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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kurzschlusselement, das vorgegebene
Lamellen (Segmente) miteinander kurzschließt, so dass sie
das gleiche Potential aufweisen, einen Kommutator mit dem Kurzschlusselement,
einen Anker mit dem Kommutator und ein Verfahren für die
Herstellung des Kurzschlusselements.
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Bei
einem Motor wie beispielsweise einem Gleichstrommotor mit einem
Kommutator und Bürsten, die am Kommutator entlanggleiten,
wird Ankerwicklungen eines Ankers über die Bürsten
und den Kommutator Strom zugeführt. Der Kommutator weist eine
Anzahl von Lamellen (Segmenten) auf, und vorgegebene Lamellen davon
werden von einem Kurzschlusselement kurzgeschlossen. Durch Kurzschließen
der vorgegebenen Lamellen wird Lamellen, die die Bürsten
nicht berühren, Strom zugeführt. Die Anzahl der
Bürsten kann verringert werden.
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So
offenbart beispielsweise die offengelegte
japanische Patentschrift Nr. 2005-137193 ein
Kurzschlusselement, das durch das Stapeln einer ersten Leiterelementgruppe
und einer zweiten Leiterelementgruppe gebildet wird. Die erste und
die zweite Leiterelementgruppe enthalten jeweils Leiterelemente,
deren Anzahl gleich der Anzahl der Lamellen des Kommutators ist.
Die Leiterelemente in jeder Leiterelementgruppe sind so angeordnet,
dass sie einen Kreis bilden. Jedes Leiterelement weist einen Außenanschluss
auf, der sich in Bezug auf die radiale Richtung der entsprechenden
Leiterelementgruppe an einem Außenabschnitt befindet, einen
Innenanschluss, der sich in Bezug auf die radiale Richtung der entsprechenden
Leiterelementgruppe an einem Innenabschnitt befindet, und einen
Kopplungsabschnitt, der den Außenanschluss und den Innenanschluss aneinanderkoppelt.
Ein Hakenabschnitt, der von der entsprechenden Leiterelementgruppe
aus radial nach außen verläuft, ist in dem Außenanschluss
jedes Leiterelements ausgebildet. Die erste Leiterelementgruppe
und die zweite Leiterelementgruppe sind so aufeinander gestapelt,
dass die Außenanschlüsse der ersten Leiterelementgruppe
auf die Außenanschlüsse der zweiten Leiterelementgruppe
und die Innenanschlüsse der ersten Leiterelementgruppe
auf die Innenanschlüsse der zweiten Leiterelementgruppe
ausgerichtet sind. Die aufeinander ausgerichteten Außenanschlüsse
sind miteinander verbunden, und die aufeinander ausgerichteten Innenanschlüsse sind
miteinander verbunden, so dass die erste und die zweite Leiterelementgruppe
integriert sind. Die Hakenabschnitte der Außenanschlüsse
der integrierten ersten und zweiten Leiterelementgruppe sind mit den
entsprechenden Lamellen verbunden. Einige der Hakenabschnitte greifen
in Endabschnitte der entsprechenden Ankerwicklungen ein.
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Bei
dem Kurzschlusselement gemäß der oben beschriebenen
Patentschrift ist jeder Außenanschluss der ersten Leiterelementgruppe
mit dem entsprechenden Außenanschluss der zweiten Leiterelementgruppe
verbunden, und jeder Innenanschluss der ersten Leiterelementgruppe
ist mit dem entsprechenden Innenanschluss der zweiten Leiterelementgruppe
verbunden. Anders ausgedrückt ist an mehreren Positionen
ein Verbinden erforderlich. Dies erschwert die Operation zum Integrieren
der ersten und der zweiten Leiterelementgruppe.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Kurzschlusselement zur Verfügung zu stellen, das eine Operation
zum Integrieren einer ersten und einer zweiten Leiterelementgruppe
vereinfacht, einen Kommutator mit dem Kurzschlusselement, einen
Anker mit dem Kommutator und ein Verfahren zum Herstellen des Kurzschlusselements.
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Um
die oben angegebene Aufgabe zu erfüllen, sowie gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kurzschlusselement
mit einer ersten und einer zweiten Leiterelementgruppe zur Verfügung
gestellt. Jede Leiterelementgruppe weist mehrere Leiterelemente
auf, die so angeordnet sind, dass sie einen Kreis bilden. Die Anzahl
der Leiterelemente, die zu der ersten Leiterelementgruppe gehören,
und die Anzahl der Leiterelemente, die zu der zweiten Leiterelementgruppe
gehören, ist gleich und wird durch n dargestellt. Jedes
Leiterelement weist einen Außenanschluss auf, der sich
in Bezug auf eine radiale Richtung der entsprechenden Leiterelementgruppe
an einem Außenabschnitt befindet, einen Innenanschluss,
der sich in Bezug auf die radiale Richtung der entsprechenden Leiterelementgruppe an
einem Innenabschnitt befindet, und einen Kopplungsabschnitt, der
den Außenanschluss und den Innenanschluss aneinanderkoppelt.
Der Innenanschluss jedes Leiterelements ist zu dem Außenanschluss
des gleichen Leiterelements in Bezug auf eine Umfangsrichtung der
entsprechenden Leiterelementgruppe versetzt. Die erste Leiterelementgruppe und
die zweite Leiterelementgruppe sind so aufeinander gestapelt, dass
die Richtung, in der der Innenanschluss bei jedem Leiterelement
der ersten Leiterelementgruppe zu dem Außenanschluss versetzt
ist, der Richtung, in der der Innenanschluss bei jedem Leiterelement
der zweiten Leiterelementgruppe zu dem Außenanschluss versetzt
ist, entgegengesetzt ist. Jeder Innenanschluss der ersten Leiterelementgruppe
ist auf einen entsprechenden Innenanschluss der zweiten Leiterelementgruppe
ausgerichtet. Jeder Außenanschluss der ersten Leiterelementgruppe
ist zu einem entsprechenden Außenanschluss der zweiten
Leiterelementgruppe in Bezug auf die Umfangsrichtung der ersten
Leiterelementgruppe versetzt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommutator mit
Lamellen und Kurzschlusselement zur Verfügung gestellt.
Die Anzahl der Lamellen wird durch 2n dargestellt, wobei es sich
bei n um eine positive ganze Zahl handelt. Das Kurzschlusselement
weist eine erste und eine zweite Leiterelementgruppe auf. Jede Leiterelementgruppe weist
mehrere Leiterelemente auf, die so angeordnet sind, dass sie einen
Kreis bilden. Die Anzahl der Leiterelemente, die zu der ersten Leiterelementgruppe gehören,
und die Anzahl der Leiterelemente, die zu der zweiten Leiterelementgruppe
gehören, ist gleich und wird durch n dargestellt. Jedes
Leiterelement weist einen Außenanschluss auf, der sich
in Bezug auf eine radiale Richtung der entsprechenden Leiterelementgruppe
an einem Außenabschnitt befindet, einen Innenanschluss,
der sich in Bezug auf die radiale Richtung der entsprechenden Leiterelementgruppe
an einem Innenabschnitt befindet, und einen Kopplungsabschnitt,
der den Außenanschluss und den Innenanschluss aneinanderkoppelt.
Der Innenanschluss jedes Leiterelements ist zu dem Außenanschluss
des gleichen Leiterelements in Bezug auf eine Umfangsrichtung der
entsprechenden Leiterelementgruppe versetzt. Der Außenanschluss
jedes Leiterelements ist mit der entsprechenden Lamelle verbunden.
Die erste Leiterelementgruppe und die zweite Leiterelementgruppe
sind so aufeinander gestapelt, dass die Richtung, in der der Innenanschluss
bei jedem Leiterelement der ersten Leiterelementgruppe zu dem Außenanschluss
versetzt ist, der Richtung, in der der Innenanschluss bei jedem
Leiterelement der zweiten Leiterelementgruppe zu dem Außenanschluss
versetzt ist, entgegengesetzt ist. Jeder Innenanschluss der ersten
Leiterelementgruppe ist auf einen entsprechenden Innenanschluss
der zweiten Leiterelementgruppe ausgerichtet. Jeder Außenanschluss
der ersten Leiterelementgruppe ist zu einem entsprechenden Außenanschluss
der zweiten Leiterelementgruppe in Bezug auf die Umfangsrichtung der
ersten Leiterelementgruppe versetzt.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Anker mit einer
Radialwelle und einem um die Radialwelle herum befestigten Ankerkern
zur Verfügung gestellt. Eine Wicklung ist um den Ankerkern
gewickelt. Der Ankerkern ist des Weiteren mit dem Kommutator gemäß dem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgestattet, der um die
Radialwelle herum befestigt ist. Die Lamellen des Kommutators sind
elektrisch mit der Wicklung verbunden.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für
die Herstellung des Kurzschlusselements gemäß dem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Verfügung
gestellt. Zu dem Verfahren gehört Folgendes: Bilden einer Leiterelementgruppe
aus kranzförmig angeordneten Leiterelementen auf jeder
von zwei leitfähigen Platten, wobei die Leiterelemente
in der auf jeder leitfähigen Platte gebildeten Leiterelementgruppe über
einen Außenrahmen und einen Innenrahmen miteinander verbunden
sind. Das Bilden der Leiterelementgruppe umfasst Folgendes: Durchstanzen
von kranzförmig angeordneten Außenlöchern
und kranzförmig angeordneten Innenlöchern durch
Stanzen, wobei deren Anzahl auf jeder Platte jeweils gleich ist,
wodurch zwischen jedem in Umfangsrichtung nebeneinander liegenden
Paar Außenlöcher ein Außenanschluss und
zwischen jedem in Umfangsrichtung nebeneinander liegenden Paar Innenlöcher
ein Innenanschluss gebildet wird, und Bilden von Schnittlinien, deren
Anzahl gleich der Anzahl der Außenlöcher und der
Innenlöcher ist, durch Stanzen, wobei sich die Schnittlinien
in einem Teil jeder Platte befinden, der zwischen den Außenlöchern
und den Innenlöchern liegt, und jede Schnittlinie von einem
der Außenlöcher aus zu dem entsprechenden Innenloch
hin verläuft und dadurch den Teil der Platte zwischen den Außenlöchern
und den Innenlöchern teilt, so dass Kopplungsabschnitte
gebildet werden. Das Verfahren umfasst des Weiteren Folgendes: Biegen
des Kopplungsabschnittes jedes zu der auf jeder Platte gebildeten
Leiterelementgruppe gehörenden Leiterelements, so dass
sich ein mittlerer Abschnitt jedes Kopplungsabschnittes in einer
Richtung der Dicke der Platte wölbt, wobei das Biegen der
Kopplungsabschnitte dazu führt, dass in Umfangsrichtung
nebeneinander liegende Kopplungsabschnitte voneinander getrennt
werden, Aufeinanderstapeln der Platten nach dem Biegen, so dass
die Richtung, in der sich der mittlere Abschnitt jedes Kopplungsabschnittes
einer der Platten wölbt, und die Richtung, in sich der mittlere
Abschnitt jedes Kopplungsabschnittes der anderen Platte wölbt,
einander entgegengesetzt sind, wobei bei den gestapelten Platten
die Innenanschlüsse einer der Platten auf die Innenanschlüsse der
anderen Platte ausgerichtet und die Außenanschlüsse
einer der Platten zu den Außenanschlüssen der
anderen Platte versetzt sind, und Entfernen des Außenrahmens
und des Innenrahmens jeder Platte nach dem Stapeln der Platten.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die im
Sinne von Beispielen die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung sowie deren Aufgaben und Vorteile werden am besten durch
Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der derzeit bevorzugten
Ausführungsformen sowie die beiliegenden Zeichnungen verständlich:
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Ankers gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang
einer Mittelachse des Ankers, die eine der Hälften zeigt,
die an der Mittelachse geteilt ist.
