DE102008040717A1 - Commutator for an electric machine as well as system - Google Patents

Commutator for an electric machine as well as system Download PDF

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DE102008040717A1
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Daniel Klumpp
Michael Huber
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/14Fastenings of commutators or slip-rings to shafts

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kommutator (1) für eine elektrische Maschine, mit mehreren nebeneinander angeordneten durch Lamellenschlitze (6) voneinander getrennten Lamellen (5) zum Zusammenwirken mit Schleifkontakten und mit einer zentrischen Durchgangsöffnung (3) zum Aufschieben des Kommutators (1) auf eine Ankerwelle eines Elektromotors. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kommutator (1) eine stirnseitige, zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einer Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung ausgebildete, Geometrie (10) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein System.The invention relates to a commutator (1) for an electric machine, with a plurality of lamellae (5) arranged side by side for lamination with sliding contacts and with a central passage opening (3) for sliding the commutator (1) onto an armature shaft an electric motor. According to the invention, provision is made for the commutator (1) to have an end face geometry (10) designed for positive engagement with a displacement and / or alignment device. Furthermore, the invention relates to a system.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Kommutator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein System gemäß Anspruch 8.The The invention relates to a commutator according to the The preamble of claim 1 and a system according to claim 8th.

Aus der WO 2003075436 A1 ist ein Kommutator für eine elektrische Maschine bekannt. Bei einem derartigen, auch als Kollektor oder Stromwender bezeichneten, Kommutator handelt es sich um eine Einrichtung zur Stromwendung in elektrischen Maschinen. Die Stromwendung erzeugt eine von Ankerwicklung zu Ankerwicklung eines Rotors der elektrischen Maschine wandernden bzw. wechselnden Strom um bei einer Drehbewegung der Ankerwicklung ein Drehmoment zu erzeugen. Kommutatoren besitzen eine Vielzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Kupferlamellen, die mit Schleifkontakten zur elektrischen Kontaktierung zusammenwirken. Bekannte Kommutatoren weisen eine zentrische Durchgangsöffnung auf, mit Hilfe derer sie auf eine Ankerwelle der elektrischen Maschine aufschiebbar und durch Presssitze an dieser festlegbar sind. Sowohl beim Sägen von die einzelnen Kupferlamellen voneinander elektrisch isolierenden Lamellenschlitzen als auch beim Fügen des Kommutators auf die Ankerwelle wird der Kommutator über die Geometrie der am Umfang angeordneten Lamellenschlitze orientiert (ausgerichtet). Dabei erfolgt die Positionserfassung optisch oder mechanisch.From the WO 2003075436 A1 is known a commutator for an electric machine. In such, also referred to as a commutator or commutator commutator is a device for current application in electrical machines. The current application generates a current that flows from armature winding to armature winding of a rotor of the electric machine or to change the current in order to generate a torque during a rotational movement of the armature winding. Commutators have a plurality of circumferentially adjacent juxtaposed copper fins, which interact with sliding contacts for electrical contacting. Known commutators have a central passage opening, by means of which they can be pushed onto an armature shaft of the electric machine and fixed by press fits at this. Both when sawing the individual copper lamellae from each other electrically insulating lamella slots as well as when joining the commutator to the armature shaft, the commutator is oriented on the geometry of the circumferentially arranged lamellar slots (aligned). The position detection takes place optically or mechanically.

Die bekannte Vorgehensweise bei der Ausrichtung des Kommutators führt zu Positionsungenauigkeiten zwischen den Ankerwicklungsnuten im Ankerpaket und dem Kommutator von bis zu etwa ±1,5°. Dies ist zum Einen auf Fertigungsungenauigkeiten des Kommutators, insbesondere auf Teilungstoleranzen zwischen den Lamellenschlitzen, sowie auf Positionstoleranzen bei der Montage zurückführen. Beim eventuellen Nachschieben des Kommutators kann sich die radiale Ausrichtung zusätzlich verschlechtern.The known procedure in the alignment of the commutator leads to position inaccuracies between the armature winding grooves in the armature package and the commutator of up to about ± 1.5 °. This is on the one hand on manufacturing inaccuracies of the commutator, in particular on pitch tolerances between the slat slots, as well as on Return positional tolerances during assembly. Whenever the commutator is pushed forward, the radial In addition, deteriorate orientation.

