DE1613169A1

DE1613169A1 - Kommutator fuer Kleinstmotoren und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE1613169A1
Application number: DE1967J0034660
Authority: DE
Inventors: Bodo Fuetterer
Original assignee: Interelectric AG
Current assignee: Maxon Motor AG
Priority date: 1967-09-15
Filing date: 1967-09-25
Publication date: 1971-01-14
Also published as: FR1580701A; SE337253B; US3539854A; GB1238662A; NL6812873A; DE1613169B2; CH470771A

Description

1813169

München, den £5. Sep. 1967 Mein Zeichen: 53-310

Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma

INTERELECTRIC SÄCHSELN AS CH - 6072 Sach3filn/0W

betreffend

Kommutator für Kleinstmotoren und Verfahren zum Herstellen desselben

Die Erfindung betrifft einen Kommutator für Kleinstmotoren und ein Verfahren zum Herstellen desselben.

Kommutatoren für Kleinstmotoren müssen einen möglichst kleinen Durchmesser- aufweisen, um das von dem Kommutator ausgeübte Bremsmoaent und damit die Verringerung des Wirkungsgrades klein zu halten.

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Di* Öbertragung <ier Konstruktionsprinzipien von Kommutatoren normaler Größe auf Komautatoren für Kleinstmotoren stößt auf eine Reihe von Schwierigkeiten. Man hat daher bereit3 versucht, einen Trornmelkommutator für Kleinstmotoren derart auszubilden, daß die Lamellen durch in einem Isolierstoffteil gehaltene drahtform!ge Leiter gebildet werden, deren Enden zu diesem Zweck freiliegend und achsparallel aus dem Isolierstoffteil heraustreten, wobei die drahtförmigen Leitern innerhalb des Isolierstoffteiles radial nach außen von der Achse weggebogen sind und mit ihren aohsfemen Enden für Anschlußzwecke ebenfall· aus dem Isolierstoffteil frei heraustreten. Dieser Kommutator ermöglicht ein einfaches Anlöten der Drähte der Ankerwicklung und eignet sich für eine hohe Lamellenzahl. Er weist jedoch den Nachteil auf, daß die aktiven Oberflächen des Kommutators sich nur ait verhältnismäßig großem Aufwand herstellen lassen. Um eine genügende Rundheit der Kommutatorlauffläche zu erreichen, ist es erforderlich» die Oberfläche mit einem Diamanten in vielen Gängen abzudrehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trommel -kommutator für Kleinstmotoren zu schaffen, der eine hohe Oberflächengüte aufweist und mechanisch uneapfindlich ausgebildet ist. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Tronwelkonmutatora, welches sich einfacher ausführen läßt als die Verfahren zum Herstellen der bekannten Kommutatoren.

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Die Erfindung geht aus von einen Tromrae!kommutator für Klein«tnotoren, mit einer Anzahl um «inen Isolierstoffkern angeordneter, winkelförmiger Lamellen» deren Anschlußenden von der Kommutatorachse fanweisen und mindestens über einen Bereich ihrer Länge in Isolierstoff festgehalten sind.

Der Troinmelkommutator nach der Erfindung aeichnet sich nun dadurch aus, daß dis KomrautatorechenJcel der Lamellen im Bereich des Isolierst.offkernee eine zur Konwiutatoraahse hingerichtete Vorspannung aufweisen.

Ee hat sich nämlich herausgestellt, daß die bisherigen Schwierigkeiten beim Bau von Tronunallcomftutatoren für Kleinstmotoren der eingangs genannten Art daher rührten, daß die Lamellen in Kommutatorbereich nicht immer fest mit dem Isolierst offkern verbunden waren, so daß die Lamellen beim Oberdrehen der Lauffläche des Koraasutators Schwingungen ausführen konnten und dadurch die Herstellung einer glatten Lauffläche nur mit erheblichem Aufwand möglich war. Der Kommutator nach der Erfindung weist eine große Oberflächengüte und Oberfiachenrundheit auf, die sich mit einem Bruchteil der Arbeitsgänge erzielen lÄßt, wie sie bei den bekannten Herstellungsverfahren erforderlich sind.

Vorzugsweise sind die Komeutatorbereiche der Lamellen zusatzlich nit dem Isoliarstoffkern fest verbunden. Dadurch werden die Konunutatorbereiche nicht nur in radialer Richtung, sondern auch

" '" "^:- «- 5 BAD ORIGiNAL

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in Umfangerichtung fester gehalten, so daß sich die Lauffläche des Konrautators noch einfacher glitten lÄßt.

In Verbindung mit einem glockenförmigen Anker wird der Kommutator nach der Erfindung vorzugsweise derart ausgebildet« daß die Anschlußenden der Lamellen mindestens teilweise in die Stirnscheibe des Glockenankers eingebettet sind. Dabei kann die Stirnscheibe in der Nahe ihres Umfanges eine der Anzahl der Kommutatorlamellen entsprechende Anzahl von Durchbrüchen aufweisen. Eine derarige Ausbildung ermöglicht eine einfache Herstellung des Kommutators.

