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Ankerwelle für elektrische Fahrradlichtmaschinen Bei elektrischen
Fahrradlichtmaschinen mit rotierendem Anker, bei denen ein Schleifring zur Abnahme
des Stromes vermieden werden soll, ist es üblich geworden, das untere Lager isoliert
in das Gehäuse einzubauen und den einen Zweig des Stromes durch dieses Lager aus
der Lichtmaschine herauszuleiten. Zur Erreichung dieses Zweckes mußte der untere
Zapfen der Welle, der in diesem isolierten Lager läuft, gegen die übrige Metallmasse
der Welle-und des Ankers ebenfalls isoliert werden, und damit ergab sich zwangsläufig
die Notwendigkeit, das eine Ende der Ankerwicklung irgendwie an diesem isolierten
Spurzapfen zu befestigen.
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So sehr sich dieser Weg der Stromführung bisher bewährt hat, so große
Mängel haften der bisher bekanntgewordenen Ausführungsform an. Mran löste nämlich
die Frage der Schaffung eines gegen die übrige Welle isolierten unteren Spurzapfens
in der Weise, daß man einen mit einem gedrehten Zapfen versehenen, im übrigen aber
becherförmigen Drehteil schuf, der unter Beilage der -erforderlichen Isolierteile
über den Stumpf am unteren Wellenende gesetzt wurde. Der Hauptnachteil dieser Lösung
besteht darin, daß es nicht leicht ist, die drei wichtigen Außendurchmesser, nämlich
den Durchmesser des oberen Wellenzapfens, den Außendurchmesser des Ankers und den
Durchmesser des unteren Wellenzapfens genau zentrisch zueinander herzustellen. Dies
hat seinen Grund im folgenden: Das Ankerpaket wird unter Festsitz auf die Ankerwelle
aufgezogen. Das Ankerpaket selbst ist, da die einzelnen Bleche wohl überall auf
Gesamtschnitten hergestellt werden, bei sorgfältiger Fabrikation im allgemeinen
auch als genau zentrisch anzusehen. Das Paket kann jedoch bei der oben besprochenen
bekannten, in Abb. i und 2 vergleichsweise dargestellten Ausführungsform nur von
unten her auf c4e Welle aufgezogen werden, und zwar deshalb, weil sich am oberen
Ende der Welle ein genau geschliffener Zapfendurchmesser
befindet,
der nicht beschädigt werden darf. Daraus ergibt sich, daß der Spurzapfen, nämlich
das untere, an der Welle anzubringende, gegen die Welle zu isolierende Drehteil,
erst nach dem Aufziehen des Ankerpakets seinerseits auf die Welle aufgepreßt und
mit ihr befestigt werden kann. Da aber der Spurzapfen, das im wesentlichen becherförmige,
tiefgebohrte, dünnwandige Drehteil, das aus Abb. z und a ,ersichtlich ist, nicht
einfach herzustellen ist und infolgedessen starken Toleranzschwankungen unterliegt
und da auch durch die Einbringung von Isolierschichten zwischen Wellenende und Spurzapfen
erneut Ungenauigkeiten dazukommen, ergibt sich nach dem Aufziehen des Ankerpakets
und dem Aufbringen des Spurzapfens die Tatsache, daß zwar der obere Zapfendurchmesser
und der Außendurchmesser des Ankerpakets im allgemeinen zentrisch zueinander laufen,
daß aber der eigentliche Zapfen des unteren Spurdrehteiles mit diesen beiden Durchmessern
nicht zentrisch läuft. Das bedeutet, daß der untere, zuletzt aufgezogene Spurzapfen
nach dem Aufziehen des Ankerpakets geschliffen werden muß, und zwar genau laufend
zu den beiden anderen Durchmessern. Diese Frage ist aber technisch infolge der allgemeinen
Form der fertigen Ankerwelle und des Durchmesserunterschiedes zwischen dem Ankerpaket
und den beiden Zapfen sowie infolge des hohen Gewichtes des Ankerpakets nicht leicht
zu lösen. Es ist infolgedessen wünschenswert, zu erreichen, daß der obere und der
untere Spurzapfen bereits vor dein Aufbringen des Ankerpakets genau zentrisch zueinander
sind.
