DE19956844A1 - Plankommutator, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Leiterrohling und Kohlenstoffscheibe zur Verwendung bei seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Ein Plankommutator für eine elektrische Maschine umfaßt einen aus isolierendem Preßstoff gefertigten Trägerkörper (1), eine Mehrzahl von Leitersegmenten (3) und eine ebenso große Anzahl von Kohlenstoffsegmenten (4), welche stirnseitig angeordnet sind und mit den Leitersegmenten (3) elektrisch leitend verbunden sind. Dabei weisen die Leitersegmente (3) jeweils einen am Umfang des Trägerkörpers (1) angeordneten, dickwandigen Anschlußbereich (6), einen zwischen dem Trägerkörper (1) und dem zugeordneten Kohlenstoffsegment (4) angeordneten, ebenfalls dickwandigen Kontaktbereich (7) und einen zwischen dem Anschlußbereich (6) und dem Kontaktbereich (7) angeordneten dünnwandigen Übergangsbereich (8) auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Plankommutator für eine elektrische Maschine, umfassend einen aus isolierendem Preßstoff gefertigten Trägerkörper, eine Mehrzahl von Leitersegmenten und eine ebenso große Anzahl von Kohlenstoffsegmenten, welche stirnseitig angeordnet und mit den Leitersegmenten elektrisch leitend verbunden sind. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung sowie einen Leiterrohling und eine Kohlenstoffscheibe zur Verwendung bei der Herstellung eines derartigen Plankommutators.

Plankommutatoren der vorstehend angegebenen Art zählen in vielen verschiedenen Ausführungen zum Stand der Technik. Hinzuweisen ist in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die US 5175463 A1, DE 98 00 7045 U1, DE 197 52 626 A1, US 5255426 A1, DE 196 52 840 A1, WO 97/03486, DE 196 01 863 A1, DE 40 28 420 A1, EP 0667657 A1, US 5442849 A1, WO 92/01321, DE 197 13 936 A1, US 5637944 A1 und DE 197 13 936 A1. Weiteren einschlä­ gigen Stand der Technik bilden die US 5629576 A1, DE 199 03 921 A1 und EP 0935331 A1. Die große Anzahl von Schutzrechten, die sich mit Plankommutatoren mit Kohlenstoff-Lauffläche befassen, belegt den großen Bedarf an praxistauglichen Kommutatoren dieser Bauart, die insbesondere zum Antrieb von Kraftstoffpumpen in Kraftfahrzeugen Verwendung finden. Zugleich läßt sich der große Anzahl von Publikationen entnehmen, daß es eine Vielzahl von Problemkreisen gibt, die bisher nicht in zufriedenstellendem Maße gelöst wurden.

Dies hängt unter anderem damit zusammen, daß bei bekannten gattungsgemäßen Plankommutatoren verschiedene Anforderungen z. T. zueinander konkurrieren; hierzu zählen insbesondere die Ziele geringe Abmessungen, niedrige Herstellkosten sowie hohe Lebensdauer des Kommutators. Ein besonders gravierendes der vorstehend angesprochenen Konkurrenzverhältnisse besteht zwischen der Reduzierung der Abmessungen und der Steigerung der Lebensdauer des Plankommutators; denn die Drähte der Rotorwicklung werden im allgemeinen an den Leiterseg­ menten angeschweißt, was bei allzu geringen Abmessungen des Plankommutators leicht zu einer durch Überhitzung verursachten Schädigung der elektrisch leitenden Verbindungen der Leitersegmente mit den Kohlenstoffseg­ menten führt, was hinwiederum eine reduzierte Lebens­ dauer des Plankommutators nach sich zieht. Tatsächlich ist es so, daß die bekannten, in den oben angegebenen Veröffentlichungen beschriebenen Plankommutatoren, soweit sie von einer durch Weichlöten hergestellten elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Kohlen­ stoffsegmenten und den Leitersegmenten ausgehen, in der Praxis infolge des vorstehend genannten Problems und der hieraus resultierenden unbefriedigenden Lebensdauer nicht eingesetzt werden. Dies ist der Hintergrund beispielsweise für die Vorschläge, zur Verbindung der Kohlenstoffsegmente mit den Leitersegmenten ein hochtemperaturbeständiges Hartlot einzusetzen (vgl. EP 0935331 A1) bzw. die Kontaktpunkte zwischen Leiter­ segmenten und Kohlenstoffsegmenten relativ weit entfernt von den Anschlüssen der Rotorwicklung anzuord­ nen (vgl. DE 199 03 921 A1). Allerdings ist der an erster Stelle genannte Vorschlag mit Mehrkosten und der an zweiter Stelle genannte Vorschlag mit größeren Abmessungen des Kommutators verbunden.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Plan­ kommutator der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der sich vergleichsweise kostengünstig herstellen läßt und zugleich trotz relativ geringer Abmessungen eine hohe Lebensdauer aufweist. Des weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Plankommutators und besonders zweckmäßige bei einem solchen Herstellungsverfahren verwendete Zwischenprodukte zu schaffen.

