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Die Erfindung betrifft einen Kommutator einer elektrischen Maschine, bestehend aus einem Grundkörper und einer Vielzahl von an dem Grundkörper angeordneten Kommutatorlamellen. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kommutators.
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Stand der Technik
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Kommutatoren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die
DD 160 423 A1 ein Verfahren zur Herstellung von Hakenkommutatoren kleiner elektrischer Maschinen. Dabei ist ein metallisierter Grundkörper aus keramischen, thermoplastischen oder anderen Isolierstoffen vorgesehen, wobei der Grundkörper in einem Formgebungsprozess hergestellt und anschließend nach einem Verfahren der Galvanotechnik metallisiert wird. Anschließend wird an der Stirnseite des Grundkörpers der metallische Überzug wieder entfernt und Nuten zur Bildung von Lamellen in den metallischen Überzug eingearbeitet.
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Die gattungsgemäße
JP 2002 – 142 410 A zeigt einen zylindrischen Kommutator mit einem zylindrischen isolierenden Träger, einer Vielzahl von Metallsegmenten, die Klemmen für die Wicklungsverbindung aufweisen, die entlang des Umfangs des isolierenden Trägers angeordnet sind, und einer Vielzahl von Kommutatorsegmenten, die sich jeweils an den Außenflächen der Metallsegmente befinden und aus einem kohlenstoffhaltigen Material bestehen. Eine Berührlinie bzw. -fläche zwischen den Metallsegmenten und Kommutatorsegmenten ist dabei vollständig von dem isolierenden Träger umgeben.
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Die
DE 101 15 601 C1 zeigt einen Trommelkommutator mit einem isolierenden Trägerkörper, metallischen Leitersegmenten und Kohlenstoffsegmenten, die mit den metallischen Leitersegmenten verbunden sind. Die metallischen Leitersegmente und die Kohlenstoffsegmente liegen in radial nach außen gerichteter Richtung nebeneinander, wobei eine Berührlinie bzw. -fläche an die Oberfläche tritt.
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Die
FR 1 583 874 A zeigt drei leitende Teile des Kollektors, die derart angeordnet sind, dass sie einen Zylinder bilden. Zwischen den drei leitenden Teilen sind Aussparungen bzw. Luftspalte angeordnet. Die leitenden Teile im Zylinder werden von Kunststoff oder duroplastischem Harz umhüllt bzw. umspritzt. Auf einer Seite sind die drei leitenden Teile schulterartig nach oben gebogen. Die Schultern sind auf beiden Seiten mit Kunststoff oder duroplastischem Harz umhüllt bzw. umspritzt.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber hat der Kommutator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil und löst damit die Aufgabe, dass auch bei einem Eindringen eines korrosiven Mediums in die elektrische Maschine die Kommutatorlamellen besser vor Korrosion und einer Ablösung von dem Grundkörper geschützt sind. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem der Grundkörper in axialer Richtung voneinander beabstandete Radialvorsprünge aufweist, die Seitenflächen der Kommutatorlamellen - im Längsschnitt gesehen - wenigstens bereichsweise abdecken, und über ein zwischen den Radialvorsprüngen angeordnetes Abdeckelement verfügt, das eine Anschlussfahne des Kommutators wenigstens teilweise abdeckt. Der Kommutator besteht grundsätzlich aus dem Grundkörper und den Kommutatorlamellen. Letztere sind an dem Grundkörper angeordnet und an diesem befestigt, beispielsweise durch Fügen. Das bedeutet jedoch, dass eine Verbindungsfläche zwischen dem Grundkörper und den Kommutatorlamellen vorliegt. Gelangt nun beispielsweise ein korrosives Medium in die elektrische Maschine, so kann dieses im Bereich der Berührfläche die Verbindung zwischen dem Grundkörper und den Kommutatorlamellen angreifen. Dies führt unter Umständen zu einem Lösen der Kommutatorlamellen von dem Grundkörper, durch welches die elektrische Maschine in den meisten Fällen irreparabel beschädigt wird.
