Kommutator für elektrische Aaschinen. Bei der Bemessung von Kommutatoren von Gleich- oder Wechselstrommaschinen zeigt es sich, dass die Bürstenverluste (Bür stenreibung und Stromübergangsverluste) für die Grösse des Kommutators von ausschlag gebender Bedeutung sind.
Um eine zu hohe Erwärmung des Kommutators durch diese Verluste zu vermeiden, ist man namentlich bei Wechselstromkommutatormachinen ge zwungen, den Kommutator mit einer grösse ren, für den Stromübergang benutzbaren Fläche auszurüsten., als dies an sich aus an dern Gründen erforderlich ist.
Man versetzt gewöhnlich die Bürstenpaare in achsialer 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 achsialer Richtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, die eine erhebliche Verkleine rung des gommutators ermöglicht und trotz dem für eine genügende Abführung der durch die Bürstenverluste erzeugten Wärme Sorge trägt und so eine zu hohe Erwärmung ,des Kommutators vermeidet.
Erfindungs- gemäss ist die für den Stromübergang benutz bare Fläche des Kommutators (bei der übli chen Bauart die Mantelfläche) so, klein ge wählt, dass sich pro cm' dieser Fläche min destens zwei Watt Bürstenverluste ergeben.
Um nun eine zu hohe Erwärmung des Kom- mutators zu vermeiden, sind die Verbindungs- fahnen zwischen dem Kommutator und der Wicklung zunächst zusätzlich vergrössert, so dass die .am gommutator erzeugte Wärme zu einem .grossen Teil zu den Verbindungsfahnen fliesst und dort an die kühlende Luft Agege- ben wird.
Während man also früher die zu hohe Erwärmung :durch ,die Vergrösserung,des Kommutators zu vermeiden trachtete, so(11 gemäss der Erfindung dies durch die zusätz- liche Vergrösserung der Kommutatorfahnen erreicht werden.
Dies lässt sich gewöhnlich in einfachster Weise dadurch erreichen, dass man zwischen 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 cm2 Kammutatorlauffläche betrugen, nunmehr auf 2 bis 3 Watt pro cm' und eventuell noch mehr gesteigert werden kön nen.
In ,demselben Masse verkleinert sich der Kommutator. Anderseits muss :dabei die Ober fläche der Kommutatorfahnen so vergrössert werden, das sie etwa zwei- bis dreimal so gross ist wie die benutzbare Kommutator- flä:
che. Bein -besonderer Voilteil der neuen Anordnung liegt auch darin, da.ss die ver- grösserten Kommutatorfahnen in den meisten Fällen gleichzeitig als Ventilator wirken, so dass sich an ihrer Oberfläche eine beson ders günstige Abfuhr der Wärme ergibt.
Dies ist zum Beispiel der Fall bei Kommu- tatorfahnen, die sich in der achsialen Rich tung des Kommutators erstrecken.
Zur Ver anschaulichung der zusätzlichen Vergrösse rung der Kommutatorfahnen bezw. der Ver kleinerung des Kommutators zeigt Fig. 1 die bisherigen Grössenverhältnisse zwischen den Kommutatorsegmenten 1 und .der Fahne :
.? und Fig. 2 die neuen Verhältnisse bei glei cher Leistungsfähigkeit des Kommutators. Der Pfeil zeigt die Strömungsrichtung der durch die Zwischenräume der Fahnen infolge der Ventilatorwirkung nach aussen treten den kühlen Luft an. Die neue Anordnung hat noch den Vorteil, da.ss besondere Venti- latoren für die Kühlung des Kommutators in vielen Fällen. entbehrlich werden.
Man kann die Erfindung auch bei Doppalkommutatoren anwenden. Es sind da bei einerseits die für den S@tro.mübergang <B>be-</B> nutzbaren Flächen des Doppelkommutators so klein, da.ss sich pro, cm' dieser Fläche min- destens 2 Watt Bürstenverluste ergeben, an derseits weisen nie Verbindungsfahnen zwi schen den beiden Kommutatorteilen eine zu sätzliche Vergrösserung ihrer Oberfläche zwecks Erhöhung der Wärmeabfuhr auf.
Diese Vergrösserung der Verbindungsfahnen kann man in einfachster Weise dadurch er reichen., d,ass die beiden Kommutatorteile in achsialer Richtung weiter auseänandergerückt werden.
Auch im vorliegenden Falle können die Verbindungsfahnen so bemessen sein., dass ihre Oberfläche wenigstens doppelt so gross ist wie die für den Stromübergang be nutzbare 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 Kühlwirkun der Verbindungsfahnen kann man noch einen Ventilator vorsehen, dessen Kühlluft zwi schen den Verbindungsfahnen hindurchgelei tet ist. Zur Abfuhr der Kühlluft ist zweck mässigerweise ausserdem ein die Verbindungs fahnen aussen umgebender Ringkanal vor gesehen.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 3 und 4 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. In. Fig. 3 ist 11 der Eisenkörper :
einer Kom- mutatorma.schine, 12 sind die Lamellen des Kommutators, 13 die Verbindungsfahnen zwischen den ILommutatorlamellen und der Wicklung. An die rechte Seite des Kommu- tators schliesst nun ein Blechgehäuse 14 an, :
durch das mittelst eines Ventilators 15 unter die Kommutatoi1amellen Kühlluft geleitet wird, die dann zwischen den Verbindungs fahnen 13 nach aussen strömt. 16 ist ein die Verbindungsfahnen 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 um gebende Ringkanal,. an dessen unterer Ab führungsöffnung ein Saugventilator <B>111</B> an geschlossen ist. Die von aussen angesaugte Luft umspült wieder zunächst idie Innenseite der Kommutatorteile 17 und 18 und tritt dann zwischen den Verbindungsfahnen 19 nach aussen.