Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Maschinenelementes mit mindestens einem Kontaktschleifkörper und nach dem Verfahren hergestelltes elektrisches Maschinenelement Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung eines elektrischen Maschinenelementes mit mindestens einem Kontaktschleifkörper. Beispiele für solche Maschinenelemente sind Schleifringaggregate und Kommutatoren. Das Verfahren zeichnet sieh erfindungsgemäss dadurch aus, dass man den Schleifkörper durch Niederschlagen einer elektrisch leitenden Schicht auf galvanischem Wege erzeugt.
Die Erfindung betrifft ferner auch ein nach diesem Verfahren hergestelltes Maschi nenelement. Dasselbe zeichnet sich erfindungs gemäss dadurch aus, da.ss es einen Isolator aufweist, der mit. mindestens einer Nut ver sehen ist, in welcher der Schleifkörper auf galvanischem Wege erzeugt worden ist, wobei dieser Schleifkörper durch ein im Isolator vorgesehenes Loch hindurch mit einer Strom zuführungsleitung verbunden ist.
Durch die Erfindung gelingt es z. B. Schleifringaggregate oder Kommutatoren zu schaffen, die sich durch einfachen Aufbau auszeichnen, leicht und billig herstellbar ist und sieh daher besonders für sehr kleine elek trische Geräte eignen, wie z. B. kleine Elek tromotoren, Geräte zur elektrischen Abta- stung, Rechengeräte, Kreiselgeräte, feinme chanische Geräte und dergleichen.
Vorzugs weise wird die elektrisch leitende Schicht in unmittelbarer Berührung mit einer Stromzu- Führungsleitung erzeugt, die dadurch elek- trisch und mechanisch sehr innig mit dein Schleifkörper verbunden wird, wobei der elek trische Übergangswiderstand praktisch Null ist.
Die galvanisch erzeugten Kontaktschleif- körper, z. B. Ringe oder Platten, können ver hältnismässig dünn bemessen werden, da sie einen höheren Verschleisswiderstand haben, als z. B. in Metallspritzverfahren aufge brachte Schleifkörper, bei welchen auch der erwähnte Übergangswiderstand wesentlich grösser ist. Dadurch ergibt sich eine sparsame Verwendung von Metall, bei welchem es sich im allgemeinen um eine Silberlegierung han delt.
Der einfache Aufbau des elektrischen Ma schinenelementes nach der Erfindung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, diesem Element wesentlich geringere Abmessungen zu geben, als es bisher möglich war und die Genauigkeit und den Wirkungsgrad zu steigern.
Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeich nung beschrieben. In dieser zeigen: Fig. 1 einen Aufriss -eines Schleifring aggregates, Fig. 2 die in der Richtung der Pfeile 2 aufgenommene Stirnansicht, Fig. 3 einen in grösserem, Massstab gehal tenen Aufriss, teilweise im Längsschnitt, Fig. 4 den Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 den Querschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3,
Fig. 6 eine etwas abgewandelte Ausfüh rungsform eines Schleifringaggregates an Hand eines Teillängsschnittes, ähnlich der Fig. 3, jedoch in grösserem Massstab, Fig. 7 den Querschnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6, Fig. 8 eine dritte Ausführungsform eines Schleifringaggregates im Aufriss, Fig. 9 einen in grösserem Massstab gehal tenen Teillängsschnitt des in Fig. 8 gezeigten elektrischen Maschinenelemetes,
wobei der Lbersiehtliehkeit wegen einige elektrische Lei tungen fortgelassen sind, Fig. 10 die Stirnansicht eines Kommuta- tors, Fig. 11 die Stirnansicht des Kommutators von der entgegengesetzten Seite, Fig. 12 den senkrechten Längsschnitt, etwa nach der Linie 12-12 der Fig. 11, Fig. 13 ein viertes Schleifringaggregat, in Rückansicht,
Fig. 1-1 die zur Fig. 13 gehörige Stirnan sicht, Fig. 15 einen senkrechten Querschnitt nach der Linie 15-15 der Fig. 1.4, Fig. 16 einen Teil der Fig. 15 in grösserem Massstab, Fig. 17 die Stirnansicht eines weiteren Sehleifringaggregates, Fig. 18 den senkrechten Längsschnitt nach der Linie 18-18 der Fig. 17, Fig. 19 einen teilweisen Querschnitt nach der Linie 19-19 der Fig. 18,
Fig. 20 einen senkrechten Querschnitt nach der Linie 20-20 der Fig. 18:, Fig. 21 den zur Fig. 17 gehörigen Seiten riss, teilweise im Schnitt, Fig. 22 den Schnitt nach der Linie 22 der Fig. 19 und Fig. 23 einen teilweisen Längsschnitt durch den für die galvanische Erzeugung der Schleifringe vorbereiteten Isolator des in Fig. 1.7-22 gezeigten Maschinenelementes.
