DE10332016A1 - Kommutator - Google Patents

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DE10332016A1
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commutator
lamellae
contacts
electric motor
armature winding
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Christof Bernauer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/04—Connections between commutator segments and windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
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Abstract

Es wird ein Kommutator (20) für einen Elektromotor (10) mit Lamellen (22, 24) und mit Kontaktbrücken (30), über die Lamellen (22, 24) mit gleichem elektrischen Potential miteinander verbunden sind, sowie mit an Lamellen (22) angeordneten Kontakten (26) zum Anschluss von Drähten (18) der Ankerwicklung vorgeschlagen. Nur jede zweite Lamelle (22) ist mit einem Haken (26) für Drähte (18) der Ankerwicklung versehen. Dadurch entsteht mehr Raum zum Wickeln des Drahtes (18).

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Kommutator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie beispielsweise aus der US 6,057,626 bekannt. Dieser Kommutator für einen Elektromotor umfasst Lamellen und Kontaktbrücken, über die Lamellen mit gleichem elektrischen Potential miteinander verbunden sind, sowie an Lamellen angeordnete Kontakte zum Anschluss von Drähten der Ankerwicklung. Dadurch können zum einen symetrische Ankerströme erzwungen oder auch die Anzahl der notwendigen Kohlebürsten auf zwei reduziert werden.
  • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Kommutator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen 2 direkt benachbarten Haken vergrößert wird. Damit steht mehr Raum für die Drahtkontaktierung zur Verfügung, und somit kann die Anzahl der Kommutatorlamellen und Ankernuten vergrößert werden. Auf diese Art können auch symetrische Ankerströme erzwungen werden oder die Anzahl der notwendigen Kohlebürsten auf zwei reduziert werden. Hierzu umfasst der Kommutator für einen Elektromotor Lamellen, Kontaktbrücken, über die Lamellen mit gleichem elektrischen Potential miteinander verbunden sind, und an Lamellen angeordnete Kontakten zum Anschluss von Drähten der Ankerwicklung, wobei nicht alle Lamellen einen Kontakt für die Ankerwicklung haben. Vorzugsweise hat der Kommutator n Lamellen und m Kontakte, wobei m < n. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hat der Kommutator n Lamellen und m Kontakte, wobei m = n / x und wobei x > 1. In einer bevorzugten Weiterbildung hat nur jede zweite Lamelle einen Kontakt. Besonders geeignet sind Hakenkommutatoren, da mehr Platz zum Umwickeln mit Draht bleibt. Besonders bei Ankern mit höheren Polzahlen (größer zwei) können höhere Nutzahlen erreicht werden, wodurch die Stegspannung und damit der Bürstenverschleiß abnimmt. Daher ist es vorteilhaft, einen Anker für eine elektrische Maschine mit einem Elektromotor mit einem derartigen Anker aus.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Elektromotor in einem Längsschnitt und
  • 2 den Kommutator des Elektromotors in einer perspektivischen Ansicht.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In der 1 ist ein Elektromotor 10 vereinfacht in einem Längsschnitt dargestellt. Der Elektromotor kann in einem Kraftfahrzeug beispielsweise in einem Fensterheber, Wischerantrieb, Gebläse etc. verwendet werden. Der Elektromotor 10 umfasst ein Gehäuse 12 und einen darin angeordneten Anker 14. Der Anker 14 weist eine Welle 16 und ein Ankerpaket 17 mit einer nicht näher dargestellten Ankerwicklung auf. Die Ankerwicklung ist über Drähte 18 mit einem Kommutator 20 verbunden.
  • Gemäß 2 umfasst der Kommutator 20 gleichmäßig am Umfang verteilte Lamellen 22 mit Haken 24 und Lamellen 26 ohne Haken, die auf einem Grundkörper 27 befestigt sind, der eine Bohrung 28 für die Welle 16 hat. Die Haken 24 sind Kontakte zum Anschluss der Drähte 18 der Ankerwicklung. Anstelle der Haken 24 können auch andere Kontakte vorgesehen sein. Zum Beispiel bei sogenannten Schlitzkommutatoren befindet sich anstatt des Hakens ein Schlitz, in den der Draht 18 eingelegt wird. Anschließend wird der Schlitz verprägt.
  • Wie deutlich zu erkennen ist, haben die Lamellen 26 keinen Haken 24 für die Ankerwicklung. Es sind acht Lamellen 22, 26 und vier Kontakte vorgesehen. Es hat also nur jede zweite Lamelle 24 einen Kontakt; allgemeiner formuliert sind n Lamellen und m Kontakte vorgesehen, wobei m < n beziehungsweise n Lamellen und m Kontakte, wobei m = n / x, wobei x > 1.
  • Schließlich sind noch Kontaktbrücken 30 vorgesehen, über die Lamellen 22 mit Haken 24 und Lamellen 26 ohne Haken 24, die gleiches elektrisches Potential haben, miteinander verbunden sind. Der Einfacheit halber ist nur eine Kontaktbrücke 30 dargestellt. In der Regel ist die Anzahl der Lamellen n gleich der Anzahl der nicht dargestellten Ankernuten. Bei einem 4-poligen Elektromotor 10 würden dann n/2 Kontaktbrücken 30 zwischen je zwei um 180° gegenüberliegenden Lamellen 22, 26 eingesetzt. Die Drähte 18 der Ankerwicklung werden dann an dem – in diesem Fall direkt gegenüberliegenden – Haken 24 mit dem gleichen elektrischen Potential kontaktiert. An diesem Haken 24 werden damit dann mindestens zwei Schlaufen der Drähte 18 kontaktiert. Bei einem 4-poligen Motor zum Beispiel ist es dafür notwendig, die Anzahl der Lamellen n nach n = (x∙4)+2 auszulegen, mit x = 1,2,3 etc. Eine mögliche Auslegungsvariante wäre damit ein 4-poliger Motor 10 mit einem Anker 14 mit 18 Nuten und 18 Lamellen wobei nur 9 Haken 24 kontaktiert sind. Das gleiche Prinzip trifft auf Motoren mit höheren Polzahlen zu.

Claims (7)

  1. Kommutator (20) für einen Elektromotor (10) mit Lamellen (22, 26), mit Kontaktbrücken (30), über die Lamellen (22, 26) mit gleichem elektrischen Potential miteinander verbunden sind, und mit an Lamellen (22) angeordneten Kontakten (24) zum Anschluss von Drähten (18) der Ankerwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass nicht alle Lamellen (26) einen Kontakt (24) für die Drähte (18) der Ankerwicklung haben.
  2. Kommutator (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass n Lamellen (22, 24) und m Kontakte (24) vorgesehen sind, wobei m < n.
  3. Kommutator (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass n Lamellen (22, 26) und m Kontakte (24) vorgesehen sind, wobei m = n / x und x > 1.
  4. Kommutator (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur jede zweite Lamelle (22) einen Kontakt (24) hat.
  5. Kommutator (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (24) Haken sind.
  6. Anker (14) für einen Elektromotor (10) mit einem Kommutator (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  7. Elektromotor (10) mit einem Anker (14) nach Anspruch 6.
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