CZ284428B6

CZ284428B6 - Komutátor elektrického stroje točivého

Info

Publication number: CZ284428B6
Application number: CZ951424A
Authority: CZ
Inventors: Klement Ing. Fuciman
Original assignee: Triodyn Beta, S. R. O.
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1998-11-11
Also published as: PL104782U1; SI9600178A; HU1229U; DE29609538U1; HU9600170V0; CZ142495A3

Abstract

Komutátor má po vnějším obvodě pouzdra (4), ve směru jeho podélné osy (3), uspořádány vedle sebe lamely (2), opatřené na straně u pouzdra (4) rybinovitými drážkami (5) ve tvaru nerovoramenného lichoběžníku, v nichž jsou zakotveny jim tvarově odpovídající rybinovité výstupky (6) pouzdra (4). Otevření (X) rybinovité drážky (5) lamely (2) je větší než šířka (Y) rybinovitého výstupku (6) pouzdra (4). Přilehlé části rybinovitého výstupku (6) pouzdra (4) a rybinovité drážky (5) lamely (2) jsou na straně jejich delších ramen (8), ve směru podélné osy (3) pouzdra (4), vůči sobě přesazeny. Mezi přilehlými povrchy pouzdra (4) a lamely (2) je uspořádána elktroizolační hmota (7). ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká komutátoru elektrického stroje točivého, tvořeného lamelami, uspořádanými ve směru podélné osy pouzdra, po jeho vnějším obvodě vedle sebe, vzájemně oddělenými elektroizolační vrstvou, přičemž na straně u pouzdra jsou lamely opatřeny rybinovitými drážkami, v nichž jsou zakotveny rybinovité výstupky pouzdra a mezi přilehlými povrchy pouzdra a lamely je uspořádána elektroizolační hmota.

Dosavadní stav techniky

Stávající komutátory elektrických strojů točivých mají rybinovitou drážku a do ní zapadající výstupek pouzdra ve tvaru rovnoramenného lichoběžníku. Otevření rybinovité drážky lamely je buďto větší, a nebo menší než šíře do ní zapadajícího rybinovitého výstupku pouzdra. V prvním případě se lamely na pouzdro volně nasadí a obstříknou elektroizolační hmotou. Výroba je proto snadnější a levnější. Při působení odstředivých sil je však elektroizolační hmota, v kritickém místě mezi přilehlými rameny rybinovité drážky lamely a rybinovitého výstupku pouzdra, namáhána v převažující míře na střih. Toto provedení vykazuje proto menší mechanickou pevnost. V druhém případě, odpovídajícím provedení podle DE 3614 918 Al, je nevhodné střihové namáhání izolační hmoty mezi lamelou a pouzdrem značně omezeno a převládá namáhání na tlak. Tento druh namáhání je pro plastické hmoty podstatně výhodnější. U tohoto provedení je však nutno, pro umožnění montáže lamel, opatřit pouzdro zářezy, obvykle šikmo uspořádanými vůči podélné ose pouzdra. Takto provedené komutátory vykazují sice větší mechanickou pevnost, avšak jejich výroba je pracnější a obtížnější. Navíc u lamel umístěných v místech zářezů pouzdra dochází rovněž k nevhodnému namáhání izolační hmoty na střih jako v prvním případě. Posoudíme-li pevnost celku pevností jeho nejslabšího místa, nevychází mechanická pevnost komutátoru elektrického stroje točivého ani podle druhého konstrukčního provedení příznivě.

Podstata vy nálezu

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje řešení komutátoru elektrického stroje točivého podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že rybinovitá drážka lamely a v ní uspořádaný, je tvarově odpovídající, rybinovitý výstupek pouzdra komutátoru elektrického stroje točivého, jsou ve tvaru sobě podobných, nerovnoramenných lichoběžníků, jejichž ramena se vůči radiální rovině, ve smyslu od podélné osy pouzdra kjeho obvodu, paprskovitě rozbíhají a základny lichoběžníků jsou uspořádány ve směru podélné osy pouzdra, přičemž otevření rybinovité drážky lamely, ve směru podélné osy pouzdra, je větší než šířka rybinovitého výstupku pouzdra a přilehlé části rybinovitého výstupku pouzdra a rybinovité drážky lamely jsou na straně jejich delších ramen, ve směru podélné osy pouzdra, vůči sobě přesazeny a mezi přilehlými povrchy pouzdra a lamely je uspořádána elektroizolační hmota, přičemž dvě sousední rybinovité drážky vytváří ozub.

