DE19712712A1

DE19712712A1 - commutator

Info

Publication number: DE19712712A1
Application number: DE19712712A
Authority: DE
Inventors: Bernd Seemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-01
Also published as: DE59709631D1; KR19980080539A; EP0867981B1; EP0867981A3; JPH10271767A; EP0867981A2

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft einen Kammutator für einen Rotor mit Rotorwicklung und Rotorwelle aufweisende elektrische Maschinen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention relates to a combutator for a rotor Electrical machines with rotor winding and rotor shaft the genus defined in the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Kommutator dieser Art (WO 90/04864) sind die Anschlußfahnen als unter einem spitzen Winkel zu den Lamellen hin zurückgebogene Haken ausgeführt, in deren Hakengrund jeweils ein Wicklungsdraht umläuft. Die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Wicklungsdrähten und den Anschlußfahnen erfolgt durch Umbiegen der Haken unter gleichzeitiger Ultraschalleinwirkung, wozu die Sonotrode der Ultraschweißvorrichtung zugleich als Biegewerkzeug verwendet wird, und durch Ultraschallverschweißen der Hakenenden auf den Kollektorlamellen.In a known commutator of this type (WO 90/04864) the connecting lugs as at an acute angle to the Slats bent back towards the hook A winding wire runs around the bottom of the hook. The electrical and mechanical connection between the winding wires and the connecting lugs are made by bending the hooks under simultaneous exposure to ultrasound, for which the sonotrode Ultrasonic welding device also used as a bending tool and by ultrasonically welding the hook ends to the Collector fins.

Bei einem ebenfalls bekannten Kommutator (z. B. GB 2 202 095 A) stehen die Anschlußfahnen radial von den Lamellenenden ab und nehmen nahe ihrer Abwinkelungsstelle an den Lamellen die Wicklungsdrähte der Rotorwicklung auf. Die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Wicklungsdrähten und den Anschlußfahnen erfolgt durch Ultraschalltorsionsschweißen. Dabei wird die hochfrequente Torsionsschwingungen mit extrem kleinen Amplituden ausführende, hohle Sonotrode der Schweißvorrichtung über den auf der Rotorwelle aufgepreßten Kommutator geschoben und preßt sich mit ihrer ringförmigen Schweißfläche mit hoher axialer Kraft (z. B. 1000N) auf die um die Anschlußfahnen gelegten Wicklungsdrähte auf. Zur Abstützung des Kommutators und um ein Mitschwingen der Anschlußfahnen während des Schweißens zu verhindern werden die freien Enden der Anschlußfahnen auf in Achsrichtung des Kommutators voneinander abgekehrten Flächen von einem Amboß gegriffen und beim Schweißvorgang gehalten.With a likewise known commutator (e.g. GB 2 202 095 A) the lugs are located radially from the lamella ends and take the near the point where they bend Winding wires of the rotor winding. The electrical and mechanical connection between the winding wires and the Connection lugs are made by ultrasonic torsion welding. The high-frequency torsional vibrations are extreme Hollow sonotrode performing small amplitudes Welding device over the one pressed on the rotor shaft Commutator pushed and pressed with its ring-shaped Welding surface with high axial force (e.g. 1000N) on the um the connecting lugs on the winding wires. For Support of the commutator and to keep the oscillation To prevent connection lugs during welding free ends of the connection lugs on in the axial direction of the Commutator facing away from an anvil gripped and held during the welding process.