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2 ist
eine halbe Querschnittsansicht, die einen Kommutator des in 1 gezeigten
Ankers zeigt,
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3 ist
eine Draufsicht, die eine Leiterstab-Baugruppe des in 1 gezeigten
Ankers zeigt,
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4 ist
eine Draufsicht, die eine Leiterstabgruppe des in 1 gezeigten
Ankers zeigt, die 5A, 5B und 5C sind
schematische Darstellungen, die den Herstellungsablauf für
die in 3 gezeigte Leiterstab-Baugruppe zeigen,
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6 ist
eine Draufsicht, die eine Leiterstab-Baugruppe gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
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7 ist
eine auseinander gezogene Perspektivansicht, die die in 6 gezeigte
Leiterstab-Baugruppe zeigt,
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die 8, 9, 10 und 11 sind schematische
Darstellungen, die den Herstellungsablauf für die in 6 gezeigte
Leiterstab-Baugruppe zeigen,
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12 ist
eine Draufsicht, die eine Leiterstab-Baugruppe gemäß einer
modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt, und
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13 ist
eine Draufsicht, die eine Leiterstab-Baugruppe gemäß einer
weiteren modifizierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Es
wird nunmehr eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ein
in 1 gezeigter Anker 1 ist in einem (nicht
gezeigten) Stator angeordnet und bildet zusammen mit dem Stator
einen Motor. Der Stator weist Permanentmagnete auf, die an der Umfangsrichtung des
Ankers 1 entlang angeordnet sind.
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Zu
dem Anker 1 gehört eine Radialwelle 2 aus
Metall, ein Ankerkern 3, ein Kommutator 4 und Wicklungen 5,
die um den Ankerkern 3 herumgewickelt sind. Der Ankerkern 3 und
der Kommutator 4 sind an der Peripherie der Radialwelle 2 befestigt. Beide
Enden der Radialwelle 2 werden vom Stator drehbar gestützt.
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Der
Ankerkern 3 weist einen ringförmigen Befestigungsabschnitt 3a und
Zähne 3b auf, die vom Außenumfang des
Befestigungsabschnittes 3a radial nach außen hin
verlaufen. Durch den Befestigungsabschnitt 3a verläuft
ein Loch, durch das sich die Radialwelle 2 erstreckt. Die
Wicklungen 5 sind um die Zähne 3b gewickelt.
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Der
Kommutator 4 enthält einen Kommutator-Grundkörper 11,
der an der Radialwelle 2 befestigt ist, und ein Kurzschlusselement 12,
das an einem Ende des Kommutator-Grundkörpers 11 angeordnet ist.
Der Kommutator-Grundkörper 11 enthält
ein Isolierelement 13, das die Radialwelle 2 berührt,
und sechzehn Lamellen (Segmente) 14, die sich am Außenumfang
des Isolierelements 13 befinden. Das Isolierelement 13 besteht
beispielsweise aus einem isolierenden hitzehärtbaren Kunststoff
und ist im Wesentlichen zylinderförmig. Ein Ende des Isolierelements 13 (das
untere Ende in 1) bildet einen Verbindungsabschnitt 13a mit
geringem Durchmesser. Die Radialwelle 2 wird per Presspassung
in dem Verbindungsabschnitt 13a befestigt, so dass das
Isolierelement 13 an der Radialwelle 2 befestigt
ist. Das Isolierelement 13 dreht sich somit integral mit
der Radialwelle 2.
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Wie
in 2 gezeigt ist, sind die Lamellen 14 an
der Außenumfangsfläche des Isolierelements 13 in
gleichen Winkelabständen angeordnet. Jede Lamelle 14 weist
entlang der axialen Richtung des Kommutators 4 im Wesentlichen
eine längliche Form auf. Zwei Haltekrallen 14a erstrecken
sich von der Innenfläche jeder Lamelle 14 aus.
Die Haltekrallen 14a sind so gekrümmt, dass sich
jedes Paar gegen die distalen Enden aneinander annähert.
Jede Lamelle 14 wird durch das Einbetten der Haltekrallen 14a in das
Isolierelement 13 von dem Isolierelement 13 gehalten.
Jede Lamelle 14 weist ein ansteigendes Stück 14b auf,
in das ein Ende der entsprechenden Wicklung 5 eingreift.
Jedes ansteigende Stück 14b verläuft
von der Außenfläche eines Endes der entsprechenden
Lamelle 14 (der Außenfläche des unteren
Endes in 2) aus und bildet einen spitzen
Winkel mit der Außenfläche der Lamelle 14.
Mehrere nicht mit dargestellte Bürsten gleiten von radial
außen gelegenen Positionen aus an dem Kommutator-Grundkörper 11 entlang,
der wie oben beschrieben von dem Isolierelement 13 und
den Lamellen 14 gebildet wird.
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Das
Kurzschlusselement 12 weist eine Leiterstab-Baugruppe (Leiterelement-Baugruppe) 21 und
ein Halteelement 22 auf. Die Leiterstab-Baugruppe 21 schließt
jedes Paar der Lamellen 14 kurz, die entlang der Umfangsrichtung
des Kommutators 4 um 180 Grad voneinander beabstandet sind.
Das Halteelement 22 hält die Leiterstab-Baugruppe 21.
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Wie
in 3 gezeigt ist, wird die Leiterstab-Baugruppe 21 durch
Stapeln einer ersten Leiterstabgruppe (ersten Leiterelementgruppe) 23 auf
eine zweite Leiterstabgruppe (zweite Leiterelementgruppe) 23 gebildet.
Jede der Leiterstabgruppen 23 weist vier erste Leiterstäbe
(erste Leiterelemente) 24 und vier zweite Leiterstäbe
(zweite Leiterelemente) 25 auf. Bei einer Betrachtung entlang
der Mittelachse der Leiterstabgruppen 23 weisen die erste
Leiterstabgruppe 23 und die zweite Leiterstabgruppe 23 die
gleiche, jedoch invertierte Form auf.
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Wie
in 4 gezeigt ist, sind die acht Leiterstäbe 24, 25 jeder
Leiterstabgruppe 23 so angeordnet, dass sie einen Kreis
bilden. Jeder Leiterstab 24, 25 weist einen Außenanschluss 26 und
einen Innenanschluss 27 auf. Die Außenanschlüsse 26 befinden sich
in Bezug auf die radiale Richtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 außerhalb
der Innenanschlüsse 27. Die Innenanschlüsse 27 befinden sich
in Bezug auf die radiale Richtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 innerhalb
der Außenanschlüsse 26. Bei jeder der
Leiterstabgruppen 23 sind die vier ersten Leiterstäbe 24 nacheinander
entlang der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 so
angeordnet, dass sie eine Hälfte der Leiterstabgruppe 23 bilden
(in 4 die untere Hälfte). Die vier zweiten
Leiterstäbe 25 sind nacheinander entlang der Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 so angeordnet, dass sie die andere
Hälfte der Leiterstabgruppe 23 bilden (in 4 die
obere Hälfte). Der Innenanschluss 27 jedes ersten
Leiterstabes 24 ist zu dem Außenanschluss 26 des
gleichen ersten Leiterstabes 24 entlang der Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 um einen vorgegebenen ersten Winkel θ1,
insbesondere um 101,25 Grad, versetzt. Der Außenanschluss 26 und
der Innenanschluss 27 jedes ersten Leiterstabes 24 sind über
einen ersten Kopplungsabschnitt 28a aneinandergekoppelt.