Eine weitere Vereinfachung der Herstellung ergibt sich, wenn die Kommutatorlamellen aus Profildraht hergestellt sind.

Vorzugsweise bilden der Isolierstoffkern und die Stirnscheibe dabei ein Teil, so daß sie in einem Gang hergestellt werden können.

Das Verfahren nach der Erfindung zum Herstellen des Kommutators besteht int wesentlichen darin, daß die Lamellen in eine Hohl», form eingelegt werden, die mindestens die Kosmutatorschenkel ueschließt, daß die radial abstehenden Anschlußschenkel der Lanellen so festgehalten werden» daß die Koe»utator«chenkel von der Hohlfora radial nach innen

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abstehen, und daß dann die Hohlform mit Kunststoff unter solchem Druck vollgespritzt wird, daß die Komnutatorechenkel wieder gegen die Wandung der Hohlfora gedruckt werden, wobei der Druck so lange aufrechterhalten wird, bis der Kunststoff hart geworden ist. Dieses Herstellungsverfahren bietet eine unbedingte Sicherheit, daß die Kommutatorschenkel eine bestimmte Vorspannung erhalten, die auch bei dem fertigen

Kommutator bestehen bleibt. Es hat sich gezeigt, daß auf

diese Weise hergestellte Kommutatoren wesentlich starrer sind '% als solche Kommutatoren, dia in üblicher Art ohne Anwendung einer Vorspannung in einen Kunststoffkern eingespritzt sind.

Gemäß einem abgeänderten Verfahren wird so vorgegangen, daß

die Lamellen in eine Hohlform eingelegt werden, die mindestens die Kommutatorsohenkel umschließt, daß die Hohlform mit

Kunststoff gefüllt wird, daß man den Kunststoff zuerst im Bereich der Kommutatorschenkel hart werden l«Ät, dal die

radial abstehenden Anschlußschenkel der Lamellen sodann vor- * gespannt werden und daß man den Übrigen Teil des Kunststoffes hart werden lädt.

Auch bei diesem abgeänderten Verfahren ist es günstig, wenn der Kunststoff wahrend der Härtung unter Druck gehalten wird. Die Härtung selbst kann in an sich bekannter Weise durch Zufitirung von Warne ausgeführt werden.

Zur Herstellung der Kommutatoren nach der Erfindung eignen

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eich besondere Lamellen aus einen Profildraht alt trapezförmige» Querschnitt, Dadurch wird erreicht, daft die Lauffläche des Kommutators nur verhältnismäßig wenig nachbearbeitet werden muß und dafi die Spalt· zwischen den Lamellen eine über die Tiefe konstante Breite aufweisen.

Die Lamellen werden vorzugsweise in eine Hohlform eingelegt» die radial nach innen weisende Trennrippen aufweist. Dies hat den Vorteil, dafi der Kunststoff des Isolieretoffkarnes nicht bis an die Lauffläche des fertigen Kommutators heranreicht und daß bein Herstellen desselben kein Druckausgleich zwischen dem radial inneren Bereich der Hohlform und den radial außen liegenden Anlagefiächen für die Komnutatorschenkel erfolgt.

Die Erfindung ist in folgenden anhand schenatischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergflnzend beschrieben*

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Durchführen dee Verfahrens nach der Erfindung}

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine Hohlform, in die die Kommutatorschenkel der Lamellen eingesetzt werden}

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen fertigen Kommutator nach der Erfindung, der nit einer Stirnscheibe in einem Stück hergestellt ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zu» Durchfahren dee Heretellungeverfahrene nach der Erfindung umfeJlt ein Forateil 1,

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welches drei konzentrische, zylinderförmige Hohlbereiche 2, 3 und «t aufweist. Der kleinste Hohlbereieh 2 dient aur Aufnahme einer Hohlform 6, welche in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt ist, während der mittlere Hohlbereieh 3 und der größere Hohlbereieh U freibleiben und mit Kunststoff vollgespritzt werden. Die Hohlform 6 weist radial nach innen weisende Rippen 7 auf. Die Lamellen bestehen aus annähernd rechtwinklig gebogenen Drahtstücken mit trapezförmigem Querschnitt und weisen jeweils einen Kommutatorschenkel 8 sowie einen Anschlußschenkel 9 auf. Die Lamellen werden mit ihren Kommutatorschenkeln 8 in die Hohlform 6 eingesetzt, derart, daß sie von den Rippen 7 gehalten werden. Nachdem die Hohlform in dieser Weise mit Lamellen bestückt ist, wird sie in den kleinsten Hohlbereich 2 der Vorrichtung eingesetzt, wobei die Anschlußschenkel 9 in im mittleren Hohlbereich angebrachten Ausnehmungen 10 aufliegen, deren Auflagefläche an die Kontur der Lamellen angepaßt ist. Die Vorrichtung übfaßt ferner einen Abschlugdeckel 11, der mit einer Bohrung für die Welle sowie mit einer öffnung 12 versehen ist, die in den freien Raum zwischen den Teilen 1 und 11 stündet und an die eine Leitung 13 angeschlossen ist, welche zum Zuführen des Kunststoffes in den frei gebliebenen Hohlraum dient. In den Abschlußdeckel sind ferner mit den Ausnehmungen 10 fluchtende Stößel 16 vorgesehen, die die Anschlußdeckel in den Auenehmungen 10 festspannen.