Řešením komutátoru elektrického stroje točivého podle vynálezu se docílí zejména usnadnění výroby, snížení pracnosti, zlevnění výroby, a to při dosažení velmi dobré mechanické pevnosti a odolnosti proti poškození při působení odstředivých sil. Velmi je sníženo nepříznivé namáhání izolační hmoty mezi lamelou a pouzdrem na střih a převládá namáhání na tlak. Přitom podmínky mechanického namáhání izolační hmoty jsou od všech lamel po obvodě pouzdra stejné.

Stejná tloušťka elektroizolační hmoty v celém prostoru mezi přilehlými povrchy pouzdra a lamel zajišťuje optimální, rovnoměrnou a vysokou elektrickou a mechanickou pevnost zakotvení lamel. Je zde úspěšně aplikováno kritérium pevnosti celé soustavy podle pevnosti jejího nejslabšího článku.

Matematickými výpočty a experimentálně bylo ověřeno, že při zakotvení výstupku pouzdra v rybinovité drážce lamely je, z hlediska mechanické pevnosti pro zachycení radiálních sil, nejvýhodnější rozmezí úhlů, které svírají protilehlé stěny rybinovité drážky, jakož i v ní zakotveného rybinovitého výstupku, s podélnou osou pouzdra od 70° do 80° na straně jedné a od 40° do 50° na straně protilehlé. Obdobně bylo ověřeno optimální rozmezí pro poměry dalších konstrukčních parametrů, s respektováním hledisek unifikace výrobních nástrojů pro různé typové velikosti komutátorů elektrických strojů točivých a zajištění stejné tloušťky elektroizolační hmoty v celém prostoru mezi přilehlými povrchy pouzdra a lamely. NejvýL L L L hodnější poměr — = 2,909 až 3,216; — = 2,909 až 3,216;— = 1,862 až 2.058 a — = 7.389 až h 1, 1₂ 1₃

8,167, kde h je šířka krčku mezi dvěma sousedními rybinovitými drážkami lamely, 1₂ je šířka ozubu mezi dvěma sousedními rybinovitými drážkami lamely, L je šířka části ozubu ve směru podélné osy pouzdra, mezi krčkem a čelní částí ozubu na straně u delšího ramene rovnoramenného lichoběžníku, tvořícího ozub. L je rozteč rybinovitých drážek lamely ve směru podélné osy pouzdra a h je hloubka rybinovité drážky v radiálním směru.

Přehled obrázků na v<křesech

Řešení podle vynálezu je zřejmé z výkresů, kde na obr. 1 a 2 je část komutátoru elektrického stroje točivého v podélném řezu a na obr. 3 je znázorněna jeho lamela v nárysu.

Příklady provedení wnálezu

Komutátor 1 elektrického stroje točivého znázorněny na obr. 1 a 2 je tvořen lamelami 2 podélného tvaru, uspořádanými ve směru podélné osy 3 pouzdra 4, po jeho vnějším obvodě vedle sebe. Na straně u pouzdra 4 jsou lamely 2 opatřeny rybinovitými drážkami 5, v nichž jsou zakotveny rybinovité výstupky 6 pouzdra 4, tvarově odpovídající rybinovité drážce 5 a uspořádané ve tvaru prstence po obvodě pouzdra 4. Mezi přilehlými povrchy pouzdra 4 a lamely 2 je uspořádána elektroizolační hmota 7. Rybinovitá drážka 5 lamely 2 a v ní zakotvený rybinovitý výstupek 6 pouzdra 4, jsou ve tvaru sobě podobných nerovnoramenných lichoběžníků, jejichž ramena 8 se vůči radiální rovině, ve smyslu od podélné osy 3 pouzdra 4 k jeho obvodu rozbíhají. Základny 9 nerovnoramenných lichoběžníků, tvořících rybinovité drážky 5 a rybinovité výstupky 6, jsou uspořádány ve směru podélné osy 3 pouzdra 4. Otevření X rybinovité drážky 5 lamely 2, ve směru podélné osy 3 pouzdra 4 je větší než šířka Y rybinovitého výstupku 6 pouzdra 4. Přilehlé části rybinovitého výstupku 6 pouzdra 4 a rybinovité drážky 5 lamely 2 jsou na straně jejich delších ramen 8, ve směru podélné osy 3 pouzdra 4 vůči sobě přesazeny. Lamela 2 na obr. 3 s provedenými rybinovitými drážkami 5 ve tvaru nerovnoramenného lichoběžníku, vytváří mezi nimi ozuby 10 a dále je zde krček 11.

