AT206981B - Nietkollektor für elektrische Maschinen - Google Patents

Description

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  Nietkollektor für elektrische Maschinen 
Die Erfindung bezieht sich auf einen Nietkollektor für elektrische Maschinen, insbesondere Kleinmaschinen, dessen Metallbahn aus einer Anzahl von nebeneinander unter Zwischenlage von isolierenden Abstandstücken zu einem Kreisring zusammengesetzten Lamellen besteht, die an ihrer der Kreisringachse zugekehrten Schmalseite schwalbenschwanzförmige Ansätze haben, mit welchen sie durch zwei, von je einer Stirnseite des Kollektors her in die Kreisringbohrung eingesetzten Druckringen zusammengehalten werden, die gegeneinander durch die stirnseitigen Bördelränder eines die Nabe des Kollektors bildenden Metallrohrs verspannt sind. 



   Bei bekannten Nietkollektoren dieser Art verbleibt   zwischen den schwalbenschwanzförmigenAnsätzen   und dem Metallrohr in der Regel ein Luftzwischenraum, der durch die Herstellungstoleranzen bedingt ist und gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung vom Metallrohr zu den einzelnen Lamellen verhindert. Bei der Herstellung müssen jedoch sehr genaue Toleranzen eingehalten werden, damit sich die Lamellen beim Bördeln der stirnseitig über   dieDruckringe vorstehenden   Randteile des Metallrohres nicht schief stellen können und der von den Bördelrändern ausgeübte Nietdruck gleichmässig auf alle Lamellen verteilt wird.

   Ein ungleichmässig verteilter Druck hätte nämlich zur Folge, dass die Lamellen unter dem Einfluss der bei hohen Drehzahlen entstehenden Fliehkräfte um die hinter die schwalbenschwanzförmigen Ansätze greifenden Kanten der Druckringe zu kippen versuchen und dadurch eine rasche Zerstörung der Kollektorlaufbahn verursachen. 



   Dies gilt auch für Nietkollektoren, auf deren Nabe eine Isolierstoffschicht aufgebracht ist, die zwar als Widerlager für die Kollektorlamellen dient, zur mechanischen Verfestigung des Kollektros jedoch nichts beiträgt. 



   Eine wesentlich grössere Haltbarkeit der Kollektoren und eine höhere Schleuderfestigkeit lässt sich erzielen, wenn gemäss der Erfindung Bohrungen vorgesehen sind, durch welche das Ausfüllen des zwischen dem Metallrohr und den Ansätzen der Lamellen verbleibenden Zwischenraums mit erhärtendem Isolierstoff nach dem Vernieten der Kollektorlamellen mit der Nabe ermöglicht ist. Zweckmässigerweise versieht man das Metallrohr an seinem den Ansätzen der Lamellen gegenüberliegenden Mittelabschnitt mit wenigstens einer Bohrung, durch welche der Kunststoff in den Zwischenraum eingepresst werden kann. Es empfiehlt   sich, einen Isolierpressstoff hoher Wärmeleitfähigkeit   zum Ausfüllen der Zwischenräume zu verwenden.

   Dies ermöglicht es, dass infolge der verbesserten Wärmeableitung bei sonst gleichen Abmessungen des Kollektors der an den Lamellen abnehmbare Strom wesentlich höher gewählt werden kann. 



   In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es   zeigt: Fig. 1   einen Kollektor im Längsschnitt und Fig. 2 eine zur Herstellung des Kollektors nach Fig. 1 verwendbare Vorrichtung ; Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen andern Kollektor in einer vor seiner Fertigstellung liegenden Herstellungsstufe, Fig. 4 als weiteres Ausführungsbeispiel einen dritten und Fig. 5 einen vierten Kollektor, ebenfalls im Längsschnitt. In Fig. 6 ist als fünftes Ausführungsbeispiel ein weiterer Kollektor im Längsschnitt dargestellt.

   Fig. 7 zeigt eine einzelne Lamelle des Kollektors nach Fig. 6 in raumbildlicher Darstellung und Fig. 8 eine zugehörige Isolierstoff-Folie des Kollektors nach Fig. 6, ebenfalls in raumbildlicher Darstellung, während in den Fig. 9 und 10 zwei weitere Ausführungsformen von Kollektorlamellen wiedergegeben sind. 