Das Schleifringaggregat nach den Fig. 1 bis 5 besteht aus einem Haltestab 1, aus den elektrischen Kabeln ?, die von ihm getragen werden und aus dem den elektrischen Isolator 3 bildenden Isolierstoff, der in plastischem Zustand um die Kabel 2 und den Haltestab 1 herumgeformt ist. Der Haltestab 1 kann von einem korrosionsfesten Draht der erforder lichen Festigkeit gebildet werden.
Die elektri schen Kabel 2 bestehen aus Drähten 4 mit einer Isolierhülle 5, und sie werden am besten iim den Haltestab 1 wendelförmig herumge- wunden, und zwar entweder über ihre ganze Länge hin oder auch so, dass ihre Enden aehs- parallel abgebogen verlaufen, wie es aus Fig. 3 zu ersehen ist. Möglich ist es jedoch auch, diese elektrischen Leitungen 2 über ihre ganze Länge hin achsparallel um den Haltestab 1 herum zu verteilen.
Der Haltestab 1 kann mit einer eigenen, dünn bemessenen Isolierhülle versehen sein. Die Leitungen \' enden innerhalb des Iso- lierkörpers, während der Stab 1 bis zu dessen Stirnwand hindurchgeht. Das Herumformen der plastischen Masse um die Leitungen 2. zum Erzeugen des Isolatorkörpers 3 kann mit. Hilfe einer geteilten Form durchgeführt wer den, wobei dann die Leitungen \? in die pla stische Masse völlig eingebettet sind und von ihr bedeckt werden. Viele thermoplastische Kunststoffe mit den erforderlichen elektri schen Isolierwerten eignen sich dafür.
Nachdem der Isolierkörper erhärtet ist gegebenenfalls kann er vulkanisiert werden wird er auf einer Drehbank bis auf den rich tigen Durchmesser abgedreht, wobei man einen Bund 6 stehen lassen kann. Alsdann werden Nuten 7 in den Isolator 3 eingeschnit ten, und zwar für jede Leitung 2 eine Nut, wobei diese Nuten sämtlich auf der einen Seite des Bundes 6 zu liegen kommen. Die Breite der Nuten entspricht. der Breite der herzu stellenden Sehleifringe. Der Grund jeder Nut kommt auf einen geringen Abstand zur zuge hörigen Leitung 2 zu liegen. Ist das gesche hen, dann wird im Grund jeder Nut ein Loch angebracht, in welchem der Leiter 4 der zu gehörigen Leitung 2 bloss gelegt wird.
Zu diesem Zweck wird also auch der Isolierman- tel 5 fortgeschnitten. In dem Loch liegt dann die leitende Ader 4 bloss, wie Fig. 3 und 4 zeigen.
Nunmehr wird innerhalb jeder Nut 7 auf den leitenden Überzug galvanisch eine Schicht. 8 aufgebracht, die später den Schleifring bil det. Zii diesem Zweck wird der Isolator 3 in einen Elektrolytbehälter mit einem entspre- elienden Elektrolyten eingebracht. Die in der E Iektrol y tflüssigkeit befindlichen Anoden wer den je nach dem niederuschlagenden Metall gewählt.
