DE234142C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

e 234142 KLASSE 21 d. GRUPPE

Kollektor für Dynamomaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. März 1910 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Kollektoren für Dynamomaschinen und bezweckt die Schaffung verbesserter Befestigungsmittel der Kollektorsegmente. Sie besteht in der Anwendung von vollständig im Innern der Segmente angeordneten Haltevorrichtungen, welche in in den Segmenten vorgesehene Nuten achsial eingeschoben werden und von solcher Gestalt sind, daß jede durch die Einwirkung der Zentrifugalkräfte hervorgerufene Bewegung in radialer Richtung unmöglich ist.

Bisher wurden bei Kollektoren für Dynamomaschinen die Kollektorsegmente gewöhnlich ■ entweder mittels an jedem Ende angeordneter konischer Ringe zum radialen Einwärtspressen der Segmente oder durch außen· um die Segmente gelegte Schrumpfringe zusammengehalten. Außer bei. sehr kleinen Ankern ist letztere Konstruktion allgemein bei den Kollektoren von Dynamomaschinen, die mit großer Geschwindigkeit laufen, wie solche zur direkten Kupplung mit Dampfturbinen verwendet werden, eingeführt worden.

Die außen angebrachten Ringe haben den Nachteil, daß sie einen großen Teil nutzbarer Kollektorfläche einnehmen, und zwar nicht nur infolge ihrer Breite, sondern auch weil man zwischen den Bürsten bzw. Bürstenhaltern und den Ringen an jeder Seite einen genügenden Spielraum lassen muß. So bleiben z. B. bei Verwendung eines 50 mm breiten Ringes, vorausgesetzt, daß an jeder Seite der Ringe zwischen den Bürsten und dem Ring ein Spielraum von 20 mm erforderlich ist, 90 mm des Kollektors für die Stromentnahme unbenutzt. Ferner müssen diese Ringe, um genügende Sicherheit zu bieten, einen sehr großen Querschnitt haben, da infolge ihrer Anordnung außerhalb des Kollektors und ihrer großen Geschwindigkeit die in ihnen auftretenden, von ihrem Eigengewicht herrührenden Zentrifugalkräfte bedeutende sind und deshalb nur verhältnismäßig wenig Sicherheit für das Zusammenhalten der Kollektorsegmente besteht.

Ein weiterer Nachteil dieser Ringe ist, daß bei übermäßigem Funken an den Bürsten sich leicht eine leitende Brücke zwischen den Kollektorsegmenten und den Stahlringen bilden kann. .

Durch die vorliegende Erfindung wird nun die Länge des Kollektors wesentlich verringert und die Befestigung mit einer bedeutend kleineren Menge Material ermöglicht als bei Anordnung der Befestigungsmittel außerhalb des Kollektors. ^;

Zur Erreichung dieses Zweckes ist die Kollektornabe mit Vorsprüngen ausgerüstet, welche mit entsprechenden Aussparungen in den Kollektorsegmenten in Eingriff kommen.

Weiter besteht die Erfindung in einer derartigen Konstruktion des Kollektors und Befestigung der einzelnen Segmente, daß man einen vollständig steifen, sich selbst tragenden Ring erhält.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsformen in den Fig. 1 bis 9 im Querschnitt dargestellt.

Gemäß der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung findet eine gewünschtenfalls mit der Welle aus einem Stück hergestellte Nabe α Verwendung, welche

mit in der Längsrichtung sich erstreckenden, T-förmig ausgebildeten Ansätzen c- ausgerüstet ist. Die Anzahl dieser Ansätze ist halb so groß wie die Anzahl der vorhandenen KoI-lektorsegmente b. Die Ansätze c greifen in entsprechend ausgebildete Nuten der Segmente ein, wobei sie selbstverständlich durch geeignete Isolation d von diesen isoliert sind. Die T-förmigen Ansätze können sich in einem

ίο Stück oder mit Unterbrechungen über die ganze Länge des Kollektors erstrecken. Ferner werden in den meisten Fällen unterhalb des Querstückes des T-förmigen Ansatzes c innerhalb der Isolationsschicht Keile e eingepaßt, um die Kollektorsegmente in radialer Richtung nach der Mitte zu ziehen. Zweckmäßig werden diese Keile zweiteilig gemacht, wobei der eine, beispielsweise der untere Teil, von der einen und der obere Teil von der anderen Seite des Kollektors eingetrieben wird. Gewünschtenfalls können die Keile auch an der Außenseite der Isolierschicht eingetrieben werden. Die Anordnung der Keile kann auf mannigfache Weise erfolgen. So wird z. B., wie in der Fig. 2 veranschaulicht ist, ein einziger Keil verwendet, wobei der T-förmige Ansatz c so bearbeitet ist, daß er sich nach einem Ende hin entsprechend der Ausbildung des Keiles e verjüngt und dadurch die erforderliche Keilwirkung erzielt wird; es könnten aber auch die Nuten in dem Kollektorsegment in ähnlicher Weise ausgebildet sein, so daß im ersten Falle, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, der Keil mit dem T-förmigen Ansatz in Berührung kommt, während er im zweiten. Falle, d. h. wenn er an der Außenseite der Isolierschicht liegt, das Kollektorsegment berührt.

