DE3012506C2

DE3012506C2 - Commutator motor with two commutators

Info

Publication number: DE3012506C2
Application number: DE19803012506
Authority: DE
Inventors: Masakatsu Moriguchi Osaka Fujiwara
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1979-06-05
Filing date: 1980-03-31
Publication date: 1987-01-29
Also published as: GB2050706A; FR2458931A1; DE3012506A1; GB2050706B; FR2458931B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kommutatormotor mit zwei Kommutatoren auf der Welle des Rotors nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a commutator motor with two commutators on the shaft of the rotor according to the preamble of claim 1.

Aus der CH-PS 3 29 880 ist bereits ein Kommutatormotor mit zwei Kommutatoren auf der Welle des Rotors bekannt. Der Kommutatormotor enthält eine erse Rotorwicklung, deren Wicklungsenden mit dem ersten Kommutator verbunden sind und auch eine zweite Rotorwicklung, deren Wicklungsenden mit dem zweiten Kommutator verbunden sind. Der Stator enthält zwei Statorwicklungen und eine Schalteinrichtung, mit deren Hilfe die zwei Rotorwicklungen parallel an eine Spannungsquelle geschaltet werden können, während die Statorwicklungen parallel zueinander an eine Spannungsquelle angeschlossen werden können, wenn der Kommutatormotor an niedriger Spannung betrieben wird. Ferner können mit Hilfe der Schalteinrichtung die zwei Motorwicklungen zueinander in Reihe liegend an eine Spannungsquelle angeschaltet werden und die Statorwicklungen können ebenfalls zueinander in Reihe liegend an eine Spannungsquelle angeschlossen werden, wobei dann bei dem letzteren Fall der Kommutatormotor an hoher Spannung betrieben wird.A commutator motor with two commutators on the shaft of the rotor is already known from CH-PS 3 29 880. The commutator motor contains a first rotor winding, the winding ends of which are connected to the first commutator, and also a second rotor winding, the winding ends of which are connected to the second commutator. The stator contains two stator windings and a switching device with the aid of which the two rotor windings can be connected in parallel to a voltage source, while the stator windings can be connected in parallel to one another to a voltage source when the commutator motor is operated at a low voltage. Furthermore, with the aid of the switching device, the two motor windings can be connected to a voltage source in series with one another and the stator windings can also be connected to a voltage source in series with one another, in which case the commutator motor is operated at a high voltage.

Aus der Zeitschrift "Bulletin Oerlikon", 1962, Seiten 36 und 37 ist die Prinzipschaltung eines Umformermotors bekannt, bei dem zur Umschaltung auf zwei Spannungsbereiche entsprechend 1500 V und 3000 V zwei Ankerstromzweige des Motors zusammen mit den Anlaßwiderständen von parallel auf Serie umschaltbar sind. Dabei bleibt jedoch der Erregerkreis immer unverändert und die Erregerwicklung des Erregerkreises versorgt gleichzeitig die Reihenschlußerregung und auch die Fremderregung. Die Erregerwicklung ist zwar mit dem Anker und mit dem Wendepolwicklungen in Reihe geschaltet, sie wird jedoch beim Umschalten auf die zwei genannten Spannungsbereiche nicht umgeschaltet. Der Motor ist als Wellenspannungsmotor geschaltet und vermag die volle Wellenspannung aufzunehmen. Der im Fremderregerkreis vorhandene Erreger besteht aus einer Reguliermaschine, die bei nur wenig zunehmender Drehzahl eine stark ansteigende Spannung erzeugt und somit die Drehzahl und damit die Frequenz annähernd konstant halten kann.The basic circuit of a converter motor is known from the magazine "Bulletin Oerlikon", 1962 , pages 36 and 37 , in which two armature current branches of the motor can be switched from parallel to series together with the starting resistors in order to switch to two voltage ranges corresponding to 1500 V and 3000 V. However, the excitation circuit always remains unchanged and the excitation winding of the excitation circuit supplies the series excitation and the external excitation at the same time. The excitation winding is connected in series with the armature and the reversing pole windings, but it is not switched when switching to the two voltage ranges mentioned. The motor is connected as a shaft voltage motor and can absorb the full shaft voltage. The exciter in the external excitation circuit consists of a regulating machine which generates a rapidly increasing voltage when the speed only increases slightly and can thus keep the speed and thus the frequency almost constant.

Aus der "Siemens-Zeitschrift", 1941, Seiten 44 bis 45 ist es schließlich bekannt, auf einem Rotor zwei Kommutatoren anzuordnen. Dabei wid aber grundsätzlich unterschieden zwischen den Wicklungen des Kommutators bzw. den beiden Wicklungen, die sich auf dem Rotor befinden, und der sogenannten Hauptfeldwicklung, die einer Statorwicklung entspricht und die zweiteilig ausgebildet sein kann, wobei auch ein Teil der Hauptfeldwicklung kurzgeschlossen werden kann Bei dieser bekannten Konstruktion können die beiden Motorwicklungen entweder in Reihe geschaltet werden oder können parallel geschaltet werden, so daß also beispielsweise beim Fahren bei angenähert halber Geschwindigkeit die beiden Motorwicklungen in Reihe geschaltet werden. Dabei wird zur Schwächung des Motorfeldes ein Teil der Hauptfeldwicklung abgeschaltet. Bei diesem bekannten Antriebsmotor besteht auch die Möglichkeit, von den Reiheneinstellungen auf die Paralleleinstellungen ohne Unterbrechung der Stromkreise überzuwechseln, da beide Motorwicklungen bzw. Rotorwicklungen in Brückenschaltung mit je einer Widerstandsgruppe geschaltet sind.Finally, from the "Siemens Magazine", 1941 , pages 44 to 45 , it is known to arrange two commutators on a rotor. However, a fundamental distinction is made between the windings of the commutator or the two windings on the rotor and the so-called main field winding, which corresponds to a stator winding and can be made up of two parts, whereby part of the main field winding can also be short-circuited. In this known design, the two motor windings can either be connected in series or can be connected in parallel, so that, for example, when driving at approximately half speed, the two motor windings are connected in series. In this case, part of the main field winding is switched off to weaken the motor field. With this known drive motor, it is also possible to switch from the series settings to the parallel settings without interrupting the circuits, since both motor windings or rotor windings are connected in a bridge circuit with one resistor group each.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Kommutatormotor mit zwei Kommutatoren auf der Welle des Rotors der angegebenen Gattung zu schaffen, der einfach hergestellt werden kann und bei dem der magnetische Kern des Rotors relativ klein ausgeführt werden kann und dadurch der gesamte Kommutatormotor in seinen Abmessungen klein und leicht gebaut werden kann, während andererseits bei der Kommutierung keine Funkenbildung auftreten soll.The object underlying the invention is to provide a commutator motor with two commutators on the shaft of the rotor of the specified type, which can be easily manufactured and in which the magnetic core of the rotor can be made relatively small. can be made and thus the entire commutator motor can be made small and light in its dimensions, while on the other hand no sparking should occur during commutation.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is solved by the characterizing features of claim 1.

