DE102005034336A1

DE102005034336A1 - Commutator for use in electrical motors has segments isolated from each other and supported on carrier

Info

Publication number: DE102005034336A1
Application number: DE200510034336
Authority: DE
Inventors: Helmut Stolpmann
Original assignee: Kautt and Bux GmbH
Current assignee: Kolektor Kautt und Bux GmbH
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-02-01

Abstract

The commutator use in an electrical motor is mounted on the rotor spindle [2] and consists of a number of commutator segments [14] that are separated by an electrically isolating material such as a fibre glass material. The segments locate in a carrier [12] and are held axially by clamping rings [16,18].

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stromwenden sowie ein Herstellverfahren für eine solche Vorrichtung.The The invention relates to a device for turning current and a manufacturing method for such Contraption.

Bei den bekannten Vorrichtungen zum Stromwenden werden die Ankerwellen der Elektromotoren und die zugehörigen Kommutatoren separat voneinander als eigenständige Bauteile hergestellt. Nach Fertigstellung des Kommutators, beispielsweise durch Ausformen eines Segmenttragkörpers, in den die elektrisch leitfähigen Kommutatorsegmente mindestens abschnittsweise eingebettet sind, wird der fertige Kommutator auf die fertige Ankerwelle aufgedrückt. Der Kommutator wird durch eine kraftschlüssige Verbindung, insbesondere durch ein Untermaß der Wellenbohrung des Kommutators, auf der Ankerwelle fixiert.at The known devices for current turning are the armature shafts the electric motors and the associated Commutators made separately as separate components. To Completion of the commutator, for example by molding a Segment support body in which the electrically conductive Commutator segments are embedded at least in sections, The finished commutator is pressed onto the finished armature shaft. Of the Commutator is through a non-positive connection, in particular by an understatement of Shaft bore of the commutator, fixed on the armature shaft.

Das Untermaß der Wellenbohrung des Kommutators muss dabei mit geringer Toleranz hergestellt sein, da bei einem zu großen Maßunterschied durch das Aufdrücken des Kommutators auf die Ankerwelle der Kommutator übermäßig belastet wird. Um diese Belastungen zu minimieren ist nach dem Stand der Technik vorgesehen, in den Segmenttragkörper eine Stahlbuchse einzulegen, durch welche die Bohrung für die Ankerwelle verstärkt ist. Auch hier ist allerdings eine präzise Bearbeitung der Bohrung erforderlich, mit dem damit verbundenen Zeit- und Kostenaufwand.The Undersize the Shaft bore of the commutator must be made with a low tolerance be because one too big Dimensional difference the pressing of the commutator excessively loaded on the armature shaft of the commutator becomes. To minimize these loads is according to the state of Technology provided to insert a steel bush in the segment support body, through which the hole for the armature shaft amplified is. Again, however, a precise machining of the bore is required with the associated time and cost.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Stromwenden sowie ein zugehöriges Herstellverfahren für eine solche Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Insbesondere soll die Vorrichtung kostengünstig hergestellt werden können und dennoch die guten Gebrauchseigenschaften der bisherigen Kommutatoren aufweisen oder sogar noch verbessern.Of the The invention is therefore based on the problem, a device for Stromwenden and an associated Manufacturing process for to provide such a device which the disadvantages of the prior overcome the technology. In particular, the device should be able to be produced inexpensively and Nevertheless, the good performance characteristics of the previous commutators exhibit or even improve.

Das Problem ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung sowie durch das in dem nebengeordneten Anspruch bestimmte Herstellverfahren gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.The Problem is due to the device defined in claim 1 as well solved by the manufacturing method specified in the independent claim. Special embodiments The invention are defined in the subclaims.

