CZ20021475A3 - Komutátor ve tvaru háku - Google Patents

Description

Vynález se týká komutátoru ve tvaru háku pro rotor elektromotoru, který má alespoň jednu lamelu, která má na axiálním ukončení komutátorový hák, a která má na druhém axiálním ukončení alespoň jeden uhlíkový segment.

Dosavadní stav techniky

Komutátor ve tvaru háku pro rotor elektromotoru má lamely, na které se přenáší elektrický proud uhlíkovými kartáči. S lamelou je elektricky spojen drát vinutí otočně uloženého rotoru elektromotoru. K výrobě rotoru elektromotoru s komutátorem ve tvaru háku se mezi jiným drát vinutí omotá okolo každého komutátorového háku lamely. Přitom při nutném spojovacím procesu drátů vinutí a komutátorových háků záleží na konstantně dobré mechanické a elektrické kvalitě spojení drátů vinutí a komutátorových háků. Jako spojovací postup se používá spojování zatepla. Přitom se háky deformují tak, že drát se upne. Potom se připojí elektrické napětí, aby se komutátorový hák a drát ohřály, mezi jiným protože existuje přechodový odpor mezi drátem a komutátorovým hákem. Přitom se rozpouští izolační vrstva drátu, a koná se difuzní svařování mezi drátem a komutátorovým hákem.

Na lamele je často také uspořádán uhlíkový segment, jak je známo ze spisu US-PS 5,925,961. Uhlíkový segment je spojen s lamelu například letováním. Při vývinu tepla spojovacího procesu mezi drátem a komutátorovým drátem, zejména při spojování zatepla, * · to to • · • to «·«· • « • to « to to · «totototo to to • · • to ·«· • to · se může nežádoucím způsobem tento spájený spoj mezi uhlíkovým segmentem a lamelou alespoň částečně opět rozpojit nebo se může uhlíkový segment posunout. Toto snižuje elektrické vlastnosti, jako například přechodový odpor mezi uhlíkem a lamelou nebo kluzné vlastnosti kartáče na uhlíkovém povrchu, nebo životnost rotoru elektromotoru.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje komutátor ve tvaru háku pro rotor elektromotoru, který má alespoň jednu lamelu, která má na axiálním ukončení komutátorový hák, a která má na druhém axiálním ukončení alespoň jeden uhlíkový segment, vyznačující se tím, že lamela má v alespoň jednom sektoru s délkou d mezi komutátorovým hákem a alespoň jedním uhlíkovým segmentem kolmo vůči délce d průřezovou plochu A, a že součinitel tepelné vodivosti v tomto sektoru je menší než mezi komutátorovým hákem a sektorem. Komutátor ve tvaru háku podle vynálezu má naproti tomu tu výhodu, že spájený spoj mezi uhlíkovým segmentem a lamelou je jednoduchým způsobem chráněn před příliš velkým zahřátím a nedochází k žádnému poškozování spájeného spoje.

Znaky uvedenými v souvisejících nárocích jsou možná další výhodná utváření a zlepšení komutátoru ve tvaru háku uvedeného v nároku 1.

Je výhodné, jestliže je průřezová plocha mezi komutátorovým hákem a uhlíkovým segmentem redukována, protože menší průřezovou plochou je redukován přenos tepla v tomto sektoru.

Dále je výhodné, aby se sektor mezi komutátorovým hákem a uhlíkovým segmentem změnil tak, například chemickým složením

4 • 4 44 · 4 *44 • ··· * 4 4 4 · · · · 4· 4 nebo změnou konstrukce lamely, že se sníží součinitel tepelné vodivosti.

Pro spojovací proces mezi drátem vinutí a komutátorovým hákem je výhodné, že odstup mezi komutátorovým hákem a sektorem s menším součinitelem tepelné vodivosti je velký tak, že tam může být umístěna elektroda.

Přehled obrázků na výkresech

Příklad provedení vynálezu je zjednodušeně znázorněn a v následném popisu blíže vysvětlen ve výkresu, ve kterém znázorňuje;

obr. 1 komutátor ve tvaru háku podle vynálezu v axiálním příčném průřezu.

Příklady provedení vynálezu

Výkres znázorňuje komutátor i ve tvaru háku jinak známého rotoru elektromotoru v axiálním příčném průřezu. Komutátor 1 ve tvaru háku má osu 3, souměrnosti. Na hřídeli 8. motoru rotoru elektromotoru je uspořádán například korpus 6 nosiče.Na tento korpus 6. nosiče je připevněna alespoň jedna lamela 11 z elektricky vodivého materiálu. Toto se děje například tím, že lamela 11 je alespoň částečně opláštěná plastem, který tvoří například materiál pro korpus 6_ nosiče. Lamela 11 může být ale také připevněna na korpus 6. nosiče jinými připevňovacími způsoby.