Da erfindungsgemäß die erste Rotorwicklung im Nutengrund und die zweite Rotorwicklung im äußeren Bereich der Nuten des Rotors liegt, kann die zweite Rotorwicklung in die Nuten des Rotorblechpaketes eingewikkelt werden, nachdem die erste Rotorwicklung vollständig fertiggewickelt ist. Aus diesem Grund ist keine speziell konstruierte Wickelmaschine zur Wicklung der zwei Wicklungen erforderlich und es kann auch eine herkömmliche Wickelmaschine und ein herkömmliches Wickelverfahren zur Anwendung gelangen. Der Kommutatormotor nach der vorliegenden Erfindung kann daher besonders einfach hergestellt werden.Since, according to the invention, the first rotor winding is located in the slot base and the second rotor winding is located in the outer region of the slots of the rotor, the second rotor winding can be wound into the slots of the rotor core after the first rotor winding has been completely wound. For this reason, no specially designed winding machine is required for winding the two windings and a conventional winding machine and a conventional winding method can also be used. The commutator motor according to the present invention can therefore be manufactured particularly easily.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.Particularly advantageous embodiments and further developments of the invention emerge from the subclaims 2 to 4 .

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigtIn the following, the invention is explained in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 das Schaltschema der Wicklungen eines herkömmlichen Kommutatormotors für Betrieb mit zwei Spannungen, wobei bei (A) die Speisung mit niedriger Spannung, bei (B) die Speisung mit hoher Spannung erfolgt; Fig. 1 shows the circuit diagram of the windings of a conventional commutator motor for operation with two voltages, with (A) the supply being at low voltage and (B) the supply being at high voltage;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kommutatormotors; Fig. 2 shows a first embodiment of the commutator motor according to the invention;

Fig. 3A und 3B Schaltbilder der Wicklungen des Kommutatormotors aus Fig. 2 bei Speisung mit niedriger bzw. hoher Spannung; und Fig. 3A and 3B are circuit diagrams of the windings of the commutator motor of Fig. 2 when supplied with low and high voltage respectively; and

Fig. 4 den Rotor des Kommutatormotors aus Fig. 2 in Seitenansicht bei (A), in Ansicht von links bei (B) und in Ansicht von rechts bei (C) ; Fig. 4 shows the rotor of the commutator motor from Fig. 2 in side view at (A), in view from the left at (B) and in view from the right at (C);

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Motors in Seitenansicht bei (A), in Ansicht von links bei (B) und in Ansicht von rechts bei (C); Fig. 5 shows another embodiment of the engine in side view at (A), in view from the left at (B) and in view from the right at (C);

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel des Kommutatormotors nach der Erfindung; Fig. 6 shows a second embodiment of the commutator motor according to the invention;

Fig. 7A und 7B Schaltbilder der Wicklungen des Kommutatormotors aus Fig. 6 bei Anschluß an niedrige bzw. hohe Spannung; Fig. 7A and 7B are circuit diagrams of the windings of the commutator motor of Fig. 6 when connected to low and high voltage respectively;

Fig. 8 einen axialen Längsschnitt durch ein mit dem erfindungsgemäßen Kommutatormotor ausgestattetes Gebläse; Fig. 8 is an axial longitudinal section through a fan equipped with the commutator motor according to the invention;

Fig. 9 eine Draufsicht auf den Gebläsemotor des Gebläses der Fig. 8; Fig. 9 is a plan view of the blower motor of the blower of Fig. 8;

Fig. 10 einen einen Bürstenhalter des Motors aus Fig. 8 zeigenden Schnitt in einer auseinandergezogenen Darstellung zur Erläuterung, wie die Bürsten eingesetzt werden;und Fig. 10 is an exploded section showing a brush holder of the motor of Fig. 8 to explain how the brushes are inserted; and

Fig. 11 eine der Draufsicht der Fig. 9 vergleichbare Draufsicht auf einen herkömmlichen Gebläsemotor. Fig. 11 is a plan view of a conventional blower motor comparable to that of Fig. 9.

Ein Motor nach Fig. 1 wird üblicherweise für elektrische Geräte verwendet, beispielsweise für Staubsauger, in denen der Motor sehr schnell laufen muß. Wenn ein derartiges Gerät exportiert wird, ist es manchmal erforderlich, den Kommutatormotor auf 110 V Netzspannung über 220 V Netzspannung zu schalten, je nachdem, in welches Gebiet der Export erfolgt. Bei herkömmlichen Kommutatormotoren, die wahlweise für niedrige und für hohe Spannungen einsetzbar sind, besitzt der Rotor nur einen Kommutator und eine Rotorwicklung, während der Stator mit zwei Statorwicklungen ausgestattet ist. Wird ein derartiger Kommutator bei der niedrigen Spannung verwendet, so werden, wie es in Fig. 1A gezeigt ist. Die Statorwicklungen 1 und 2 parallel geschaltet, mit denen dann die Rotorwicklung 3 in Reihe liegt. Wird dagegen der übliche Kommutatormotor an einer Energiequelle mit höherer Spannung betrieben, wie dies in Fig. 1B gezeigt ist, so liegen die beiden Statorwicklungen 1 und 2 und die einzige Rotorwicklung 3 in Reihe, und ein Zweirichtungsthyristor 4 mit drei Anschlüssen, etwa ein Triac, ist mit den Wicklungen in Reihe geschaltet.A motor according to Fig. 1 is usually used for electrical appliances, for example vacuum cleaners, in which the motor must run very fast. When such an appliance is exported, it is sometimes necessary to switch the commutator motor to 110 V mains voltage via 220 V mains voltage, depending on the area to which the export is made. In conventional commutator motors, which can be used either for low or high voltages, the rotor has only one commutator and one rotor winding, while the stator is equipped with two stator windings. If such a commutator is used at the low voltage, the stator windings 1 and 2 are connected in parallel, as shown in Fig. 1A, with the rotor winding 3 then being connected in series with them. On the other hand, when the conventional commutator motor is operated on a higher voltage power source, as shown in Fig. 1B, the two stator windings 1 and 2 and the single rotor winding 3 are connected in series, and a three-terminal bidirectional thyristor 4 , such as a triac, is connected in series with the windings.

Der Grund für die Verwendung eines derartigen Thyristors 4 ist folgender: Wenn zwei Ständerwicklungen 1 und 2 in Reihe liegen, dann ist die dem Kommutatormotor von der Energiequelle hoher Spannung zugeführte Energie zu groß. Deswegen muß die zugeführte Leistung zum Kommutatormotor durch den Thyristor 4 derart gesteuert werden, daß die Eingangsleitung zum Motor verringert wird.The reason for using such a thyristor 4 is as follows: when two stator windings 1 and 2 are connected in series, the power supplied to the commutator motor from the high voltage power source is too large. Therefore, the power supplied to the commutator motor must be controlled by the thyristor 4 so as to reduce the input power to the motor.