Soll die galvanische Schicht aus einer Silberlegierung bestehen, so braucht man als Kathoden einen die Böden der Nuten 7 be- cleekenden elektrisch leitenden Lack als Über zug, in welchem pulverisiertes Silber aufge schwemmt ist. Als Elektrolyt kann dann eine Lösung von Silberzyanid verwendet werden, und die Anoden bestehen aus Silber.
Das gal- v anisehe Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis die in den Nuten 7 niedergeschlagenen gal vanischen Schichten die gewünschte Dicke er haben und eine spanabhebende Bearbei- tiin@ri vertragen, ohne sich dabei auf dem Iso lator 3 zit lockern. Alsdann wird der Isolator in eine Drehbank eingespannt, in welcher die galvanischen Schichten in den Nuten 7 abge dreht werden, so dass die glatten Schleifringe 8 entstehen und zwischen diesen jeder etwaige galvanische Niederschlag entfernt wird.
Die Ringe 8 werden dann poliert und können im Bedarfsfall noch einmal galvanisch behandelt werden, um einen Metallüberzug auf ihnen zu erzeugen, z. B. aus Platin, Rhodium oder Gold. Dadurch erhält die Oberfläche der aus <B>1</B> ilber bestehenden SehleHringe <B>8</B> die ge- e_I wünsehte Beschaffenheit, beispielsweise um das durch die Schleifbürsten erzeugte Ge räusch zii mindern.
Beachtlich ist, da.ss der Isolator 3 die Schleifringe 8 und die Leiter 4 der Kabel 2 zii einem ganzen Stück vereinigt, das keiner Befestigungsmittel bedarf, und dass ein ver wickelter und zeitraubender Zusammenbau @ an Einzelteilen und die dadurch bedingten Fehlerquellen fortfallen. Ferner ist beaeht- lieh, dass ein vollkommener elektrischer Kon takt zwischen den Schleifringen 8 und den Leitern 4 mit dem Beringst denkbaren Über- gangswiderstand gewährleistet ist.
Dabei bilden die innern Vorsprünge der Schleifringe 8, die in die Löcher des Isolators 3 und durch die Ausschnitte der Isolierhüllen 5 hindurch ragen, keilartige Ansätze 9, durch welche die Schleifringe gegen Verdrehen auf dem Isola tor 3 verriegelt sind. Auch verhindern die Seitenwände der Nuten 7 jede Längsverschie bung der Schleifringe 8 auf dem Isolator 3. Die Stärke der Schleifringe kann gerade so gross gewählt werden, als es der Verschleiss durch die Bürsten erfordert. Durch das Ein drehen der Nuten in den Isolator wird der genaue Abstand der Schleifringe gewähr leistet, ganz gleichgültig, wie gross das elektri sche Maschinenelement bemessen sein mag.
Es kann grosse Abmessungen erhalten, wobei dennoch kleinere Toleranzen für die Abmes sungen eingehalten werden können, als es bei den mit, bekannten Verfahren hergestellten Schleifringaggregaten möglich war. Das be schriebene Maschinenelement zeichnet sich also durch grössere Genauigkeit und einen höheren Wirkungsgrad aus, als es bisher bei derartigen Elementen erreicht werden konnte. Vor allem lassen sich die elektrischen Maschi nenelemente in so kleinen Abmessungen aus führen, wie es bisher unmöglich war.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfin dung gemäss den Fig. 6 und 7 wird der Isola tor 10 in derselben Weise wie beschrieben ge formt und mit eingedrehten Nuten 11 ver sehen. Indessen werden die Kabel 12 in den Isolator 10 nicht mit eingeformt, sondern nachträglich eingebracht. Zu diesem Zweck wird der Isolator 10 nach seiner Herstellung mit Längsbohrungen 13 versehen. Für jeden Schleifring 1.1 und jedes Kabel wird eine sol che Längsbohrung angebracht, deren Länge so bemessen wird, da.ss das Kabel an dem zu gehörigen Schleifring endet.
