DE102012106367A1 - Composite commutator for use in direct current brush motor, has commutator terminals comprising contact regions for contacting with commutator segments, where contact regions in close contact with segments are located at inside of wall - Google Patents
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Abstract
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft einen Kommutator für einen Elektromotor und insbesondere einen zusammengesetzten Kommutator mit separat ausgebildeten Kommutatorsegmenten und Anschlüssen.The invention relates to a commutator for an electric motor and in particular a composite commutator with separately formed Kommutatorsegmenten and connections.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die
Es ist daher ein neuer zusammengesetzter Kommutator mit einem sicheren Verbinder zwischen den Anschlüssen und den Segmentteilen erwünscht.Therefore, a new composite commutator with a secure connector between the terminals and the segment parts is desired.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommutator angegeben, umfassend: einen ersten Körper und einen zweiten Körper, die separat aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sind, wobei der erste Körper ein Hohlzylinder mit einem ersten und einem zweiten axialen Ende ist; eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten, die an einer Außenfläche des ersten Körpers angeordnet sind; und eine Mehrzahl von Kommutatoranschlüssen, deren jeder einen Kontaktbereich für den Kontakt mit einem entsprechenden der Kommutatorsegmente aufweist; wobei der zweite Körper eine Basis und eine sich von der Basis erstreckende Ringwand hat und das erste Ende des ersten Körpers in einem durch die Basis und die Ringwand definierten Raum aufgenommen ist, wobei sich der Kontaktbereich jedes Kommutatoranschlusses in engem Kontakt mit dem entsprechenden Kommutatorsegment an der Innenseite der Ringwand befindet.According to one aspect of the present invention, there is provided a commutator comprising: a first body and a second body separately made of an electrically insulating material, the first body being a hollow cylinder having first and second axial ends; a plurality of commutator segments disposed on an outer surface of the first body; and a plurality of commutator terminals, each having a contact area for contact with a corresponding one of the commutator segments; wherein the second body has a base and an annular wall extending from the base, and the first end of the first body is received in a space defined by the base and the annular wall, the contact area of each commutator terminal being in close contact with the corresponding commutator segment on the Inside the ring wall is located.
Vorzugsweise hat jeder Kommutatoranschluss ein U-förmiges Ende mit zwei einander gegenüberliegenden Schenkeln, wobei die Ringwand eng anliegend zwischen den beiden Schenkeln eingesetzt ist.Preferably, each commutator terminal has a U-shaped end with two opposite legs, the annular wall being tightly inserted between the two legs.
Vorzugsweise ist jeder Kommutatoranschluss in Umfangsrichtung in einem Schlitz positioniert, der in der Ringwand gebildet ist.Preferably, each commutator port is circumferentially positioned in a slot formed in the annular wall.
Vorzugsweise ist ein Ringvaristor mit Elektroden vorgesehen, und jeder Kommutatoranschluss und eine entsprechende der Elektroden sind durch eine Lötverbindung, die eine Fläche des Anschlusses mit einer dieser zugewandten Fläche der Elektrode verbindet, miteinander verbunden.Preferably, a ring varistor with electrodes is provided, and each commutator terminal and a corresponding one of the electrodes are connected to each other by a solder joint connecting a face of the terminal to a face of the electrode facing this.
Alternativ ist ein Ringvaristor mit Elektroden vorgesehen, und jeder Kommutatoranschluss und eine entsprechende der Elektroden sind durch eine Lötverbindung, die eine Fläche des Anschlusses mit einer zu dieser senkrechten Fläche der Elektrode verbindet, miteinander verbunden.Alternatively, a ring varistor with electrodes is provided, and each commutator terminal and a corresponding one of the electrodes are connected to each other by a solder joint connecting a face of the terminal to a surface of the electrode perpendicular to the same.
Vorzugsweise sind mindestens zwei Vorsprünge an einer von der Basis entfernten Endfläche der Ringwand gebildet, und der Kommutator hat einen Ringvaristor mit einer Innenfläche, die auf die Außenflächen der mindestens zwei Vorsprünge aufgepresst wird.Preferably, at least two protrusions are formed on an end surface of the annular wall remote from the base, and the commutator has a ring varistor having an inner surface which is pressed onto the outer surfaces of the at least two protrusions.