Bei einem üblichen Kommutatormotor ist außerdem bei Speisung von der Energiequelle niedriger Spannung das Verhältnis der Ampere-Windungen (Durchflutung) der zwei Statorwicklungen 1 und 2 zur Durchflutung der Rotorwicklung 3 1 oder kleiner, so daß eine gute Kommutierung, bei der eine Funkenbildung unterdrückt wird, sich nicht durchführen läßt. Um diesen Mangel zu beheben, könnte man daran denken, die Windungszahl der Statorwicklungen 1 und 2 zu erhöhen oder die Windungszahl der Rotorwicklung 3 zu verkleinern. Wird jedoch die Zahl der Windungen der Statorwicklungen 1 und 2 vergrößert, dann wird die dem Kommutatormotor bei niedriger Spannung zugeführte Leistung zu gering. Vermindert man dagegen die Anzahl der Windungen in der Rotorwicklung 3, so ist die vom Kommutatormotor bei Anliegen hoher Spannung aufgenommene Leistung zu groß. Eine derartige Veränderung der Windungszahlen ist also nicht durchführbar.Furthermore, in a conventional commutator motor, when fed from the low voltage power source, the ratio of the ampere-turns (magnetic flux) of the two stator windings 1 and 2 to the magneto-flux of the rotor winding 3 is 1 or less, so that good commutation which suppresses sparking cannot be carried out. To overcome this defect, one could think of increasing the number of turns of the stator windings 1 and 2 or reducing the number of turns of the rotor winding 3. However, if the number of turns of the stator windings 1 and 2 is increased, the power supplied to the commutator motor at low voltage becomes too small. On the other hand, if the number of turns in the rotor winding 3 is reduced, the power absorbed by the commutator motor at high voltage is too large. Such a change in the number of turns is therefore not feasible.

Um das Durchflutungsverhältnis auf den Wert 1 oder größer zu stellen, wurde die Anzahl der Windungen in der Rotorwicklung 3 allgemein verringert, wobei gleichzeitig die Stärke des Rotorkerns erhöht wurde, wodurch verhindert wird, daß die dem Kommutatormotor bei Anliegen hoher Spannung zugeführte Leistung zu groß wird. Dies hat zur Folge, daß ein herkömmlicher Kommutatormotor, der wahlweis für zwei verschiedene Spannungen verwendet werden kann, zwangsläufig große Abmessungen hat. Wegen der Verwendung des Thyristors 4 hat außerdem die Eingangswelle nicht Sinusform, weswegen die magnetische Geräuschbildung des Motors höher ist.In order to make the magnetic flux ratio equal to 1 or more, the number of turns in the rotor winding 3 has been generally reduced and the thickness of the rotor core has been increased, thereby preventing the power supplied to the commutator motor from becoming too large when a high voltage is applied. As a result, a conventional commutator motor which can be used selectively for two different voltages is inevitably large in size. In addition, because of the use of the thyristor 4 , the input wave is not sinusoidal, and therefore the magnetic noise of the motor is higher.

Zunächst wird das erste Ausführungsbeispiel des Kommutatormotors mit Merkmalen nach der Erfindung in Verbindung mit den Fig. 2 bis 4 betrachtet. Dieser Kommutatormotor besitzt einen Rotor 5 und einen Stator 6. Das Rotorblechpaket 8 ist praktisch in der Mitte der Welle 7 des Rotors 5 befestigt. Ein erster Kommutator 9 und ein zweiter Kommutator 10 sind jeweils auf einer Seite des Rotorblechpaketes 8 auf der Rotorwelle befestigt. Ein erstes Paar von Bürsten 11 und ein zweites Paar von Bürsten 12 sind auf die Kommutatoren 9 bzw. 10 aufgesetzt. Die Rotorwelle 7 ist mit Lagern 13 an ihren beiden Enden gelagert.First, the first embodiment of the commutator motor with features according to the invention is considered in connection with Figs. 2 to 4. This commutator motor has a rotor 5 and a stator 6. The rotor core 8 is attached practically in the middle of the shaft 7 of the rotor 5. A first commutator 9 and a second commutator 10 are each attached to one side of the rotor core 8 on the rotor shaft. A first pair of brushes 11 and a second pair of brushes 12 are placed on the commutators 9 and 10 respectively. The rotor shaft 7 is supported by bearings 13 at both ends.

In die Nuten des Blechpakets 8 sind eine erste Rotorwicklung 14 und eine zweite Rotorwicklung 15 eingelegt. Die Wicklungsenden 14&min; der ersten Rotorwicklung 14 sind mit dem ersten Kommutator 9, die Wicklungsenden 15&min; der zweiten Rotorwicklung 15 mit dem zweiten Kommutator 10 verbunden. Eine erste Statorwicklung 17 und eine zweite Statorwicklung 18 liegen parallel in den Wicklungsräumen eines Statorblechpaketes 16. Die Darstellung der Statorwicklungen 17 und 18 und ihre Anordnung im Statorblechpaket 16 ist in der unsymmetrisch gezeichneten Form stark schematisiert. Eine Schalteinrichtung 19 besitzt zwei bewegliche Schaltarme, einen ersten 20 und einen zweiten 21, die gegeneinander verriegelt sind.A first rotor winding 14 and a second rotor winding 15 are inserted into the slots of the laminated core 8. The winding ends 14 ' of the first rotor winding 14 are connected to the first commutator 9 , the winding ends 15 ' of the second rotor winding 15 are connected to the second commutator 10. A first stator winding 17 and a second stator winding 18 are arranged in parallel in the winding spaces of a stator laminated core 16. The representation of the stator windings 17 and 18 and their arrangement in the stator laminated core 16 is highly schematic in the asymmetrically drawn form. A switching device 19 has two movable switching arms, a first 20 and a second 21, which are locked against each other.

Wenn der Kommutatormotor mit niedriger Spannung gespeist wird, dann stehen die Schaltarme 20, 21 in der in Fig. 2 ausgezogen gezeichneten Stellung, wobei eine erste Anschlußklemme 22, die fest mit dem ersten Schaltarm 20 verbunden ist, von diesem mit einer ersten Umschaltklemme 23 in Verbindung gebracht ist, während eine zweite feste Anschlußklemme 24, die mit dem zweiten Schaltarm 21 verbunden ist, von diesem mit einer zweiten Umschaltklemme 25 in Verbindung gebracht ist. Bei Anschluß des Kommutatormotors an eine höhere Spannung gelten die gestrichelt gezeichneten Schalterverbindungen, wobei die erste feste Anschlußklemme 22, die mit dem Umschaltarm 20 in Verbindung steht, von diesem mit der Umschaltanschlußklemme 25 in Verbindung gebracht ist, während die zweite feste Anschlußklemme 24 durch den Umschaltarm 21 an die dritte Umschaltanschlußklemme 26 gelegt ist.When the commutator motor is supplied with a low voltage, the switching arms 20 , 21 are in the position shown in solid lines in Fig. 2, with a first connection terminal 22 , which is firmly connected to the first switching arm 20 , being connected by the latter to a first changeover terminal 23 , while a second fixed connection terminal 24 , which is connected to the second switching arm 21 , being connected by the latter to a second changeover terminal 25. When the commutator motor is connected to a higher voltage, the switch connections shown in dashed lines apply, with the first fixed connection terminal 22 , which is connected to the changeover arm 20 , being connected by the latter to the changeover connection terminal 25 , while the second fixed connection terminal 24 is connected to the third changeover connection terminal 26 through the changeover arm 21 .

