Die Erfindung betrifft einen Kommutator für eine elektrische Maschine, bei dem zumindest eine Lamelle mit einem zylinderförmigen Grundkörper verbunden ist, wobei die Lamelle hierzu mit einem Haltebereich in einer Nut des Grundkörpers angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kommutators für eine elektrische Maschine. Die elektrische Maschine kann beispielsweise für ein Hausgerät, wie eine Waschmaschine oder einen Wäschetrockner, bestimmt sein.The invention relates to a commutator for an electric machine, in which at least one lamella is connected to a cylindrical base body, the lamella being arranged for this purpose with a holding region in a groove of the base body. The invention also relates to a method for producing a commutator for an electric machine. The electric machine can be intended for example for a household appliance, such as a washing machine or a tumble dryer.
Bei einem Rotor einer elektrischen Maschine kann vorgesehen sein, Spulen zum Erzeugen eines magnetischen Feldes abwechselnd mit Strom zu versorgen. Zum Übertragen eines Stroms von einem Stator auf den rotierenden Rotor und zum abwechselnden Beschalten der einzelnen Spulen kann ein Kommutator verwendet werden. Dieser kann dann drehfest zum Beispiel mit einer Welle des Rotors verbunden sein. In 1 ist ein Querschnittsprofil eines bekannten Kommutators 10 schematisch dargestellt. Ein Grundkörper 11 des Kommutators 10 ist auf eine in 1 nicht dargestellte Welle eines Rotors gesteckt. Der Grundkörper 11 weist die Form eines Zylinders auf. Ein Verlauf einer Mantelfläche 13 der zylindrischen Form des Grundkörpers 11 ist in 1 gestrichelt dargestellt. Eine Rotationssymmetrieachse 12 der zylindrischen Form fällt mit der Rotationsachse der Welle des Rotors zusammen. In 1 verläuft die Rotationssymmetrieachse 12 senkrecht zur Bildebene. Ein nicht dargestellter Teil des Kommutators 10 erstreckt sich jenseits einer Symmetrielinie 14 spiegelsymmetrisch zu dieser weiter.In the case of a rotor of an electrical machine, provision can be made for alternately supplying current to coils for generating a magnetic field. For transferring a current from a stator to the rotating rotor and for alternately connecting the individual coils, a commutator can be used. This can then be rotatably connected, for example, with a shaft of the rotor. In 1 is a cross-sectional profile of a known commutator 10 shown schematically. A basic body 11 of the commutator 10 is on an in 1 not shown shaft of a rotor plugged. The main body 11 has the shape of a cylinder. A course of a lateral surface 13 the cylindrical shape of the body 11 is in 1 shown in dashed lines. A rotational symmetry axis 12 the cylindrical shape coincides with the axis of rotation of the shaft of the rotor. In 1 the rotational symmetry axis runs 12 perpendicular to the image plane. An unillustrated part of the commutator 10 extends beyond a line of symmetry 14 mirror-symmetric to this further.
Mit dem Grundkörper 11 sind Lamellen 15 des Kommutators 10 verbunden. Der Übersicht halber ist in 1 lediglich eine Lamelle mit einem Bezugszeichen versehen. Jede der Lamellen ist mit einem Ende eines Wicklungsdrahts der Spulen des Rotors verbunden. Durch Drehen des Rotors wird der Kommutator 10 um seine Rotationssymmetrieachse 12 rotiert. Die Lamellen 15 gleiten dann nacheinander unter einer Bürste 16 eines Stators hinweg. Dadurch wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Bürste 16 und einer jeweiligen Kontaktfläche 17 einer Lamelle 15 gebildet. Über die Bürste 16 und die sie berührende Lamelle fließt dann ein Strom in die mit der Lamelle verbundene Spule.With the main body 11 are slats 15 of the commutator 10 connected. For clarity's sake is in 1 only a blade provided with a reference numeral. Each of the fins is connected to one end of a winding wire of the coils of the rotor. Turning the rotor turns the commutator 10 about its rotational symmetry axis 12 rotates. The slats 15 then slide one at a time under a brush 16 of a stator. This will cause an electrical contact between the brush 16 and a respective contact surface 17 a lamella 15 educated. About the brush 16 and the blade contacting it then flows a current into the coil connected to the blade.
Die Lamellen 15 weisen jeweils eine längliche Grundform auf. Sie erstrecken sich der Länge nach parallel zur Rotationssymmetrieachse 12. Das in 1 gezeigte Querschnittsprofil der einzelnen Lamellen 15 ist senkrecht zu ihrer Längsachse gebildet. Von den Lamellen 15 steckt jeweils ein Teil in einer Nut 18 des Grundkörpers 11. Von den Nuten 18 ist in 1 ebenfalls nur eine mit einem Bezugszeichen versehen. Bei dem Kommutator 10 handelt es sich um einen Steckkommutator, das heißt die Lamellen 15 sind in die Nuten 18 eingesteckt worden, nachdem der Grundkörper 11 fertig gestellt war. Die Nuten 18 sind dazu an einer Stirnseite des Grundkörpers 11 offen. Über diese Öffnungen sind die Lamellen 15 der Länge nach in axialer Richtung, das heißt parallel zur Rotationssymmetrieachse 12, eingeschoben worden.The slats 15 each have an elongated basic shape. They extend lengthwise parallel to the rotational symmetry axis 12 , This in 1 shown cross-sectional profile of the individual slats 15 is formed perpendicular to its longitudinal axis. From the slats 15 one part is inserted in a groove 18 of the basic body 11 , From the grooves 18 is in 1 also only one provided with a reference numeral. At the commutator 10 it is a plug-in commutator, that is the slats 15 are in the grooves 18 been plugged in after the main body 11 was finished. The grooves 18 are to one end of the body 11 open. About these openings are the slats 15 lengthwise in the axial direction, ie parallel to the axis of rotational symmetry 12 , has been inserted.
Im Folgenden wird der in der Nut 18 befindliche Bereich einer Lamelle 15 als Haltebereich 19 bezeichnet. Ein aus der jeweiligen Nut 18 herausragender Bereich einer Lamelle 15 wird als Kontaktbereich 20 bezeichnet. Eine Oberfläche der Lamelle 15 im Kontaktbereich 20 bildet dabei die bereits beschriebene Kontaktfläche 17. Diese Bezeichnungen gelten auch für die übrigen, im Rahmen der Erläuterung der Erfindung dargestellten Kommutatoren.The following is the in the groove 18 located area of a lamella 15 as a holding area 19 designated. One from the respective groove 18 outstanding area of a lamella 15 becomes as contact area 20 designated. A surface of the lamella 15 in the contact area 20 forms the contact surface already described 17 , These designations also apply to the other commutators shown in the explanation of the invention.
Um eine Lamelle 15 während einer Rotation des Kommutators 10 gegen die Fliegkraft in der Nut 18 zu halten, ist ein Abschnitt 21 des Haltebereichs 19 keilförmig ausgebildet. Mit anderen Worten verjüngt sich das Querschnittsprofil der Lamelle 15 entlang einer radialen Richtung 22 kontinuierlich. Die radiale Richtung 22 ergibt sich dabei als ein von der Rotationssymmetrieachse 12 senkrecht abstehender Strahl, der auf die jeweilige Lamelle weist. Eine kontinuierliche Verjüngung meint, dass eine Funktion der senkrecht zur radialen Richtung 22 gemessenen Breite der Lamelle 15 in dem Abschnitt 21 eine stetige, streng monotone Funktion des Abstands zur Rotationssymmetrieachse 12 ist. Bei dem Kommutator 10 weist die durch die Verjüngung des Abschnitts 21 gebildete Keilform von der Rotationssymmetrieachse 12 weg. Der Abschnitt 21 endet dabei mit seinem schmalen Ende in einem Verbindungsbereich 23 zwischen dem Haltebereich 19 und dem Kontaktbereich 20. Durch die in dem Abschnitt 21 gebildete Keilform und die entsprechende Form der Nut 18 ist eine Schwalbenschwanzverbindung gebildet, durch welche die Lamelle 15 gegen die Zentrifugalkraft in der Nut 18 gehalten wird. Ein Steckkommutator, wie der Kommutator 10, wird beispielsweise von dem Unternehmen Kirkwood angeboten.Around a slat 15 during a rotation of the commutator 10 against the flying force in the groove 18 to hold on is a section 21 of the holding area 19 wedge-shaped. In other words, the cross-sectional profile of the lamella tapers 15 along a radial direction 22 continuously. The radial direction 22 results as one of the rotational symmetry axis 12 vertically projecting jet, which points to the respective lamella. A continuous taper means that a function is perpendicular to the radial direction 22 measured width of the lamella 15 in the section 21 a continuous, strictly monotonic function of the distance to the rotational symmetry axis 12 is. At the commutator 10 indicates the rejuvenation of the section 21 formed wedge shape of the rotational symmetry axis 12 path. The section 21 ends with its narrow end in a connection area 23 between the holding area 19 and the contact area 20 , By in the section 21 formed wedge shape and the corresponding shape of the groove 18 is a dovetail joint formed by which the lamella 15 against the centrifugal force in the groove 18 is held. A plug-in commutator, like the commutator 10 , for example, is offered by the company Kirkwood.
Bei Verwendung des Kommutators 10 in einer elektrischen Maschine muss gewährleistet sein, dass ein Außenumfang 24 des Kommutators 10 einen möglichst gleichmäßigen Außenradius 25 aufweist. Andernfalls entstehen im Betrieb der elektrischen Maschine unerwünschte Geräusche, wenn die Lamellen 15 unter der Bürste 16 entlang gleiten. Diese Geräusche werden als Bürstengeräusche bezeichnet.When using the commutator 10 In an electric machine, it must be ensured that an outer circumference 24 of the commutator 10 a uniform outer radius 25 having. Otherwise, unwanted noise will occur during operation of the electric machine when the louvers 15 under the brush 16 glide along. These noises are called brush noise.
Das Gleichmaß des Außenumfangs 24 wird durch die jeweilige Krümmung der Kontaktflächen 17 bestimmt. Um Bürstengeräusche zu vermeiden, ist bekannt, beim Herstellen eines Steckkommutators nach dem Einschieben der Lamellen 15 in die Nuten 18 durch eine Nachbearbeitung die Kontaktbereiche 20 derart umzuformen, dass sich Kontaktflächen 17 mit einem einheitlichen Krümmungsradius ergeben, der dem Außenradius 25 entspricht. Zum Nachbearbeiten wird der Kommutator 10 um seine Rotationssymmetrieachse 12 rotiert und der Kontaktbereich jeder Lamelle 15 mittels eines Werkzeugs 26 spanend bearbeitet.The uniformity of the outer circumference 24 is determined by the curvature of the contact surfaces 17 certainly. To avoid brush noise is known when making a plug-in commutator after inserting the lamellae 15 into the grooves 18 by post-processing the contact areas 20 to reshape so that contact surfaces 17 with a uniform radius of curvature, the outer radius 25 equivalent. For reworking the commutator 10 about its rotational symmetry axis 12 rotates and the contact area of each lamella 15 by means of a tool 26 machined.