Dann wird im Boden jeder Nut. 11 ein kleines Loch 15 ge bildet, durch das man das abisolierte Ende der leitenden Ader 16 jedes Kabels hindurch fädelt und dann um den Isolator am Grund der Nut herumwickelt, wie in Fig. 7 bei 17 dargestellt. Der Wickel 17 dient als Ersatz für den leitenden Überzug, der bei der Aus- führungsform nach den Fig. 1 bis 5 aufge bracht wird. Das galvanische Niederschlagen der Schleifringe 14 in den Nuten 11 erfolgt in der gleichen Weise, wie mit Bezug auf die Schleifringe 8 beschrieben.
Während es sich bei den bisher beschrie benen Ausführungen der Erfindung um zylin drische Schleifringaggregate handelt, ist, in den Fig. 13 bis 16 ein scheibenförmiges Schleifringaggregat nach der Erfindung ge zeigt. Der Isolator 18 hat dabei die Gestalt einer Scheibe mit einer Nabe 19, die mit aehs- parallelen Bohrungen 20 zum Hindurchfüh ren der Kabel 21 versehen ist. Diese führen über die Rückseite der Scheibe 18 und sind mit ihren Adern an Klemmen 22 angeschlos sen, welche in diesem Falle Stromzuführungs- leiter darstellen, in deren unmittelbarer Be rührung die leitende Schicht erzeugt wird.
Die Vorderseite der Scheibe 18 weist kreisför mige Nuten 24 auf, deren Flanken bei 25 hin terdreht sind. Am Boden jeder Nut liegt die betreffende Klemme 22 an ihrem einen Ende bloss. In jeder dieser Nuten 24 befindet sich eine galvanisch aufgebrachte Schicht, die einen Schleifring 23 bildet und in einem voll kommenen elektrischen Kontakt mit der Lei tungsklemme 22 steht. Es sind also ebensoviel Schleifringe 23 wie Anschlussdrähte vorge sehen. Diese Ausführungsform bietet, diesel ben Vorzüge hinsichtlich .Bauart und Wir kungsweise wie die vorher beschriebenen. Für Schleifringaggregate grösserer Abmes sungen empfiehlt sich die in den Fig. 8 und 9 gezeigte Bauart.
Bei dieser geht, durch eine axiale Bohrung 27 des beliebig hergestellten Isolators 26 ein Bündel der parallel verlau fenden Kabel 28 hindurch, vergleiche Fig. 8 links, und der Isolator hat eine grosse Zahl, z. B. sechsunddreissig Nuten 29 je für einen Schleifring 30. In jeder Nut hat der Isolator ein Loch 32, durch welches die Ader 31 des betreffenden, am Ende abisolierten Kabels hindurchgefädelt ist. Das Ende der Ader ist dann um den Isolator in der mit Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschriebenen Weise herum gewickelt, worauf galvanisch die die Schleif- ringe 30 bildenden Metallschichten aufge bracht sind.
Die Fig. 10 bis 12 zeigen, wie ein Kommu-, tator nach der Erfindung beschaffen sein kann. Der elektrische Isolator 33, der irgend wie hergestellt sein kann, z. B. mit Hilfe einer Form, hat eine axiale Bohrung 34 zum Auf ntecken auf eine Welle und einen äussern, senkrecht zur Achse verlaufenden Flansch 35, der auf beiden Seiten und auf der Kante eine galvanisch aufgebrachte leitende Schicht 36, z. B. aus einer Silberlegierung, trägt und durch radiale Schlitze 38 samt der Schicht in Sektoren 39 unterteilt ist, was mit Hilfe einer Säge 37 geschehen kann.