Die erläuterten Positionsungenauigkeiten zwischen dem Kommutator und dem Ankerpaket führen insbesondere bei hochpoligen elektrischen Maschinen zu erheblichen Kennlinienschwankungen.The explained position inaccuracies between the commutator and the anchor package lead in particular at high-pole electrical machines to significant fluctuations in characteristics.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Technische AufgabeTechnical task

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kommutator vorzuschlagen, mit dem Positionsungenauigkeiten zwischen dem Kommutator und einem weiteren Element, beispielsweise dem Ankerpaket einer elektrischen Maschine oder einer Sägevorrichtung, zum Herstellen der Lammellenschlitze zumindest weitgehend vermieden werden können. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein System zum Vermeiden von Positionsungenauigkeiten zwischen dem Kommutator und einem weiteren Element.Of the The invention is therefore based on the object to propose a commutator, with the position inaccuracies between the commutator and a another element, for example, the anchor packet of an electrical Machine or a sawing device for making the Lammellenschlitze can be at least largely avoided. Furthermore, the object is a system for avoiding position inaccuracies between the commutator and another element.

Technische LösungTechnical solution

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Kommutators mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Systems mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiter bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.These Task is with respect to the commutator with the characteristics of Claim 1 and with regard to the system having the features of the claim 8 solved. Advantageous further developments of the invention are specified in the dependent claims. Within the scope of the invention all combinations of at least two of in the description, the claims and / or the figures revealed Features.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zusätzlich zu den Lamellenschlitzen eine verlässliche und genaue Geometrie an einer Stirnseite des Kommutators vorzusehen, die zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einer Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung ausgebildet ist. Anders ausgedrückt weist ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeter Kommutator an einer, vorzugsweise im montierten Zustand an einer von dem Ankerpaket abgewandten, Stirnseite, eine Geometrie (Ausrichtgeometrie) auf, die zum formschlüssigen Verbinden mit einer Gegengeometrie einer Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung ausgebildet ist. Dabei muss die Geometrie derart ausgebildet sein, dass über sie in Umfangsrichtung wirkende Drehmomente, die beispielsweise während des Schiebens des Kommutators auftreten, abgestützt und/oder eingeleitet werden können.Of the Invention is based on the idea, in addition to the Slat slots provide a reliable and accurate geometry to provide on a front side of the commutator, the form-fitting Interaction with a displacement and / or alignment device is trained. In other words, one after the Concept of the invention trained commutator on one, preferably in the mounted state on a side remote from the anchor packet, front side, a geometry (alignment geometry) that is for positive locking Connecting with a counter-geometry of a displacement and / or alignment device is trained. The geometry must be designed in such a way that over them acting in the circumferential direction torques, for example, during the sliding of the commutator occur, supported and / or initiated.

Unter einer Verschiebe-Einrichtung ist dabei eine Einrichtung zum axialen Verschieben des Kommutators, insbesondere entlang der Ankerwelle einer elektrischen Maschine bei der Montage einer elektrischen Maschine, zu verstehen. Durch das Eingreifen einer an die Geometrie des Kommutators angepassten Gegengeometrie in die Geometrie des Kommutators kann ein Verdrehen des Kommutators relativ zur Verschiebe-Einrichtung beim Verschiebeprozess vermieden werden.Under a displacement device is a device for axial Moving the commutator, in particular along the armature shaft an electric machine when mounting an electric machine, to understand. By engaging a to the geometry of the commutator adapted counter geometry in the geometry of the commutator can a rotation of the commutator relative to the shifting device be avoided during the relocation process.

