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Dokumentenidentifikation DE60124825T2 16.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001176697
Titel Erregerwicklung
Anmelder Milwaukee Electric Tool Corp., Brookfield, Wis., US
Erfinder Hessenberger, Jeffrey C., Neosho, Wisconsin 53059, US;
Cummings, David H., Waukesha, Wisconsin 53186, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60124825
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 25.07.2001
EP-Aktenzeichen 013063607
EP-Offenlegungsdatum 30.01.2002
EP date of grant 29.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse H02K 3/52(2006.01)A, F, I, 20061031, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H02K 7/106(2006.01)A, L, I, 20061031, B, H, EP   

Beschreibung[de]
BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Motoren, und genauer gesagt auf Verfahren zum Montieren einer Feldanordnung auf einem elektrischen Motor.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Universelle Wechselstrom (AC) Motoren werden normalerweise in elektrischen Werkzeugen verwendet, wie beispielsweise Kreissägen, Gattersägen und Bohrer, sowie in anderen Geräten. Normalerweise stellen diese Motoren eine leistungsstarke, leichtgewichtige Antriebsquelle für elektrische Werkzeuge dar.

Normalerweise umfasst ein Universalmotor eine Feld- oder Statoranordnung und einen drehbaren Rotor oder eine Welle mit einem an diesem/dieser befestigten Anker. Ein durch eine Laufspule der Statoranordnung strömender Strom erzeugt ein magnetisches Feld, das mit dem Anker zusammenwirkt, um diesen in einer Drehrichtung zu drehen. Ein Werkzeugelement, wie beispielsweise ein Sägeblatt oder ein Bohrer, ist mit dem Anker verbunden und wird mit Hilfe des Motors angetrieben.

Eine herkömmliche Feldanordnung umfasst einen isolierten Feldkern mit einem Wicklungstragelement und einem Draht oder einer Wicklung, die auf den Kern und das Wicklungstragelement gewickelt ist. Die Feldanordnung kann ferner eine Endanordnung umfassen, an welche die Enden oder Leiter der Wicklung angeschlossen sind, um andere Komponenten des Motors einfach anschließen zu können.

Die Druckschrift EP-A-0 632 564 offenbart einen elektrischen Motor mit einem Statorkern 19, der Wicklungen 7, 9 und Endscheiben 23 aufweist. Die Endscheiben 23 umfassen vertikal angeordnete Hauben 75, 77, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86 zum Umlenken und Führen der freien Enden 45, 47, 49, 51, 52, 55, 57, 59 der Wicklungsdrähte 61, 63 und der Verbindungsdrähte 65, 67 zu dem Verbindungsgehäuse 25, 27. Die vertikal angeordneten Hauben werden allein zum Führen der freien Enden der Wicklungsdrähte zu dem Verbindungsgehäuse verwendet. Die Wicklungsdrähte sind nicht um die vertikal angeordneten Hauben angeordnet, um eine Polarität für die Wicklung zu erzeugen (bei den Bezugsziffern dieses Absatzes handelt es sich um diejenigen, die in der EP-A-0 632 564 verwendet werden).

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Drehrichtung des Ankers wird u.a. durch die Polarität des magnetischen Feldes des Motors bestimmt. Allgemein gibt es zwei Arten von Wicklungsanordnungen für die Kernwicklungen einer Feldanordnung. Bei einer standardisiert gewickelten Feldanordnung erzeugt die Verbindung der Feldanordnung mit einer Energiequelle eine erste Polarität für den Motor und eine daraus resultierende erste Drehrichtung des Ankers. Bei einer umgekehrt gewickelten Feldanordnung erzeugt die Verbindung der Feldanordnung mit der Energiequelle (d.h. in einer ähnlichen Weise wie diejenige, die für die standardisiert gewickelte Feldanordnung verwendet wird) eine umgekehrte zweite Polarität für den Motor und eine daraus resultierende umgekehrte zweite Drehrichtung des Ankers.

Zum Erzeugen einer standardisiert gewickelten Feldanordnung wird die Wicklung in der ersten Richtung (d.h. im Uhrzeigersinn) auf das Wicklungstragelement gewickelt. Die Enden oder Leiter der Wicklung sind an einem Ende des Kerns und an gegenüber liegenden Seiten des Wicklungstragelementes vorgesehen (um an entsprechende Endanordnungen und/oder an andere Komponenten des Motors angeschlossen zu werden).