Vorzugsweise hat die Basis eine erste Fläche, die sich mit einer Endfläche des ersten Endes des ersten Körpers in Kontakt befindet, wobei von der ersten Fläche und der Endfläche eine mit einer Nut und die andere mit einer an die Nut angepassten Rippe versehen ist.Preferably, the base has a first surface in contact with an end surface of the first end of the first body, one of the first surface and the end surface being provided with a groove and the other having a rib fitted to the groove.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Lamellen an der Außenfläche des ersten Körpers gebildet, wobei jedes Kommutatorsegment jeweils zwischen zwei benachbarten Lamellen positioniert ist.Preferably, a plurality of fins are formed on the outer surface of the first body, each commutator segment being positioned between each two adjacent fins.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Elektromotor angegeben, umfassend einen Läufer und einen Ständer, wobei der Läufer eine Welle, einen an der Welle befestigten Läuferkern und einen dem Läuferkern benachbart an der Welle befestigten Kommutator umfasst, und Läuferwicklungen die an dem Läuferkern ausgeführt und mit dem Kommutator elektrisch verbunden sind, wobei der Kommutator einen ersten Körper, einen zweiten Körper, eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten und eine Mehrzahl von Kommutatoranschlüssen umfasst, wobei der erste Körper und der zweite Körper separat aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sind, wobei der erste Körper ein Hohlzylinder mit einem ersten und einem zweiten axialen Ende ist, wobei die Kommutatorsegmente an einer Außenfläche des ersten Körpers angeordnet sind und jeder Kommutatoranschluss einen Kontaktbereich für den Kontakt mit einem entsprechenden der Kommutatorsegmente aufweist, wobei der zweite Körper eine Basis und eine sich von der Basis erstreckende Ringwand hat und das erste axiale Ende des ersten Körpers in einem durch die Basis und die Ringwand definierten Raum aufgenommen ist, wobei sich der Kontaktbereich jedes Kommutatoranschlusses in engem Kontakt mit dem entsprechenden Kommutatorsegment an der Innenseite der Ringwand befindet.According to a second aspect of the present invention, there is also provided an electric motor comprising a rotor and a stator, the rotor comprising a shaft, a rotor core fixed to the shaft, and a commutator fixed to the rotor adjacent the rotor core, and rotor windings on the rotor core and being electrically connected to the commutator, the commutator comprising a first body, a second body, a plurality of commutator segments and a plurality of commutator terminals, wherein the first body and the second body are made separately from an electrically insulating material, wherein the the first body is a hollow cylinder having first and second axial ends, the commutator segments being disposed on an outer surface of the first body and each commutator terminal having a contact area for contact with a corresponding one of the commutator segments, the second K body has a base and an annular wall extending from the base, and the first axial end of the first body in one through the base and the Ring wall defined space is received, wherein the contact region of each commutator is in close contact with the corresponding Kommutatorsegment on the inside of the annular wall.
Vorzugsweise hat der Ständer ein ölimprägniertes Lager, das benachbart zu dem Kommutator ist, und der Kommutator weist ferner einen Ölstopper auf, der sich integral von dem zu dem Lager benachbarten zweiten axialen Ende des ersten Köpers erstreckt.Preferably, the stator has an oil-impregnated bearing adjacent to the commutator, and the commutator further includes an oil stopper extending integrally from the second axial end of the first body adjacent the bearing.
Vorzugsweise hat der Ölstopper eine ringförmige Spitze, deren Außendurchmesser größer als der Durchmesser eines durch die Außenflächen der Kommutatorsegmente definierten imaginären Zylinders ist.Preferably, the oil stopper has an annular tip whose outer diameter is larger than the diameter of an imaginary cylinder defined by the outer surfaces of the commutator segments.
Vorzugsweise erstreckt sich die ringförmige Spitze in einen das Lager haltenden Lagerhalter hinein.Preferably, the annular tip extends into a bearing holder holding the bearing.
