DE19839989C2 - Haken-Kommutator für eine elektrische Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Haken-Kommutator für eine elektrische Maschine gemäß Patentanspruch 1.

Bei Kommutatoren bekannter Art, wie sie aus der DE 38 08 658 A1, DE 41 38 829 C2 und der DE 196 54 381 A1 bekannt sind, sind die von zur Bestromung vorgesehenen Bürsten zu beschleifenden Lamellen über den Außenumfang einer Isolierstoffnabe verteilt, mit der der Kom­ mutator auf einer Rotorwelle gehalten ist. Die Lamellen sind an ihrer radialen Innenseite, vorzugsweise durch einstückig angeformte Krallen, in der Preßstoffmasse der Isolierstoff­ nabe verankert. An ihrem jeweils einem axialen Ende gehen die Lamellen randseitig zur eigentlichen Bürstenschleiffläche in Kommutator-Haken über, die zunächst von der Bürstenschleif­ flächen-Ebene bzw. Verankerungs-Ebene derart abstehen, daß sie mit zumindest einem Wicklungsdraht der über den Kommuta­ tor zu bestromenden Rotorwicklung umwickelbar sind und die anschließend unter Festlegung des Wicklungsdrahtes in Rich­ tung der Ebene der Bürstenschleiffläche bzw. Verankerungsebe­ ne derart umgebogen sind, daß die umgebogenen Kommutator-Ha­ ken mit den eingefädelten Wicklungsenden einen Teil der axia­ len Ausdehnung der gesamten Haken-Lamellen-Anordnung bestim­ men. Die für eine Bürstenschleiffläche nutzbare axiale Länge wird u. U. dadurch weiter eingeschränkt, daß ein zur Ferti­ gungsbearbeitung notwendiges Abdrehwerkzeug nicht bis unmit­ telbar vor den Kommutator-Haken führbar ist.

Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll bei einfacher Fer­ tigung der axiale Einbau des Kommutators und somit die axiale Gesamtgröße der mit dem Haken-Kommutator ausgestatteten elek­ trischen Maschine auf einfache Weise vermindert werden; der­ artige ohne Reduzierung der Motorleistung kompaktere elektri­ sche Maschinen eignen sich insbesondere zum Auftrieb von Hyd­ raulikpumpen in Kraftfahrzeug-Antiblockiersystemen.

Die Lösung der vorgenannten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Haken-Kommutator gemäß Patentanspruch 1; vorteil­ hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Haken-Kommutators kann das gesamte freie Ende des umgebogenen Hakenendes als Bürstenschleiffläche ausgenutzt und somit bei ansonsten kon­ stant bleibender Motorleistung die elektrische Maschine um die axiale Baulänge verkürzt ausgeführt werden, die im be­ kannten Fall zur Festlegung und Kontaktierung des Wicklungs­ drahtes an die sich axial anschließende Lamelle sowie zur Be­ arbeitung der Bürstenschleiffläche notwendig ist.

Zweckmäßigerweise liegt die Bürstenschleiffläche der erfin­ dungsgemäß aus den freien Enden der Kommutator-Haken gebil­ deten Lamellen parallel radial zu einer Verankerungsebene mit der die Kommutator-Haken am Umfang der Isolierstoffnabe ver­ ankerbar sind, wobei die zunächst von der Verankerungsebene abstehenden freien Enden nach Umschlingung zumindest eines Wicklungsdrahtes in die parallele Bürstenschleiffläche unter gleichzeitiger Festlegung des umschlingenden Wicklungsdrahtes umgelegt bzw. umgebogen sind.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol­ genden anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 einen herkömmlichen Haken-Kommutator;

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Kommutator mit abstehendem Hakenende ohne Wicklungsdraht;

Fig. 3 den Kommutator gemäß Fig. 2 mit Wicklungsdraht;

Fig. 4 den Kommutator gemäß Fig. 3 mit als Lamelle in die Ebene der Bürstenschleiffläche abgebogenem Hakenende.

Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Kommutator mit einer Isolier­ stoffnabe 8 und einer radial inneren Rotor-Wellenöffnung 8.1 zur Verbindung mit einer hier nicht dargestellten Rotorwelle einer elektrischen Maschine; am Außenumfang der Isolierstoff­ nabe 8 sind über den Umfang verteilt in tangentialer Richtung gegeneinander isolierte, axial verlaufende Lamellen fixiert, von denen hier zwei Lamellen 9; 10 im Schnitt dargestellt sind. Die Lamellen 9; 10 sind über angeformte Widerhaken in der Isolierstoffnabe 8 verankert und werden von Bürsten 4; 5 im Bereich ihrer Bürstenschleiffläche 4.1; 5.1 bei Drehung der Rotorwelle in Umfangsrichtung beschliffen. Der außerhalb der Bürsten 4; 5 liegende axiale Bereich der Lamellen 9; 10 wird für Kommutator-Haken 9.1; 10.1 benötigt, die als abstehende Enden zurückgebogen sind und zur Umschlingung bzw. Fixierung und Kontaktierung zumindest eines Wicklungsdrahtes 6 bzw. 7 dienen. Zur Herstellung einer betriebsstörungsfreien, insbe­ sondere durch hohe Laufruhe ausgezeichneten, Bürstenschleif­ fläche wird die Lamellenoberfläche bei der Fertigung des Mo­ tors abgedreht, was in Fig. 1 durch einen entsprechenden ra­ dialen Absatz angedeutet ist; da das Werkzeug für diesen Ab­ drehvorgang nicht axial bis unmittelbar an das freie Ende des Kommutatorhakens herangeführt werden kann, ist ein axialer Abstand zu halten, der im bekannten Fall die axiale Baulänge des Kommutators zusätzlich vergrößert.