Bei der Nachbearbeitung ergibt sich allerdings das Problem, dass durch das Werkzeug 26 eine Kraft auf die Kontaktbereiche 20 in eine Umfangsrichtung 27 wirkt. Dies hat zwei nachteilige Folgen: Ein erstes Problem besteht darin, dass die Lamelle in dem verhältnismäßig schmalen Verbindungsbereich 23 abknickt. Dann ragt eine Ecke des Kontaktbereichs 20 über den Außenumfang 24 hinaus. Diese Ecke wirkt dann wie ein Sägezahn, der im Betrieb der elektrischen Maschine an der Bürste 16 schabt. Dies erzeugt ein besonders lautes Bürstengeräusch. Außerdem nutzt die Bürste 16 dabei übermäßig schnell ab. Ein zweites Problem besteht darin, dass die von dem Werkzeug 26 in Umfangsrichtung 27 auf die Lamelle 15 ausgeübte Kraft im Haltebereich 19 auf den Grundkörper 12 übertragen wird. Durch die Keilform des Abschnitts 21 kann es dabei dazu kommen, dass ein Bereich des Grundkörpers 11 zwischen zwei Lamellen 15 in radialer Richtung nach außen gedrückt wird. Dies führt zu einer Dehnung des Materials des Grundkörpers in diesem Bereich. Dadurch können Risse in dem Grundkörper 11 entstehen, die sich in einem späteren Betrieb der elektrischen Maschine aufweiten, so dass die Lamellen nur noch locker in ihren Nuten sitzen. Dann kann sich ebenfalls ein unregelmäßig verlaufender Außenumfang des Kommutators ergeben, was wiederum zu lauteren Bürstengeräuschen und einer verstärkten Abnutzung der Bürste führt. Es kann auch dazu kommen, dass eine Lamelle aus ihrer Nut rutscht.In the post-processing, however, the problem arises that through the tool 26 a force on the contact areas 20 in a circumferential direction 27 acts. This has two disadvantageous consequences: a first problem is that the lamella is in the relatively narrow connection area 23 bends. Then a corner of the contact area protrudes 20 over the outer circumference 24 out. This corner then acts like a sawtooth, which in operation of the electric machine to the brush 16 scrapes. This generates a particularly loud brush noise. In addition, the brush uses 16 doing excessively fast. A second problem is that of the tool 26 in the circumferential direction 27 on the slat 15 applied force in the holding area 19 on the main body 12 is transmitted. By the wedge shape of the section 21 It can happen that an area of the body 11 between two slats 15 is pressed in the radial direction to the outside. This leads to an elongation of the material of the body in this area. This can cause cracks in the body 11 arise, which expand in a later operation of the electric machine, so that the slats sit only loosely in their grooves. Then an irregularly extending outer circumference of the commutator can also result, which in turn leads to loud brush noise and increased wear of the brush. It can also happen that a slat slips out of its groove.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für eine elektrische Maschine einen Kommutator bereitzustellen, mittels welchem ein geräusch- und verschleißarmer Betrieb der elektrischen Maschine möglich ist.The object of the present invention is to provide a commutator for an electric machine, by means of which a low-noise and low-wear operation of the electric machine is possible.
Die Aufgabe wird durch einen Kommutator gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kommutators gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kommutators und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch die Unteransprüche gegeben.The object is achieved by a commutator according to claim 1. The object is also achieved by a method for producing a commutator according to claim 11. Advantageous developments of the commutator according to the invention and of the method according to the invention are given by the subclaims.
Der erfindungsgemäße Kommutator weist einen zylinderförmigen Grundkörper auf, ähnlich demjenigen, wie er bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert ist. Des Weiteren umfasst der erfindungsgemäße Kommutator zumindest eine Lamelle, die mit dem Grundkörper verbunden ist, wobei ein Haltebereich der Lamelle in einer Nut des Grundkörpers angeordnet ist. Das Querschnittsprofil der Lamelle ist in dem Haltebereich in einem ersten Abschnitt in radialer Richtung kontinuierlich verjüngt ausgebildet, wobei die Lamelle aber zur Rotationssymmetrieachse hin verjüngt ist. Mit anderen Worten kann das Querschnittsprofil der Lamelle bei dem erfindungsgemäßen Kommutator eine Keilform aufweisen, die zur Rotationssymmetrieachse hin weist. Wieder anders ausgedrückt ist das Querschnittsprofil der Lamelle also in dem verjüngten ersten Abschnitt wie eine Spitze bzw. ein Trapezes geformt. Als Alternative zur Keilform kann der erste Abschnitt auch derart ausgebildet sein, dass die Lamelle ein bauchiges oder ballonförmiges oder kreisförmiges Querschnittsprofil aufweist.The commutator according to the invention has a cylindrical base body, similar to that already used in connection with FIG 1 is explained. Furthermore, the commutator according to the invention comprises at least one lamella which is connected to the base body, wherein a holding region of the lamella is arranged in a groove of the base body. The cross-sectional profile of the lamella is continuously tapered in the holding region in a first section in the radial direction, but the lamella is tapered towards the rotational symmetry axis. In other words, in the case of the commutator according to the invention, the cross-sectional profile of the lamella can have a wedge shape pointing towards the rotational symmetry axis. In other words, the cross-sectional profile of the lamella is thus shaped in the tapered first section like a tip or a trapezoid. As an alternative to the wedge shape, the first portion may also be formed such that the lamella has a bulbous or balloon-shaped or circular cross-sectional profile.
Der erfindungsgemäße Kommutator weist den Vorteil auf, dass in dem ersten Abschnitt die Berührungsfläche der Lamelle mit einer Wandung der Nut des Grundkörpers derart bezüglich der radialen Richtung schräg ausgerichtet ist, dass eine Kraftübertragung von der Lamelle auf den Grundkörper ermöglicht ist, durch welche sich stets eine Stauchung des Materials des Grundkörpers ergibt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, dass es bei der Nachbearbeitung zu Rissen im Material des Grundkörpers aufgrund einer Dehnung des Materials kommt. Die Lamellen sitzen somit auch nach der Nachbearbeitung noch fest in den Nuten.The commutator according to the invention has the advantage that, in the first section, the contact surface of the lamella is obliquely aligned with a wall of the groove of the base body with respect to the radial direction, so that a force transmission from the lamella to the base body is enabled, through which there is always one Compression of the material of the body results. This advantageously prevents cracks occurring in the material of the base body due to stretching of the material during post-processing. The slats are thus still firmly in the grooves even after finishing.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kommutators weist der Verbindungsbereich zwischen dem aus dem Grundkörper herausragenden Kontaktbereich der Lamelle und dem Haltebereich der Lamelle eine Breite auf, die größer als die Breite der Lamelle an dem schmalen Ende des verjüngten ersten Abschnitts ist. Mit anderen Worten ist die Lamelle im Verbindungsbereich breiter als an demjenigen Ende des kontinuierlich verjüngten Abschnitts, das der Rotationssymmetrieachse zugewandt ist. Die Lamelle ist im Verbindungsbereich zwischen dem Haltebereich und dem Kontaktbereich somit breiter ausgestaltet als eine Lamelle aus dem Stand der Technik, die mittels einer Schwalbenschwanzverbindung in ihrer Nut gehalten ist. Durch den breiten Verbindungsbereich ist somit das Risiko vermindert, dass der Kontaktbereich bei der Nachbearbeitung abknickt.According to an advantageous development of the commutator according to the invention, the connection region between the contact area of the lamella protruding from the main body and the holding region of the lamella has a width which is greater than the width of the lamella at the narrow end of the tapered first section. In other words, the fin is wider in the connection area than at the end of the continuously tapered portion facing the rotational symmetry axis. The lamella is thus made wider in the connecting region between the holding region and the contact region than a lamella of the prior art, which is held in its groove by means of a dovetail joint. The wide connection area thus reduces the risk of the contact area buckling during post-processing.
In einer anderen, vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kommutators weist das Querschnittsprofil der Lamelle in dem Haltebereich an einem der Rotationssymmetrieachse zugewandten Ende der Lamelle einen verbreiterten, zweiten Abschnitt auf. Entsprechend ist in der Nut des Grundkörpers ein Hinterschnitt ausgebildet, in welchen der verbreiterte Abschnitt eingreift. Durch Anordnen des verbreiterten Abschnitts an dem der Rotationssymmetrieachse nächsten Ende der Lamelle ergibt sich der Vorteil, dass Zugkräfte, die beispielsweise durch eine Fliegkraft von der Lamelle auf den Grundkörper ausgeübt werden, im Inneren des Grundkörpers und nicht nahe an seiner Mantelfläche auf den Grundkörper übertragen werden. Dies vermindert das Risiko einer Rissbildung im Material des Grundkörpers.In another advantageous development of the commutator according to the invention, the cross-sectional profile of the lamella in the holding region has a widened, second section on an end of the lamella facing the rotational symmetry axis. Accordingly, an undercut is formed in the groove of the base body, in which engages the widened portion. By arranging the widened portion at the end of the blade closest to the rotational symmetry axis, the result is the advantage that tensile forces exerted by the blade on the base body, for example, by a flying force, are transmitted to the base body in the interior of the base body and not close to its lateral surface. This reduces the risk of cracking in the material of the body.
Der zur Rotationssymmetrieachse hin verjüngte erste und der entsprechend verbreiterte zweite Abschnitt sind bei der erfindungsgemäßen Lamelle bevorzugt beabstandet zueinander angeordnet, so dass sich zwischen diesen beiden Abschnitten ein Übergangsbereich befindet. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Lamelle im Übergangsbereich kann bei der erfindungsgemäßen Lamelle eine Möglichkeit bereitgestellt werden, die Lamelle gezielt elastisch zu verformen. Im Querschnittsprofil kann die Lamelle in dem Übergangsbereich beispielsweise eine konstante Breite aufweisen.The first and the corresponding widened second section, which are tapered towards the rotational symmetry axis, are preferably arranged at a distance from one another in the case of the lamella according to the invention, so that there is a transitional region between these two sections. By a corresponding design of the blade in the transition region, a possibility can be provided in the blade according to the invention to deform the blade targeted elastic. In the cross-sectional profile, the lamella may, for example, have a constant width in the transition region.