Die Erfindung ist bei einer Vorrichtung zum Stromwenden aufweisend einen Kommutator mit einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Kommutatorsegmenten, die mindestens abschnittsweise in einem Segmenttragkörper eingebettet sind, wobei der Segmenttragkörper jedenfalls insoweit aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht, dass die Kommutatorsegmente gegeneinander elektrisch isoliert sind, und weiterhin aufweisend eine Ankerwelle, auf welcher der Kommutator angeordnet ist, dadurch gelöst, dass der Segmenttragkörper unter Verwendung der Ankerwelle als Formenbestandteil an die Ankerwelle angeformt ist, und dass nach dem Anformen die Ankerwelle integral den Segmenttragkörper ausbildet.The Invention is in a device for Stromwenden having a Commutator with a plurality of electrically conductive commutator segments, at least partially embedded in a segment support body are, wherein the segment support body in any case insofar from an electrically insulating material is that the commutator segments against each other electrically isolated , and further comprising an armature shaft on which the Commutator is arranged, solved by the fact that the segment support body Use of the armature shaft as a form component to the armature shaft is formed, and that after the molding, the armature shaft integral forms the segment support body.

Die Kommutatorsegmente können entweder unmittelbar die Lauffläche des Kommutators bilden, insbesondere wenn die Kommutatorsegmente aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Für bestimmte Anforderungen kann es erforderlich sein, dass die Lauffläche des Kommutators aus einem gegen bestimmte Medien resistenteren Werkstoff besteht, beispielsweise einem kohlehaltigen Werkstoff, etwa bei der Verwendung des Kommutators in Kraftstoffpumpen. In diesem Fall können auf die Kommutatorsegmente noch Laufflächensegmente aufgebracht sein, die aus einem resistenteren Werkstoff bestehen.The Commutator segments can either directly the tread of the commutator, especially when the commutator segments made of copper or a copper alloy. For certain Requirements may require that the tread of the Commutator made of a material that is more resistant to certain media consists, for example, a carbonaceous material, such as at the use of the commutator in fuel pumps. In this case can be applied to the commutator segments still tread segments, which consist of a more resistant material.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich sowohl so genannte Trommelkommutatoren herstellen, bei denen die Kommutatorlauffläche durch eine in der Regel zylindrische Mantelfläche gebildet ist, oder Plankommutatoren, bei denen die Lauffläche durch eine scheiben- oder ringförmige Stirnfläche gebildet wird.With the device according to the invention can be both so-called drum commutators produce at which the commutator tread by a cylindrical surface is usually formed, or plan commutators, where the tread formed by a disc or annular end face becomes.

Der Segmenttragkörper wird vorzugsweise durch Urformen hergestellt, insbesondere durch Gießformen, Pressgießen oder Spritzgießen.Of the Segment support body is preferably produced by primary molding, in particular by casting molds, Press casting or injection molding.

Der Segmenttragkörper ist vorzugsweise aus einem aushärtbaren Polymerkunststoff hergestellt. Das Aushärten kann insbesondere durch Wärmezufuhr erfolgen, oder alternativ oder ergänzend hierzu durch Strahlenhärtung, beispielsweise UV-Härtung.Of the Segment support body is preferably made of a curable Polymer plastic produced. The curing can in particular by heat take place, or alternatively or additionally thereto by radiation curing, for example UV curing.

Durch die integrale Ausbildung des Segmenttragkörpers mit der Ankerwelle, vorzugsweise sogar des gesamten Kommutators mit der Ankerwelle, können kostenintensive Arbeitsgänge eingespart werden, insbesondere die aufwendige Fertigung und Gewährleistung der engen Toleranzen am Kommutatorsitz auf der Welle und der Fertigung der Bohrung am Kommutator.By the integral formation of the segment support body with the armature shaft, preferably even the entire commutator with the armature shaft, costly operations can be saved in particular the complex production and guarantee of tight tolerances at the commutator seat on the shaft and the production of the bore at Commutator.

