DE2444846A1 - Flach-kollektor fuer gleichstrommotor - Google Patents

Flach-kollektor fuer gleichstrommotor

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DE2444846A1
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DE
Germany
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collector
hub
flat
lamellas
support element
Prior art date
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Pending
Application number
DE19742444846
Other languages
English (en)
Inventor
Ernst Langenbacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LENCO AG
Original Assignee
LENCO AG
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Publication date
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Publication of DE2444846A1 publication Critical patent/DE2444846A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02Details for dynamo electric machines
    • H01R39/04Commutators
    • H01R39/06Commutators other than with external cylindrical contact surface, e.g. flat commutators

Landscapes

  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Description

  • Flach-Kollektor für Gleichstrommotor Die Erfindung betrifft einen Flach-Kollektor für eine elektrodynamische Kleinmaschine, mit gegeneinander auf einem Kollektor-Tragelement isoliert angeordneten Kollektorlamellen aus plattenförmigem Metall, die achsenseitig in einer aus Kunststoff bestehenden Nabe verankert sind, und am Umfang über Verankerungsteile mit dem Kollektor-Tragelement verbunden sind.
  • Derartige Flach-Kollektoren werden in kleinen Gleichstrommotoren, die zum Antrieb von Kassetten-Tonbandgeräten, Plattenspielern usw. dienen, verwendet. Mittels einem sehr geringen Kontaktdruck ausübenden, federnden, metallengen Bürsten wird die Stromzuführung über den Flach-Kollektor auf den Anker des Motors bewerkstelligt. Die Drehzahl dieser Motoren wird elektronisch geregelt, und es ist für die Drehzahlregelung von größter Bedeutung, daß der wirksame übergangswiderstand zwischen Bürsten und Kollektor im Betrieb möglichst konstant ist, da bei jeder Änderung bezüglich des Übergangswiderstandes auch eine Änderung des Ankerstromes und damit der Drehzahl eintritt. Der wirksame übergangswiderstand wird durch das Material der Kontaktflächen des Kollektors und der Bürsten, sowie durch Verunreinigungen, die infolge des Verschleisses zwischen Bürsten und Kollektor zwischen die Laufflächen und insbesondere zwischen die die Kollektorlamellen trennenden Schlitze geraten, bestimmt. Weiterhin ist der Übergangswiderstand zwischen Bürsten und Kollektorlamellen abhängig von der Kollektoroberfläche, die möglichst plan sein soll, da sonst die Bürsten in eine vibrierende Bewegung geraten können, welche den Andruck der Bürsten bezüglich der Kollektorlamellen in der Frequenz der Vibration verändert. Dieser schnelle Wechsel des übergangswiderstandes, hervorgerufen durch die Vibration der Bürsten, kann dann durch die elektronische Regelung nicht mehr ausgeglichen werden. überdies ergibt sich durch den schnell wechselnden Stromfluß ein höherer Verschleiß der Kontaktoberflächen des Flach-Kollektors, worauf wiederum erhöht Verschleißteilchen anfallen, die ihrerseits wieder zu einer zusätzlichen Vibration und schließlich zu einem Kurzschluß zwischen den Kollektorlamellen führen können. Bei der Konstruktion von Flach-Kollektoren ist es deshalb überaus wiahtig, um einem Verschleiß vorzubeugen, daß die Kollektorlamellen möglichst plan gehalten werden und sich auch durch Einwirkung äußerer Kräfte, wie z.B. 2entriefugalkräfte oder Kräfte, die durch Verschiebungen infolge Hitzefeinwirkungen entstehen können, in ihrer Lage nicht verändern. Die trotzdem entstehenden Verschleißteilchen sollten möglichst rasch und stetig abgeführt werden.
  • Bei einem bekannten Flachkollektor sind Kollektorlamellen auf einem Kollektor-Tragelement angeordnet, wobei im äußeren Bereich des Kollektor-Tragelementes Verankerungsteile angeordnet sind, die den Umfang der Kollektorlamellen punktweise verankern.