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Bei diesen Darlegungen ist angenommen worden, daß es möglich ist,
die Ankerwelle an sich bis ins kleinste gerade herzustellen. Gelingt das nicht,
und es gelingt praktisch tatsächlich in den wenigsten Fällen, so wird bei den bisherigen
Spurzapfen das Ankerpaket auch mit dem oberen Zapfendurchinesser nicht zentrisch
sein. Man muß in diesen Fällen vor dem Aufbringen des unteren Spurzapfens zunächst
den oberen Zapfendurchmesser und den Ankerdurchmesser durch Auswuchten genau zentrisch
machen. Nach dem Aufziehen des unteren Spurzapfens ergibt sich dann dasselbe umständliche
Nachschleifen, wie es schon oben geschildert wurde. Dies sind die wesentlichsten
fabrikatorischen Nachteile der bisherigen Arbeitsweise. Es kommt dazu, daß das bisherige
Spurzapfendrehteil in der Herstellung nicht nur kompliziert, sondern auch teuer
ist, und zwar sowohl im Hinblick auf den Werkstoffverbrauch als auch auf die Arbeitszeit.
Ein verhältnismäßig dickes Stück Silberstahl mußte durch eine große und tiefe Bohrung
und durch das Andrehen eines langen Zapfens bis zur Hälfte seines Gewichtes zerspant
werden, bevor das Drehteil brauchbar war. Daß die Herstellung der Bohrung bei ihrer
Tiefe und bei der übrigbleibenden dünnen Wand schwierig und unwirtschaftlich ist,
bedarf keiner näheren Erläuterung. Auch die Befestigung des Ankerdrahtes an diesem
schweren, starken Spurzapfen ist nicht einfach. Es wurde ein Verlöten vorgenommen,
ein Vorgang, der im Hinblick auf die Erhaltung der Isolierungen besser vermieden
wird.
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Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten. Erfindungsgemäß besitzt
die Ankerwelle an ihrem unteren Ende eine Bohrung, in welche das isolierte Wellenende
unter Zwischenschaltung von elektrisch nicht leitendem Werkstoff eingesetzt wird,
und besitzen die Ankerwelle und das isolierte Wellenende einen solchen Durchmesser,
daß das Ankerblechpaket nach dem Einsetzen und Zentrieren des isolierten Wellenendes
über das letztere geschoben und auf die Ankerwelle gepreßt werden kann. Einige Ausführungsbeispiele
sind in den Abbildungen dargestellt und der bekannten Ausführungsform gegenübergestellt.
In der Zeichnung zeigen: Abb. i und 2 eine Ankerwelle mit dem bisher gebräuchlichen
Spurzapfen, Abb. 3 und 4. sowie 5 und 6 zwei Ankerwellen mit dem Wellenende nach
der Erfindung.
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In Abb. i und 2 sind a die Ankerwelle mit dem Laufrollengewinde a.,
b das Ankerpaket mit den beiden Wicklungsenden b1, c das Spurzapfend.rehteil
mit dem Spurzapfen c" dl und d2 Isolierbeilagen, f die Lötstelle zur Befestigung
der Wicklungsenden.
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In Abb. 3 und .4 sind d die Ankerwelle mit oberem geschliffenem Durchmesserai
und dem Laufrollengewinde a.', b' das Ankerpaket mit den Wicklungsenden b,', c'
das isolierte Wellenende mit dem geschliffenen Ende c,', di, dz und ds Isolierbeilagen,
fi und f2' zwei im Preßsitz aufgezogene Scheiben zur Befestigung der Wicklungsenden.
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In Abb. 5 und 6 sind ä' die Ankerwelle mit geschliffenem oberem Durchmesser
a," und Gewinde a,"', b" das Ankerpaket mit den beiden Wicklungsenden b,", c " das
isolierte Wellenende mit geschliffenem Ende c,", d,", d,"
und d," Isolierbeilagen,
f," und f2" zwei aufgezogene Ringe mit den Einhänglöchern f" zur Aufnahme der `'Wicklungsenden,
g " ein Stück Isolierrohr, das auf die Welle geschoben ist.
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Wie aus den Abbildungen ersichtlich ist, wird an Stelle des bisherigen
Spurzapfens, der über das untere Wellenende geschoben wurde, ein isoliertes Wellenende
verwendet, das in eine konzentrische Bohrung des unteren
Ankerwellenendes
eingepreßt wird. Das Wellenende nach der Erfindung ist beispielsweise ein gerades,
sauber abgestochenes Stück Präzisionssilberstahl, das unter Beilage der erforderlichen
Isolierungen, die eine Stromübertragung von der Ankerwelle zum Zapfen verhindern,
fest unten in der Ankerwelle sitzt.