Nachteilig ist bei solchen Kommutatoren deren relativ große Abmessung in Radialrichtung mit dem Erfordernis nach einem entsprechend großen Bauraum, der in vielen Maschinen- oder Motortypen nicht zur Verfügung steht. Außerdem kann es beim Schweißvorgang zu Schädigungen des Kommutators insofern kommen, als die Verbindung der Kupferlamellen zum Isolierstoffkörper durch die hohe Axialkraft der Sonotrode extrem belastet wird, was einerseits den Festsitz der Lamellen auf dem Isolierstoffkörper beeinträchtigen und andererseits die Position des Kommutators auf der Rotorwelle verändern kann.The disadvantage of such commutators is that they are relatively large Dimension in the radial direction with the requirement for a correspondingly large installation space, which in many machines or Engine types is not available. In addition, it can Insofar welding process to damage the commutator come when the connection of the copper fins to Insulating body due to the high axial force of the sonotrode is extremely stressed, which on the one hand the tightness of the slats affect on the insulating body and on the other hand change the position of the commutator on the rotor shaft can.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Kommutator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil der Bauraumersparnis in radialer Richtung, da wegen des spitzwinkeligen Verlaufs der Anschlußfahnen der Durchmesser des Außenkreises, auf dem die Enden der Anschlußfahnen liegen, bei gleicher Länge der Anschlußfahnen wesentlich kleiner ist. Darüber hinaus ergeben sich Fertigungsvorteile beim Ultraschalltorsionsschweißen, da die Axialkraft der Sonotrode in Form von Druckspannungen vom Isolierstoffkörper aufgenommen wird, was dem Festigkeitsverhalten des Isolierstoffkörpers entgegenkommt. Durch die Schrägstellung der Anschlußfahnen wird zudem die auf den Isolierstoffkörper wirkende Axialkraft vermindert, und zwar um den Cosinus des Anstellwinkels der Anschlußfahnen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn man die Torsionsschwingungen berücksichtigt, die die Sonotrode beim Schweißvorgang ausführt. Bei nebeneinanderliegenden Wicklungsdrähten auf den Anschlußfahnen ist durch die Schrägstellung der Anschlußfahnen der Abstand der auf jeder Anschlußfahne innen und außen liegenden Wicklungsdrähte voneinander kleiner als bei dem bekannten Kommutator mit radial abstehenden Anschlußfahnen. Dadurch wird die unerwünschte Differenz zwischen den unterschiedlich großen Amplituden der Sonotrode an den beiden äußeren Wicklungsdrähten etwas reduziert. Weiterin bewirkt die Schrägstellung der Anschlußfahnen bei zunächst nicht kolinearer Ausrichtung der Achsen von Sonotrode und Kommutator eine Selbstzentrierung der Sonotrode während des Schweißvorgangs.The commutator according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage of Space savings in the radial direction, because of the acute-angled course of the connecting lugs of the diameter the outer circle on which the ends of the connection lugs lie, is much smaller with the same length of the connecting lugs. In addition, there are manufacturing advantages with Ultrasonic torsion welding because of the axial force of the sonotrode in the form of compressive stress absorbed by the insulating body becomes what the strength behavior of the insulating body accommodates. Through the inclination of the connection lugs is also the axial force acting on the insulating body reduced, namely by the cosine of the angle of attack Connection flags. Another advantage arises when you look at the Torsional vibrations taken into account that the sonotrode at Welding process. With side by side Winding wires on the terminal lugs is through the Slanting the connector lugs the distance on each Terminal lug inside and outside winding wires smaller from each other than with the known commutator radially projecting connecting lugs. This will make the undesirable difference between the different sizes Amplitudes of the sonotrode on the two outer ones Winding wires somewhat reduced. This further effects Slanting of the connection lugs at first not Colinear alignment of the axes of the sonotrode and commutator self-centering of the sonotrode during the Welding process.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Kommutators möglich.By the measures listed in the other claims are advantageous further developments and improvements in Claim 1 specified commutator possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Seitenflanken der schräg gegenüber der Kommutatorachse angestellten Anschlußfahnen profiliert, wobei die Profilierung aus mehreren, in jeder Seitenflanke eingearbeiteten, nebeneinanderliegenden Rillen besteht. In diesen Rillen werden die um die Anschußfahnen geschlungenen Wicklungsdrähte zumindest teilweise formschlüssig aufgenommen und so ein Abrutschen der Wicklungsdrähte von den Anschlußfahnen bei der Herstellung der Drahtverbindung zwischen Rotorwicklung und Kommutator und beim anschließenden Schweißvorgang verhindert. According to an advantageous embodiment of the invention the side edges of the oblique with respect to the commutator axis employed connecting lugs profiled, the profiling from several, worked into each side flank, there are adjacent grooves. Be in these grooves the winding wires wrapped around the connecting lugs at least partially positively and so one Slipping of the winding wires from the connection lugs at the Establishing the wire connection between the rotor winding and Commutator and prevented during the subsequent welding process.

