DE1910611A1

DE1910611A1 - Power connection for commutator bars, preferably made of carbon

Info

Publication number: DE1910611A1
Application number: DE19691910611
Authority: DE
Inventors: Knut Jensen
Original assignee: ZENTRAL LAB ELEKTROGERAETE VEB
Current assignee: ZENTRAL LAB ELEKTROGERAETE VEB
Priority date: 1968-03-13
Filing date: 1969-03-01
Publication date: 1969-10-09

Description

Stromanschluß für Kommutatorlamellen, vorzugsweise aus Kohle Die Erfindung betrifft einen Stromanschluß für Kommutatorlamellen, vorzugsweise aus Kohle, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Kommutatorlamellen und den Ankerwichcklungsenden an elektrischen Maschinen und Geräten.Power connection for commutator bars, preferably made of carbon The invention relates to a power connection for commutator bars, preferably made of carbon, for Establishing an electrical connection between the commutator segments and the armature winding ends on electrical machines and devices.

Die Kontaktierung von Kupferkommutatoren ist weitestgehend unproblematisch. Sie geschieht meistens durch Löten, Schweißen, Pressen oder ähnlichen Verbindungsverfahren. Die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen nicht lüt- und schweißbaren Kommutatorlamellen, zum Beispiel aus Kohle, und den Ankerwicklungaenden elektrischer Maschinen und Geräte bereltet größere Schwierigkeiten.The contacting of copper commutators is largely unproblematic. It is mostly done by soldering, welding, pressing or similar connection processes. The creation of an electrical connection between non-ventilable and weldable Commutator bars, for example made of carbon, and the armature winding ends electrical Machines and devices encountered greater difficulties.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, nach denen elektrische Kontaktverbindungen an Kohlekommutatoren hergestellt werden können: 1. durch mechanische Verbindung zwischen Kohle und metallischem Leiter, zum Beispiel durch Nieten, Stampfen, Schrauben oder Pressen, 2. durch das Aufbringen von lötfähigen Schichten auf Kohle durch Metallspritzen oder galvanische Bohandlung mit; nachfolgendem Löt- oder Schweißvorgang.Various methods are known by which electrical contact connections can be made on carbon commutators: 1. by mechanical connection between carbon and metallic conductor, for example by riveting, tamping, screwing or pressing, 2. by applying solderable layers to carbon using metal spraying or galvanic treatment with; subsequent soldering or welding process.

3. durch mit Metallteilchen angereicherte Gieß- und Klebeharze, die fest auf der Kohle haften und in denen ein metallischer Leiter eingebettet ist, 4. durch die getrennte Wirkung von Kontaktierungsfunktion und Klebe- oder Gießharzen, wie zum Beispiel elektrische Verbindung mit leitenden Emulsionen und nachfolgende mechanische Halternng mit Gießharz und 5. durch das Ein- oder Auspressen der Wicklungsenden auf den kommutator mittels Schaltkappe.3. through casting and adhesive resins enriched with metal particles, which adhere firmly to the carbon and in which a metallic conductor is embedded, 4. due to the separate effect of the contacting function and adhesive or casting resins, such as electrical connection with conductive emulsions and subsequent mechanical holding with cast resin and 5. by pressing the winding ends in or out on the commutator by means of a switch cap.

Alle diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie entweder technologisch, apparativ oder materialseitig zu aufwendig sind, oder nicht genügend Funktionssicherheit bieten.All of these processes have the disadvantage that they are either technologically, Are too expensive in terms of equipment or materials, or insufficient functional reliability Offer.

Weiterbin besitzen sie sämtlich den Nachteil, daß die Kommutatoren bei evtl. Beschädigungen gar nicht oder nur mit großem nutwand vom Anker des elektrischen Motors getrennt und ausgewechselt werden können. In den weitaus meisten Fällen, besonders bei Kleinmotoren, müssen im Reparaturfalle die gesamten Anker ausgewechselt werden, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rationelles Kontaktierungsverfahren zu schaffen, welches eine leichte Austauschbarkeit des Kommutators zuläßt.Furthermore, they all have the disadvantage that the commutators In the event of damage, not at all or only with a large groove wall from the armature of the electrical Motor can be separated and replaced. In the vast majority of cases, Especially in the case of small engines, the entire armature must be replaced in the event of repairs The invention is based on the object of an efficient contacting method to create, which allows easy interchangeability of the commutator.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß zur Kontaktverbindung zwischen den Kommutatorlamellen und den Ankerwicklungsenden eine Trägerscheibe aus elektrisch nicht leitendem Material mit auf ihr befestigten metallischen Reitern bzw. Kontaktfedern, die ederd an den Kommutatorlamllenstirnseiten anliegen, dient.According to the invention this object is achieved in that for contact connection between the commutator bars and the armature winding ends one Carrier disk made of electrically non-conductive material with metallic fastened on it Tabs or contact springs that rest against the ends of the commutator lamellas, serves.