Fig. 2 bis 4 zeigen jeweils einen erfindungsgemäßen Haken-Kom­ mutator. Kommutator-Haken 2; 3 sind in einer Verankerungsebene 2.2; 3.2 am Umfang einer Isolierstoffnabe 1 mit einer Rotor- Wellenöffnung 1.1 über Widerhaken 2.3; 2.4 bzw. 3.3; 3.4 veran­ kert und sind an ihren anderen freien Enden jeweils als La­ melle 2.1; 3.1 ausgebildet. In Fig. 2 steht das als Lamelle 2.1; 3.1 ausgebildete freie Ende der Kommutator-Haken 2; 3 derart im Winkel zur Verankerungsebene 2.2; 3.2, daß auf ein­ fache Weise ein Wicklungsdraht 6; 7 zur Fixierung und Kontak­ tierung mit der jeweiligen Lamelle 2; 3 - wie in Fig. 3 darge­ stellt - umschlingbar ist.

Fig. 4 zeigt den betriebsfähigen Haken-Kommutator mit derart in die Ebene der Bürstenschleiffläche umgebogenen Lamellen 2.1; 3.1, daß diese parallel zur Umfangsfläche der Isolier­ stoffnabe 1 verlaufen und somit von Bürsten 4; 5 in ansonsten üblicher Weise beschleifbar sind.

Zweckmäßigerweise sind die als Lamellen 2.1; 3.1 vorgesehenen freien Enden der Kommutator-Haken 2; 3 derart ausgebildet bzw. weisen eine derartige axiale Länge auf, daß als Bürsten­ schleiffläche 4.1; 5.1 der Bürsten 4; 5 die gesamte axiale Län­ ge der Isolierstoffnabe 1 ausnutzbar ist; auf diese Art und Weise läßt sich bei sonst gleichen Daten der elektrischen Ma­ schine der axiale Ausseneinbauraum des Kommutators um die Länge verkürzen, die im bekannten Fall gemäß Fig. 1 von den lediglich der Wicklungsdrahtfixierung und Wicklungsdrahtkon­ taktierung dienenden Kommutator-Haken 9.1; 10.1 und für einen beim Abdrehen der Bürstenschleiffläche notwendigen Mindest- Sicherheitsabstand zum Kommutator-Haken 2; 3 vorgegeben ist; ein solcher Sicherheitsabstand ist - wie auch aus der Dar­ stellung gemäß Fig. 4 ersichtlich - erfindungsgemäß nicht not­ wendig, da der Wicklungsdraht 6; 7 radial unterhalb der Bür­ stenschleiffläche 4.1; 5.1 fixierbar und die Lamellen 2.1; 3.1 über ihre gesamte axiale Länge abdrehbar sind.

Ein durch die erfindungsgemäß als Lamellen ausgebildeten und abgebogenen freien Enden der Kommutator-Haken u. U. sich er­ gebende geringe, radiale Vergrößerung des Einbauraums und da­ durch u. U. notwendige Verkürzung der Bürsten bei Forderung nach konstanter radialer Bauweite wirkt sich insbesondere dann nicht aus, wenn der Kommutator für einen nur in Kurz­ zeitbetrieb einzusetzenden elektrischen Motorantrieb, insbe­ sondere als Hydraulikpumpenantrieb für ein Antiblockierbrems­ system, vorgesehen ist.

Claims (5)

1. Haken-Kommutator für eine elektrische Maschine

• - mit über den Umfang des Kommutators verteilten, von Bür­ sten (4; 5) beschleifbaren Lamellen;
• - mit randseitig zu der Bürstenschleiffläche (4.1; 5.1) und einer Verankerungsebene (2.2; 3.2) der Lamellen in dem Kommutator jeweils an die Lamellen angeformten Kommuta­ tor-Haken (2; 3) zur Aufnahme zumindest eines Wicklungs­ drahtes (6; 7);
• - mit Kommutator-Haken (2; 3), die mit ihren freien, von der Verankerungsebene (2.2; 3.2) abstehenden Enden, als von den Bürsten (4; 5) beschleifbare Lamellen (2.1; 3.1) ausge­ bildet und in die Ebene der Bürstenschleiffläche (4.1; 5.1) gebracht sind.

2. Haken-Kommutator nach Anspruch 1

• - mit jeweils nach Aufnahme, insbesondere Umschlingung, des zumindest einen Wicklungsdrahtes (6; 7) in die Ebene der Bürstenschleiffläche (4.1; 5.1) umbiegbaren Kommutator-Ha­ ken (2; 3).

3. Haken-Kommutator nach Anspruch 1 und/oder 2

• - mit einer im wesentlichen parallel zu der Verankerungs­ ebene (2.2; 3.2) vorgesehenen Ebene der Bürstenschleifflä­ che (4.1; 5.1).

4. Haken-Kommutator nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3

• - mit jeweils einer Ausbildung des freien Endes der Kommu­ tator-Haken (2; 3) im Sinne einer Lamelle (2.1; 3.1) mit die Aufnahme des Wicklungsdrahtes (6; 7) radial über­ deckender Bürstenschleiffläche (4.1; 5.1).

5. Haken-Kommutator nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4

• - mit jeweils einer Ausbildung des freien Endes der Kommu­ tator-Haken (2; 3) im Sinne einer Lamelle (2.1; 3.1) mit einer sich über die gesamte axiale Länge des Kommutators erstreckenden Bürstenschleiffläche (4.1; 5.1).