Unterstützt wird dies dadurch, daß gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Drahtverbindung zwischen der Rotorwicklung und den Anschlußfahnen in Umhakenwickeltechnik, vorzugsweise in α-Umhakenwickeltechnik, ausgeführt ist, bei welcher die Anschlußdrähte einer Spule der Rotorwicklung an die diametral gegenüberliegenden Anschlußfahnen gelegt werden, so daß sich die Wicklungsdrähte im Bereich der Rotorwelle kreuzen. Durch diese Wicklungstechnik können große Radialkräfte am Wickelkopf der Rotorwicklung aufgenommen werden und zusätzlich wird die Lage der Wicklungsdrähte auf den schräg gestellten Anschlußfahnen bei der Montage und während des Schweißvorgangs sehr gut stabilisiert.This is supported by the fact that according to another Embodiment of the invention the wire connection between the Rotor winding and the connecting lugs in hook winding technology, is preferably carried out in α-Umhakenwickeltechnik, at which connects the wires of a coil of the rotor winding the diametrically opposite connecting lugs are placed, so that the winding wires are in the area of the rotor shaft cross. Thanks to this winding technology, large Radial forces absorbed at the winding head of the rotor winding and in addition the location of the winding wires is on the inclined connection lugs during assembly and stabilized very well during the welding process.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ultraschweißen der um die Anschlußfahnen geschlungenen Wicklungsdrähte für den erfindungsgemäßen Kommutator ist in Anspruch 10 angegeben.A preferred embodiment of a device for Ultrasonic welding of the loops wrapped around the connecting lugs Winding wires for the commutator according to the invention is in Claim 10 specified.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one shown in the drawing Exemplary embodiment in the following description explained. Show it:

Fig. 1 eine Stirnansicht eines Kommutators, Fig. 1 is an end view of a commutator,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ausschnittweise eine vergrößerte Darstellung der Ansicht des Kommutators in Richtung Pfeil III in Fig. 2, Fig. 3 fragmentary an enlarged representation of the view of the commutator in the direction of arrow III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt des Kommutators gemäß Fig. 1-3 in einer Vorrichtung zum Ultraschall torsionsschweißen, schematisch dargestellt. Fig. 4 shows a longitudinal section of the commutator according to Fig. 1-3 in a device for ultrasonic torsion welding, shown schematically.

