DE2062864A1 - Elektrische Maschine - Google Patents

Description

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Aktiengesellschaft Brown,Boverl & Cie, Baden

Elektrische Maschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, deren Kommutator aus einem durch Schrumpfringe zusammengehaltenen Lamellenverband besteht.

Es ist bereits bekannt, den zusammengeschrumpften Lamellen verband eines Kummutatori auf eine Büchse ?-u schrumpfen, die dann am Rotor befestigt wird. Eine andere, besonders bei Kommutatoren mit Innenschrumpfringen bekannte Lösung ist, einen oder beide Schrumpfringe

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an Tragringen zu befestigen, wobei die letzteren ihrerseits auf dem Rotor oder einer mit diesem verbundenen Tragkonstruktion aufgeschrumpft sind.

Alle diese bekannten Verbindungsarten weisen Jedoch den Nachteil auf, dass der Spannungszustand des aus einem zusammengeschrumpften Lamellenverband bestenenden Kommutators nachteilig beeinflusst wird.

Wird bei Innenzentrierung der Lamelleriverband ganz oder teilweise auf die Welle geschrumpft oder wird der Kommutator-Sehrumpfring seinerseits auf einen Tragring geschrumpft, dann ergibt sich eine Verminderung des Oewölbedurckee iir Lamellenverband, wodurch dessen Stabilität beeinträchtigt wird.

Wird bei Aussenzentrierung der Kommutator über seine Sehrumpfringe in Tragringen befestigt, so

wird er durch die in radialer Richtung starren Ringe in seiner radialen Bewegungsfähigkeit behindert. Wenn sich nun der Kommutator während dem Betrieb erwärmt, ergibt sich eine Erhöhung des Gewölbedruckes des Lamellenverbandes, da die Wärmeausdehnung der.äusseren Schrumpfringe durch die mit-ihnen verbundenen Tragringe beschränkt wird. Anderseits bewirken die in radialer Richtung nach aussen auf die Tragringe wirkenden Kräfte,

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dass die Schrumpfsitze der Tragringe auf der Welle gelockert werden, was zu Vibrationen führt und die Betriebssicherheit der Maschine beeinträchtigt.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer elektriscnen Maschine, welche diese Nachteile nicht aufweist.

Die erfindungsgemässe elektrische Maschine ist dadurch gekennzeichnet,dass der bzw. die zur Abstützung I des Kommutators dienenden Schrumpfringe über einen in radialer Richtung elastischen Verbindungsteil mit je einem zweiten Schrumpfring verbunden und der letztere direkt oder indirekt fest auf der Rotorwelle angeordnet ist.

Es ist zweckmässig, wenn der Verblndungsteil derart

.Blast Iz It fit, ausgebildet ist, dass seine^Yin radialer Richtung

eine Veränderung der radialen Abmessungen des einen ä

Schrumpfringes innerhalb dem durch seine Montage und den Betrieb bestimmten Bereich zulässt _t ohne dass die radialen Abmessungen des anderen über den Verbindungsteil mit ihm verbundenen Schrumpfringes beeinflusst werden.

Um den Platzbedarf in achsialer Richtung möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die über

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den Verblnrtungsteil fest miteinander verbundenen Schrumpfringe konzentrisch zueinander angeordnet sind und der Verbindungsteil im Längsquerschnitt gesehen eine mäpnderartige Form aufweist.

Wenn der Kommutator relativ lang ist und darrit seine WfirmeauFdehnung in achsaaler Richtung berücksichtigt werden muss, dann ist es zweckmässig, dass der Verbindungsteil derart ausgebildet ist, dass seine * Elastizität in achsialer Richtung des Rotors gesehen eine Veränderung der Abmessungen des Kommutators in dieser Richtung innerhalb dem infolge Erwärmung bzw. Abkühlung bestimmten Bereich des Kommutatore im Betrieb zulässt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen :

Figuren 1 bis 5 Längsschnitte durch den Kommutator

von beispielsweisen Ausführungsformen von erfindungsgemäss ausgebildeten elektrischen Maschinen.