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   Der Kollektor weist eine Anzahl von nebeneinander zu einem Kreisring zusammengesetzten Lamellen 10 auf, die sich von ihrer, die SchleifbaLn für nicht dargestellte   Kohlebürsten   bildenden breiteren Längsseite 11 her gegen ihre der Kollektorachse zugekehrte Seite hin keilförmig verjüngen und an dieser
Schmalseite je einen schwalbenschwanzförmigen Ansatz 12 haben. Von den Stirnseiten des Kreisrings her greifen zwei gleichachsig zueinander angeordnete Druckringe 15 und 16 aus Stahl mit ihren einander zu- gekehrten, spitzwinldig geformten Stirnflächen hinter die Ansätze 12 der Kollektorlamellen. Die Druck- ringe sitzen auf einem gleichzeitig die Nabe des Kollektors bildenden Metallrohr 17, dessen stirnseitige
Ränder nach dem Zusammenbau des Kollektors nach aussen umgebördelt werden.

   Diese Bördelränder 18 und 19 legen sich gegen die   nach aussen gekehrten   Stirnseiten der Druckringe und erzeugen so den zum
Zusammenhalten der Lamellen erforderlichen Nietdruck, der wegen der schräg zur Kollektorachse liegenden Anlageflächen zwischen den   schwalbenschwanzförmigen Ansätzen 12   und den Druckringen eine gegen die Kollektorachse gerichtete Kraftkomponente ergibt. Damit die durch nicht dargestellte dünne Glimmerstreifen voneinander isolierten Lamellen 10 von den Druckringen 15 und 16 nicht kurzgeschlossen werden können, sind zwischen die Lamellen und die Druckringe dünne Isolierstoffhauben 21 und 22, die sich der Form der Lamellen anpassen, eingesetzt. 



   Da sowohl derAussendurchmesser des aus den Lamellen 10 und den nichtdargestellten Glimmerscheiben zusammengesetzten Kreisrings als auch der Durchmesser der Kreisringbohrung, in welche die Druckringe 15 und 16 eingesetzt sind, stark von der in tangentieller Richtung gemessenen Dicke der Lamellen und der Glimmerscheiben   abhängt,-muss   zwischen der schwach konisch geneigten Umfangfläche der Druckringe und den Bohrungen des Kreisrings unter Berücksichtigung der bei der Fertigung auftretenden Schwankungen inden Stärken der Isolierstoffhauben 21 und 22 ein Toleranzmass eingehalten werden, das in der Zeichnung bei 25 und 26 stark vergrössert angedeutet ist.

   Es genügen deshalb bei der Herstellung und beim Betrieb der so ausgebildeten Kollektoren beieits kleine mechanische Verformungen der Druckringe oder auf die Lamellen ungleichmässig ausgeübte Kräfte, dass sich diese, um die hinter die schwalbenschwanzförmigen Ansätze greifenden Druckringe kippen, zur Kollektorachse schräg stellen können. 



   Um dies zu verhindern, wird der vernietete Kollektor in eine Vorrichtung nach Fig. 2 eingesetzt, die es gestattet, den zwischen den Ansätzen 12 und dem   Metalllohr   17 verbliebenen Ringraum mit erhärtendem Kunststoff 30 auszufüllen. Dazu wird der Kollektor mit seiner Rohrnabe 17 auf einen Pressstempel 31 aufgesteckt, dessen Kopfstück 32 bis zu einer Bohrung 33 im Metallrohr 17 reicht. NachdemEinbringen einer zum Ausfüllen des Zwischenraumes ausreichenden Menge an Bakelitpulver 34 wird dann von der andern Stirnseite des Kollektors her in das Metallrohr 17 ein Gegenstempel 35 eingeführt und gegen den andern Pressstempel 31 gedrückt, so dass die Bakelitmasse 34 fliessfähig wird und durch die Bohrung 33 hindurch in den Zwischenraum zwischen den Ansätzen 12 und dem Metallrohr 17 zu gelangen vermag.

   Damit die dort vorhandene Luft besser entweichen kann, ist ausserdem im Metallrohr 17 noch   ein Entlüf-   tungsloch 37 vorgesehen, das sich, wie in Fig. 1 gezeigt, ebenfalls mit Pressstoff füllt. 



   Sobald der in den Zwischenraum eingepresste Isolierstoff erhärtet ist, können die Lamellen 10 nicht mehr um die stirnseitigen Kanten der Druckstücke 15 und 16 kippen. Hiedurch wird eine wesentlich höhere Schleuderfestigkeit der Kollektoren erzielt. 