Zum Erzeugen einer umgekehrt gewickelten Feldanordnung unter Verwendung eines Standardkerns und von Standardverbindungen zu den Anschlüssen und/oder anderen Komponenten des Motors wird die Wicklung in einer entgegengesetzten zweiten Richtung (beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn) auf das Wicklungstragelement gewickelt. Die Enden oder Leiter der Wicklung sind an demselben einen Ende des Kerns für die umgekehrt gewickelte Feldanordnung vorgesehen, wie sie für die standardisiert gewickelte Feldanordnung vorgesehen waren, jedoch sind die Enden der Wicklung an umgekehrten Seiten des Wicklungstragelementes angeordnet (d.h. die Polarität der Wicklung wird bei der umgekehrt gewickelten Feldanordnung im Vergleich zu der standardisiert gewickelten Feldanordnung umgekehrt).

Um das Ende der Wicklung mit den ordnungsgemäßen Endanordnungen für die umgekehrt gewickelte Feldanordnung zu verbinden, müssen die Enden der Wicklungen das Wicklungstragelement an dem einen Ende des Kerns kreuzen, unmittelbar bevor oder unmittelbar nachdem sie mit den entsprechenden Endanordnungen verbunden werden. Dieses Kreuzen der Enden der Wicklung über das Wicklungstragelement ist unter Verwendung standardisierter Wicklungsanlagen schwer zu realisieren. Ferner sind bei einer solchen Ausrichtung die Verbindungen zwischen den Endanordnungen und den Enden der Wicklung nicht so stabil (d.h. die Enden der Wicklung sind lose an die Seite der Endanordnungen angeschlossen und nicht fest zwischen dem Boden des Wicklungstragelementes und dem Boden der Endanordnungen gespannt, wie es bei einer standardisiert gewickelten Feldanordnung der Fall ist).

Die vorliegende Erfindung schafft eine Feldanordnung, welche die bekannten Feldanordnungen verbessert. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Feldanordnung, bei der, bei der umgekehrt gewickelten Feldanordnung, die Enden der Wicklung das Wicklungstragelement nicht kreuzen, um die entsprechenden Anschlüsse in einer Standardverbindung zu verbinden.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Feldanordnung für einen elektrischen Motor, wobei die Feldanordnung einen Feldkern, der eine Wicklungstragestruktur umfasst, eine Drahtumlenkungsstruktur, die durch den Feldkern getragen ist, und eine Wicklung, die selektiv auf der Wicklungstragestruktur in entweder einer ersten Richtung, um eine erste Polarität zu erzielen, oder in einer zweiten Richtung, um eine zweite Polarität zu erzielen, gewickelt ist, wobei die zweite Polarität von der ersten Polarität verschieden ist, wobei, um selektiv die Wicklung in der ersten Richtung zu wickeln, die Wicklung um die Wicklungstragestruktur und die Drahtumlenkungsstruktur herum gewickelt ist, und wobei die Wicklung, um selektiv die Wicklung in der zweiten Richtung zu wickeln, um die Wicklungstragestruktur gewickelt ist und nicht um die Drahtumlenkungsstruktur gewickelt ist, aufweist.

Wenn die Wicklung mit einer Energiequelle verbunden ist, dreht sich der Anker bei der Feldanordnung mit der ersten Polarität in die erste Richtung.

Wenn die Wicklung mit einer Energiequelle verbunden ist (d.h. in einer Weise ähnlich derjenigen, die für die Feldanordnung mit der ersten Polarität verwendet wurde), dreht sich der Anker bei der Feldanordnung mit der zweiten Polarität in die entgegengesetzte zweite Richtung.

Ferner kann die Feldanordnung eine erste Endanordnung und eine zweite Endanordnung aufweisen, mit denen die Enden oder Leiter der Wicklung verbunden sind. Die Endanordnungen schaffen eine Struktur zum einfachen Verbinden der Feldanordnung mit weiteren Komponenten des Motors. Die Drahtumlenkungsstruktur umfasst vorzugsweise eine erste Drahtumleitungsstruktur oder Drahtumlenkungspfosten und eine zweite Drahtumleitungsstruktur oder Drahtumlenkungspfosten. Um die Wicklung in die zweite Richtung zu wickeln, wird die Wicklung von der ersten Endanordnung in die erste Richtung um den ersten Pfosten (um die Richtung der Wicklung umzukehren oder zu lenken) und um das Wicklungstragelement in der zweiten Richtung gewickelt. Am Ende des Wicklungsprozesses wird die Wicklung um den zweiten Pfosten (um die Richtung der Wicklung erneut umzukehren) und an die zweite Endanordnung in der ersten Richtung gewickelt. Somit kreuzen die Enden der Wicklung nicht das Wicklungstragelement unmittelbar bevor oder nachdem sie mit ihren entsprechenden Endanordnungen verbunden werden.