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Aus diesem Grund sind an dem Grundkörper die Radialvorsprünge vorgesehen. Diese erstrecken sich in radialer Richtung nach außen, also insbesondere in Richtung der Kommutatorlamellen. Die Radialvorsprünge sind in axialer Richtung voneinander beabstandet, wobei unter axialer Richtung die Richtung einer Längsachse beziehungsweise Drehachse der elektrischen Maschine zu verstehen ist. Die radiale Richtung ist durch eine diese Achse schneidende und senkrecht auf ihr stehende Schnittgerade definiert. Die Kommutatorlamellen weisen die Seitenflächen auf, welche ebenfalls in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Die Radialvorsprünge sind nun derart angeordnet, dass sie die Seitenflächen wenigstens bereichsweise abdecken. Abdecken bedeutet dabei, dass die Radialvorsprünge mit den Seitenflächen in Berührkontakt stehen, sodass diese und insbesondere auch die Verbindungsfläche zwischen Grundkörper und Kommutatorlamellen gegenüber einer Umgebung des Kommutators strömungstechnisch getrennt sind. Auf diese Weise kann das in der elektrischen Maschine eventuell vorliegende korrosive Medium im Bereich der Radialvorsprünge nicht mit den Seitenflächen der Kommutatorlamellen beziehungsweise der Verbindungsfläche in Verbindung treten. Auf diese Weise wird effektiv verhindert, dass die Kommutatorlamellen im Bereich der Seitenflächen beschädigt werden oder sich von dem Grundkörper des Kommutators lösen.
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Es ist zudem vorgesehen, dass der Grundkörper - wiederum im Längsschnitt gesehen - zwischen den Radialvorsprüngen das Abdeckelement aufweist, das die wenigstens eine Anschlussfahne des Kommutators beziehungsweise die Anschlussfahnen der Kommutatorlamellen, insbesondere in radialer Richtung, wenigstens teilweise abdeckt. Die Anschlussfahne des der Kommutatorlamellen dient dem Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen der Wicklung und der Kommutatorlamelle. Insbesondere wird das Wickelelement der Wicklung beispielsweise durch Fügen an der Anschlussfahne befestigt. Üblicherweise erstreckt sich die Anschlussfahne in radialer Richtung nach außen, also über ein Kontaktteil beziehungsweise eine Lauffläche hinaus. Um auch die Anschlussfahne vor dem Einfluss des korrosiven Mediums zu schützen, ist das Abdeckelement des Grundkörpers vorgesehen. Dieses liegt in axialer Richtung zwischen den Radialvorsprüngen vor und erstreckt sich vorzugsweise gemeinsam mit der Anschlussfahne des Anschlussteils in radialer Richtung nach außen. Dabei deckt es diese wenigstens teilweise ab, unterbricht also wiederum eine Strömungsverbindung von einer Umgebung des Kommutators zu wenigstens einem Bereich der Anschlussfahne. Das Abdeckteil ist zum Beispiel in axialer Richtung von den Radialvorsprüngen beabstandet oder grenzt unmittelbar an diese an. Es ist jedoch vorzugsweise kein Überlappen in axialer Richtung von Abdeckteil und Radialvorsprüngen vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ kann das Abdeckelement auch dem nachfolgend beschriebenen Abdecken einer Berührlinie dienen.
