DE1956669B2

DE1956669B2 - Verfahren zum Anschließen der Leiterenden an einem Kommutator

Info

Publication number: DE1956669B2
Application number: DE19691956669
Authority: DE
Inventors: Brian Robert Bournville Birmingham Allen (Grossbritannien)
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1968-11-13
Filing date: 1969-11-11
Publication date: 1979-08-16
Also published as: FR2023189A1; GB1278246A; DE1956669A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrischen und mechanischen Anschließen der Leiterenden einer Rotorwicklung an die Segmente eines Kommutators mit Hilfe elektrischer Energie, die jeweils über ein Segment und das obere von je zwei übereinander angeordneten und mit Druck auf das Segment gepreßten Leiterenden zugeführt wird, wobei das untere Leiterende von dem Segment und dem oberen Leiterendc Jurch schmelzbares Metall getrennt ist.

Ein Verfahren der vorgenannten Art gehört durch die US-PS 31 24 709 zum Stand d^r Technik. Gemäß der US-PS ist zwischen den Leiterenden und dem Segment jeweils Lötmaterial angeordnet, das durch Zufuhr von elektrischer Energie zum Schmelzen gebracht wird, wobei die Leiterenden solange festgehalten werden, bis nach Beendigung der elektrischen Energiezufuhr das Lötmaterial erstarrt ist. Eine derartige Lötverbindung gewährleistet aber nicht in allen Fällen den gewünschten mechanischen Halt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das einen verbesserten mechanischen Halt gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das untere Leiterende vor dem Anschließen verzinnt und dann sowohl mit dem Segment als auch mit dem oberen Leiterende widerstandsverschweißt wird. Anstelle der Beschichtung aus Zinn kann das untere Leiterende auch mit einer Zinn-Blei-Legierung beschichtet werden. Vorzugsweise wird das untere Leiterende an eine sich axial erstreckende Rippe des Segments geschweißt.

Der besondere Vorteil der anmeldungsgemäßen Lehre besteht daiin, daß durch die Zinn- oder Zinn-Blei-Beschichiung eine Zone erhöhten Widcrstan- <Ies geschaffen wird, so daß ein schnelles Erreichen der zum Schweißen erforderlichen Schmelztemperatur der Leiterenden bewirkt wird. Sobald die Schweißwärme erreicht ist, wird durch den Druck die dünne Beschichtung verdrängt. Die Beschichtung dient also nicht, wie beim vorbekannten Löten, dazu, die Leiterenden miteinander zu verbinden, sondern nur als Hilfsmittel zur Erzielung der Schmelzwärme. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine reine Schweißverbindung erzeugt, die mechanisch fester ist als die vorbekannte Lötverbindung, wobei durch die Bcschichtung diese Schweißverbindung schneller erzielbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Kommutators,

Fig.2 eine Schnittansicht durch den Kommutator, der in F i g. 1 dargestellt ist, mit zwei angeschweißten Leitern, und

ίο Fig.3 eine Ansicht, ähnlich wie in Fig. 1, einer abgeänderten Form eines Kommutators.

In den F i g. 1 und 2 ist ein Kommutator gezeigt, an den Leiter der Rotorwicklungen einer dynamoelektrischen Maschine elektrisch angeschlossen werden sollen, indem sie an den entsprechenden Segmenten des Kommutators angeschweißt werden.

Der Kommutator 11 ist auf der Rotorwelle 15 eines Rotorzusammenbaus angeordnet und in Gestfc.lt eines Zylinders ausgebildet mit einer sich am Umfang erstreckenden Nut 12 in der Nähe des inneren Endes des Kommutators. Die Nut 12 unterteilt den Kommutator in zwei koaxiale, miteinander in Verbindung stehende zylindrische Teile 13, 14 von gleichem Durchmesser, jedoch von verschiedener axialer Länge. Auf diese Weise ist jedes Segment 16 des Kommutators in zwei aus einem Stück bestehende Teile 16a, 166 von verschiedener Länge unterteilt. An dem kürzeren ersten Teil 16a der Segmente 16 werden die Leiter der Rotorwicklungen in einer Art befestigt, die nachstehend beschrieben werdensoll, und der längere zweite Teil 166 der Kommutatorsegmente bildet die Oberfläche, die im Betrieb von den Bürsten der dynamoelektrischen Maschine überstrichen wird.

Die Leiter der Rotorwicklungen der dynamoelektrisehen Maschine sind aus einem starren Kupferstreifen hergestellt, der im allgemeinen einen ovalen Querschnitt besitzt, und die Enden von zwei Leitern 17, 18 seilen elektrisch an jedes der Segmente 16 des Kommutators angeschlossen werden.