Description of the embodiment

Der in Fig. 1 in Stirnansicht und in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellte Kommutator, Kollektor oder Stromwender für eine elektrische Maschine weist einen zylindrischen Isolierstoffkörper 11 mit einer Durchgangsbohrung 12 auf, mittels welcher der Kommutator auf eine einen Rotor mit Rotorwicklung tragende Rotorwelle 10 der elektrischen Maschine (Fig. 4) aufgepreßt wird. Der Isolierstoffkörper 11 trägt eine Vielzahl von über seinen Zylinderumfang mit gleichem Umfangsabstand voneinander angeordneten Lamellen 13 aus elektrisch leitendem Material, die im Isolierstoffkörper 11 verankert sind. An den dem Rotor zugekehrten Stirnenden der Lamellen 13 sind jeweils Anschlußfahnen 14 einstückig angeformt, die zum Anschließen von Wicklungsdrähten der hier nicht dargestellten Rotorwicklung des Rotors dienen, die die Anschlußdrähte der einzelnen Wicklungsspulen der Rotorwicklung an den den Wickungsspulen zugeordneten Kommutatorlamellen 13 bilden. Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist die Breite a der Anschlußfahnen 14 gegenüber der Lamellenbreite b wesentlich reduziert und beträgt etwa die Hälfte der Lamellenbreite b (Fig. 3). Die Anschlußfahnen 14 sind unter einem spitzen Winkel τ (Fig. 2) zu den Lamellen 13 angestellt, so daß ihr Radialabstand von der Kommutatorachse in Richtung zum Rotor hin zunimmt, und am Isolierstoffkörper 11 in einem über den die Lamellen 13 tragenden Zylinderteil 111 hinaus verlängerten Abschnitt 112 des Isolierstoffkörpers 11 abgestützt. Im einzelnen sind hierzu im Endabschnitt 112 radiale Stützstege 15 ausgeformt, die strahlenförmig im gleichen Umfangsabstand voneinander angeordnet sind und etwa eine gleiche Breite wie die Fahnenbreite a aufweisen. Die Anschlußfahnen 14 liegen auf den in Achsrichtung sich erstreckenden Stegrücken 16 auf und sind darauf befestigt. Jeder Stegrücken 16 weist dabei einen langen, unter dem Winkel τ hin zum Zylinderteil 111 des Isolierstoffkörpers 11 abfallenden Rückenabschnitt 161 und stirnendnah einen sehr kurzen Rückenabschnitt 162 auf, der parallel zur Achse des Isolierstoffkörpers 11 verläuft. Die Anschlußfahnen 14 sind endseitig etwas abgewinkelt, so daß der Abwinklungsbereich ebenfalls parallel zur Achse des Isolierstoffkörpers 11 verläuft und auf dem Rückenabschnitt 162 aufliegt. Das freie Stirnende der Anschlußfahnen 14 ist bündig mit dem Stegende der Stützstege 15.The commutator shown in Fig. 1 in front view and in Fig. 2 in longitudinal section, collector or commutator for an electric machine includes a cylindrical insulator member 11 having a through bore 12, by means of which the commutator supporting a a rotor having a rotor winding rotor shaft 10 of the electric Machine ( Fig. 4) is pressed on. The insulating material body 11 carries a plurality of fins 13 made of electrically conductive material, which are anchored in the insulating material body 11 and have the same circumferential spacing from one another. On the end faces of the fins 13 facing the rotor, terminal lugs 14 are integrally formed, which are used to connect winding wires of the rotor winding of the rotor, not shown here, which form the connecting wires of the individual winding coils of the rotor winding on the commutator fins 13 assigned to the winding coils. As can be seen from FIGS. 1 and 3, the width a of the connecting lugs 14 is substantially reduced compared to the lamella width b and is approximately half the lamella width b ( FIG. 3). The connecting lugs 14 are made at an acute angle τ ( FIG. 2) to the fins 13 , so that their radial distance from the commutator axis increases in the direction of the rotor, and extended on the insulating body 11 in a cylinder part 111 which supports the fins 13 Section 112 of the insulating body 11 supported. In particular, radial support webs 15 are formed in the end section 112 for this purpose, which are arranged radially at the same circumferential distance from one another and have approximately the same width as the flag width a. The terminal lugs 14 are located on the axially extending web back 16 and are mounted thereon. Each web back 16 has a long back section 161 , which drops at an angle τ toward the cylinder part 111 of the insulating material body 11 and a very short back section 162 close to the face, which runs parallel to the axis of the insulating material body 11 . The terminal lugs 14 are slightly angled at the ends, so that the angled area also runs parallel to the axis of the insulating material body 11 and rests on the back section 162 . The free end of the connecting lugs 14 is flush with the web end of the supporting webs 15 .