Die Trägerscheibe mit Reiter ist auf der Ankerwelle zwischen dem Kommutator und der Ankerwicklung gelagert und stellt mit den über ihren gesamten Umfang verteilt angeordneten elektrisch leitenden Reitern den Kontakt zu den Kohlekommutatorlamellen her, wobei die Ankerwicklungsenden mit den Reitern durch übliche Verfahren, zum Beispiel Löten oder Schweißen, verbunden sind.The carrier disk with rider is on the armature shaft between the commutator and the armature winding is stored and provides with the distributed over its entire circumference arranged electrically conductive riders make contact with the carbon commutator bars ago, the armature winding ends with the riders by conventional methods, for Example soldering or welding, are connected.

Damit der Kommutator dauerhaft fest an den Reitern anliegt, wird er vorteilhafterweise durch einen Sicherungsring, der auf der ankerwelle sitzt, gehalterte Um ein Verdrehen des Kommutators während des Betriebes der elektrischen Maschine zu verhindern und um eine richtige Montage derselben zu garantieren, befinden sich an der Trägerscheibe Jeweils zwischen den Reitern Zapfen, die in die Schlitze des Kommutators ragen, oder Mitnehmerstifte, die in den elektrisch nicht leitenden Teil des Kommutators ragen.So that the commutator is permanently attached to the riders, it is advantageously supported by a locking ring that sits on the armature shaft To a twisting of the commutator during the operation of the electrical machine to prevent and to guarantee correct assembly of the same are located on the carrier disk between the tabs pegs that slide into the slots of the Commutator protrude, or drive pins that do not go into the electrical the conductive part of the commutator.

Zur sicheren Arretierung der Reiter auf der Trägerscheibe ist es weiterhin vorteilhaft, dieselbe an den für die Verankerung der Reiter vorgesehenen Stellen mit Durchbrüchen zu versehen und in radialer Verlingerung am Umfang entsprechend nutförnig auszusparen.It is still used for secure locking of the tabs on the carrier disk advantageous, the same in the places provided for anchoring the rider to be provided with breakthroughs and correspondingly in radial lengthening on the circumference to be cut out with a groove.

Um den federnden Reitern auch auf der dem Kommutator abgewandten Seite entsprechenden Halt; zu geben, ist; eine Scheibe vorgesehen, die alle Enden der Reiter an die Trägerscheibe andrückt. Eine andere Möglichkeit ist, ein Ende des Reiters abzuwinkeln und, wie die Vorderseite, ebenfalls im Durchbruch zu verankern.Around the springy tabs also on the side facing away from the commutator appropriate stop; to give is; a washer is provided covering all ends of the Rider presses against the carrier disc. Another option is to end the The Reiters angle and, like the front, also anchored in the opening.

Auch können die Rückseiten der Reiter in entsprechenden diametral gegenüberliegenden Vertiefungen der Trägerscheibe sitzen.The backs of the tabs can also be diametrically appropriate sit opposite recesses of the carrier disk.

Weiterhin kann die Ausführung der Trägerscheibe so gestaltet sein, daß die dem Kommutator zugewandte Seite der Trägerscheibe mit diametral gegenüberliegenden Vertiefungen versehen ist, die in der Nähe der Wellenbohrung mit Durchbrüchen begrenzt sind. In diesen Vertiefungen liegen gewölbte Kontaktfedern, deren eines Ende abgewinkelt in dem Durchbruch verankert ist, während das andere Ende über die Trägerscheibe als Anschluß für das jeweilige Ankerwicklungsende hinausragt.Furthermore, the design of the carrier disk can be designed in such a way that that the side of the carrier disk facing the commutator is diametrically opposite Depressions are provided in the vicinity of the shaft bore with Breakthroughs are limited. Arched contact springs are located in these recesses, one end of which is angled anchored in the opening, while the other The end protrudes beyond the carrier disk as a connection for the respective armature winding end.

