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Kohlekommutator für Kleinmotoren
Die Erfindung betrifft einen Kóhlekommutator für Kleinmotoren, dessen Herstellung im Einzelpressverfahren erfolgt, mit und ohne eingebrachte Lötfahnen, unterverwendung von aushärtendem, temperaturbeständigem und fliessfähigem Isolierstoff.
Es sind Kohlekommutatoren, deren Herstellung im Einzelpressverfahren erfolgt, bekannt, bei denen man in der Herstellung von einem als Hohlzylinder ausgebildeten Kommutatorkörper, beispielsweise einem hohlenKohlezylinder bzw. Kohlering, ausgeht und in diesen von innen nach aussen oder von aussen nach innen radiale Schlitze so tief einbringt, dass aussen oder innen ein zylindrischer Restring verbleibt, der den Zusammenhang der einzelnen Lamellen bzw. Segmente bei der Herstellung des Kommutators gewährleistet. Dieser Restring wird weggearbeitet, sobald der Kommutatorverband durch Zwischenfügen von Isoliermassen od. dgl. fertiggestellt ist.
Angebracht ist bei dieser Herstellung, vor dem Einbringen der Isoliermasse den geschlitzten Kommutatorkörper, insbesondere seine Schlitze, zu verkupfern und in dieselben vorzugsweise ebenfalls verkupferte Isolationsblättchen, insbesondere Keramikblättchen, einzubringen. Die in dem Kommutatorkörper vorgesehenen Schlitze können auch mit dünnflüssigem Glasfluss ausgespritzt werden. Die Nabe kann man aus Pressmasse herstellen.
Bekannt sind auch Kohlekommutatoren, die im Strangpressverfahren hergestellt werden. Auf einer Strangpresse wird ein rohrförmiger Kohlekörper mit radial verlaufenden, die Lamellen bildenden Rippen hergestellt, der nach dem Glühprozess oder bei Anwendung kunstharzgebundener Kohle nach dem Erhärten mit Isolierstoff so umpresst wird, dass die Zwischenräume zwischen den Lamellen mit Isolierstoff ausgefüllt und die freien Rippenenden in einem zusammenhängenden, die Kommutatorbuchse bildenden Isolierstoffkörper eingebettet sind. Nach dem Abdrehen des mit den Rippen verbundenen Kohlemantels wird der fertige Kommutator gebildet. Um eine bessere Halterung der Lamellen mit dem Isolierstoff zu erreichen, werden die Seitenflanken der Rippen, die später die Lamellen des Kommutators bilden, gezahnt.
Der aus der Strangpresse kommende rohrförmige Kohlekörper wird auf geeignete Länge abgeschnitten und vor dem Einbringen der Isoliermasse in üblicher Weise einer Glühbehandlung unterworfen.
Zur Aufnahme des Anschlussdrahtes für die Wicklung werden beim Pressen des rohrförmigen Kohlekörpers in die als Lamellen dienenden Rippen in Achsrichtung des Kommutators Nuten- oder Sacklöcher zur Aufnahme des Anschlussdrahtes für die Wicklung des Ankers mit eingepresst. Die Befestigung dieser Anschlussdrähte mit den einzelnen Kohlelamellen geschieht durch Stampfkontakt unter Verwendung von Metallpulver. Es hat sich gezeigt, dass die Befestigung eines massiven Kupferdrahtes durch seine glatte Oberfläche einen weniger zuverlässigenStampfkontakt ergibt. Aus diesem Grunde werden Litzen oder An- schlussdrähte mit Kerben an den Enden als Lötfahnen verwendet.
Diese bekannten Kohlekommutatoren weisen Mängel in der Laufeigenschaft z. B. Resonanzschwingungen, welche sich im Rattern der Bürstenzeigen, auf. Teilweise sind diese Schwingungen so stark, dass die Kontaktverhältnisse zwischen Kohlekommutator und Bürsten untragbar sind.
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Auch die Anwendung von Schmiermitteln, Abschrägung des Bürstenkopfes, Veränderung des Aufsatzwinkels um verschiedene Grade, führten zu keinem Erfolg. Nachteilig ist auch bei den nach den bekann- ten Verfahren hergestellten Kohlekommutatoren, dass sie untereinander, ob einzeln oder im Strangpressverfahren hergestellt, verschiedene Stromaufnahme aufweisen. i Ein weiterer Mangel besteht bei Kohlekommutatoren, deren Lamellen konisch nach der Achse des Kommutators verlaufen und beidseitig verzahnt sind ; darin, dass durch die Konizität und zusätzlich vorhandene Einschnürungen, hervorgerufen durch die Verzahnung beim Glühen des Kommutators unterschiedliche Glühzonen entstehen und durch die auftretenden, inneren Spannungen des Kohlekörpers einer Kerbwirkung in den Verzahnungen Vorschub geleistet wird, die zur Zerstörung des Kommutators führen ) kann.