Der Innenanschluss 27 jedes zweiten Leiterstabes 25 ist von
dem Außenanschluss 26 des gleichen zweiten Leiterstabes 25 entlang
der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 um einen vorgegebenen
zweiten Winkel θ2, insbesondere um 78,75 Grad, versetzt. Der
Außenanschluss 26 und der Innenanschluss 27 jedes
zweiten Leiterstabes 25 sind über einen zweiten
Kopplungsabschnitt 28b, der kürzer ist als der erste
Kopplungsabschnitt 28a, aneinandergekoppelt. Jeder Kopplungsabschnitt 28a, 28b ist
so gekrümmt, dass bei Betrachtung entlang der Mittelachse
der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 eine Evolvente entsteht.
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Ein
Zwischenraum von im Wesentlichen konstanter Breite besteht zwischen
den Kopplungsabschnitten 28a, 28b jedes Paars
Leiterstäbe 24, 25, die in Bezug auf
die Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 nebeneinander
liegen. Ein kleiner imaginärer Kreis C1 in 4 entsteht,
indem Positionen, an denen die Innenanschlüsse 27 jeder
Leiterstabgruppe 23 angeordnet sind, miteinander verbunden werden.
Ein großer imaginärer Kreis C2 in 4 entsteht,
indem Positionen, an denen die Außenanschlüsse 26 jeder
Leiterstabgruppe 23 angeordnet sind, miteinander verbunden
werden. Eine erste imaginäre Gerade L1 verläuft
in Längsrichtung in 4 und enthält
einen dem kleinen Kreis C1 und dem großen Kreis C2 gemeinsamen
Mittelpunkt O1. Eine zweite imaginäre Gerade L2 verläuft
in seitlicher Richtung in 4 und enthält
den Mittelpunkt O1. Die Geraden L1 und L2 verlaufen senkrecht zueinander.
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Wenn
die Anzahl der Lamellen 14 des Kommutators 4,
die sechzehn beträgt, als 2n ausgedrückt wird,
dann steht n für acht, wobei es sich um eine gerade Zahl
handelt. Der Wert von n entspricht der Anzahl der Außenanschlüsse 26 jeder
Leiterstabgruppe 23 und der Anzahl der Innenanschlüsse 27 jeder
Leiterstabgruppe 23.
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Die
Innenanschlüsse 27 jeder Leiterstabgruppe 23,
deren Anzahl durch n (bei dieser Ausführungsform n = 8)
dargestellt wird, sind auf dem kleinen Kreis C1 in gleichen Winkelabständen
angeordnet, so dass jeder Innenanschluss 27 in Bezug auf die
erste Gerade L1 zu dem entsprechenden Innenanschluss 27 axialsymmetrisch
ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich kein Innenanschluss 27 auf
der ersten Gerade L1 und der zweiten Gerade L2.
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Die
Außenanschlüsse 26 jeder Leiterstabgruppe 23,
deren Anzahl durch n (bei dieser Ausführungsform n = 8)
dargestellt wird, sind auf dem großen Kreis C2 in gleichen
Winkelabständen angeordnet, so dass jeder Außenanschluss 26 in
Bezug auf die zweite Gerade L2 zu dem entsprechenden Außenanschluss 26 axialsymmetrisch
ist. Zu diesem Zeitpunkt wird zunächst einer der Außenanschlüsse 26,
die auf einer Hälfte des großen Kreises C2 angeordnet
sind, der zu der zweiten Gerade L2 in zwei Teile geteilt wird, von
der zweiten Gerade L2 um den Winkel versetzt, der der Hälfte
des Winkelabstandes (360/2n)° zwischen jedem benachbarten
Paar Lamellen 14 entlang der Umfangsrichtung des Kommutators 4 entspricht,
d. h. um (360/4n)°. Die restlichen Außenanschlüsse 26,
deren Anzahl durch (n/2) – 1 dargestellt wird, werden jeweils
so angeordnet, dass sie zu dem ersten Außenanschluss 26 um
1 × (360/n)°, 2 × (360/n)°,
... (n/2 – 1) × (360/n)° versetzt sind.
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Die
Anzahl derjenigen Außenanschlüsse 26 jeder
Leiterstabgruppe 23, die auf einer Hälfte des großen
Kreises C2 angeordnet sind, der von der zweiten Gerade L2 in zwei
Teile geteilt wird, wird durch n/2 dargestellt (in 4 die
vier Außenanschlüsse 26, die sich in
der unteren Hälfte des großen Kreises C2 befinden).
Jeder dieser Außenanschlüsse 26 ist mit
Hilfe des ersten Kopplungsabschnittes 28a an einen Innenanschluss 27 gekoppelt, der
zu diesem Außenanschluss 26 in Bezug zur Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 um den ersten Winkel 81 versetzt
ist. Jeder der restlichen Außenanschlüsse 26,
deren Anzahl durch n/2 dargestellt wird (die vier Außenanschlüsse 26,
die sich in der oberen Hälfte des großen Kreises
C2 in 4 befinden), ist mit Hilfe des zweiten Kopplungsabschnittes 28b an einen
Innenanschluss 27 gekoppelt, der zu diesem Außenanschluss
in Bezug zur Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 um
den zweiten Winkel θ2 versetzt ist. Der erste Winkel θ1
entspricht (90 + (360/(4n)))°, und der zweite Winkel θ2
entspricht (90 – (360/(4n)))°.
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In 3 werden
die erste Leiterstabgruppe 23 und die zweite Leiterstabgruppe 23 aufeinander gestapelt,
nachdem die erste oder die zweite Leiterstabgruppe 23 um
die erste Gerade L1 herum invertiert worden ist. Das Stapeln erfolgt
auf eine solche Weise, dass jeder Innenanschluss 27 der
ersten Leiterstabgruppe 23 auf den entsprechenden Innenanschluss 27 der
zweiten Leiterstabgruppe 23 ausgerichtet ist und jeder
Außenanschluss 26 der ersten Leiterstabgruppe 23 zu
dem entsprechenden Außenanschluss 26 der zweiten
Leiterstabgruppe 23 in Bezug auf die Umfangsrichtung der
entsprechenden Leiterstabgruppe 23 versetzt ist. Bei der
Leiterstab-Baugruppe 21, die durch Stapeln der ersten auf die
zweite Leiterstabgruppe 23 entsteht, sind sechzehn Außenanschlüsse 26 in
gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung der
Leiterstab-Baugruppe 21 angeordnet. Außerdem ist
die Richtung, in der der Innenanschluss 27 zu dem Außenanschluss 26 bei
jedem Leiterstab 24, 25 in der ersten Leiterstabgruppe 23 versetzt
ist, der Richtung, in der der Innenanschluss 27 zu dem
Außenanschluss 26 bei jedem Leiterstab 24, 25 in
der zweiten Leiterstabgruppe 23 versetzt ist, entgegengesetzt. Des
Weiteren unterscheidet sich im Hinblick auf jedes Paar aus einem
Leiterstab 24, 25 der ersten Leiterstabgruppe 23 und
einem Leiterstab 24, 25 der zweiten Leiterstabgruppe 23,
deren Innenanschlüsse 27 aufeinander ausgerichtet
sind, der lineare Abstand zwischen dem Innenanschluss 27 und
dem Außenanschluss 26 eines der Leiterstäbe 24, 25 von dem
des anderen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist jeder Kopplungsabschnitt 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 oder jeder Kopplungsabschnitt 28a, 28b der
zweiten Leiterstabgruppe 23 so gebogen, dass sich sein
mittlerer Abschnitt in Längsrichtung in axialer Richtung der
Leiterstab-Baugruppe 21 in relativ großem Maße wölbt,
und jeder Kopplungsabschnitt 28a, 28b der anderen
Leiterstabgruppe 23 so gebogen, dass sich sein mittlerer
Abschnitt in Längsrichtung in axialer Richtung der Leiterstab-Baugruppe 21 in
relativ geringem Maße wölbt. Somit weisen die
Kopplungsabschnitte 28a, 28b der ersten Leiterstabgruppe 23 und die
Kopplungsabschnitte 28a, 28b der zweiten Leiterstabgruppe 23 eine
dreidimensionale Form auf. Die Richtung, in der sich die mittleren
Abschnitte der Kopplungsabschnitte 28a, 28b mit
dem stark gewölbten mittleren Abschnitt vorwölben,
verläuft von der Leiterstabgruppe 23 weg, die
sich von der Leiterstabgruppe 23 unterscheidet, zu der
die Kopplungsabschnitte 28a, 28b mit den stark
gewölbten mittleren Abschnitten gehören. Die Richtung,
in der sich die mittleren Abschnitte der Kopplungsabschnitte 28a, 28b mit
dem schwach gewölbten mittleren Abschnitt vorwölben,
verläuft zu der Leiterstabgruppe 23 hin, die sich
von der Leiterstabgruppe 23 unterscheidet, zu der die Kopplungsabschnitte 28a, 28b mit
den schwach gewölbten mittleren Abschnitten gehören.
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Jedes
ausgerichtete Paar aus den Innenanschlüssen 27 der
ersten Leiterstabgruppe 23 und den Innenanschlüssen 27 der
zweiten Leiterstabgruppe 23 wird durch Schweißen
miteinander verbunden. Die Außenanschlüsse 26 der
ersten Leiterstabgruppe 23 und die Außenanschlüsse 26 der
zweiten Leiterstabgruppe 23 werden hingegen nicht miteinander verbunden.
Somit weist die Leiterstab-Baugruppe 21 lediglich acht
Verbindungspositionen auf. Wie in 3 gezeigt
ist, sind bei der Leiterstab-Baugruppe 21 die Außenanschlüsse 26 jedes
Paars aus einem ersten Leiterstab 24 und einem zweiten
Leiterstab 25, deren Innenanschlüsse 27 miteinander
verbunden sind, entlang der Umfangsrichtung der Leiterstab-Baugruppe 21 um
180 Grad voneinander beabstandet.
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Wie
in 2 gezeigt ist, wird das Halteelement 22,
das die Leiterstab-Baugruppe 21 hält, aus einem
anderen Material als das Isolierelement 13 gebildet. Das
Halteelement 22 besteht beispielsweise aus einem isolierenden
thermoplastischen Kunststoff und ist im Wesentlichen kranzförmig.
