DE29821112U1

DE29821112U1 - Anker mit Schutzkorb für durchzugsbelüftete Elektromotoren

Info

Publication number: DE29821112U1
Application number: DE29821112U
Authority: DE
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2008-11-26

Description

PATENTANWÄLTE ** * ··· ^DDEiJBAiJIyER strasse 20

D-33602 BIELEFELD

DIPL.- ING. BODO THIELKING _{TELEFON: (0521)60621}

DIPL.- ING. OTTO ELBERTZHAGEN telefax: (0520 178725

POSTGIROKONTO HANNOVER (BLZ 25010030)3091 93-302

ANWALTSAKTE·.

5743

DATUM:

16.11.1998/Sg

Anmelder: Metabowerke GmbH & Co.

Gerberstr. 33
72622 Nürtingen

Bezeichnung: Anker mit Schutzkorb für durchzugsbelüftete Elektromotoren

Die Erfindung bezieht sich auf einen Anker für durchzugsbelüftete Elektromotoren, insbesondere für den Einsatz in Elektrowerkzeugen. Der Anker hat eine Welle, auf der ein mit achsparallelen Längsnuten versehenes Blechpaket sowie in axialem Abstand hiervon ein gegenüber dem Blechpaket im Durchmesser kleinerer Kollektor fest angeordnet sind. Der Anker hat ferner eine aus den Längsnuten des Blechpakets stirnseitig austretende Wicklung, deren Drahtwindungen unter Bildung eines Wickelkopfes an den Lamellen des Kollektors angeschlossen sind, wobei der Kollektor im Anschlußbereich der Drahtwindungen einen radialen, umlaufend über den Wickelkopf vorstehenden Absatz hat, und des weiteren auf dem Wikkelkopf ein an den Umfang des Blechpaketes anschließender Schutzkorb aufgesetzt ist, der sich in axialer Richtung zum Kollektor hin im Durchmesser verjüngt und sich an dem Absatz des Kollektors abstützt.

Ein Anker mit den vorbeschriebenen Merkmalen ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 86 25 788 bekannt. In der Regel hat ein solcher Anker an den zwei Wickelköpfen, die sich an

- 2 - ··' 5743

den beiden Stirnenden des Blechpaketes befinden, je einen Schutzkorb, der dazu dient, mechanische Beschädigungen der Wicklungsköpfe durch im Kühlluftstrom mitgeführten Partikeln zu vermeiden. Vor allem bei Elektrowerkzeugen, die im Betrieb Staub erzeugen, wie Steinbohrmaschinen, Hämmer, Schleifgeräte, Sägen oder dergleichen, werden zusammen mit der Kühlluft erhebliche Mengen an Staub- und Schmutzpartikeln durch die Maschine hindurchbefördert, deren Auftreffen auf die Wickelköpfe der Ankerwicklung zu verhindern ist. Dazu dienen die mit Rücksicht auf den Kühleffekt mehr oder weniger geschlossenen Schutzkörbe, welche aufgrund der relativ hohen Ankerdrehzahlen ihre Schutzfunktion auch dann ausüben können, wenn sie lediglich gitterartig mit relativ großen Öffnungen zwischen den Gitterstegen ausgebildet sind.

Im vorliegenden Fall geht es bei Ankern der gattungsgemäßen Art um denjenigen Schutzkorb, der den zwischen dem Blechpaket und dem Kollektor befindlichen Wickelkopf der Ankerwicklung schützt. In der Praxis gestaltet sich nämlich die Montage des kollektorseitigen Schutzkorbes sehr schwierig, weil erst nach dem Anbringen der Wicklung in die Längsnuten des zunächst auf die Ankerwelle aufgepreßten Blechpaketes der kollektorseitige Schutzkorb aufgesetzt werden muß, bevor der Kollektor auf die Ankerwelle aufgepreßt werden kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Anker der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der kollektorseitige Schutzkorb derart ausgebildet ist, daß er im nachhinein, also nach dem Aufpressen des Kollektors und dessen Verschalten mit der Ankerwicklung auf den zwischen dem Blech

