CS216228B2 - Komutátor pro miniaturní motorky a způsob jeho výroby - Google Patents

Description

Vynález se týká komutátoru pro miniaturní motorky se soustavou úhlově ohnutých lamel uspořádaných kolem izolačního jádra, jejichž připojovací ramena vybíhají směrem ven od osy komutátoru a jsou alespoň v části délky drženy v jádru z izolační hmoty. Vynález se rovněž týká způsobu výroby tohoto komutátoru.

Komutátory pro miniaturní motorky musí mít co možná malý průměr, aby brzdicí moment vyvíjený komutátorem byl udržován malý a tím bylo i zabráněno zmenšování účinnosti.

Uplatnění konstrukčních principů komutátorů normálních velikostí na komutátory miniaturních motorků naráží na řadu obtíží. Byly již proto provedeny zkoušky vytvořit bubnový komutátor pro miniaturní motorky tak, že lamely byly tvořeny drátěnými vodiči drženými v izolačním jádru, jejichž konce k tomu účelu byly volně vyvedeny z izolačního jádra ven a byly rovnoběžné s osou jádra, kdežto části drátěných vodičů uvnitř jádra byly vyhnuty od osy jádra směrem ven tak, že jejich konce, vzdálené od osy jádra, vystupovaly rovněž volně ven a sloužily k připojení. Tento komutátor usnadňuje jednoduché připojení vodicích drátů k vinutí kotvy a hodí se pro provedení s velkým počtem lamel. Má však ne2 výhodu v tom, že aktivní povrchové plochy komutátoru lze zhotovit jen s poměrně velkými náklady. Aby se dosáhlo postačující kruhové oblasti kluzné plochy komutátoru, je nezbytné několikrát obrušovat jeho povrch diamantovým brusem.

Úkolem vynálezu je vytvořit bubnový komutátor pro miniaturní motorky, který by měl vysokou povrchovou jakost a mechanicky by nebyl citlivý. Kromě takového komutátoru je předmětem vynálezu také způsob jeho výroby, který by bylo možno provádět jednodušeji nežli dosavadní způsoby výroby známých komutátorů.

Vynález zdokonaluje známý typ bubnového komutátoru pro miniaturní motorky se soustavou úhlově lomených lamel na izolačním jádru, jejichž připojovací konce vybíhají směrem ven od osy komutátoru a alespoň v části své délky jsou drženy v izolačním jádru.

Podle vynálezu je řešen tento úkol tím, že komutátorová ramena lamel jsou přitlačována trvalým předpětím směřujícím radiálně k ose komutátoru.

Dalším význakem vynálezu je, že připojovací ramena lamel jsou alespoň zčásti zapuštěna do čelního kotouče kotvy.

Rozvinutí vynálezu spočívá rovněž v tom, že čelní kotouč je opatřen u obvodu řadou otvorů odpovídajících počtu komutátorových lamel, přes které přesahují připojovací ramena lamel.

Konečně význakem vynálezu rovněž je, že izolační jádro komutátoru a čelní kotouč jsou vytvořeny v celku z jednoho kusu.

Komutátorem podle vynálezu jsou odstraněny dosavadní potíže při jeho výrobě, spočívající v tom, že komutátorová ramena lamel nebyla vždy pevně spojena s izolačním jádrem, takže lamely při přebrušování kluzné plochy komutátoru se snadno rozkmitala, takže zhotovení dostatečně hladké kluzné plochy komutátoru bylo možné jen s velkými náklady. Komutátor podle vynálezu má vysokou povrchovou jakost a kruhový tvar, kterých lze dosáhnout daleko menším počtem pracovních operací než u dosavadních výrobních postupů. Další výhoda spočívá v tom, že komutátorová ramena lamel jsou pevněji držena nejen v radiálním směru, ale také v obvodovém směru, takže kluzná plocha komutátoru se dá ještě jednodušeji vyhladit.