Gelöst wird die vorstehend angegebene Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß bei einem Plankommutator der eingangs genannten Art die Leiter­ segmente jeweils einen am Umfang des Trägerkörpers angeordneten, dickwandigen Anschlußbereich, einen zwischen dem Trägerkörper und dem zugeordneten Kohlen­ stoffsegment angeordneten, ebenfalls dickwandigen Kontaktbereich und einen zwischen dem Anschlußbereich und dem Kontaktbereich angeordneten dünnwandigen Über­ gangsbereich aufweisen. Von wesentlicher Bedeutung für den erfindungsgemäßen Plankommutator ist somit mit anderen Worten, daß die Leitersegmente nicht mit einer überall mehr oder weniger gleichen Wandstärke ausge­ führt sind, sondern daß sich vielmehr die Wandstärken verschiedener Bereiche der Leitersegmente signifikant voneinander unterscheiden, indem nämlich zwischen dem Anschlußbereich, der dem Anschluß der Rotorwicklung dient, und dem Kontaktbereich, über den die elektrisch leitenden Verbindung des Leitersegments mit dem zuge­ ordneten Kohlenstoffsegment hergestellt wird, ein vergleichsweise dünnwandiger Übergangsbereich besteht. In jedem Falle ist die - senkrecht zur Wärmefluß­ richtung bestimmte - Wandstärke des Übergangsbereichs geringer als die - in radialer Richtung gemessene - Wandstärke des Anschlußbereichs und die - in axialer Richtung gemessene - Wandstärke des Kontaktbereichs des betreffenden Leitersegments, wobei der Anschlußbereich zudem auch in axialer und in Umfangsrichtung vergleichsweise groß dimensioniert ist (siehe unten). Eine derartige Gestaltung der Leitersegmente führt insbesondere dazu, daß auch bei äußerst kompakten, kleinste Abmessungen aufweisenden Plankommutatoren das Anschweißen der Wicklungsdrähte an die Anschlußbereiche der Leitersegmente nicht zu einer überhitzungsbedingten Schädigung der elektrisch leitenden Verbindungen der Leitersegmente mit den Kohlenstoffsegmenten führt. Denn die dickwandigen Anschlußbereiche der Leitersegmente bilden aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität eine erste Wärmesenke für die beim Schweißvorgang entwickelte Wärme. Der dünnwandige Übergangsbereich vom Anschlußbereich zum Kontaktbereich bildet demgegenüber aufgrund seiner - normal zum Wärmefluß ausgerichteten - geringen Querschnittsfläche für die Wärmeleitung vom Anschlußbereich zum Kontaktbereich des Leitersegments einen erheblichen Widerstand. Und der dickwandige Kontaktbereich bildet wiederum eine ausgeprägte Wärme­ senke für die (ohnehin reduzierte) durch den Übergangs­ bereich hindurchgeleitete Wärmeenergie. Das Ergebnis ist, daß sich der Kontaktbereich der Leitersegmente beim Anschweißen der Drähte der Rotorwicklung an die Leitersegmente bei weitem nicht in einem solchen Maße erwärmt, wie dies vom Stand der Technik her bekannt ist. In Anwendung der vorliegenden Erfindung lassen sich bei Einsatz herkömmlicher Schweißverfahren Reduktionen der an der Verbindung der Leitersegmente mit den Kohlenstoffsegmenten auftretenden Maximal­ temperaturen um 50°C oder sogar mehr gegenüber bekannter Plankommutatoren gattungsgemäßer Art erreichen. Als Folge hiervon ist die Gefahr, daß die elektrisch leitenden Verbindungen der Kohlenstoffseg­ mente mit den Leitersegmenten beim Anschweißen der Rotorwicklung an den Plankommutator beschädigt werden, maßgeblich reduziert. In Anwendung der vorliegenden Erfindung lassen sich die Kohlenstoffsegmente sogar durch Weichlöten dauerhaft mit den Leitersegmenten elektrisch verbinden, da die an der Kontaktstelle auftretenden Temperaturen zuverlässig unterhalb des Erweichungspunktes für Weichlot liegen. Dies gilt selbst für extrem kompakte Plankommutatoren. In diesem Zusammenhang wirkt sich auch vorteilhaft aus, daß bei Anwendung der vorliegenden Erfindung keine Notwendig­ keit mehr besteht, die elektrisch leitende Verbindung der Kohlenstoffsegmente mit den Leitersegmenten in eine möglichst große Entfernung zu den Anschlußbereichen der Leitersegmente zu bringen, was bisher vielfach zu radial innen liegenden, relativ kleinen Kontaktflächen zwischen den Kohlenstoffsegmenten und den Leitersegmenten geführt hat. Vielmehr lassen sich in Anwendung der vorliegenden Erfindung durchaus groß­ formatige Kontaktflächen zwischen den Leitersegmenten und den Kohlenstoffsegmenten realisieren, was sich günstig auf die Lebensdauer der entsprechenden Verbindung auswirkt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht hinsicht­ lich der Orientierung der Übergangsbereiche eine Gestaltungsbreite. Insbesondere können die Übergangs­ bereiche radial wie auch axial orientiert sein. Denkbar sind auch beliebige Zwischenwerte.

Im Hinblick auf die erfindungsgemäß vorgesehenen, vorstehend erläuterten unterschiedlichen Wandstärken der Leitersegmente in ihren verschiedenen Bereichen erweist sich die Herstellung eines Leiterrohlings, wie er zur Herstellung des erfindungsgemäßen Plankommuta­ tors eingesetzt wird, durch ein kombiniertes Fließpreß- und Stanzverfahren als besonders günstig. Zunächst wird durch Fließpressen ein napfartiger Grundkörper herge­ stellt, der sich bereits durch dickwandige Anschlußbe­ reiche, dünnwandige Übergangsbereiche und wiederum dickwandige Kontaktbereiche auszeichnet, wobei die Kontaktbereiche und ggf. auch die Übergangsbereiche noch untereinander unter Bildung eines geschlossenen Ringes verbunden sind. Durch Stanzen wird danach der Boden des Grundkörpers segmentiert.

Die idealen Abmessungen der einzelnen Bereiche der Leitersegmente, insbesondere die verschiedenen Wand­ stärken und deren Relation zueinander, hängen von unterschiedlichen Einflußgrößen ab. Jedoch zeigt sich bereits in dem Falle, daß die Wandstärke der Übergangs­ bereiche der Leitersegmente weniger als 80% der Wand­ stärke der Kontaktbereiche beträgt, eine signifikante Verbesserung der Lebensdauer der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Kohlenstoffsegmenten und den Leitersegmenten gegenüber dem Stand der Technik.

Besonders bevorzugt ist der Wandstärkenunterschied noch größer, indem die Wandstärke der Übergangsbereiche der Leitersegmente weniger als 60% der Wandstärke der Kontaktbereiche beträgt. Dies vergrößert, sofern die Übergangsbereiche entfernt von den Kohlenstoffsegmenten an die Kontaktbereiche der Leitersegmente angeschlossen sind, den Abstand der Übergangsbereiche der Leiterseg­ mente zu den Kohlenstoffsegmenten. Für die Dimensionie­ rung der Kontaktbereiche hat sich im übrigen als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Wandstärke der Kontaktbereiche mindestens den 0,4fachen Wert der Erstreckung der Kontaktbereiche in Umfangsrichtung beträgt.

Die Anschlußbereiche sind im übrigen bevorzugt in Umfangs- und in Axialrichtung so groß dimensioniert, daß eine Doppelelektrode beidseits des Anschlußhakens bequem Platz findet. In diesem Sinne erstrecken sich die Anschlußbereiche bevorzugt über mindestens 80% des Umfangs des Plankommutators. Eine derartig große Dimensionierung der Anschlußbereiche wirkt sich im übrigen günstig auf die Wärmekapazität der Anschluß­ bereiche aus und begünstigt somit das erfindungsgemäße Wärmeverhalten.

Weiter oben wurde bereits dargelegt, daß bei Anwendung der vorliegenden Erfindung keine Notwendigkeit besteht, die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Kohlenstoffsegmenten und den Leitersegmenten auf relativ kleine, radial innen liegende Kontaktbereiche zu konzentrieren. Im Sinne einer Maximierung der für die elektrisch leitenden Verbindungen zur Verfügung stehenden Fläche zeichnet sich eine bevorzugte Weiter­ bildung der vorliegenden Erfindung dadurch aus, daß die Kontaktbereiche der Leitersegmente vollflächig mit den Stirnflächen der Kohlenstoffsegmente in Berührung stehen. Die Kontaktflächen auf den Stirnflächen der Kohlenstoffsegmente können dabei von umlaufend geschlossenen oder aber offenen, rahmenartigen Erhebun­ gen, deren Kontur an die Kontur der Kontaktbereiche der Leitersegmente angepaßt ist und die der Justierung von Kohlenstoffringscheibe und Leiterrohling zueinander während der Herstellung des Plankommutators dienen, ganz oder teilweise umgeben sein. Auch dieses Merkmal ist wieder im Zusammenhang zu sehen mit dem weiter oben erwähnten Herstellungsverfahren des Leiterrohlings durch kombiniertes Fließpressen und Stanzen. Denn dickwandige Kontaktbereiche, die zum vollflächigen Kontakt mit den Kohlenstoffsegmenten innerhalb jener rahmenartigen Erhebungen geeignet sind, lassen sich nicht herstellen, wenn der Leiterrohling, wie dies bisher häufig praktiziert wird, durch Tiefziehen aus einem Blech geformt wird.