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Erfindungsgemäß bestehen die Kommutatorlamellen jeweils aus zumindest einem Anschlussteil und einem eine Lauffläche des Kommutators mit ausbildenden Kontaktteil, wobei das Kontaktteil und zumindest eine dem Kontaktteil abgewandte Seite des Anschlussteils materialuneinheitlich sind. Die Kommutatorlamellen sind somit mehrteilig ausgebildet und weisen das Anschlussteil und das Kontaktteil auf. Diese sind vorzugsweise derart miteinander verbunden, dass die Kommutatorlamellen einstückig vorliegen. Das Anschlussteil dient dazu, eine elektrische Verbindung einer Wicklung eines Rotors der elektrischen Maschine mit der Kommutatorlamelle herzustellen. Beispielsweise weist das Anschlussteil zu diesem Zweck einen Haken auf, in welchen ein Bereich der Wicklung unter Herstellung eines elektrischen Kontakts eingehängt wird; der Kommutator liegt insoweit als Hakenkommutator vor. Zusätzlich oder alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, die Wicklung auf andere Art und Weise mit dem Anschlussteil zu verbinden. Das Anschlussteil ist somit zumindest derart ausgeführt, dass es das Herstellen der elektrischen Verbindung zu der Wicklung beziehungsweise eines Wicklungselements der Wicklung ermöglicht.
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Das Kontaktteil der Kommutatorlamelle bildet die Lauffläche des Kommutators mit aus. Die Lauffläche besteht in ihrer Gesamtheit aus den Kontaktteilen der Kommutatorlamellen sowie eventuell zwischen diesen angeordneten Abstandshaltern, welche die Kommutatorlamellen in Umfangsrichtung des Kommutators voneinander beabstanden. Auf der Lauffläche des Kommutators läuft in einem Betrieb der elektrischen Maschine wenigstens eine Bürste, insbesondere Kohlebürste, zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen einem elektrischen Anschluss der elektrischen Maschine und der Kommutatorlamelle ab. Die Bürste liegt also derart auf der Lauffläche auf, dass zu jeweils wenigstens einer der Kommutatorlamellen eine elektrische Verbindung vorliegt.
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Es ist nun vorgesehen, dass die Kommutatorlamellen nicht materialeinheitlich sind, das Kontaktteil und das Anschlussteil beziehungsweise zumindest die dem Kontaktteil zugewandte Seite des Anschlussteils, bevorzugt jedoch das gesamte Anschlussteil, materialuneinheitlich sind. Das Kontaktteil besteht vorzugsweise aus einem Werkstoff, welcher eine höhere Leitfähigkeit aufweist als ein Werkstoff des Anschlussteils. Das Kontaktteil ist beispielsweise aus Kupfer oder einer hauptsächlich Kupfer aufweisenden Legierung. Gleichzeitig kann das Anschlussteil beispielsweise aus Aluminium, Zink oder einer diese Elemente hauptsächlich aufweisenden Legierung bestehen. Die Kommutatorlamellen bekannter Kommutatoren bestehen im Wesentlichen aus Kupfer beziehungsweise einer Kupferlegierung. Sie werden aus entsprechenden Halbzeugen (beispielsweise Stangen, Bändern oder dergleichen) durch umformende oder spanende Bearbeitungsprozesse hergestellt. Die einzelnen Kommutatorlamellen werden dann zu einem Lamellenpaket zusammengefasst und gegebenenfalls mit weiteren Bauteilen (insbesondere Halteringen, Buchsen oder dergleichen) an dem Grundkörper befestigt. Anschließend wird der fertige Kommutator an seinen Funktionsflächen bearbeitet, insbesondere spanend. Zu den Funktionsflächen gehören zum einen die Lauffläche und zum anderen Anbindungspunkte für die Wicklung.