Bevorzugt sind die Endanordnungen und die Drahtumlenkungsstruktur an einer Endplatte gehalten, die an einem Ende des Kerns befestigt ist. Die Endplatte ist bevorzugt aus einem isolierten Material gebildet.

Die Feldanordnung kann eine zweite Wicklung aufweisen, wie beispielsweise eine zweite Laufspule oder eine dynamische Bremsspule, die auf das Wicklungstragelement zu wickeln ist. Die zweite Wicklung ist allgemein auf die gleiche Art und Weise wie die erste Wicklung auf die Wicklungstragestruktur gewickelt, jedoch derart, wie es durch die Funktion der zweiten Wicklung gefordert wird (als Laufspule oder als Bremsspule).

Ein unabhängiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Feldanordnung zum Herstellen von Motoranordnungen mit unterschiedlichen Polaritäten (sowohl standardisiert gewickelt als auch umgekehrt gewickelt) und zur Verwendung mit gemeinsamen Motorgehäusen, Bürsten und Verdrahtungen verwendet werden kann.

Ein weiterer unabhängiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass mit der Feldanordnung mit einem Feldkern und einer Drahtumlenkungsstruktur die Herstellung sowohl der standardisiert gewickelten als auch der umgekehrt gewickelten Feldanordnung zum Erzeugen beider Arten von Motoren einfacher und ökonomischer ist.

Weitere unabhängige Merkmale und unabhängige Vorteile der Erfindung werden Fachleuten anhand der nachfolgenden genauen Beschreibung, der Ansprüche und Zeichnungen deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DERZEICHNUNGEN

1 ist eine Explosionsansicht eines Bereiches eines elektrischen Werkzeugs und eines elektrischen Motors.

2 ist eine Seitenansicht einer Feldanordnung.

3 ist eine Draufsicht der in 2 dargestellten Feldanordnung.

4 ist eine Ansicht der Feldanordnung entlang der Schnittlinie A-A in 3 und zeigt eine standardisiert gewickelte Feldanordnung.

5 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen der 4 und zeigt eine umgekehrt gewickelte Feldanordnung.

6 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen der 4 und zeigt eine standardisiert gewickelte Feldanordnung mit einer Laufspule und einer Bremsspule.

7 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen der 6 und zeigt eine umgekehrt gewickelte Feldanordnung mit einer Laufspule und einer Bremsspule.

Bevor eine Ausführungsform der Erfindung genauer beschrieben wird, sollte klar sein, dass die Erfindung in Bezug auf ihre Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und der Anordnungen der Komponenten, die in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben oder in den Zeichnungen dargestellt sind, beschränkt ist. Die Erfindung kann in weiteren Ausführungsformen ausgeführt werden und kann auf verschiedene Arten und Weisen betrieben oder ausgeführt werden. Ferner sollte klar sein, dass die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie zum Zwecke der Beschreibung dient und nicht als einschränkend zu verstehen ist. Die Verwendung der Begriffe „umfassend" und „aufweisend" und Variationen dieser Begriffe, die hierin benutzt werden, bedeutet, dass Gegenstände, die nach diesen Begriffen aufgezählt sind, ebenso wie Äquivalente derselben und weitere Gegenstände beinhaltet sind.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine die Erfindung verkörpernde Feldanordnung 10 zur Verwendung in einem elektrischen Werkzeug 14 ist in 1 dargestellt. Die Feldanordnung 10 ist ein Teil eines elektrischen Motors 18 für das elektrische Werkzeug 14. Der elektrische Motor 18 kann mit einer (nicht dargestellten) Energiequelle verbunden werden, um ein Werkzeugelement (nicht dargestellt) anzutreiben.

Der elektrische Motor 18 umfasst ferner eine drehbare Welle oder einen Rotor 22 (in 1 schematisch dargestellt), der einen Anker 26 hält. Ein Paar von Bürsten 30 überträgt Elektrizität an den sich drehenden Anker 26, um ein Ankerfeld zu erzeugen. Die Komponenten des Motors 18 sind an einem Motorgehäuse 34 gehalten. Die Komponenten des Motors 18 sind elektrisch miteinander verbunden und können mit Hilfe einer elektrischen Schaltung mit der Energiequelle verbunden werden.