Ein Abschnitt der Leiterstab-Baugruppe 21 ist abgesehen
von den Außenanschlüssen 26 in das Halteelement 22 eingebettet,
so dass die Leiterstab-Baugruppe 21 von dem Halteelement 22 gehalten
wird. Der das Halteelement 22 bildende Kunststoff füllt
nicht nur den Zwischenraum zwischen den Kopplungsabschnitten 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 und den Kopplungsabschnitten 28a, 28b der
zweiten Leiterstabgruppe 23 aus, sondern auch den Zwischenraum zwischen
den einzelnen auf dem Umfang nebeneinander liegenden Leiterstabpaaren 24, 25 (siehe 3).
Ein zylinderförmiger Wulst 22a erstreckt sich von
einem Mittelpunkt des Halteelements 22 aus. Der Innendurchmesser
des Wulsts 22a gleicht dem Außendurchmesser des
Verbindungsabschnittes 13a des Isolierelements 13 oder
ist ein wenig kleiner. Der Verbindungsabschnitt 13a ist
per Presspassung an dem Wulst 22a befestigt, so dass das
Kurzschlusselement 12 an dem Kommutator-Grundkörper 11 angebracht
und befestigt ist. In dem Zustand, in dem das Kurzschlusselement 12 an
dem Kommutator-Grundkörper 11 angebracht ist,
kontaktiert jeder Außenanschluss 26 ein Ende der
entsprechenden Lamelle 14 (das untere Ende in 2).
Sich kontaktierende Teile der Außenanschlüsse 26 und
der Lamellen 14 werden zusammengeschweißt, so
dass sie elektrisch miteinander verbunden sind. Dementsprechend
wird jedes Paar aus Lamellen 14, die in Umfangsrichtung
des Kommutators 4 um 180 Grad voneinander beabstandet sind,
kurzgeschlossen und auf dem gleichen Potential gehalten.
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Wie
in 1 gezeigt ist, sind der Ankerkern 3 und
der Kommutator 4 entlang der axialen Richtung der Radialwelle 2 angeordnet
und um die Radialwelle 2 herum befestigt. Das distale Ende
des Wulsts 22a des Kommutators 4 berührt
den Ankerkern 3. Der Wulst 22a stützt
ein Ende jeder Wicklung 5 ab, das von dem ansteigenden
Stück 14b jeder Lamelle 14 zu einem Zahn 3b des
Ankerkerns 3 geführt wird. Dieses abgestützte
Ende jeder Wicklung 5 wird nachfolgend als Verbindungsdraht 5a bezeichnet.
Das heißt, der Wulst 22a verhindert, dass die
Verbindungsdrähte 5a die Radialwelle 2 kontaktieren,
und außerdem auch, dass die Verbindungsdrähte 5a um einen
geringen Biegeradius gebogen werden.
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Es
wird nunmehr ein Verfahren für die Herstellung des Kurzschlusselements 12 beschrieben.
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Zunächst
werden, wie in 5A gezeigt, die beiden leitfähigen
Platten 31, wie beispielsweise Kupferplatten, so gepresst
bzw. gestanzt, dass acht kranzförmig angeordnete Schlitze 32 ausgestanzt werden.
Dadurch werden acht Leiterstäbe 24, 25 gebildet,
die sich jeweils zwischen einem nebeneinander liegenden Paar Schlitze 32 in
jeder Platte 31 befinden. Die in jeder Platte 31 gebildeten
Leiterstäbe 24, 25 werden über
einen Außenrahmen 33 und einen Innenrahmen 34 miteinander
verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der
Kopplungsabschnitt 28a, 28b jedes Leiterstabes 24, 25 beim Stanzen
gleich so mit gebogen, dass sich sein mittlerer Abschnitt in Längsrichtung
entlang der Richtung der Dicke der entsprechenden Platte 31 vorwölbt.
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Als
Nächstes werden die beiden gepressten bzw. gestanzten Platten 31 wie
in 5C gezeigt gestapelt. Vor dem Stapeln wird eine
der beiden Platten 31 um die in 5A gezeigte
erste Gerade L1 herum invertiert. 5B zeigt
die invertierte Platte 31. Dementsprechend ist die Richtung,
in der der Innenanschluss 27 zu dem Außenanschluss 26 jedes
Leiterstabes 24, 25 bei der einen Platte 31 versetzt
ist, der Richtung, in der der Innenanschluss 27 zu dem
Außenanschluss 26 jedes Leiterstabes 24, 25 bei
der anderen Platte 31 versetzt ist, entgegengesetzt, wenn
die beiden Platten 31 gestapelt werden. Außerdem
sind die Innenanschlüsse 27 der einen Platte 31 so
angeordnet, dass sie auf die Innenanschlüsse 27 der
anderen Platte 31 ausgerichtet sind, und die Außenanschlüsse 26 der
einen Platte 31 sind so angeordnet, dass sie zu den Außenanschlüssen 26 der anderen
Platte 31 versetzt sind.
-
Danach
werden die ausgerichteten Innenanschlusspaare 27 der beiden
gestapelten Platten 31 durch Schweißen miteinander
verbunden.
-
Danach
werden die beiden gestapelten Platten 31 zum Bilden des
Halteelements 22 in ein (nicht gezeigtes) Formwerkzeug
gelegt, das dann mit geschmolzenem thermoplastischem Kunststoff
aufgefüllt wird. Der thermoplastische Kunststoff kühlt
sich ab und verfestigt sich, so dass das Halteelement 22, das
einstückig mit den beiden gestapelten Platten 31 ausgebildet
wird, fertiggestellt ist. Nach der Fertigstellung des Halteelements 22 werden
die beiden einstückig mit dem Halteelement 22 ausgebildeten Platten 31 aus
dem Formwerkzeug genommen.
-
Schließlich
werden die Platten 31 an den doppelt gestrichelten Linien
in 5C entlang geschnitten, um den Außenrahmen 33 und
den Innenrahmen 34 jeder Platte 31 zu entfernen.
Somit ist das Kurzschlusselement 12 fertiggestellt.
-
Die
erste Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.
- (1) Jedes Paar Lamellen 14, die entlang
der Umfangsrichtung des Kommutators 4 um 180 Grad voneinander
beabstandet sind, werden mit Hilfe von zwei Leiterstäben 24, 25 miteinander
kurzgeschlossen, bei denen es sich um einen der Leiterstäbe 24, 25 in
der ersten Leiterstabgruppe 23 und einen der Leiterstäbe 24, 25 in
der zweiten Leiterstabgruppe 23 handelt. Somit beträgt
die Anzahl der Leiterstäbe 24, 25 in
jeder Leiterstabgruppe 23 acht, was weniger ist als im
Stand der Technik. Während die Innenanschlüsse 27 der ersten
Leiterstabgruppe 23 auf die Innenanschlüsse 27 der
zweiten Leiterstabgruppe 23 ausgerichtet und mit ihnen
verbunden werden, werden die Außenanschlüsse 26 der
ersten Leiterstabgruppe 23 und die Außenanschlüsse 26 der zweiten
Leiterstabgruppe 23 versetzt und nicht miteinander verbunden.
Beim Integrieren der ersten Leiterstabgruppe 23 und der
zweiten Leiterstabgruppe 23 beträgt die Anzahl
der zu verbindenden Teile acht, was weniger ist als im Stand der
Technik. Daher lassen sich die erste Leiterstabgruppe 23 und
die zweite Leiterstabgruppe 23 einfach integrieren, wodurch
sich die Produktivität für den Kommutator 4 und
den Anker 1 verbessert. Durch die geringe Anzahl der zu
verbindenden Teile verringert sich die Häufigkeit schlechter Verbindungen,
und es erhöht sich somit die Zuverlässigkeit des
Kurzschlusselements 12. Infolgedessen werden die Lamellen 14,
die von dem Kurzschlusselement 12 kurzgeschlossen werden, auf
zuverlässige Weise miteinander verbunden, so dass auf zuverlässige
Weise Strom über den Kommutator 4 zu den Wicklungen 5 geleitet
wird. Da des Weiteren die Anzahl der Leiterstäbe 24, 25,
die zu jeder Leiterstabgruppe 23 gehören, geringer
ist als im Stand der Technik, besteht kein Problem darin, den Kopplungsabschnitt 28a, 28b jedes
Leiterstabes 24, 25 zu verbreitern. Wenn man beispielsweise
die Breite jedes Kopplungsabschnittes 28a, 28b vergrößert,
ohne den Wert seines elektrischen Widerstandes (d. h. die Querschnittsfläche
entlang der Breite des Kopplungsabschnittes 28a, 28b)
zu verändern, dann braucht die Dicke des Kopplungsabschnittes 28a, 28b nicht
wesentlich vergrößert zu werden. Somit können
Platten 31 mit relativ geringer Dicke für das Bilden
der Leiterstabgruppen 23 verwendet werden. Je dünner
die Platten 31 sind, desto einfacher und genauer wird das
Stanzen. Alternativ dazu vergrößert sich die Querschnittsfläche
entlang der Breite des Kopplungsabschnittes 28a, 28b,
wenn die Breite jedes Kopplungsabschnittes 28a, 28b erhöht
wird, ohne dessen Dicke zu verändern. Dadurch reduziert
sich der elektrische Widerstand des Kopplungsabschnittes 28a, 28b, und
es verbessert sich die Leitfähigkeit der Verbindung zwischen
den Lamellen 14, die von dem Kurzschlusselement 12 kurzgeschlossen
werden.