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Die Wicklung weist wenigstens ein Wickelelement auf, welches beispielsweise aus lackisoliertem Kupferdraht besteht. Dieser wird abisoliert, vorzugsweise verzinnt und anschließend mit dem entsprechenden Anbindungspunkt der Kommutatorlamelle des Kommutators verbunden. Ein Fügen des Wickelelements an die entsprechende Kommutatorlamelle erfolgt beispielsweise durch Diffusionslöten, wobei zu beachten ist, dass im vorliegenden Fall beide Fügepartner aus gleichen oder ähnlichen Werkstoffen bestehen. Das Lötzinn dient bei dem Fügen als Hilfsstoff. Es ist jedoch das Ziel, für die Wicklung auch alternative Werkstoffe, wie beispielsweise Aluminium, Zink oder entsprechende Legierungen einzusetzen. In diesem Fall müsste eine Verbindung zwischen verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden, weil die Kontaktteile der Kommutatorlamellen vorzugsweise weiterhin aus Kupfer beziehungsweise einer Kupferlegierung bestehen sollen. Die alternativen Werkstoffe sind jedoch mit dem Werkstoff der Kontaktteile nicht oder lediglich schwer lötbar und bilden insbesondere im schmelzflüssigen Zustand eine Vielzahl gegebenenfalls unerwünschter Mischkristallphasen aus. Zudem sind Aluminium und Zink wesentlich unedler als Kupfer und bilden, insbesondere in Anwesenheit des korrosiven Mediums, ein Lokalelement aus, das zu einer schnellen Zerstörung der Fügeverbindung zwischen Wickelelement und Kommutatorlamelle führt.
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Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, das Kontaktteil und das Anschlussteil zueinander materialuneinheitlich auszuführen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Anschlussteil aus demselben oder zumindest einem ähnlichen Material besteht wie das Wickelelement der Wicklung. Auf diese Weise ist eine besonders zuverlässige und einfach herzustellende Verbindung zwischen dem Wickelelement der Wicklung und der Kommutatorlamelle möglich, weil bekannte und einfach beherrschbare Verfahren zum Verbinden verwendet werden können.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Anschlussteil mehrschichtig ist, wobei das Kontaktteil und die an dieses angrenzende Schicht materialuneinheitlich sind. Neben dem Kontaktteil weist die Kommutatorlamelle somit zusätzlich mehrere Schichten des Anschlussteils auf. Die Schichten können dabei prinzipiell aus einem beliebigen Material hergestellt sein. Jedoch soll die an das Kontaktteil angrenzende Schicht beziehungsweise die mit dem Kontaktteil in Berührkontakt tretende Schicht zu dem Kontaktteil materialuneinheitlich ausgebildet sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in einer Ausnehmung wenigstens einer der Kommutatorlamellen und/oder zwischen zwei Schichten des Anschlussteils ein Halteelement angeordnet ist. Das Halteelement ist insbesondere dazu vorgesehen, die Kommutatorlamelle in radialer Richtung festzusetzen und damit die Verbindung zu dem Grundkörper zu sichern. Vorzugsweise weisen demnach alle Kommutatorlamellen jeweils die Ausnehmung mit dem darin angeordneten Halteelement auf. Das Halteelement kann insbesondere als Haltering ausgebildet sein, welcher den gesamten Grundkörper des Kommutators umgreift und so eine Verlagerung aller Kommutatorlamellen in radialer Richtung, insbesondere durch Zentrifugalkrafteinwirkung, verhindert. Um eine einfache Montage des Kommutators sicherzustellen, liegt die Ausnehmung vorzugsweise randoffen an der Kommutatorlamelle vor, sodass das Halteelement beziehungsweise der Haltering nach dem Anbringen der Kommutatorlamelle an dem Grundkörper in die Ausnehmung eingesetzt werden kann. Alternativ oder zusätzlich liegt das Halteelement zwischen zwei Schichten des Anschlussteils vor. Dabei kann das Halteelement insbesondere derart eingebettet sein, dass es von dem Anschlussteil beziehungsweise dessen Schichten in allen Richtungen eingeschlossen ist.