Wie genauer in den 2 bis 7 gezeigt ist, umfasst die Feldanordnung 10 einen Feldkern 38 mit einem Draht oder einer Wicklungstragestruktur 42a-b. Eine oder mehrere Spulendrähte oder Wicklungen 46a-b sind auf den Kern 38 gewickelt, wie es nachfolgend genauer beschrieben ist. Isoliermaterial, wie beispielsweise Isolierpapier 48, ist zwischen dem Kern 38 und den Wicklungen 46a-b angeordnet.

Eine isolierte Endplatte 50 ist an einem Ende des Kerns 38 gehalten. Die Endanordnungen 54a-d sind an der Endplatte 50 gehalten. Bei der dargestellten Konstruktion sind die Enden oder Leiter 52a-b und 53a-b der Wicklungen 46a-b mit Endanordnungen 54a-b verbunden, wie es nachfolgend näher beschrieben ist, um die Feldanordnung 10 einfach und schnell mit anderen Komponenten des Motors zu verbinden. Die Endanordnungen 54a-d umfassen entsprechende Anschlusstaschen 56a-d, die aus einem isolierenden Material ausgebildet sind und die bei der dargestellten Konstruktion mit der Endplatte 50 ausgebildet sind, entsprechende Anschlusselemente 57a-d, die in die zugeordneten Anschlusstaschen 56a-d einsetzbar sind. Die Anschlusselemente 57a-d sind elektrisch mit den Leitern 52a-b und 53a-b der Wicklungen 56a-b verbunden, wie es nachfolgend genauer beschrieben ist.

Die Feldanordnung 10 umfasst ferner eine Drahtumlenkungsstruktur 58, auf die Bereich der Wicklung 46a-b selektiv gewickelt ist. Vorzugsweise ist die Drahtumlenkungsstruktur 58 an der Endplatte 50 ausgebildet und umfasst mehrere Drahtumlenkungspfosten 62a-d.

Zum Zwecke der Beschreibung wird die Feldanordnung 10 beschrieben, als wäre sie entweder in einer ersten Polarität gewickelt (wenn sie mit der Stromquelle verbunden ist), um den Rotor in einer ersten Drehrichtung zu drehen, und in einer entgegengesetzten zweiten Polarität gewickelt (wenn sie mit der Energiequelle in einer ähnlichen Weise verbunden ist), um den Rotor in einer entgegengesetzten zweiten Drehrichtung zu drehen. Es sollte klar sein, dass diese Beschreibung unabhängig von den Wirkungen eines Umkehrmechanismus', wie beispielsweise ein reversibler Schalter, auf den elektrischen Strom und die Polarität des Motors ist. Wenn beispielsweise eine standardisiert gewickelte Feldanordnung einen Rotor (und ein Werkzeugelement) in der ersten Richtung (beispielsweise Uhrzeigerrichtung) mit dem Umkehrmechanismus in einer „Vorwärts"-Position dreht, dreht eine umgekehrt gewickelte Feldanordnung den Rotor (und das Werkzeugelement) in der entgegengesetzten zweiten Richtung (beispielsweise Gegenuhrzeigersinn), wobei sich der Umkehrmechanismus in der gleichen „Vorwärts"-Position befindet.

Es sollte klar sein, dass die Ausdrücke „Uhrzeigersinn" und „Gegenuhrzeigersinn" zum Zwecke der Beschreibung verwendet werden. Es sollte auch klar sein, dass die Pfeile, welche diese Richtungen an den Wicklungen 46a-b in den 4-7 anzeigen, zu Beschreibungszwecken verwendet werden. Diese Begriffe und die Pfeile können umgekehrt werden, ohne die Lehre der vorliegenden Erfindung zu beeinflussen.

