DE1638203A1

DE1638203A1 - Commutator

Info

Publication number: DE1638203A1
Application number: DE19681638203
Authority: DE
Inventors: Vuillemot Ward T
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1967-03-09
Filing date: 1968-03-08
Publication date: 1971-04-15
Also published as: GB1174557A; US3486056A; FR1556130A

Description

Eastman Kodak Company, Rochester, New York State, United States of America Commutator

Die Erfindung bezieht sieh auf einen Stromwender, insbesondere für sehr kleine Elektromotoren, dessen in Umfangeriehtung Im Abstand voneinander angeordnete Lamellen von einem Körper aus einem elektrisch isolierenden Stoff gehalten sind.The invention relates to a commutator, especially for very small electric motors, whose in Circumferential series Arranged at a distance from one another Slats are held by a body made of an electrically insulating material.

Kleine Motoren wie zum Beispiel solche, die in Kameras, Spielzeugen und dergleichen verwendet werden, werden in der Regel nicht repariert, da sich eine Reparatur wegen der geringen Herstellungskosten des Motors nicht lohnt· Die Lebensdauer eines solchen Motors 1st damit gleich der Lebensdauer des schwächsten TeIIs₉ der in vielen Fällen der Stromwender ist. Die einzuhaltenden kleinen Abmessungen und die geforderten geringen Herstellungskosten ergeben einige Probleme \äna Beschränkungen für den BetriebSmall motors such as those used in cameras, toys and the like are usually not repaired because repair is not worthwhile because of the low manufacturing cost of the motor. The life of such a motor is therefore the same as the life of the weakest part ₉ which is the commutator in many cases. The small dimensions to be maintained and the required low production costs result in some problems, including restrictions on the operation

und die Konstruktion d@s Stromwenders iard <ä@g Motors.Eines 109316/0440
BAD ORIGINALand the construction of the commutator iard <ä @ g Motors.Eines 109316/0440
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dieser Probleme ist die sichere Verbindung der Ansobluftdrähte der Motorwieklung mit den Lamellen« da eine Verbindungstechnik benutzt werden nuß, die geringe Kosten verursacht. Ein anderes Problem ist bei rotierenden Stromwendern die Schwierigkeit, extrem kleine Bürsten während des Laufs des Stromwenders auf die Lauffläche des Stromwenders ausgerichtet su halten. Ein weiteres Problem besteht in der Schwierigkeit, su verhindern, daft metallische oder andere Partikel, die beispielsweise durch Verschleiß des Stromwenders und der Bürsten entstehen, die Stromwenderlamellen kurssehliefien oder su einem schlechten elektrischen Kontakt zwischen Bürtte unfi Stromwender führen.one of these problems is the secure connection of the aspirating wires the motor swing with the slats «there is a connection technology be used nut, the low cost caused. Another problem with rotating commutators is the difficulty of making extremely small brushes Keep it aligned with the running surface of the commutator while the commutator is running. Another one Problem consists in the difficulty of su prevent daft metallic or other particles, for example through wear of the commutator and the brushes arise, the commutator slats course or see below a bad electrical contact between Bürtte and Lead commutator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe su Grunde, einen Stromwender für kleine Elektromotoren su schaffen, der eine genaue Ausrichtung der Bürsten auf die Laufbahn des Kommutators sicherstellt.The invention is based on the object su to create a commutator for small electric motors su, the one ensures exact alignment of the brushes on the raceway of the commutator.

Ausgehend von einem Stromwender der eingangs genannten Art 1st diese Aufgabe erfindungsgemlB dadurch gelöst, dass der Körper eine Ringnut bildet, in der Je ein Stück jeder Lamelle liegt und deren Planken als Führungsfllehen für die auf den Lamellenetüeken laufenden Bürsten vorgesehen sind.Based on a commutator of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by that the body forms an annular groove in each of which a piece each lamella lies and their planks as guide flanks intended for the brushes running on the lamellar cover are.

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Da die Laufbahn der Bürsten in der Ringnut liegt, ist eichergestellt, dass die Bürsten nicht durch eine Querverschiebung die laufbahn verlassen können.Since the raceway of the brushes lies in the ring groove It is ensured that the brushes do not move sideways leave the career path.