Zur Aufnahme der Wicklungs- oder Anschlußdrähte 18 (in Fig. 4 strichliniert angedeutet), die den Anschluß der einzelnen Spulen der Rotorwicklung zu den einzelnen Lamellen 13 herstellen, sind, wie dies insbesondere in Fig. 3 verdeutlicht ist, die beiden Seitenflanken 141, 142 der Anschußfahnen 14 profiliert, wobei im Ausführungsbeispiel die Profilierung aus mehreren, in jeder Seitenflanke 141, 142 eingearbeitete, nebeneinanderliegende Rillen 17 besteht, deren Rillengrund an den Drahtdurchmesser der Wicklungsdrähte 18 angepaßt ist. Diese Profilierung der Anschußfahnen 14 sorgt dafür, daß beim Wicklungsvorgang und beim anschließenden Schweißvorgang die Wicklungsdrähte 18 ihre vorgegebene Lage auf den Anschlußfahnen 14 nicht verändern, insbesondere nicht hin zu den Lamellen 13 verrutschen. Die Verlegung der Wicklungsdrähte 18 zwischen den einzelnen Spulen der Rotorwicklung und den Anschlußfahnen 14 ist in sog. α-Umhakenwickeltechnik ausgeführt, bei welcher die jeweils einen Spulenanschluß herstellenden Wicklungsdrähte 18 zu den der zugeordneten Spule diametral an der Rotorwelle gegenüberliegenden Lamellen 13 des Kommutators geführt sind. Dadurch kreuzen sich die Wicklungsdrähte 18 im Bereich der Rotorwelle. Eine solche Ausbildung des kommutatorseitigen Wickelkopfes der Rotorwicklung ist in der Lage, große Radialkräfte aufzunehmen, ist also für hohe Umlaufgeschwindigkeiten des Rotors geeignet. Die Wicklungsdrähte 18 verlaufen ungefähr im rechten Winkel zur Anschlußfahne 14, wodurch die Gefahr des Verrutschens verringert wird. To accommodate the winding or connecting wires 18 (indicated by dashed lines in FIG. 4), which produce the connection of the individual coils of the rotor winding to the individual laminations 13 , the two side flanks 141 , 142 are, as is particularly illustrated in FIG. 3 the connecting lugs 14 are profiled, the profiling in the exemplary embodiment consisting of a plurality of adjacent grooves 17 machined in each side flank 141 , 142 , the bottom of the groove being adapted to the wire diameter of the winding wires 18 . This profiling of the Anschußfahnen 14 ensures that their predetermined position does not change during the winding process and during the subsequent welding process, the winding wires 18 to the terminal lugs 14, in particular not slip toward the slats. 13 The laying of the winding wires 18 between the individual coils of the rotor winding and the connecting lugs 14 is carried out in the so-called α-hook winding technique, in which the winding wires 18 each producing a coil connection are guided to the laminations 13 of the commutator diametrically opposite the associated coil on the rotor shaft. As a result, the winding wires 18 cross in the area of the rotor shaft. Such a configuration of the winding head of the rotor winding on the commutator side is capable of absorbing large radial forces, and is therefore suitable for high rotational speeds of the rotor. The winding wires 18 run approximately at right angles to the terminal lug 14 , which reduces the risk of slipping.

In Fig. 4 sind drei zu einer Anschlußfahne 14 des Kommutators führende Wicklungsdrähte 18 strichliniert angedeutet. Deutlich ist zu sehen, daß die Wicklungsdrähte 18 von der Lamelle 13 ausgehend am Rotor vorbeiführen und der an der Rotorwelle diametral gegenüberliegenden Spule der Rotorwicklung zustreben. Jeder Wicklungsdraht 18 umläuft dabei die Stützstege 15 im Bereich der Rückenabschnitte 161 und liegt in den Rillen 17 der Seitenflankenprofilierung der Anschlußfahne 14 ein.In FIG. 4, three leading to a connection lug 14 of the commutator winding wires 18 are indicated by dashed lines. It can clearly be seen that the winding wires 18 lead past the rotor from the lamella 13 and strive towards the coil of the rotor winding, which is diametrically opposite on the rotor shaft. Each winding wire 18 runs around the support webs 15 in the region of the back sections 161 and lies in the grooves 17 of the side flank profiling of the connecting lug 14 .