  • Das Kollektor-Tragelement ist weiterhin mit Versteifungsrippen versehen, welche im Bereich der Mitte der Kollektorlamellen stärker ausgeführt sind, als im Bereich der Schlitze zwischen den Kollektorlamellen. Durch diese Anordnung ist jedoch ein inhomogenes Kollektor-Tragelement geschaffen, welches insbesondere mit der nur punktweisen Anordnung der Verankerungsteile, die zwar symmetrisch aber mit verschiedener Stärke ausgeführt sind, zu einem Verziehen der Kollektorlamellen führen kann. Das Tragelement ist zwar Mittelpunkt-symmetrisch ausgeführt, jedoch mit einzelnen Verankerungsteilen, bzw. Verstärkungsrippen unterschiedlicher Stärke versehen, wodurch auch bei gleichmäßig einwirkender Hitze ein Verziehen der KollektorlameXlen nicht ausgeschlossen werden kann. Zum Abführen von Verschleißteilchen sind unterhalb der Schlitze der Kollektorlamellen innerhalb des Kollektor-Tragelementes offene Kammern vorgesehen, die zur Aufnahme von Verschleißteilchen dienen. Die Verschleißteilchen werden sich aber infolge der Zentrifugalkräfte viel weniger in Längsrichtung der Achse des Motors bewegen, sondern vielmehr aufgrund der Zentrifugalkräfte in einer senkrechten Richtung von der Achse weggeschleudert werden. Bei dem bekannten Flachkollektor sind aber die Kollektorlamellen unmittelbar auf beiden Seiten der Schlitze zwischen den Kollektorlamellen mittels Verankerungsteilen verankert. Dies bedeutet, daß die Verschleißteilchen gerade in dem wichtigen Bereich innerhalb der Schlitze der Kollektorlamellen nicht innerhalb der Schlitze nach außen geschleudert werden können, da die Schlitze am Umfang der Kollektorlamellen mittels der Verankerungsteile geschlossen sind. Anfallende Verschleißteilchen können sich so innerhalb der Schlitze vor den sie verschließenden Verankerungsteilen stauen, und zumindest bei längerer Laufzeit des Motors zu einer Behinderung führen. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flach-Kollektor der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Kollektorlamellen verzugsfrei eingebettet.sind, und der bezüglich auftretender Verschleißteilchen einen Selbstreinigungseffekt aufweist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt dadurch, daß das von der Nabe ausgehende Kollektor-Tragelement gleichmäßig tellerförmig mit planer Oberfläche vorgesehen ist, und die Verankerungsteile den Umfang der Kollektorlamellen umgreifen, wobei die Verankerungsteile im Bereich der Schlitze der Kollektorlamellen Aussparungen aufweisen.
  • Durch die Aussparung der Verankerungsteile im Bereich der Schlitze sind diese auf ihrer gesamten Länge insbenondere aber auch am Umfang offen, so daß auftretende Verschleißteilchen durch die Zentrifugalkraft aus den Schlitzen zwischen den Kollektorlamellen weggeschleudert werden. Die Kollektorlamellen liegen auf einem gleichmäßigen, tellerförmigen mit planer Oberfläche ausgebildeten Kollektor-Tragelement auf, und am Umfang werden die Kollektorlamellen außer der Aussparungen im Bereich der Schlitze von einem Bördelrand gehalten. Das tellerförmige Kollektor-Tragelement bildet mit seiner Planoberfläche und seiner gewölbten Unterseite eine homogene Einheit, die eventuelle innere Kräfte, die durch Hitzeeinwirkung auf das Kollektor-Tragelement entstehen können, gleichmäßig verteilt. Die Verankerungsteile umfassen den Umfang der Kollektorlamellen mit einem Bördelrand auf über neunzig Prozent ihres Umfanges, wodurch eine feste plane Einbettung der gesamten Oberfläche der Kollektorlamellen erreicht wird. Die einxlnen Lamellen werden dadurch in einer gleichen Ebene gehalten, so daß beim Abtasten durch die Schleifbürsten ein absolut runder Lauf des Kollektors vorhanden ist.
  • Für die verzugs freie Lagerung der Kollektorlamellen ist es weiterhin wichtig, daß das Kollektor-Tragelement mit seiner Nabe gleichmäßig auf die Ankerachse aufgebracht wird, um einen Rundlauf des Kollektors zu gewährleisten. Die Nabe weist zu diesem Zweck innenseitig umlaufende Wülste auf. Diese Wülste gewährleisten, daß die Nabe mittelpunktsymmetrisch auf die Achse gepresst werden kann, wobei gleichzeitig ein Presssitz auf der Achse entsteht, so daß eine spezielle Sicherung des Kollektors gegen Verdrehen, z.B. mittels Verklebungen nicht angewendet werden brauch; .
  • Die Nabe weist auf der wicklungsabgewandten Seite eine Erweiterung auf. Diese Erweiterung dient dazu, um Material aufnehmen, dak beim Aufpressen der Nabe auf die Achse in den Bereich der Erweiterung verdrängt wird. Auf diese Weise wird durch den Presslitz verdrängtes Material abgeführt und kann nicht durch Pressungen zwischen Achse und Nabe die plane Oberfläche der Kollektorlamellen und des Tragelementes gefährden. Ohne diese Erweiterung im Außenbereich der Nabe wäre auch der Rundlauf einer Anlaufscheibe in Frage gestellt, die an das nabenseitige von der Wicklung abgewandten Seite des Kollektor-Tragelementes zwischen dem Achslager selbst eingeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von. Zbichnungen näher erläutert, wobei in der folgenden Beschreibung noch weitere Merkmale erläutert werden.