In einer besonderen Ausführungsart sind die Kommutatorsegmente an der Ankerwelle in Anlage. Hierzu kann die Ankerwelle mindestens in einem Abschnitt, in dem die Kommutatorsegmente angeordnet sind, insbesondere im Anlagebereich, eine elektrisch isolierende Oberfläche aufweisen. Zur Bereitstellung dieser elektrisch isolierenden Oberfläche kann die Ankerwelle mindestens abschnittsweise eine Ummantelung aufweisen, welche die elektrisch isolierende Oberfläche bereitstellt. In einer Ausführungsart besteht die elektrisch isolierende Oberfläche der Ankerwelle aus demselben Werkstoff wie der Segmenttragkörper. Hierzu kann beispielsweise die aus Stahl bestehende Ankerwelle mit demselben Werkstoff umspritzt werden, mit dem in einem späteren Herstellverfahrensschritt der Segmenttragkörper angeformt wird. Grundsätzlich kann jedoch jeder geeignete Werkstoff für das Umspritzen eingesetzt werden, insbesondere kann der Werkstoff der Pressmasse an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst, insbesondere hinsichtlich des geforderten Temperaturbereichs angepasst, ausgewählt werden.In a particular embodiment, the commutator segments are in contact with the armature shaft. For this purpose, the armature shaft may have an electrically insulating surface at least in a section in which the commutator segments are arranged, in particular in the contact region. In order to provide this electrically insulating surface, the armature shaft may have, at least in sections, a jacket which provides the electrically insulating surface. In one embodiment, the electrically insulating surface of the on kerwelle from the same material as the segment support body. For this purpose, for example, the armature shaft made of steel can be encapsulated with the same material with which the segment support body is formed in a later manufacturing process step. In principle, however, any suitable material can be used for the encapsulation, in particular the material of the molding compound can be adapted to the respective application, in particular adjusted with regard to the required temperature range.

In einer besonderen Ausführungsart sind die Kommutatorsegmente mit einem vorzugsweise konzentrisch zur Ankerwelle angeordneten Ring armiert. Der Armierungsring kann insbesondere an oder nahe den axialen Enden des Segmenttragkörpers angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei, in Bezug auf die Ankerwelle axial voneinander beabstandete Ringe zur Armierung der Kommutatorsegmente vorgesehen sind.In a particular embodiment the commutator segments are preferably concentric with one Armored to the armature shaft ring. The reinforcing ring can in particular arranged at or near the axial ends of the segment support body be. It is particularly advantageous if two, in relation to the Armature shaft axially spaced apart rings for reinforcing the Commutator segments are provided.

Vorzugsweise besteht der Ring aus einem faserverstärkten Werkstoff, insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Werkstoff. Der Ring liegt vorzugsweise in axialer Richtung in einem Bereich an den Kommutatorsegmenten an, in dem die Kommutatorsegmente an der Ankerwelle in Anlage sind. Dadurch können die von dem Armierungsring eingeleiteten Kräfte, die insbesondere in Radialrichtung in Bezug auf die Ankerwelle wirken, vorteilhaft von der Ankerwelle aufgenommen werden, ohne dass es zu einer unzulässigen Verformung der Kommutatorsegmente kommt.Preferably the ring consists of a fiber-reinforced material, in particular made of a glass fiber reinforced Material. The ring is preferably in the axial direction in one Area on the commutator segments, in which the commutator segments are in contact with the armature shaft. This can be done by the reinforcing ring initiated forces, which act in particular in the radial direction with respect to the armature shaft, Advantageously be absorbed by the armature shaft without it to an inadmissible Deformation of the commutator segments comes.