Der verbreiterte zweite Abschnitt kann dabei zur Rotationssymmetrieachse hin kontinuierlich verbreitert sein. Mit anderen Worten ist der zweite Abschnitt beispielsweise keilförmig bzw. trapezförmig ausgebildet. Das Querschnittsprofil der Lamelle weist somit in dem zweiten Abschnitt die Form einer Spitze auf, die in radialer Richtung von der Rotationssymmetrieachse weg weist. Zusammen mit dem ersten Abschnitt ergeben sich somit zwei Keilformen, zwischen denen ein Bereich des Grundkörpers eingekeilt ist. Dies ermöglicht es, die Lamelle in der Nut festzuklemmen und hierbei ausschließlich eine Stauchung des Materials des Grundkörpers zu verursachen.The widened second section can be widened continuously towards the rotational symmetry axis. In other words, the second section is for example wedge-shaped or trapezoidal. The cross-sectional profile of the lamella thus has, in the second section, the shape of a tip pointing away from the axis of rotational symmetry in the radial direction. Together with the first section thus results in two wedge shapes, between which an area of the body is wedged. This makes it possible to clamp the lamella in the groove and thereby only to cause a compression of the material of the body.
Die Lamelle kann mittels zumindest eines Fixierkörpers in der Nut festgeklemmt sein. Dann ist es möglich, eine Lamelle zu verwenden, die nicht derart genau gefertigt ist, dass sie spielfrei in der Nut sitzt. Durch Einführen des Fixierkörpers kann eine solche Lamelle stets in einem gewünschten Maß dann fixiert werden. Für den Fall, dass die Lamelle den verbreiterten, zweiten Abschnitt an ihrem der Rotationssymmetrieachse zugewandten Ende aufweist, ist der Fixierkörper bevorzugt in radialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt angeordnet.The lamella can be clamped in the groove by means of at least one fixing body. Then it is possible to use a lamella, which is not made so accurate that it sits without play in the groove. By inserting the fixing body, such a lamella can always be fixed to a desired degree. In the event that the lamella has the widened, second portion at its end facing the rotational symmetry axis, the fixing body is preferably arranged in the radial direction between the first and the second portion.
Eine andere, vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kommutators ergibt sich, wenn die Lamelle in ihrer Endposition in der Nut durch Dehnen in radialer Richtung elastisch verformt ist. Die Lamelle ist dabei derart gedehnt, dass ein Material einer Wandung des Grundkörpers, welche den verjüngten ersten Abschnitt der Lamelle berührt, gestaucht ist. Mit anderen Worten ist die Lamelle derart fest in der Nut eingeklemmt, dass der verjüngte erste Abschnitt stets eine Kraft auf die Wandung der Nut ausübt.Another advantageous development of the commutator according to the invention results when the blade is elastically deformed in its end position in the groove by stretching in the radial direction. The lamella is stretched so that a material of a wall of the base body, which contacts the tapered first portion of the lamella, is compressed. In other words, the lamella is clamped so tightly in the groove that the tapered first portion always exerts a force on the wall of the groove.
Ein Teil dieser Kraft wird dabei auf benachbarte Lamellen übertragen, so dass diese hierdurch in ihrer Nut eingeklemmt werden. Insgesamt klemmen sich die Lamellen somit gegenseitig in ihren Nuten fest, wenn mehrere Lammellen entlang eines Umfangs des Grundkörpers in einem Kreis angeordnet sind.Part of this force is transferred to adjacent lamellae, so that they are thereby clamped in their groove. Overall, the lamellae thus clamp each other in their grooves, if several lambs along a circumference of the body are arranged in a circle.
Durch die auf die Wandung der Nut wirkende Kraft ist auch besonders wirkungsvoll vermieden, dass beim Nachbearbeiten des Kommutators Risse in dem Material des Grundkörpers entstehen. Indem die Lamelle nämlich in dem ersten Abschnitt bereits in einer Ruhelage einen Druck auf die Wandung des Grundkörpers ausübt, kann es selbst bei einer kurzzeitigen elastischen Verformung der Lamelle, wie sie durch das Werkzeug während des Nachbearbeitens verursacht werden kann, lediglich zu einer kurzzeitigen Entspannung des Materials der Wandung kommen, nicht aber zu einer Dehnung desselben.By acting on the wall of the groove force is also particularly effectively avoided that cracks in the material of the body arise during the post-processing of the commutator. In fact, since the lamella exerts a pressure on the wall of the main body already in a rest position in the first section, it can only lead to a brief relaxation of the lamella, even if the lamella deforms for a short time, as may be caused by the tool during reworking Material of the wall come, but not to an expansion of the same.
Der Kontaktbereich der Lamelle weist bevorzugt eine Kontaktfläche zum Ermöglichen eines elektrischen Kontakts mit einer Kommutatorbürste auf, bei welcher ein in Unfangsrichtung an die Kontaktfläche angrenzender Randbereich abgerundet ist. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise das Bürstengeräusch weiter verringern.The contact region of the lamella preferably has a contact surface for enabling an electrical contact with a commutator brush, in which an edge region adjoining the contact surface in the circumferential direction is rounded. As a result, the brush noise can be further reduced in an advantageous manner.
Dazu kann die Lamelle bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kommutators in dem verjüngten ersten Abschnitt eine gekrümmte Wand aufweisen. Dadurch kann sich die Lamelle bei der Nachbearbeitung in der Nut verdrehen, wenn das Werkzeug eine entsprechend große Kraft auf den Kontaktbereich der Lamelle ausübt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Kontaktbereich am Rand seiner Kontaktfläche während des Nachbearbeitens automatisch abgerundet wird. Durch diese abgerundeten, schrägen Stoßflächen des Kontaktbereichs ergeben sich im Betrieb der elektrischen Maschine besonders leise Bürstengeräusche. Die Wand der Lamelle ist vorzugsweise gleichmäßig gekrümmt. Der verjüngte erste Abschnitt ist dann kreisförmig. Dann lässt sich die Lamelle besonders leicht in der Nut verdrehen.For this purpose, in an advantageous development of the commutator according to the invention, the lamella may have a curved wall in the tapered first section. As a result, the blade can rotate in the post-processing in the groove when the tool exerts a correspondingly large force on the contact region of the blade. This has the advantage that the contact area at the edge of its contact surface is automatically rounded during reworking. These rounded, oblique abutting surfaces of the contact area result in the operation of the electrical machine particularly quiet brush noise. The wall of the blade is preferably uniformly curved. The tapered first section is then circular. Then the slat is particularly easy to turn in the groove.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kommutators kann der Grundkörper beispielsweise aus einem Kunststoff oder einer Keramik gefertigt sein. Die Lamelle kann beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder Aluminium gefertigt sein.In the described embodiments of the commutator according to the invention, the base body can be made, for example, from a plastic or a ceramic. The lamella can be made of copper, a copper alloy or aluminum, for example.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Kommutators werden in einem ersten Schritt Lamellen ausgebildet, die einen Haltebereich aufweisen, bei dem in einem Querschnittsprofil ein erster Abschnitt verjüngt ist. In einem zweiten Schritt wird ein zylinderförmiger Grundkörper bereitgestellt. Die Lamellen werden mit dem Grundkörper in einem dritten Schritt durch Einschieben des jeweiligen Haltebereichs jeder Lamelle in jeweils eine Nut des Grundkörpers verbunden. Der jeweilige verjüngte erste Abschnitt wird hierbei derart angeordnet, dass die Lamelle in dem ersten Abschnitt zu einer Rotationssymmetrieachse des Grundkörpers hin verjüngt ist. In einem darauf folgenden vierten Schritt werden der Grundkörper und die mit diesem verbundenen Lamellen um die Rotationssymmetrieachse des Grundkörpers rotiert. In einem fünften Schritt werden jeweilige, aus dem Grundkörper herausragende Kontaktbereiche der Lamellen bearbeitet und hierdurch Kontaktflächen mit einem einheitlichen Krümmungsradius ausgebildet. Dieser letzte Schritt entspricht dem bereits beschriebenen Nachbearbeiten des Kommutators.In the method according to the invention for producing a commutator, fins are formed in a first step, which have a holding region, in which a first section is tapered in a cross-sectional profile. In a second step, a cylindrical base body is provided. The lamellae are connected to the main body in a third step by inserting the respective holding region of each lamella in each case a groove of the body connected. The respective tapered first section is in this case arranged such that the lamella is tapered in the first section to a rotational symmetry axis of the main body. In a subsequent fourth step, the base body and the lamellae connected to it are rotated about the rotation axis of symmetry of the base body. In a fifth step, respective contact areas of the lamellae projecting from the main body are machined, thereby forming contact surfaces with a uniform radius of curvature. This last step corresponds to the already described reworking of the commutator.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist sichergestellt, dass beim Nachbearbeiten eine von einem Werkzeug auf die Lamellen ausgeübte Kraft über den verjüngten ersten Abschnitt derart in den Grundkörper abgeleitet wird, dass dieser nicht reißt. Somit ist ein Nachbearbeiten des Kommutators möglich, ohne dass Risse in dem Grundkörper entstehen. So kann also in vorteilhafter Weise ein Kommutator bereitgestellt werden, bei dem die Lamellen auch nach dem Bearbeiten fest in ihren Nuten sitzen, so dass im Betrieb der elektrischen Maschine lediglich ein geringes Bürstengeräusch verursacht wird.By means of the method according to the invention, it is ensured that, during reworking, a force exerted by a tool on the lamellae is diverted via the tapered first section into the base body such that it does not tear. Thus, a reworking of the commutator is possible without causing cracks in the body. Thus, advantageously, a commutator can be provided in which the slats sit firmly in their grooves even after machining, so that only a slight brush noise is caused during operation of the electric machine.