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Die Vorteile dieser Lösung sind sehr groß. Zuerst kann jetzt die Ankerwelle
vor dem Aufziehen des Ankerpakets vollständig fertiggemacht werden, und zwar sowohl
hinsichtlich des Zusammenlaufens des oberen und unteren Zapfendurchmessers als auch
hinsichtlich ihrer absoluten Geradheit. Dieser Vorteil kann für jede Fertigung nicht
hoch genug bewertet werden; denn es ist ein ganz wesentlicher Gewinn hinsichtlich
der Arbeitszeit und der zu schaffenden Einrichtungen, auf der noch nicht mit Ankerpaket
versehenen Welle die beiden Enddurchmesser genau zueinander zu schleifen und im
Bedarfsfalle die Welle gerade zu richten. Das alles ist nur deshalb jetzt möglich,
weil der Spurzapfen nicht mehr mit einem Außendurchmesser über den Ankerwellendurchmesser
greift, sondern als ein besonderes Wellenende in der Ankerwelle sitzt und weil deshalb
das Ankerpaket von unten her, ohne einen geschliffenen Durchmesser zu gefährden,
in der Dornpresse fest auf die Welle gezogen werden kann.
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Der zweite Vorteil besteht darin, daß das untere Ankerwellenende bis
zum unteren Spurzapfen nunmehr glatt ist und nur einen Durchmesser aufweist. Es
kann infolgedessen, wie aus Abb. 5 und 6 ersichtlich ist, über diesen Teil der Ankerwelle
ein durchgehendes StückIsolierrohr geschoben werden, das jeden Kontakt zwischen
dem einen Ende der Ankerwicklung und der Welle selbst wirksam verhindert.
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Der dritte Vorteil der Lösung nach der Erfindung besteht in ihrer
Billigkeit. Das saubere Abstechen des unteren isolierten Wellenendes von einer genau
gezogenen Stange ist für einen modern eingerichteten Betrieb ein praktisch zu vernachlässigender
Arbeitsgang. Die Bohrung im unteren Ankerwellenende, die etwa ein Drittel bis zur
Hälfte des Wellendurchmessers mißt, ist des geringen Durchmessers wegen etwa in
einem dritten Teil der Zeit herzustellen als die Bohrung in dem-bisher verwendeten
alten Spurzapfen. Es ergibt sich aber aus der gesamten Gestaltung noch ein weiterer
Vorteil. Bei dem bisherigen alten Spurzapfen konnte ein scharfes Eck zwischen dem
großen Außendurchmesser und dem eigentlichen Zapfen nur dann hergestellt werden,
wenn man das Fleisch zwischen der Bohrung und dem Zapfen genügend stark machte,
d. h. also.nur bei hohem Werkstoffverbrauch; im anderen Falle entstand an der Eindrehung
ein gefährlicher Querschnitt. Bei der Erfindung entsteht dieses scharfe Eck ganz
von selbst, und es ist nunmehr möglich, durch geeignete Ringe, die auf das isolierte
Wellenende aufgepreßt werden, das isoliert aus der Maschine herauszuführende Wicklungsende
auf dem isolierten Wellenende zu befestigen und zu spannen. In den Abb.3 bis 6 sind
zwei derartige Möglichkeiten beispielsweise dargestellt.
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Zur Vereinfachung wurde alles Unwesentliche, beispielsweise der Lichtmaschinenmantel,
das obere nichtisolierte und das untere isolierte Lager usw. weggelassen.
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Aus den Abb. 3 und 4 ist noch zu ersehen, wie die Wicklungsenden auf
dem isolierten bzw. auf dem nichtisolierten Teil der.Ankerwelle durch fest aufgezogene
Ringe geführt und durch leichtes Drehen dieser Ringe gespannt werden.
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Aus den Abb. 5 und 6 ist zu ersehen, daß die Wicklungsenden in gelochte
zungenartige Fortsätze der fest aufgezogenen Ringe eingehängt werden. Das untere,
gegen die Welle zu isolierte Wicklungsende ist dabei um ein Isolierrohr gewickelt,
das das untere Ankerwellenende geschlossen umgibt.