Bei dem wie vorstehend beschrieben ausgeführten, auf die Rotorwelle aufgepreßten und mit der Rotorwicklung verbundenen Kommutator oder Kollektor wird mittels Ultraschalltorsionsschweißen die elektrische und mechanische Verbindung der Wicklungsdrähte 18 mit den Anschlußfahnen 14 hergestellt. Die hierzu verwendete Schweißvorrichtung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Sie besteht aus einer hohlzylindrischen Sonotrode 20, die mit Spiel axial über den Außenumfang des mit den Lamellen 13 bestückten Zylinderteils 111 des Isolierstoffkörpers 11 geschoben und mit einer an ihrer Stirnseite vorhandenen Schweißfläche 21 auf die Wicklungsdrähte 18 auf der Oberseite der Anschlußfahnen 14 aufgedrückt wird, und aus einem Amboß 22, der die Anschlußfahnen 14 während des Schweißvorgangs abstützt und die Gegenkraft der Anpreßkraft der Sonotrode 20 auf den Kommutator mindestens teilweise aufnimmt. Der Amboß 22 wird dabei auch auf das endseitig abgewinkelte, den Rückenabschnitt 162 der Stege 16 überziehende Stück der Anschlußfahnen 14 aufgedrückt, um durch Form- und/oder Reibschluß das Mitschwingen der Anschlußfahnen 14 während des Schweißvorgangs zu verhindern. Entsprechend der sich nach außen erweiternden Schräglage der Anschlußfahnen 14 ist die Schweißfläche 21 der Sonotrode 20 als Kegelmantelabschnitt eines Kegels ausgebildet, dessen Kegelwinkel das Zweifache des Anstellwinkels τ der Anschlußfahnen 14 beträgt. Dadurch verläuft die Schweißfläche 21 beim Aufsetzen der Sonotrode 20 auf den Kommutator parallel zu den von den Stützstegen 15 abgekehrten Oberseiten der Anschußfahnen 14. Der Amboß 22 ist in mindestens zwei Amboßteile 221 und 222 unterteilt, die radial zur Rotorwelle zugeführt werden und zumindest die freien Stirnenden der Anschlußfahnen 14 übergreifen, so daß der Kommutator insgesamt im Bereich des stirnseitigen Endes aller Anschlußfahnen 14 axial abgestützt wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß die Amboßteile 221 und 222 auch Teile der Stirnseiten der einzelnen Stützstege 15 übergreifen, so daß auch noch zusätzlich der Isolierstoffkörper 11 axial abgestützt wird. Beim Schweißvorgang führt die Sonotrode 20 hochfrequente Torsionsschwingungen mit sehr kleinen Amplituden aus, wobei ihre Schweißfläche 21 mit einer Axialkraft von beispielsweise ca. 1000N auf die Wicklungsdrähte 18 aufgedrückt wird.In the case of the commutator or collector which is designed as described above and is pressed onto the rotor shaft and connected to the rotor winding, the electrical and mechanical connection of the winding wires 18 to the connecting lugs 14 is produced by means of ultrasonic torsion welding. The welding device used for this is shown schematically in FIG. 4. It consists of a hollow cylindrical sonotrode 20 which is pushed with play axially over the outer circumference of the cylinder part 111 equipped with the fins 13 of the insulating body 11 and is pressed onto the winding wires 18 on the top of the connecting lugs 14 with a welding surface 21 provided on its end face, and from an anvil 22 , which supports the connecting lugs 14 during the welding process and at least partially absorbs the counterforce of the pressing force of the sonotrode 20 on the commutator. The anvil 22 is in this case also the webs pressed 16 via pulling piece of the terminal lugs 14 on the end angled, the back section 162 to 14 to prevent by positive and / or frictional engagement, the resonance of the connecting lugs during the welding process. Corresponding to the outwardly sloping position of the connecting lugs 14 , the welding surface 21 of the sonotrode 20 is designed as a conical jacket section of a cone, the cone angle of which is twice the angle of attack τ of the connecting lugs 14 . As a result, when the sonotrode 20 is placed on the commutator, the welding surface 21 runs parallel to the upper sides of the connecting lugs 14 facing away from the supporting webs 15 . The anvil 22 is divided into at least two anvil parts 221 and 222 , which are fed radially to the rotor shaft and overlap at least the free ends of the connecting lugs 14 , so that the commutator as a whole is axially supported in the region of the front end of all connecting lugs 14 . Of course, it is possible for the anvil parts 221 and 222 to also overlap parts of the end faces of the individual support webs 15 , so that the insulating material body 11 is also axially supported. During the welding process, the sonotrode 20 executes high-frequency torsional vibrations with very small amplitudes, its welding surface 21 being pressed onto the winding wires 18 with an axial force of, for example, approximately 1000N.