Wie es in 4 gezeigt ist, ist das erste Ende oder der Anfangsleiter 52a der Wicklung 46a zum Erzeugen einer standardisiert gewickelten Spaltspulen (split coil)-Feldanordnung mit einer ersten Polarität mit der Anschlusstasche 56a der Endanordnung 54a verbunden, und die Wicklung 46a ist um die Wicklungstragestruktur 42a in einer ersten Richtung (beispielsweise im Uhrzeigersinn) gewickelt. Das zweite Ende oder der Endleiter 53a der Wicklung 46a ist dann an die Anschlusstasche 56b der Endanordnung 54b angeschlossen. Die Endelemente 57a-b sind in die entsprechenden Endtaschen 56a-b eingesetzt und elektrisch mit den entsprechenden Leitern 52a und 53a verbunden. Um die erste Polarität zu erzeugen, ist die Wicklung 46a nicht auf die Wicklungsumlenkungsstruktur 58 gewickelt.

Wenn es durch das Design des Motors gefordert wird, ist die Wicklung 56b auf die Wicklungstragestruktur 52b und die zwischen den Endanordnungen 54c und 54d in einer ähnlichen Weise gewickelt. Um die erste Polarität zu erzeugen, ist die Wicklung 56b nicht auf die Drahtumlenkungsstruktur 58 gewickelt.

Wie es in 5 gezeigt ist, ist der Anfangsleiter 52a der Wicklung 46a zum Erzeugen einer umgekehrt gewickelten Spaltspulen (split coil)-Feldanordnung mit einer entgegengesetzten zweiten Polarität mit der Endtasche 56a der Endanordnung 54a verbunden, und die Wicklung 46a ist in der ersten Richtung an und um den Drahtumlenkungspfosten 62b gewickelt, um die Richtung der Wicklung 46a umzukehren oder umzulenken. Die Wicklung 46a ist dann auf die Wicklungstragestruktur 42a in der entgegengesetzten zweiten Richtung (beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn) gewickelt. Nahe dem Ende des Wicklungsprozesses wird die Wicklung 46a um den Drahtumlenkungspfosten 62a gewickelt, um erneut die Richtung der Wicklung 46a umzukehren. Der Endleiter 53a der Wicklung 46a wird dann mit der Endtasche 46b der Endanordnung 54b verbunden. Die Anschlusselemente 57a-b werden in die entsprechenden Endtaschen 56a-b eingesetzt und elektrisch mit den entsprechenden Leitern 52a und 53a verbunden. Um die zweite Polarität zu erzeugen, wird die Wicklung 46a auf die Drahtumlenkungsstruktur 58 gewickelt.

Wenn es durch das Design des Motors gefordert wird, wird die Wicklung 56b auf die Wicklungstragestruktur 42b, die Drahtumlenkungsstruktur 58 und zwischen die Endanordnungen 54c und 54d in der gleichen Art und Weise gewickelt. Um die zweite Polarität zu erzeugen, wird die Wicklung 46b ebenfalls auf die Drahtumlenkungsstruktur 58 gewickelt.

Wie es in 6 gezeigt ist, wird der Anfangsleiter 52a der Laufwicklung 46a zur Erzeugung einer standardisiert gewickelten Feldanordnung, die eine erste Polarität aufweist und eine Laufwicklung 46a und eine Bremswicklung 46b umfasst, mit der Endtasche 56a der Endanordnung 54a verbunden, und die Laufwicklung 46a wird in der ersten Richtung an und um den Drahtumlenkungspfosten 42b gewickelt, um die Richtung der Laufwicklung 46a umzukehren. Die Laufwicklung 46a wird dann auf die Wicklungstragestruktur 42a in der zweiten Richtung gewickelt. Die Laufrichtung 46a kreuzt die Wicklungstragestruktur 42b und wird dann an und auf diese in einer ersten Richtung und an und um den Drahtumlenkungspfosten 42d gewickelt, um erneut die Richtung der Laufwicklung 46a umzukehren. Schließlich wird der Endleiter 53a der Laufwicklung 46a mit der Endtasche 56 der Endanordnung 54c verbunden. Die Endelemente 57a und 57c sind in die entsprechenden Endtaschen 56a und 56c eingesetzt und elektrisch mit den entsprechenden Leitern 52a und 53a verbunden.

Die Bremswicklung 46b wird dann an den gleichen Feldkern 38 wie die Laufwicklung 42a gewickelt (die Laufwicklung 42a und die Bremswicklung 42b sind schematisch in 6 getrennt dargestellt, um die Wicklungsmuster zu zeigen). Der Anfangsleiter 52b der Bremswicklung 46b wird mit der Endtasche 56b der Endanordnung 54b verbunden und an die Wicklungstragestruktur 42a in der zweiten Richtung gewickelt. Die Bremswicklung 46b kreuzt die Wicklungstragestruktur 42b und wird dann an und auf diese in der ersten Richtung gewickelt. Schließlich wird der Endleiter 53b der Bremswicklung 46b mit der Endtasche 56d der Endanordnung 54d verbunden. Die Endelemente 57b und 57d werden in die entsprechenden Endtaschen 56b und 56d eingesetzt und elektrisch mit den entsprechenden Leitern 52b und 53b verbunden.

