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Kommutator für elektrische Maschinen.
Bei der Bemessung von Kommutatoren von Gleich-oder Wcchselstrommaschinen zeigt es sieh, dass die Bürstenverluste (Bürstenreibung ; und Stromübergangsverluste) für die Grösse des Kommutators von ausschlaggebender Bedeutung sind. Um eine zu hohe Erwärmung des Kommutators durch diese Verluste zu vermeiden, ist man namentlich bei Wechselstromkommutatormaschinen gezwungen, den
Kommutator mit einer grösseren für den Stiomübergang benutzbaren Fläche auszurüsten, als dies an sich aus mechanischen Gründen erforderlich ist. Man versetzt gewöhnlich die Bürstenpaare in axialer Richtung, so dass die Bürstenverluste auf eine grössere Fläche des Kommutators sich verteilen und dementsprechend auch eine grössere Kühlfläche zur VerfÜgung steht.
Entsprechend der Versetzung der Bürsten wächst auch die Grösse des Kommutators in axialer Richtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, die eine erhebliche Verkleinerung des Kommu- tators ermöglicht und trotzdem für eine genügende Abführung der durch die Bürstenverluste erzeugten Wärme Sorge trägt und so eine zu hohe Erwärmung des Kommutators vermeidet. Erfindungsgemäss ist die für den Stromübergang benutzbare Fläche des Kommutators (bei der üblichen Bauart die Mantel- fläche) so klein gewählt, dass sieh pro Quadratzentimeter dieser Fläche mindestens 2 Watt Bürstenverluste ergeben.
Um nun eine zu hohe Erwärmung des Kommutators zu vermeiden, sind die Verbindungsfahnen zwischen dem Kommutator und der Wicklung zusätzlich vergrössert, so dass die am Kommutator erzeugte Wärme zu einem grossen Teil zu den Verbindungsfahnen fliesst und dort an die kühlende Luft abgegeben wird. Während man also früher die zu hohe Erwärmung durch die Vergrösserung des Kommutators
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dem Kommutator und der Wicklung einen grösseren, durch die Fahnen überbrückten Abstand einschaltet. Es zeigt sich dabei, dass die Bürstenverluste, die bei der bisherigen Anordnung 1 bis 1'5 Watt pro Quadratzentimeter Kommutatorlauffläche betrugen, nunmehr auf 2 bis 3 Watt pro Quadratzentimeter und eventuell noch mehr gesteigertwerden können.
In demselben Masse verkleinert sich der Kommutator. Anderseits muss dabei die Oberfläche der Kommutatorfahnen so vergrössert werden, dass sie etwa zwei-bis dreimal so gross ist, wie die benutzbare Kommutatorfläche. Ein besonderer Vorteil der neuen Anordnung liegt auch
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so dass sich an ihrer Oberfläche eine besonders günstige Abfuhr der Wärme ergibt. Dies ist z. B. der Fall bei Kommutatorfahnen, die sieh in der axialen Richtung des Kommutators erstrecken.
Zur Veranschaulichung der zusätzlichen Vergrösserung der Kommutatorfahnen bzw. der Verkleinerung des Komme- tators zeigt Fig. 1 die bisherigen Grössenverhältnisse zwischen den Kommutator segmenten 1 und der Fahne 2 und Fig. 2 die neuen Verhältnisse bei gleicher Leistungsfähigkeit des Kommutators. Der Pfeil zeigt die durch die Zwischenräume der Fahnen infolge der Ventilatorwirkung nach aussen tretende kühle Luft an. Die neue Anordnung hat noch den Vorteil, dass besondere Ventilatoren für die Kühlung des Kommutators entbehrlich werden.
Man kann die Erfindung auch bei Doppelkommutatoren anwenden. Es sind dabei einerseits die für den Stromübergang benutzbaren Flächen des Doppelkommutators so klein, dass sieh pro Quadrat-
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zentimeter dieser Fläche mindestens 2 Watt Bürstenverluste ergeben, anderseits weisen die Verbindungfahnen zwischen den beiden Kommutatorteilen eine zusätzliche Vergrösserung ihrer Oberfläche zeckh Erhöhung der Wärme abfuhr auf. Diese Vergrösserung der Vcrbindungsfahnen kann man in einfachster Weise dadurch erreichen, dass die beiden Kommutatorteile in axialer Richtung weiter auseinandergerrickt werden. Auch im vorliegenden Falle können die Verbindungsfahnen so bemessen sein, dass ihre Oberfläche wenigstens doppelt so gross ist, wie die für den Stromübergang benutzbare Fläche des Doppelkommutators.
Ausserdem ergibt sich auch hier der Vorteil, dass die Verbindungsfahnen als Ventilator wirken und beispielsweise die Kommutatoren auf ihrer Innenseite kühlen.
Zur weiteren Erhöhung der Kühlwirkung der Verbindungsfahnen kann man noch einen Ventilator vorsehen, dessen Kühlluft zwischen den Verbindungsfahnen hindurehgeleitet ist. Zur Abfuhr der Kühlluft ist ausserdem ein die Verbindungsfahnen aussen umgebender Ringkanal vorgesehen.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 3 und 4 zwei Ausführungsbeispiele für diese Anordnung. In Fig. 3 ist 11 der Eisenkörper einer Kommutatormasehine, 12 die Lamellen des Kommutators, 13 die Verbaudungsf ahnen zwischen den Kommutatorlamellen und der Wicklung. An die rechte Seite des Kommutators schliesst nun ein Blechgehäuse 14 an, durch das mittels eines Ventilators 15 unter die Kommutatorlamellen Kühlluft geleitet wird, die dann zwischen den Verbindungsfahnen-M nach aussen strömt. 16 ist ein die Verbindungsfalmen umgebender Ringkanal für die Ableitung der Kühlluft nach unten.
Die Anordnung nach Fig. 4 betrifft einen Doppelkommutator mit Kommutatorteilen 17 und 18 und den Verbindungsfahnen 19. 110 ist wieder der die Verbindungsfahnen umgebende Ringkanal, an dessen unterer Abführungsoffnung ein Saugventilator 111 angeschlossen ist. Die von aussen angesaugte Luft umspült wieder zunächst die Innenseite der Kommutatorteile 17 und 18 und tritt dann zwischen den Verbindungsfahnen 19 nach aussen.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Kommutator für elektrische Maschinen, bei dem die Verbindungsfahnen zwischen dem Kommutator und der Wicklung in der axialen Richtung des Kommutators verlaufen, dadurch gekennzeichnet,
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