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in vorteilhafter Weise weitergebildet, wenn die Lamellen derart ausgebildet werden, dass eine jeweilige Oberfläche der Kontaktbereiche der Lamellen einen Krümmungsradius aufweist, welcher kleiner als ein Krümmungsradius einer Mantelfläche des zylinderförmigen Grundkörpers ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Randbereiche der Kontaktflächen, die in dem fünften Schritt ausgebildeten werden, zur Mantelfläche des Kommutators hin abgerundet sind. Natürlich müssen die Kontaktbereiche dazu derart bearbeitet werden, dass ein an eine jeweilige Kontaktfläche in Umfangsrichtung angrenzender Randbereich gemäß dem ursprünglichen Krümmungsradius der Oberfläche abgerundet bleibt. Durch die abgerundeten Randbereiche ist das Entstehen von lauten Bürstengeräuschen in der bereits beschriebenen Weise vermieden.The inventive method is further developed in an advantageous manner, when the lamellae are formed such that a respective surface of the contact regions of the lamellae has a radius of curvature which is smaller than a radius of curvature of a lateral surface of the cylindrical base body. This results in the advantage that the edge regions of the contact surfaces, which are formed in the fifth step, are rounded off towards the lateral surface of the commutator. Of course, the contact areas have to be processed in such a way that an edge area adjoining a respective contact area in the circumferential direction remains rounded in accordance with the original radius of curvature of the surface. Due to the rounded edge regions the emergence of loud brush noise is avoided in the manner already described.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich auch entsprechend den im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kommutator beschriebenen Weiterbildungen ebenfalls weitergebildet werden. Dann ergeben sich auch die entsprechenden weiteren Vorteile.Of course, the method according to the invention can also be developed in accordance with the further developments described in connection with the commutator according to the invention. Then there are the corresponding further advantages.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert. Dazu zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to examples. This shows:
1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Steckkommutators gemäß dem Stand der Technik; 1 a schematic representation of a cross section of a plug-in commutator according to the prior art;
2A eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Steckkommutators gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommutators; 2A a schematic representation of a cross section of a plug-in commutator according to a first embodiment of the commutator according to the invention;
2B eine schematische Darstellung einer Frontalansicht einer Stirnseite des Steckkommutators gemäß der ersten Ausführungsform; 2 B a schematic representation of a front view of an end face of the plug-in commutator according to the first embodiment;
2C eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer einzelnen Lamelle des Steckkommutators gemäß der ersten Ausführungsform; 2C a schematic representation of a perspective view of a single blade of the plug-in commutator according to the first embodiment;
2D eine schematische Darstellung einer Frontalansicht einer Stirnseite der Lamelle von 2C; 2D a schematic representation of a frontal view of an end face of the blade of 2C ;
3A eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Steckkommutators gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommutators; 3A a schematic representation of a cross section of a plug-in commutator according to a second embodiment of the commutator according to the invention;
3B eine schematische Darstellung einer Frontalansicht einer Stirnseite eines Steckkommutators gemäß der zweiten Ausführungsform; 3B a schematic representation of a front view of an end face of a plug-in commutator according to the second embodiment;
3C eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer einzelnen Lamelle des Steckkommutators gemäß der zweiten Ausführungsform; 3C a schematic representation of a perspective view of a single blade of the plug-in commutator according to the second embodiment;
3D eine schematische Darstellung einer Frontalansicht einer Stirnseite der Lamelle von 3C; 3D a schematic representation of a frontal view of an end face of the blade of 3C ;
3E eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Ringes mit Stiften, der zu dem Steckkommutator gemäß der zweiten Ausführungsform gehört; 3E a schematic representation of a perspective view of a ring with pins, which belongs to the plug-in commutator according to the second embodiment;
4A eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Steckkommutators gemäß einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommutators; 4A a schematic representation of a cross section of a plug-in commutator according to a third embodiment of the commutator according to the invention;
4B eine schematische Darstellung einer Frontalansicht einer Stirnseite des Steckkommutators gemäß der dritten Ausführungsform; 4B a schematic representation of a front view of an end face of the plug-in commutator according to the third embodiment;
4C eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht einer einzelnen Lamelle des Steckkommutators gemäß der dritten Ausführungsform; und 4C a schematic representation of a perspective view of a single blade of the plug-in commutator according to the third embodiment; and
4D eine schematische Darstellung einer Frontalansicht einer Stirnseite der Lamelle von 4C. 4D a schematic representation of a frontal view of an end face of the blade of 4C ,
Die Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar. The examples illustrate preferred embodiments of the invention.
Die im Folgenden im Zusammenhang mit den Beispielen und den Figuren erläuterten Merkmale der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kommutators sind auch in Alleinstellung oder in einer anderen als der durch die Beispiele und die Figuren veranschaulichten Kombination als Bestandteil der Erfindung zu verstehen.The features of the embodiments of the commutator according to the invention explained below in connection with the examples and the figures are to be understood as a component of the invention, either alone or in any other than the combination illustrated by the examples and the figures.
In 2A ist ein Ausschnitt eines Querschnittsprofils eines Kommutators 28 gezeigt. Das Querschnittsprofil ist in der gleichen Weise gebildet wie das Querschnittsprofil in 1. Insbesondere entspricht eine in 2A dargestellte Rotationssymmetrieachse 12 derjenigen von 1. Daher sind für die beiden Achsen gleiche Bezugszeichen vergeben. Entsprechend sind auch weitere, in Bezug auf die Rotationssymmetrieachse 12 ermittelte Größen in 2A mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1.In 2A is a section of a cross-sectional profile of a commutator 28 shown. The cross-sectional profile is formed in the same way as the cross-sectional profile in FIG 1 , In particular, corresponds to a in 2A illustrated rotational symmetry axis 12 those of 1 , Therefore, the same reference numerals are given for the two axes. Corresponding are also other, with respect to the rotational axis of symmetry 12 determined sizes in 2A provided with the same reference numerals as in 1 ,
Bei dem in 2A gezeigten Kommutator 28 stecken in einem Grundkörper 29 Lamellen 30, von denen in 2A der Übersichtlichkeit halber lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Ein Haltebereich 31 der Lamelle 30 befindet sich dabei in einer Nut 32 des Grundkörpers 30. Unter dem Haltebereich 31 wird daher derjenige Teil der Lamelle 30 verstanden, der sich in dem Grundkörper 29 erstreckt. Ein aus dem Grundkörper 29 heraus ragender Teil der Lamelle 30 bildet einen Kontaktbereich 38.At the in 2A shown commutator 28 stuck in a body 29 slats 30 of which in 2A for clarity, only one is provided with a reference numeral. A holding area 31 the slat 30 is located in a groove 32 of the basic body 30 , Under the holding area 31 becomes therefore that part of the lamella 30 understood in the body 29 extends. One from the main body 29 protruding part of the lamella 30 forms a contact area 38 ,
In einem ersten Abschnitt 33 verjüngt sich die Lamelle 30 kontinuierlich zur Rotationssymmetrieachse 12 hin. Mit anderen Worten nimmt eine Breite b der Lamelle 30 in dem in 2A dargestellten Querschnittsprofil zur Rotationssymmetrieachse 12 hin stetig ab. Die Breite b ist senkrecht zu einer durch die radiale Richtung 22 bestimmte Achse A gemessen.In a first section 33 the lamella tapers 30 continuously to the axis of rotational symmetry 12 out. In other words, a width b of the louver decreases 30 in the 2A illustrated cross-sectional profile to the rotational axis of symmetry 12 steadily down. The width b is perpendicular to one through the radial direction 22 certain axis A measured.
In einem zweiten Abschnitt 34 ist die Lamelle 30 kontinuierlich zur Rotationssymmetrieachse 12 hin verbreitert. Der zweite Abschnitt 34 befindet sich an einem Ende der Lamelle 30, das die Lamelle 30 zur Rotationssymmetrieachse 12 hin abschließt. Zwischen den beiden einander zugewandten Keilen bzw. Pfeilen, die durch die beiden Abschnitte 33 und 34 gebildet sind, befindet sich ein Übergangsbereich 35 mit einer konstanten Breite. Der Übergangsbereich 35 der Lamelle 30 bildet ein Abstandselement zwischen den beiden Abschnitten 33 und 34.In a second section 34 is the slat 30 continuously to the axis of rotational symmetry 12 widened. The second section 34 is located at one end of the lamella 30 that the slat 30 to the axis of rotational symmetry 12 concludes. Between the two facing wedges or arrows, passing through the two sections 33 and 34 are formed, there is a transition area 35 with a constant width. The transition area 35 the slat 30 forms a spacer between the two sections 33 and 34 ,
Die Lamelle 30 ist elastisch verformt. Insbesondere ist der Übergangsbereich 35 der Lamelle 30 gedehnt. Dadurch übt die Lamelle 30 in dem ersten Abschnitt 33 und dem zweiten Abschnitt 34 an einer Berührfläche mit dem Grundkörper 29 Druckkräfte 36, 37 aus. Hierdurch ist ein Material des Grundkörpers 29 an den Berührflächen gestaucht. Die Lamelle 30 sitzt deshalb sehr fest in der Nut 32.The slat 30 is elastically deformed. In particular, the transition region 35 the slat 30 stretched. As a result, the lamella exercises 30 in the first section 33 and the second section 34 at a contact surface with the main body 29 compressive forces 36 . 37 out. This is a material of the body 29 compressed at the contact surfaces. The slat 30 therefore sits very firmly in the groove 32 ,
Durch die Keilform der Abschnitte 33 und 34 weisen die Druckkräfte 36, 37 jeweils auch eine Kraftkomponente auf, welche zu einer jeweils benachbarten Lamelle hin weist. Diese Kraftkomponente wird von dem Grundkörper 29 auf diese benachbarte Lamelle übertragen, wobei die Wandung der benachbarten Nut entsprechend gegen die benachbarte Lamelle drückt. Insgesamt klemmen sich die Lamellen hierdurch gegenseitig in ihren Nuten fest.Due to the wedge shape of the sections 33 and 34 have the pressure forces 36 . 37 each also a force component, which points to a respective adjacent blade. This force component is taken from the main body 29 transferred to this adjacent slat, the wall of the adjacent groove presses against the adjacent slat accordingly. Overall, the slats thereby clamp each other firmly in their grooves.