Lamela 11 nese na úseku na svém axiálním ukončení Truhlíkový segment 13. který je připevněn spájeným spojem 15 na lamele 11. Vynález se ale neomezuje na jeden uhlíkový segment 13,

9 9 9

9 9

9 9

9 9

9999

9* 9 9 • 9 9 9 9 9

V 9 9*99 9 9 9 · • 9 9 9 9 9

9 99 9 nýbrž také na všechny segmenty, které jsou spojeny s lamelou 11 a jsou citlivé na teplo. Na druhém axiálním ukončení 17 lamely 11 je vytvořen komutátorový hák 19. Komutátorovým hákem 19 se elektricky spojí drát 21 vinutí s lamelou 11. Materiál lamely 11, například měď nebo slitina mědi, má specifický součinitel tepelné vodivosti □ a má kolmo k ose 1 souměrnosti mezi komutátorovým hákem 19 a uhlíkovým segmentem 13 průřezovou plochu A. Během spojovacího procesu ke spojení komutátorového háku a drátu, například během procesu spojování zatepla, se na lamelu 11 umístí dvě elektrody 23. Jedna elektroda 23 dosedá na komutátorový hák 19 a druhá elektroda 23 dosedá například mezi komutátorovým hákem 19 a uhlíkovým segmentem 13. Při spojovacím procesu vzniká nutně teplo, které může alespoň částečně rozpustit spájený spoj 15 s lamelou podle dosavadního stavu techniky. Aby se tomu zabránilo, je alespoň v jednom sektoru 25 s délkou d mezi komutátorovým hákem 19 a uhlíkovým segmentem 13 tepelná vodivost během spojovacího procesu redukována. Mezi komutátorovým hákem 19 a uhlíkovým segmentem 13 se může vyskytovat jeden nebo několik takových sektorů 25. U elektrod 23 přiložených na lamelu 11 se nachází sektor 25 mezi uhlíkovým segmentem 13 a nejblíže spočívající elektrodou 23.. U daného teplotního rozdílu se tepelná vodivost sektorem 25 definuje koeficienty (□*A/d), to znamená součinitel tepelné vodivosti v sektoru 25 vyhovuje tomu z koeficientů. Vhodným výběrem alespoň jednoho z těchto parametrů může být spájený spoj 15 chráněn před zvýšeným zahřátím. Toto může za prvé, jak je znázorněno ve výkresu, nastat tím, že je redukována průřezová plocha A v radiálním směru a/nebo ve směru kolmém k radiálnímu. Dále je možné, aby se součinitel tepelné vodivosti □ v sektoru 25 snížil. Toto může nastat například lokální změnou chemického složení. Příměsí částic k materiálu lamely, které mají menší součinitel tepelnou vodivost, se sníží součinitel tepelné ·

· • 9 • 9 9 · 9 *999 · · β 9 »«·· · · 9 · • * 9 · · · •9 · 99 9 «

9 · 9

9· 999« vodivosti lamely 11 v sektoru 25. Součinitel tepelné vodivosti se ale také může snížit změněnou konstrukcí lamely 11 v sektoru 25, například tím, že sektor 25 ie porézní. Také se může prodloužit délka d sektoru 25, aby se snížila tepelná vodivost. Také je možná změna dvou nebo tří parametrů z koeficientů (D*A/d). Pro spojovací proces je výhodné, že odstup mezi komutátorovým hákem 23 a sektorem 25 je tak velký, že tam může být elektroda 23 zavedena úplně, aniž by se sektoru 25 dotýkala.

Existuje sice možnost, aby se nejprve realizoval proces spojování zatepla a potom aby se uhlíkový segment nanesl na lamelu 11 pomocí letování. Avšak působí to vzhledem k standardnímu postupu a při již připojeném drátu 21 vinutí značné problémy.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Komutátor ve tvaru háku pro rotor elektromotoru, který má alespoň jednu lamelu (11), která má na axiálním ukončení (17) komutátorový hák (19), a která má na druhém axiálním ukončení (12) alespoň jeden uhlíkový segment (13), vyznačující se tím, že lamela (11) má v alespoň jednom sektoru (25) s délkou (d) mezi komutátorovým hákem (19) a alespoň jedním uhlíkovým segmentem (13) kolmo vůči délce (d) průřezovou plochu (A), a že součinitel tepelné vodivosti v tomto sektoru (25) je menší než mezi komutátorovým hákem (19) a sektorem (25).
2. 2. Komutátor ve tvaru háku podle nároku 1, vyznačující se tím, že průřezová plocha (A) v sektoru (25) lamely (11) je menší než průřezová plocha mezi komutátorovým hákem (19) a sektorem (25).
3. 3. Komutátor ve tvaru háku podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ke snížení tepelné vodivosti v sektoru (25) mezi komutátorovým hákem (19) a alespoň jedním uhlíkovým segmentem (13) je změněno chemické složení materiálu nebo konstrukce lamely (11) vzhledem k úseku lamely mezi komutátorovým hákem (19) a sektorem (25), že koeficient (□ A/d) je zmenšený.
4. 4. Komutátor ve tvaru háku podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že odstup mezi komutátorovým hákem (19) a sektorem (25) je velký tak, že elektroda (23) tam může být zavedena svou styčnou plochou (27) celá.