In einer besonderen Ausführungsart weist die Ankerwelle Aufnahmeöffnungen auf, in welche die Kommutatorsegmente eingesetzt oder eingesteckt sind. Durch dieses Einsetzen oder Einstecken sind die Kommutatorsegmente an der Ankerwelle positioniert und ausgerichtet. Bei den Aufnahmeöffnungen kann es sich insbesondere um vorzugsweise axial verlaufende Nuten auf der Mantelfläche der Ankerwelle handeln. Die Nuten können dabei auch einen Hinterschnitt aufweisen, beispielsweise in der Art eines Schwalbenschwanzes, sodass bereits durch das Einsetzen oder Einstecken der Kommutatorsegmente eine Vorfixierung gegeben ist.In a particular embodiment has the armature shaft receiving openings into which the commutator segments inserted or inserted are. By this insertion or insertion are the Kommutatorsegmente positioned and aligned with the armature shaft. At the receiving openings these may in particular be preferably axially extending grooves on the lateral surface act the armature shaft. The grooves can also be an undercut have, for example in the manner of a dovetail so that already by inserting or inserting the commutator segments a prefixing is given.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, dass der Segmenttragkörper unter Verwendung der Ankerwelle als Formenbestandteil an die Ankerwelle angeformt wird. Bei diesem Anformen kommt es zu einer dauerhaft festen Verbindung des Segmenttragkörpers mit der Ankerwelle in der Art einer einstückigen Ausbildung des Segmenttragkörpers zusammen mit der Ankerwelle. Dies gilt insbesondere dann, wenn auf der Ankerwelle eine Ummantelung aus einem Werkstoff vorgesehen ist, der identisch oder sehr ähnlich dem Werkstoff des Segmenttragkörpers ist. Diese Ummantelung kann beispielsweise auf eine Stahlwelle vor dem Anformen des Segmenttragkörpers aufgebracht sein, beispielsweise ebenfalls durch Urformen wie beispielsweise Gießen, Pressgießen oder Spritzgießen auf den Stahlkern der Ankerwelle aufgebracht sein, oder auf andere Art und Weise als Beschichtung auf den Stahlkern der Ankerwelle aufgebracht sein. Im Falle eines Urformens der Ummantelung können in besonders vorteilhafter Weise auch bereits die Aufnahmeöffnungen für die Kommutatorsegmente angeformt werden, sodass eine spätere Bearbeitung, insbesondere spanende Bearbeitung, der Ankerwelle zum Anbringen der Aufnahmeöffnungen nicht erforderlich ist.The The invention also relates to a method for producing a device according to the invention, which in particular characterized in that the segment support body under Using the armature shaft as a mold component integrally formed on the armature shaft becomes. In this molding, there is a permanent solid connection of the segmental support body with the armature shaft in the manner of a one-piece design of the segment support body together with the armature shaft. This is especially true when on the armature shaft a sheath made of a material is provided, which is identical or very similar the material of the segment support body. This sheath can, for example, on a steel shaft in front of the Forming the segment support body be applied, for example, also by prototypes such as To water, Press casting or injection molding be applied to the steel core of the armature shaft, or to others Way as a coating on the steel core of the armature shaft be upset. In the case of a prototype of the sheath can in particularly advantageously already the receiving openings for the Kommutatorsegmente be formed so that a later processing, in particular machining, the armature shaft for attachment the receiving openings is not required.

In einer besonderen Ausführungsart werden die Kommutatorsegmente zunächst an die Ankerwelle zugeführt, insbesondere durch Einstecken oder Einlegen in vorhandene Aufnahmeöffnungen an der Ankerwelle vorläufig festgelegt. Anschließend erfolgt das Anformen des Segmenttragkörpers, wodurch die Kommutatorsegmente dauerhaft fest an der Ankerwelle festgelegt werden. Durch das Anformen des Segmenttragkörpers kommt es auch zu einer mindestens abschnittsweisen Einbettung der Kommutatorsegmente in den Segmenttragkörper, so dass die Kommutatorsegmente dauerhaft fest an der Ankerwelle festgelegt sind.In a particular embodiment the commutator segments are first supplied to the armature shaft, in particular by inserting or inserting into existing receiving openings at the armature shaft preliminary established. Subsequently the forming of the segment support body, whereby the Kommutatorsegmente permanently fixed to the armature shaft. By molding of the segmental support body there is also an at least partial embedding of the Commutator segments in the segment support body, so that the commutator segments permanently fixed firmly to the armature shaft.

Sofern an der Ankerwelle Aufnahmeöffnungen für die Kommutatorsegmente vorgesehen sind, können die Kommutatorsegmente auf diese Weise positioniert und ausgerichtet werden. Beispielsweise werden die Kommutatorsegmente axial in die Aufnahmeöffnungen eingeschoben, insbesondere wenn die Aufnahmeöffnungen einen Hinterschnitt aufweisen, oder radial in die Aufnahmeöffnungen eingesteckt werden.Provided at the anchor shaft receiving openings for the Kommutatorsegmente are provided, the commutator segments be positioned and aligned in this way. For example the commutator inserted axially into the receiving openings, in particular when the receiving openings have an undercut, or radially into the receiving openings be plugged in.