Von der Lamelle 30 ragt aus dem Grundkörper 29 der Kontaktbereich 38 heraus. Eine Oberfläche des Kontaktbereichs 38 weist einen Krümmungsradius 39 auf, der kleiner als ein Krümmungsradius einer Mantelfläche 13 des Kommutators 28 ist. Durch Nachbearbeiten des Kommutators 28 in der beschriebenen Weise können die Kontaktbereiche 38 in ihrer Form derart verändert werden, dass Kontaktflächen ausgebildet werden, die alle einen einheitlichen Krümmungsradius aufweisen, der einem gewünschten Außenradius 25 des Kommutators 28 entspricht, so dass sich ein gleichmäßig verlaufender Außenumfang 24 ergibt. Indem dabei von Lamellen ausgegangen wird, die vor der Bearbeitung Oberflächen mit dem Krümmungsradius 39 aufweisen, ergeben sich entlang einer Umfangsrichtung 27 des Kommutators 28 an Rändern der jeweiligen Kontaktflächen abgerundete Bereiche 40.From the slat 30 protrudes from the main body 29 the contact area 38 out. A surface of the contact area 38 has a radius of curvature 39 on, the smaller than a radius of curvature of a lateral surface 13 of the commutator 28 is. By reworking the commutator 28 in the manner described, the contact areas 38 be changed in shape such that contact surfaces are formed, all of which have a uniform radius of curvature of a desired outer radius 25 of the commutator 28 corresponds, so that a uniformly extending outer circumference 24 results. By starting from lamellae, the surfaces before machining with the radius of curvature 39 have, arise along a circumferential direction 27 of the commutator 28 at the edges of the respective contact surfaces rounded areas 40 ,
Ein Verbindungsbereich 41 zwischen dem Kontaktbereich 38 und dem Haltebereich 31 ist bei der Lamelle 30 breiter als ein der Rotationssymmetrieachse 12 zugewandtes Ende des ersten Abschnitts 33. Mit anderen Worten ist der Verbindungsbereich 41 breiter als der Übergangsbereich 35. Dadurch ist die Lamelle 30 in dem Verbindungsbereich 41 besonders steif, wodurch wirkungsvoll verhindert ist, dass der Kontaktbereich 38 beim Nachbearbeiten des Kommutators 28 abknickt.A connection area 41 between the contact area 38 and the holding area 31 is at the lamella 30 wider than one of the rotational symmetry axis 12 facing end of the first section 33 , In other words, the connection area 41 wider than the transition area 35 , This is the lamella 30 in the connection area 41 particularly stiff, which effectively prevents the contact area 38 when reworking the commutator 28 bends.
Durch die Keilform des ersten Abschnitts 33 ist des Weiteren ermöglicht, eine beim Nachbearbeiten auf die Lamelle 30 ausgeübte Kraft materialschonend in den Grundkörper 29 abzuleiten. Diese Kraft kann z. B. durch ein Werkzeug, wie dem in 1 dargestellten Werkzeug 26, auf den Kontaktbereich 38 wirken, wenn der Kommutator 28 in der beschriebenen Weise beispielsweise gegen den Uhrzeigersinn um seine Rotationssymmetrieachse 12 gedreht und das Werkzeug dann gegen die Kontaktbereiche 38 gedrückt wird. Das Werkzeug übt dann eine Kraft auf den Kontaktbereich 38 in die Umfangsrichtung 27 aus. Über den Verbindungsbereich 41 wird die Kraft in den Haltebereich 31 geleitet, der die Kraft dann auf den Grundkörper 29 überträgt. Im verjüngten ersten Abschnitt 33 wird hierbei die Druckkraft 36 auf den Grundkörper 29 vergrößert. Damit wird das Material des Grundkörpers 29 in diesen Bereich weiter gestaucht. Im Gegensatz zu einem Steckkommutator, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird das Material des Grundkörpers 29 somit also bei der Nachbearbeitung nicht gedehnt. Entsprechend ist auch eine Rissbildung vermieden.By the wedge shape of the first section 33 It also allows one to be reworked on the lamella 30 applied force gentle on the material in the body 29 derive. This force can z. B. by a tool such as in 1 illustrated tool 26 , on the contact area 38 act when the commutator 28 in the manner described, for example, counterclockwise about its rotational symmetry axis 12 rotated and then the tool against the contact areas 38 is pressed. The tool then applies a force to the contact area 38 in the circumferential direction 27 out. About the connection area 41 the force is in the holding area 31 passed the force then on the body 29 transfers. In the rejuvenated first section 33 here is the pressure force 36 on the main body 29 increased. This becomes the material of the main body 29 further compressed in this area. In contrast to a plug-in commutator, as is known from the prior art, the material of the base body 29 thus not stretched during post-processing. Accordingly, cracking is avoided.
Zwischen dem ersten Abschnitt 33 und den Kontaktbereich 38 ist innerhalb der Nut 32 ein Spalt 42 ausgebildet. Durch den Spalt 42 ist es ermöglicht, dass der Abschnitt 33 der Lamelle 30 eine Scherbewegung entlang einer Wandung des Grundkörpers ausführt. Eine solche Bewegung kann beispielsweise dadurch verursacht werden, dass das Werkzeug bei der Nachbearbeitung den Kontaktbereich 38 in Umfangsrichtung 27 auslenkt und sich hierdurch die Lamelle 30 elastisch verformt. Durch den Spalt 42 ist dabei vermieden, dass die Scherbewegung des Abschnitts 33 blockiert wird und hierbei das Material des Grundkörpers 29 gedehnt wird.Between the first section 33 and the contact area 38 is inside the groove 32 A gap 42 educated. Through the gap 42 it allows that section 33 the slat 30 performs a shearing motion along a wall of the body. Such a movement can be caused, for example, by the fact that the tool during post-processing the contact area 38 in the circumferential direction 27 deflects and thereby the lamella 30 elastically deformed. Through the gap 42 This avoids the shearing movement of the section 33 is blocked and in this case the material of the body 29 is stretched.
In 2B ist von dem im Zusammenhang mit 2A beschriebenen Kommutator 28 eine Ansicht einer Stirnseite gezeigt. Bei der gezeigten Ansicht verläuft die Rotationssymmetrieachse 12 senkrecht zur Bildebene der Figur. In 2B ist derjenige Bereich des Kommutators 28, zu dem in 2A das Querschnittsprofil gezeigt ist, durch einen Kreis K markiert.In 2 B is related to that 2A described commutator 28 a view of a front side shown. In the view shown, the rotational symmetry axis runs 12 perpendicular to the image plane of the figure. In 2 B is that part of the commutator 28 to which in 2A the cross-sectional profile is shown, marked by a circle K.
Die im Zusammenhang mit 2A beschriebenen Nuten 32 des Grundkörpers 29 sind zu der gezeigten Stirnseite hin offen. Daher ist in 2B die Lage der Haltebereiche 31 der einzelnen Lamellen 30 in den jeweiligen Nuten 32 sichtbar. Die Lamellen 30 sind bei dem Kommutator 28 in Umfangsrichtung in einem Kreis an dem Grundkörper 29 angeordnet. Aufgrund der kreisförmigen Anordnung klemmen sich die Lamellen insgesamt durch die von jeder Lamelle 30 auf den Grundkörper 29 ausgeübten Druckkräfte 36 und 37 gegenseitig in ihren Nuten fest.The related to 2A described grooves 32 of the basic body 29 are open to the end face shown. Therefore, in 2 B the location of the holding areas 31 the individual slats 30 in the respective grooves 32 visible, noticeable. The slats 30 are at the commutator 28 in the circumferential direction in a circle on the base body 29 arranged. Due to the circular arrangement, the slats are clamped by the total of each slat 30 on the main body 29 exerted pressure forces 36 and 37 stuck each other in their grooves.
Jede Lamelle weist einen Anschlusskontakt 43 auf, über welchen sie mit einem Draht einer Spule des Rotors elektrisch verbunden werden kann. In 26 ist lediglich ein Anschlusskontakt mit einem Bezugszeichen versehen.Each lamella has a connection contact 43 via which it can be electrically connected to a wire of a coil of the rotor. In 26 only one terminal contact is provided with a reference numeral.
Der Grundkörper 29 weist eine Durchgangsöffnung 44 auf, so dass der Kommutator 28 auf eine Welle eines Rotors einer elektrischen Maschine gesteckt werden kann.The main body 29 has a passage opening 44 on, leaving the commutator 28 can be plugged onto a shaft of a rotor of an electrical machine.
In 2C ist eine einzelne Lamelle 30 des Kommutators 28 gezeigt. Die Lamelle 30 weist eine längliche Form auf. Zum Verbinden der Lamelle 30 mit dem Grundkörper 29 wird die Lamelle 30 entlang ihrer Längserstreckung 45 in die entsprechende Nut 32 in dem Grundkörper 29 eingeschoben. Dabei wird zuerst dasjenige Ende der Lamelle 30 in die Nut gesteckt, an dem sich der Anschlusskontakt 43 befindet. Ein gegenüberliegendes Ende weist eine Nase 46 im Haltebereich 31 der Lamelle auf. Mittels der Nase 46 ist es möglich, die Lamelle 30 in ihrer Nut festzuklemmen.In 2C is a single lamella 30 of the commutator 28 shown. The slat 30 has an elongated shape. For connecting the slat 30 with the main body 29 becomes the lamella 30 along its longitudinal extent 45 in the corresponding groove 32 in the main body 29 inserted. First, the end of the slat 30 inserted into the groove where the connection contact 43 located. An opposite end has a nose 46 in the holding area 31 the slat on. By means of the nose 46 is it possible to use the lamella 30 clamp in its groove.
Durch punktierte Linien ist in 2C eine Schnittlinie der Lamelle mit einer gedachten Ebene angedeutet, für welche das in 2A gezeigte Querschnittsprofil der Lamelle gebildet sein kann. Das Querschnittsprofil von 2A ist dabei aus einer Blickrichtung von dem Anschlusskontakt 43 her dargestellt.By dotted lines is in 2C a section line of the lamella indicated with an imaginary plane, for which the in 2A shown cross-sectional profile of the blade may be formed. The cross-sectional profile of 2A is from a viewing direction of the connection contact 43 shown here.
In 2D ist eine Ansicht der Lamelle 30 aus einer Perspektive gezeigt, wie sie der Perspektive der in 2B dargestellten Stirnseitenansicht entspricht. Zur besseren Orientierung ist in 2D die Achse A gezeigt, die bereits in Zusammenhang mit 2A beschrieben wurde. Im folgenden sind beispielhaft Maßangaben für die einzelnen Elemente der Lamelle 30 angegeben. Breitenangaben beziehen sich dabei auf eine Abmessung der Lamelle 30, die senkrecht zur Achse A und in der Ebene des Querschnittsprofils, das in 2A dargestellt ist, gemessen sind. Höhenangaben sind parallel zur Achse A gemessen. Winkelangaben sind ebenfalls in der Ebene des erwähnten Querschnittsprofils gemessen.In 2D is a view of the slat 30 shown from a perspective as they perspective the in 2 B illustrated end view corresponds. For better orientation is in 2D the axis A already shown in connection with 2A has been described. The following are exemplary measures of the individual elements of the lamella 30 specified. Width specifications refer to a dimension of the lamella 30 which are perpendicular to the axis A and in the plane of the cross-sectional profile, in 2A is shown measured. Altitudes are measured parallel to axis A. Angles are also measured in the plane of the mentioned cross-sectional profile.