Wird Thermoplast als Material für die Trägerscheibe verwendet, können auch bei dieser Ausführung die Kontaktfedern günstig durch Zuführung von Wärme fest in die Trägerscheibe eingedrückt und verankert werden* und zwar sowohl auf der dem Kommutator zugewandten als auch auf der dem Kommutator abgewandten Seite.If thermoplastic is used as the material for the carrier disk, you can In this design, too, the contact springs are fixed by the supply of heat be pressed into the carrier disk and anchored * both on the Commutator facing as well as on the side facing away from the commutator.

Damit es möglich wird dLe Trägerscheibe in dieser Ausführung als Stanzteil auszuführen, werden die zur Mitnahme des Kommutatorkörpers vorgesehenen Zapfen lurch Mitnehmerstifte ersetzt;. Selbige greifen in entsprechende Löcher am elektrisch nicht leitenden Teil des Kommuta't;orkörpers ein, wobel auch umgekehrt Mitnehmerstifte vom Kommutatorkörper aus in Löcher der Trägerscheibe eingreifen können.This makes it possible to use the carrier disk as a stamped part execute, the pins provided for driving the commutator body are lurched Driving pins replaced. These grab into corresponding holes on the electrical non-conductive part of the commutation body, and vice versa wobble drive pins can engage in holes in the carrier disk from the commutator body.

Eine weitere Form der Ausbildung einer Trägerscheibe besteht darin, daß statt einer flachen Trägerscheibe eine solche mit Buchse verwendet wird; In diesem Falle sitzt der Kommutatorkörper nicht unmittelbar auf der Ankerwelle, sondern auf der Buchse und ist ebenso mit einem Sicherungsring gehaltert. Ansonsten finden die gleichen Kontakt- und Arretierungsmittel wie bei der Anordnung der flachen Trägerscheibe Anwendung.Another form of the formation of a carrier disk consists in that instead of a flat carrier disk, one with a socket is used; In this case the commutator body does not sit directly on the Armature shaft, but on the bushing and is also supported with a locking ring. Otherwise find the same contact and locking means as in the arrangement the flat carrier disc application.

Die Trägerscheibe ohne die metallischen Reiter selbst kann in allen Ausführungen als Kunststoff-, Preß- oder Spritzgußteil ausgeführt sein.The carrier disk without the metallic tab itself can be in all Executions as plastic, pressed or injection molded part.