Auch wenn keine Aufnahmeöffnungen auf der Ankerwelle vorgesehen sind, kann eine Vorfixierung der Kommutatorsegmente erfolgen. Hierzu wird beispielsweise ein Armierungsring auf die Kommutatorsegmente aufgesetzt, welcher die Kommutatorsegmente in Radialrichtung vorspannt und mit ausreichender Festigkeit an der Ankerwelle festlegt. Bei dem anschließenden Anformen des Segmenttragkörpers kann auch der Armierungsring teilweise oder vollständig eingebettet werden und damit dauerhaft einer zusätzlichen Fixierung der Kommutatorsegmente dienen.Also if no intake openings are provided on the armature shaft, a pre-fixing of the commutator segments respectively. For this example, a reinforcing ring on the Commutator segments placed, which the commutator segments in Radial direction biases and with sufficient strength at the Anchor shaft determines. In the subsequent molding of the segment support body can also the reinforcing ring are partially or completely embedded and thus permanently an additional Fixing the commutator segments serve.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the subclaims and the following description in which reference to the drawings more Embodiments are described in detail. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schnitts durch einen Segmentverbund für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Stromwenden, 1 shows a perspective view of a section through a segment composite for a device according to the invention for current turning,

2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, und 2 shows a perspective view of an embodiment of the invention, and

3 zeigt einen Querschnitt durch den Segmentverbund der 1 entlang II-II. 3 shows a cross section through the segment composite of 1 along II-II.

Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schnitts durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Stromwenden im Zustand vor dem Anformen des Segmenttragkörpers 24. Die vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Längsachse 4 ausgebildete Ankerwelle 2 weist einen stählernen Wellenkern 6 auf, der axial mindestens im Bereich des Kommutators 8 eine Ummantelung 10 aufweist, die aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht. Im Bereich des Kommutators 8 kann der Wellenkern 6 eine Oberflächentopographie aufweisen, beispielsweise eine Rändelung, die von der Ummantelung 10 ausgefüllt wird, wodurch die Ummantelung 10 besonders fest an den Wellenkern 6 festgelegt ist und insbesondere gegen axiales Verschieben fixiert ist.The 1 shows a perspective view of a section through a device according to the invention 1 for current turning in the state before the molding of the segment support body 24 , The preferably rotationally symmetrical to the longitudinal axis 4 trained armature shaft 2 has a steel shaft core 6 on, the axially at least in the range of the commutator 8th a sheath 10 has, which consists of an electrically insulating material. In the area of the commutator 8th can the shaft core 6 have a surface topography, such as knurling, from the shell 10 is filled, causing the sheath 10 especially tight to the shaft core 6 is fixed and is fixed in particular against axial displacement.

Der Kommutator 8 weist eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Kommutatorsegmenten 14 auf, die entlang einer konzentrisch zur Längsachse 4 angeordneten Kreislinie aufgereiht sind und radial außenseitig die kreiszylindrische Lauffläche des Kommutators 8 bilden. Die Kommutatorsegmente 14 sind dabei als Gleichteile ausgebildet und können beispielsweise als Stanzteil oder Schlagteil hergestellt sein. Jedes Kommutatorsegment 14 weist einen radial außen angeordneten und die Lauffläche bildenden Kopfabschnitt 14a auf, einen gegenüberliegenden radial innen angeordneten Fußabschnitt 14c, mit dem das Kommutatorsegment in Anlage an der Ummantelung 10 der Ankerwelle 2 ist, und einen dazwischen liegenden, in Umfangsrichtung eine geringere Ausdehnung aufweisenden Verbindungsabschnitt 14b.The commutator 8th has a plurality of electrically conductive commutator segments 14 on that along a concentric to the longitudinal axis 4 arranged circular line are lined up and radially outside the circular cylindrical tread of the commutator 8th form. The commutator segments 14 are designed as equal parts and can be made for example as a stamped part or impact part. Each commutator segment 14 has a radially outwardly disposed and the tread forming head portion 14a on, an opposite radially inwardly arranged foot section 14c with which the commutator segment is in contact with the sheathing 10 the armature shaft 2 is, and an intermediate, in the circumferential direction a lesser extent having connecting portion 14b ,