Gemäß einer in der Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform dieser Konstruktion kommen überhaupt keine Keile zur Anwendung, sondern die T-förmigen Ansätze verjüngen sich in der einen Richtung und die Nuten in den Kollektorsegmenten in der entgegengesetzten Richtung. Auf diese Weise werden durch das Einpressen der Nabe die Kollektorsegmente radial einwärts getrieben und die ganze Konstruktion fest zusammengezogen. Das wichtigste Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Kollektorsegmente radial einwärts getrieben werden und so ein Auswärtsbewegen infolge Einwirkung der Zentrifugalkräfte vermieden wird.

Eine Weitere Ausführungsform ist in der Fig. 4 angegeben. Bei dieser sind die Ansätze c der Nabe schwalbenschwanzförmig ausgebildet und verjüngen sich über ihre ganze Länge. Der Querschnitt der Ansätze ist an einem Ende kleiner als an dem anderen, während sich die Nuten in den Segmenten in der entgegengesetzten Richtung verjüngen, so daß, wenn die Kollektorsegmente mit der Isolierschicht d montiert werden, der zum Einpressen der Nabe erforderliche Druck alle Segmente radial einwärts zieht.

Gewünschtenfalls können bei allen diesen Ausführungsformen die Ansätze, anstatt aus einem Stück mit einer besonderen Nabe zu bestehen, einen Teil der Kollektorwelle selbst bilden, wobei der zusammengebaute Kollektor über die Welle und deren Ansätze geschoben wird.

Bei den bisher beschriebenen Beispielen ist die Nabe mit halb so vielen Ansätzen ausgerüstet, als Kollektorsegmente vorhanden sind, jedoch kann selbstverständlich, besonders in den Fällen, in welchen nur eine kleine Anzahl Segmente mit großem Querschnitt Verwendung findet, die Anzahl der Ansätze gleich derjenigen der Segmente sein, wobei dann entweder, wie in der Fig. 5 angedeutet, die schwalbenschwanzförmigen oder anders ausgebildeten Nuten in beiden Seiten der Kollektorsegmente vorgesehen werden können oder, wie in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht ist, eine einzelne schwalbenschwanz- oder T-förmige Nut in der Mitte jedes Segmentes angeordnet werden kann.

Da bei den beschriebenen Ausführungsformen der Kollektor keine äußeren Ringe trägt, könnten bei der Abnutzung desselben die zwischen den Segmenten angeordneten Glimmereinlagen fortgeschleudert werden. Um dies zu vermeiden, werden zweckmäßigerweise die Glimmereinlagen m in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise keilförmig gestaltet, so daß die Glimmereinlagen, um herausgeschleudert zu werden, die Kollektorsegmente auseinanderpressen müßten. Statt dessen könnten auch die Glimmereinlagen durch kleine, an den Segmenten vorgesehene Ansätze oder auf andere bekannte Weise befestigt werden.

Gemäß einer weiteren, in der Fig. 8 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung werden je zwei nebeneinanderliegende Segmente b durch Verbindungsglieder p zusammengehalten, wodurch man einen Kollektor erhält, der imstande ist, sich selbst, wie ein Ring gegen die Einwirkungen von Zentrifugalkräften zusammenzuhalten.

Letzteres kann auch dadurch erreicht werden, daß man, wie in der Fig. 9 veranschaulicht ist, schwalbenschwanz- oder T-förmige Nuten in den Seitenwänden zweier nebeneinanderliegender Segmente anordnet und dann geeignet geformte Keile k derart eintreibt, daß sie die Segmente zusammenklemmen.

Diese Keile können sich verjüngen und gewünschtenfalls an ihren Seiten noch mit Hilfskeilen versehen sein. Ferner können sie wie in dem Querschnitt Fig. 9 angedeutet ist, in der Längsrichtung zwischen den Segmenten eingetrieben werden, auch können in den Seiten der Segmente radiale Nuten angeordnet und

die Keile von der Innenseite des Kollektors in diese Nuten eingetrieben werden, wobei diese Keile kürzer sein müssen, als die Entfernung von der Innenseite nach der Außenseite des von Kollektorsegmenten gebildeten Ringes ist. In allen oben erwähnten Ausführungsbeispielen können die Keile anstatt aus besonderen Stücken, aus einem Stück mit den Segmenten hergestellt sein, wobei sie als Vor-Sprünge an den Seiten der Segmente ausgebildet sind und mit entsprechenden Aussparungen in der daneben liegenden Seite des nächsten Segments in Eingriff kommen.

Claims (3)

1. *5 Patent-Ansprüche:

   i. Kollektor für Dynamomaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment oder jedes nebeneinander liegende Paar von Segmenten für sich durch unabhängige, vollständig innerhalb des Kollektors liegende Vorrichtungen gehalten wird, welche in in den Segmenten angeordnete Nuten solcher Gestalt achsial eingeschoben werden, daß jede durch die Einwirkungen der Zentrifugalkräfte hervorgerufene Bewegung in radialer Richtung unmöglich ist.
2. 2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Nabe in der Längsrichtung T- oder schwalbenschwanzförmige Ansätze (c) angeordnet sind, welche mit entsprechenden, in den Segmenten vorgesehenen Aussparungen in Eingriff kommen, wobei zwischen den Ansätzen und den Segmenten Keile eingetrieben sind.
3. 3. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Segmente durch besondere Verbindungsglieder (p) miteinander verbunden sind, wodurch ein Ring gebildet wird, welcher imstande ist, sich selbst gegen die Einwirkungen der Zentrifugalkräfte zusammenzuhalten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.