In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch den Kommutator einer elektrischen Maschine dargestellt. Der Kommutator besteht aus einem durch zwei Schrumpfringe 1 und 2

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zusammengehaltenen Lamellenverband 5, wobei der zur Abstützung des Kommutators dienende Schrumpfring 2 über einen in radialer Richtung elastischen Verblndungsfcell 4 mit einem zweiten Schrumpfring 5 verbunden und der letztere indirekt über einer· Aostützteil 6 fest auf der Rotorwelle 7 angeordnet ist. Der in achsialer Richtung sich erstreckende Stab 8 dient zur Befestigung der Bürsten. Da der Lamellenverband

in Figur 1 nur auf der rechten Seite befestigt, auf ^

der linken Seite dagegen frei ist* kann er sich bei Erwärmung während dem Betrieb frei in achsialer Richtung nach links ausdehnen.

Die Wandstärke des rohrförmigen Verbindungsteiles 4 ist derart bemessen, dass die Elastizität des letzteren in seiner radialen Richtung eine Veränderung der radialen Abmessungen des mit dem Lamellenverband 5 verbundenen Schrumpfringes 2 innerhalb dem durch seine ™ Montage und den verschiedenen möglichen Betriebszuständen bestimmten Bereich zulässt, ohne dass der Schrumpfsitz des anderen über den Verbindungsteil 4 mit ihm verbundenen zweiten Schrumpfringes 5 beeinflusst wird. Es ist bei dieser Ausbildung des Verbindungsteiles auch nicht möglich, dass die durch den mit dem Lamellenverband 3 zusammenwirkenden Schrumpfrlng 2 ausgeübte

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Schrumpfki aft beim Aufschrumpfen des zweiten Schrumpf·» ringes 5 auf den Abstützteil 6 verändert wird, da die beiden Schrumpfverbindungen durch den in radialer Richtung elastischen Verbindungsteil 4 entkoppelt sind.

Ein weiterer grosser Vor-teil dieser beschriebenen Ausführung liegt darin, dass klare Beanspruchungs- · Verhältnisse vorliegen und dadurch der Kommutator sowie seine Befestigung genau berechnet werden können. Da ferner der Kommutator bei einer solchen Ausführung nicht zusätzlich durch seine Befestigung mechanisch beansprucht wird, gelangt man zu einer leichteren und billigeren Konstruktion, was auch für die nachfolgenden Beispiele gilt.

In Figur 2 ist ein Längsschnitt durch den Kommutator einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäss ausgebildeten elektrischen Maschine dargestellt, wobei gegenüber Figur 1 der Verbindungsteil 4 derart ausgebildet ist, dass der zweite mit ihm verbundene Schrumpfring 5 direkt auf die Rotorwelle 7 aufgeschrumpft werden kann. Der radial verlaufende Abschnitt, des Verbindungsteiles 4 ist mit- mehreren parallel zur Rotorachse verlaufenden Bohrungen 9 zum Durchtritt der in achsialer Richtung strömenden Kühlluft versehen.

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Um In achsialer Richtung Platz zu sparen, können wie aus Figur 5 ersichtlich, die über den Verbindungsteil 4 fest miteinander verbundenen Schrumpfringe 4 und 5 konzentrisch zueinander angeordnet sein und der Verbindungsteil 4 in» Längsquer sehnt ti gesehen eine mäanderartige Form aufweisen.

Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsfonn ist gegenüber Figur 3 für den Kommutator eine Innenzentrierung ' vorgesehen. Beide den Lamellenverband 3 zusammenpressenden Schrumpfringe 1 und 2 sind über Je einen in radialer Richtung elastischen Verbindungsteil 4, welcher im Längsquerschnitt gesehen eine mäanderartige Form aufweist·, mit je einem zweiten Schrumpfring 5 verbunden. Diese zweiten Schrumpfringe 5 sind ihrerseits über eine Tragkonstruktion 10 fest mit der Rotorwelle 7 verbunden. Durch die mäanderartige Form weisen die beiden Verbindungsteile h auch in achsialer Richtung des Rotors gesehen eine genügende Elastizität auf, um die beim Betrieb auftretende, in achsialer Richtung wirkende Wärmedehnung des Kommutators aufzunehmen ohne dass der Schrumpfsitz zwischen dem zweiten Sehrumpfring 5 und der Tragkonstruktion 10 beeinflusst, und der Lamellenverband 3 einem zu grossen Ächsialdruck ausgesetzt wird.

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-G-

In Figur 5 ist ein Längsschnitt durch den Kommutator einer weiteren beispielsweisen Ausführungsform einer erfindungsgemäss ausgebildeten elektrischen Maschine dargestellt, bei welcher der Lamellenverband J5 durch die beiden Sehrumpfringe 1 und 2 zusammengehalten wird und die beiden letzteren über Je einen in radialer Richtung elastischen Verbindungsteil 4 bezw, 4' mit je einem zweiten Schrumpfring 5 verbunden si'nd. Die letzteren sind zu ihrer-Befestigung direkt auf der Rotorwelle aufgeschrumpft. Der in Figur 5 links angeordnete Verbindungsteil 4 weist in achsialer Richtung gemessen eine relativ geringe Dicke auf, so dass er während dem Betrieb auftretende in achsialer Richtung gerichtete Wärmedehnungen des Lamellenverbandes aufnehmen kann, und vermieden wird, dass der letztere hohen Druckkräften ausgesetzt ist. Auch bei dieser AuefUhrungsforn ist wie bei den vorangegangenen Beispielen der Spannungszustand der mit dem Lamellenverband 3 verbundenen Schrumpfringe 1 und 2 infolge der in radialer Richtung elastischen Ausbildung der Verbindungsteile 4 bzw. 4' völlig unabhängig vom Spannungszustand der zweiten Schrumpfringe 5·

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Elektrische Maschine, dor-en Kommutator a.ui^J einem Suren Schrumpfringe zusammengeheIt&nen LamelleRverband bestehb, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die zur Abstützung dos Kommutators (3) dienender Schrumpi'ringe (1,2) über eiuen in radialer Richtung elastischen Verbindungsteil (4) mit je einem zweiten ' Schrumpf ring (.5) verbunden und der letztere direkt oder indirekt fes+·. auf der Rotorwelle angeordnet ist.

   ?, Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinduiigsteil (4-) derart ausgebildet ist, rt.ass seine Elastizität in radialer Richoung eine Veränderung der radialen Abmessungen des einen Schrumpfr-inges (1,2) innerhalb dem durch seine Montage und * den Betrieb bestimmten Boreich zulässt, ohne dass die radialen Abmessungen des anderen über den Verbindungsteil (4) mit ihm verbundenen Schrumpfringes (5) beeinflusst worden.

   3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungstell (4) eine Rohrform aufweist.

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   BAD ORfQ[NAL

   4. Maschine nach Anspruch 1. dadurch, gekennzeichnet, dass die übsr dor. Verbindungstoil {4.) fest miteinander verbundenen Schrumpfringe (2,5J konzentrisch zueinander .angeordnet sind und der Verbindungsteile "(4) im Längsqjuerschnitt ge as lie η eine mäanderartige-Form aufweist (Figuren 3 und 4),

   5, Maschine nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteii (4) derart ausgebildet ist, dass seine Elastizität in achsialer Richtung, dea Rotors gesehen eine Veränderung der Abmessungen des Kommutators in dieser Richtung innerhalb dem iiii'olge der Erwärmung bzw. Abkühlung bestimmten Bereich des Kommutators im Betrieb zulasst.

   Aktiengesellschaft Brov;n, Eoveri & Cie.

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