Wie es in 7 gezeigt ist, wird der Anfangsleiter 52a der Laufwicklung 46a zum Erzeugen einer umgekehrt gewickelten Feldanordnung, die eine zweite Polarität (entgegengesetzt der Polarität, die durch die in 6 dargestellte Wicklungsanordnung erzeugt wird) aufweist und eine Laufwicklung 46a und eine Bremswicklung 46b umfasst, mit der Endtasche 56b der Endanordnung 54b verbunden und auf die Wicklungstragestruktur 42a in einer zweiten Richtung gewickelt. Die Laufwicklung 46a kreuzt die Wicklungstragestruktur 52 und wird dann an und auf diese in der ersten Richtung gewickelt. Schließlich wird der Endleiter 53a der Laufwicklung 46a mit der Endtasche 56d der Endanordnung 54d verbunden. Die Endelemente 57b und 57d werden in die entsprechenden Endtaschen 56b und 56d eingesetzt und elektrisch mit den entsprechenden Leitern 52a und 53a verbunden.

Die Bremswicklung 56b wird dann auf den gleichen Feldkern 38 wie die Laufwicklung 42a gewickelt (die Laufwicklung 42a und die Bremswicklung 42b sind in 7 schematisch getrennt dargestellt, um die Wicklungsmuster zu zeigen). Der Anfangsleiter 52b der Bremswicklung 46b wird mit der Endtasche 56a der Endanordnung 54a verbunden und in der ersten Richtung an und um den Drahtumlenkungspfosten 62b gewickelt, um die Richtung der Bremswicklung 46b umzukehren. Die Bremswicklung 46b wird dann auf die Wicklungstragestruktur 42a in der zweiten Richtung gewickelt. Die Bremswicklung 46b kreuzt die Wicklungstragestruktur 42b und wird dann an und auf diese in der zweiten Richtung und daraufhin um den Drahtumlenkungspfosten 62d gewickelt, um erneut die Richtung der Bremswicklung 46b umzukehren. Schließlich wird der Endleiter 53b der Bremswicklung 46b mit der Endtasche 56c der Endanordnung 54c verbunden. Die Endelemente 57a und 57c werden in die entsprechenden Endtaschen 56a und 56c eingesetzt und elektrisch mit den entsprechenden Leitern 52b und 523b verbunden.

Bei den in den 6 und 7 dargestellten Wicklungsanordnungen wird der Rotor 22, wenn die Laufspule 46a mit der Energiequelle verbunden ist, gedreht (in eine Richtung, wenn die Polarität durch die in 6 dargestellte Anordnung erzeugt wird, und in die entgegengesetzte Richtung, wenn die Polarität durch die in 7 dargestellte Anordnung erzeugt wird). Wenn die dynamische Bremse verwendet wird, wird die Bremswicklung 46b eine Gegen-FMF-Kraft erzeugen, die in einer Richtung entgegengesetzt zu der Laufrichtung für die dargestellte Wicklungsanordnung ausgeübt wird.

Wenn eine darauffolgende Feldanordnung (nicht gezeigt) mit einer Laufwicklung und einer Bremswicklung gewickelt wird, kann die Wicklungsanlage (nicht gezeigt) in einer in Bezug auf das zuvor Beschriebene umgekehrten Weise betrieben werden, und gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird die Wicklungsanlage bei der nächsten Feldanordnung derart betrieben (nicht gezeigt). Genauer gesagt werden für die nächste Feldanordnung die Positionen der Leiter 52a und 53a der Laufwicklung 46a und die Leiter 52 und 53b der Bremswicklung 46b umgekehrt, und die Wicklungsrichtungen werden umgekehrt (in die Richtung entgegengesetzt der Pfeile in den 6 und 7). Mit anderen Worten beginnt die Anlage das Wickeln auf den nächsten Feldkern (nicht gezeigt) in der Position, in der die Anlage das Wickeln auf den letzten Kern 38 beendet hat. Es sollte jedoch klar sein, dass bei anderen Konstruktionen die Wicklungsanlage nicht in umgekehrter Weise betrieben werden muss, um die darauffolgenden Wicklungsanordnungen zu wickeln.