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Erfindungsgemäß ist eine an einer Oberfläche der Kommutatorlamellen vorliegende Berührlinie einer zwischen dem Anschlussteil und dem Kontaktteil vorliegenden, die Oberfläche durchgreifenden Berührfläche von wenigstens einem der Radialvorsprünge und/oder dem Abdeckelement zumindest teilweise abgedeckt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Anschlussteil und das Kontaktteil im Bereich der Berührfläche, also in dem Berührbereich, aus verschiedenen Materialien bestehen. Die Berührfläche durchläuft die Kommutatorlamellen und durchgreift die Oberfläche unter Bildung zumindest einer Berührlinie. Diese liegt entsprechend an der Oberfläche der Kommutatorlamellen vor. Tritt in die elektrische Maschine das korrosive Medium ein, so kann durch dessen Kontakt mit der Berührfläche im Bereich der Berührlinie die Verbindung zwischen dem Anschlussteil und dem Kontaktteil beeinträchtigt werden, insbesondere wenn diese aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wie vorstehend beschrieben. Aus diesem Grund soll die wenigstens eine Berührlinie von zumindest einem der Radialvorsprünge und/oder dem Abdeckelement wenigstens teilweise abgedeckt sein. Bevorzugt sind der Radialvorsprung beziehungsweise das Abdeckelement derart angeordnet und ausgebildet, dass die Berührlinie vollständig abgedeckt ist, sodass das korrosive Medium nicht mit dieser in Kontakt treten kann. Auf diese Weise ist die Verbindung zwischen dem Kontaktteil und dem Anschlussteil vor äußeren Einflüssen, insbesondere durch das korrosive Medium, geschützt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Kontaktteil im Bereich der Lauffläche eine poröse Oberfläche aufweist. Das tribologische System der Kommutierung der elektrischen Maschine wird durch die mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften der Reibpartner Bürste und Kommutatorlamellen im Bereich der Laufbahn der Bürsten beziehungsweise der Lauffläche des Kommutators signifikant beeinflusst. Bei einem Betreiben der elektrischen Maschine bildet sich eine sogenannte Patina, die sich im Wesentlichen aus Abrieb der beiden Reibpartner zusammensetzt. Dieser Abrieb wird unter Druck und Temperatur komprimiert und beeinflusst das Verschleißverhalten der Bürsten positiv. Das Ausbilden der Patina ist abhängig von den Einsatzbedingungen der elektrischen Maschine, das heißt sie ist abhängig von Schaltzahl, Bestromung, Ankerdrehzahl und dergleichen. Sie ist jedoch auch abhängig von der Mikrogeometrie der Oberfläche des Kommutators im Bereich der Laufbahn der Bürste, also der Oberfläche der Lauffläche.
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Es ist daher das Ziel, die Ausbildung der Patina im Bereich der Laufbahn der Kohlebürsten beziehungsweise auf der Lauffläche der Kommutatorlamellen zu unterstützen. Durch gezielte Modifikation der Mikrogeometrie der Kommutatoroberfläche im Bereich der Lauffläche sollen Bereiche geschaffen werden, in denen sich der genannte Abrieb absetzen kann. Diese Bereiche weisen vorzugsweise Vertiefungen auf, die wie Schmierstofftaschen wirken. Diese Vertiefungen werden durch die poröse Oberfläche des Kontaktteils im Bereich der Lauffläche bereitgestellt. Die poröse Oberfläche beziehungsweise deren Vertiefungen können demnach den Abrieb von Bürste und Kommutator aufnehmen und die Ausbildung der Patina fördern. Auf diese Weise werden die Laufeigenschaften der beiden Reibpartner Kommutator und Bürste positiv beeinflusst.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Grundkörper einstückig und/oder materialeinheitlich ist, insbesondere als Presskörper, Gießkörper oder Spritzgießkörper vorliegt, und/oder die Kommutatorlamellen als Sinterelemente vorliegen. Vorteilhafterweise ist der Grundkörper einstückig ausgebildet und besteht aus einem einzigen Material, ist also materialeinheitlich. Der Grundkörper kann in einem Pressverfahren, Gießverfahren oder Spritzgießverfahren hergestellt sein und somit entweder als Presskörper, Gießkörper oder Spritzgießkörper vorliegen. Zusätzlich oder alternativ werden die Kommutatorlamellen in einem Sinterverfahren hergestellt und liegen entsprechend als Sinterelemente vor. Mithilfe des Sinterverfahrens ist es möglich, Kommutatorlamellen herzustellen, deren Kontaktteil aus einem ersten Material und deren Anschlussteil aus einem zweiten, von dem ersten Material unterschiedlichen Material bestehen. Insbesondere ist es möglich, Kommutatorlamellen bereitzustellen, die im Bereich der Laufbahn der Bürsten aus Kupfer und im Bereich der Anschlussfahnen für das Wickelelement aus Aluminium oder Zink ausgeführt sind. Somit kann ein aus Aluminium bestehendes Wickelelement durch Löten oder Schweißen mit dem Kommutator beziehungsweise der Anschlussfahne verbunden werden, ohne auf die bekannten Vorteile des aus Kupfer bestehenden Kontaktteils zu verzichten.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschine, welche einen Kommutator gemäß den vorstehenden Ausführungen aufweist.