Besonders vorteilhaft ist die erflndungsgemäfie Ausgestaltung des Isollerstoffkörpers bei einem Flachstrom· wender« da hier in erhöhtem Maße das Problem auftritt, eine Querverschiebung der Bürsten su verhindern«, Bei einer bevorzugten»als Flachstromwender ausgebildeten Ausfübrungsform ist die Ringnut durch einen inneren und einen im Abstand von diesem angeordneten äueseren Ringbund auf der einen Stirnseite des Isolierstoffkörpers gebildet. Zweokmäfiigerweise sind dabei die beiden Ringbunde konzentrisch zu einer zentralen, derThe embodiment according to the invention is particularly advantageous of the insulating material body in a flat current turner «since the problem arises here to an increased extent, prevent the brushes from shifting sideways «, Bei In a preferred embodiment, designed as a flat current inverter, the annular groove is formed by an inner one and an outer one spaced therefrom Annular collar formed on one end face of the insulating body. Two of them are the two coils concentric to a central one, the

Receiving a shaft serving bore arranged.

um su verhindern, dass sich in der Ringnut beispielsweise durch Verschleift entstandene Partikel ansammeln, die einen Kurzschluß der Lamellen und einen schlechten Kontakt zwischen den Bürsten und den Lamellen bewirken könnten, ist bei einer bevorzugten Ausführungeform der Körper mindestens mit einem radialen Kanal versehen, der sich von der Ringnut nach außen erstreckt. Durch diesen radialen Kanal werden evtl. vorhandene Partikel während des Laufs des Stromwenders durch die Fliehkraft nach außen geschleudert · Wird die Ringnut durch zwei Rinc;-bunde gebildet, so kann als radialer Kanal eine radialeto prevent su from getting in the ring groove for example Particles created by dragging accumulate, which short-circuit the lamellas and a bad one Could cause contact between the brushes and the slats, is in a preferred embodiment of the Body provided with at least one radial channel which extends outwardly from the annular groove. Through this Radial channel, any particles that may be present during the running of the commutator are removed by the centrifugal force flung outwards · The ring groove is thrown by two Rinc; -bundes formed, a radial channel can be used as a radial channel

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Groove In the outer ring collar are used _o

Das Abführen der in der Ringnut vorhandenen Partikel und damit die Verhinderung einer Brückenbildung «wischen swei benachbarten Lamellen kann dadurch noch unterstützt «erden, daft der Körper auf der der Ringnut abgekehrten Seite im Abstand voneinander angeordnete Ausnehmungen aufweist, die mit den Räumen «wischen den Laraellen und der Ringnut in Verbindung stehen«. Der Spalt zwischen swei benachbarten Lamellen ist hier also nach beiden Selten hin offen, was ein Zuseteen des Spaltes praktisch unmöglich macht· Ausserdem wird durch die zusfttsllchen Ausnehmungen die Kühlung der Lamellen verbesserteThe removal of the particles present in the annular groove and thus the prevention of bridging «wipe Two adjacent lamellae can be grounded as a result, since the body faces away from the annular groove Side has recesses arranged at a distance from one another, which with the spaces «wipe the larvae and the ring groove are in connection «. The gap between two adjacent lamellas is here after both Seldom open, which makes it practical to tea the gap makes impossible · In addition, the additional Recesses improved the cooling of the slats

Eine sichere und billig herzustellende Verbindung der Lamellen mit den AnsehlufidrShten der Motorwicklung ist bei dem erfindungsgemäßen Stromwender dadurch erreicht, dass Jede Lamelle eine Anschlußfahne aufweist, die swei einstückig ausgebildete Klemmkörper bildet, von denen der eine gegen den anderen hin biegbar 1st, und daft Jeder Klemmkörper eine erhabene Fliehe besitzt, zwischen denen ein ansusehliessender Draht gehalten wird, wenn der eine Klemmkörper umgebogen ist«.A secure and inexpensive connection to the Lamellas with the connection wires of the motor winding achieved in the commutator according to the invention, that each lamella has a connecting lug, which forms swei integrally formed clamping bodies, of which the one is bendable towards the other, and that each clamping body has a raised fly between to which a connecting wire is held, if one clamp body is bent over «.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform schließen die Klemmkörper Im ungebogenen Zustand einen spitzen Winkel ein, bilden also eine Art Hakeη_o Hierdurch ist das Ein» 109816/0440In an advantageous embodiment, the clamping body close unbent an acute angle, thus forming a kind of Hakeη _o This is the A "109816/0440