Wird auf die vorstehend erläuterten rahmenartigen Erhebungen verzichtet, so können sich die Kontakt­ flächen über die gesamten zugeordneten Stirnflächen der Kohlenstoffsegmente erstrecken, so daß die Kohlenstoff­ segmente vollflächig elektrisch leitend mit den Kontaktbereichen der Leitersegmente verbunden sind.

Im Bereich der vorstehend erwähnten Kontaktflächen der Kohlenstoffsegmente kann besonders bevorzugt zwischen den Kontaktbereichen der Leitersegmente und den Kohlen­ stoffsegmenten ein elektrisch leitendes Kontaktmaterial aufgenommen sein. Dieses kann beispielsweise ein Weichlot sein (siehe oben). Es kann jedoch beispiels­ weise auch bestehen aus Körnern, Pulver und/oder Plättchen eines Metalls, beispielsweise aus Silber. Denn bei besonders bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Plankommutators ist, worauf weiter unten in größerem Detail eingegangen wird, eine mechanisch tragende Verbindung der Kontaktbereiche mit den Kohlenstoffsegmenten durch Lot oder dergleichen nicht nötig, wenn die Kohlenstoffsegmente an ihren radial inneren und äußeren Umfangsflächen fest in den aus Preßstoff geformten Trägerkörper eingebettet sind.

In dem vorstehend dargelegten Sinne sind die Kohlen­ stoffsegmente besonders bevorzugt an ihren radial äußeren Umfangsflächen jeweils von einem durch den Trägerkörper gebildeten Preßstoffmantel abgedeckt, wobei zwischen äußeren Umfangsflächen der Kohlen­ stoffsegmente und den Preßstoffmänteln besonders bevor­ zugt jeweils formschlüssige Verbindungen bestehen.

Letztere können auf jede bekannte Weise, insbesondere als Stufung, Verzahnung, Sägezahn-Verzahnung oder dgl. ausgeführt sein. Besonders bevorzugt ist dabei eine Wellung.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungs­ gemäßen Plankommutators zeichnet sich dadurch aus, daß die Anschlußbereiche der Leitersegmente eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Axialnut aufweisen, in welche eine Rippe des Preßstoffmantels eingreift.

Hierdurch entsteht eine Verzahnung des Preßstoffmantels mit dem zugeordneten Leitersegment, die sich besonders positiv auf die Standfestigkeit des Kommutators auswirkt. Die Nut kann dabei insbesondere zunächst als Rechtecknut ausgeführt sein, die beim Stanzen des Bodens der durch Fließpressen hergestellten ersten Stufe des Leiterrohlings in diesen eingeprägt wird. Bei Schließen eines Spritzwerkzeugs, in welches das Verbundteil, das durch Zusammenfügen des Leiterrohlings mit der Kohlenstoffringscheibe entstanden ist (siehe unten), zum Formen des Trägerkörpers aus Preßstoff eingelegt ist, verformt sich bei geeigneter Ausführung der Nut deren äußere Begrenzung unter den Schließ­ kräften radial einwärts, so daß die Nut hinterschnitten ist; dies führt zu einem besonders festen Halt der Preßstoffrippe in der Nut.

Die Anschlußbereiche der Leitersegmente stehen besonders bevorzugt radial über die äußeren Umfangs­ flächen der vorstehend erläuterten Preßstoffmäntel über. Dieses Merkmal ist zu sehen in Verbindung mit dem weiter unten erläuterten besonders bevorzugten Herstellungsverfahren und dem bei dessen Durchführung verwendeten Leiterrohling.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungs­ gemäßen Plankommutators zeichnet sich dadurch aus, daß der Kern des Trägerkörpers die radial inneren Umfangs­ flächen der Kohlenstoffsegmente unter Bildung form­ schlüssiger Verbindungen überdeckt. Insbesondere in Verbindung mit den vorstehend erläuterten, die äußeren Umfangsflächen der Kohlenstoffsegmente abdeckenden Preßstoffmänteln ergibt sich eine ausreichend feste mechanische Verbindung der Kohlenstoffsegmente mit dem Trägerkörper, so daß auf eine tragende Verbindung der Kontaktbereiche der Leitersegmente mit den Kohlen­ stoffsegmenten verzichtete werden kann (siehe oben).

Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Übergangsbereiche der Leitersegmente entfernt von den Kohlenstoffsegmen­ ten an die Kontaktbereiche der Leitersegmente ange­ schlossen sind. Auf diese Weise entsteht zwischen den Übergangsbereichen und ggf. den Anschlußbereichen der Leitersegmente einerseits und den Kohlenstoffsegmenten andererseits jeweils ein Spalt, der mit einer Preß­ stoffschicht ausgefüllt sein kann. Die von der Kontakt­ fläche der Kontaktbereiche der Leitersegmente entfern­ ten Anschlüsse der Übergangsbereiche wirken sich in einer erheblich verringerten Wärmeübertragung von den Übergangsbereichen der Leitersegmente auf die Kohlen­ stoffsegmente aus. Die Wirkung der Preßstoffschicht besteht überdies in einem verbesserten Schutz der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Kontakt­ bereichen der Leitersegmente und den Kohlenstoffsegmen­ ten gegenüber aggressiven Medien.

Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschlußbereichen Kontaktfahnen angeordnet sind, die endseitig abgeschrägt sind. Eine derartige, der äußeren Umfangsfläche des zugeordneten Anschlußbereichs zugewandte Abschrägung führt zu einer Verringerung der Kontaktfläche zwischen den an die Anschlußbereiche der Leitersegmente herangebogenen Kontaktfahnen und den Anschlußbereichen der Leitersegmente nahe der Verbin­ dung zu den Kohlenstoffsegmenten. Dies ist wiederum günstig im Hinblick auf eine möglichst geringe Über­ tragung der beim Schweißen der Drähte der Rotorwicklung an die Leitersegmente entstehenden Wärme auf die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Anschlußbereichen der Leitersegmente und den Kohlen­ stoffsegmenten.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Kohlen­ stoffsegmente an ihren äußeren, den Leitersegmenten zugewandten Umfangskanten gestuft ausgeführt sind. Auf diese Weise entsteht in diesem Bereich eine ringförmige Verstärkung aus Preßstoff, wodurch ein besonders guter Schutz der betreffenden Kante der Kohlenstoffscheibe bewirkt wird.

