfernung den besonderen Vorteil, daß damit auf jeden Fall eine einwandfreie Kontaktberührung mit den Kollektorsegmenten sichergestellt werden kann, wenn diese beim Zusammenbau der kernlosen
elektrischen Maschine an das betreffende axiale Ende der Läuferwicklung angelötet werden.

Für eine praktische Ausführungsform der Erfindung wurde eine
herkömmlich auf einem Spulenwickler gewickelte Läuferwicklung
der Druckeinwirkung mittels einer der beschriebenen Vorrichtungen unterworfen. Dabei konnte die anfä gliche radiale Dicke von 1,1 mm auf eine Dicke von nur o,7mm verringert werden, womit es möglich wurde, den Luftspalt der kernlosen elektrischen Maschine entsprechend zu verkleinern und mit der Maschine eine elektromotorische Kraft zu erzeugen, die unter sonst vergleichbaren Voraussetzungen etwa doppelt so hoch lag wie bei einer Maschine mit derselben Läuferwicklung, die aber nicht dieser Verdichtung unterworfen worden ist.

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Claims

PATTNTANWALT

DIPL-ING. HANS-PETER GAUGER 2821740

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ι Mat-27ο6 MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD., OSAKA / JAPAN

Patentansprüche

1.^Verfahren zur Fertigstellung der zylindrischen Läuferwicklung einer kernlose elektrischen Maschine aus einem mit einer Isolierbeschichtung versehenen Leiterdraht, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Läuferwicklung an der Innen- und/ oder an der Außenfläche eine in radialer Richtung wirkende Druckkraft zur Einwirkung gebracht wird, die ausreicht zur Verringerung der radialen Dicke der Läuferwicklung deren einzelne Windungen näher aneinander zu pressen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinwirkung bei einer abwechselnden Änderung der Relativlage der Läuferwicklung zum Angriffsort der Durckkraft mehrfach wiederholt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Läuferwicklung auch eine in axialer Richtung wirkende Druckkraft zur Einwirkung gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß nach Beendigung der Druckeinwirkung auf die Läuferwicklung die Isolierbeschichtung von dem Leiterdraht mindestens an den Stellen der einen axialen Stirnseite der Läuferwicklung entfernt wird, die für eine stromleitende Verbindung mit den Kollektorsegmenten der Maschine vorgesehen sind.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung wirkende Druckkraft unter Verwendung einer atmenden Matrize und eines starren oder ebenfalls atmend ausgebildeten Dornes vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung wirkende Druckkraft unter Verwendung eines elastischen Druckkissens in Kombination mit einem starren oder auch atmend ausgebildeten Dornes vorgenommen wird.

7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Dorn (12) und eine konzentrisch angeordnete, geteilte Matrize (13), bei welcher die Matrizenteile konvergierend ausgebildet sind und eine teilzylindrische Auswölbung (13a) aufweisen, die sich beim Schließen der Matrize (13) an die zylindrische Außenfläche einer auf den Dorn (12) aufgesetzten Läuferwicklung (11) anlegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (12) einen gegenüber dem Innendurchmesser einer auf einem Spulenwickler fertig gewickelten Läuferwicklung (11) etwas kleineren Durchmesser aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der von den teilzylindrischen Auswölbungen (13a) der noch nicht geschlossenen Matrize (13) umfaßte zylindrische Hohlraum einen gegenüber dem Aussendurchmesser der Läuferwicklung (11) etwas größeren Durchmesser aufweist.

1o. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine geteilte Matrize, bei welcher die Matrizenteile eine zur Achse der Matrize konzentrisch gewölbte Außenfläche aufweisen, die sich beim Spreizen der Matrizenteile an die zylindrische Innenfläche einer Läuferwicklung anlegen, deren Außenfläche mit der

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Innenwand einer hohlzylindrischen, zu der Matrize konzentrischen äußeren Umfassung in Berührung stehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlzylindrische äußere Umfassung mehrfach geteilt ist und die einzelnen Teile zur Achse der Umfassung leicht konvergierend ausgebildet sind.

12. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Dorn (14) und eine konzentrisch angeordnete Matrize (17), die zu dem Dorn (14) einen zur Aufnahme eines elastischen Druckkissens (16) ausgebildeten Zwischenraum aufweist, wobei für die Verformung des elastischen Druckkissens (16) zur Ausübung der in radialer Richtung wirkenden Druckkraft ein in der Achse des Dornes (14) verschieblicher Stempel (19) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (14) einen vergrößerten Kopfteil (18) aufweist, durch dessen axiale Bewegung relativ zu der Matrize (17) auf die Läuferwicklung (11) axiale Druckkräfte ausgeübt werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (18) ein von dem Dorn (14) getrenntes Bauteil ist, das an dem Stempel (19) federnd abgestützt und dessen Bewegung mit der Relativbewegung des Stempels (19) gekoppelt ist.

15. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Dorn (12) und eine konzentrisch angeordnete und als geteilte Einlegematrize ausgebildete Matrize (13¹), bei welcher an einer drehbar ausgebildeten Bodenplatte (2o). mit dem einen axialen Ende der Läuferwicklung (11) in Berührung, stehende Einlegezähne ausgeformt sind zum Abschleifen der Isolierbeschichtung des Leiterdrahtes der Läuferwicklung (11) bei der Drehung der Bodenplatte (2o), während das andere axiale Ende der Läuferwicklung durch einen an dem Dorn (12) ausgebildeten Ringbund (12*)

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gegen die Bodenplatte(2o) auch für die Dauer der Ausübung der in radialer Richtung auf die Außenfläche der Läuferwicklung (11) wirkenden Druckkraft angedrückt bleibt.

16. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen aus einem elastischen Material bestehenden Dorn und eine konzentrisch angeordnete, hohlzylindrische Matrize, gegen deren Innenwand die Außenfläche der Läuferwicklung angedrückt wird, wenn der Dorn zur Erzeugung der in radialer Richtung auf die Innenfläche der Läuferwicklung einwirkenden Druckkraft durch einen relativ verschieblichen Stempel verformt wird.

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