Vorzugsweise hat der Ölstopper mindestens einen sich axial erstreckenden Bereich, der sich von einer dem zweiten Körper zugewandten Fläche des Ölstoppers erstreckt, wobei die Kommutatorsegmente radial zwischen dem ersten Körper und dem mindestens einen sich axial erstreckenden Bereich positioniert sind.Preferably, the oil stopper has at least one axially extending portion extending from a surface of the oil stopper facing the second body, wherein the commutator segments are positioned radially between the first body and the at least one axially extending portion.
Vorzugsweise hat die Basis eine erste Fläche, die sich mit einer Endfläche des ersten Endes des ersten Körpers in Kontakt befindet, wobei von der ersten Fläche und der Endfläche eine mit einer Nut und die andere mit einer an die Nut angepassten Rippe versehen ist.Preferably, the base has a first surface in contact with an end surface of the first end of the first body, one of the first surface and the end surface being provided with a groove and the other having a rib fitted to the groove.
Vorzugsweise hat der zweite Körper mindestens einen Vorsprung, der in mindestens eine an dem Läuferkern gebildete Aufnahmeöffnung hinein vorspringt, und der Ölstopper weist ferner eine Markierung auf, die umfangsseitig auf den Vorsprung ausgerichtet ist.Preferably, the second body has at least one protrusion protruding into at least one receiving opening formed on the rotor core, and the oil stopper further comprises a mark circumferentially aligned with the protrusion.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Bilden eines Kommutators angegeben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen einer Mehrzahl von Kommutatorsegmenten an einer Außenfläche eines aus elektrisch isolierendem Material hergestellten ersten Körpers; Montieren einer Mehrzahl von Kommutatoranschlüssen an einem aus elektrisch isolierendem Material hergestellten zweiten Körper und Zusammensetzen des ersten Körpers, mit den die Kommutatorsegmenten, an den zweiten Körper, mit den Kommutatoranschlüssen, so dass sich jeder Kommutatoranschluss in engem Kontakt mit einem entsprechenden der Kommutatorsegmente befindet.According to a third aspect of the present invention, there is also provided a method of forming a commutator, the method comprising the steps of: disposing a plurality of commutator segments on an outer surface of a first body made of electrically insulating material; Mounting a plurality of commutator terminals on a second body made of electrically insulating material and assembling the first body with which the commutator segments, to the second body, with the commutator terminals so that each commutator terminal is in close contact with a corresponding one of the commutator segments.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren einen Schritt des elektrischen Verbindens eines Varistors mit den Kommutatoranschlüssen vor dem Zusammensetzen des ersten Körpers mit dem zweiten Körper.Preferably, the method includes a step of electrically connecting a varistor to the commutator terminals prior to assembling the first body with the second body.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren einen Schritt des elektrischen Verbindens von Läuferwicklungen eines Elektromotors mit den Kommutatoranschlüssen vor dem Zusammensetzen des ersten Körpers mit dem zweiten Körper.Preferably, the method comprises a step of electrically connecting rotor windings of an electric motor to the commutator terminals prior to assembling the first body with the second body.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die sich von der Basis erstreckende Ringwand einen stabilen Druck auf die Anschlüsse und die Kommutatorsegmente ausüben, so dass zwischen den Kommutatorsegmenten und den Anschlüssen ein stabiler Kontakt erreicht wird. Darüber hinaus werden die Konzentrizität der Kommutatorsegmente und die Balance des Motorläufers sichergestellt.In the embodiments of the present invention, the annular wall extending from the base may exert a stable pressure on the terminals and the commutator segments so that stable contact is achieved between the commutator segments and the terminals. In addition, the concentricity of the commutator segments and the balance of the motor rotor are ensured.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels erläutert, wobei auf die Figuren der anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, tragen in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, die gleichen Bezugszeichen. Die Dimensionen von Komponenten und Merkmalen, die in den Figuren dargestellt sind, sind allgemein im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind im Folgenden aufgelistet.A preferred embodiment of the invention will now be described by way of example, with reference to the figures of the accompanying drawings. Identical structures, elements or parts that appear in more than one figure bear the same reference numerals in all the figures in which they appear. The dimensions of components and features illustrated in the figures are generally chosen for clarity of illustration and are not necessarily to scale. The figures are listed below.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Es wird auf die
Der erste Körper
Jeder Anschluss
Nach dem Festlegen der Kommutatorsegmente
Bei dem Kommutator
Mit Ausnahme eines Ölstoppers
Vorzugsweise erstreckt sich ein ringförmiger Flansch
Vorzugsweise erstreckt sich eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Lamellen
Vorzugsweise springt eine Mehrzahl von Vorsprüngen
Es wird ferner auf die
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die sich von der Basis erstreckende Ringwand einen stabilen Druck auf die Anschlüsse und die Kommutatorsegmente ausüben, so dass ein stabiler Kontakt zwischen den Kommutatorsegmenten und den Anschlüssen erreicht wird. Darüber hinaus werden die Konzentrizität der Kommutatorsegmente und die Balance des Läufers verbessert.In the above-described embodiments of the present invention, the annular wall extending from the base can exert a stable pressure on the terminals and the commutator segments, so that a stable contact between the commutator segments and the terminals is achieved. In addition, the concentricity of the commutator segments and the balance of the runner are improved.