Der zur Herstellung des vorstehenden Kommutators zweck­ mäßigerweise verwendete Leiterrohling umfaßt eine Mehr­ zahl von Leitersegmenten, von denen jeweils zwei über ein Brückenteil miteinander verbunden sind, wobei die Leitersegmente jeweils einen am Außenumfang des Leiter­ rohlings angeordneten, dickwandigen Anschlußbereich, einen stirnseitig angeordneten, ebenfalls dickwandigen Kontaktbereich und einen zwischen dem Anschlußbereich und dem Kontaktbereich angeordneten dünnwandigen Über­ gangsbereich aufweisen. Besonders bevorzugt sind dabei die Brückenteile zwischen den Anschlußbereichen zweier benachbarter Leitersegmente angeordnet, und zwar derart, daß die Brückenteile und die Anschlußbereiche der Leitersegmente dieselbe axiale Erstreckung aufweisen und längs ihrer gesamten axialen Erstreckung über Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung und Bemessung der Brückenteile ergeben sich auf beiden Stirnseiten des rohrförmigen Leiterrohlings in jeweils einer senkrecht zur Achse angeordneten Ebene liegende, ringförmig geschlossene Flächen. Diese eignen sich in hervorragen­ der Weise als Dichtflächen für die beiden Hälften eines Spritzwerkzeugs, das beim Spritzen des Trägerkörpers aus Preßstoff eingesetzt wird. Der durch die Anschluß­ bereiche, die Brückenteile und die Verbindungsstege umlaufend geschlossene rohrförmige Leiterrohling schließt somit im Zusammenwirken mit den beiden Hälften des Spritzwerkzeugs den mit Preßstoff zu füllenden Raum dicht ab.

Die rohrförmige Gestalt des Leiterrohlings ermöglicht im übrigen, daß sich die beiden Hälften des Spritzwerk­ zeugs im Bereich ihrer jeweiligen Dichtfläche mit dem Leiterrohling exakt gegenüberstehen. Dies ist besonders günstig im Hinblick auf die hohen Schließkräfte. Denn diese werden von dem Leiterrohling ohne nachteilige Verformung aufgenommen. Die Schließkräfte rufen in dem rohrförmigen Leiterrohling im wesentlichen alleine Druckspannungen hervor.

Der erfindungsgemäß vorgesehene, weiter oben erläuterte dünnwandige Übergangsbereich zwischen dem Anschlußbe­ reich und dem Kontaktbereich eines jeden Leitersegments wirkt sich im übrigen nicht allein durch sein Wärme­ leitwiderstand (siehe oben) als vorteilhaft aus.

Hervorzuheben ist des weiteren die durch die dünnwan­ digen Übergangsbereiche bereitgestellte federnde axiale Nachgiebigkeit der Kontaktbereiche der Leitersegmente. Denn dies begrenzt die beim Schließen des Spritzwerk­ zeuges auf die Kohlenstoffringscheibe ausgeübte Kraft. Durch Einfedern der Kontaktbereiche beim Schließen des Spritzwerkzeuges ist der auf die Kohlenstoffringscheibe ausgeübte Druck kontrollierbar; die Hauptschließkraft wird in Druckspannungen in den Anschlußbereichen, den Brückenteilen und den Verbindungsstegen umgesetzt. Die wirksame Begrenzung des auf die Kohlenstoffringscheibe wirkenden Druckes reduziert die Gefahr einer Beschädigung der Kohlenstoffringscheibe während der Herstellung des Plankommutators und trägt auf diese Weise zu einer Reduzierung des Ausschusses bei.

Die weiter oben erläuterte ringförmige Abstützung der beiden Hälften des Spritzwerkzeuges an den beiden einander gegenüberliegenden ringförmigen Dichtflächen des Leiterrohlings zieht nach sich, daß die äußere Umfangsfläche der Preßstoffmäntel, sofern solche vorge­ sehen sind, einen geringeren Abstand zur Kommutator­ achse aufweisen als die äußeren Umfangsflächen der Anschlußbereiche der Leitersegmente. Dementsprechend stehen die Anschlußbereiche der Leitersegmente unter Bildung einer Stufe radial über die äußeren Umfangs­ flächen der Preßstoffmäntel über.

Die Wandstärke der weiter oben erläuterten Verbindungs­ stege ist besonders bevorzugt erheblich geringer als die Wandstärke der Brückenteile. Dies reicht aus, um dem beim Spritzen des Trägerkörpers aus Preßstoff bestehenden Druck standzuhalten. Die geringe Wandstärke der Verbindungsstege erleichtert das spätere, nach dem Formen des Trägerkörpers erfolgende Entfernen der Brückenteile. In diesem Zusammenhang erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn der Abstand der radial inneren Umfangsflächen der Brückenteile zur Kommutator­ achse zumindest gleich, besonders bevorzugt sogar geringfügig größer ist als der Abstand der radial äußeren Umfangsflächen der Anschlußbereiche der Leiter­ segmente zur Kommutatorachse. Denn dies ermöglicht das Abscheren bzw. Stoßen der Brückenteile nach dem Formen des Trägerkörpers durch einen axial wirkenden Stempel. Ein aufwendiges Abdrehen der äußeren Umfangsfläche des Plankommutators, um die Brückenteile zu entfernen, ist in diesem Falle nicht erforderlich.

Im Rahmen der Herstellung des erfindungsgemäßen Plankommutators kommt besonders bevorzugt eine Kohlen­ stoffringscheibe zum Einsatz. Diese wird mit dem Leiterrohling zusammengefügt, wobei besonders bevorzugt die Kontaktbereiche der Leitersegmente an der Stirn- seite der Kohlenstoffringscheibe an Kontaktflächen anliegen, welche von umlaufend geschlossenen oder aber offenen rahmenartigen Erhebungen ganz oder teilweise umschlossen sind, deren Innenkontur zu der Außenkontur der Kontaktbereiche der Leitersegmente korrespondiert (siehe oben). Die Einheit aus Leiterrohling und Kohlenstoffringscheibe wird dann zur Bildung des Trägerkörpers aus Preßstoff in ein Spritzwerkzeug eingelegt. Nachdem der Trägerkörper geformt worden ist, wird die Kohlenstoffringscheibe durch Trennschnitte in einzelne Kohlenstoffsegmente unterteilt.

Die vorstehend erläuterten rahmenartigen Erhebungen der Kohlenstoffringscheibe sind vollständig in Preßstoff eingebettet bzw. von diesem umschlossen. Dies gewähr­ leistet, insbesondere bei umlaufend geschlossener Ausführung der rahmenartigen Erhebungen, nicht nur einen optimalen Schutz der Kontaktflächen zwischen den Kohlenstoffsegmenten und den Leitersegmenten gegen aggressive Medien. Es führt auch zu einer selbständigen Fixierung der Kohlenstoffsegmente in dem Trägerkörper in Umfangsrichtung und trägt zu einer Fixierung der Kohlenstoffsegmente im Trägerkörper in radialer Richtung bei.