paket und dem Wickelkopf aufgesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Anker der gattungsbildenden Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schutzkorb im kollektorsextigen Endbereich einen Innendurchmesser hat, der größer als der größte Außendurchmesser des Kollektors ist, und am Endbereich des Schutzkorbes Federzungen zum Kollektor hin vorstehend angeordnet sind, die sich an dem Absatz des Kollektors abstützen und die von einem geringeren Innendurchmesser zumindest bis auf einen Innendurchmesser aufweitbar sind, der gleich dem größten Außendurchmesser des Kollektors ist.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß die am Schutzkorb kollektorseitig angeordneten Federzungen in nicht aufgeweiteter Lage mit ihren Stützflächen an der Innenseite auf einem Kreis liegen, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Kollektors im Bereich des zum Blechpaket hin liegenden Absatzes ist. Dies ist erforderlich, damit sich der Schutzkorb über die Lamellen am Absatz des Kollektors in der aufgesteckten Endlage abstützen kann. Beim Aufstecken hingegen in axialer Richtung zum Blechpaket hin über den Kollektor hinweg können diejenigen Bereiche des Schutzkorbes, die einen größeren Innendurchmesser gegenüber dem größten Außendurchmesser des Kollektors haben, ohne weiteres über den Kollektor hinweggeführt werden. Die endseitigen Federzungen hingegen, die beim Aufstecken als letztes über den Rotor hinweggeführt werden müssen, weiten sich von dem genannten kleineren Durchmesser weg auf und geben elastisch in radialer Richtung soweit nach, daß sie in axialer Richtung über den Kollektor

- 4 - 5743

hinweggeschoben werden können. In der Endlage rasten sie hinter dem Absatz des Kollektors nach innen hin ein, wodurch die notwendige Abstützung des Schutzkorbes in axialer Richtung am Kollektor sichergestellt ist. In der Praxis vereinfacht sich hierdurch der Arbeitsablauf in der Ankerfertigung erheblich. Denn nach dem Aufpressen und isolieren des Blechpaketes kann zunächst der Kollektor auf die Ankerwelle aufgepreßt werden, wonach dann das Bewickeln des Blechpaketes und das Verschalten der Wicklung mit dem Kollektor erfolgt. Danach erst ggf. noch nach dem Einbringen von Nutenverschlußkeilen wird in der beschriebene Weise der Schutzkorb über den Kollektor geschoben, der durch das Einrasten der Federzungen hinter dem Kollektorabsatz in axialer Richtung gesichert ist. Eine zusätzliche Fixierung des Schutzkorbes kann über die in der Regel für die Ankerwicklung vorzusehende Gießharzimprägnierung erfolgen. Zudem kann noch ein Formschluß zwischen dem Schutzkorb und dem Blechpaket in Umfangsrichtung vorgesehen werden, dies und weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines Ankers eines durchzugsbelüfte-Universal-
oder Gleichstrommotors, wie er insbesondere
für Elektrowerkzeuge verwendet wird,

Fig. 2 die Ansicht desjenigen Schutzkorbes des Ankers

nach Fig. 1, der sich zwischen dem Blechpaket und dem Kollektor befindet,

- 5 - 5743

Fig. 3 die mit X in Fig. 2 gekennzeichnete Einzelheit
in vergrößerter Wiedergabe und

Fig. 4 die Stirnansicht des Wickelkorbes nach Fig. 2
von der Seite mit dem größeren Durchmesser her
gesehen.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Ankerwelle 1, die für einen Anker eines durchzugsbelüfteten Elektromotors bestimmt ist, und deshalb ist auf der Ankerwelle 1 ein Lüfterrad 2 angeordnet. In Abstand von dem Lüfterrad 2 ist auf die Welle 1 ein Blechpaket 3 fest aufgesetzt, welches eine zylindrische Umfangsfläche hat, die von entlang von achsparallelen Mantellinien verlaufenden, nach außen hin offenen Längsnuten 4 unterbrochen ist. Diese Längsnuten 4 nehmen eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte aus einer Vielzahl von Drahtwindungen bestehende elektrische Wicklung auf, die zum Lüfterrad 2 hin einen ersten Wickelkopf 6 bildet, der durch eine korbartige Abdeckung 7 im drehenden Zustand gegen den Aufschlag solcher Partikel geschützt ist, die im Kühlluftstrom des Elektromotors mitgeführt werden. Auch auf der dem Lüfterrad 2 abgewandten Seite bildet die Wicklung einen Wickelkopf 8 und aus diesem sind die Enden bestimmter Drahtwindungen stirnseitig herausgeführt, um mit einem Kollektor 9 verbunden zu sein, der für jeden Drahtanschluß eine Lamelle aufweist. Der Kollektor 9 hat ferner an dem dem Blechpaket 3 zugewandten Stirnende einen radial vorstehenden Schweißbund 10, der von axial durchgehenden, radial offenen Nuten durchsetzt ist, in die radial von außen nach innen jeweils die Drahtenden eingelegt und danach eingeschweißt werden. Die Drahtenden des Wickelkopfes 8 bilden somit in Umfangsrichtung des Schweiß-