Jeder Sektor ist an ein Kabel 40 angeschlossen, das durch eine achsparallele Bohrung 41 des Isolators 33 hindurchgeht und dessen Ader 42 in unmit telbarer elektrischer Verbindung mit der gal vanischen Schicht 36 steht. Damit sich diese nicht lösen kann und. fest am Isolator 33 haf tet, kann sie in eine durch Hinterdrehen ge bildete Nut 33a des Isolators hineinragen.
Der Isolator kann statt, mit Nuten auch mit, hinterdrehten Schultern versehen wer den, welche dieselbe Wirkung haben.
Bei dem Sehleifringaggregat nach den Fig. 17 bis 23 hat der Isolator 43 einen ring förmig geschlossenen Schleifring 44 und zwei Schleifringsegmente 45. Auf dem Ring 44 schleift eine Bürste, während die Segmente 45 abwechselnd mit einer andern Schleif bürste in Berührung treten, die in dem andern Element der Einrichtung sitzt, zu welcher das Schleifaggregat gehört.
Bei der Herstellung dieses Aggregates sind in den Isolator 43, der beliebig herge stellt werden kann, z. B. mit Hilfe einer Form, rings herum verlaufende Nuten 46 ein gedreht., die zur Aufnahme eines Schleifringes 44 und der Schleifsegmente 45 dienen. Von jeder Stirnseite des Isolators her erstreckt sich achsparallel. ein Draht 47 durch eine Seitenwandung der nächst gelegenen Nut 46 (Fug. 23<B>)</B>. Dieser Draht dient zur Stromlei tung beim galvanischen Niederschlagen der leitenden Schicht in der betreffenden Nut 46.
Das galvanische Verfahren wird in der be- schriebenen Weise durchgeführt., wobei die Drähte 47 dazu dienen, den Strom den auf die Böden der Nuten 46 aufgebrachten leitenden I'berzügen zuzuführen, um die Niederschla gung der leitenden Schicht zti bewirken. Es entstehen dabei in den Nuten 46 geschlossene Metallringe. Diese und der Isolatorkörper werden dann abgedreht und poliert.
Alsdann werden in den Isolatorkörper von der einen. Stirnseite her am Umfang zwei Schlitze 48 eingeschnitten, wodurch der eine der beiden Metallringe in die Segmente 45 unterteilt wird. Freilich muss verhindert wer den, dass sich die Ringe auf dem Isolator in der Umfangsrichtung verschieben. Zu diesem Zweck kann der Isolator mit Löchern 49 ver sehen werden, in die der galvanische Nieder schlag hineinragt, vergleiche Fig. 19 und 22. Besonders wichtig ist dies für die beiden Seg mente 45. Ferner muss verhindert werden, dass sich die Segmente vom Isolator abheben können. Zu diesem Zweck sind die Flanken der Nuten 46 hinterdreht. Das kann auch mit den Löchern 49 geschehen.
Bei der galvanischen Bildung der leiten den Metallschichten werden diese mit den stromführenden Leitern elektrisch und mecha nisch zu einem Gebilde vereinigt, das von dem Isolator getragen wird und einen hohen elek trischen Leitwert hat. Die leitende Metall- sehieht, der stromfährende Leiter und der Isolator bilden zusammen ein elektrisches Maschinenelement, das dem Zweck dient, einen elektrischen Strom von dem einen zum andern zweier relativ beweglicher Körper zu leiten.
Method for producing an electrical machine element with at least one contact sliding body and electrical machine element produced by the method. The invention relates to a method for producing an electrical machine element with at least one contact sliding body. Examples of such machine elements are slip ring units and commutators. According to the invention, the method is characterized in that the grinding body is produced by galvanic deposition of an electrically conductive layer.
The invention also relates to a machine element produced by this method. The same is characterized according to the invention in that it has an insulator that is connected with. at least one groove is seen ver in which the grinding body has been generated by galvanic means, this grinding body is connected through a hole provided in the insulator with a power supply line.