Unter einer Ausrichteinrichtung ist eine Vorrichtung zu verstehen, mit der der Kommutator um seine Längsmittelachse verschwenkbar ist, um den Kommutator somit in Umfangsrich tung zu einem Element, insbesondere einem Ankerpaket einer elektrischen Maschine oder einer Säge einer Fertigungsvorrichtung zum Herstellen der Lamellenschlitze, exakt auszurichten. Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der eine axiale Verschiebemöglichkeit und eine Verschwenkmöglichkeit in Umfangsrichtung in einer gemeinsamen Verschiebe- und Ausrichteinrichtung kombiniert sind.Under an alignment device is a device to be understood with the commutator pivotable about its longitudinal central axis is to the commutator thus in the circumferential direction Rich to an element, in particular an anchor packet of an electric machine or a Saw of a manufacturing device for producing the slat slots, to align exactly. Very particular preference is given to an embodiment in the case of an axial displacement possibility and a pivoting possibility in the circumferential direction in a common displacement and alignment device combined.

Durch das Vorsehen einer entsprechenden, stirnseitigen Geometrie zum Ausrichten des Kommutators und zum Verhindern eines Verdrehens des Kommutators beim axialen Verschieben können Positionsungenauigkeiten sowohl bei der Fertigung des Kommutators als auch bei der Montage einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Motors für Stellaufgaben in Kraftfahrzeugen, vermieden werden. Ebenso kann durch das Halten des Kommutators an seiner Geometrie bei dem auf den Wicklungsvorgang nachfolgenden Axialverschiebungsschritt ein Verdrehen des Kommutators relativ zum Ankerpaket sicher vermieden werden. Aufgrund der höheren Positionsgenauigkeit eines fertig montierten, nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Kommutators werden Kennlinienschwankungen von elektrischer Maschine zu elektrischer Maschine reduziert.By the provision of a corresponding frontal geometry for alignment of the commutator and to prevent twisting of the commutator during axial displacement can position inaccuracies both in the manufacture of the commutator and during assembly an electrical machine, in particular an engine for Stellaufgaben in motor vehicles, be avoided. Likewise by holding the commutator to its geometry at the the winding process subsequent axial displacement step Twisting the commutator relative to the anchor packet safely avoided become. Due to the higher position accuracy of a fully assembled, trained according to the concept of the invention Commutators become characteristic fluctuations of electrical machine reduced to electrical machine.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Geometrie (Ausrichtgeometrie) des Kommutators in einen die Durchgangsöffnung radial außen umgebenden Nabenabschnitt des Kommutators angeordnet ist. Bevorzugt ist dieser Nabenabschnitt (Grundkörper) aus Kunststoff, beispielsweise durch Verpressen oder Spritzgießen, vorzugsweise als Sinterteil, hergestellt. Bevorzugt befindet sich die Geometrie in einem Radialabstand zu den, vorzugsweise aus Kupfer ausgebildeten, vorzugsweise am Außenumfang angeordneten, Lamellen.In Development of the invention is provided with advantage that the Geometry (alignment geometry) of the commutator in a radial through hole arranged outside surrounding hub portion of the commutator is. This hub section (main body) is preferred made of plastic, for example by compression or injection molding, preferably as a sintered part. Preferably is the Geometry at a radial distance to, preferably made of copper trained, preferably arranged on the outer circumference, Lamellae.

Es ist denkbar, die Geometrie im Hinblick auf eine Stirnflächenebene des Kommutators erhaben und/oder vertieft auszubilden. Besonders bevorzugt ist im Hinblick auf eine Bauraumminimierung eine ausschließlich vertiefte, sich also, vorzugsweise axial, in dem Kommutator hinein erstreckende Ausbildung der Geometrie.It is conceivable, the geometry with respect to an end plane of the commutator sublime and / or deepened form. Especially preferred in terms of a space minimization one exclusively recessed, so, preferably axially, in the commutator extending training of geometry.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Geometrie (Ausrichtgeometrie) des Kommutators als Verzahnungsgeometrie mit sich in radialer Richtung erstreckenden und in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Zähnen ausgebildet ist. Das Vorsehen einer Vielzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Zähnen ermöglicht eine sichere Abstützung bzw. Weitergabe von in Umfangsrichtung wirkenden Drehmomenten.In Development of the invention is provided with advantage that the Geometry (alignment geometry) of the commutator as tooth geometry with extending in the radial direction and in the circumferential direction formed adjacent teeth. The Providing a plurality of circumferentially juxtaposed Teeth allow safe support or passing of circumferentially acting torques.