'R.ii.:::=: 5743

bundes 10 gesehen einen Kranz, der einen Durchmesser hat, welcher etwas kleiner als der Außendurchmesser des Schweißbundes 10 ist, der den größten Außendurchmesser des Kollektors 9 darstellt. Es besteht deshalb im Anschlußbereich des Kollektors 9 zwischen dem Wickelkopf 8 und dem Schweißbund 10 ein radialer Absatz 11, an dem sich mit seinem einen Stirnende ein Schutzkorb 12 abstützt, der mit seinem¹ anderen Stirnende mit dem Blechpaket 3 in Verbindung steht und so in axialer Richtung gesichert ist.

Neben der Fig. 1 veranschaulichen die Figuren 2-4 die Einzelmerkmale des Schutzkorbes 12. An der zum Kollektor 9 hin liegenden Seite weist der Schutzkorb 12 einen durch einen Ring 13 gebildeten Endbereich auf, der einen Innendurchmesser hat, welcher größer als der größte Durchmesser des Kollektors 9 im Bereich dessen Schweißbundes 10 ist. An der gegenüberliegenden, zum Blechpaket 3 hin liegenden Seite hat der Schutzkorb 12 einen Endring 14, dessen Durchmesser größer als der des gegenüberliegenden Ringes 13 und etwa gleich groß wie der Außendurchmesser des Blechpaketes 3 ist. Der Endring 14 und der gegenüberliegende Ring 13 des Schutzkorbes 12 sind mittels Stegen 15 verbunden, und insgesamt stellt der Schutzkorb 12 ein einstückiges Kunststoffspritzteil dar.

Von besonderer Bedeutung sind an der Kollektorseite des Ringes 13 des Schutzkorbes 12 achsparallel vorstehende Federzungen 16, deren Konfiguration im einzelnen aus Fig. 3 hervorgeht. Jede Zunge 16 hat an ihrer Innenseite einen Rastvorsprung 22, der nach innen hin vorsteht. Die Rastvorsprünge 22 aller Federzungen 16, beim Ausführungsbeispiel sind hiervon vier vorhanden, liegen bei nicht elastisch verformter Lage

- 7 - ·* 5743

der Federzungen 16 auf einem Kreis, der einen Durchmesser hat, welcher kleiner als der Außendurchmesser des Schweißbundes 10 des Kollektors 9 ist. Folglich kann zwecks Montage der Schutzkorb 12 mit seinem weiteren Endring 14 voran über den Kollektor 9 hinweg auf den Wickelkopf 8 bis zur Abstützung am Blechpaket 3 aufgeschoben werden, wobei sich die Federzungen 16 beim Überfahren des Kollektors 9 und insbesondere des Schweißbundes 10 am Kollektor 9 nach außen hin zunächst aufweiten, bis sie in der aufgeschobenen Endlage des Schutzkorbes 12 mit dem Erreichen des Absatzes 11 am Schweißbund 10 des Kollektors 9 radial nach innen hin einrasten. Damit dies ohne Verklemmen vonstatten geht, haben die Federzungen 16 anschließend an den Rastvorsprung 22 zum Ring 13 hin eine Auflaufschräge 20, welche die elastische Ablenkung der Federzungen 16 radial nach außen hin erleichtert. Zum freien Ende der Federzungen 16 hin schließt an den Rastvorsprung 22 eine Rastaussparung 18 an, durch die zum Rastvorsprung 22 hin eine Radialflanke 19 gebildet ist, die zur Anlage am Absatz 11 des Schweißbundes 10 des Kollektors 9 in der Endlage des Schutzkorbes 12 bestimmt ist.