The invention makes it possible, for. B. to create slip ring units or commutators, which are characterized by a simple structure, can be produced easily and cheaply and therefore look particularly suitable for very small elec trical devices such. B. small electric motors, devices for electrical scanning, computing devices, gyroscopes, feinme mechanical devices and the like.
The electrically conductive layer is preferably produced in direct contact with a power supply line, which is thereby electrically and mechanically very closely connected to the grinding body, the electrical contact resistance being practically zero.
The galvanically generated contact grinding bodies, e.g. B. rings or plates can be relatively thin ver, because they have a higher wear resistance than z. B. in metal spraying brought up grinding wheels, in which the mentioned contact resistance is much greater. This results in an economical use of metal, which is generally a silver alloy.
The simple structure of the electrical Ma machine element according to the invention offers the advantageous possibility of giving this element much smaller dimensions than was previously possible and increasing the accuracy and efficiency.
Some preferred embodiments of the invention are described with reference to the drawing voltage. 1 shows an elevation of a slip ring unit, FIG. 2 shows the front view taken in the direction of arrows 2, FIG. 3 shows a larger-scale elevation, partially in longitudinal section, FIG Line 4-4 of Fig. 3, Fig. 5 shows the cross section along the line 5-5 of Fig. 3,
6 shows a slightly modified embodiment of a slip ring unit on the basis of a partial longitudinal section, similar to FIG. 3, but on a larger scale, FIG. 7 shows the cross section along the line 7-7 of FIG. 6, FIG. 8 shows a third embodiment of a slip ring unit in elevation, Fig. 9 is a larger scale held partial longitudinal section of the electrical machine element shown in Fig. 8,
some electrical lines have been omitted for the sake of clarity, FIG. 10 the front view of a commutator, FIG. 11 the front view of the commutator from the opposite side, FIG. 12 the vertical longitudinal section, roughly along the line 12-12 of FIG. 11, FIG. 13 a fourth slip ring unit, in rear view,
1-1 the front view belonging to FIG. 13, FIG. 15 shows a vertical cross section along the line 15-15 of FIG. 1.4, FIG. 16 shows part of FIG. 15 on a larger scale, FIG. 17 shows the front view of a 18 the vertical longitudinal section along the line 18-18 in FIG. 17, FIG. 19 a partial cross section along the line 19-19 in FIG. 18,
20 shows a vertical cross-section along the line 20-20 of FIG. 18, FIG. 21 shows the pages associated with FIG. 17, partially in section, FIG. 22 shows the section along the line 22 of FIG. 19 and FIG. 23 shows a partial longitudinal section through the isolator of the machine element shown in Fig. 1.7-22, which is prepared for the galvanic production of the slip rings.
The slip ring assembly according to FIGS. 1 to 5 consists of a holding rod 1, of the electrical cables? Which are carried by it and of the insulating material which forms the electrical insulator 3 and which is molded around the cables 2 and the holding rod 1 in a plastic state . The support rod 1 can be formed from a corrosion-resistant wire of the required strength.
The electrical cables 2 consist of wires 4 with an insulating sheath 5, and they are best wound helically around the holding rod 1, either over their entire length or in such a way that their ends are bent axially parallel, as it can be seen from FIG. 3. However, it is also possible to distribute these electrical lines 2 axially parallel to the holding rod 1 over their entire length.
The holding rod 1 can be provided with its own, thinly dimensioned insulating sleeve. The lines end inside the insulating body, while the rod 1 passes through to its end wall. The shaping of the plastic mass around the lines 2 to produce the insulator body 3 can be done with. Using a split form, where the lines \? are completely embedded in the plastic mass and covered by it. Many thermoplastics with the required electrical insulation values are suitable for this.
