DE1026845B

DE1026845B - Floating commutator with shrink rings

Info

Publication number: DE1026845B
Application number: DEL23661A
Authority: DE
Inventors: Mathias Degen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-12-16
Filing date: 1955-12-16
Publication date: 1958-03-27

Description

Schwebekommutator mit Schrumpfringen Die Erfindung betrifft einen Schwebekommutator, dessen Kommutatorlamellen durch Schrumpfringe zusammengehalten werden.Floating commutator with shrink rings The invention relates to a Floating commutator, the commutator segments of which are held together by shrink rings will.

Nach einer bekannten älteren Bauart eines Kommutators für elektrische Maschinenwird der Kommutator an jedem Ende mit einem auf der Welle sitzenden Metallstern verbunden, der gebogene- und in radialer Richtung federnde Arme aufweist, so daß der Kommutator sich in radialer Richtung ausdehnen kann, Die Kommutatorlamellen wurden durch Schrumpfringe aus Bronze zusammengehalten, die wohl einen guten Wärmeausdehnungswert besaßen, aber deren Festigkeit den heutigen Anforderungen an den Kommutatorbau nicht genügen würde.According to a known, older type of commutator for electrical The commutator is machined with a metal star on the shaft at each end connected, which has curved and resilient arms in the radial direction, so that the commutator can expand in the radial direction, the commutator bars were held together by shrink rings made of bronze, which probably have a good thermal expansion value possessed, but their strength does not meet today's requirements for commutator construction would be enough.

Bei der Ausbildung eines heute üblichen Schwebekommutators werden die einzelnen Kupferlamellen des Kommutators zu einem Körper zusammengestellt, der die Form eines Hohlzylinders aufweist. Dieser lose, aus Einzelteilen zusammengesetzte Hohlzylinder wird je nach Anzahl der Kommutatorfelder mit einer entsprechenden Anzahl von Schrumpfringen, die den Hohlzylinder umfassen, zu einem festen Körper ausgebildet.When training a floating commutator that is common today the individual copper lamellas of the commutator are put together to form a body, the has the shape of a hollow cylinder. This loose, assembled from individual parts Hollow cylinder is depending on the number of commutator fields with a corresponding number of shrink rings that enclose the hollow cylinder, formed into a solid body.

Der in dieser Weise hergestellte Kommutator wird mit seiner einen Seite fest mit der Stirnseite des Ankers verbunden, während die andere Seite, die in der Ebene des Ankerwellenendes liegt, über eine federnde Tragscheibe an der abgesetzten Welle des Ankers befestigt ist. Der Kommutator schwebt gewissermaßen über dem allgesetzten Wellenende des Ankers. Diese Befestigungsart gestattet, Wärmedehnungen des Kommutators gegenüber dem Ankerkörper und der Welle, aufzunehmen. Es hat sich nun gezeigt, daß der Kommutator trotz aller vorbeugenden Maßnahmen, insbesondere im Aufbau und bei der Befestigung am Anker, während des Betriebes, also bei Erwärmung, dazu neigt, sich in Bezug auf seine Längsachse zu verbiegen. Als Ursache für dieses Verhalten muß in erster Linie der Aufbau dies Kommutators angesehen werden.The commutator manufactured in this way is with its one Side firmly connected to the face of the anchor, while the other side, the lies in the plane of the armature shaft end, via a resilient support disc on the offset Shaft of the armature is attached. The commutator hovers, so to speak, above the general rule Shaft end of the armature. This type of fastening allows thermal expansion of the commutator with respect to the armature body and the shaft. It has now been shown that the commutator despite all preventive measures, especially in the construction and with the attachment to the anchor, during operation, i.e. when heated, tends to to bend in relation to its longitudinal axis. As the cause of this behavior the structure of this commutator must be considered first and foremost.