Claims

1. Commutator for a rotor with rotor winding and rotor shaft having electrical machines, with a through-bore ( 12 ) for pressing onto the rotor shaft ( 10 ), cylindrical insulating material body ( 11 ) and with anchored therein, axial fins ( 13 ) made of electrically conductive Material on whose ends facing the rotor connecting lugs ( 14 ) for connecting winding wires ( 18 ) of the rotor winding are integrally formed, characterized in that the connecting lugs ( 14 ) at an acute angle (τ) to the fins ( 13 ) and are radially supported on the insulating body ( 11 ).

2. Commutator according to claim 1, characterized in that the connection lugs ( 14 ) are angled near their flag end and run parallel to the axis of the insulating body ( 11 ) in the bend region.

3. Comutator according to claim 1 or 2, characterized in that the support of the connecting lugs ( 14 ) in an over the the slats ( 13 ) supporting cylinder part ( 111 ) extended end portion ( 112 ) of the insulating body ( 11 ) is made.

4. Commutator according to claim 3, characterized in that the connecting lugs ( 14 ) seen in the circumferential direction are made narrower than the fins ( 13 ) and that the end portion ( 112 ) of the insulating body ( 11 ) at the same circumferential distance from each other radially arranged radial support webs ( 15 ) with preferably the same width as the connecting lugs ( 14 ), on the web back ( 16 ) of which the connecting lugs ( 14 ) rest.

5. Commutator according to claim 4, characterized in that each web back ( 16 ) to the cylinder part ( 111 ) of the insulating body ( 11 ) continuously falling, long back portion ( 161 ) and in the near-end region a parallel to the axis of the insulating body ( 11 ) , very short back section ( 162 ).

6. Commutator according to claim 4 or 5, characterized in that the connecting lugs ( 14 ) end flush with the end of the supporting webs ( 15 ) facing the rotor.

7. Commutator according to any one of claims 4-6, characterized in that the side flanks ( 141 , 142 ) of the connecting lugs ( 14 ) are profiled for the partially positive reception of winding wires ( 18 ) of the rotor winding.

8. Commutator according to claim 7, characterized in that the profiling consists of several, in each side flank ( 141 , 142 ) incorporated, side by side grooves ( 17 ), the groove bottom of which is adapted to the wire diameter of the winding wires ( 18 ).

9. commutator according to claim 8, characterized in that the laying of the winding wires ( 18 ) in the region between the rotor winding and the connecting lugs ( 14 ) is carried out in hook winding technology, preferably in α-hook winding technology.

10. An apparatus for ultrasonic torsion welding of the winding wires ( 18 ) wound around the connecting lugs ( 14 ) in a commutator according to one of claims 1-9, with a high-frequency mechanical vibration-generating sonotrode ( 20 ), which by means of an end-face, annular welding surface ( 21 ) applies pressure force parallel to the commutator axis to the winding wires, and with an anvil ( 22 ) for supporting the sonotrode ( 20 ) during the welding process, characterized in that the welding surface ( 21 ) of the sonotrode ( 20 ) as a cone jacket section of a cone with a double of Angle of attack (τ) of the connecting lugs ( 14 ) corresponding cone angle is formed and the anvil ( 22 ) at least axially supports the ends of the connecting lugs ( 14 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that the anvil ( 22 ) rests on the support webs ( 15 ) on the front end facing the rotor.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the anvil ( 22 ) has at least two part-ring-shaped anvil parts ( 221 , 222 ) which can be fed radially to the commutator and overlap the end faces of the supporting webs ( 15 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the radial overlap depth of the anvil parts ( 221 , 222 ) corresponds to the radial thickness of the connecting lugs ( 14 ).