Sollen die elektrisch leitenden Verbindungen der Kohlenstoffsegmente mit den Kontaktbereichen der Leitersegmente durch Löten hergestellt werden, so ist die Kohlenstoffringscheibe zuvor zumindest an den späteren Kontaktflächen zu metallisieren. Hierzu eignen sich als solches bekannte galvanische Verfahren. In diesem Falle ist zweckmäßigerweise die Kohlenstoffring­ scheibe auf ihrer gesamten Stirnfläche metallisiert; und die rahmenartigen Erhebungen sind bevorzugt offen ausgeführt. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Metallisierung allerdings bevorzugt durch Hochdruckverpressen von Metallpartikeln, insbesondere von - ggf. versilbertem - Cu- oder Ag-Pulver, in den späteren Kontaktflächen der Kohlenstoffringscheibe mit anschließendem Versintern. Diese Form der Metallisierung der Kohlenstoffring­ scheibe beschränkt sich bevorzugt auf die späteren Kontaktflächen, wobei diese wiederum bevorzugt durch umlaufend geschlossene rahmenartige Erhebungen umgrenzt sind.

Der erfindungsgemäße Plankommutator verfügt gemäß einer bevorzugten Weiterbildung über eine zentrische Bohrung, die einen aufgeweiteten Bereich aufweist, der sich von der Lauffläche her in axialer Richtung über die Tiefe der zwischen den Kohlenstoffsegmenten vorgesehenen Trennschnitte erstreckt. Besonders bevorzugt ist dabei der aufgeweitete Bereich konisch ausgeführt. Dies reduziert die Gefahr einer Kurzschlußbildung durch Kohlen- und/oder Metallstaub über die Welle, auf die der Kommutator aufgesteckt ist. Durch die Konizität wird dennoch die Steifigkeit des Kommutators weitest­ gehend beibehalten.

Aus den vorstehenden Erläuterungen der vorliegenden Erfindung ist ersichtlich, daß diese einen Plankommu­ tator mit bisher nicht bekannten Eigenschaften bereit­ stellt. Insbesondere zeichnet sich der erfindungsgemäße Plankommutator durch eine insbesondere durch die hohe Stabilität begründete überragende Qualität aus, wobei besonders geringe Abmessungen möglich sind. Zudem ist das Umspritzen der Kohlenstoffsegmente einfach möglich; und das Spritzwerkzeug kann besonders einfach aufgebaut sein. Der Leiterrohling kann darüber hinaus innen und außen eine durchgehende Kontur aufweisen, so daß er sich in eine Matrize einlegen läßt.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Plankommu­ tator,

Fig. 2 den Plankommutator gemäß Fig. 1 in Seitenan­ sicht,

Fig. 3 den zur Herstellung des Plankommutators gemäß den Fig. 1 und 2 verwendeten Leiterrohling im Axialschnitt,

Fig. 4 den Leiterrohling gemäß Fig. 3 in Draufsicht von oben (Pfeil IV in Fig. 3),

Fig. 5 den Leiterrohling gemäß den Fig. 3 und 4 in Draufsicht von unten (Pfeil V in Fig. 3),

Fig. 6 die zur Herstellung des Plankommutators gemäß den Fig. 1 und 2 verwendete Kohlenstoffring­ scheibe in perspektivischer Ansicht,

Fig. 7 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Plankommu­ tators verwendeten Kohlenstoffringscheibe,

Fig. 8 einen Axialschnitt durch eine weitere bevor­ zugte Ausführungsform eines gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Plankommuta­ tors und

Fig. 9 einen Axialschnitt durch eine nochmals andere bevorzugte Ausführungsform eines gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Plankommuta­ tors.

Der Plankommutator gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt einen aus isolierendem Preßstoff gefertigten Trägerkörper 1, acht gleichmäßig um die Achse 2 herum verteilt angeord­ nete Leitersegmente 3 und acht Kohlenstoffsegmente 4, von denen jedes mit jeweils einem Leitersegment 3 elektrisch leitend verbunden ist. Der Trägerkörper 1 weist eine zentrische Bohrung 5 auf. In diesem Umfang entspricht der Plankommutator gemäß den Fig. 1 und 2 dem verbreitet eingesetzten Stand der Technik, so daß der grundsätzliche Aufbau nicht detaillierter erläutert zu werden braucht.

Die aus Kupfer bestehenden Leitersegmente 3 sind, wie weiter unten detailliert erläutert wird, aus dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Leiterrohling hervorgegan­ gen. Sie umfassen drei Zonen, nämlich den Anschluß­ bereich 6, den Kontaktbereich 7 und den die beiden vorstehend genannten Bereiche miteinander verbindenden Übergangsbereich 8. An jedem der Kontaktbereiche 6 ist eine Kontaktfahne 9 angeordnet. Diese dient der elektrisch leitenden Verbindung eines Wicklungsdrahts 10 mit dem betreffenden Leitersegment 3. Die Kontakt­ fahnen 9 weisen endseitig (vgl. Fig. 3) eine Abschrä­ gung 11 auf, und zwar an jener Fläche, die bei dem fertigen Plankommutator radial nach innen weist und dem zugeordneten Anschlußbereich 6 des betreffenden Leiter­ segments 3 benachbart ist.

Zur besseren Verankerung der Leitersegmente 3 in dem Trägerkörper 1 steht von den Anschlußbereichen 6 jedes Leitersegments 3 schräg nach innen eine Halteklaue 12 vor. Zu dem selben Zweck sind an den radial inneren Enden der Kontaktbereiche 7 der Leitersegmente 3 Anker­ teile 13 vorgesehen, die im wesentlichen achsparallel von den Kontaktbereichen abstehen. Die Ankerteile 13 weisen an ihrer radial äußeren Umfangsfläche Einkerbun­ gen 14 auf.

Von besonderer Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist die Dimensionierung der Leitersegmente 3 in ihren verschiedenen Abschnitten. Während die - in radialer Richtung gemessene - Dicke der Anschlußbereiche 6 und die - in axialer Richtung gemessene - Dicke der Kontaktbereiche 7 groß ist, sind die Übergangsbereiche 8 besonders dünnwandig ausgeführt. Die Übergangs­ bereiche 8 sind entfernt von den Kohlenstoffsegmenten 4 an die Kontaktbereiche 7 angeschlossen, so daß keine Berührung besteht zwischen den Anschlußbereichen 6 und den Übergangsbereichen 8 der Leitersegmente 3 einer­ seits und den Kohlenstoffsegmenten 4 andererseits.