Die erste feste Anschlußklemme 22 ist mit der einen Bürste des zweiten Bürstensatzes 12 verbunden. Die zweite feste Anschlußklemme 24 steht in Verbindung mit einem Pol einer Spannungsquelle 27 sowie mit einem Ende der zweiten Statorwicklung 18. Die erste Umschaltanschlußklemme 23 ist mit dem zweiten Pol der Spannungsquelle 27 in Verbindung, sowie mit dem einen Ende der ersten Statorwicklung 17. Die zweite Umschaltanschlußklemme 25 ist mit einer Bürste des ersten Bürstensatzes 11 verbunden. Die dritte Umschaltanschlußklemme 26 ist dagegen leer. Das zweite Ende der zweiten Statorwicklung 18 ist direkt mit der zweiten Bürste des zweiten Bürstensatzes 12 verbunden, während das zweite Ende der ersten Statorwicklung 17 mit der zweiten Bürste des ersten Bürstensatzes 11 verbunden ist.The first fixed connection terminal 22 is connected to one brush of the second brush set 12. The second fixed connection terminal 24 is connected to one pole of a voltage source 27 and to one end of the second stator winding 18. The first changeover connection terminal 23 is connected to the second pole of the voltage source 27 and to one end of the first stator winding 17. The second changeover connection terminal 25 is connected to a brush of the first brush set 11. The third changeover connection terminal 26 , on the other hand, is empty. The second end of the second stator winding 18 is directly connected to the second brush of the second brush set 12 , while the second end of the first stator winding 17 is connected to the second brush of the first brush set 11 .

Wenn also die Schalteinrichtung 19 mit ihren Umschaltarmen 20, 21 in der ausgezogen dargestellten Stellung der Fig. 2 steht, herrscht die Schaltverbindung gemäß Fig. 3A, bei der die erste Rotor- und die erste Statorwicklung 14 und 17 einerseits und die zweite Rotorund die zweite Statorwicklung 15 und 18 andererseits in Reihe liegen und diese beiden Reihenschaltungen parallelgeschaltet sind. Dieser Schaltungszustand gilt für Speisung mit dem niedrigen Spannungswert.Thus, when the switching device 19 with its switching arms 20 , 21 is in the solid position shown in Fig. 2, the switching connection according to Fig. 3A prevails, in which the first rotor and the first stator winding 14 and 17 on the one hand and the second rotor and the second stator winding 15 and 18 on the other hand are in series and these two series connections are connected in parallel. This switching state applies to supply with the low voltage value.

Wird die Schalteinrichtung in die gestrichelt gezeigte Stellung der Fig. 2 geschaltet, so gilt das Schaltbild gemäß Fig. 3B, in der sämtliche Wicklungsteile in Stator und Rotor 4, 15, 17 und 18 hintereinander geschaltet sind. Auch wenn eine Spannung vom doppelten Wert der niedrigen Spannung an die beiden Enden der Reihenschaltung angelegt wird, ist die an den einzelnen Wicklungen 14, 15, 17, 18 liegende Teilspannung nicht höher als die bei Speisung des Motors mit dem niedrigen Spannungswert. Durch Umschalten der Schalteinrichtung 19 zwischen den beiden möglichen Schaltstellungen kann bei Speisung mit ein und derselben Spannung die Drehzahl verändert werden, so daß der Kommutatormotor auch als Motor mit zwei Drehzahlen verwendbar ist. Als nächstes wird anhand der Darstellungen der Fig. 4 die Anordnung der Rotorwicklungen 14 und 15 betrachtet. Zunächst wird die erste Rotorwicklung 14 in die unteren Abschnitte der Nuten des Rotorblechpakets 8 eingelegt, und ihre Enden 14&min; werden entsprechend mit den Segmenten des ersten Kommutators 9 verbunden. Anschließend wird die zweite Rotorwicklung 15 darüber in den oberen Teil der Nuten eingelegt, und es werden dann die jeweiligen Spulenenden 15&min; mit den zugehörigen Segmenten des zweiten Kommutators 10 verbunden. Da zwei Rotorwicklungen 14 und 15 in den unteren bzw. oberen Teil der Nuten eingelegt sind, ist die Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Bereichen a und b der oberen Wicklungsspule oder der unteren Wicklungsspule, wie in Fig. 4C gezeigt, klein, so daß die Spannungsfestigkeitseigenschaften in den einzelnen Abschnitten des Motors verbessert sind.If the switching device is switched to the position shown in dashed lines in Fig. 2, the circuit diagram according to Fig. 3B applies, in which all the winding parts in the stator and rotor 4 , 15 , 17 and 18 are connected in series. Even if a voltage of twice the value of the low voltage is applied to the two ends of the series connection, the partial voltage on the individual windings 14 , 15 , 17 , 18 is not higher than that when the motor is supplied with the low voltage value. By switching the switching device 19 between the two possible switching positions, the speed can be changed when supplied with one and the same voltage, so that the commutator motor can also be used as a motor with two speeds. Next, the arrangement of the rotor windings 14 and 15 is considered using the illustrations in Fig. 4. First, the first rotor winding 14 is inserted into the lower portions of the slots of the rotor core 8 , and its ends 14 ' are connected to the segments of the first commutator 9 , respectively. Then, the second rotor winding 15 is inserted thereover into the upper portion of the slots, and then the respective coil ends 15 ' are connected to the corresponding segments of the second commutator 10. Since two rotor windings 14 and 15 are inserted into the lower and upper portions of the slots, respectively, the voltage difference between adjacent portions a and b of the upper winding coil or the lower winding coil is small, as shown in Fig. 4C, so that the withstand voltage characteristics in the individual portions of the motor are improved.

Es ist auch möglich, die erste Rotorwicklung 14 mit einer herkömmlichen Spulenwickelmaschine zu wickeln und anschließend die zweite Rotorwicklung 15 damit zu wickeln, wobei das Rotorblechpaket 8 umgedreht wird. Auf diese Weise läßt sich eine übliche Spulenwickelmaschine mit Vorteil einsetzen, was die Bedingungen für die Massenproduktion begünstigt. Bei diesem Aufbau herrscht jedoch zwischen der obenliegenden zweiten Rotorwicklung 15 und der untenliegenden ersten Rotorwicklung 14 eine hohe Spannungsdifferenz, so daß eine isolierende Papierzwischenlage eingefügt werden sollte.It is also possible to wind the first rotor winding 14 with a conventional coil winding machine and then wind the second rotor winding 15 with it, turning the rotor core 8 over. In this way, a conventional coil winding machine can be used to advantage, which favors the conditions for mass production. However, with this structure, there is a large voltage difference between the upper second rotor winding 15 and the lower first rotor winding 14 , so that an insulating paper interlayer should be inserted.