Zur Montage des elektrischen Werkzeugs 14 wird die Polarität der Feldanordnung 10 gewählt, und die Feldanordnung 10 wird in einer der zuvor beschriebenen Anordnungen gewickelt. Die Komponenten des Motors 18 sind in dem Gehäuse 34 gehalten und elektrisch miteinander verbunden. Die restlichen Komponenten des elektrischen Werkzeugs 14 werden dann montiert. Um das elektrische Werkzeug 14 zu betätigen, wird dem Motor 18 Energie zugeführt, und der Rotor 22 dreht in der spezifischen Richtung, wodurch das Werkzeugelement angetrieben wird.

Es sollte klar sein, dass bei anderen Konstruktionen (nicht dargestellt) die Wicklungsumlenkungsstruktur 58 separat von den Endanordnungen 54a-d und/oder an dem gegenüber liegenden Ende des Kerns 38 gehalten sein kann. Ferner können die Drahtumlenkungspfosten 62a-d einen anderen Aufbau aufweisen, wie beispielsweise eine Schlaufe oder eine Nut in der Endplatte 50.

Es sollte klar sein, dass bei anderen Konstruktionen (nicht dargestellt) die Enden der Wicklung 46a-b direkt mit anderen Komponenten des Motors 18 verdrahtet sein können, als sie mit den Endanordnungen 54a-d zu verbinden. Ferner kann der Motor 18verschiedene und/oder zusätzliche Komponenten als die zuvor beschriebenen Komponenten aufweisen.

Zudem sollte klar sein, dass die Feldanordnung 10 und das Wicklungsverfahren der vorliegenden Erfindung bei anderen Motorarten einschließlich Wicklungskomponenten, die der Feldanordnung 10 ähneln, und für verschiedene Arten von elektrischen Geräten verwendet werden können.

Mit der Feldanordnung 10 können Motoranordnungen mit verschiedenen Polaritäten (sowohl standardisiert gewickelte als auch umgekehrt gewickelte) zur Verwendung mit gemeinsamen Motorgehäusen, Bürsten und Verdrahtungen hergestellt werden. Ferner ist die Herstellung sowohl der standardisiert gewickelten als auch der umgekehrt gewickelten Feldanordnung zum Erzeugen beider Motorarten einfacher und ökonomischer. Die Feldanordnung 10 kann gewickelt werden, um einen der beiden Polaritätsmotoren mit Hilfe einer Standardwicklungsanlage zu erzeugen.

Verschiedene Merkmale der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen definiert.


Anspruch[de]
Feldanordnung (10) für einen elektrischen Motor (18), wobei die Feldanordnung (10) aufweist:

einen Feldkern (38), der eine Wicklungstragestruktur (42a, 42b) umfasst,

eine Drahtumlenkungsstruktur (58), die durch den Feldkern (38) getragen ist, und

eine Wicklung (46a, 46b), die selektiv auf der Wicklungstragestruktur (42a, 42b) in entweder einer ersten Richtung, um eine erste Polarität zu erzielen, oder in einer zweiten Richtung, um eine zweite Polarität zu erzielen, gewickelt ist, wobei die zweite Polarität zu der ersten Polarität unterschiedlich ist, wobei, um selektiv die Wicklung (46a, 46b) in der ersten Richtung zu wickeln, die Wicklung (46a, 46b) um die Wicklungstragestruktur (42a, 42b) und die Drahtumlenkungsstruktur (58) herum gewickelt ist, und wobei die Wicklung (46a, 46b), um selektiv die Wicklung (46a, 46b) in der zweiten Richtung zu wickeln, um die Wicklungstragestruktur (42a, 42b) gewickelt ist und nicht um die Drahtumlenkungsstruktur (58) gewickelt ist.
Feldanordnung (10) nach Anspruch 1, und weiterhin eine Endplatte (50), die mit dem Feldkern (38) verbunden ist, aufweisend. Feldanordnung (10) nach Anspruch 2, wobei die Endplatte (50) aus einem isolierten Material gebildet ist. Feldanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die Drahtumlenkungsstruktur (58) einen ersten Pfosten (62a, 62d) und einen zweiten Pfosten (62b, 62c) umfasst, und wobei, um selektiv die Wicklung (46a, 46b) in der ersten Richtung zu wickeln, die Wicklung (46a, 46b) auf dem ersten Pfosten (62a, 62b), der Wicklungstragestruktur (42a, 42c) und dem zweiten Pfosten (62b, 62d) gewickelt ist. Feldanordnung (10) nach Anspruch 4, wobei, um selektiv die Wicklung (46a, 46b) in der zweiten Richtung zu wickeln, die Wicklung (46a, 46b) auf der Wicklungstragestruktur (42a, 42b) gewickelt ist und nicht auf dem ersten Pfosten (62a, 62c) und dem zweiten Pfosten (62b, 62d) gewickelt ist. Feldanordnung (10) nach Anspruch 2, 3 und 4, wobei der Feldkern (38) eine erste Endanordnung (54a, 54c), getragen durch die Endplatte (50), und eine zweite Endanordnung (54b, 54d), getragen durch die Endplatte (50), umfasst, wobei die Wicklung (46a, 46b) einen ersten Leiter (52a, 52b), einen zweiten Leiter (53a, 53b) und einen Zwischenbereich zwischen dem ersten Leiter (52a, 53b) und dem zweiten Leiter (53a, 53b) besitzt, wobei, in entweder der ersten Richtung oder der zweiten Richtung, der erste Leiter (52a, 52b) mit der ersten Endanordnung (54a, 54c) verbunden ist, der Zwischenbereich um den ersten Pfosten (62a, 62c), die Wicklungstragestruktur (42a, 42b) und den zweiten Pfosten (62b, 62c) gewickelt ist, und wobei der zweite Leiter (53a, 53b) mit der zweiten Endanordnung verbunden ist. Feldanordnung (10) nach Anspruch 6, wobei die Drahtumlenkungsstruktur (58), ein Bereich (56a, 56c) der ersten Endanordnung (54a, 54c) und ein Bereich (56b, 56d) der zweiten Endanordnung (54b, 54d) auf einer Endplatte (50) gebildet sind, wobei die Endplatte (50) mit dem Feldkern (38) verbunden ist. Feldanordnung (10) nach Anspruch 6, wobei der Feldkern (38) ein erstes Ende und ein zweites Ende besitzt, und wobei die Endplatte (50) mit dem ersten Ende des Feldkerns (38) so verbunden ist, dass die Drahtumlenkungsstruktur (58) und die erste Endanordnung (54a, 54c) und die zweite Endanordnung (54b, 54d) an dem ersten Ende des Feldkerns (38) positioniert sind. Feldanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei, in der ersten Richtung, die Wicklung (46a, 46b) nicht auf der Drahtumlenkungsstruktur (58) gewickelt ist. Feldanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei, in der zweiten Richtung, die Wicklung (46a, 46b) auf der Drahtumlenkungsstruktur (58) gewickelt ist. Feldanordnung (10) nach Anspruch 2, und weiterhin eine erste Endanordnung (54a, 54c), getragen durch die Endplatte (50), und eine zweite Endanordnung (54b, 54d), getragen durch die Endplatte (50), aufweist, wobei die Wicklung (46a, 46b) einen ersten Leiter (52a, 52b), einen zweiten Leiter (53a, 53b) und einen Zwischenbereich umfasst, wobei, um wahlweise die Wicklung (46a, 46b) in der ersten Richtung zu wickeln, der erste Leiter (52a, 52b) mit der ersten Endanordnung (54a, 54c) verbunden ist, der Zwischenbereich um die Wicklungstragestruktur (42a, 42b) herum gewickelt ist und die Drahtumlenkungsstruktur (58) und der zweite Leiter (53a, 53b) mit der zweiten Endanordnung (54b, 54d) verbunden sind, und wobei, um selektiv die Wicklung (46a, 46b) in der zweiten Richtung zu wickeln, der erste Leiter (52a, 52b) mit der ersten Endanordnung (54a, 54c) verbunden ist, der Zwischenbereich um die Wicklungstragestruktur (42a, 42b) herum gewickelt ist und nicht um die Drahtumlenkungsstruktur (58) herum gewickelt ist, und der zweite Leiter (53a, 53b) mit der zweiten Endanordnung (54b, 54d) verbunden ist. Feldanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die erste Richtung entweder allgemein eine Uhrzeigerrichtung oder allgemein eine Gegenuhrzeigerrichtung ist, und wobei die zweite Richtung die andere der allgemeinen Uhrzeigerrichtung oder der allgemeinen Gegenuhrzeigerrichtung ist.






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