Eine Breite B1 des Kontaktbereichs 38 kann 3 mm betragen. Eine Breite B2 des Verbindungsbereichs 41 kann 1,4 mm betragen. Eine Breite B3 des Anschlusskontakts 43 kann 1,2 mm betragen. Eine Breite B4 des Übergangsbereichs 35 kann 0,6 mm betragen. Die Breite B4 des Übergangsbereichs ist somit kleiner als die Breite B2 des Verbindungsbereichs. Ein der Rotationssymmetrieachse 12 abgewandtes Ende des ersten Abschnitts 33 und ein der Rotationssymmetrieachse 12 zugewandtes Ende des zweiten Abschnitts 34 können jeweils eine Breite B5 von 2 mm aufweisen. Der Kontaktbereich 38, der Verbindungsbereich 41 und der Haltebereich 31 können zusammen eine Höhe H1 von 5,2 mm aufweisen. Eine Höhe H2 der Lamelle 30 von einem flachsten Abschnitt des Kontaktbereichs 38 bis zu dem in 2D unteren Ende der Lamelle 30 kann 4,8 mm betragen. Eine Höhe H3, die von den beiden breiten Enden des ersten Abschnitts 33 und des zweiten Abschnitts 34 gemessen ist, kann 3,6 mm betragen. Bei den Höhenangaben ist dabei jeweils eine Höhe der Nase 46 mit enthalten. Die Höhe der Nase kann dabei 0,35 mm betragen. In dem Bereich des in 2A dargestellten Querschnittprofils ergeben sich somit Höhen, die jeweils um die Höhe der Nase geringer sind als die im Zusammenhang mit 2D angegebenen Maße. Die Längserstreckung 45 des Haltebereichs 31 bzw. des Kontaktbereichs 38 kann 19 mm betragen.A width B1 of the contact area 38 can be 3 mm. A width B2 of the connection area 41 can be 1.4 mm. A width B3 of the terminal 43 can be 1.2 mm. A width B4 of the transition region 35 can be 0.6 mm. The width B4 of the transition region is thus smaller than the width B2 of the connection region. One of the rotational symmetry axis 12 opposite end of the first section 33 and one of the rotational symmetry axis 12 facing end of the second section 34 can each have a width B5 of 2 mm. The contact area 38 , the connection area 41 and the holding area 31 can together have a height H1 of 5.2 mm. A height H2 of the slat 30 from a flattest section of the contact area 38 up to the in 2D lower end of the slat 30 can be 4.8 mm. A height H3 from the two broad ends of the first section 33 and the second section 34 can be 3.6 mm. The height information is in each case a height of the nose 46 included. The height of the nose can be 0.35 mm. In the area of in 2A shown cross-sectional profiles thus result in heights, which are each lower by the height of the nose than those associated with 2D given dimensions. The longitudinal extension 45 of the holding area 31 or the contact area 38 can be 19 mm.
Eine Wandung des ersten Abschnitts 33 kann mit einer Ebene, die senkrecht zu der Achse A gebildet ist, einen Winkel W1 von 60° einschließen. Eine Wandung des zweiten Abschnitts 34 kann mit dieser Ebene einen Winkel W2 von ebenfalls 60° einschließen. A wall of the first section 33 may include an angle W1 of 60 ° with a plane formed perpendicular to the axis A. A wall of the second section 34 may include an angle W2 of 60 ° with this plane as well.
In 3A ist ein Ausschnitt einer Querschnittsansicht eines Kommutators 28' gezeigt. Die Querschnittsansicht ist in der gleichen Weise gebildet wie es im Zusammenhang mit dem Kommutator 28 in 2A bereits erläutert ist. Bei dem Kommutator 28' stecken in einem Grundkörper 29' Lamellen 30', von denen in 3A der Übersichtlichkeit halber nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist.In 3A is a section of a cross-sectional view of a commutator 28 ' shown. The cross-sectional view is formed in the same way as it is in connection with the commutator 28 in 2A already explained. At the commutator 28 ' stuck in a body 29 ' slats 30 ' of which in 3A for clarity, only one is provided with a reference numeral.
Der Grundkörper 29' ist im Aufbau und in seiner Beschaffenheit mit dem Grundkörper 29 vergleichbar. Insbesondere weist der Grundkörper 29' eine Rotationssymmetrieachse 12 auf, die senkrecht zur Bildebene von 3A ausgerichtet ist. Entsprechend ergibt sich auch für den Grundkörper 29' für die einzelnen Lamellen 30' jeweils eine radiale Richtung 22 senkrecht zur Rotationssymmetrieachse 12 und eine zugehörige Achse A.The main body 29 ' is in construction and in its texture with the main body 29 comparable. In particular, the basic body 29 ' a rotational symmetry axis 12 on, perpendicular to the image plane of 3A is aligned. The same results for the main body 29 ' for the individual slats 30 ' each a radial direction 22 perpendicular to the rotational symmetry axis 12 and an associated axis A.
Der Grundkörper 29' weist Nuten 32' auf, in welche die Lamellen 30' von einer Stirnseite des Grundkörpers 29' her eingeschoben sind. Bei den Lamellen 30' sind ein Kontaktbereich 38', ein Verbindungsbereich 41' und ein erster Abschnitt 33' eines Haltebereichs 31' sowie ein Übergangsbereich 35' in ihrer Funktion und ihrem Aufbau mit den entsprechenden Elementen der Lamelle 30 vergleichbar. Daher sind für entsprechende Elemente gleiche Bezugszeichen vergeben, wobei die Bezugszeichen in 3A in gestrichener Form angegeben sind.The main body 29 ' has grooves 32 ' on, in which the slats 30 ' from one end face of the main body 29 ' are inserted. At the slats 30 ' are a contact area 38 ' , a connection area 41 ' and a first section 33 ' a holding area 31 ' as well as a transition area 35 ' in their function and structure with the corresponding elements of the lamella 30 comparable. Therefore, like reference numerals are given for corresponding elements, wherein the reference numerals in 3A are indicated in canceled form.
Im Folgenden wird lediglich auf eine einzelne Lamelle 30' Bezug genommen. Die Beschreibung trifft aber auch auf die übrigen Lamellen zu. Bei der Lamelle 30' ist im Unterschied zur Lamelle 30 ein zweiter Abschnitt 34' zur Rotationssymmetrieachse 12 hin stufenartig verbreitert. Zwischen dem ersten Abschnitt 33' und dem zweiten Abschnitt 34' befinden sich zwei Stifte 48. Sie weisen jeweils eine längliche Form auf und erstrecken sich parallel zur Rotationssymmetrieachse 12. Durch Stifte 48 ist die Lamelle 30' in ihrer Nut 32' festgeklemmt. Sie sind ebenfalls über die offene Stirnseite des Grundkörpers 29' in die Nut 32' eingeschoben. Beim Einschieben wurde eine Kraft aufgewendet, so dass die Lamelle 30' entlang der Achse A gedehnt wurde und die Lamelle 30' somit in der gezeigten Lage elastisch verformt ist. Dadurch ergibt sich ein besonders fester Sitz der Lamelle 30' in der Nut 32'. Durch die elastische Verformung der Lamelle 30' wirken auf den Grundköper 29' Druckkräfte ähnlich denjenigen, wie sie im Zusammenhang mit der elastischen Verformung der Lamelle 30 und dem Grundkörper 29 als Druckkräfte 36 und 37 beschriebenen sind.The following is merely a single slat 30 ' Referenced. The description also applies to the other slats. At the slat 30 ' is unlike the lamella 30 a second section 34 ' to the axis of rotational symmetry 12 gradually widened. Between the first section 33 ' and the second section 34 ' There are two pins 48 , They each have an elongated shape and extend parallel to the rotational axis of symmetry 12 , By pins 48 is the slat 30 ' in her groove 32 ' clamped. They are also over the open end of the body 29 ' in the groove 32 ' inserted. When inserting a force was expended, so that the lamella 30 ' along the axis A was stretched and the lamella 30 ' thus is elastically deformed in the position shown. This results in a particularly tight fit of the blade 30 ' in the groove 32 ' , Due to the elastic deformation of the lamella 30 ' act on the basic body 29 ' Compressive forces similar to those associated with the elastic deformation of the lamella 30 and the body 29 as compressive forces 36 and 37 are described.
In 3B ist eine Stirnseite des Kommutators 28' gezeigt. Die Perspektive der Darstellung in 3B entspricht derjenigen der 2B. Durch einen Kreis K' ist derjenige Ausschnitt angedeutet, der in 3A in der Querschnittsansicht gezeigt ist. Die zum Betrachter hin offenen Nuten des Grundkörpers 29' sind teilweise durch einen Ring 49 abgedeckt. Der Ring 49 wird im Zusammenhang mit 3E näher erläutert.In 3B is an end face of the commutator 28 ' shown. The perspective of the representation in 3B corresponds to that of 2 B , By a circle K 'that section is indicated, in 3A is shown in cross-sectional view. The view of the open grooves of the body 29 ' are partly through a ring 49 covered. The ring 49 is related to 3E explained in more detail.
In 3C ist eine einzelne Lamelle 30' in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, wie sie derjenigen von 2C entspricht. Durch eine gestrichelte Linie ist ein Verlauf eines Schnitts einer gedachten Ebene mit der Lamelle 30' gezeigt, welche der Schnittebene der Querschnittsansicht von 3A entsprechen kann. Das Querschnittsprofil von 3A ist dabei aus einer Blickrichtung von dem Anschlusskontakt 43' der Lamelle 30' zur Schnittebene hin gezeigt.In 3C is a single lamella 30 ' shown in a perspective view, as those of 2C equivalent. By a dashed line is a course of a section of an imaginary plane with the lamella 30 ' shown which of the sectional plane of the cross-sectional view of 3A can correspond. The cross-sectional profile of 3A is from a viewing direction of the connection contact 43 ' the slat 30 ' shown to the cutting plane.
In 3D ist eine Frontalansicht der Lamelle 30' entsprechend derjenigen von 2D gezeigt. Zu der Lamelle 30' werden im Folgenden beispielhafte Abmessungen einzelner Elemente angegeben. Die Abmessungen sind dabei in der gleichen Weise ermittelt, wie es im Zusammenhang mit 2D erläutert ist.In 3D is a frontal view of the lamella 30 ' according to those of 2D shown. To the slat 30 ' In the following example dimensions of individual elements are given. The dimensions are determined in the same way as related to 2D is explained.