- (2) Die acht Innenanschlüsse 27 jeder Leiterstabgruppe 23 sind
in gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 angeordnet. Das heißt,
der Abstand zwischen jedem nebeneinander liegenden Paar Innenanschlüsse 27 ist
in Bezug auf die Umfangsrichtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 konstant.
Dies erleichtert das Verbinden der entsprechenden Innenanschlüsse 27 miteinander
und verhindert, dass entlang der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 nebeneinander
liegende Innenanschlüsse 27 einander kontaktieren
und kurzgeschlossen werden.
- (3) Zusätzlich dazu, dass die Innenanschlüsse 27 jeder
Leiterstabgruppe 23 in gleichen Winkelabständen
entlang der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 angeordnet
sind, ist jeder Innenanschluss 27 in Bezug auf die Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 zu dem Außenanschluss 26 des
zugehörigen Leiterstabes 24, 25 um den
ersten Winkel 81 oder den zweiten Winkel θ2 versetzt.
Wenn die erste Leiterstabgruppe 23 und die zweite Leiterstabgruppe 23 so
gestapelt werden, dass die Innenanschlüsse 27 aufeinander
ausgerichtet sind, sind somit die sechzehn Außenanschlüsse 26 in
gleichen Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung der
Leiterstabgruppen 23 angeordnet. Dies vereinfacht die Operation
zum Verbinden der Außenanschlüsse 26 mit
den Lamellen 14, die in gleichen Winkelabständen
entlang der Umfangsrichtung des Kommutators 4 angeordnet
sind.
- (4) Bei einer Betrachtung entlang der Mittelachse der entsprechenden
Leiterstabgruppe 23 weisen die erste Leiterstabgruppe 23 und
die zweite Leiterstabgruppe 23 die gleiche Form auf. Die
acht Innenanschlüsse 27 jeder Leiterstabgruppe 23 sind
auf dem in 4 gezeigten kleinen Kreis C1 in
gleichen Winkelabständen angeordnet, so dass jeder Innenanschluss 27 in
Bezug auf die erste Gerade L1 zu dem entsprechenden Innenanschluss 27 axialsymmetrisch
ist. Die acht Außenanschlüsse 26 jeder
Leiterstabgruppe 23 sind auf dem in 4 gezeigten
großen Kreis C2 in gleichen Winkelabständen angeordnet,
so dass jeder Außenanschluss 26 in Bezug auf die
zweite Gerade L2 zu dem entsprechenden Außenanschluss 26 axialsymmetrisch
ist. Wenn die erste Leiterstabgruppe 23 und die zweite
Leiterstabgruppe 23 nach dem Invertieren der ersten oder
der zweiten Leiterstabgruppe 23 um die erste Gerade L1
gestapelt werden, ist daher jeder Innenanschluss 27 der
ersten Leiterstabgruppe 23 auf den entsprechenden Innenanschluss 27 der
zweiten Leiterstabgruppe 23 ausgerichtet und jeder Außenanschluss 26 der
ersten Leiterstabgruppe 23 zu dem entsprechenden Außenanschluss 26 der
zweiten Leiterstabgruppe 23 in der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 versetzt.
Dies vereinfacht das Stapeln der ersten Leiterstabgruppe 23 und der
zweiten Leiterstabgruppe 23 und verbessert somit die Produktivität
für das Kurzschlusselement 12.
- (5) Die Anzahl der Leiterstäbe 24, 25,
die zu jeder Leiterstabgruppe 23 gehören, ist
geringer als im Stand der Technik. Somit lässt sich durch
das Vergrößern der Breite der Schlitze 32,
die in die Platten 31 gestanzt werden, der Abstand zwischen
jedem nebeneinander liegenden Paar Leiterstäbe 24, 25 in
Bezug auf die Umfangsrichtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 ohne
Weiteres größer gestalten als im Stand der Technik.
Je breiter die Schlitze 32 sind, desto einfacher lassen
sie sich stanzen. Es wird außerdem verhindert, dass sich
die jeweils zwischen nebeneinander liegenden Schlitzen 32 gebildeten
Leiterstäbe 24, 25 verformen, wenn die
Schlitze 32 gebildet werden. Des Weiteren lässt
sich im Vergleich zu dem Fall, in dem die Schlitze 32 eine
geringe Breite aufweisen, ein Formwerkzeug wie ein Stempel und eine Matrize,
die beim Stanzen verwendet werden, ohne Weiteres herstellen, und
die Lebensdauer des Formwerkzeugs verlängert sich.
- (6) Jeder Kopplungsabschnitt 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 oder jeder Kopplungsabschnitt 28a, 28b der
zweiten Leiterstabgruppe 23 ist so gebogen, dass sich sein
mittlerer Abschnitt in Längsrichtung in axialer Richtung
der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 in relativ großem Maße
wölbt. Die Richtung, in der sich die mittleren Abschnitte
vorwölben, verläuft von der anderen Leiterstabgruppe 23 weg.
Daher wird entlang der Umfangsrichtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 ohne
Weiteres ein ausreichend großer Zwischenraum zwischen jedem
nebeneinander liegenden Paar Kopplungsabschnitte 28a, 28b erzeugt,
der verhindert, dass die Kopplungsabschnitte 28 kurzgeschlossen
werden, ohne dass die Breite der einzelnen Kopplungsabschnitte 28a, 28b verringert
wird, der Zwischenraum zwischen nebeneinander liegenden Außenanschlüssen 26 entlang
der Umfangsrichtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 oder
der Zwischenraum zwischen den nebeneinander liegenden Innenanschlüssen 27 entlang
der Umfangsrichtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 oder
der Außendurchmesser beziehungsweise der Innendurchmesser
jeder Leiterstabgruppe 23 verändert wird. Dies
verhindert außerdem, dass die Kopplungsabschnitte 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 und die Kopplungsabschnitte 28a, 28b der
zweiten Leiterstabgruppe 23 einander kontaktieren und kurzgeschlossen
werden.
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Zweite Ausführungsform
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Es
wird nunmehr eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Nachfolgend
werden hauptsächlich die Unterschiede zur ersten Ausführungsform
erläutert.
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Statt
der in 3 gezeigten Leiterstab-Baugruppe 21 der
ersten Ausführungsform ist das Kurzschlusselement 12 gemäß der
zweiten Ausführungsform mit einer in 6 gezeigten
Leiterstab-Baugruppe 61 versehen. Die Leiterstab-Baugruppe 61 wird
durch Stapeln einer ersten Leiterstabgruppe 62 auf eine
zweite Leiterstabgruppe 62 gebildet, die jeweils vier erste
Leiterstäbe 63 und vier zweite Leiterstäbe 64 aufweisen.
Bei einer Betrachtung entlang der Mittelachse der entsprechenden
Leiterstabgruppe 62 weisen die erste und die zweite Leiterstabgruppe 23 die
gleiche, jedoch invertierte Form auf. Wenn man die erste und die
zweite Leiterstabgruppe 62, die in 6 gezeigt
sind, mit der ersten und der zweiten Leiterstabgruppe 23,
die in 3 gezeigt sind, vergleicht, so unterscheidet sich
die Form eines Kopplungsabschnittes 65, der den Außenanschluss 26 an den
Innenanschluss 27 jedes zu den Leiterstabgruppen 62 gehörenden
ersten und zweiten Leiterstabes 63, 64 koppelt,
von der des Kopplungsabschnittes 28a, 28b jedes
zu den Leiterstabgruppen 23 gehörenden Leiterstabes 23.
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Die
acht Leiterstäbe 63, 64 jeder Leiterstabgruppe 62 sind
so angeordnet, dass sie einen Kreis bilden. Wie bei der ersten Ausführungsform
ist der Innenanschluss 27 jedes ersten Leiterstabes 63 zu dem
Außenanschluss 26 des gleichen ersten Leiterstabes 63 entlang
der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 62 um einen vorgegebenen
ersten Winkel θ1, insbesondere um 101,25 Grad, versetzt.
Der Innenanschluss 27 jedes zweiten Leiterstabes 64 ist zu
dem Außenanschluss 26 des gleichen zweiten Leiterstabes 64 entlang
der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 um einen vorgegebenen
zweiten Winkel θ2, insbesondere um 78,75 Grad, versetzt. Jeder
Kopplungsabschnitt 65a, 65b ist so gekrümmt, dass
bei Betrachtung entlang der Mittelachse der entsprechenden Leiterstabgruppe 62 eine
Evolvente entsteht.
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Wie
in 7 gezeigt ist, sind die Außenanschlüsse 26 und
die Innenanschlüsse 27 jeder Leiterstabgruppe 62 in
einer gemeinsamen Ebene angeordnet, während die Kopplungsabschnitte 65a, 65b jeder
Leiterstabgruppe 62 so gebogen sind, dass sich ihre mittleren
Abschnitte in axialer Richtung der Leiterstab-Baugruppe 61 wölben.
Die Richtung, in der sich die mittleren Abschnitte der Kopplungsabschnitte 65, 65b vorwölben,
verläuft von der Leiterstabgruppe 62 weg, die
sich von der Leiterstabgruppe 62 unterscheidet, zu der
die Kopplungsabschnitte 65a, 65b gehören.
Die Biegung jedes Kopplungsabschnittes 65a, 65b wird
durch im Wesentlichen orthogonales Biegen des entsprechenden Leiterstabes 63, 64 an
zwei Positionen in der Nähe der Grenze zwischen dem Außenanschluss 26 und
dem Kopplungsabschnitt 65a, 65b und im Wesentlichen
orthogonales Biegen des Leiterstabes 63, 64 an
zwei Positionen in der Nähe der Grenze zwischen dem Innenanschluss 27 und
dem Kopplungsabschnitt 65a, 65b gebildet. Daher
weist jeder Kopplungsabschnitt 65a, 65b eine kanalähnliche
Längsschnittform auf.