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Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Herstellung eines Kommutators, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei der Kommutator aus einem Grundkörper und einer Vielzahl von an dem Grundkörper angeordneten Kommutatorlamellen besteht. Bei dem Verfahren sollen die folgenden Schritte durchgeführt werden: Bereitstellen der Kommutatorlamellen, sowie Herstellen des Grundkörpers mit Aufbringen der Kommutatorlamellen auf den Grundkörper. Dabei ist vorgesehen, dass an dem Grundkörper in axialer Richtung voneinander beabstandete Radialvorsprünge und ein zwischen den Radialvorsprüngen angeordnetes Abdeckelement ausgebildet werden, wobei die Radialvorsprünge die Seitenflächen der Kommutatorlamellen - im Längsschnitt gesehen - wenigstens bereichsweise abdecken und das Abdeckelement eine Anschlussfahne des Kommutators wenigstens teilweise abdeckt.
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Der Kommutator ist gemäß den vorstehenden Ausführungen ausgebildet. Bei seiner Herstellung werden zunächst die Kommutatorlamellen hergestellt und bereitgestellt. Anschließend wird der Grundkörper hergestellt und die Kommutatorlamellen auf den Grundkörper aufgebracht. Das Aufbringen der Kommutatorlamellen kann dabei nach dem Herstellen des Grundkörpers, jedoch auch bei dem Herstellen des Grundkörpers erfolgen, sodass der Grundkörper erst nach dem Aufbringen der Kommutatorlamellen in seine endgültige Form gebracht und/oder ausgehärtet wird. Um die vorstehend genannten Vorteile zu erreichen, werden an dem Grundkörper die Radialvorsprünge und das Abdeckelement ausgebildet, welche die Seitenflächen und die Anschlussfahne der Kommutatorlamellen zumindest teilweise abdecken.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:
- 1 einen Querschnitt durch einen Kommutator einer elektrischen Maschine, und
- 2 einen Längsschnitt durch den Kommutator.
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Die 1 zeigt einen Querschnitt beziehungsweise eine Frontansicht eines Kommutators 1 einer nicht gezeigten elektrischen Maschine. Der Kommutator 1 besteht aus einem Grundkörper 2, auf welchem eine Vielzahl von Kommutatorlamellen 3 angeordnet sind. Der hier dargestellte Kommutator 1 weist in seinem Grundkörper 2 eine zentrale Ausnehmung 4 auf, mit welcher er auf eine Welle der elektrischen Maschine aufgebracht werden kann. Bei einer montierten elektrischen Maschine wird die Ausnehmung 4 insoweit von der Welle durchgriffen und der Kommutator 1 drehfest mit dieser verbunden. Bei einem Betreiben der elektrischen Maschine rotiert der Kommutator 1 um eine Längsachse 5 beispielsweise in eine durch den Pfeil 6 angedeutete Drehrichtung. An dem Grundkörper 2 sind in axialer Richtung voneinander beabstandete Radialvorsprünge 7 und 8 vorgesehen. Diese bedecken Seitenflächen 9 und 10 (letztere ist in der 1 nicht sichtbar) der Kommutatorlamellen 3 wenigstens bereichsweise. Zusätzlich weist der Grundkörper 2 ein Abdeckelement 11 auf, welches ebenfalls einen Bereich der Kommutatorlamellen 3, nämlich Bereiche von Anschlussfahnen 12, teilweise abdeckt. Gleichzeitig kann das Abdeckelement 11 auch mit in Umfangsrichtung zwischen den Kommutatorlamellen 3 vorgesehenen Abstandshaltern verbunden sein beziehungsweise diese ausbilden.
