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Kappe zur Herstellung der Leiteranschlüsse an den
Kommutator einer elektrischen Maschine
Die Erfindung betrifft Kommutatoren für dynamoelektrische Maschinen mit gewickeltem Rotor und stellt eine Weiterentwicklung der Erfindung gemäss Patent Nr. 196499 dar.
In der Patentschrift Nr. 196499 wird eine Kappe zur Herstellung der Leiteranschlüsse an den die Form eines zylindrischen oder kegeligen Rotationskörpers aufweisenden Kommutator einer elektrischen Maschine durch Tauchlöten beschrieben, bei welcher die Kappe dicht passend auf den Kommutator aufgebracht ist, wodurch sie in Flächenberührung mit der gesamten abzudeckenden Kommutatoroberfläche steht und wobei die Kappe aus einem Material, an welchem das Lötmetall nicht haftet, hergestellt ist und derartig dünnwandig ausgeführt ist, dass nach Beendigung des Herstellungsprozesses ihre Entfernung vom Kommutator durch blosse Zerstörung möglich ist.
Die Vorteile solcher Kappen bestehen vor allem in dem Abschluss der abzudeckenden Kommutatoroberfläche gegenüber geschmolzenem Lötmetall, Isolierstoffen und Schmutz (sowohl während des Tauchlötens als auch während des Vakuumimprägnierverfahrens), in der Leichtigkeit, mit der die Kappe händisch oder mit einer Maschine entfernt werden kann und schliesslich in dem Schutz der Kupfersegmente gegen Heisswerden im Lötbad.
Es wurde nun gefunden, dass weitere bedeutende Vorteile erzielt werden können, wenn eine Kappe verwendet wird, die aus regenerierter Hydratcellulose, beispielsweise Viscose besteht.
Die Kappe wird vorzugsweise aufgetragen, indem über den Kommutator eine vorgeformte Maske in wassergequollenem Zustand aufgesetzt und dann getrocknet wird ; das bevorzugte Material für solche Masken besteht aus einem nach dem Viskoseverfahren hergestellten Film, der einerseits eine hinreichende Nassfestigkeit aufweist und überraschenderweise die verfahrensmässig erforderliche Zeitdauer hindurch geschmolzenem Lötmetall ausgesetzt werden kann, und anderseits auch billig und leicht erhältlich ist.
Es können auch vorsichtshalber zwei vorgeformte Kappen aufgebracht werden, vorzugsweise indem zunächst eine Kappe auf den Kommutator und dann eine zweite Kappe über die erste aufgesetzt wird.
Die zweite Kappe, die nicht die ganze Oberfläche der ersten abdecken muss, wird über die erste leichter aufgebracht, wenn die erste Kappe vorher getrocknet worden ist. Dies ergibt einen zusätzlichen Schutz gegen eine mechanische Beschädigung der Kappe.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Kappen bestehen insbesondere in der Billigkeit und der bequemen Anwendbarkeit dieser Kappen. Zur Abdeckung verschieden grosser Kommutatoren werden bei Verwendung von Kappen aus wassergequollenen Cellulose filmen weniger vorgeformte Kappen bestimmter Grössen erforderlich sein, als bei Verwendung starrer Kappen. Ferner werden die erfindungsgemässen Kappen schneller und sicherer auf Kommutatoren aufgebracht werden, als Kappen, die den Dimensionen einer gegebenen Grösse des Kommutators angepasst sein müssen. Schliesslich sind, um die Kappe gegen Formveränderungen zu schützen, bei Verwendung erfindungsgemässer Kappen keine besonderen Vorsichtsmassnahmen erforderlich, die bei Verwendung starrer Kappen unerlässlich sind.