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Jedes
entlang der Umfangsrichtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 62 nebeneinander
liegende Paar Kopplungsabschnitte 65a, 65b berührt sich
an einem Teil ihrer Seitenflächen 65c, 65d,
bevor die Kopplungsabschnitte 65a, 65b gebogen
werden, das heißt, wenn die Kopplungsabschnitte 65a, 65b in
der gleichen Ebene liegen wie die Außenanschlüsse 26 und
die Innenanschlüsse 27. Jedes nebeneinander liegende
Paar Kopplungsabschnitte 65a, 65b ist lediglich
durch Biegen der Kopplungsabschnitte 65a, 65b voneinander
getrennt. Die Kopplungsabschnitte 65a, 65b sind
breiter als die in 3 gezeigten Kopplungsabschnitte 28a, 28b gemäß der ersten
Ausführungsform.
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Wie
in 6 gezeigt ist, werden die erste Leiterstabgruppe 62 und
die zweite Leiterstabgruppe 62 aufeinander gestapelt, nachdem
die erste oder die zweite Leiterstabgruppe 23 um die erste
Gerade L1 herum invertiert worden ist, so dass die Richtung, in der
sich der mittlere Abschnitt jedes Kopplungsabschnittes 65a, 65b der
ersten Leiterstabgruppe 62 wölbt, der Richtung,
in der sich der mittlere Abschnitt jedes Kopplungsabschnittes 65a, 65b der
zweiten Leiterstabgruppe 62 wölbt, entgegengesetzt
ist. Das Stapeln erfolgt auf eine solche Weise, dass jeder Innenanschluss 27 der
ersten Leiterstabgruppe 62 auf den entsprechenden Innenanschluss 27 der
zweiten Leiterstabgruppe 62 ausgerichtet ist und jeder
Außenanschluss 26 der ersten Leiterstabgruppe 62 zu dem
entsprechenden Außenanschluss 26 der zweiten Leiterstabgruppe 62 in
Bezug auf die Umfangsrichtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 62 versetzt
ist. Bei der Leiterstab-Baugruppe 61, die durch Stapeln
der ersten auf die zweite Leiterstabgruppe 62 entsteht,
sind sechzehn Außenanschlüsse 26 in gleichen
Winkelabständen entlang der Umfangsrichtung der Leiterstab-Baugruppe 61 angeordnet.
Außerdem ist die Richtung, in der der Innenanschluss 27 zu
dem Außenanschluss 26 bei jedem Leiterstab 63, 64 in
der ersten Leiterstabgruppe 62 versetzt ist, der Richtung,
in der der Innenanschluss 27 zu dem Außenanschluss 26 bei
jedem Leiterstab 63, 64 in der zweiten Leiterstabgruppe 62 versetzt
ist, entgegengesetzt. Des Weiteren unterscheidet sich im Hinblick
auf jedes Paar aus einem Leiterstab 63, 64 der
ersten Leiterstabgruppe 62 und einem Leiterstab 63, 64 der
zweiten Leiterstabgruppe 62, deren Innenanschlüsse 27 aufeinander
ausgerichtet sind, der lineare Abstand zwischen dem Innenanschluss 27 und
dem Außenanschluss 26 eines der Leiterstäbe 63, 64 von
dem des anderen.
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Es
wird nunmehr ein Verfahren für die Herstellung des Kurzschlusselements 12 beschrieben, das
die Leiterstab-Baugruppe 61 mit der oben beschriebenen
Konfiguration aufweist.
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Zunächst
werden, wie in 8 gezeigt, die beiden leitfähigen
Platten 71, wie beispielsweise Kupferplatten, so gestanzt,
dass die Leiterstabgruppe 62 mit acht kranzförmig
angeordneten Leiterstäben 63, 64 entsteht.
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Insbesondere
werden in jeder Platte 71 durch Stanzen acht kranzförmig
angeordnete Außenlöcher 72 und acht kranzförmig
angeordnete Innenlöcher 73 gebildet. In der Umfangsrichtung
der Außenlöcher 72 wird zwischen jedem
nebeneinander liegenden Paar Außenlöcher 72 ein
Außenanschluss 26 und in der Umfangsrichtung der
Innenlöcher 73 zwischen jedem nebeneinander liegenden
Paar Innenlöcher 73 ein Innenanschluss 27 gebildet.
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Als
Nächstes werden durch Pressen bzw. Stanzen acht Schnittlinien 74 an
Positionen in jeder Platte 71 gebildet, die zwischen den
Außenlöchern 72 und den Innenlöchern 73 liegen.
In 8 sind die Schnittlinien 74 durch doppelt
gestrichelte Linien gezeigt.
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Jede
Schnittlinie 74 verläuft von einem der Außenlöcher 72 zu
dem entsprechenden Innenloch 73. Die Schnittlinie 74 teilt
einen Abschnitt jeder Platte 71, der zwischen den Außenlöchern 72 und
den Innenlöchern 73 liegt, in acht kranzförmig
angeordnete Stücke, wodurch die acht Kopplungsabschnitte 65a, 65b entstehen.
Die in jeder Platte 71 gebildeten Leiterstäbe 63, 64 der
Leiterstabgruppe 62 werden über einen Außenrahmen 33 und
einen Innenrahmen 34 miteinander verbunden. Jedes in der
Umfangsrichtung der entsprechenden Leiterstabgruppe 62 nebeneinander
liegende Paar Kopplungsabschnitte 65a, 65b berührt
sich an seinen Seitenflächen 65c, 65d.
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Als
Nächstes wird jeder Kopplungsabschnitt 65a, 65b so
gebogen, dass sich sein mittlerer Abschnitt entlang der Dicke der
Platte 71 wölbt. Wie in 9 gezeigt
ist, werden die Kopplungsabschnitte 65a, 65b mittels
eines ersten Formwerkzeugs 81 mit einem kranzförmigen
Vorsprung 81a und eines zweiten Formwerkzeugs 82 mit
einer dem Vorsprung 81a entsprechenden kranzförmigen
Vertiefung 82a gebogen. Der Vorsprung 81a und
die Vertiefung 82a sind jeweils so ausgebildet, dass sie
mit den Kopplungsabschnitten 65a, 65b der Platten 71 übereinstimmen. Nachdem
die in 8 gezeigte Platte 71 zwischen dem ersten
Formwerkzeug 81 und dem zweiten Formwerkzeug 82 angeordnet
worden ist, werden diese näher zusammen gebracht, so dass
die Platte 71 zwischen den Formwerkzeugen 81, 82 gehalten wird.
Dadurch werden die Kopplungsabschnitte 65a, 65b auf
der Platte 71 wie in 10 gezeigt
gebogen, und die einzelnen nebeneinander liegenden Kopplungsabschnittpaare 65a, 65b werden
in der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 62 voneinander getrennt.
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Dann
werden die beiden in 10 gezeigten Platten 71 aufeinandergestapelt.
Vor dem Stapeln wird eine der beiden Platten 71 um die
in 10 gezeigte erste Gerade L1 herum invertiert.
Beim Stapeln werden die beiden Platten 71 so angeordnet, dass
die Richtung, in der sich der mittlere Abschnitt jedes Kopplungsabschnittes 65a, 65b der
ersten Leiterstabgruppe 62 wölbt, der Richtung,
in der sich der mittlere Abschnitt jedes Kopplungsabschnittes 65a, 65b in
der zweiten Leiterstabgruppe 62 wölbt, entgegengesetzt
ist.
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Danach
werden die ausgerichteten Innenanschlusspaare 27 der beiden
gestapelten Platten 71 durch Schweißen miteinander
verbunden. Die beiden integrierten Platten 71 werden als
Einsatz verwendet, und das Halteelement 22 wird wie bei
der ersten Ausführungsform durch Folienhinterspritzen (Insert
Molding) hergestellt. Schließlich werden die Platten 71 an
den doppelt gestrichelten Linien in 11 entlang geschnitten,
um den Außenrahmen 33 und den Innenrahmen 34 jeder
Platte 71 zu entfernen. Das Kurzschlusselement 12 mit
der Leiterstab-Baugruppe 61 ist somit fertiggestellt.
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Zusätzlich
zu den Vorteilen (1) bis (5) der ersten Ausführungsform
bietet die zweite Ausführungsform die folgenden Vorteile.
- (1) Die einzelnen in der Umfangsrichtung der
entsprechenden Leiterstabgruppe 62 nebeneinander liegenden
Kopplungsabschnittpaare 65a, 65b berühren
sich, bevor die Kopplungsabschnitte 65a, 65b gebogen
werden, und sind nur voneinander getrennt, wenn die Kopplungsabschnitte 65a, 65b gebogen
sind. Zwischen den einzelnen entlang der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 62 nebeneinander
liegenden Kopplungsabschnittpaaren 65a, 65b wird
ausreichend Zwischenraum benötigt, damit sich die Kopplungsabschnitte 65a, 65b nicht
berühren, bevor sie gebogen werden. Da es jedoch nicht
schlimm ist, wenn sich nebeneinander liegende Kopplungsabschnitte 65a, 65b berühren,
bevor sie gebogen werden, ist bei der vorliegenden Ausführungsform
kein solcher Zwischenraum erforderlich. Daher lässt sich
der Kopplungsabschnitt 65a, 65b jedes Leiterstabes 63, 64 problemlos
verbreitern, ohne dass der Innendurchmesser oder der Außendurchmesser
jeder Leiterstabgruppe 62 oder der Zwischenraum zwischen
nebeneinander liegenden Außenanschlüssen 26 in
der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 62 oder der Zwischenraum
zwischen nebeneinander liegenden Innenanschlüssen 27 in der
Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 62 verändert
wird. Wenn die Breite jedes Kopplungsabschnittes 65a, 65b erhöht
wird, wird die Querschnittsfläche entlang der Breite des
Kopplungsabschnittes 65a, 65b vergrößert.