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Die 2 zeigt den Kommutator 1 im Längsschnitt entlang der Längsachse 5, in welchem sein struktureller Aufbau besser erkennbar ist. Wie bereits vorstehend ausgeführt, besteht der Kommutator 1 aus dem Grundkörper 2 mit der zentralen Ausnehmung 4 und der Längsachse 5. Die Kommutatorlamellen 3 sind an dem Grundkörper 2 angebracht. Sie bestehen aus einem Anschlussteil 13, welcher die Anschlussfahne 12 aufweist, und einem Kontaktteil 14. Das Anschlussteil 13 kann zudem mehrschichtig ausgebildet sein und mithin Schichten 15 und 16 aufweisen. Die Anschlussfahne 12 ist dabei Bestandteil der Schicht 15. Es ist nun vorgesehen, dass das Anschlussteil 13 und das Kontaktteil 14 materialuneinheitlich sind, also aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Beispielsweise besteht das Kontaktteil 14 aus einem Werkstoff, welcher eine höhere Leitfähigkeit aufweist als der Werkstoff des Anschlussteils 13. Vorzugsweise wird für das Kontaktteil 14 Kupfer oder eine Kupferlegierung verwendet, während das Anschlussteil 13 aus Aluminium, Zink oder einer entsprechenden Legierung besteht. Die Schichten 15 und 16 sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel materialeinheitlich und bestehen demnach aus demselben Material. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Schichten materialuneinheitlich sind. In diesem Fall ist es insbesondere vorgesehen, dass auch das Kontaktteil 14 und die an dieses angrenzende Schicht 15 materialuneinheitlich sind.
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Zwischen dem Anschlussteil 13 und dem Kontaktteil 14 liegt eine Berührfläche 17 vor, in oder an welcher das Anschlussteil 13 und das Kontaktteil 14 aufeinanderstoßen. Diese Berührfläche 17 durchgreift eine Oberfläche 18, insbesondere die Seitenfläche 9 und eine Seitenfläche 19 des Anschlussteils 13, insbesondere der Anschlussfahne 12. An der Stelle, an welcher die Berührfläche 17 die Oberfläche 18 durchgreift, liegt mindestens eine Berührlinie vor. Für das hier vorgestellte Ausführungsbeispiel sind zwei Berührlinien 20 und 21 dargestellt. Um zu verhindern, dass ein korrosives Medium, welches unter Umständen in die elektrische Maschine eindringt oder in dieser vorliegt, in Berührkontakt mit der Berührfläche 17, also insbesondere den Berührlinien 20 und 21, gerät und so die Verbindung zwischen Anschlussteil 13 und Kontaktteil 14 eventuell beeinträchtigen kann, sind die Radialvorsprünge 7 und 8 sowie das Abdeckelement 11 vorgesehen. Diese sind derart angeordnet sind, dass sie die Berührlinien 20 und 21 überdecken.