Es muß an dieser Stelle bemerkt werden, daß bei Einsatz der in Fig. 4 gezeigten Rotorwicklung an der Speisungsquelle mit niedriger Spannung die Abgabeleistung des Kommutators etwas herabgesetzt ist. Die Abgabeleistung P des Kommutatormotors ist nämlich durch folgende Gleichung wiederzugeben:
P=k(Φ ₁ I ₁+Φ ₂ I ₁) +k(Φ ₁ I ₂+Φ ₂ I ₂)
worin
Φ ₁ den von der ersten Statorwicklung 17 erzeugten magnetischen Fluß,
Φ ₂ den von der zweiten Statorwicklung 18 erzeugten magnetischen Fluß,
I ₁ den durch die erste Rotorwicklung 14 fließenden Strom und
I ₂ den durch die zweite Rotorwicklung 15 fließenden Strom bedeuten.
It should be noted here that when the rotor winding shown in Fig. 4 is used with the low voltage power source, the output power of the commutator is slightly reduced. The output power P of the commutator motor is given by the following equation:
P=k( ? ₁ I ₁ + ? ₂ I ₁ ) +k( ? ₁ I ₂ + ? ₂ I ₂ )
wherein
Φ ₁ is the magnetic flux generated by the first stator winding 17 ,
Φ ₂ is the magnetic flux generated by the second stator winding 18 ,
I ₁ is the current flowing through the first rotor winding 14 and
I ₂ is the current flowing through the second rotor winding 15 .

Beachtet man die Reaktanzen der ersten und der zweiten Rotorwicklung 14 bzw. 15, so ist der Wert der Reaktanz für die erste Rotorwicklung 14, die im unteren Abschnitt der Nut des Rotorblechpaketes 8 liegt, größer als der Reaktanzwert für die zweite Rotorwicklung 15, die im oberen Nutabschnitt liegt. Auch wenn Φ ₁ und I ₁ phasengleich und Φ ₂ und I ₂ phasengleich sind, so stimmen die Phasenlagen von Φ ₂ und I ₁ bzw. Φ ₁ und I ₂ nicht überein. Für diesen Fall sind die Vektorprodukte Φ ₂ I ₁ und Φ ₁ I ₂ kleiner, als wenn Φ ₂ und I ₁ bzw. Φ ₁ und I ₂ phasengleich sind. Daraus ergibt sich, daß die Abgabeleitung des Kommutatormotors herabgesetzt ist.If the reactances of the first and second rotor windings 14 and 15 are taken into account, the reactance value for the first rotor winding 14 , which is located in the lower section of the slot of the rotor core 8 , is greater than the reactance value for the second rotor winding 15 , which is located in the upper slot section. Even if Φ ₁ and I ₁ are in phase and Φ ₂ and I ₂ are in phase, the phase positions of Φ ₂ and I ₁ or Φ ₁ and I ₂ do not match. In this case, the vector products Φ ₂ I ₁ and Φ ₁ I ₂ are smaller than when Φ ₂ and I ₁ or Φ ₁ and I ₂ are in phase. This means that the output power of the commutator motor is reduced.

Anhand der Fig. 5 soll nun eine andere Möglichkeit des Wicklungsaufbaus im Rotor, bestehend aus den Rotorwicklungen 14 und 15, beschrieben werden. Die Bezugszeichenwahl unterscheidet sich nicht von der in Fig. 4.Another possibility for the winding structure in the rotor, consisting of the rotor windings 14 and 15 , will now be described with reference to Fig. 5. The choice of reference symbols does not differ from that in Fig. 4.

Beim Einführen der Rotorwicklung in die Nuten des Rotorblechpaketes 8 werden stets zwei Kupferdrähte parallel geführt. Die Spulenenden 14&min; der ersten Rotorwicklung 14, die durch einen der Kupferdrähte gebildet wird, werden mit dem ersten Kommutator 9 verbunden. In gleicher Weise werden die Spulenenden 15&min; der zweiten Rotorwicklung 15, die durch den anderen Kupferdraht gebildet wird, mit dem zweiten Kommutator 10 verbunden. Da bei diesem Verfahren zwei Kupferdrähte gleichzeitig in die Nut eingebracht werden, die dann die Rotorwicklungen 14 und 15 bilden, sind für diese beiden Wicklungen die Reaktanzen praktisch gleich, so daß auch der durch die zweite Statorwicklung 18 erzeugte magnetische Fluß Φ ₂ dieselbe Phase hat wie der Strom I ₁, der in der ersten Rotorwicklung 14 fließt, während der magnetische Fluß Φ ₁ der ersten Statorwicklung 17 phasengleich mit dem Strom I ₂ der zweiten Rotorwicklung 15 ist. Auch bei Verwendung dieses Kommutatormotors nicht herabgesetzt, sondern es kann vielmehr der Maximalwert entnommen werden.When inserting the rotor winding into the slots of the rotor core 8 , two copper wires are always guided in parallel. The coil ends 14 ' of the first rotor winding 14 , which is formed by one of the copper wires, are connected to the first commutator 9. In the same way, the coil ends 15 ' of the second rotor winding 15 , which is formed by the other copper wire, are connected to the second commutator 10. Since two copper wires are introduced simultaneously into the slot which then forms the rotor windings 14 and 15 , the reactances for these two windings are practically the same, so that the magnetic flux Φ ₂ generated by the second stator winding 18 also has the same phase as the current I ₁ flowing in the first rotor winding 14 , while the magnetic flux Φ ₁ of the first stator winding 17 is in phase with the current I ₂ of the second rotor winding 15. Even when using this commutator motor, the maximum value is not reduced, but rather the maximum value can be taken.

Die Wicklungsteile a und c aus den beiden Kupferdrähten liegen, wie es die Fig. 5C zeigt, nahe beieinander, so daß bei der Schaltung gemäß Fig. 3B zwischen diesen Wicklungsabschnitten eine große Spannungsdifferenz herrscht. Es besteht also die Gefahr zu Kurzschlüssen, wenn die Isolation der Drähte beschädigt ist, so daß bei der Herstellung große Vorsicht walten muß.The winding parts a and c made of the two copper wires are located close to each other, as shown in Fig. 5C, so that in the circuit according to Fig. 3B there is a large voltage difference between these winding sections. There is therefore a risk of short circuits if the insulation of the wires is damaged, so great care must be taken during manufacture.

Die folgende Beschreibung richtet sich auf eine zweite Ausführungsform, die in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, wobei die sich von den Teilen der Fig. 2 und 3 nicht unterscheidenden Elemente die gleichen Bezugszeichen tragen. Der Aufbau von Rotor 5 und Stator 6 ist wie im Beispiel der Fig. 2; ein Unterschied herrscht bei der Gestaltung und den Anschlüssen der Schalteinrichtung 28.The following description is directed to a second embodiment shown in Figs. 6 and 7, wherein the elements which do not differ from the parts in Figs. 2 and 3 bear the same reference numerals. The structure of the rotor 5 and stator 6 is as in the example in Fig. 2; there is a difference in the design and the connections of the switching device 28 .