Um eine exakte Ausrichtung des Kommutators relativ zu einem weiteren Element, insbesondere zum Ankerpaket einer elektrischen Maschine, realisieren zu können, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Verzahnungsgeometrie eine der Anzahl der Lamellen entsprechende Anzahl an Zähnen aufweist. Anders ausgedrückt entspricht die Anzahl der nicht notwendigerweise, jedoch bevorzugt, in radialer Richtung spitz zulaufenden Zähne der Anzahl der Lamellenhaken zum Festlegen und elektrischen Kontaktieren der Ankerwicklung, sodass die Relativposition einer mit der Geometrie zusammenwirkenden Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung relativ zu jedem Haken exakt definiert ist. Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Zähne jeweils in einen Bereich in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Lamellen oder auf jeweils einen Haken weisend angeordnet sind.Around an exact alignment of the commutator relative to another Element, in particular to the anchor packet of an electrical machine, Being able to realize is an embodiment preferred in which the gearing geometry one of the number Slats corresponding number of teeth. Different expressed the number does not necessarily correspond However, preferably, in the radial direction tapered teeth the number of lamella hooks for fixing and electrical contact the armature winding, so that the relative position of one with the geometry cooperating displacement and / or alignment device relative to every hook is exactly defined. Particularly preferred is a Embodiment in which the teeth respectively in an area in the circumferential direction between two adjacent lamellae or are arranged pointing to a hook.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Kommutators, bei der die jeweils einen Lamellenhaken aufweisenden Lamellen am Außenumfang des Kommutators angeordnet sind, wobei die Lamellenschlitze sich in axialer und radialer Richtung erstrecken. Anders ausgedrückt bilden die Lamellen, zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, die Mantelfläche des, zumindest näherungsweise, hohlzylindrischen Kommutators.Especially preferred is an embodiment of the commutator, in the lamellae each having a lamella hooks on the outer circumference the commutator are arranged, wherein the slat slots are extend in the axial and radial directions. In other words form the lamellae, at least in sections, preferably completely, the lateral surface of, at least approximately, hollow cylindrical commutator.

Die Erfindung führt auch auf ein System, umfassend einen nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Kommutator. Zusätzlich zu dem eine stirnseitige Geometrie (Ausrichtgeometrie) aufweisenden Kommutator umfasst das System eine Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung zum axialen Verschieben und/oder zum Verdrehen des Kommutators in Umfangsrichtung. Dabei umfasst die Verschiebe- und/oder Ausrichtvorrichtung eine zur stirnseitigen Geometrie des Kommutators korrespondierende Gegengeometrie, wobei die Geometrie und die Gegengeometrie derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sind, dass diese in Umfangsrichtung wirkende Drehmomente abstützen können. Es ist eine Ausführungsform des Systems realisierbar, bei der dieses neben dem Kommutator ausschließlich eine Verschiebeeinrichtung oder ausschließlich eine Ausrichtvorrichtung, oder aber eine Verschiebeeinrichtung und eine Ausrichteinrichtung aufweist. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Systems, bei der neben dem Kommutator eine kombinierte Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung vorgesehen ist.The Invention also leads to a system comprising one The commutator formed according to the concept of the invention. additionally to the one end face geometry (alignment geometry) having commutator The system comprises a displacement and / or alignment device for axial displacement and / or rotation of the commutator in the circumferential direction. In this case, the displacement and / or alignment device comprises a counter-geometry corresponding to the front-side geometry of the commutator, wherein the geometry and the counter-geometry are formed and coordinated with each other, that these acting in the circumferential direction torques can support. It is an embodiment of the system feasible, in which this next to the commutator exclusively a displacement device or exclusively an alignment device, or a displacement device and an alignment device having. Particularly preferred is an embodiment of the system, which has a combined displacement control next to the commutator. and / or alignment device is provided.