Podstata způsobu výroby komutátoru podle vynálezu potom spočívá v tom, že se lamely vloží do vnitřní formy, opatřené s výhodou radiálně dovnitř vybíhajícími distančními žebry obklopující částečně komutátorová ramena, radiálně vyčnívající připojovací ramena lamel se pevně přidrží tak, že komutátorová ramena odlehnou od vnitřní stěny vnitřní formy radiálně směrem dovnitř, načež se do vnější formy vstříkne plastická hmota pod takovým tlakem, že komutátorová ramena jsou znovu přitlačena k vnitřní stěně vnitřní formy, přičemž se vstřikovací tlak udržuje tak dlouho, až plastická hmota ztvrdne.

Tento výrobní způsob spolehlivě zaručuje, že v komutátorových ramenech vznikne určité předpětí, které v nich zůstane i u hotového komutátoru. Ukázalo se, že tímto způsobem zhotovené komutátory jsou daleko pevnější než komutátory, u nichž jsou lamely obvyklým způsobem bez použití předpětí spojeny se vstříknutým jádrem plastické hmoty.

Podle obměněného způsobu podle vynálezu se postupuje tak, že se lamely vloží do formy, která obklopuje alespoň komutátorová ramena lamel a vnější forma se vyplní plastickou hmotou, načež se plastická hmota nechá ztvrdnout nejdříve v oblasti komutátorových ramen lamel, radiálně vyčnívající připojovací ramena se předepnou tlakem a poté se zbývající část plastické hmoty nechá ztvrdnout.

U tohoto obměněného způsobu výroby je výhodné, udržuje-li se plastická hmota během tvrdnutí pod tlakem. Tvrdnutí lze přitom řídit známým způsobem přívodem tepla.

Pro výrobu komutátorů podle vynálezu se hodí zejména lamely z profilového drátu lichoběžníkového průřezu. Tím se dosáhne, že kluzná plocha komutátoru se musí jen poměrně málo dokončovat obroušením, a že mezery mezi lamelami mají hloubkově konstantní rozměr.

Lamely se s výhodou vloží do formy, která je opatřena radiálními, dovnitř směřujícími distančními žebry. To má tu výhodu, že plastická hmota izolačního jádra nesahá až ke kluzné ploše hotového komutátoru, a že při jeho výrobě nedochází k vyrovnání tlaku v radiálním směru mezi vnitřní plochou formy a vnějšími plochami při dolehnutí komutátorových ramen lamel.

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení znázorněném na připojeném výkresu, kde na obr. 1 je znázorněn podélný řez zařízením k provádění způsobu podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněn příčný řez vnitřní formou, do které se vkládají komutátorová ramena lamel, na obr. 3 je znázorněn pohled ze shora na komutátor, vyrobený způsobem podle vynálezu v jednom celku s čelním kotoučem, na obr. 4 je znázorněn podélný řez hotovým komutátorem.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu, znázorněné na obr. 1, sestává z vnější formy 1 obsahující tři souosé válcové dutiny 2, 3, 4. Nejmenší dutina 2 je pro uložení vnitřní formy 6, zatímco střední dutina 3 a velká dutina 4 jsou z počátku prázdné a později se vyplní plastickou hmotou. Vnitřní forma 6 je znázorněná v příčném řezu na obr. 2. Tato vnitřní forma 6 je opatřena radiálními, dovnitř směřujícími žebry

7. Lamely jsou tvořeny dráty lichoběžníkového průřezu, ohnutými do pravého úhlu, takže vzniknou komutátorová ramena 8 a připojovací ramena 9. Tyto lamely se vloží svými komutátorovými rameny 8 do vnitřní formy 8 mezi žebra 7, jimiž jsou drženy. Jakmile se vnitřní forma 6 takto osadí lamelami, vloží se do nejmenší dutiny 2 vnější formy 1, přičemž připojovací ramena 9 lamel dolehnou na výstupky 10, jejichž dosedací plocha je přizpůsobena obrysové ploše lamel. Na vnější formu 1 se přiloží uzavírací víko 11 s vrtáním pro hřídel 5 a s kanálem 12, vyúsťujícím do velké dutiny 4 mezi vnější formou 1 a víkem 11, na který je připojeno potrubí 13 pro přívod vstřikované plastické hmoty do velké dutiny 4.