Die Schalteinrichtung 28 hat vier Schaltarme, einen ersten Schaltarm 29, einen zweiten Schaltarm 30, einen dritten Schaltarm 31 und einen vierten Schaltarm 32. Soll der Kommutatormotor an niedriger Spannung betrieben werden, so gilt die Schalterstellung, die in der Fig. 6 durchgezogen gezeichnet ist. Hierbei wird eine erste fest Anschlußklemme 33 durch den ersten Schaltarm 29 mit einer ersten Umschaltklemme 34 verbunden; eine zweite feste Schalterklemme 35 ist über den zweiten Umschaltarm 30 mit einer zweiten Umschaltklemme 36 verbunden; eine dritte feste Schalterklemme 37 ist über den dritten Umschaltarm 31 mit einer dritten Umschaltklemme 38 verbunden; eine vierte feste Schalterklemme 39 ist über den vierten Umschaltarm 32 mit einer vierten Umschaltklemme 40 verbunden.The switching device 28 has four switching arms, a first switching arm 29 , a second switching arm 30 , a third switching arm 31 and a fourth switching arm 32. If the commutator motor is to be operated at a low voltage, the switch position shown in solid lines in Fig. 6 applies. A first fixed connection terminal 33 is connected to a first changeover terminal 34 through the first switching arm 29 ; a second fixed switch terminal 35 is connected to a second changeover terminal 36 through the second switching arm 30 ; a third fixed switch terminal 37 is connected to a third changeover terminal 38 through the third switching arm 31 ; a fourth fixed switch terminal 39 is connected to a fourth changeover terminal 40 through the fourth switching arm 32 .

Wenn der Kommutatormotor dagegen an hohe Spannung gelegt werden soll, so ist die Schalterstellung in der Fig. 6 gestrichelt gezeigt. Hierbei ist die erste feste Schalterklemme 33 durch den ersten Umschaltarm 29 auf eine leere fünfte Umschaltklemme 41 geschaltet, während die zweite feste Schalterklemme 35 über den Umschaltarm 30 mit der ersten Umschaltklemme 34 in Verbindung gebracht ist. Die dritte feste Schalterklemme 37 steht über den dritten Umschaltarm 31 mit einer sechsten, leeren Umschaltklemme 42 in Verbindung, und die vierte feste Schalterklemme 39 ist über den vierten Umschaltarm 32 mit der dritten Umschaltklemme 38 in Verbindung gebracht.If, however, the commutator motor is to be connected to a high voltage, the switch position is shown in dashed lines in Fig. 6. In this case, the first fixed switch terminal 33 is switched to an empty fifth switch terminal 41 by the first switch arm 29 , while the second fixed switch terminal 35 is connected to the first switch terminal 34 via the switch arm 30. The third fixed switch terminal 37 is connected to a sixth, empty switch terminal 42 via the third switch arm 31 , and the fourth fixed switch terminal 39 is connected to the third switch terminal 38 via the fourth switch arm 32 .

Die erste feste Schalterklemme 33 liegt an einem Pol der Spannungsquelle 27, an den auch eine Bürste des zweiten Bürstenpaares 12 angeschlossen ist. Die zweite feste Schalterklemme 35 ist mit der anderen Bürste des zweiten Bürstenpaares 12 verbunden. Die dritte feste Schalterklemme 37 ist mit dem zweiten Pol der Spannungsquelle 27 verbunden und außerdem mit einem Ende der zweiten Statorwicklung 18. Die vierte feste Schalterklemme 39 ist an das andere Ende der zweiten Statorwicklung 18 angeschlossen. Die erste Umschaltklemme 34 ist mit einer Bürste des ersten Bürstensatzes 11 verbunden. Die zweite Umschaltklemme 36 steht sowohl mit dem einen Ende der ersten Statorwicklung 17 als auch mit der zweiten Bürste des ersten Bürstensatzes 11 in Verbindung und darüber hinaus mit der vierten Umschaltklemme 40. Die dritte Umschaltklemme 38 ist an das andere Ende der ersten Statorwicklung 17 angeschlossen. Die fünfte und sechste Umschaltklemme 41 und 42 sind, wie bereits erwähnt, leer.The first fixed switch terminal 33 is connected to a pole of the voltage source 27 to which a brush of the second brush pair 12 is also connected. The second fixed switch terminal 35 is connected to the other brush of the second brush pair 12. The third fixed switch terminal 37 is connected to the second pole of the voltage source 27 and also to one end of the second stator winding 18. The fourth fixed switch terminal 39 is connected to the other end of the second stator winding 18. The first changeover terminal 34 is connected to a brush of the first brush set 11. The second changeover terminal 36 is connected to one end of the first stator winding 17 as well as to the second brush of the first brush set 11 and also to the fourth changeover terminal 40. The third changeover terminal 38 is connected to the other end of the first stator winding 17. The fifth and sixth changeover terminals 41 and 42 are, as already mentioned, empty.

Bei Stellung der Schalteinrichtung 28 in der ausgezogen gezeichneten Position gemäß Fig. 6 liegen die beiden Rotorwicklungen 14 und 15 zueinander parallel, und Gleiches gilt für die beiden Statorwicklungen 17 und 18. Diese Parallelkreise sind dann miteinander in Reihe geschaltet, wie in Fig. 7A gezeigt. Diese Schaltung gilt für Speisung des Kommutatormotors in der zweiten Ausführungsform von einer Spannungsquelle mit niedrigem Spannungswert.When the switching device 28 is in the solid position shown in Fig. 6, the two rotor windings 14 and 15 are parallel to each other, and the same applies to the two stator windings 17 and 18. These parallel circuits are then connected in series with each other, as shown in Fig. 7A. This circuit applies to supplying the commutator motor in the second embodiment from a voltage source with a low voltage value.

Soll der Motor an einer Spannungsquelle mit hohem Spannungswert betrieben werden, dann wird die Schalteinrichtung 28 in die in Fig. 6 gestrichelt gezeichnete Stellung umgelegt. Alle Wicklungen des Rotors und des Stators liegen dann so in Reihe, wie es die Fig. 7B zeigt. Die einzelnen Wicklungen 14, 15, 17 und 18 haben also bei Speisung mit der hohen Spannung dieselben Teilspannungswerte wie bei Speisung mit der niedrigen Spannung.If the motor is to be operated from a voltage source with a high voltage value, the switching device 28 is switched to the position shown in dashed lines in Fig. 6. All windings of the rotor and stator are then in series as shown in Fig. 7B. The individual windings 14 , 15 , 17 and 18 therefore have the same partial voltage values when supplied with the high voltage as when supplied with the low voltage.

Die nachfolgende Beschreibung betrifft ein Gebläse, das mit dem erfindungsgemäßen Kommutatormotor angetrieben ist, und bezieht sich auf die Fig. 8 bis 10.The following description concerns a fan driven by the commutator motor according to the invention and refers to Figs. 8 to 10.

Ein elektrisch angetriebenes Gebläse 43 weist ein Motorgehäuse 44 auf Blech auf, das im Ziehverfahren hergestellt ist. Ein Lagerschild 45 mit vergrößertem Durchmesser deckt die eine Öffnungsseite des Motorgehäuses 44 ab und ist daran mit Schrauben oder dgl. befestigt. Durch Kugellager 13 ist die Welle 7 des Rotors 5 in eingeprägten zentralen Vertiefungen des Lagerschildes 45 und eines weiteren Lagerschildes auf der anderen Seite des Lagergehäuses 44 gehaltert. Die Welle 7 steht mit einem Wellenende aus dem Lagerschild 45 vor. Auf das Wellenende ist ein Zentrifugallüfterrad 46 aufgesetzt.An electrically driven fan 43 has a motor housing 44 made of sheet metal, which is produced by drawing. A bearing plate 45 with an enlarged diameter covers one opening side of the motor housing 44 and is fastened thereto with screws or the like. The shaft 7 of the rotor 5 is held in embossed central recesses of the bearing plate 45 and another bearing plate on the other side of the bearing housing 44 by ball bearings 13. The shaft 7 protrudes from the bearing plate 45 with one shaft end. A centrifugal fan wheel 46 is placed on the shaft end.