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In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel überdeckt der Radialvorsprung 7 die Berührlinie 20 und das Abdeckelement 11 die Berührlinie 21. Auf diese Weise wird es möglich, das Anschlussteil 13 und das Kontaktteil 14 aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen, beispielsweise in einem Sinterverfahren, ohne während des Betriebs der elektrischen Maschine eine Ablösung der beiden Teile 13 und 14 voneinander befürchten zu müssen. Die Radialvorsprünge 7 und 8 erstrecken sich - im Längsschnitt gesehen - in radialer Richtung nach außen, weisen in dieser Richtung also ihre größte Erstreckung auf. Unter radialer Richtung ist dabei eine senkrecht auf der Längsachse 5 stehende Richtung zu verstehen. Das Abdeckelement 11 liegt beispielsweise als Abdeckring vor, wie insbesondere in der 1 zu erkennen ist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sich das Abdeckelement 11 unter Bildung der Abstandshalter in zwischen den Kommutatorlamellen 3 vorliegende Abstandsfugen erstreckt und so insbesondere unmittelbar mit dem Radialvorsprung 8 verbunden ist. Zusätzlich überdecken die Radialvorsprünge 7 und 8 auch eine Verbindungsfläche zwischen Grundkörper 2 und Kommutatorlamellen 3. Sie dienen insoweit auch der Sicherung der Befestigung der beiden Elemente aneinander.
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Die Kommutatorlamellen 3 sind mit einem Sinterverfahren hergestellt; die Kommutatorlamellen 3 liegen insoweit als Sinterelemente vor. Durch Anwendung des Sinterverfahrens können die unterschiedlichen Werkstoffe des Anschlussteils 13 und des Kontaktteils 14 problemlos miteinander verbunden werden, während sich auf konventionellem Wege eine solche Verbindung nicht oder nur mit großem Aufwand herstellen lassen würde. An dem Kontaktteil 14 liegt eine Lauffläche 22 des Kommutators vor, welche nach einer Montage der elektrischen Maschine mit wenigstens einer Bürste in Berührkontakt steht. Dieser Berührkontakt dient dem Übertragen von elektrischem Strom von einem Anschluss der elektrischen Maschine zu dem Kommutator 1 beziehungsweise über diesen zu wenigstens einem Wicklungselement einer hier nicht dargestellten Wicklung der elektrischen Maschine. Die Lauffläche 22 soll nun porös ausgebildet sein, also kleine Vertiefungen 23 aufweisen, die als Schmierstofftaschen wirken.
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Die Kommutatorlamellen 3 beziehungsweise deren Anschlussteile 13 weisen eine randoffene Ausnehmung 24 auf, in welcher ein Halteelement 25 in Form eines Halterings vorliegt. Das Halteelement 25 umgreift den Grundkörper 2 in Umfangsrichtung vollständig, durchgreift also die Ausnehmungen 24 aller Kommutatorlamellen 3. Auf diese Weise wird die Festigkeit der Kommutatorlamellen 3 in radialer Richtung erhöht. Der Grundkörper 2 ist vorzugsweise einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Er liegt beispielsweise als Presskörper vor und besteht aus Kunststoff. Bei einer Herstellung des Kommutators 1 werden insbesondere die Kommutatorlamellen 3 zu Lamellenpaketen zusammengefasst und gegebenenfalls mit weiteren Bauteilen wie Halteringen, Buchsen und dergleichen in eine Kunststoffpressmasse eingebettet. Die Kunststoffpressmasse wird zur Ausbildung des Grundkörpers 2 geformt, insbesondere werden die Radialvorsprünge 7 und 8 sowie das Abdeckelement 11 ausgebildet, und anschließend einer Wärmebehandlung zur Aushärtung unterzogen. Nachfolgend wird der Kommutator 1 beispielsweise an seinen Funktionsflächen spanend bearbeitet. Zu letzteren gehören beispielsweise die Lauffläche 22 und hier nicht dargestellte Anbindungspunkte der Anschlussfahne 12 für das wenigstens eine Wickelelement der Wicklung.