Um eine exakte Ausrichtung des Kommutators zu einem weiteren Element bewirken zu können, ist es bevorzugt, wenn die Gegengeometrie der Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung formkongruent zur stirnseitigen Geometrie des Kommutators ausgebildet ist.Around an exact alignment of the commutator to another element To be able to effect, it is preferred if the counter-geometry the displacement and / or alignment device conforming to the front side Geometry of the commutator is formed.

Bei der Verschiebe- und/oder Ausrichtvorrichtung kann es sich um einen Bestandteil einer Montagevorrichtung zum axialen Positionieren des Kommutators relativ zu einem Ankerpaket auf der Ankerwelle und/oder zum Ausrichten des Kommutators in Umfangsrichtung auf der Ankerwelle relativ zu dem Ankerpaket handeln. Bevorzugt handelt es sich bei dem Ankerpaket um ein Blechlamellenpaket.at the displacement and / or alignment device may be a Component of a mounting device for axial positioning of the commutator relative to an anchor packet on the armature shaft and / or for alignment the commutator in the circumferential direction on the armature shaft relative to the Anchor package act. The anchor packet is preferably used around a lamellar package.

Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei der Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung um einen Bestandteil einer Fertigungsvorrichtung, insbesondere einer Sägevorrichtung handeln, wobei die Verschiebe- und/oder Ausrichtvorrichtung insbesondere zum Ausrichten des Kommutators relativ zu mindestens einer Säge der Sägevorrichtung zum Einbringen von die Lamellen elektrisch voneinander isolierenden Lamellenschlitzen ausgebildet ist.Additionally or alternatively, it may be at the sliding and / or aligning to egg NEN part of a manufacturing device, in particular a sawing act, wherein the sliding and / or alignment device is designed in particular for aligning the commutator relative to at least one saw of the sawing device for introducing the lamellae electrically mutually insulating lamella slots.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigenFurther Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment as well as the drawing. This shows in the only one

1: eine perspektivische Ansicht eines Kommutators mit einer stirnseitigen Geometrie zum Ausrichten des Kommutators in Umfangsrichtung. 1 : A perspective view of a commutator with a frontal geometry for aligning the commutator in the circumferential direction.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

In 1 ist ein Kommutator 1 für eine nicht weiter dargestellte, an sich bekannte elektrische Maschine, insbesondere für einen Klein-Elektromotor für Verstellaufgaben in Kraftfahrzeugen, beispielsweise für einen Fensterheberantrieb, gezeigt. Der Kommutator 1 besteht aus einem Grundkörper 2 aus Kunststoff, der einen Nabenabschnitt 4 bildet, der radial innen vom Innenumfang einer in axialer Richtung verlaufenden, kreisförmig konturierten, Durchgangsöffnung 3 begrenzt wird. Die Durchgangsöffnung 3 dient zur Aufnahme einer Ankerwelle einer elektrischen Maschine, auf der der Kommutator 1 vorzugsweise mittels eines Presssitzes drehfest fixierbar ist.In 1 is a commutator 1 for a non-illustrated, known per se electric machine, in particular for a small electric motor for adjustment tasks in motor vehicles, for example, for a window regulator drive shown. The commutator 1 consists of a basic body 2 made of plastic, which has a hub section 4 forms, the radially inwardly from the inner periphery of an axially extending, circular contoured through hole 3 is limited. The passage opening 3 serves to receive an armature shaft of an electric machine on which the commutator 1 Preferably, by means of a press fit is rotatably fixed.