Průmyslová využitelnost

Komutátor 1 elektrického stroje točivého podle vynálezu lze s výhodou využít zejména všude na místo dosud používaných šroubovaných komutátorů, které pro stejné parametry vykazují větší vestavné rozměry a větší pracnost. Vzhledem ke snadnější montáži, nižší pracnosti a nižším výrobním nákladům může úspěšně nahradit lisované komutátory 1 elektrických strojů točivých,

-2CZ 284428 B6 jejichž rybinovité drážky 5 lamel 2 a v nich zakotvené rybinovité výstupky 6 pouzdra 4 jsou ve tvaru rovnoramenného lichoběžníku. Konstrukčně je vhodný i pro průměry velikosti řádově stovky milimetrů. Řešení podle vynálezu je vhodné pro unifikaci výrobních nástrojů pro různé typové velikosti komutátorů 1 elektrických strojů točivých, což podstatně snižuje výrobní náklady.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Komutátor elektrického stroje točivého, tvořený lamelami, uspořádanými ve směru podélné osy pouzdra, po jeho vnějším obvodě vedle sebe, vzájemně oddělenými elektroisolační vrstvou, přičemž na straně u pouzdra jsou lamely opatřeny rybinovitými drážkami, v nichž jsou zakotveny ry binovité výstupky pouzdra a mezi přilehlými povrchy pouzdra a lamely je uspořádána elektroizolační hmota, vyznačující se tím, že rybinovitá drážka (5) lamely (2) a v ní uspořádaný, jí tvarově odpovídající, rybinovitý výstupek (6) pouzdra (4) komutátoru (1) elektrického stroje točivého, jsou ve tvaru sobě podobných, nerovnoramenných lichoběžníků, jejichž ramena (8) se vůči radiální rovině, ve smyslu od podélné osy (3) pouzdra (4) kjeho obvodu, paprskovitě rozbíhají a základny lichoběžníků jsou uspořádány ve směru podélné osy (3) pouzdra (4), přičemž otevření (X) rybinovité drážky (5) lamely (2), ve směru podélné osy (3) pouzdra (4), je větší než šířka (Y) rybinovitého výstupku (6) pouzdra (4) a přilehlé části rybinovitého výstupku (6) pouzdra (4) a rybinovité drážky (5) lamely (2) jsou na straně jejich delších ramen (8), ve směru podélné osy (3) pouzdra (4), vůči sobě přesazeny a mezi přilehlými povrchy pouzdra (4) a lamely (2) je uspořádána elektroizolační hmota (7), přičemž dvě sousední rybinovité drážky (5) vytváří ozub (10).

2. Komutátor elektrického stroje točivého podle nároku 1, vyznačující se tím. že elektroizolační hmota (7) má v prostoru mezi přilehlými povrchy pouzdra (4) a lamely (2) stejnou tloušťku.

3. Komutátor elektrického stroje točivého podle nároku 1, vyznačující se tím. že úhly, které svírají protilehlé stěny rybinovité drážky (5) a v ní zakotveného rybinovitého výstupku (6) s podélnou osou (3) pouzdra (4) jsou v rozmezí od 70° do 80° na straně jedné a od 40° do 50° na straně protilehlé.

4. Komutátor elektrického stroje točivého podle nároku 1, vyznačující se tím. že poměr rozteče (L) rybinovitých drážek (5) k hloubce (h) rybinovité drážky (5) v radiálním směruje v rozmezí od 2,909 do 3,216.

5. Komutátor elektrického stroje točivého podle nároku 1, vyznačující se tím. že poměr rozteče (L) rybinovitých drážek (5) lamely (2) ve směru podélné osy (3) pouzdra (4) k šířce (10 krčku (l 1) mezi dvěma sousedními rybinovitými drážkami (5) ve směru podélné osy (3) pouzdra (4), je v rozmezí od 2,909 do 3,216.

6. Komutátor elektrického stroje točivého podle nároku 1, vyznačující se tím. že poměr rozteče (L) rybinovitých drážek (5) lamely (2) ve směru podélné osy (3) pouzdra (4) k největší šířce (1?) ozubu (10) mezi dvěma sousedními rybinovitými drážkami (5). ve směru podélné osy (3) pouzdra (4), je v rozmezí od 1,862 do 2,058.

- J CZ 284428 B6

7. Komutátor elektrického stroje točivého podle nároku 1, vyznačující se tím, že poměr rozteče (L) rybinovitých drážek (5) lamely (2), ve směru podélné osy (3) pouzdra (4) k šířce části (1₃) ozubu (10) mezi krčkem (11) a čelní částí ozubu (10), ve směru podélné osy (3) 5 pouzdra (4), na straně u delšího ramene (8) je v rozmezí od 7,389 do 8,167.