Die Kupferlamellen werden beispielsweise bei drei Feldern mit fünf Schrumpfringen aus Stahl zusammengehalten. Im einzelnen wird. die Befestigung der Kommutatorlamellen in. der Weise: vorgenommen, daß neben den Stellen, an. denen die Schrumpfringe isoliert aufsitzen, zunächst eine Bandage über die lose zusammengesetzten Lamellen gefahren wird. Neben dieser Bandage wird ein sogenannter Hilfsschrumpfring aus Stahl aufgeschrumpft, der die erste Befestigung des Kommutators darstellt. Die endgültige Befestigung wird durch auf die Hilfsschrumpfringe aufgeschrumpfte Ringe, die ebenfalls aus Stahl bestehen, vorgenommen. Die an den Stirnseiten des Kommutators liegenden Schrumpfringe werden dabei so ausgebildet, daß sie geeignete Befestigungsmöglichkeiten für die Verbindung mit dem Anker bieten. Durch Untersuchungen des Rundlaufs der am Anker befestigten Kommutatoren wurde. festgestellt, daß sich der Schlag im Rundlauf des Kommutators um etwa eine Zehnerpotenz im Betriebsfall, also bei Erwärmung der Lamellen und der Schrumpfringe, gegenüber dem Ruhefall erhöht hat. Die dabei auftretenden Fliehkräfte können. dazu führen, insbesondere bei größeren Abmessungen der Kommutatoren, daß die Schrumpfringe in ihrer Festigkeit überbeansprucht werden und. nicht nur der Kommutator, sondern die ganze Maschine unruhig läuft. Daß bei diesem unruhigen Lauf die Bürsten in Mitleidenschaft (Feuern) gezogen werden, ist offensichtlich.The copper lamellas are, for example, with three fields with five Steel shrink rings held together. In detail will. the attachment of the Commutator bars in the way: made that next to the places on. those the shrink rings sit on isolated, first a bandage over the loosely assembled Slats is moved. In addition to this bandage, there is a so-called auxiliary shrink ring Shrunk on steel, which is the first attachment of the commutator. the The final fastening is achieved by means of rings shrunk onto the auxiliary shrink rings, which are also made of steel. The ones on the end faces of the commutator lying shrink rings are designed so that they have suitable fastening options provide for connection with the anchor. By examining the concentricity of the commutators attached to the armature. found that the stroke was concentric of the commutator by about a power of ten during operation, i.e. when the Lamellae and the shrink rings, compared to the case of rest has increased. The occurring Centrifugal forces can. lead to this, especially with larger dimensions of the commutators, that the shrink rings are overstrained in their strength and. not only the commutator, but the whole machine runs restlessly. That with this restless one Running the brushes will be affected (firing) is obvious.

Aus dem oben. Beschriebenen ergibt sich, daß es im wesentlichen Verspannungen. des Kommutators sind, die bei Erwärmung des Kommutators im Betriebsfall in verstärktem Maße auftreten und den Rundlauf beeinträchtigen. Hervorgerufen werden diese Verspannungen. durch unterschiedliche Wärmedehnungen der Kupferlamellen und der Schrumpfringe aus Stahl. Hinzu kommt, daß das Kupfer im Betriebsfall höheren Temperaturen als der Stahl ausgesetzt ist.From the above. Described shows that there is essentially tension. of the commutator, which are intensified when the commutator heats up during operation Dimensions occur and affect the concentricity. These tensions are created. due to different thermal expansions of the copper fins and the shrink rings Stole. In addition, the copper in operation higher temperatures than the Steel is exposed.