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logen des anzuschließenden Drahtes und das anschließende Zusammenkleben der beiden Klemmkörper äußeret einfach. Trotzdem erhält man eine gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Ansehlufidraht und der Anschlußfahne·lied the wire to be connected and the subsequent Gluing the two clamp bodies together is easy on the outside. Still, you get a good electrical and mechanical connection between the connection wire and the connecting lug

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels im einseinen erläutert·
Es zeigen:In the following the invention is explained on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing.
Show it:

Fig.l eine Vorderansicht des als Flaohstronwender ausgebildeten Ausführungsbeispiel·;Fig.l is a front view of the Flaohstronwender trained embodiment ·;

Figo 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. UFIG. 2 shows a section along the line 2-2 of FIG

Fig. 3 shows a view of the commutator

Fig.ή eine unvollständig.dargestellte Seitenansicht ;Fig.ή an incompletely represented side view ;

Fig·5 und 6 unvollständig dargestellte Seitenansichten, die die verschiedenen Schritte bei» Befestigen eines AnsohluBdrahtes an einer Ansehlußfahne zeigen·Fig. 5 and 6 incompletely shown side views, the different steps in »Attaching a connecting wire to a Show affiliation flag

Ein Flao^strjumwender weist einen Körper 10 aus einen elektrisch; isolierenden Stoff, im AusführungsbeiepielA Flao ^ strjumverter has a body 10 from a electrical; insulating material, in the example

Plastic, which is a substantially cylindrical

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Form besitzt ο Der Körper 10 1st mit einer zentralen Bohrung 12 versehen, die zur Aufnahme einer nioht dargestellten Welle eines ebenfalls nicht dargestellten Elektromotors dient· Die Bohrung 12 weist im Ausführungen beisplel am umfang verteilt angeordnete ebene Fliehen 14 auf, sodafi der Bohrungsquersohnltt ein Vieleck ist· Hierdurch läßt sich in einfacher Welse eine formschlüssige Verbindung mit der korrespondierend auszubildenden Welle des Elektromotors herstellenForm possesses ο The body 10 1st with a central Bore 12 is provided, which is also not shown for receiving a shaft not shown The electric motor is used · The bore 12 has in the execution For example, flat lines distributed around the circumference 14 so that the bore cross sonltt is a polygon · As a result can be a form-fitting connection with the correspondingly trained shaft in a simple Welse of the electric motor

Xn den Körper 10 sind als flache Segmente einer Scheibe ausgebildete Lamellen 16 eingebettet, die konzentrisch zur Längsachse des Körpers 10 in einer Radialebene angeordnet sind« Zwischen den benachbarten Lamellen 16 ist je ein Spalt vorhandene Der Körper 10 ist im Ausfahrungebeispiel nach einer der bekannten Kunstetoffgiefttechniken gegossen oder gespritzt.Xn the body 10 are as flat segments of a disc formed lamellae 16 embedded, which are concentric to the longitudinal axis of the body 10 in a radial plane are arranged «Between the adjacent slats 16 there is a gap. The body 10 is in the Working example based on one of the well-known plastic casting techniques poured or injected.