Die Kontaktbereiche 7 der Leitersegmente 3 liegen vollflächig an Kontaktflächen 15 an, welche stirnseitig an den Kohlenstoffsegmenten 4 angeordnet sind. Im Bereich der Kontaktflächen 15 ist zwischen den Kontakt­ bereichen 7 der Leitersegmente 3 und den Kohlenstoff­ segmenten 4 ein elektrisch leitendes Kontaktmaterial 16 aufgenommen. Die Kontaktflächen 15 sind von umlaufend geschlossenen rahmenartigen Erhebungen 27 (vgl. Fig. 6) umgeben, welche von der Stirnfläche 28 der Kohlenstoff­ segmente 4 vorstehen. Die Innenkontur der rahmenartigen Erhebungen 27 der Kohlenstoffsegmente 4 ist derart an die Kontur der Kontaktbereiche 7 der Leitersegmente 3 dichtend angepaßt, daß beim Formen des Trägerkörpers 1 kein Preßstoff an die Kontaktflächen 15 gelangen kann.

Die Kohlenstoffsegmente 4 sind an ihren radial äußeren Umfangsflächen jeweils von einem Preßstoffmantel 17 des Trägerkörpers 1 abgedeckt. Dabei besteht durch eine gestufte Ausführung der äußeren Umfangsfläche der Kohlenstoffsegmente 4 eine formschlüssige Verbindung zu dem jeweiligen Preßstoffmantel 17. Die Anschlußbereiche 6 der Leitersegmente 3 stehen radial geringfügig über die äußeren Umfangsflächen der Preßstoffmäntel 17 über, wodurch am Außenumfang des Plankommutators eine Stufe 18 entsteht.

Der Kern des Trägerkörpers 1 überdeckt auch die radial inneren Umfangsflächen der Kohlenstoffsegmente 4. Auch hier besteht infolge einer gestuften Ausführung der radial inneren Umfangsflächen der Kohlenstoffsegmente 4 eine formschlüssige Verbindung. Die formschlüssigen Verbindungen der Kohlenstoffsegmente 4 mit dem Träger­ körper 1 im Bereich ihrer radial inneren und äußeren Umfangsflächen gewährleistet einen dauerhaften Halt der Kohlenstoffsegmente in dem Trägerkörper 1. Auch in Umfangsrichtung greifen die Kohlenstoffsegmente 4 formschlüssig in den Trägerkörper 1 ein, und zwar über die rahmenartigen Erhebungen 27.

Zu erkennen ist in Fig. 1 schließlich die Preßstoff­ schicht 19, die zwischen den Anschlußbereichen 6 und den Übergangsbereichen 8 der Leitersegmente 3 und den zugeordneten Kohlenstoffsegmenten 4 besteht. Die Dicke jener Preßstoffschicht 19 hängt insbesondere ab von dem Verhältnis der Dicken der Übergangsbereiche 8 und der Kontaktbereiche 7 der Leitersegmente 3 zueinander.

Die Radialschnitte 20, mit denen im Rahmen der Herstellung des Plankommutators eine zunächst einstückige Kohlenstoffringscheibe (vgl. Fig. 6 und 7) in die einzelnen Kohlenstoffsegmente 4 unterteilt wurde, sind ebenfalls dargestellt.

Fig. 2 veranschaulicht die besonders großformatige äußere Umfangsfläche der Anschlußbereiche 6 der Leiter­ segmente 3. Beidseitig der Kontaktfahnen 9 stehen zwei vergleichsweise große Zonen für den Kontakt mit Schweißelektroden während der Verschweißung des Wicklungsdrahts 10 mit dem betreffenden Leitersegment zur Verfügung.

Die Fig. 3 bis 5 veranschaulichen den zur Herstellung des Plankommutators gemäß den Fig. 1 und 2 verwendeten Leiterrohling im Schnitt, in Draufsicht von oben und in Draufsicht von unten. Viele Details des Leiterrohlings ergeben sich unmittelbar aus der vorstehenden Erläute­ rung der Fig. 1 und 2; insoweit wird Bezug genommen auf die vorstehenden Ausführungen. Ein wichtiges Merkmal des Leiterrohlings ist seine am Umfang vollständig geschlossene rohrförmige Gestalt. Zwischen jeweils zwei Anschlußbereichen 6 besteht ein Brückenteil 21. Die Brückenteile 21 und die Anschlußbereiche 6 der Leiter­ segmente 3 weisen dieselbe axiale Erstreckung auf und sind längs ihrer gesamten axialen Erstreckung über Verbindungsstege 22 miteinander verbunden. Hierdurch ergeben sich auf beiden Stirnseiten des Leiterrohlings geschlossene ringförmige Flächen 23 und 24, die sich abwechselnd aus den Stirnflächen der Anschlußbereiche 6 der Leitersegmente 3 und der Brückenteile 21 zusammen­ setzen. Dies ist, wie weiter oben erläutert, von besonderem Vorteil für einen dichten Abschluß des Preßwerkzeugs am Leiterrohling, wobei die im Hinblick auf die extrem hohen Spritzdrücke erforderlichen hohen Schließkräfte nicht zu einer schädlichen Verformung des Leiterrohlings führen.

Die Verbindungsstege 22 sind - durch entsprechende Dimensionierung der Nuten 23 - extrem dünnwandig ausge­ führt. Dies gestattet, daß die Brückenteile 21, nachdem der Trägerkörper 1 angespritzt worden ist, durch Stoßen in axialer Richtung in einem einzigen Arbeitsgang entfernt werden können. Hierzu ist im übrigen vorge­ sehen, daß der Abstand 24 der radial inneren Umfangs­ flächen der Brückenteile 21 zur Kommutatorachse 2 nicht kleiner, sondern gleich, besonders bevorzugt minimal größer als der Abstand 25 der radial äußeren Umfangs­ flächen der Anschlußbereiche 6 der Leitersegmente 3 zur Kommutatorachse 2.

In Fig. 6, die die zur Herstellung des Plankommutators gemäß den Fig. 1 und 2 verwendete Kohlenstoffring­ scheibe veranschaulicht, ist die Ausformung der stirn­ seitig vorgesehenen rahmenartigen Erhebungen 27, welche die Kontaktflächen 15 umschließen, gut zu erkennen. Im Vergleich mit Fig. 5 ist auch erkennbar, daß die Innen­ kontur der rahmenartigen Erhebungen 27 auf die Außen­ kontur der Kontaktbereiche 7 der Leitersegmente 3 abge­ stimmt ist.

Zu erkennen ist in Fig. 6 des weiteren die profilierte äußere und innere Umfangsfläche der Kohlenstoffring­ scheibe, die einer formschlüssigen Verbindung der späteren Kohlenstoffsegmente 4 mit dem Preßstoff des Trägerkörpers 1 im Bereich des Kerns bzw. des jeweiligen Preßstoffmantels 17 dient.

Die Kontaktflächen 15 sind durch Einpressen von Metall­ pulver in die Oberfläche vor dem Versintern metallisiert worden.

Die in Fig. 7 veranschaulichte Kohlenstoffringscheibe unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 6 dadurch, daß die rahmenartigen Erhebungen 27 nicht umlaufend geschlossen sondern vielmehr offen sind. Sie umgeben die Kontaktflächen 15 somit nur teilweise; entsprechend umgeben sie in dem fertigen Plankommutator auch die Kontaktbereiche 7 der Leitersegmente 3 nur teilweise. Für eine zuverlässige Justierung des Leiterrohlings und der Kohlenstoffringscheibe zueinander während der Herstellung des Plankommutators ist dies ausreichend.