Eine Luftführungsplatte 47 befindet sich zwischen dem Lüfterrad 46 und dem Lagerschild 45. Der Lagerschild 45 hat im Randbereich einen vorstehenden Randflansch 48, der das Motorgehäuse 44 mit radialem Abstand übergreift. Die Öffnung des Lüftergehäuses 49 ist über den Randflansch 48 gesteckt. Das Lüftergehäuse 49 weist in seiner Mitte eine Lufteintrittsöffnung 50 auf. Im Lagerschild 45 sind Belüftungsöffnungen 51 und 52 angebracht, über die das Innere des Motorgehäuses 44 belüftet wird.An air guide plate 47 is located between the fan wheel 46 and the bearing plate 45. The bearing plate 45 has a protruding edge flange 48 in the edge area, which overlaps the motor housing 44 at a radial distance. The opening of the fan housing 49 is placed over the edge flange 48. The fan housing 49 has an air inlet opening 50 in its center. Ventilation openings 51 and 52 are provided in the bearing plate 45 , through which the interior of the motor housing 44 is ventilated.

Wenn sich der Lüfter dreht, wird durch den Lufteinlaß 50 Luft angesaugt und durch die Belüftungsöffnungen 51 in das Motorgehäuse 44 geblasen, nachdem sie um die Führungsplatte 47 herum gestrichen ist, wo dann Rotor 5 und Stator 6 gekühlt werden, bevor die Luft aus den Belüftungsöffnungen 52 auf der anderen Motorseite wieder abgegeben wird.When the fan rotates, air is drawn in through the air inlet 50 and blown through the ventilation openings 51 into the motor housing 44 after passing around the guide plate 47 where the rotor 5 and stator 6 are then cooled before the air is discharged again from the ventilation openings 52 on the other side of the motor.

Wie bereits an früherer Stelle erwähnt, liegt auf dem ersten Kommutator 9, der sich in Luftströmungsrichtung am hinteren Ende des Rotors 5 befindet, ein Bürstenpaar 11 auf, während ein weiters Bürstenpaar 12 auf dem zweiten Kommutator 10 am vorderen Ende des Rotors 5 aufliegt. Diese Büsten 11 und 12 sind wie bei einem üblichen Kommutatormotor in Bürstenhaltern 53 und 54 gehalten und geführt und werden von Schraubenfedern, die auch als Leiter dienen, gegen den Kommutator gedrückt, wobei die Bürstenhalter 53, 54 durch metallische Führungsröhrchen gebildet sind, die in Isolierstoffkörper eingesetzt sind. Das Motorgehäuse 44 hat Bohrungen 55 und 56 an seinem Umfang, in die die Bürstenhalter 53, 54 eingesetzt werden. Diese Bohrungen 55 und 56 liegen auf einer Linie parallel zur Welle 7 des Rotors 5, so daß sie durch einen einzigen Stanzvorgang bei der Herstellung des Motors im Motorgehäuse 44 angebracht werden können. Die Bohrungen 55 und 56 liegen nahe den Enden des Motorgehäuses 44. Da der Randflansch 48 des Lagerschildes 45 über die vorderen Bohrungen 56 hinübergreift, ist das Einsetzen der Bürstenhalter 54 durch den Randflansch behindert. Es sind deshalb Aussparungen 57 dort vorgesehen, wo der Randflansch 48 über die Bohrung 56 hinübergreift.As already mentioned earlier, a pair of brushes 11 rests on the first commutator 9 , which is located at the rear end of the rotor 5 in the direction of air flow, while a further pair of brushes 12 rests on the second commutator 10 at the front end of the rotor 5. These brushes 11 and 12 are held and guided in brush holders 53 and 54 as in a conventional commutator motor and are pressed against the commutator by helical springs, which also serve as conductors, the brush holders 53 , 54 being formed by metal guide tubes which are inserted into insulating bodies. The motor housing 44 has holes 55 and 56 on its circumference into which the brush holders 53 , 54 are inserted. These holes 55 and 56 lie on a line parallel to the shaft 7 of the rotor 5 so that they can be fitted in the motor housing 44 by a single punching operation during manufacture of the motor. The bores 55 and 56 are located near the ends of the motor housing 44. Since the edge flange 48 of the bearing plate 45 extends over the front bores 56 , the insertion of the brush holders 54 is hindered by the edge flange. Recesses 57 are therefore provided where the edge flange 48 extends over the bore 56 .

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf den Motor vor dem Aufstecken des Lüftergehäuses 49, wobei gerade ein Bürstenhalter 54 in die entsprechende Bohrung 56 durch die Aussparung 57 hindurch eingesetzt und dann am Motorgehäuse 44 durch eine Schraube 58 festgelegt wird, so daß dann eine Bürste 12 des zweiten Bürstenpaares befestigt ist. Die hinteren Bürstenhalter 53 werden in die Bohrungen 55 eingesteckt und dann mit Schrauben 59 am Motorgehäuse 44 befestigt. Wenn das Lüftergehäuse 49 dann auf dem Motorgehäuse 44 befestigt ist, nachdem die vorderen Bürstenhalter 54 eingesetzt und festgelegt sind, sind die Aussparungen 57 duch das Lüftergehäuse 49 überdeckt und damit unsichtbar. An der Stelle der Aussparungen 57 im Randflansch 48 kann, wenn das Lüftergehäuse 49 abgenommen werden soll, leicht ein Schlagwerkzeug angesetzt werden, wodurch bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten am Gebläse 43 das Zerlegen besonders einfch ist. Fig. 9 zeigt, daß die Breite W ₂ der Aussparungen 57 größer als die Breite W ₁ der Bürstenhalter 54 ist, wodurch das Einsetzen der Bürstenhalter 54 erleichtert ist. Fig. 10 shows a top view of the motor before the fan housing 49 is fitted, with a brush holder 54 being inserted into the corresponding hole 56 through the recess 57 and then secured to the motor housing 44 by a screw 58 , so that a brush 12 of the second pair of brushes is then attached. The rear brush holders 53 are inserted into the holes 55 and then secured to the motor housing 44 by screws 59. When the fan housing 49 is then attached to the motor housing 44 after the front brush holders 54 have been inserted and secured, the recesses 57 are covered by the fan housing 49 and are therefore invisible. If the fan housing 49 is to be removed, an impact tool can easily be placed at the location of the recesses 57 in the edge flange 48 , which makes dismantling particularly easy during maintenance or repair work on the blower 43 . Fig. 9 shows that the width W ₂ of the recesses 57 is greater than the width W ₁ of the brush holders 54 , which facilitates the insertion of the brush holders 54 .

Eine Draufsicht auf das Gehäuse eines herkömmlichen Motors oder Gebläses zeigt die Fig. 11. Da im Randflansch 48 des Lagerschildes keine Aussparungen 57 vorgesehen sind, muß das Motorgehäuse 44 bis zu dem Randflansch 48 eine Länge L haben, die das störungsfreie Einsetzen der Bürstenhalter 54 ermöglicht.A top view of the housing of a conventional motor or fan is shown in Fig. 11. Since no recesses 57 are provided in the edge flange 48 of the bearing plate, the motor housing 44 must have a length L up to the edge flange 48 which enables the brush holders 54 to be inserted without interference.