Bei der Lamelle 30' kann eine Breite B1' des Kontaktbereichs 38' 3 mm betragen. Eine Breite 62' des Verbindungsbereichs 41' kann 1,4 mm betragen. Eine Breite B3' des Anschlusskontakts 43' kann 1,2 mm betragen. Eine Breite B4' des Übergangsbereichs 35' kann 0,8 mm betragen. Die Breite B2' des Übergangsbereichs 41' ist damit größer als ein der Rotationssymmetrieachse 12 zugewandtes Ende des ersten Abschnitts 33', der an diesem Ende die Breite B4' des Übergangsbereichs 35' aufweist. Eine Breite B5' des verbreiterten zweiten Abschnitts 34' kann 2 mm betragen. Eine Breite B6' des ersten Abschnitts 33' kann an der breitesten Stelle 2,4 mm betragen.At the slat 30 ' can be a width B1 'of the contact area 38 ' 3 mm. A width 62 ' of the connection area 41 ' can be 1.4 mm. A width B3 'of the terminal 43 ' can be 1.2 mm. A width B4 'of the transition area 35 ' can be 0.8 mm. The width B2 'of the transition area 41 ' is thus larger than one of the rotational symmetry axis 12 facing end of the first section 33 ' at this end, the width B4 'of the transition area 35 ' having. A width B5 'of the widened second section 34 ' can be 2 mm. A width B6 'of the first section 33 ' can be 2.4 mm at the widest point.
Eine Höhe H1' der Lamelle 30' von dem zweiten Abschnitt 34' bis einschließlich des Kontaktbereichs 38' kann 5,2 mm betragen. Eine Höhe des Kontaktbereichs 38' kann an der dicksten Stelle, die auf der Achse A liegt, 0,8 mm betragen. Eine Höhe eines flachsten Bereichs des Kontaktbereichs 38', der sich in Umfangsrichtung an einem Rand des Kontaktbereichs 38' befindet, kann 0,4 mm betragen. Entsprechend ergibt sich in diesem Fall eine Höhe H2' vom zweiten Abschnitt 34' bis einschließlich der flachsten Stelle des Kontaktbereichs 38' von 4,8 mm und eine Höhe H3' von dem zweiten Abschnitt 34' bis einschließlich des Verbindungsbereichs 41' von 4,4 mm. Eine Höhe H4' von der Stufe, die durch die stufenweise Verbreiterung der Lamelle 30' im zweiten Abschnitt 34' gebildet ist, bis zu einem der Rotationssymmetrieachse 12 abgewandten Ende des ersten Abschnitts 33' kann 2,6 mm betragen. Eine Höhe H5' des zweiten Abschnitts 34' kann 1 mm betragen.A height H1 'of the lamella 30 ' from the second section 34 ' up to and including the contact area 38 ' can be 5.2 mm. A height of the contact area 38 ' may be 0.8 mm at the thickest point located on axis A. A height of a flattest area of the contact area 38 ' extending circumferentially at an edge of the contact area 38 ' can be 0.4 mm. Accordingly, in this case, a height H2 'results from the second section 34 ' up to and including the flattest part of the contact area 38 ' of 4.8 mm and a height H3 'from the second section 34 ' up to and including the connection area 41 ' of 4.4 mm. A height H4 'from the level through the Gradual widening of the lamella 30 ' in the second section 34 ' is formed, up to one of the rotational symmetry axis 12 opposite end of the first section 33 ' can be 2.6 mm. A height H5 'of the second section 34 ' can be 1 mm.
Wände des ersten Abschnitts 33', durch welche die Keilform des ersten Abschnitts 33' gebildet ist, können in einem Winkel W1' von 60° zueinander ausgerichtet sein.Walls of the first section 33 ' through which the wedge shape of the first section 33 ' is formed, can be aligned at an angle W1 'of 60 ° to each other.
In 3E ist eine perspektivische Ansicht des Rings 49 gezeigt. Mit dem Ring 49 sind die Stäbe bzw. Stifte 48 verbunden, mittels welchen die Lamellen 30' in den Nuten 32' festgeklemmt sind. Von den Stiften 48 sind in 3E lediglich drei mit einem Bezugszeichen versehen. Die Stifte 48 können entlang der Rotationssymmetrieachse 12 keilförmig verjüngt ausgebildet sein. Der Ring 49 mit den damit verbundenen Stiften 48 kann beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt sein. Er kann aus Kunststoff oder einem anderen elektrisch nicht leitendem Material bestehen.In 3E is a perspective view of the ring 49 shown. With the ring 49 are the bars or pins 48 connected, by means of which the slats 30 ' in the grooves 32 ' are clamped. From the pins 48 are in 3E only three provided with a reference numeral. The pencils 48 can along the rotational symmetry axis 12 be formed tapered wedge-shaped. The ring 49 with the associated pins 48 can be made for example by an injection molding process. It can be made of plastic or other electrically non-conductive material.
Nach Einstecken der Lamellen 30' in die jeweiligen Nuten 32' des Grundkörpers 29' sind die Lamellen 30' lediglich lose in den Nuten 32' angeordnet. Durch Einschieben der Stifte 48 in die Nuten 32' werden die Lamellen 30' in der beschriebenen Weise festgeklemmt. Mittels des Rings 49 lassen sich alle Stifte 48 gleichzeitig in die Nuten 32' schieben. Der Ring 49 vereinfacht das Einschieben dadurch in vorteilhafter Weise.After inserting the slats 30 ' in the respective grooves 32 ' of the basic body 29 ' are the slats 30 ' only loose in the grooves 32 ' arranged. By inserting the pins 48 into the grooves 32 ' become the slats 30 ' clamped in the manner described. By means of the ring 49 can all pins 48 at the same time in the grooves 32 ' slide. The ring 49 simplifies the insertion in an advantageous manner.
In 4A ist ein weiterer Kommutator 28'' mit einem Grundkörper 29'' und Lamellen 30'' gezeigt, wobei von den Lamellen 30'' der Übersichtlichkeit halber wiederum lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. 4A zeigt eine Querschnittsansicht, die den Querschnittsansichten der 2A und 3A entspricht. Im Folgenden ist im Zusammenhang mit 4A lediglich der Unterschied der Form der Lamellen 30'' zu derjenigen der Lamelle 30 beschrieben. Es wird lediglich auf eine einzelne Lamelle 30'' Bezug genommen, wobei auch die übrigen Lamellen des Kommutators 28'' die beschriebenen Eigenschaften aufweisen.In 4A is another commutator 28 '' with a basic body 29 '' and lamellae 30 '' shown, with the lamellae 30 '' For the sake of clarity, again only one is provided with a reference numeral. 4A shows a cross-sectional view, the cross-sectional views of 2A and 3A equivalent. The following is related to 4A only the difference in the shape of the slats 30 '' to that of the lamella 30 described. It is only on a single lamella 30 '' With reference also to the other fins of the commutator 28 '' have the properties described.
In der in 4A gezeigten Querschnittsansicht weist das Querschnittsprofil der Lamelle 30'' einen kreisförmigen Bereich 50 auf. An einem einer Rotationssymmetrieachse 12 zugewandten Ende des Bereichs 50 ist ein zur Rotationssymmetrieachse 12 hin verjüngter Abschnitt 33'' ausgebildet. Der Abschnitt 33'' ist durch gekrümmte Wände der Lamelle 30'' gebildet. Anstelle des kreisförmigen Bereichs 50 kann bei der Lamelle 30'' auch ein bauchiger oder ballonförmiger Bereich ausgebildet sein, bei dem die gekrümmten Wände keine gleichmäßige Krümmung aufweisen.In the in 4A shown cross-sectional view has the cross-sectional profile of the blade 30 '' a circular area 50 on. At one of a rotational symmetry axis 12 facing the end of the area 50 is one to the axis of rotational symmetry 12 tapered section 33 '' educated. The section 33 '' is through curved walls of the slat 30 '' educated. Instead of the circular area 50 can at the lamella 30 '' also a bulbous or balloon-shaped area may be formed, in which the curved walls do not have a uniform curvature.
In dem Abschnitt 33'' kann von der Lamelle 30'' eine Kraft auf den Grundkörper 29'' in einer Weise übertragen werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem keilförmigen Abschnitt 33 der Lamelle 30 als Druckkraft 36 beschrieben wurde. Somit weisen der Abschnitt 33'' und der Abschnitt 33 die gleiche Funktionalität auf.In the section 33 '' can from the lamella 30 '' a force on the body 29 '' be transmitted in a manner already associated with the wedge-shaped section 33 the slat 30 as a compressive force 36 has been described. Thus, the section 33 '' and the section 33 the same functionality.
Beim Nachbearbeiten mit einem Werkzeug, wie es beispielsweise in 1 im Zusammenhang mit dem Werkzeug 26 beschrieben ist, dreht sich der kreisförmige Bereich 50 unter Einwirkung der von dem Werkzeug ausgeübten Kraft um einen Drehpunkt 51, so dass sich ein Kontaktbereich 38'' der Lamelle 30'' neigt. Dadurch wird ein Übergangsbereich 35'' der Lamelle 30'' gedehnt. Sobald das Werkzeug keine Kraft mehr auf den Kontaktbereich 38'' ausübt, zieht sich der Übergangsbereich 35'' wieder zusammen. Hierdurch wird der Kontaktbereich 38'' dann wieder in die in 4A gezeigte Lage ausgerichtet.When reworking with a tool, such as in 1 in the context of the tool 26 is described, the circular area rotates 50 under the action of the force exerted by the tool about a pivot point 51 so that is a contact area 38 '' the slat 30 '' inclines. This will create a transitional area 35 '' the slat 30 '' stretched. Once the tool no longer has power on the contact area 38 '' exercise, the transition area extends 35 '' together again. This will be the contact area 38 '' then back in the 4A shown location aligned.
Durch das Neigen des Kontaktbereichs 38'' entstehen bei der Nachbearbeitung Kontaktflächen, bei denen ein angrenzender Randbereich in Umfangsrichtung 27 abgerundet ist. Wie bereits beschrieben, vermindern diese abgerundeten Bereiche in einem späteren Betrieb des Kommutators in einer elektrischen Maschine Bürstengeräusche.By tilting the contact area 38 '' arise during post-contact surfaces, in which an adjacent edge region in the circumferential direction 27 is rounded. As previously described, these rounded areas reduce brush noise in later operation of the commutator in an electric machine.