Die gesamte Stirnfläche der Kohlenstoffringscheibe ist durch Galvanisieren metallisiert worden.

Fig. 8 veranschaulicht einen weiteren gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Plankommutator, der sich durch die nachstehend angegebenen Merkmale von dem Plankommutator gemäß Fig. 1 unterscheidet:
Ein erster Unterschied des Plankommutators gemäß Fig. 8 gegenüber demjenigen gemäß Fig. 1 betrifft die Verankerung des Preßstoffmantels 17 des Trägerkörpers 1 mit den Anschlußbereichen 6 der Leitersegmente 3 über eine Verzahnung 31. Diese ist gebildet durch eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Axialnut 32 in den Anschlußbereichen 6 der Leitersegmente und einer in diese Nut eingreifenden Preßstoffrippe 33. Erkennbar ist dabei der Hinterschnitt der Nut 32, der entsteht durch Stauchen der äußeren ringförmigen Begrenzung der Nut beim Schließen des Spritzwerkzeugs, in welchem der Trägerkörper 1 angeformt worden ist.

Im übrigen zeigt ein Vergleich der Fig. 8 und 1 miteinander, daß der Plankommutator gemäß Fig. 8 über eine anders ausgeführte zentrische Bohrung 5 verfügt. Denn hier weist die Bohrung 5 eine konische Erweiterung 34 auf, welche über eine Stufe 35 an den zylindrischen Abschnitt 36 der Bohrung anschließt. Die Trennschnitte 20, mittels welchen die Kohlenstoffringscheibe in die einzelnen Kohlenstoffsegmente 4 unterteilt wird, münden in den aufgeweiteten Bereich 34 der zentrischen Bohrung 5.

Die Kohlenstoffsegmente 4 sind lediglich im Bereich der von den rahmenartigen Erhebungen 27 umschlossenen Kontaktflächen 15 metallisiert, und zwar durch Einpressen von Metallpulver in die Oberfläche der Kohlenstoffringscheibe vor dem Sintern. Die Kohlen­ stoffsegmente sind mit den Leitersegmenten durch Weichlöten elektrisch leitend verbunden.

Im übrigen entspricht der in Fig. 8 veranschaulichte Plankommutator demjenigen gemäß Fig. 1, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.

Der in Fig. 9 dargestellte Plankommutator entspricht, was die Ausführung der zentrischen Bohrung 5 angeht, dem Plankommutator gemäß Fig. 8. Im übrigen ist auch hier wiederum eine Verzahnung 31 der Preßstoffmäntel 17 mit den Anschlußbereichen 6 der Leitersegmente 3 vorge­ sehen.

Wesentlich für den Plankommutator gemäß Fig. 9 ist, daß die Kontaktbereiche 3 der Leitersegmente 3 mit den Kohlenstoffsegmenten 4 vollflächig verlötet sind. Anders, als dies für die zuvor erläuterten Ausführungs­ formen zutrifft, sind hier die Kontaktflächen nicht durch rahmenartige Erhebungen begrenzt. Die Kohlen­ stoffsegmente 4 liegen mit ihrer gesamten Stirnfläche an den Kontaktbereichen 7 der Leitersegmente 3 an. Die Kohlenstoffringscheibe, aus der die Kohlenstoffsegmente 4 hervorgegangen sind, ist durch Galvanisieren auf ihrer Stirnfläche vollständig metallisiert worden. Hinzuweisen ist im übrigen auf die formschlüssige Verbindung des Preßstoffmantels 17 des Trägerkörpers 1 mit den äußeren Umfangsflächen der Kohlenstoffsegmente 4 durch eine Wellung 30. Diese ist nach dem Auflöten der Kohlenstoffringscheibe auf den Leiterrohling durch radiales Abdrehen hergestellt worden, wobei zugleich überstehendes Lot entfernt wurde.

Im übrigen ist Fig. 9 deutlich entnehmbar, daß die Übergangsbereiche 8 der Leitersegmente 3 keineswegs zwingend radial orientiert sein müssen, so wie dies in den Fig. 1 und 8 dargestellt ist, sondern daß vielmehr die Übergangsbereiche 8 der Leitersegmente 3 durchaus auch axial orientiert sein können. Von Bedeutung ist allein, daß ihre - senkrecht zur Wärmeflußrichtung - orientierte Querschnittsfläche so gering ist, daß ein wirksamer Wärmeflußwiderstand zwischen dem Anschluß­ bereich 6 und dem Kontaktbereich 7 des jeweiligen Leitersegments 3 entsteht.

Claims (34)

1. Plankommutator für eine elektrische Maschine, umfassend einen aus isolierendem Preßstoff gefertigten Träger­ körper (1), eine Mehrzahl von Leitersegmenten (3) und eine ebenso große Anzahl von Kohlenstoffsegmenten (4), welche stirnseitig angeordnet sind und mit den Leiter­ segmenten (3) elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitersegmente (3) jeweils einen am Umfang des Trägerkörpers (1) angeordneten, dickwandigen Anschluß­ bereich (6), einen zwischen dem Trägerkörper (1) und dem zugeordneten Kohlenstoffsegment (4) angeordneten, ebenfalls dickwandigen Kontaktbereich (7) und einen zwischen dem Anschlußbereich (6) und dem Kontaktbereich (7) angeordneten dünnwandigen Übergangsbereich (8) aufweisen.

2. Plankommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Übergangsbereiche (8) der Leitersegmente (3) weniger als 60% der Wandstärke der Kontaktbereiche (7) beträgt.

3. Plankommutator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbereiche (6) sich über mindestens 80% des Umfangs des Plankommutators erstrecken.

4. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsbereiche (8) radial zur Kommutatorachse (2) orientiert sind.

5. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsbereiche (8) axial zur Kommutatorachse (2) orientiert sind.

6. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlußbereichen (6) und den Übergangsbereichen (8) der Leitersegmente (3) und den Kohlenstoffsegmenten (4) jeweils eine Preßstoffschicht (19) besteht.

7. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschlußbereichen (6) Kontaktfahnen (9) angeordnet sind, die endseitig abgeschrägt sind, wobei die Abschrägungen (11) den Umfangsflächen der Anschluß­ bereiche (6) zugewandt sind.

8. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Kontaktbereiche (7) der Leiter­ segmente (3) mindestens dem 0,4-fachen Wert der Erstreckung der Kontaktbereiche (7) in Umfangsrichtung beträgt.

9. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche (7) der Leitersegmente (3) vollflächig elektrisch leitend an Kontaktflächen (15) anliegen, welche stirnseitig an den Kohlenstoffseg­ menten (4) angeordnet sind.

10. Plankommutator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (15) zumindest teilweise von rahmenartigen Erhebungen (27) umschlossen sind, die von der Stirnfläche (28) der Kohlenstoffsegmente (4) vorspringen.