   Der Kollektor nach Fig. 3 weist ebenfalls eine Anzahl von keilförmigen, nebeneinander zu einem Kreisring zusammengesetzten Lamellen 41 auf, die untereinander durch zwischengelegte Isolierstoff-Folien 42 getrennt sind. Jede der Lamellen hat an ihrer der Kollektorachse zugekehrten schmalen Längsseite einen schwalbenschwanzförmigen Ansatz 43, hinter den zwei von jeder der Kollektorstirnseiten in die Kreisringbohrung eingesetzte Druckringe 44 und 45 greifen. Die Druckringe sind durch ein gleichzeitig als Kollektornabe dienendes Metallrohr 46, das an seinen über die Druckringe vorstehenden Enden umge-   bördelt   ist, gegeneinander verspannt, wobei eingelegte Isolierstoffbänder 47 und 48 gewährleisten,   d ? ss   die einzelnen Isolierstofflamellen durch die Druckringe und die Nabe nicht kurzgeschlossen werden können. 



   Jeder der beiden Druckringe44 und 45 hat drei über seinen Umfang   gleichmässig verteilte,   schräg zu seiner Achse geneigte Bohrungen 50, die an der über die Lamellen 41 des Kollektors vorstehenden Randzone der Druckringe beginnen und zu dem zwischen der Kollektornabe 46 und den schwalbenschwanzförmigen Ansätzen   43   verbleibenden Hohlraum führen. Die Anordnung ist so getroffen, dass beim Ausgiessen oder Auspressen des Zwischenraums mit einem fliessfähigen, nach dem Einbringen erhärtenden Kunststoff die in dem einen der beiden Druckringe vorhandenen Bohrlöcher als Zulaufkanäle für den Isolierstoff dienen können, während die im andern Druckring vorhandenen Bohrlöcher zur   En1 ; lüftung   beim Pressvorgang dienen.

   Dies ist besonders dann wichtig, wenn man den Zwischenraum durch Einspritzen von   Epoxy-Har-   zen ausfüllen oder den Kollektor durch Tränken im Vakuum ausgiessen will. 

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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 4> AusführungsbeispielenKollektorlamellen mit erhärtendem Isolierstoff ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden, durch die Kollektornabe gegeneinander verspannten Druckringe (44, 45 bzw. 56, 57 bzw. 59, 60) mindestens einen Kanal (50,55 bzw. 61, 64) htt, der das Eindringen des Isolierstoffes in den vernieteten Kollektor von aussen her gestattet.

   5. Kollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Druckringe wenigstens ein ra- dial zur Nietringachse gerichtetes Bohrloch (55) enthält.

   6. Kollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrlöcher schräg zur Druckringachse gerichtet sind.

   7. Kollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckringe an ihren aussenliegenden Stirnseiten radial zu ihrer Achse eingefräste Nuten (61) haben, die in axiale Einschnitte (64) übergehen, welche von der die Kollektornabe aufnehmenden Bohrung des Druckrings her in diesen eingeschnitten sind.

   8. Kollektor nachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lamellen (71, 90,95) mindestens einen Kanal hat, der das Einbringen des Isolierstoffs in den vernieteten Kollektor von aussen her gestattet.

   9. Kollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Lamellen wenigstens entlang einer ihrer den Nachbarlamellen zugekehrten Breitseiten eine in Längsrichtung der Lamelle etwa in halber Höhe verlaufende Nut (74, 75) aufweist, die sich mit einer die Lamelle quer durchsetzenden Bohrung (76) schneidet, und dass ferner in der zwischen die genutete Lamelle und eine ihrer Nachbarlamellen eingelegten Isolierstoff-Folie (78) ein Schlitz (79) angebracht ist, der bei zusammengesetztem Kollektor die Verbindung von der Nut (74, 75) über die Bohrung (76) zu dem Zwischenraum zwischen den schwalbenschwanzförmigen Halteansätzen (73) der Lamelle und dem Metallrohr (80) herstellt.

   10. Kollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer der einander gegen- überliegenden Lamellenbreitseiten eine zu der der Nabenachse zugekehrten Längsseite am zugehörigen Halteansatz führende Nut (91, 96) vorgesehen ist.

   11. Kollektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet. dass die Nut (96) schräg zur Nabenachse von einer Lamellenstirnseite her angebracht ist.

   12. Verfahren zur Herstellung eines Kollektors nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Isolierstoffmasse in flüssigem Zustand durch Tränken bzw. Ausgiesser unter Vakuum erfolgt.

   13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Ankerwelle einer elektri- schen Maschine aufgezogene Kollektor erst nach dem Einlöten der Ankerdrähte zusammen mit den Ankerwicklungen mit erhärtendem Isolierstoff getränkt bzw. ausgegossen wird.