Die Vorteile der Erfindung bestehen in der sehr einfachen und schnellen Auswechselbarkeit schadhafter oder abgenutzter Kommutatoren, in dem geringen Übergangswiderstand zwischen Reiter bzw. Kontaktfedern und Kommutatorkörper sowie darin, daß die Trägerscheibe mit Buchse und der Kommutatorkörper als eine Baueinheit ausgebildet sein kann, die eine Teilautomatisierung der Fertigung zuläßt. Dies wird auch dadurch ermöglichts daß die elektrisch leitenden Reiter über den Umfang der Trägerscheibe und des Kommutators vorstehen und somit als Haken für moderne Ankerwiekelautomaten zugängig werden.The advantages of the invention are that it is very simple and fast Defective or worn commutators can be exchanged due to the low contact resistance between tab or contact springs and commutator body and in that the carrier disk with socket and the commutator body can be designed as a unit that partial automation of production allows. This is also made possible by this that the electrically conductive rider over the circumference of the carrier disk and the commutator protrude and thus become accessible as hooks for modern automatic anchor swing machines.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Trägerscheibe mit eingesetzten metalwischen Reitern Fig. 2 den Schnitt A-A nach Fig. 12 Fig. 3 eine Ausführung der Trägerscheibe mit Kontaktfedern und Mitnehmerstiften, im Zusammenwirken mit einem Kommutator auf der Ankerwelle einer elektrischen Maschine mit angedeuteten Anker Fig. 4 eine Ausführung der Träger scheibe mit Buchse im Schnitt nach Fig. 59 Fig. 9 eine Träger scheibe mit Buchse ohne metallische Reiter, Die Fig. 1 und der in Fig. 2 dargestellte Schnitt A-A nach Fig. 1 zeigen ein Trägerscheibe 1 mit den stromübertragenden Elementen, den Reitern 2 . Die Reiter 2 sitzen so auf der Trägerscheibe 1 , daß sie durch am Umfang der Trägerscheibe 1 eingebrachten Aussparungen 4 und durch entsprechende Durchbrüche 5 (Fig.' 5) in der Trägerscheibe 1 arretiert werden. Die Anzahl der Aussparungen 4 und der Durchbrüche 5 entspricht der Lamellenzahl des verwendeten Kommutators 13 . Die Fig. 5. ist zum besseren Verständnis ohne die Reiter 2 dargestellt worden.In the accompanying drawings: FIG. 1 shows a carrier disk inserted metal riders Fig. 2 the section A-A according to Fig. 12 Fig. 3 a Execution of the carrier disk with contact springs and driving pins, in cooperation with a commutator on the armature shaft of an electrical machine with indicated Armature Fig. 4 shows an embodiment of the carrier disc with socket in section according to Fig. 59 Fig. 9 shows a carrier disk with bushing without metallic riders, Figs. 1 and the section A-A of FIG. 1 shown in FIG. 2 show a carrier disk 1 with the current-transmitting elements, the tabs 2. The tab 2 sit on the Carrier disk 1, that they are introduced by the circumference of the carrier disk 1 Recesses 4 and locked by corresponding openings 5 (FIG. 5) in the carrier disk 1 will. The number of recesses 4 and openings 5 corresponds to the number of lamellae of the commutator used 13. The Fig. 5 is for a better understanding without the Tab 2 has been shown.

Obwohl die Reiter 2 auf der dem Kommutator 13 abgewandten Seite duroh zum Beispiel Träufeltränklack der Ankerwicklung mit gehalten werden kann es vorteilhaft sein, sie vor dem Abheben beim Anpressen des Kommutators 13 f durch eine zwischen der Ankerwicklung und der Trägerscheibe 1 befindlichen Schelbe 6 aus isolierendem Material zu bewahren. Zapfen 3, deren Breite der stirnseitigen Kommutatorlamellenschlitze entspricht, ragen beim aufgesetzen Kommutator 13 in die Schlitze desselben, und arretieren ihn.Although the rider 2 on the side facing away from the commutator 13 duroh For example, trickle impregnating varnish of the armature winding can be kept with it, it can be advantageous be, they before lifting when pressing the commutator 13 f by an between the armature winding and the carrier disk 1 located disk 6 made of insulating Preserve material. Pin 3, the width of the end-face commutator lamella slots corresponds to, when the commutator 13 is placed, protrude into the slots of the same, and arrest him.

Während in Fig. 5 die Anzahl der Zapfen 3 der Lamellenzehl entspricht (zum Beispiel: 16 Zapfen gleich 16 Kommutatorlamellen) ist in Fig. 1 eine Ausführung gezeigt, bei der die Anzahl der Zapfen 3 geringer ist.While in Fig. 5 the number of pins 3 corresponds to the number of lamellae (for example: 16 pins equal 16 commutator segments) is an embodiment in FIG. 1 shown, in which the number of pins 3 is less.

Fig. 3 stellt einen Teil eines Ankers 12 mit dem mittels Trägerscheibe 1 kontaktierten Kommutator 13 dar. Auf der Ankerwelle 14 sitzt am Bund 15 anliegend eine Ausführungsform der Trägerscheibe 1 mit Kontaktfedern 9 und Mitnehmerstiften ii . Die Kontaktfedern 9 sitzen so in diametral gegenüberliegend angeordneten Vertiefungen 10 der dem Kommutator 13 zugewandten Seite der Trägerscheibe 1 , daß ein Ende der Kontaktfedern 9 abgewinkelt in den Durchbrüchen 5 verankert ist. Die Breite der Kontaktfedern 9 als auch der Reiter 2 il3t gieloh oder kleiner der Kommutatorlamellenbreite. Die Ankerwicklungsenden 16 sind mit den Kontaktfedern 9 verlötet. Gegen die Trägerscheibe 1 ist der Kommutator 13 gedrückt, so daß sich die Kontaktfedern 9 entsprechenden verformen.Fig. 3 shows part of an armature 12 with the means of carrier disc 1 is the commutator 13 contacted. The armature shaft 14 rests against the collar 15 an embodiment of the carrier disk 1 with contact springs 9 and driving pins ii. The contact springs 9 sit in diametrically opposed depressions 10 of the commutator 13 facing side of the carrier disk 1 that one end of the Contact springs 9 angled in the openings 5 is anchored. The width of the Contact springs 9 and rider 2 are equal to or smaller than the width of the commutator bar. The armature winding ends 16 are soldered to the contact springs 9. Against the carrier disk 1, the commutator 13 is pressed so that the contact springs 9 correspond deform.