Um elektrisch und mechanisch zwei Leiter 17, 18 an ein Segment 16 des Kommutators anzuschließen, wird das Ende des Leiters 17 tauchverzinnt, so daß eine Zinnbeschichtung von 0,006 mm Stärke an dem Ende des Leiters ausgebildet wird. Der Leiter 17 wird dann mit dem Teil 16a des entsprechenden Kommutatorsegments derart in Eingriff gebracht, daß die Kante des Leiters 17 auf der teilzylindrischen Oberfläche des Teiles 16a aufliegt. Die Länge des Endes des Leiters 17 ist derart, daß dessen Endteil sich bis zur, oder nur wenig über, die Nut 12 des Kommutatorsegments 16 erstreckt. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Endteil des Leiters mit dem Teil 16a des Kommutatorsegments über die gesamte Länge des Teils 16;j des Kommutatorsegments in Berührung steht. Hierauf wird der zweite Leiter 18, dessen Ende nicht tauchverzinnt ist, auf den Leiter 17 aufgelegt, wobei die Kante des Leiters 17 entfernt von dem Teil 16a von einer Kante des Leiters 18 berührt wird und der Leiter 17 /wischen dem Teil 16a des Kommutators und dem Leiter 18 zwischengelagcrt ist. Der Leiter 18 ist derart angeordnet, daß er sich ebenfalls nur bis zur. oder nur wenig über, die Nut 12 erstreckt.

Der Kommutator wird nun starr abgestützt, und das Segment 16 wird dann an die Klemme einer. SO-Perioden-Sekundär-Wechsclstromquellc angeschlossen, deren andere Klemme mit einer Schweißelektrode in Verbindung steht. Die Schweißelektrode wird mit der freien Kante des Leiters 18 in Berührung

gebracht und mit einer Kraft von 90 bis 100 kg an die Leiter 17 und 18 und an das Teil 16a des !Commutatorsegments angedrückt Die Anpreßkraft von 90 bis 100 kg wird für die Dauer von 30 Perioden der Wechselstromquelle aufrechterhalten. Nachdem die Elektrode mit einer Kraft von 90 bis 100 kg für die Dauer von 10 Perioden angedrückt wurde, wird ein Wechselstrom von 15 000 A zwischen der Schweißelektrode und dem Segment des Kommtitators für eine Dauer von 10 Perioden hindurchgeleitet und dann die Anpressung für eine weitere Dauer von 10 Perioden aufrechterhalten, so daß der erste und zweite Leiter noch in Stellung gehalten werden, während die Schweißung erstarrt Hierauf wird die Schweißelektrode abgehoben und das Segment von der einen Klemme der Wechselstromquelle abgeklemmt wobei jetzt die Leiter 17,18 mechanisch und elektrisch miteinander und mit dem Teil 16a des Kommutatorsegments verbunden sind.

Die entsprechenden anderen Leiter der Rotorwicklungen werden dann in gleicher Weise an den übrigen Kommutatorsegmenten befestigt. Der Konr;nutato.-wird hierauf bearbeitet, indem die Endteile der Leiter 17, 18, die sich über die Nut 12 hinaus erstrecken, entfernt werden.

In einer Abänderung (Fig. 3) besteht der Kommutator 21 aus einem ersten zylindrischen Teil 22 und einem zweiten zylindrischen Teil 23 von einem kleineren Durchmesser als der Teil 22, Eine radial nach innen gerichtete Stirnfläche 24 wird zwischen den Teilen 2?. and 23 gebilUet Auf diese Weise enthält jedes Segment einen ersten und einen zweiten Teil, zwischen denen die Stirnfläche angeordnet ist. Der erste Teil eines jeden Segments ist mit einer sich axial erstreckenden Rippe 25 versehen, und die Leiter der Rotorwicklung werden mit den Rippen 25 des ersten Teils des Segments verbunden, wobei der Leiter 17 entlang der Rippe 25 des ersten Teils des Segments mindestens bis zu der Schulter 24 und der Leiter 18 in Berührung mit dem entsprechenden Leiter 17 sich in der gleichen Weise erstreckt Hierauf wird der beschriebene Schweißvorgang durchgeführt. Der Kommutator mit den Leitern 17, 18, die an diesem befestigt sind, wird dann bearbeitet, so daß Teile der Leiter 17, 18, die sich über die Stirnfläche 24 hinaus erstrecken, entfernt werden und somit die Leiter 17, 18 bündig mit der genannten Stirnfläche 24 sind.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) ist der Kommutator im allgemeinen von der Gestalt, wie sie in F i g. 3 gezeigt isi, iedoch sind die Rippen 25 der ersten Teile des Kommutators fortgelassen. Bei allen Konstruktionen, die obenstehend beschrieben wurden, wird das Ende des Leiters 17 mit einer Beschichtung aus Zinn versehen. Es wurde festgestellt, daß, falls es erforderlich ist, die Enden der Leiter 17 auch mit einer Zinn-Blei-Lcgierung beschichtetwerden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrischen und mechanischen Anschließen der Leiterenden einer Rotorwicklung an die Segmente eines Kommutators mit Hilfe elektrischer Energie, die jeweils über ein Segment und das obere von je zwei übereinander angeordneten und mit Druck auf das Segment gepreßten Leiterenden zugeführt wird, wobei das untere Leiterende von dem Segment und dem oberen Leiterende durch schmelzbares Metall getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Leiterende vor dem Anschließen verzinnt und dann sowohl mit dem Segment als auch mit dem oberen Leiterende widerstandsverschweißt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Leiterende an eine sich axial erstreckende Rippe des Segmentes geschweißt wird.