Am Außenumfang des Grundkörpers 2 sind eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Lamellen 5 aus Kupfer angeordnet. Jeweils zwei nebeneinander angeordnete Lamellen 5 sind über sich in axialer sowie ein Stück weit in radialer Richtung in den Grundkörper 2 hinein erstreckende Lamellenschlitze 6 voneinander getrennt und somit elektrisch voneinander isoliert. Die Lamellen 5 sind aus einem Metallband hergestellt, das beim Spritzen des Grundkörpers 2 in diesem verankert wurde. Durch Einbringen der Lamellenschlitze 6 mittels einer Sägevorrichtung bei der Fertigung des Kommutators 1 wurden aus dem Kupferband die einzelnen Lamellen 5 gefertigt.On the outer circumference of the main body 2 are a plurality of circumferentially spaced louvers 5 arranged from copper. Two lamellae arranged side by side 5 are about in the axial and some distance in the radial direction in the body 2 extending slat slots 6 separated from each other and thus electrically isolated from each other. The slats 5 are made of a metal band, which when spraying the main body 2 anchored in this. By inserting the slat slots 6 by means of a sawing device in the manufacture of the commutator 1 became the single lamellae from the copper band 5 manufactured.

Jede Lamelle 5 weist einen in axialer Richtung vorstehenden, gekrümmten Lamellenhaken 7 auf. Die Lamellenhaken 7 dienen zum Fixieren und elektrischen Kontaktieren einer nicht dargestellten Ankerwicklung. Die Ankerwicklung wird durch Warmverstemmen von den Lamellenhaken 7 geklemmt.Each lamella 5 has a projecting in the axial direction, curved lamella hooks 7 on. The lamellar hooks 7 serve for fixing and electrical contacting of an armature winding, not shown. The armature winding is made by hot caulking of the lamellar hooks 7 clamped.

Die Lamellen 5 bilden die durch die Lamellenschlitze 6 unterbrochene Mantelfläche 8 des im Wesentlichen hohlzylindrischen Kommutators 1, wobei während des Betriebs der elektrischen Maschine auf der Mantelfläche 8 Schleifkontakte gleiten, die die Lamellen 5 elektrisch kontaktieren.The slats 5 form the through the slat slots 6 interrupted lateral surface 8th the substantially hollow cylindrical commutator 1 , wherein during operation of the electric machine on the lateral surface 8th Slip contacts slide the slats 5 contact electrically.

In 1 ist der Kommutator 1 in einer Ansicht auf eine Stirnseite 9 gezeigt, die bei in der elektrischen Maschine montiertem Kommutator 1 von einem Ankerpaket abgewandt ist. Die Stirnseite 9 spielt bei dem gezeigten Kommutator 1 eine entscheidende Rolle sowohl bei der Herstellung des Kommutators 1, insbesondere beim Einbringen (Sägen) der Lamellenschlitze 6 sowie beim Fügen des Kommutators 1 auf die Ankerwelle, insbesondere beim axialen Weiterschieben des Kommutators 1 nach dem Wicklungsvorgang.In 1 is the commutator 1 in a view on a front side 9 shown in the mounted in the electric machine commutator 1 away from an anchor packet. The front side 9 plays with the shown commutator 1 a crucial role in both the manufacture of the commutator 1 , in particular during the insertion (sawing) of the slat slots 6 as well as when joining the commutator 1 on the armature shaft, in particular during the axial advancement of the commutator 1 after the winding process.