Der Körper 10 bildet eine Ringnut 18 in stlner einen Stirn« seite, die sich bis zu den tiefer liegenden Lamellen 16The body 10 forms an annular groove 18 in its face. side that extends to the lower-lying slats 16

erstreckt, deren freiliegenden Oberflächenbereich den Grund der
/Rhgnut 18 bildete Im AusfUhrungsbeisplels ist die Ringnut 18 durch zwei konzentrische und im Abstand voneinander verlaufende Ringbunde 20 und 22 (Fig.l) an der einen Stirnseite des Körpers 10 gebildete Die Ringbunde 20 und 22 liegen konzentrisch zur zentralen Bohrung 12, und dieextends whose exposed surface area the bottom of the
/ Rhgnut 18 formed In the execution example, the annular groove 18 is formed by two concentric and spaced-apart annular collars 20 and 22 (Fig.l) on one end face of the body 10. The annular collars 20 and 22 are concentric to the central bore 12, and the

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einander zugekehrten Mantelflächen der Ringbunde bilden die Planken der Ringnut 18.Casing surfaces of the annular collars facing one another form the planks of the annular groove 18.

Die Ringnut 18 nlnmt die ortsfesten federnden Bürsten 24 auf, die In bekannter Welse gehalten sind und nacheinander über die Lamellen 16 gleiten, wenn der Stromwender rotiert« Die einander zugekehrten ringförmigen Flanken der Ringbunde 20 und 22 dienen daiu, die Bürsten 24 auf die Laufbahn der Lamellen 16 In der Ringnut 18 ausgerichtet zu halten, um einen gleichbleibenden Kontakt «wischen den Lamellen und den Bürsten sicherzustellen« Die seitliche Führung der Bürsten 24 durch die Flanken der Ringnut vermindert die Möglichkeit des Auftretens ▼on Unregelmässigkeiten während des Betriebs, die von einer seitlichen Verschiebung der Bürsten herrühren. Die Folge dieser Ausschaltung von Störungemöglichkeiten sind eine hOhere Motorleistung und eine grOssere Lebens- { dauer des Stromwenders₀ The annular groove 18 accommodates the stationary resilient brushes 24, which are held in known catfish and slide one after the other over the lamellae 16 when the commutator rotates To keep lamellae 16 aligned in the annular groove 18 to ensure constant contact between the lamellas and the brushes. The lateral guidance of the brushes 24 through the flanks of the annular groove reduces the possibility of irregularities occurring during operation Displacement of the brushes. The consequence of this elimination of Störungemöglichkeiten have a higher engine power and a greater life {duration of the commutator ₀

Wie die Fig. 1 und 4 seigen, ist der iussere Ringbund mit einem radialen Schlitz 26 versehen. Der Grund dieses radialen Sohlitseβ 26 liegt in derselben Ebene wie die Lauffläche der Lamellen. Der radiale Schlitz 26 gestattet daher den Austritt von Partikeln aus der Ringnut 18. Solche Partikel können beispielsweise Infolge Verschleißes der Lamellen 16, der Bürsten 24 und derAs shown in FIGS. 1 and 4, the outer ring collar is provided with a radial slot 26. The base of this radial Sohlitseβ 26 lies in the same plane as that Running surface of the slats. The radial slot 26 therefore allows particles to exit from the annular groove 18. Such particles can, for example, as a result of wear of the lamellae 16, the brushes 24 and the

Flanken der Ringnut 18 entstehen. 109816/OUOFlanks of the annular groove 18 arise. 109816 / OUO

BAD OBIGfNAl.

Wfthrend 4·· Laufe de· Stromwenders werden dieee Partikel aus der Ringnut 18 durch den Schute 26 hindurch infolge der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft nach außen geschleudert. Die Ringnut 18 wird während des Laufs des Stromwenders also ständig entleert· Partikel, die beispielsweise durch Verschleiß entstehen, können daher den elektrischen Kontakt zwischen den Bürsten und den Lamellen nicht sturen·During the 4 ·· course of the commutator, these particles become from the annular groove 18 through the bar 26 as a result centrifugal force acting on them. The annular groove 18 is during the course of the The commutator is therefore constantly emptied · Particles that arise for example through wear can therefore do not obstruct the electrical contact between the brushes and the slats