Jak je znázorněno čárkovaně na obr. 1, odstávají komutátorová ramena 8 lamel po uzavření vnější formy 1 radiálně směrem dovnitř od vnitřní plochy vnitřní formy 6. Jakmile se vstříkne potrubím 13 do vnější formy 1 plastická hmota pod tlakem, jsou touto hmotou komutátorová ramena 8 lamel znovu přitlačena k vnitřní stěně vnitřní formy 6 a jsou takto předpjata. Protože tlak se udržuje tak dlouho, až plastická hmota, vstříknutá do vnější formy 1 ztvrdne, zůstane trvale v komutátorových ramenech 8 lamel hotového komutátoru toto radiálně, dovnitř směřující předpětí.

Na obr. 3 je naznačen v půdorysném pohledu komutátor vyrobený způsobem podle vynálezu s čelním kotoučem 14 z izolačního materiálu, do něhož jsou alespoň částečně zapuštěny radiálně ven směřující připojovací ramena 9 lamel komutátoru. Obvodová plocha čelního kotouče 14 slouží k upevnění válcového pláště, tvořeného kotevním vinutím, přičemž připojovací dráty vinutí se spojí pájením s připojovacími rameny 9 lamel tak, že se prostrčí otvory 15 čelního kotouče 14. Počet otvorů 15 odpovídá počtu lamel.

Na obr. 4 je znázorněn podélný řez hotovým komutátorem. Celní kotouč 14 je upevněn na hřídeli 5 rotoru motorku. Protože jak komutátorová ramena 8, tak i připojovací ramena 9 lamel jsou pevně uložena v plastické hmotě, nemůže docházet k vibracím lamel při opracování povrchu komutátoru. Izolační jádro, ve kterém jsou lamely uloženy a čelní kotouč 14 mohou být zhotoveny v jednom celku. Víko 11 je pro spojení s vnější formou 1 opatřeno kolíky

16.

Claims (6)

1. předmEt

   1. Komutátor pro· miniaturní motorky se soustavou úhlově ohnutých lamel uspořádaných kolem izolačního jádra, jejichž připojovací ramena vybíhají radiálně směrem ven od osy komutátoru a jsou alespoň v části délky držena v jádru z izolační hmoty, vyznačený tím, že komutátorová ramena (8) lamel jsou přitlačována trvalým předpětím směřujícím radiálně k ose komutátoru.
2. 2. Komutátor podle bodu 1, vyznačený tím, že připojovací ramena (9j lamel jsou alespoň z části zapuštěna do čelního kotouče zvonovité kotvy.
3. 3. Komutátor podle bodu 2, vyznačený tím, že čelní kotouč (14] je opatřen u obvodu řadou otvorů (15) odpovídajících počtu komutátorových lamel, přes které přesahují připojovací ramena (9) lamel.
4. 4. Komutátor podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že jeho izolační jádro a čelní kotouč (14) kotvy jsou vytvořeny v celku z jednoho kusu.
5. 5. Způsob výroby komutátoru podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že se lamely vloží

   VYNALEZU do vnitřní formy (6), opatřené radiálně dovnitř vybíhajícími distančními žebry (7) obklopující alespoň komutátorová ramena (8), radiálně vyčnívající připojovací ramena (9 J lamel se pevně přidrží tak, že komutátorová ramena (8) odlehnou od vnitřní stěny vnitřní formy (6) radiálně směrem dovnitř, načež se do vnější formy (1) vstříkne plastická hmota pod takovým tlakem, že komutátorová ramena (8) jsou znovu přitlačena k vnitřní stěně vnitřní formy (6), přičemž vstřikovací tlak se udržuje tak dlouho, až plastická hmota ztvrdne.
6. 6. Způsob výroby komutátoru podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že se lamely vloží do vnitřní formy (6j obklopující alespoň komutátorová ramena (8) a vnější forma (lj se vyplní plastickou hmotou, načež se plastická hmota nechá ztvrdnout nejdříve v oblasti komutátorových ramen (8) lamel, radiálně vyčnívající připojovací ramena (9) se předepnou tlakem a potom se zbývající část plastické hmoty nechá ztvrdnout.