Dadurch reduziert sich der elektrische Widerstand des Kopplungsabschnittes 65a, 65b,
und es verbessert sich somit die Leitfähigkeit der Verbindung
zwischen den Lamellen 14, die von dem Kurzschlusselement 12 kurzgeschlossen
werden.
- (2) Bei der Herstellung des Kurzschlusselements 12 gemäß der
zweiten Ausführungsform werden in jeder Platte 71 die
Leiterstäbe 63, 64 gebildet, indem zusätzlich
zu den Außenlöchern 72 und den Innenlöchern 73 die
Schnittlinien 74 gebildet werden. Die Fläche der
Bereiche, die ausgestanzt werden, wenn die Leiterstäbe 63, 64 durch
Ausbilden der Schnittlinien 74 und der Außenlöcher
und Innenlöcher 72, 73 in jeder Platte 71 gebildet
werden, ist geringer als die Fläche der ausgestanzten Bereiche,
die bei der ersten Ausführungsform beim Bilden der Leiterstäbe 25 durch
Ausbilden der Schlitze 32 in jeder Platte 31 entstehen.
Das heißt, dass gemäß der zweiten Ausführungsform die
Menge des durch das Stanzen entstehenden Abfalls relativ gering
ist.
- (3) Das Stanzen zum Ausbilden der Außenlöcher 72 und
der Innenlöcher 73 und das Stanzen zum Ausbilden
der Schnittlinien 74 werden nicht gleichzeitig, sondern
an jeder Platte 71 separat durchgeführt. Im Vergleich
zu dem Fall, in dem die Außenlöcher 72,
die Innenlöcher 73 und die Schnittlinien 74 in
jeder Platte 71 durch ein zeitgleich erfolgendes Stanzen
ausgebildet werden, muss bei jeder Stanzoperation weniger geschnitten
werden. Dadurch wird die Reibungskraft zwischen der Stammatrize
und der Platte 71 reduziert, so dass verhindert wird, dass
die Leiterstäbe 63, 64 beim Stanzen verformt
werden.
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Die
oben angeführten Ausführungsformen können
folgendermaßen modifiziert werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform können die Außenlöcher 72,
die Innenlöcher 73 und die Schnittlinien 74 in
jeder Platte 71 gleichzeitig durch Pressen (Stanzen) ausgebildet
werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform werden sowohl die Kopplungsabschnitte 65a, 65b der
ersten Leiterstabgruppe 62 als auch die Kopplungsabschnitte 65a, 65b der
zweiten Leiterstabgruppe 62 so gebogen, dass ihre mittleren
Abschnitte in axialer Richtung der Leiterstab-Baugruppe 61 vorragen.
Es können jedoch entweder die Kopplungsabschnitte 65a, 65b der
ersten Leiterstabgruppe 62 oder die Kopplungsabschnitte 65a, 65b der
zweiten Leiterstabgruppe 62 so gebogen sein, dass ihre
mittleren Abschnitte in axialer Richtung der Leiterstab-Baugruppe 61 vorragen.
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Bei
der zweiten Ausführungsform weist jeder Kopplungsabschnitt 65a, 65b eine
kanalähnliche Längsschnittform auf. Solange jeder
Kopplungsabschnitt 65a, 65b an seinem mittleren
Abschnitt in der axialen Richtung der Leiterstab-Baugruppe 61 vorragt,
kann der Kopplungsabschnitt 65a, 65b jedoch eine
bogenförmige oder dreieckige Längsschnittform aufweisen.
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Bei
der ersten Ausführungsform ist der erste Winkel θ1,
bei dem es sich um einen Versetzungswinkel zwischen dem Innenanschluss 27 und
dem Außenanschluss 26 jedes ersten Leiterstabes 24 handelt,
größer als der zweite Winkel θ2, bei
dem es sich um einen Versetzungswinkel zwischen dem Innenanschluss 27 und
dem Außenanschluss 26 jedes zweiten Leiterstabes 25 handelt.
Bei der zweiten Ausführungsform ist außerdem der
erste Winkel θ1, bei dem es sich um einen Versetzungswinkel
zwischen dem Innenanschluss 27 und dem Außenanschluss 26 jedes
ersten Leiterstabes 63 handelt, größer
als der zweite Winkel θ2, bei dem es sich um einen Versetzungswinkel
zwischen dem Innenanschluss 27 und dem Außenanschluss 26 jedes
zweiten Leiterstabes 64 handelt. Bei den einzelnen Ausführungsformen
kann jedoch der erste Winkel θ1 kleiner sein als der zweite
Winkel θ2.
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Bei
der ersten Ausführungsform werden, wenn die acht Schlitze 32 in
der Platte 31 durch Stanzen ausgebildet werden, zur gleichen
Zeit die Kopplungsabschnitte 28a, 28b so gebogen,
dass sich ihr mittlerer Abschnitt in der Richtung der Dicke jeder Platte 31 vorwölbt.
Das Stanzen zum Ausbilden der Schlitze in jeder Platte 31 und
das Stanzen zum Biegen der Kopplungsabschnitte 28a, 28b können
jedoch separat durchgeführt werden.
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Bei
der ersten und der zweiten Ausführungsform werden zwei
integrierte Platten beim Folienhinterspritzen (Insert Molding) des
Halteelements 22 als Einsatz verwendet. Dann werden die
Außenrahmen 33 und die Innenrahmen 34 entfernt.
Das Halteelement 22 kann jedoch auch nach dem Entfernen
der Außenrahmen und der Innenrahmen 34 durch Folienhinterspritzen
(Insert Molding) hergestellt werden.
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Bei
der ersten Ausführungsform wird die folgende Konfiguration
angewendet, um zu verhindern, dass die Kopplungsabschnitte 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 und die Kopplungsabschnitte 28a, 28b der
zweiten Leiterstabgruppe 23 einander kontaktieren und kurzgeschlossen
werden. Das heißt, jeder Kopplungsabschnitt 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 oder jeder Kopplungsabschnitt 28a, 28b der
zweiten Leiterstabgruppe 23 ist so gebogen, dass sich sein
mittlerer Abschnitt in axialer Richtung der Leiterstabgruppe 23 in
relativ großem Maße wölbt, und jeder
Kopplungsabschnitt 28a, 28b der anderen Leiterstabgruppe 23 ist
so gebogen, dass sich sein mittlerer Abschnitt in axialer Richtung der
Leiterstabgruppe 23 in relativ geringem Maße wölbt.
Die Richtung, in der sich die mittleren Abschnitte der Kopplungsabschnitte 28a, 28b mit
dem stark gewölbten mittleren Abschnitt vorwölben,
verläuft von der Leiterstabgruppe 23 weg, die
sich von der Leiterstabgruppe 23 unterscheidet, zu der
die Kopplungsabschnitte 28a, 28b mit den stark
gewölbten mittleren Abschnitten gehören. Die Richtung,
in der sich die mittleren Abschnitte der Kopplungsabschnitte 28a, 28b mit
dem schwach gewölbten mittleren Abschnitt vorwölben,
verläuft zu der Leiterstabgruppe 23 hin, die sich
von der Leiterstabgruppe 23 unterscheidet, zu der die Kopplungsabschnitte 28a, 28b mit
den schwach gewölbten mittleren Abschnitten gehören.
Es können jedoch auch andere Konfigurationen eingesetzt
werden, um zu verhindern, dass die Kopplungsabschnitte 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 und die Kopplungsabschnitte 28a, 28b der
zweiten Leiterstabgruppe 23 einander kontaktieren und kurzgeschlossen
werden.
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Es
können beispielsweise sowohl die Kopplungsabschnitte 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 als auch die Kopplungsabschnitte 28a, 28b der zweiten
Leiterstabgruppe 23 so gebogen sein, dass sich ihre mittleren
Abschnitte in Längsrichtung in axialer Richtung der entsprechenden
Leiterstabgruppe 23 um den gleichen Betrag vorwölben.
Die erste Leiterstabgruppe 23 und die zweite Leiterstabgruppe 23 können
außerdem so aufeinander gestapelt sein, dass die Richtung,
in der der mittlere Abschnitt jedes Kopplungsabschnittes 28a, 28b der
einen Leiterstabgruppe 23 vorragt, von der anderen Leiterstabgruppe 23 weg
verläuft. Alternativ dazu kann die Dicke der Kopplungsabschnitte 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 und der zweiten Leiterstabgruppe 23 geringer
sein als die Dicke der Außenanschlüsse 26 und
der Innenanschlüsse 27. Des Weiteren können die
erste Leiterstabgruppe 23 und die zweite Leiterstabgruppe 23 so
aufeinander gestapelt werden, dass die Zwischenräume zwischen
den Kopplungsabschnitten 28a, 28b der ersten Leiterstabgruppe 23 und
den Kopplungsabschnitten 28a, 28b der zweiten Leiterstabgruppe 23 maximiert
werden. Alternativ dazu kann zwischen den Kopplungsabschnitten 28a, 28b der
ersten Leiterstabgruppe 23 und den Kopplungsabschnitten 28a, 28b der
zweiten Leiterstabgruppe 23 eine Isolierfolie vorgesehen
sein. Bei diesen Modifikationen handelt es sich um Vorteile, da die
Form der ersten Leiterstabgruppe 23 und die Form der zweiten
Leiterstabgruppe 23 identisch gestaltet werden kann.
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Bei
der ersten Ausführungsform brauchen die erste Leiterstabgruppe 23 und
die zweite Leiterstabgruppe 23 bei einer Betrachtung entlang
der Mittelachse der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 nicht
die gleiche Form aufzuweisen.
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Bei
der zweiten Ausführungsform brauchen die erste Leiterstabgruppe 62 und
die zweite Leiterstabgruppe 62 bei einer Betrachtung entlang
der Mittelachse der entsprechenden Leiterstabgruppe 62 nicht
die gleiche Form aufzuweisen.