In axialer Richtung weist der Verbindungsabschnitt 14b eine geringere Erstreckung auf als der Kopfabschnitt 14a und der Fußabschnitt 14c und ist etwa mittig in Bezug auf diese angeordnet. In die dadurch axial endseitig gebildeten Taschen, die im Verbund der Kommutatorsegmente 14 eine Ringform bilden, ist zu beiden axialen Enden des Kommutators 8 jeweils ein Ring 16, 18 eingesetzt, der aus einem Glasfaserverbundwerkstoff hergestellt ist und dessen Innendurchmesser etwas geringer ist als der Außendurchmesser der durch die Fußabschnitte 14c bestimmten Kontur des Verbundes der Kommutatorsegmente 14. Dadurch ergibt sich ein radial nach innen gerichteter Anpressdruck, durch den die Kommutatorsegmente an der Ankerwelle vorfixiert werden können.In the axial direction, the connecting portion 14b a smaller extension than the head section 14a and the foot section 14c and is roughly centered with respect to these. In the resulting axially end formed pockets, which in the composite commutator segments 14 form a ring shape is at both axial ends of the commutator 8th one ring each 16 . 18 used, which is made of a glass fiber composite material and whose inner diameter is slightly smaller than the outer diameter of the through the foot sections 14c certain contour of the composite of Kommutatorsegmente 14 , This results in a radially inwardly directed contact pressure, by which the commutator segments can be prefixed to the armature shaft.

Hierzu können die Kommutatorsegmente 14 beispielsweise auf einer Bestückungslehre in Kreisform zusammengesetzt werden und anschließend durch das Einsetzen der Armierungsringe ein Verbund von Kommutatorsegmenten 14 gebildet werden, der anschließend als Verbund auf die Ankerwelle 2, insbesondere auf die Ummantelung 10, axial aufgeschoben wird. Hierzu weist die Ankerwelle 2, insbesondere auch die Ummantelung 10, eine konische oder auch stufenweise Anfasung auf, mittels der das Aufschieben des Kommutatorsegmentverbundes vereinfacht ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Ummantelung 10 axial endseitig eine erste Fase 20 auf, und vom axialen Ende der Ummantelung 10 zurückversetzt eine zweite Fase 22. In einem weiter vom axialen Ende zurückversetzten Bereich kann die Ummantelung 10 auch noch eine dritte Fase 12 oder einen Absatz aufweisen, durch die ein Anschlag für das Aufschieben des Kommutatorsegmentverbundes gebildet ist.For this purpose, the commutator segments 14 For example, be assembled on a placement gauge in a circular shape and then by the insertion of the reinforcing rings, a composite of Kommutatorsegmenten 14 are formed, which then as a composite on the armature shaft 2 , in particular to the sheathing 10 , is pushed axially. For this purpose, the armature shaft 2 , in particular the sheathing 10 , a conical or stepwise chamfer, by means of which the sliding of the commutator segment composite is simplified. In the illustrated embodiment, the sheath 10 axial end a first chamfer 20 on, and from the axial end of the casing 10 set back a second chamfer 22 , In a further set back from the axial end region, the sheath 10 also a third phase 12 or have a paragraph through which a stop for the sliding of the commutator segment composite is formed.