  • Es zeigen: Fig. 1 die Unterseite eines erfindungsgemäßen Flach-Kollektors mit Ansicht des Kollektor-Tragelementes, sowie der Anschlußfahnen der Kollektorlamellen, Fig. 2 die Oberseite des Flach-Kollektors mit seiner Einbettung in Form eines Bördelrandes, der die Schlitze der Kollektorlamellen am Umfang ausspart, Fig. 3 einen Schnitt A/A der Fig. 2 zur Darstellung des tellerförmigen Kollektor-Tragelementes und der Nabeninnenseite mit Befestigungswülsten.
  • Die Fig. 1 zeigt den Flach-Kollektor mit dem Kollektor-Tragelement 1 von der Unterseite und die Anschlußfahnen 5 der Kollektorlamellen 7, die auf der planen Oberfläche des Kollektor-Tragelementes 1 angeordnet sind. Weiterhin sind aus der Fig. 1 Kammern 4 ersichtlich, die unterhalb der Schlitze 9 der Kollektorlamellen angeordnet sind, um ein Durchfallen von Verschleißteilchen zu gestatten. Das Kollektor-Tragelement 1 wird mit der Nabenunterseite 2 auf die Achse eingeführt, wobei zur besseren Zentrierung im Bereich der Einführungsstelle eine Ausweitung lo innerhalb der Nabe vorgesehen ist.
  • Die Fig. 2 zeigt den Kollektor in einer Ansicht von oben mit Darstellung der Kollektorlamellen 7, die auf fast dem gesamten Umfang von einem Bördelrand 8 umfasst werden. Im äußeren,offenen Bereich 6 der Schlitze 9 der Kollektorlamellen ist jedoch eine Aussparung innerhalb des Bördelrandes 8 vorgesehen, um den Verschleißteilchen, die durch die Fliehkraft weggeschleudert werden, einen freien Abfluß zu gewährleisten.
  • Der Bördelrand 8 ist zwar auch im Fußbereich der Anschlußfahnen 5 in diesem Ausführungsbeispiel unterbrochen, ger kann jedoch auch bei Bedarf diesen Teil des Umfanges der Kollektorlamellen 7 umfassen. Die Fig. 2 zeigt, wie der Umfang der Kollektorlamellen 7 im Bereich eines Radius 11 unterhalb des Bördelrandes 8 von diesem umfasst wird. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Kollektorlamellen 7 aubder planen Oberfläche des Kollektor-Tragelementes 1 aufliegen und zusammen mit der Halterung im Nabenbereich und am Umfang eine plane Einheit bilden, die ein Verziehen weitgehend ausschließt. Durch die homogene syBmetrische Ausführung des Kollektor-Tragelementes 1 mit seiner gewölbten Unterseite und seiner planen Oberfläche werden alle, z.B. durch Hitze hervorgerufenen Kräfte gleichmäßig verteilt, so daß ein einseitiges Verziehen der Trageinheiten ausgeschlossen ist.
  • Aus Fig. 3 ist weiterhin ersichtlich, daß im Nabeninneren Wülste 11 vorgesehen sind, die einen Preßsitz der Nabe auf der nicht dargestellten Achse des Motors sichern. An der Nabenoberseite 3 ist weiterhin eine Ausweitung 12 vorgesehen, die Material aufnimmt, welches durch die Ausführung des Preßsitzes nach dieser Seite herausgedrängt werden kann.
  • An die obere Seite 3 der Nabe an die Ausweitung 12 anschliessend ist eine hier nicht dargestellte Anlaufscheibe vorgesehen, die auf die Achse des Motors aufgesteckt wird. Für einen gleichmäßigen Lauf dieser Scheibe, die den Abstand zur Lagerung des Motors gewährleistet, ist es wichtig, daß die Ausweitung 12 etwaiges ausgepresstes Material aufnimmt, damit dieses nicht die Planfläche der Nabe gefährdet.
  • Insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die einzelnen Kollektorlamellen plan zueinander ausgerichtet sind, da diese Ausrichtung durch den umlaufenden Bördelrand in Verbindung mit einem Werkzeug bei der Herstellung ermöglicht wird. Die Lammellen 7 liegen mit ihrer gesamten Oberseite ausschließlich der Anschlußfahnen 5 auf der Planfläche des Kollektor-Tragelementes 1 auf und werden zusätzlich durch Überlappungen im Bereich der Nabe gehalten. Durch diese großflächige Einbettung der Lamellen 7 ist ein Verziehen derselben weitgehend ausgeschlossen. Die Schlitze 9 der Kollektorlamellen sind auf ihrer gesamten Länge frei, insbesondere weisen sie aber auch am Umfang einen offenen Bereich 6 auf, der ein freies Herausschleudern der Verschleißteilchen durch die Flielkraftge statte@+ Patentansprüche