Der Endring 13 des Schutzkorbes 12 hat ebenfalls radial zum Blechpaket 3 hin vorstehende Vorsprünge 17, die an ihren nach innen hin liegenden Seiten radial sowie nach außen hin axial offene Taschen 21 haben. In der Einbaulage des Schutzkorbes 12 sind die Vorsprünge 17 mit ihren Taschen 21 jeweils auf ein vorstehendes Ende eines Nutenverschlußkeiles 5 aufgesetzt, wodurch an dem Ende zum Blechpaket 3 hin der Schutzkorb 12 sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung gesichert ist. Eine zusätzliche oder endgültige Fixierung kann der Schutzkorb 12 erhalten, indem in üblicher Weise die Wicklung des Ankers mit Gießharz imprägniert wird, hierdurch kann der Schutzkorb 12 zugleich verklebt werden.

Claims

1. Anker für durchzugsbelüftete Elektromotoren, insbesondere für den Einsatz in Elektrowerkzeugen, mit einer Welle, auf der ein mit achsparallelen Längsnuten versehenes Blechpaket sowie in axialem Abstand hiervon ein gegenüber dem Blechpaket im Außendurchmesser kleinerer Kollektor fest angeordnet, und mit einer aus den Längsnuten des Blechpakets stirnseitig austretenden Wicklung, deren Drahtwindungen unter Bildung eines Wickelkopfes an den Lamellen des Kollektors angeschlossen sind, wobei der Kollektor im Anschlußbereich der Drahtwindungen einen radialen, umlaufend über den Wickelkopf vorstehenden Absatz hat, und auf dem Wickelkopf ein an den Umfang des Blechpakets anschließender Schutzkorb aufgesetzt ist, der sich in axialer Richtung zum Kollektor hin im Durchmesser verjüngt und sich an dem Absatz des Kollektors abstützt,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Schutzkorb (12) am kollektorseitigen Endbereich (13) einen Innendurchmesser hat, der größer als der größte Außendurchmesser des Kollektors (9) ist, und am Endbereich (13) des Schutzkorbes (12) Federzungen (16) zum Kollektor (9) hin vorstehend angeordnet sind, die sich an dem Absatz (11) des Kollektor (9) abstützen und die zumindest von einem kleineren Innendurchmesser bis

auf einen Innendurchmesser aufweitbar sind, der gleich dem größten Außendurchmesser des Kollektors (9) ist.

2. Anker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der kollektorseitige Endbereich (13) des Schutzkorbes (12) von einem in Umfangsrichtung verlaufenden, geschlossenen Ring gebildet ist, an welchem die Federzungen (16) axial vorstehend angeordnet sind.

3. Anker nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Federzungen (16) des Schutzkorbes (12) an ihrer Innenseite eine Rastaussparung (18) mit einer sich am Absatz (11) des Kollektors (9) abstützenden Radialflanke (19) haben.

4. Anker nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Federzungen (16) an ihren Innenseiten vom Endbereich (13) des Schutzkorbes (12) weg nach innen hin ansteigende Auflaufschrägen (20) haben.

5. Anker nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schutzkorb (12) an seinem vom Kollektor (9) abliegenden Ende axiale Vorsprünge (17) hat, die in Umfangsrichtung eine formschlüssige Verbindung zum Blechpaket (3) hin haben.

6. Anker nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

- 3 - 5743

daß die Vorsprünge (17) des Schutzkorbes (12) an ihren Innenseiten zu ihren freien Enden hin offene Nuten oder Taschen (21) haben, in welche an der Stirnseite des Blechpakets (3) vorstehende Nutenverschlußkeile (5) eingreifen.

7. Anker nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorsprünge (17) an einem in Umfangsrxchtung verlaufenden Endring (14) des Schutzkorbes (12) angeordnet sind, der mittels Stegen (15) mit dem kollektorseitigen Ring (13) verbunden ist.

8. Anker nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schutzkorb (12) ein einstückiges Kunststoffspritzteil ist.

9. Anker nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Kollektor (9) im Anschlußbereich einen umlaufenden, radial vorstehenden Schweißbund (10) zum Anschluß der Drahtwindungen der Wicklung hat, an dem der Absatz (11) zur Abstützung der Federzungen (16) des Schutzkorbes (12) ausgebildet ist.