Der Grundkörper 29'' weist Stege 52 auf, die parallel zur Rotationssymmetrieachse 12 verlaufen. In 4A ist lediglich ein Steg mit einem Bezugszeichen versehen. Die Stege 52 stützen benachbarte Kontaktbereiche 38'', wenn diese beim Nachbearbeiten durch das Werkzeug zu weit ausgelenkt werden. Dadurch ist in vorteilhafter Weise vermieden, dass die Lamelle 30'' oder der Grundkörper 29'' beim Nachbearbeiten beschädigt werden.The main body 29 '' has webs 52 on, parallel to the axis of rotational symmetry 12 run. In 4A is merely a bridge provided with a reference numeral. The bridges 52 support adjacent contact areas 38 '' if they are deflected too far during reworking by the tool. This advantageously prevents the lamella 30 '' or the main body 29 '' to be damaged during reworking.
In 4B ist eine Stirnseite des Kommutators 28'' gezeigt. Die Perspektive der Darstellung in 4B entspricht derjenigen der 2B und 3B. Durch einen Kreis ist entsprechend derjenige Ausschnitt angedeutet, von dem in 4A das Querschnittsprofil gezeigt ist.In 4B is an end face of the commutator 28 '' shown. The perspective of the representation in 4B corresponds to that of 2 B and 3B , By a circle is correspondingly indicated that section of which in 4A the cross-sectional profile is shown.
In 4C ist eine einzelne Lamelle 30'' in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, die denjenigen in den 2C und 3C entspricht. Durch eine gestrichelte Linie ist ein Verlauf eines Schnitts einer gedachten Ebene mit der Lamelle 30'' gezeigt, welche der Schnittebene der Querschnittsansicht von 4A entsprechen kann. Die Querschnittsansicht von 4A ist dabei aus einer Sicht von einem Anschlusskontakt 43'' der Lamelle 30'' zu der Schnittebene hin gebildet.In 4C is a single lamella 30 '' shown in a perspective view, those in the 2C and 3C equivalent. By a dashed line is a course of a section of an imaginary plane with the lamella 30 '' shown which of the sectional plane of the cross-sectional view of 4A can correspond. The cross-sectional view of 4A is from a viewpoint of a connection contact 43 '' the slat 30 '' formed towards the cutting plane.
In 4D ist eine Frontalansicht der Lamelle 30'' entsprechend derjenigen der 2D und 3D gezeigt. Zu der Lamelle 30'' sind im Folgenden beispielhaft Abmessungen einzelner Elemente angegeben. Die Abmessungen sind wieder in der bereits beschriebenen Weise ermittelt.In 4D is a frontal view of the lamella 30 '' according to those of 2D and 3D shown. To the slat 30 '' In the following example dimensions of individual elements are given. The dimensions are determined again in the manner already described.
Bei der Lamelle 30'' kann eine Breite B1' des Kontaktbereichs 38'' 2,6 mm betragen. Eine Breite B2'' eines Verbindungsbereichs 41'' zwischen dem Kontaktbereich 38'' und dem kreisförmigen Bereich 50 kann 1,2 mm betragen. Auch der Anschlusskontakt 43'' kann die Breite B2'' aufweisen. Eine Breite B3'' des Übergangsbereichs 35'' kann 0,8 mm betragen. Die Breite B2'' des Verbindungsbereichs 41'' ist damit größer als die Breite B3'' des Übergangsbereichs 35''. Eine Breite B4'' eines kontinuierlich verbreitert ausgebildeten zweiten Abschnitts am in 4D unteren Ende der Lamelle 30'' kann 2 mm betragen. Die kontinuierliche Verbreiterung kann durch Wände der Lamelle gebildet sein, die in einem Winkel W1'' zueinander stehen, der 70° betragen kann.At the slat 30 '' can be a width B1 'of the contact area 38 '' 2.6 mm. A width B2 "of a connection area 41 '' between the contact area 38 '' and the circular area 50 can be 1.2 mm. Also the connection contact 43 '' may have the width B2 ''. A width B3 "of the transition area 35 '' can be 0.8 mm. The width B2 "of the connection area 41 '' is thus greater than the width B3 '' of the transition region 35 '' , A width B4 "of a continuously widened second section at the in 4D lower end of the slat 30 '' can be 2 mm. The continuous broadening may be formed by walls of the lamella, which are at an angle W1 '' to each other, which may be 70 °.
Ein Krümmungsradius R1'' der Wände der Lamelle in dem kreisförmigen Bereich 50 kann 1,1 mm betragen.A radius of curvature R1 "of the walls of the sipe in the circular area 50 can be 1.1 mm.
Eine Höhe der Lamelle 30'' von ihrem in 4D unteren Ende bis einschließlich des Kontaktbereichs 38'' kann 5,2 mm betragen. Eine Höhe des Kontaktbereichs 38'' kann an der höchsten Stelle, die auf der Achse A liegt, 1 mm betragen. Eine Höhe eines flachsten Bereichs des Kontaktbereichs 38'', der sich in Umfangsrichtung 27 an einem Rand des Kontaktbereichs 38'' befindet, kann 0,6 mm betragen. Entsprechend ergibt sich in diesem Fall eine Höhe H1'' vom unteren Ende der Lamelle 30'' bis zu der flachsten Stelle des Kontaktbereichs 38'' von 4,8 mm und eine Höhe H2'' von dem unteren Ende bis einschließlich des Verbindungsbereichs 41'' von 4,2 mm. Eine Höhe H3'' vom unteren Ende bis zum Drehpunkt 51 kann 2,78 mm betragen. Bei diesen beispielhaften Angaben ist eine Höhe einer Nase einbezogen, welche der in 2C gezeigten Nase 46 entspricht. Die an der Lamelle 30'' ausgebildete Nase ist in der perspektivischen Ansicht von 4C deutlich erkennbar. Eine Höhe der Nase kann 0,35 mm betragen. In diesem Fall ergeben sich für das Querschnittsprofil von 4A entsprechend verringerte Werte für die Höhenangaben H1'' bis H3''.A height of the slat 30 '' from her in 4D lower end up to and including the contact area 38 '' can be 5.2 mm. A height of the contact area 38 '' may be 1 mm at the highest point on axis A A height of a flattest area of the contact area 38 '' that extends in the circumferential direction 27 at one edge of the contact area 38 '' can be 0.6 mm. Accordingly, in this case, a height H1 '' results from the lower end of the blade 30 '' up to the shallowest part of the contact area 38 '' of 4.8 mm and a height H2 "from the lower end up to and including the connecting region 41 '' of 4.2 mm. A height H3 '' from the lower end to the pivot point 51 can be 2.78 mm. In these exemplary statements, a height of a nose is included, which corresponds to the in 2C shown nose 46 equivalent. The at the lamella 30 '' trained nose is in the perspective view of 4C clearly. A height of the nose can be 0.35 mm. In this case arise for the cross-sectional profile of 4A correspondingly reduced values for the height indications H1 "to H3".
Durch die Beispiele ist gezeigt, wie bei einem Steckkommutator für eine elektrische Maschine die Möglichkeit geschaffen werden kann, nach Einstecken von Lamellen in einen Grundkörper Kontaktbereiche der Lamellen nachzubearbeiten, ohne dass dabei die Kontaktbereiche verbogen werden oder Risse im Grundkörper entstehen. Dies erlaubt es, bei dem Steckkommutator besonders gleichmäßig gekrümmte Kontaktflächen auszubilden, so dass ein Verschleiß von Kommutatorbürsten und ein Bürstengeräusch reduziert werden können.The examples show how, in the case of a plug-in commutator for an electrical machine, the possibility can be created of reworking contact areas of the slats after inserting slats into a base body without the contact areas being bent or causing cracks in the base body. This makes it possible to form particularly uniformly curved contact surfaces in the plug-in commutator so that wear of commutator brushes and a brush noise can be reduced.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
1010
-
Kommutatorcommutator
-
1111
-
Grundkörperbody
-
1212
-
RotationssymmetrieachseRotational symmetry axis
-
1313
-
Mantelflächelateral surface
-
1414
-
Symmetrielinieline of symmetry
-
1515
-
Lamellelamella
-
1616
-
Bürstebrush
-
1717
-
Kontaktflächecontact area
-
1818
-
Haltebereichholding area
-
1919
-
Nutgroove
-
2020
-
Kontaktbereichcontact area
-
2121
-
Abschnittsection
-
2222
-
radiale Richtungradial direction
-
2323
-
Verbindungsbereichconnecting area
-
2424
-
Außenumfangouter periphery
-
2525
-
Außenradiusouter radius
-
2626
-
WerkzeugTool
-
2727
-
Umfangsrichtungcircumferentially
-
28, 28', 28''28, 28 ', 28' '
-
Kommutatorcommutator
-
29, 29', 29''29, 29 ', 29' '
-
Grundkörperbody
-
30, 30', 30''30, 30 ', 30' '
-
Lamellelamella
-
31, 31', 31''31, 31 ', 31' '
-
Haltebereichholding area
-
32, 32'32, 32 '
-
Nutgroove
-
33, 33', 33''33, 33 ', 33' '
-
erster Abschnittfirst section
-
34, 34'34, 34 '
-
zweiter Abschnittsecond part
-
35, 35', 35''35, 35 ', 35' '
-
ÜbergangsbereichTransition area
-
36, 3736, 37
-
Druckkraftthrust
-
38, 38', 38''38, 38 ', 38' '
-
Kontaktbereichcontact area
-
3939
-
Krümmungsradiusradius of curvature
-
4040
-
Randbereichborder area
-
41, 41', 41''41, 41 ', 41' '
-
Verbindungsbereichconnecting area
-
4242
-
Zwischenraumgap
-
43, 43', 43''43, 43 ', 43' '
-
Anschlusskontaktconnection contact
-
4444
-
DurchgangsöffnungThrough opening
-
4545
-
Längserstreckunglongitudinal extension
-
4646
-
Nasenose
-
4848
-
Stiftpen
-
4949
-
Ringring
-
5050
-
Kreisförmiger BereichCircular area
-
5151
-
Drehachseaxis of rotation
-
5252
-
Stegweb
-
BB
-
Breitewidth
-
AA
-
Achseaxis
-
K, K'K, K '
-
Kreiscircle
-
B1 ... B5 ..., B1' ... B6', B1'' ... B4''B1 ... B5 ..., B1 '... B6', B1 '' ... B4 ''
-
Breitewidth
-
H1 ... H3, H1' ... H5', H1'' ... H3''H1 ... H3, H1 '... H5', H1 '' ... H3 ''
-
Höheheight
-
W1, W2, W1', W2', W1''W1, W2, W1 ', W2', W1 ''
-
Winkelangle
-
R1''R1 ''
-
Krümmungsradiusradius of curvature