After the insulating body has hardened, if necessary, it can be vulcanized, it is turned on a lathe to the correct term diameter, whereby a collar 6 can be left. Then grooves 7 are cut into the insulator 3, namely a groove for each line 2, these grooves all coming to lie on one side of the collar 6. The width of the grooves corresponds. the width of the slip rings to be produced. The reason of each groove comes to lie at a small distance from the associated line 2. If that happens, then a hole is made in the bottom of each groove, in which the conductor 4 of the line 2 belonging to it is exposed.
For this purpose, the insulating jacket 5 is also cut away. The conductive wire 4 is then exposed in the hole, as shown in FIGS. 3 and 4.
A layer is now galvanically applied to the conductive coating within each groove 7. 8 applied, which later bil det the slip ring. For this purpose, the insulator 3 is placed in an electrolyte container with a corresponding electrolyte. The anodes in the electrolyte liquid are selected depending on the metal being deposited.
If the galvanic layer is to consist of a silver alloy, an electrically conductive lacquer covering the bottoms of the grooves 7, in which powdered silver is suspended, is required as the cathode. A solution of silver cyanide can then be used as the electrolyte, and the anodes are made of silver.
The galvanic process is continued until the galvanic layers deposited in the grooves 7 have the desired thickness and can withstand machining without loosening on the insulator 3. The insulator is then clamped in a lathe in which the galvanic layers are rotated in the grooves 7 so that the smooth slip rings 8 are created and any galvanic deposit is removed between them.
The rings 8 are then polished and, if necessary, can be treated again by electroplating in order to produce a metal coating on them, e.g. B. made of platinum, rhodium or gold. As a result, the surface of the SehleHringe <B> 8 </B> consisting of <B> 1 </B> silver is given the desired texture, for example in order to reduce the noise generated by the grinding brushes.
It is noteworthy that the insulator 3 unites the slip rings 8 and the conductors 4 of the cables 2 into one whole piece that does not require any fasteners, and that a complicated and time-consuming assembly @ of individual parts and the sources of error caused by it are eliminated. Furthermore, it is borrowed that perfect electrical contact is ensured between the slip rings 8 and the conductors 4 with the conceivable contact resistance.
The inner projections of the slip rings 8, which protrude into the holes of the insulator 3 and through the cutouts of the insulating sleeves 5, form wedge-like lugs 9 through which the slip rings are locked against rotation on the Isola gate 3. The side walls of the grooves 7 also prevent any longitudinal displacement of the slip rings 8 on the insulator 3. The thickness of the slip rings can be selected just as large as the wear and tear caused by the brushes requires. By turning the grooves into the insulator, the exact spacing of the slip rings is guaranteed, regardless of how large the electrical machine element may be.
It can get large dimensions, but smaller tolerances for the dimensions can be maintained than was possible with the slip ring assemblies produced with known methods. The machine element described is characterized by greater accuracy and a higher degree of efficiency than could previously be achieved with such elements. Above all, the electrical machine elements can be carried out in such small dimensions as was previously impossible.
In the embodiment of the inven tion according to FIGS. 6 and 7, the Isola gate 10 is formed in the same way as described GE and see with screwed grooves 11 ver. In the meantime, the cables 12 are not molded into the insulator 10, but are introduced subsequently. For this purpose, the insulator 10 is provided with longitudinal bores 13 after its manufacture. For each slip ring 1.1 and each cable such a longitudinal bore is made, the length of which is dimensioned so that the cable ends at the associated slip ring.
Then in the bottom of each groove. 11 forms a small hole 15 ge through which the stripped end of the conductive wire 16 of each cable is threaded and then wrapped around the insulator at the bottom of the groove, as shown in FIG. 7 at 17. The winding 17 serves as a replacement for the conductive coating which is applied in the embodiment according to FIGS. 1 to 5. The electroplating of the slip rings 14 in the grooves 11 takes place in the same way as described with reference to the slip rings 8.