Claims (3)

  1. Patentansprüche Flach-Kollektor für eine elektrodynamische Kleinmaschine mit gegeneinander auf einem Kollektor-Tragelement isoliert angeordneten Kollektorlamellen aus plattenförmigentMetall, die achsenseitig in einer aus Kunststoff bestehenden Nabe verankert sind und am Umfang über Verankerungsteile mit dem Kollektor-Tragelement verbunden sind, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das von der Nabe (2,3) ausgehende Kollektor-Tragelement (1) gleichmäßig tellerförmig mit planer Oberfläche vorgesehen ist und die Verankerung,(8) den Umfang der Kollektorlamellen (7) umgreifen wobei die Verankerungsteile im Bereich der Schlitze (9) der Kollektorlamellen (7) Aussparungen aufweisen.
  2. 2. Flach-Kollektor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nabe (2,3) innenseitig umlaufende Wülste (11) aufweist.
  3. 3. Flach-Kollektor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nabe (2,3) auf der wicklungsabgewandten Seite eine Ausweitung 12 aufweist. Leerseite
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2437709A1 (fr) * 1978-09-27 1980-04-25 Paris & Du Rhone Collecteur frontal pour machine electrique tournante
US6236136B1 (en) 1999-02-26 2001-05-22 Morganite Incorporated Methods and results of manufacturing commutators

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