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Eine Ausführungsform zum Aufbringen einer Kappe auf einen Kommutator und die Verwendung eines solchen Kommutators bei der Herstellung eines Rotors für eine dynamoelektrische Maschine soll an Hand eines Beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Querschnitt eines Kommutators, auf den erfindungsgemäss eine Kappe aufgebracht ist, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Kommutators und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines auf einen Rotor aufgesetzten Kommutators gemäss Fig. 1 und 2.
Der Kommutator besteht aus einer Metallhülse 10, die einen formgepressten, aus Kunstharz bestehenden Kern 11 trägt, in welchem leitende Segmente 12 und isolierende Zwischensegmente 13 eingebettet sind. Die Segmente sind mit Lappen 14 versehen, die sich alle an einem Kommutatorende befinden und Schlitze 15 aufweisen. Die Zwischensegmente sind so geformt, dass Nuten 16 gebildet sind, die sich von dem von den Lappen entfernt gelegenen Kommutatorende in Richtung zu den Lappen, jedoch nicht ganz bis zu diesen erstrecken.
Eine benetzte, wassergequollene Kappe 17 aus Viskosefilm wird auf den Kommutator aufgesetzt, so dass der Stirnteil 18 der Kappe in Kontakt mit dem von den Lappen entfernt gelegenen Kommutatorende kommt, wobei die Seitenteile der Kappen lang genug sind, um die Zwischensegmente vollständig zu bedecken. Die Kappe wird dann auf dem Kommutator entweder bei Zimmertemperatur, in einem warmen Luftstrom oder durch Infrarotbestrahlung getrocknet, wonach eine zweite Kappe 19 über die erste aufgesetzt und in gleicher Weise getrocknet wird. Während des Trocknens schrumpfen die Kappen und umschliessen den Kommutator dicht.
Der Kommutator wird hierauf auf die Welle 21 eines Rotors 22 aufgebracht, der bereits mit Anschlussdrähte 24 aufweisenden Wicklungen 23 versehen ist. Die Welle kann durch die die Hülsenöffnung bedeckenden Kappenteile durchgestossen werden ; jedoch können diese Kappenteil auch, bevor der Kommutator auf die Welle aufgebracht wird, weggeschnitten werden. Ferner können, wie in den Zeichnungen gezeigt, auch Kappen verwendet werden, die in dem Stirnteil vorgesehene, mit der Bohrung 25 der Hülse 10 übereinstimmende Ausnehmungen aufweisen. Die Anschlussdrähte werden in die entsprechenden Schlitze 15 der Lappen 14 eingesetzt.
Nun wird der Rotor gesenkt, wobei seine Welle vertikal steht und sich der Kommutator unten befindet, und hiebei in ein Bad eines geschmolzenen Lötmetalls von einer Temperatur von ungefähr 3000 C eingetaucht, bis sich die Lappen 14 unter der Badoberfläche befinden. Nach einer Eintauchzeit, die zur Herstellung der Lötverbindungen hinreicht, gewöhnlich sind dies 10 - 30 sec, wird der Rotor aus dem Lötbad entfernt und abkühlen gelassen. Durch das Eintauchen in das geschmolzene Lötmetall können sich die Kappen etwas verfärben, wobei jedoch der Film nicht beschä - digt und dessen Schutzeigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
Der Rotor wird im Vakuum getrocknet, in einen elektrisch isolierenden Lack getaucht, um die Wicklungen zu beschichten, und in eine Kammer eingebracht, die dann evakuiert wird. Hierauf wird in die Kammer Luft wieder eingelassen ; diese bringt den Lack in die Wicklungen. Während dieses Verfahrens verhindern die Kappen den Zutritt von Lack in die Nuten 16. Der Rotor wird aus der Kammer entfernt und dann zwecks Härtung des Lackes erhitzt. Hierauf kann, bevor die Kappen entfernt werden, die elektrische Isolierung zwischen den Segmenten des Kommutators überprüft werden. Die Kappen können schliesslich von dem Kommutator abgezogen oder, wenn gewünscht, auf einer Drehbank abgedreht werden.