Der Körper 10 ist ferner mit einer der Zahl der Lamellen entsprechenden Zahl von Ausnehmungen 27 versehen, die von der der Ringnut 18 abgekehrten Stirnseite des Körpers 10 her in axialer Richtung sich bis su den Lamellen 16 erstrecken· Die Ausnehmungen 27 sind, wie die Fig· 2 und 3 »eigen, Je auf einen Spalt wischen zwei benachbarten Lamellen ausgerichtet. Die Spalte «wischen den Lamellen sind daher nach beiden Selten hin offen, was ein Freihalten der Spalte erleichtert. Da Teile der Lamellen 16 in die Ausnehmungen 27 ragen, wird durch letztere auch die Luftzirkulation und damit die Kühlung der Lamellen verbessert.The body 10 is also provided with a number of recesses 27 corresponding to the number of lamellae from the end face of the body 10 facing away from the annular groove 18 in the axial direction as far as the lamellae 16 The recesses 27 are, like FIGS. 2 and 4 3 »own, each on a gap wipe two neighboring Lamellas aligned. The gaps between the slats are therefore seldom open after both, which means that they are kept clear the column relieved. Since parts of the lamellae 16 protrude into the recesses 27, the latter also the air circulation and thus the cooling of the slats improved.

Jede Lamelle 16 1st mit einer sich radial naoh aussen vom Körper 10 weg erstreckenden AnsohluAfahne fflr die Ansohluftdrihte der nicht dargestellten Wicklung versehen» die Je einen im wesentlichen V-formIgeη Haken bilden· Der iussere Sehenkel 28 dieser hakenförmigen Klemmvorrichtung kann gegen den innen liegenden Sehenkel 30 ge-109816/0440 Each lamella 16 is radially close to the outside from the body 10 extending anus flag for the Provided with the solitary air wires of the winding (not shown) » which each form an essentially V-shaped hook The outer leg 28 of this hook-shaped clamping device can be turned against the inside handle 30

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bogen werden» umeinen eingelegten AnsehluAdraht mit gutem elektrischen Kontakt zwischen den beiden Sohenkeln festzuklemmen. Wie Flg. 1 zeigt» besitzen die Schenkel 28 und 30 Jeder Anschlußfahne einen Im wesentlichen rechteckförralgen Querschnitt» Jedoch sind auf den einander zugekehrten Flachen langgestreckte erhabene Bereiche 32 bzw« 3* vorgesehen» die dazu dienen» die mechanische und elektrische Verbindung des Anschlußdraht es mit der Anschlußfahne su verbessern«)bends are »around an inserted connecting wire with to secure good electrical contact between the two soles. Like Flg. 1 shows »own the legs 28 and 30 Each terminal lug has a substantially rectangular cross-section facing surfaces elongated raised areas 32 or "3 * provided" which serve "the improve the mechanical and electrical connection of the connecting wire with the terminal lug «)

One of the V-shaped connection lugs with an inlaid AnsohluAdraht 36 1st on an improved scale in Flg ·

dargestellt. Fig. 6 zeigt die Lage der Schenkel 28 und 30 der AnsohluAfahne und die Lage des AnsohluAdrahtes 36 nach dem Zusammenklemmen· Wenn die einseinen Teile die in Fig. 5 dargestellte Lage einnehmen» kann dasshown. Fig. 6 shows the position of the legs 28 and 30 of the Ansohlu flag and the position of the Ansohlu wire 36 after clamping · If the single parts are in the position shown in Fig. 5, that can

Clamping of the AnsohluA wire 36 by one on the I. Seekel 28 acting force takes place »which is sufficient»

um ein Biegen und Verformen des Schenkels 30 bis surabout bending and deforming the leg 30 to sur

Plant on the body 10 and bending and moving the Sohenkels 28 against the handle 30 su enable «, through

diese Verformung der AnsohluAfahne wird der Draht 36 «wischen den erhabenen Fläohenbereiohen 32 und 34 sicher eingeklemmt und gequetschte Wie Flg. 6 zeigt, werden diethis deformation of the Ansohlu flag becomes the wire 36 «Wipe the raised areas 32 and 34 safely pinched and bruised like Flg. 6 shows the

Fllohenberelohe 32 and 3 * and the wire 36 at the touch -

stellen Infolge der Klemmkraft leicht abgeflacht.are slightly flattened due to the clamping force.