In die Stirnseite 9 ist eine vertiefte Geometrie 10 eingebracht. Diese befindet sich im Grundkörper 2 bzw. im Nabenabschnitt 4 und wurde als integrale Geometrie beim Herstellen des Grundkörpers 2, insbesondere beim Spritzgießen, durch eine entsprechende Werkzeugausformung eingebracht. Die Geometrie 10 ist konzentrisch zur Längsmittelachse L des Kommutators 1 ausgerichtet und weist eine umlaufende Verzahnungsstruktur 11 mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Zähnen 12 auf. Die Anzahl der Zähne 12 entspricht der Anzahl der Lamellen 5 und somit der Lamellenschlitze 6 als auch der Lamellenhaken 7. Die Zähne 12 laufen in radialer Richtung nach außen spitz zu, wobei zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Lamellen 5 ein Lamellenschlitz 6 vorgesehen ist.In the front page 9 is a recessed geometry 10 brought in. This is located in the body 2 or in the hub section 4 and was considered integral geometry in the manufacture of the main body 2 , In particular, during injection molding, introduced by a corresponding Werkzeugausformung. The geometry 10 is concentric with the longitudinal center axis L of the commutator 1 aligned and has a circumferential tooth structure 11 with a plurality of circumferentially juxtaposed teeth 12 on. The number of teeth 12 corresponds to the number of slats 5 and thus the slat slots 6 as well as the lamellar hooks 7 , The teeth 12 run in the radial direction outwardly pointed, wherein between each two circumferentially spaced lamellae 5 a slat slot 6 is provided.

Die Flanken 13, 14 der Zähne 12 der Verzahnungsstruktur 11 bilden Angriffsflächen zum Abstützen eines Drehmoments.The flanks 13 . 14 the teeth 12 the tooth structure 11 form attack surfaces for supporting a torque.

Zu der Geometrie 10 existiert eine nicht gezeigte, korrespondierende, vorzugsweise formkongruente Gegengeometrie an einer Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung, wobei diese Gegengeometrie für den gezeigten Kommutator 1 als erhabende Geometrie mit einer Verzahnungsstruktur ausgebildet ist, wobei die Zähne formkongruent in die als Vertiefungen ausgebildeten Zähne 12 der Geometrie 10 eingefügt werden können. Von der Gegengeometrie werden zu den Flanken 13, 14 passende Gegenflanken (Gegenabstützflächen) bereitgestellt.To the geometry 10 There is a not shown, corresponding, preferably conforming counter-geometry on a displacement and / or alignment, wherein this counter-geometry for the commutator shown 1 is formed as a raised geometry with a tooth structure, wherein the teeth form-congruent in the teeth formed as depressions 12 the geometry 10 can be inserted. From the counter geometry become the flanks 13 . 14 matching counter flanks (Gegenabstützflächen) provided.

Die Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung kann den Kommutator 1 axial entlang seiner Längsmittelachse L verschieben und ein Verdrehen des Kommutators 1 um die Längsmittelachse L aufgrund des Eingriffs der Gegengeometrie in die Geometrie 10 verhindern. Soll der Kommutator 1 zu einem weiteren Element, insbesondere einer Ankerplatte der elektrischen Maschine oder einer Säge bei der Fertigung des Kommutators 1 ausgerichtet werden, kann mit der Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung ein Verdrehen des Kommutators 1 um den gewünschten Verdrehwinkel um die Längsmittelachse L realisiert werden.The displacement and / or alignment device may be the commutator 1 move axially along its longitudinal central axis L and a rotation of the commutator 1 around the longitudinal central axis L due to the engagement of the counter-geometry in the geometry 10 prevent. Should the commutator 1 to a further element, in particular an anchor plate of the electric machine or a saw in the manufacture of the commutator 1 aligned who the, can with the displacement and / or alignment device twisting of the commutator 1 to the desired angle of rotation about the longitudinal central axis L can be realized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2003075436 A1 [0002] WO 2003075436 A1 [0002]

Claims (11)