While the embodiments of the invention described so far are cylin drical slip ring units, in Figs. 13 to 16, a disc-shaped slip ring unit according to the invention shows ge. The insulator 18 has the shape of a disk with a hub 19 which is provided with axially parallel bores 20 for the cables 21 to pass through. These lead over the back of the disk 18 and are connected with their wires to terminals 22, which in this case represent power supply conductors, in whose direct contact the conductive layer is produced.
The front of the disk 18 has circular grooves 24, the flanks of which are turned at 25 back. At the bottom of each groove, the relevant terminal 22 is exposed at one end. In each of these grooves 24 there is a galvanically applied layer which forms a slip ring 23 and is in full electrical contact with the line terminal 22. So there are just as many slip rings 23 as seen connecting wires. This embodiment offers the same advantages in terms of construction and mode of operation as those previously described. For slip ring assemblies of larger dimensions, the type shown in FIGS. 8 and 9 is recommended.
In this goes through an axial bore 27 of the arbitrarily manufactured insulator 26, a bundle of parallel running cables 28 through it, see Fig. 8 left, and the insulator has a large number, for. B. thirty-six grooves 29 each for a slip ring 30. In each groove the insulator has a hole 32 through which the wire 31 of the cable concerned, stripped at the end, is threaded. The end of the wire is then wound around the insulator in the manner described with reference to FIGS. 6 and 7, whereupon the metal layers forming the slip rings 30 are applied by electroplating.
10 to 12 show how a commutator according to the invention can be designed. The electrical insulator 33, which can be made in any way, e.g. B. with the help of a mold, has an axial bore 34 to ntecken on a shaft and an outer, perpendicular to the axis flange 35, the on both sides and on the edge of a galvanically applied conductive layer 36, z. B. made of a silver alloy, and is divided into sectors 39 by radial slots 38 together with the layer, which can be done with the aid of a saw 37.
Each sector is connected to a cable 40 which passes through an axially parallel bore 41 of the insulator 33 and whose wire 42 is in direct electrical connection with the galvanic layer 36. So that this cannot be solved and. firmly adhered to the insulator 33, it can protrude into a groove 33a of the insulator formed by turning back.
The insulator can also be provided with back-turned shoulders instead of grooves, which have the same effect.
In the Sehleifringaggregat of FIGS. 17 to 23, the insulator 43 has a ring-shaped closed slip ring 44 and two slip ring segments 45. A brush grinds on the ring 44, while the segments 45 alternately come into contact with another grinding brush that is in the Another element of the device is seated to which the grinding unit belongs.
In the manufacture of this unit are in the isolator 43, which can be any Herge provides, for. B. with the help of a mold, circumferentially extending grooves 46 rotated. Which serve to accommodate a slip ring 44 and the grinding segments 45. Extends axially parallel from each end face of the insulator. a wire 47 through a side wall of the next groove 46 (Fug. 23 <B>) </B>. This wire is used for Stromlei device during galvanic deposition of the conductive layer in the relevant groove 46.
The galvanic process is carried out in the manner described, the wires 47 serving to supply the current to the conductive coatings applied to the bases of the grooves 46 in order to cause the conductive layer to deposit. This creates closed metal rings in the grooves 46. This and the insulator body are then turned off and polished.
Then are in the insulator body from one. Two slots 48 cut into the front side on the circumference, whereby one of the two metal rings is divided into segments 45. Of course, whoever must prevent the rings from shifting on the insulator in the circumferential direction. For this purpose, the insulator can be provided with holes 49 into which the galvanic deposit protrudes, compare FIGS. 19 and 22. This is particularly important for the two segments 45. Furthermore, the segments must be prevented from moving away from the insulator can take off. For this purpose, the flanks of the grooves 46 are undercut. This can also be done with holes 49.
During the galvanic formation of the conductive metal layers, these are electrically and mechanically combined with the current-carrying conductors to form a structure that is supported by the insulator and has a high electrical conductivity. The conductive metal, the current-carrying conductor and the insulator together form an electrical machine element which serves the purpose of conducting an electrical current from one to the other of two relatively movable bodies.