Ausgehend von dem in der 1 dargestellten Zustand wird die Anordnung in ein Presswerkzeug eingebracht, und die äußere Kontur des Kommutators wird durch Pressgießen, Transferpressen oder Spritzgießen hergestellt. Dabei wird vorzugsweise dieselbe Formmasse verwendet, wie bei der Herstellung der Ummantelung 10 der Ankerwelle 2.Starting from the in the 1 As shown, the assembly is placed in a die and the outer contour of the commutator is made by die casting, transfer molding or injection molding. In this case, preferably the same molding compound is used as in the production of the sheath 10 the armature shaft 2 ,

Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die den Segmenttragkörper 24 bildende Pressmasse kommt dabei radial innen vollflächig in Anlage an die Ummantelung 10 und verbindet sich mit dieser dauerhaft fest. Außerdem erstreckt sich der angeformte Segmenttragkörper 24 auch in die zwischen Kopfabschnitt 14a und Fußabschnitt 14b gebildeten Taschen und bettet insbesondere die Ringe 16, 18 vollständig ein. Der Segmenttragkörper 24 ist an dem freien Ende der Ankerwelle 2 im Bereich der Ummantelung 10 axial gegenüber der Ummantelung 10 zurückversetzt.The 2 shows a perspective view of an embodiment of the invention. The the segment support body 24 forming molding compound comes radially inside full-surface in abutment with the sheath 10 and connects to this permanently. In addition, the molded segment support body extends 24 also in the between header section 14a and foot section 14b formed pockets and embeds in particular the rings 16 . 18 completely. The segment support body 24 is at the free end of the armature shaft 2 in the area of the sheathing 10 axially opposite the casing 10 set back.

Die in der 2 dargestellte Vorrichtung 1 kann nun als Baueinheit an den Motorenhersteller geliefert werden, der anschließend Wicklungen auf das Ankerblechpaket 26 aufbringt und die Wicklungsenden anschließend mit den einstückig von den Kommutatorsegmenten ausgebildeten Haken 28 elektrisch verbindet, insbesondere verschweißt.The in the 2 illustrated device 1 can now be delivered as a unit to the engine manufacturer, which then windings on the anchor plate package 26 applies and then the coil ends with the integrally formed from the commutator hooks 28 electrically connects, in particular welded.

Die 3 zeigt einen Querschnitt durch den Segmentverbund der 1 entlang II-II. Die Ummantelung 10 weist auf ihrer Außenumfangsfläche in Axialrichtung, d. h. senkrecht zur Zeichenebene der 3, verlaufende Aufnahmeöffnungen 30 auf, in welche jeweils ein Kommutatorsegment 14 einsetzbar, einsteckbar oder aufschiebbar ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Aufnahmeöffnungen bereits beim Anformen der Ummantelung 10 auf den Wellenkern ausgebildet werden, weil es dann keiner Bearbeitung der Ummantelung 10 bedarf. Das Maß der Aufnahmeöffnung in axialer Richtung und/oder das Maß in Umfangsrichtung kann dabei derart auf die entsprechende Erstreckung des Kommutatorsegments 14 abgestimmt sein, dass nach dem Einsetzen oder Aufschieben der Kommutatorsegmente 14 eine formschlüssige Verbindung der Kupfersegmente 14 zu den Aufnahmeöffnungen 30 auf der Ankerwelle 2 und eine kraftschlüssige Verbindung im Bereich des inneren Durchmessers des Fußabschnittes 14c zwischen den Fußabschnitten 14c und dem Grund der Aufnahmeöffnungen 30 bestehen.The 3 shows a cross section through the segment composite of 1 along II-II. The jacket 10 indicates on its outer peripheral surface in Axial direction, ie perpendicular to the plane of the 3 , running receiving openings 30 in each of which a commutator segment 14 can be used, plugged or pushed. It is particularly advantageous if the receiving openings already during molding of the sheath 10 be formed on the shaft core, because then no processing of the sheath 10 requirement. The measure of the receiving opening in the axial direction and / or the measure in the circumferential direction can in this case on the corresponding extent of the commutator 14 Be agreed that after inserting or pushing on the commutator segments 14 a positive connection of the copper segments 14 to the intake openings 30 on the armature shaft 2 and a frictional connection in the region of the inner diameter of the foot section 14c between the foot sections 14c and the reason of the receiving openings 30 consist.