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Bei
der ersten und der zweiten Ausführungsform weist der Kommutator 4 vierzehn
Lamellen auf, und jedes Paar Lamellen 14, die um 180 Grad
voneinander beabstandet sind, wird von dem Kurzschlusselement 12 kurzgeschlossen.
Solange die Anzahl der Lamellen 14 in dem Kommutator 4 jedoch durch
2n (n ist eine positive gerade Zahl) dargestellt wird, braucht die
Anzahl der Lamellen 14 nicht auf die bei der ersten und
der zweiten Ausführungsform gezeigte beschränkt
zu sein. Wenn die Anzahl der Lamellen 14 im Kommutator 4 durch
2n ausgedrückt wird, dann wird die Anzahl der Leiterstäbe 24, 25 der Leiterstabgruppen 23 und
die Anzahl der Leiterstäbe 63, 64 der
Leiterstabgruppen 62 jeweils durch n ausgedrückt.
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In
dem Fall, dass der Kommutator 4 beispielsweise sechs Lamellen 14 aufweist,
kann das Kurzschlusselement 12 eine in 12 gezeigte
Leiterstab-Baugruppe 41 statt der in 3 gezeigten Leiterstab-Baugruppe 21 oder
der in 6 gezeigten Leiterstab-Baugruppe 61 aufweisen.
Die Leiterstab-Baugruppe 41 wird durch Stapeln einer ersten Leiterstabgruppe 23 auf
eine zweite Leiterstabgruppe 23 gebildet, die jeweils zwei
erste Leiterstäbe 24 und zwei zweite Leiterstäbe 25 aufweisen.
Die vier Leiterstäbe 24, 25 jeder Leiterstabgruppe 23 sind
in gleichen Winkelabständen so angeordnet, dass sie einen
Kreis bilden. Der Innenanschluss 27 jedes ersten Leiterstabes 24 ist
zu dem Außenanschluss 26 des gleichen ersten Leiterstabes 24 entlang
der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 um einen vorgegebenen
ersten Winkel θ1 (= 90 + (360/(4n))), insbesondere um 112,5
Grad, versetzt. Der Innenanschluss 27 jedes zweiten Leiterstabes 25 ist
zu dem Außenanschluss 26 des gleichen zweiten
Leiterstabes 25 entlang der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 23 um
einen vorgegebenen zweiten Winkel θ2 (= 90 – (360/(4n))),
insbesondere um 67,5 Grad, versetzt. Die Richtung, in der der Innenanschluss 27 zu
dem Außenanschluss 26 bei jedem Leiterstab 24, 25 in
der ersten Leiterstabgruppe 23 versetzt ist, ist der Richtung,
in der der Innenanschluss 27 zu dem Außenanschluss 26 bei
jedem Leiterstab 24, 25 in der zweiten Leiterstabgruppe 23 versetzt
ist, entgegengesetzt. Jeder Innenanschluss 27 der ersten
Leiterstabgruppe 23 ist auf den entsprechenden Innenanschluss 27 der
zweiten Leiterstabgruppe 23 ausgerichtet, und jeder Außenanschluss 26 der
ersten Leiterstabgruppe 23 ist zu dem entsprechenden Außenanschluss 26 der
zweiten Leiterstabgruppe 23 in Bezug auf die Umfangsrichtung
der entsprechenden Leiterstabgruppe 23 versetzt.
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In
dem Fall, dass der Kommutator 4 zwölf Lamellen 14 aufweist,
kann das Kurzschlusselement 12 alternativ dazu eine in 13 gezeigte
Leiterstab-Baugruppe 51 statt der in 3 gezeigten
Leiterstab-Baugruppe 21 oder der in 6 gezeigten Leiterstab-Baugruppe 61 aufweisen.
Die Leiterstab Baugruppe 51 wird durch Stapeln einer ersten
Leiterstabgruppe 23 auf eine zweite Leiterstabgruppe 23 gebildet,
die jeweils drei erste Leiterstäbe 24 und drei zweite
Leiterstäbe 25 aufweisen. Die sechs Leiterstäbe 24, 25 jeder
Leiterstabgruppe 23 sind in gleichen Winkelabständen
so angeordnet, dass sie einen Kreis bilden. Der Innenanschluss 27 jedes
ersten Leiterstabes 24 ist zu dem Außenanschluss 26 des
gleichen ersten Leiterstabes 24 entlang der Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 um einen vorgegebenen ersten Winkel θ1
(= 90 + (360/(4n))), insbesondere um 105 Grad, versetzt. Der Innenanschluss 27 jedes
zweiten Leiterstabes 25 ist zu dem Außenanschluss 26 des
gleichen zweiten Leiterstabes 25 entlang der Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 um einen vorgegebenen zweiten Winkel θ2
(= 90 – (360/(4n))), insbesondere um 75 Grad, versetzt.
Die Richtung, in der der Innenanschluss 27 zu dem Außenanschluss 26 bei
jedem Leiterstab 24, 25 in der ersten Leiterstabgruppe 23 versetzt
ist, ist der Richtung, in der der Innenanschluss 27 zu
dem Außenanschluss 26 bei jedem Leiterstab 24, 25 in
der zweiten Leiterstabgruppe 23 versetzt ist, entgegengesetzt. Jeder
Innenanschluss 27 der ersten Leiterstabgruppe 23 ist
auf den entsprechenden Innenanschluss 27 der zweiten Leiterstabgruppe 23 ausgerichtet,
und jeder Außenanschluss 26 der ersten Leiterstabgruppe 23 ist
zu dem entsprechenden Außenanschluss 26 der zweiten
Leiterstabgruppe 23 in Bezug auf die Umfangsrichtung der
entsprechenden Leiterstabgruppe 23 versetzt.
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Bei
der ersten Ausführungsform ist der Innenanschluss 27 jedes
ersten Leiterstabes 24 zu dem Außenanschluss 26 des
gleichen ersten Leiterstabes 24 entlang der Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 um den ersten Winkel θ1,
insbesondere um 101,25 Grad, versetzt. Der Innenanschluss 27 jedes
zweiten Leiterstabes 25 ist zu dem Außenanschluss 26 des
gleichen zweiten Leiterstabes 25 entlang der Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 um den zweiten Winkel θ2,
insbesondere um 78,75 Grad, versetzt. Bei der zweiten Ausführungsform
ist der Innenanschluss 27 jedes ersten Leiterstabes 63 außerdem
zu dem Außenanschluss 26 des gleichen ersten Leiterstabes 63 entlang
der Umfangsrichtung der Leiterstabgruppe 62 um den ersten
Winkel θ1, insbesondere um 101,25 Grad, versetzt. Der Innenanschluss 27 jedes
zweiten Leiterstabes 64 ist zu dem Außenanschluss 26 des
gleichen zweiten Leiterstabes 64 entlang der Umfangsrichtung
der Leiterstabgruppe 23 um den zweiten Winkel θ2,
insbesondere um 78,75 Grad, versetzt. Bei beiden Ausführungsformen
kann jedoch der erste Winkel 81 und der zweite Winkel θ2
nach Bedarf geändert werden.
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Bei
der ersten Ausführungsform beträgt die Anzahl
der Lamellen 14 im Kommutator 4 das Doppelte einer
positiven geraden Zahl (das heißt acht), sie kann aber
auch das Dop pelte einer positiven ungeraden Zahl sein. In diesem
Fall beträgt die Anzahl der Leiterstäbe 24, 25,
die zu jeder Leiterstabgruppe 23 gehören, die
Hälfte der Anzahl der Lamellen 14, das heißt,
es ist eine positive ungerade Zahl. In diesem Fall ist außerdem
im Hinblick auf einige Paare aus einem Leiterstab 24, 25 der
ersten Leiterstabgruppe 23 und einem Leiterstab 24, 25 der
zweiten Leiterstabgruppe 23, deren Innenanschlüsse 27 aufeinander
ausgerichtet sind, der Versetzungswinkel zwischen dem Innenanschluss 27 und
dem Außenanschluss 26 bei einem der Leiterstäbe 24, 25 gleich dem
des anderen Leiterstabes 24, 25.
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Bei
der zweiten Ausführungsform beträgt die Anzahl
der Lamellen 14 im Kommutator 4 das Doppelte einer
positiven geraden Zahl (das heißt acht), sie kann aber
auch das Doppelte einer positiven ungeraden Zahl sein. In diesem
Fall beträgt die Anzahl der Leiterstäbe 63, 64,
die zu jeder Leiterstabgruppe 62 gehören, die
Hälfte der Anzahl der Lamellen 14, das heißt,
es ist eine positive ungerade Zahl. In diesem Fall ist außerdem
im Hinblick auf zumindest einige Paare aus einem Leiterstab 63, 64 der
ersten Leiterstabgruppe 62 und einem Leiterstab 63, 64 der zweiten
Leiterstabgruppe 62, deren Innenanschlüsse 27 aufeinander
ausgerichtet sind, der Versetzungswinkel zwischen dem Innenanschluss 27 und
dem Außenanschluss 26 bei einem der Leiterstäbe 63, 64 gleich
dem des anderen Leiterstabes 63, 64.
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Die
Form des Isolierelements 13 und die Form des Halteelements 22 sind
nicht auf die bei der ersten und der zweiten Ausführungsform
beschriebenen Formen beschränkt. So können beispielsweise der
Verbindungsabschnitt 13a des Isolierelements 13 und
der Wulst 22a des Halteelements 22 weggelassen
werden, und das Kurzschlusselement 12 kann an einem Ende
des Isolierelements 13 angeordnet sein. Alternativ dazu
kann das Halteelement 22 weggelassen werden, so dass das
Kurzschlusselement 12 nur die Leiterstab-Baugruppe 21 oder 61 enthält.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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