Kommutator 13 und Trägerscheibe 1 sind durch die Mitnehmerstifte 11 und gegen axiales Fortbewegen durch einen Sicherungsring 17 , der in einer entsprechenden Nut der Ankerwelle 14 angebracht ist, gesichert.Commutator 13 and carrier disk 1 are secured by driver pins 11 and against axial movement by a locking ring 17, which is in a corresponding Groove of the armature shaft 14 is attached, secured.

In Fig. 4 ist eine Trägerbuchse 8 als andere Ausführung der Trägerscheibe 1 im Schnitt gezeigt. Der Kommutator 13 wird in dieser Ausführung auf die Trägerbuchse 8 aufgeschoben und beispielsweise mit einem Sicherungsring 17 , der in eine Nut 7 eingreift, gegen axialen Verschiebung festgehalten. Bei den anderen Ausführungen ohne Trägerbuchse 8 sitzt der Sicherungsring 17 unmittelbar in einer Nut auf der Ankerwelle 14 .4 shows a carrier bushing 8 as another embodiment of the carrier disk 1 shown in section. The commutator 13 is in this embodiment on the carrier socket 8 postponed and for example with a locking ring 17, which engages in a groove 7, held against axial displacement. By the others In versions without a carrier bushing 8, the locking ring 17 sits directly in a Groove on the armature shaft 14.

Claims

1. Stor connection for commutator bars, preferably made of carbon, for Establishing an electrical connection between commutator segments and armature winding ends electrical machines by means of pressure contact, characterized in that for contact connection between the commutator bars and the armature winding ends one between the commutator (13) and an armature (12) arranged insulating carrier disk (1) or carrier sleeve so (ß) is used on or on the depending on the number of lamellas of the commutator (13) several resilient, electrically pressed on the end faces of the commutator segments conductive tabs (2) or contact springs (9) are arranged.

2. Contact connection according to claim 1, characterized in that the carrier disk (81) or

Carrier bushing (8) to the for locking the equestrian (2) provided points with openings (5) and in radial extension has groove-shaped recesses (4) on the circumference.

3. Contact connection according to claim 1, characterized in that the side of the carrier disk (1) or Xrägerbuchse facing away from the commutator (13) (8) to accommodate the tabs (2) with diametrically opposed recesses (Io) is provided.

4. Contact connection according to claim 1, characterized in that the side of the carrier disk (1) or carrier bushing facing the commutator (13) (8) Depending on the number of commutator bars with diametrically opposed recesses and openings (5) for receiving angled contact springs (9) are provided.

5. Contact connection according to claim 1, characterized in that I between the winding of the armature (12) and the carrier disk (1) or

Support bushing (8) an insulating washer (6) of similar diameter is located.

6. Contact connection according to claim 1, characterized in that the Carrier disk (1) or

Carrier bushing (8) for driving the commutator (13) several engaging Has pins (3) or driving pins (11).

7. Contact connection according to claim 1, characterized in that the springy tabs (2) or

Contact springs (9) are designed so that they over the circumference of the Commutator (13) and the carrier disk (1) or carrier bushing (8) also protrude.

8. Eontaktverbtndung according to claim 1, characterized in that the Tab (2) or contact springs (9) pressed into the thermoplastic carrier disk (1) and locked by means of thermal deformation of the carrier disk (1) or the carrier bushing (8) are.

9. Contact connection according to claim 1, characterized in that a locking ring to hold the commutator (13) opposite the carrier disk (1) (17) is used.

10. Contact connection according to claim 1, characterized in that on the shaft (14) a carrier bushing (8) sits opposite the carrier disk (1) an additional collar with a groove (7) to accommodate and secure the commutator (13).