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Diese Deformation trägt dazu bei, den Draht 36 sicher swischen den Schenkeln 28 und 30 festzuhalten, da sie eine formschlüssige Verriegelung bildete Die gute mechanische Verbindung zwischen den Ansohlufidraht und der Ansohlußfahne ist also auf die Kombination der Klemmwirkung und des Quetscheffekts surüokzufuhren. Wenn die Anschlußdrähte, die an die Anschluß« fahnen anzusohllessen sind, eine Isolation aufweisen, kann die Isolationsschicht durch Schmelzen entfernt werden» Hierzu wird eine elektrische Spannung an die Verbindungsstelle angelegt, die ausreicht, um das Schmelzen zu bewirken» Die erhabene Form der Oberflächenbereiche 32 und 31 und die kleine Kontaktzone verbessert nicht nur die Klemmwirkung, sondern erleichtert auch das Entfernen der DrahtIsolation auf dem vorstehend beschriebenen Wege Eine kleine Kontaktzone vermindert nämlich die erforderliche Spannung auf einen Minimalwert und stellt eine vollständige Entfernung der Isolierschicht von der Drahtoberfläche in der Berührung β tone mit den erhabenen Fläohenbereiehen 32 und 34 sieher·This deformation contributes to the wire 36 to hold securely between the legs 28 and 30, because it formed a form-fitting interlock. The good mechanical connection between the Ansohlufidraht and the Ansohlußfahne is so on the combination of the clamping effect and the squeezing effect surüokzufuhren. If the connecting wires that are to be connected to the connecting lugs are insulated, the insulation layer can be removed by melting »For this purpose, an electrical voltage is applied to the Joint created that is sufficient to cause melting »The raised shape of the surface areas 32 and 31 and the small contact zone not only improves the clamping effect, but also makes it easier to remove the wire insulation the way described above A small contact zone namely reduces the required voltage to a minimum value and provides a complete removal the insulating layer from the wire surface in contact with the raised areas 32 and 34 Sieher

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Claims

16Τ82Ό3 - it -

Patent claims s

The commutator, whose circumferentially spaced larvae are held by a body made of an electrically insulating material, is characterized by the fact that the body (10) forms an annular groove (18) in which a piece of each lamella (16) and its planks lie are provided as guide surfaces for the brushes (2H) running on the lamellae

2 · commutator according to claim 1, daduroh gekennxelohnet that it is designed as Flaohstromwender 1st and the annular groove (i8) a central, of receiving a shaft serving bore (12) of the body (10) surrounds _β

Commutator according to claim 2, characterized by that the annular groove (18) through an inner and an outer annular collar arranged at a distance therefrom (20 baw.22) is formed on one end face.

4 · commuter according to claim 3, daduroh recognized, that the ring bundles (20,22) Konsentriech sur sentralen Bore (12).

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5 x commutator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the body ₉ (10) has a substantially cylindrical shape. "

6. commutator according to one of claims 1 to 5 »characterized in that the body (10) is made of plastic and the fins (16) are cast in ο

Current converter according to one of Claims 2 to 6, characterized in that the body (10) has at least one radial channel (26) which extends from the annular groove (18) near the outside «

8. commutator according to claim 7 »characterized in that that the radial channel is formed by a radial groove (26) in an annular collar (22) «,

9 · commutator according to claim 8, characterized in that the radial channel is provided in the external ring (22) is ο

10. commutator naoh one of claims 2 to 9 »thereby characterized in that the body (10) is arranged at a distance from one another on the side facing away from the annular groove (18) Has recesses (27)., »Those with the spaces between

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the larvae (16) and the annular groove (18) are connected o

Ho commutator, in particular naoh one of the claims 1 to 10 »daduroh marked that each lamella (16) has a viewing flag (28,30) which forms swei one-piece clamping bodies (28,30), of which one is bendable towards the other, and that each clamping body (28, 30) is a raised one Area (32,34), between which an attaching Wire (36) is held when the one clamping body (28) is bent,

12ο commutator according to claim 11, characterized in that that the one clamping body (28) through the end section the AnechluÄ flag is formed "

13ο commutator according to claim 11 or 12, characterized thereby, that the clamping bodies (28, 30) form an acute angle in the unbent state.

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