11. Plankommutator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (15) sich über die gesamten zugeordneten Stirnflächen der Kohlenstoffsegmente (4) erstrecken, so daß die Kohlenstoffsegmente (4) vollflächig elektrisch leitend mit den Kontaktbereichen (7) der Leitersegmente (3) verbunden sind.

12. Plankommutator nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kontaktflächen (15) zwischen den Kontaktbereichen (7) der Leitersegmente (3) und den Kohlenstoffsegmenten (4) ein elektrisch leitendes Kontaktmaterial (16) aufgenommen ist.

13. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffsegmente (4) an ihren radial äußeren Umfangsflächen jeweils von einem Preßstoffmantel (17) des Trägerkörpers (1) abgedeckt sind.

14. Plankommutator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbereiche (6) der Leitersegmente (3) eine sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung erstreckende Axialnut (32) aufweisen, in welche eine Rippe (33) des Preßstoffmantels (17) eingreift.

15. Plankommutator nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbereiche (6) der Leitersegmente (3) radial über die äußeren Umfangsflächen der Preßstoff­ mäntel (17) überstehen.

16. Plankommutator nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen äußeren Umfangsflächen der Kohlenstoff­ segmente (4) und den Preßstoffmänteln (17) jeweils formschlüssige Verbindungen bestehen.

17. Plankommutator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Verbindung als Wellung (30) ausgebildet ist.

18. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) die radial inneren Umfangs­ flächen der Kohlenstoffsegmente (4) unter Bildung form­ schlüssiger Verbindungen überdeckt.

19. Plankommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffsegmente (4) an ihren äußeren, den Leitersegmenten (3) zugewandten Umfangskanten gestuft ausgeführt sind.

20. Leiterrohling zur Verwendung bei der Herstellung eines Plankommutators nach Anspruch 1, umfassend eine Mehr­ zahl von Leitersegmenten (3), von denen jeweils zwei über ein Brückenteil (21) miteinander verbunden sind, wobei die Leitersegmente (3) jeweils einen am Umfang des Leiterrohlings angeordneten, dickwandigen Anschluß­ bereich (6), einen stirnseitig angeordneten, ebenfalls dickwandigen Kontaktbereich (7) und einen zwischen dem Anschlußbereich (6) und dem Kontaktbereich (7) angeord­ neten dünnwandigen Übergangsbereich (8) aufweisen.

21. Leiterrohling nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenteile (21) zwischen den Anschluß­ bereichen (6) zweier benachbarter Leitersegmente (3) angeordnet sind.

22. Leiterrohling nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenteile (21) und die Anschlußbereiche (6) der Leitersegmente (3) dieselbe axiale Erstreckung aufweisen und längs ihrer gesamten axialen Erstreckung über Verbindungsstege (22) miteinander verbunden sind.

23. Leiterrohling nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Verbindungsstege (22) erheblich geringer ist als die Wandstärke der Brückenteile (21).

24. Leiterrohling nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der radial inneren Umfangsflächen der Brückenteile (21) zur Kommutatorachse (2) gleich oder geringfügig größer ist als der Abstand der radial äußeren Umfangsflächen der Anschlußbereiche (6) der Leitersegmente (3) zur Kommutatorachse (2).

25. Leiterrohling nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß an den radial inneren Enden der Kontaktbereiche (7) der Leitersegmente (3) Ankerteile (13) vorgesehen sind, die im wesentlichen achsparallel von den Kontaktberei­ chen (7) abstehen.

26. Leiterrohling nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerteile (13) an ihrer radial äußeren Umfangsfläche Einkerbungen (14) aufweisen.

27. Kohlenstoffringscheibe zur Verwendung bei der Herstellung eines Plankommutators nach Anspruch 1, wobei auf einer Stirnfläche eine Mehrzahl von ganz oder teilweise geschlossenen rahmenartigen Erhebungen (27) vorgesehen ist, die von der Stirnfläche (28) der Kohlenstoffringscheibe vorspringen und Kontaktflächen (15) umgrenzen.

28. Kohlenstoffringscheibe nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die rahmenartigen Erhebungen (27) umlaufend geschlossen sind, wobei eine sich auf die Kontakt­ flächen (15) beschränkende lötbare Metallschicht vorgesehen ist, die aus in die Kohlenstoffringscheibe eingepreßten und gesinterten Metallpartikeln besteht.

29. Kohlenstoffringscheibe nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die rahmenartigen Erhebungen (27) offen ausgeführt sind, wobei die Stirnfläche (28) der Kohlenstoffring­ scheibe vollflächig eine durch Galvanisieren herge­ stellte Metallisierung aufweist.

30. Verfahren zur Herstellung eines Plankommutators nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte:

• - Herstellen eines Leiterrohlings umfassend eine Mehrzahl von Leitersegmenten (3), von denen jeweils zwei über ein Brückenteil (21) miteinander verbunden sind, wobei die Leitersegmente (3) jeweils einen am Umfang des Leiterrohlings angeordneten, dickwandigen Anschlußbereich (6), einen stirnseitig angeordneten, ebenfalls dickwandigen Kontaktbereich (7) und einen zwischen dem Anschlußbereich (6) und dem Kontakt­ bereich (7) angeordneten dünnwandigen Übergangs­ bereich (8) aufweisen;
• - Herstellen einer Kohlenstoffringscheibe, die auf einer Stirnfläche (28) eine der Anzahl der Leiterseg­ mente (3) des Leiterrohlings entsprechende Anzahl von rahmenartigen Erhebungen (27) aufweist;
• - Zusammenfügen des Leiterrohlings mit der Kohlen­ stoffringscheibe, wobei die Kontaktbereiche (7) der Leitersegmente (3) unter Herstellung elektrisch leitender Verbindungen an den von den rahmenartigen Erhebungen (27) umschlossenen Kontaktflächen (15) anliegen;
• - Anspritzen eines aus isolierendem Preßstoff bestehen­ den Trägerkörpers (1) an das Verbundteil in einem Spritzwerkzeug;
• - Öffnen der Brückenteile (21);
• - Einschneiden der Kohlenstoffringscheibe zwischen jeweils zwei Leitersegmenten (3) bis zum Trägerkörper zur Bildung der Kohlenstoffsegmente (4).

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktbereichen (7) der Leitersegmente (3) und den Kohlenstoffsegmenten (4) durch Löten hergestellt wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften des Spritzwerkzeugs an zwei auf beiden Stirnseiten des Leiterrohlings angeordneten, ringförmig geschlossenen, jeweils in einer auf der Achse (2) senkrecht stehenden Ebene verlaufenden Dicht­ flächen (23, 24) dichtend anliegen.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtflächen (23, 24) einander gegen­ überstehen.

34. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (15) der Kontaktbereiche (7) der Leitersegmente (3) vor dem Zusammenfügen des Leiterrohlings mit der Kohlenstoffringscheibe mit einer Rauhigkeit von 50 bis 150 µm bearbeitet und anschließend mit einer korrosionsbeständigen Metallbeschichtung versehen werden.