Durch vorliegende Erfindung wird auch ein Verfahren zur Bildung eines Kommutators angegeben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Festlegen einer Mehrzahl von Kommutatorsegmenten an einer Außenfläche eines aus elektrisch isolierendem Material hergestellten ersten Körpers, das Montieren einer Mehrzahl von Kommutatoranschlüssen an einem aus elektrisch isolierendem Material hergestellten zweiten Körper und Zusammensetzen des ersten Körpers, der die Kommutatorsegmente trägt, mit dem zweiten Körper, der die Kommutatoranschlüsse trägt, so dass sich jeder Kommutatoranschluss in engem Kontakt mit einem entsprechenden der Kommutatorsegmente befindet.The present invention also provides a method of forming a commutator. The method comprises the steps of: defining a plurality of commutator segments on an outer surface of a first body made of electrically insulating material, mounting a plurality of commutator terminals on a second body made of electrically insulating material, and assembling the first body supporting the commutator segments; with the second body supporting the commutator terminals so that each commutator terminal is in close contact with a corresponding one of the commutator segments.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner die Schritte: Anlöten eines Varistors an die Kommutatoranschlüsse und Festlegen von Läuferwicklungen eines Elektromotors an den Kommutatoranschlüssen vor dem Zusammensetzten des ersten Körpers mit dem zweiten Körper. Da ein Schutz gegen eine Verschmutzung der Kommutatorsegmente nicht notwendig ist, wenn der Varistor und die Läuferwicklungen vor dem Montieren des ersten Körpers an dem zweiten Körper mit den Kommutatoranschlüssen verbunden werden, wird das Verfahren bei einer gleichzeitigen Reduzierung von Kosten entsprechend vereinfacht.Preferably, the method further comprises the steps of soldering a varistor to the commutator terminals and defining rotor windings of an electric motor to the commutator terminals prior to assembling the first body with the second body. Since protection against contamination of the commutator segments is not necessary when the varistor and the rotor windings are connected to the commutator terminals prior to mounting the first body to the second body, the process is simplified accordingly while reducing costs.
Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente vorhanden sind.Verbs such as "comprising", "comprising", "containing" and "having" and their modifications in the description and in the claims of the present application are to be understood in an inclusive sense. They indicate that the named element exists, but do not exclude that there are other elements.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedenen Modifikationen möglich sind, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.Although the invention has been described with reference to one or more preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications are possible without departing from the scope of the invention, which is defined by the appended claims.
Zum Beispiel kann der ringförmige Flansch
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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CN114189112A (en) * | 2021-11-20 | 2022-03-15 | 重庆虎溪电机工业有限责任公司 | Starting motor commutator press-fitting clamp and press-fitting method |
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JPH05244752A (en) | 1992-02-28 | 1993-09-21 | Matsushita Electric Works Ltd | Motor |
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- 2012-07-16 DE DE201210106367 patent/DE102012106367A1/en not_active Withdrawn
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