Kommutator für eine elektrische Maschine, mit mehreren nebeneinander angeordneten durch Lamellenschlitze (6) voneinander getrennten Lamellen (5) zum Zusammenwirken mit Schleifkontakten und mit einer zentrischen Durchgangsöffnung (3) zum Aufschieben des Kommutators (1) auf eine Ankerwelle eines Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator (1) eine stirnseitige, zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einer Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung ausgebildete, Geometrie (10) aufweist.Commutator for an electric machine, with several juxtaposed by slat slots ( 6 ) separate slats ( 5 ) for interaction with sliding contacts and with a central passage opening ( 3 ) for pushing on the commutator ( 1 ) to an armature shaft of an electric motor, characterized in that the commutator ( 1 ) an end-side, designed for interlocking cooperation with a displacement and / or alignment, geometry ( 10 ) having. Kommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie (10) in einen die Durchgangsöffnung (3) radial außen umgebenden Nabenabschnitt (4) des Kommuators (1), vorzugsweise beim Spritzgießen, eingebracht ist.Commutator according to claim 1, characterized in that the geometry ( 10 ) into a passage opening ( 3 ) radially outwardly surrounding hub portion ( 4 ) of the commutator ( 1 ), preferably during injection molding, is introduced. Kommutator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie (10) erhaben und/oder vertieft ausgebildet ist.Commutator according to one of claims 1 or 2, characterized in that the geometry ( 10 ) is sublime and / or deepened. Kommutator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie (10) als Verzahnungsgeometrie mit sich in radialer Richtung erstreckenden und in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Zähnen (12) ausgebildet ist.Commutator according to one of the preceding claims, characterized in that the geometry ( 10 ) as a tooth geometry with extending in the radial direction and circumferentially adjacent teeth ( 12 ) is trained. Kommutator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungsgeometrie eine der Anzahl der Lamellen (5) entsprechende Anzahl an Zähnen (12) aufweist.Commutator according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth geometry is one of the number of lamellae ( 5 ) corresponding number of teeth ( 12 ) having. Kommutator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (12) jeweils in einen Bereich in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Lamellen (5) oder auf einen Lamellenhaken (7) weisend angeordnet sind.Commutator according to claim 5, characterized in that the teeth ( 12 ) in each case in a region in the circumferential direction between two adjacent lamellae ( 5 ) or on a lamellar hook ( 7 ) are arranged pointing. Kommutator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils einen Lamellenhaken (7) aufweisenden, voneinander über die sich in axialer Richtung erstreckenden Lamellenschlitze (6) elektrisch isolierten, Lamellen (5) am Außenumfang des Kommutators (1) angeordnet sind.Commutator according to one of the preceding claims, characterized in that the respective one lamella hooks ( 7 ), from each other via the extending in the axial direction slat slots ( 6 ) electrically insulated slats ( 5 ) on the outer circumference of the commutator ( 1 ) are arranged. System umfassend einen Kommutator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen stirnseitige Geometrie (10) mit einer korrespondierenden Gegengeometrie einer Verschiebe- und/oder Ausrichteinrichtung formschlüssig zusammenwirkt.System comprising a commutator ( 1 ) according to one of the preceding claims, whose frontal geometry ( 10 ) cooperates positively with a corresponding counter-geometry of a displacement and / or alignment device. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegengeometrie formkongruent zur Geometrie (10) des Kommutators (1) ausgebildet ist.System according to claim 8, characterized in that the counter-geometry is shape-congruent to the geometry ( 10 ) of the commutator ( 1 ) is trained. System nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebe- und/oder Ausrichtvorrichtung Bestandteil einer Montagevorrichtung zum axialen Positionieren des Kommutators (1) relativ zu einem Ankerpaket auf der Ankerwelle und/oder zum Ausrichten des Kommutators (1) in Umfangsrichtung auf der Ankerwelle relativ zu einem Ankerpaket ist.System according to one of claims 8 or 9, characterized in that the displacement and / or alignment device part of a mounting device for axially positioning the commutator ( 1 ) relative to an armature package on the armature shaft and / or for aligning the commutator ( 1 ) in the circumferential direction on the armature shaft relative to an armature core. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebe- und/oder Ausrichtvorrichtung Bestandteil einer Sägevorrichtung zum Ausrichten des Kommutators (1) relativ zu einer Säge zum Einbringen von die Lamellen (5) elektrisch voneinander isolierenden Lamellenschlitzen (6) ist.System according to one of claims 8 to 10, characterized in that the displacement and / or alignment device part of a sawing device for aligning the commutator ( 1 ) relative to a saw for introducing the slats ( 5 ) electrically insulating slat slots ( 6 ).
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