Dagegen kann die Gesamtlänge des Motors bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 bis 10 um die Strecke l ₁, der axialen Länge des Lagerschildes verkürzt sein, was eine Verkürzung der Gesamtlänge des Gebläses bedeutet.In contrast, the total length of the motor in the embodiment according to Fig. 8 to 10 can be shortened by the distance l ₁ , the axial length of the bearing plate, which means a shortening of the total length of the fan.

Der in der erfindungsgemäßen Weise gestaltete Kommutatormotor ermöglicht es, daß sowohl die Statorwicklungen als auch die Rotorwicklungen wahlweise parallel oder in Reihe geschaltet werden können, so daß er an niedriger und an hoher Spannung betrieben werden kann und dabei im wesentlichen gleiche Abgabeleistung hat und keinen Thyristor benötigt, wie dies bei herkömmlichen Motoren der Fall ist. Der magnetische Kern des Blechpaketes braucht bei dem Motor nicht besondes dick zu sein, und die Kommutierung läuft funkenfrei ab. Die geringe erforderliche Blechpaketstärke erlaubt es, den Motor klein und leicht zu bauen. Wenn die erste Rotorwicklung im unteren Nutbereich und die zweite Rotorwicklung im oberen Nutbereich des Statorblechpaketes untergebracht wird, dann ist die Potentialdifferenz zwischen benachbarte Spulen klein, so daß die Gefahr von Windungsdurchschlägen nicht erhöht ist. Da außerdem die Wicklung mit gewöhnlichen Wickelmaschinen eingebracht werden kann, eignet sich der Kommutatormotor auch für die Massenproduktion. Ferner können zwei parallele Drähte gleichzeitig in die Nuten des Blechpaketes eingewickelt werden, so daß die erste und die zweite Rotorwicklung gleichsam ineinander liegen, wobei sie dann praktisch gleiche Reaktanzwerte haben und für beide Schaltungsarten die gleiche maximale Ausgangsleistung an der Welle zur Verfügung steht, der Motor also einen sehr guten Ausnutzungsfaktor hat.The commutator motor designed in the manner according to the invention enables both the stator windings and the rotor windings to be connected either in parallel or in series, so that it can be operated at low and high voltage and has essentially the same output power and does not require a thyristor, as is the case with conventional motors. The magnetic core of the laminated core does not need to be particularly thick in the motor, and commutation takes place without sparks. The small laminated core thickness required allows the motor to be built small and light. If the first rotor winding is accommodated in the lower slot area and the second rotor winding in the upper slot area of the stator laminated core, the potential difference between adjacent coils is small, so that the risk of winding breakdown is not increased. Since the winding can also be inserted using conventional winding machines, the commutator motor is also suitable for mass production. Furthermore, two parallel wires can be wound simultaneously into the slots of the laminated core, so that the first and second rotor windings lie one inside the other, as it were, whereby they then have practically the same reactance values and the same maximum output power is available at the shaft for both types of circuit, so that the motor has a very good utilization factor.

Der erfindungsgemäße Kommutatormotor kann mit einem elektrischen Gebläse verbunden sein. Man kann dabei einen Lagerschild mit großem Durchmesser am einen Ende des Motorgehäuses anbringen und auf dessen Außenrand das Gebläsegehäuse aufpassen. Der Außenrand des Lagerschildes übergreift das Motorgehäuse mit radialem Abstand. An diametral gegenüberliegenden Stellen sind im Randflansch dort Aussparungen vorgesehen, wo das Motorgehäuse auf seinem Umfang Bohrungen für das Einsetzen der Kommutatorbürsten besitzt, die in axialer Richtung mit den Bohrungen für die Kommutatorbürsten am anderen Ende des Motorgehäuses fluchten. Durch die Aussparungen wird das Einsetzen der Bürstenhalter erleichtert, und obgleich die Zahl der Kommutatoren erhöht ist, ist es nicht erforderlich, das Motorgehäuse zu verlängern. Außerdem erleichtern die Aussparungen für Reparaturfälle das Abnehmen des Gebläsegehäuses.The commutator motor according to the invention can be connected to an electric fan. A large diameter bearing plate can be attached to one end of the motor housing and the fan housing can be fitted onto the outer edge of the bearing plate. The outer edge of the bearing plate overlaps the motor housing at a radial distance. At diametrically opposite points, recesses are provided in the edge flange where the motor housing has holes on its circumference for inserting the commutator brushes, which are axially aligned with the holes for the commutator brushes at the other end of the motor housing. The recesses make it easier to insert the brush holders and, although the number of commutators is increased, it is not necessary to extend the motor housing. In addition, the recesses make it easier to remove the fan housing for repairs.

Claims

1. Commutator motor with two commutators on the shaft of the rotor, a first rotor winding, the winding ends of which are connected to the first commutator, a second rotor winding, the winding ends of which are connected to the second commutator, further with a stator with two stator windings and a switching device by means of which two rotor windings can be connected in parallel to one another to a voltage source and the stator windings can be connected in parallel to one another to a voltage source when the commutator motor is operated at low voltage and by means of which the two rotor windings can be connected in series to one another to a voltage source and the stator windings can be connected in series to one another to a voltage source when the commutator motor is operated at high voltage, characterized in that

a) the first rotor winding ( 14 ) is located in the slot base and the second rotor winding ( 15 ) is located in the outer region of the slots of the rotor ( 5 ),

b) when the commutator motor is operated at low voltage, the parallel circuit of the two rotor windings ( 14 , 15 ) can be connected in series with the parallel circuit of the two stator windings ( 17 , 18 ) by the switching device ( 19 ; 28 ), and

c) when the commutator motor is operated at high voltage, the series connection of the two rotor windings ( 14 , 15 ) can be connected in series with the series connection of the two stator windings ( 17 , 18 ) by the switching device ( 19 ; 28 ).

2. Commutator motor according to claim 1, characterized in that when the motor is operated at low voltage with the switching device ( 19 ), a rotor winding ( 14 ) and a stator winding ( 17 ) can be connected in series with one another and the second rotor winding ( 15 ) and the second stator winding ( 18 ) can also be connected in series with one another and the two series circuits can be connected in parallel with one another.

3. Commutator motor according to claim 1 or 2, characterized in that a commutator ( 9 , 10 ) is located on both sides of the rotor core ( 8 ).

4. Commutator motor according to claim 1, characterized in that at one end of a motor housing ( 44 ) a bearing plate ( 45 ) with a large diameter is attached, onto the edge flange ( 48 ) of which the housing ( 49 ) of a fan can be plugged, that the edge flange ( 48 ) overlaps the motor housing ( 44 ) at an axial distance, that recesses ( 57 ) are arranged diametrically opposite in the edge flange ( 48 ), that holes ( 56 ) aligned with these recesses ( 57 ) are provided in one end of the motor housing ( 44 ) and two further holes ( 55 ) are provided at the other end of the motor housing and that brush holders ( 53 , 54 ) for the brushes ( 11 , 12 ) of the commutator are inserted into the holes ( 55 , 56 ).