Gemäß der Erfindung wird zur Vermeidung dieses Nachteils für einen Schwebekommutator, der aus Kupferlamellen besteht, die durch Schrumpfringe aus Stahl zusammengehalten werden, vorgeschlagen, daß die Schrumpfringe aus einem Stahl, dessen Wärmedehnungszahl diejenige des Kupfers übertrifft, hergestellt sind. Die Schrumpfringe sollen. vorzugsweise aus austc-nitischem, antimagnetischem Stahl bestehen. Die Verspannungen des Konninutators werden durch diese Maßnahme weitgehend herabgesetzt, so, daß sie sich nicht -wie bisher bei den bekannten Ausführungen -na.chteilig auswirken können. Durch die größere @Ä'ärinedehn.ung wird der Schrumpf im Betriebsfall kleiner. Beim Erkalten der Maschine geht der Schrumpf, wie erwünscht, wieder auf sein ursprüngliches Maß zurück.According to the invention is to avoid this disadvantage for a Floating commutator, which consists of copper lamellas, which are secured by shrink rings made of steel be held together, proposed that the shrink rings made of a steel, the The coefficient of thermal expansion exceeds that of copper. The shrink rings should. preferably made of Austc-nitic, anti-magnetic steel. The tension of the connective are largely reduced by this measure, so that they not - as before with the known versions - can have partial effects. Due to the greater expansion, the shrinkage is increased during operation smaller. When the machine cools down, the shrinkage goes back to its original state, as desired Measure back.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing, an exemplary embodiment according to FIG Invention shown.

An dem Anker 11 ist zwischen den Befestigungsstellen 12, 13 der Schwebekommutator 14 angeordnet. Die Befestigung des Kommutators selbst erfolgt durch Verschrauben der an den Stirnseiten des Kommutators liegenden Schrumpfringe 15, 16 am Ankereisen bzw. an der federnden Tragscheibe 17. Der Kommutator besteht aus Kupferlamellen 18, die zunächst zu einem hohlzylinderischen Körper zusammengestellt sind. Über diesen Hohlzylinder werden die Hilfsschrumpfringe aus Stahl 19 aufgeschrumpft. Auf diese Hilfsschrumpfringe werden dann die ebenfalls aus Stahl bestehenden Schrumpfringe 20 aufgeschrumpft.The floating commutator is on the armature 11 between the fastening points 12, 13 14 arranged. The commutator itself is attached by screwing the shrink rings 15, 16 located on the end faces of the commutator on the armature iron or on the resilient support disc 17. The commutator consists of copper lamellas 18, which are initially put together to form a hollow cylindrical body. Above The auxiliary shrink rings made of steel 19 are shrunk onto this hollow cylinder. on these auxiliary shrink rings then become the shrink rings, which are also made of steel 20 shrunk on.

Um unzulässige Verspannungen des Kommutators durch die Schrumpfungen und späteren Erwärmungen zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung für die Schrumpfringe, insbesondere für den außenliegenden Schrumpfring 20, ein Stahl vorgeschlagen, dessen Wärmedehnungszahl diejenige des Kupfers noch übertrifft. Ein weiterer Vorteil in der Anwendung solcher insbesondere antimagnetischer Stähle ist darin zu sehen, daß diese gegenüber den bisher verwendeten Stählen eine größere Festigkeit besitzen.To avoid impermissible tension in the commutator due to the shrinkage and to avoid subsequent heating, according to the invention for the shrink rings, in particular for the outer shrink ring 20, proposed a steel whose The coefficient of thermal expansion exceeds that of copper. Another advantage in the use of such, in particular, anti-magnetic steels can be seen in the fact that these have a greater strength compared to the steels previously used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Floating commutator, consisting of copper lamellas which are held together by shrink rings made of steel, characterized in that the shrink rings (19, 20) are made of a steel whose thermal expansion coefficient exceeds that of copper.

2. Floating commutator according to claim 1, characterized characterized in that the shrink rings (19, 20) made of austenitic, antimagnetic Steel exist whose coefficient of thermal expansion exceeds that of copper.

3. Floating commutator according to claim 1, characterized in that only the external shrink ring (20) consists of austenitic, anti-magnetic steel, the coefficient of thermal expansion that of copper. Publications considered: German U.S. Patent No. 254,732.