Die Aufnahmeöffnungen 30 können insbesondere die Form von axial ausgerichteten Nuten aufweisen. Diese Nuten können im Querschnitt auch einen Hinterschnitt aufweisen, sodass allein durch einen Formschluss eine Verankerung der Kommutatorsegmente 14 realisiert sein kann. Aufgrund der Vorfixierung im zweiten Ausführungsbeispiel kann entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall auch auf die Verwendung eines Ringes 16, 18 zur Armierung verzichtet werden.The receiving openings 30 may in particular have the form of axially aligned grooves. These grooves may also have an undercut in cross-section, so that an anchoring of the commutator segments can be achieved solely by means of a positive connection 14 can be realized. Due to the prefixing in the second embodiment can also according to the particular application to the use of a ring 16 . 18 to dispense with the reinforcement.

Claims

Contraption ( 1 ) for current turning having a commutator ( 8th ) with a plurality of electrically conductive commutator segments ( 14 ) which at least partially in a segment support body ( 24 ), wherein the segment support body ( 24 ) Insofar as it consists of an electrically insulating material that the commutator segments ( 14 ) are electrically isolated from each other, and further comprising an armature shaft ( 2 ) on which the commutator ( 8th ), characterized in that the segment support body ( 24 ) using the armature shaft ( 2 ) as a form component of the armature shaft ( 2 ) is formed, and that after molding the armature shaft ( 2 ) integrally the segment support body ( 24 ) trains.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the commutator segments ( 14 ) at the armature shaft ( 2 ) are in plant.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the armature shaft ( 2 ) at least in a section in which the commutator segments ( 14 ), has an electrically insulating surface, in particular a casing which forms the electrically insulating surface, and in that the electrically insulating surface consists of the same material as the segment carrier body ( 24 ).

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the commutator segments ( 14 ) with a preferably concentric to the armature shaft ( 2 ) arranged ring ( 16 . 18 ) are reinforced.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the commutator segments ( 14 ) with two, with respect to the armature shaft ( 2 ) axially spaced rings ( 16 . 18 ) are reinforced.

Contraption ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the ring ( 16 . 18 ) axially in a region on the commutator segments ( 14 ) is applied, in which the commutator segments ( 14 ) at the armature shaft ( 2 ) are in plant.

Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the armature shaft ( 2 ) Receiving openings ( 30 ) into which the commutator segments ( 14 ) and thereby the commutator segments ( 14 ) are positioned and aligned.

Method for producing a device ( 1 ) for current turning having a commutator ( 8th ) with a plurality of electrically conductive commutator segments ( 14 ) which at least partially in a segment support body ( 24 ), wherein the segment support body ( 24 ) Insofar as it consists of an electrically insulating material that the commutator segments ( 14 ) are electrically isolated from each other, and further comprising an armature shaft ( 2 ) on which the commutator ( 8th ), characterized in that the segment support body ( 24 ) using the armature shaft ( 2 ) as a form component of the armature shaft ( 2 ) is formed, and that after the Anformung the armature shaft ( 2 ) integrally the segment support body ( 24 ) trains.

A method according to claim 8, characterized in that the molding of the segment support body ( 24 ) takes place by primary molding, in particular by casting or by compression or injection molding.

Method according to claim 8 or 9, characterized in that first the commutator segments ( 14 ) to the armature shaft ( 2 ), in particular provisionally determined, and then by the molding of the segment support body ( 24 ) the commutator segments ( 14 ) permanently fixed to the armature shaft ( 2 ), in particular by at least partially embedding the commutator segments ( 14 ) in the segment support body ( 24 ) permanently fixed to the armature shaft ( 2 ) be determined.

Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the commutator segments ( 14 ) in receiving openings ( 30 ) in the armature shaft ( 2 ) and thereby the commutator segments ( 14 ) are positioned and aligned.

Method according to claim 11, characterized in that the receiving openings ( 30 ), in particular by casting, pressing or injection molding an at least partially sheathing ( 10 ) to the armature shaft ( 2 ).