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Wie in Fig» 1 gestrichelt dargestellt ist, stehen die Kommutators chenkel 8 im zusammengebauten Zustand der Heretellungsform radial nach innen von der Hohlform 6 ab. Sobald Kunststoff durch die Leitung 13 in die Hohlform unter Druck eingespritzt wird, werden die Kommutatorschenkel jedoch wieder gegen die Wandung der Hohlform 6 gedrückt und stehen damit unter Vorspannung. Da der Druck solange aufrechterhalten wird, bis der in die Herstellungsform eingespritzte Kunststoff erhärtet ist, weisen die Kommutatorschenkel des fertigen Kommutators also eine radial nach innen gerichtete Vorspannung auf.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen fertigen Kommutator nach der Erfindung mit einer Stirnscheibe Ib, in deren Nabe die radial nach außen weisenden Anschlußschenkel 9 des Kommutators teilweise eingebettet sind. Die Umfangefläche der Stirnscheibe IU dient zur Befestigung einer zylinderförmigen Ankerwicklung. In der Stirnscheibe 14 sind mit den Anschlußschenkeln 9 fluchtende Durchbrüche 15 vorgesehen, die einen Durchtritt der Stößel 16 bei der Herstellung des Kommutators ermöglichen (Fig. 1).

Fig. ^ zeigt den fertigen Kommutator in einem Längsschnitt.

Claims

FAXENTANSPROCHE

1» Kommutator für Kleinstmotoren, mit einer Anzahl um einen Isolieretoft*kai?n angeordneter winkelförmige?.¹¹ Lamellen, deren Anachii^ßandtm von der Kommutatöraehee fortweisen und mindestens über einen Bereich ihrer Länge in Isolier* α toti festgehalten sind» dadurch gekennzeichnet, daß die Kaianrntatorschönkai. {&) der Lamellen im Berich des Isolierstoff kernes eine zur Kommutatoraohse hin gerichtete Vorspannung aufweisen

2ο Kommutator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorbereiche der Lamellen zusätzlich mit dem Isolierstoffkern fest verbunden sind,

K Kommutator nach Anspruch 1 oder 2, zur Verwendung in Verbindung mit einem glockenförmigen Anker, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußenden der Lamellen mindestens teilweise in die Stirnseheifoa (14) des Ankere eingebettet sind.

Ha Kommutator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dia Stirnecheibe (I¹O in der Nflhe ihres Umfang«* eine der Ansah! der KummufcafcorlaiBeilan entsprechende Anzahl von Durchbrachen (IS) aufweist, durch die sich die Anschlußschenkel (9) der Lamellen erstrecken.

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5. Komautator nach Anspruch 1 bis ·», dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorlamellen aus Profildraht hergestellt sind.

6. Kommutator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkern und die Stirnfläche ein Teil bilden.

7J Verfahren zum Herstellen eines Kommutators nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen in eine Hohlform (6) eingelegt werden, die Mindestens die Kommutatorschenke 1 (β) umschließt, daß die radial abstehenden Anschlußschenkel (9) der Lamellen so festgehalten werden, daß die Kommutatorschenkel (8) von der Hohlform (6) radial nach innen abstehen, und daß dann die Form alt Kunststoff unter solchen Druck vollgespritzt wird, daß die Kommutatorschenkel (8) wieder gegen die Wandung der Hohlform (6) gedrückt werden, und daß der Druck so lange aufrechterhalten wird, bis der Kunststoff hart geworden ist.

8. Verfahren zum Herstellen eines Kommutators nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen in eine Hohlform eingelegt werden, die mindestens die Kommutatorschenkel umschließt, daß die Hohlform mit Kunststoff gefallt wird, daß man den Kunststoff zuerst im Bereich der Kommutatorschenkel hart werden laßt, daß die radial abstehenden Anschluftschenkel der Lamellen sodann vorgespannt werden und man den übrigen Teil des Kunststoffes hart werden lÄßt.

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9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Z_% dadurch gekennzeichnet, daft die Härtung durch warme ausgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen in eine Hohlfor» (6) eingelegt werden, die radial nach innen weisende Trennrippen (7) aufweist.

BAD ORIGINAL

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