Ein besonderer Nachteil der im Strangpressverfahren hergestellten Kohlekommutatoren, bei denen die Lamellen verzahnt sind, ist noch der, dass es im Fertigungsablauf des Stranges vorkommen kann, dass Lamellen beim Transport von der Presse zum Glühofen durch unbeabsichtigten Druck gegenseitig Verbindung erhalten und nach Verpressen des Stranges oder des vom Strang abgetrennten Kohlekommutatorrohlings mit Isolierstoff die Kontrollprüfung Lamellenschluss ergibt, so dass die Kommutatoren für die Fertigung unbrauchbar werden. Eine andere Möglichkeit des Entstehens von Ausschuss besteht noch dadurch, dass die Kanten der Verzahnung durch den teilweise überhitzten Glühprozess leicht an ihren Spitzen abbröckeln, sich verkantend zwischen die Lamellen setzen und ebenfalls einen Lamellenschluss bewirken.
Der Zweck, der durch die Erfindung erreicht werden soll, ist die Beseitigung der Mängel, die der bisherige Stand der Technik aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kohlekommutator für Kleinmotoren, dessen Herstellung im Einzelpressverfahren erfolgt, zu schaffen, der in seiner Herstellung einfach und billig ist, dessen Lamellenlaufflächenzone die günstigsten elektrischen Werte aufweist, die Resonanzschwingungen der Bürsten vermeidet und das Befestigen der Ankerwicklungsenden bzw. der Lötfahnen vereinfacht.
Die Erfindung betrifft einenKohlekommutator für Kleinmotoren, der im Einzelpressverfahren als rohrförmiger Körper mit radial nach innen verlaufenden, -die Lamellen bildenden Rippen hergestellt ist und nach dem Glühprozess oder bei Anwendung von kunstharzgebundener Kohle, nach dem Erhärten mit aushärtbarem, temperaturbeständigem, fliessfähigem Isolierstoff so umpresst wird, dass die Zwischenräume zwischen den Lamellen mit Isolierstoff ausgefüllt und die freien Rippenenden in dem zusammenhängenden Isolierstoffkörper eingebettet sind, so dass nach Entfernen des die Rippen verbindenden Kohlemantels der fertige Kommutator mit und ohne eingebrachte Lötfahnen gebildet wird.
Bei einem derartigen Kohlekommutator liegt erfindungsgemäss das wesentliche Kennzeichen darin, dass der verpresste Querschnitt unterhalb der Lamellenlauffläche in Richtung der Kommutatorachse des Kohlekommutatorrohlings dem verpressten Querschnitt oberhalb der Lamellenlauffläche entspricht und dass die Breite der Fussfläche der Lamelle des Kohlekommutatorrohlings zur Lamellenlauffläche bzw. zur Breite der Kopffläche in einem Verhältnis steht, das grösser als 1 ist.
In der gleichen Abmessung der beiden Flächen der genannten verpressten Querschnitte liegt ein besonderer Vorteil, da beim Pressen des Gefüges der Kohlelamelle verschiedene Härtephasen vorhanden sind.
Eine gleichbleibende Härtephase liegt aber immer erfahrungsgemäss in der Mitte. Nach dem Aufbau der konischen Lamelle spielt es aber keine Rolle, ob jetzt eine schmale, lange Kohlelamelle oder eine breite, kurze Lamelle verwendet wird, da die Fläche oberhalb der abzudrehenden Ringfläche gleich der Fläche der Lamelle ist. Die Lauffläche des Kohlekollektors wird also erfindungsgemäss immer in der neutralen Zone liegen. Dies garantiert durch die gleichbleibende Härte der Laufschicht auch eine gleichbleibende Qualität des Kohlekollektors.
Der Erfindungsgedanke schafft die Möglichkeit, Kohlekommutatoren herzustellen, die eine gleichmässige Stromaufnahme garantieren und bei denen die Lamellen des Kommutators durch ihre vorteilhafte Verankerung im Giessharz hohe Umlaufgeschwindigkeiten zulassen.
Eine einfache, haltbare Befestigung der Wicklungsenden eines Ankers oder dessen Lötfahnen in den Lamellen wird durch die Anwendung eines leitfähigen Giessharzes ermöglicht.
Durch diese Voraussetzungen können jetzt Kohlekommutatoren wirtschaftlich hergestellt werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen : Fig. l einen teilweisenSchnitt durch den Kohlekommutator, Fig. 2 einen teilweisen Schnitt nach Fig. l mit angedeutetem Kohlekommutatorring und Fig. 3 einen Ausschnitt der Vorderansicht des Kohlekommutatorrohlings, ohne eingebrachtem Giessharz im vergrösserten Massstab.
Der Kohlekommutator 3, der im Einzelpressverfahren hergestellt wird, besteht aus einem geschlos- senenRing 8 und den im gleichen Arbeitsgang mit dem Ring 8 verpressten Lamellen 7. DieverlängertenFlanken 9 der Lamelle 7 inRichtung des Ringes 8 von der Lamellenlauffläche 1 aus,
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