DE2848792C3 - Verfahren zur Isolierung eines Schrumpfringkommutators - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Isolierung eines Schrumpfringkommutators, der aus einem durch innenliegende endseitige Schrumpfringe zusammengehaltenen Verband elektrisch gegeneinander und gegenüber den Schrumpfringen isolierter Lamellen besteht, der über einen der Schrumpfringe mit sich in axialer Richtung erstreckendem Verbindungsring vorzugsweise zusätzlich isoliert am Wicklungsträger der Maschine befestigt ist und der auch innenseitig zur Maschinenwelle gerichtet mit einer elektrischen Isolierung versehen ist, insbesondere für Bahnkommutatormas.chinen.

Schrumpfringkommutatoren der genannten Art sind z.B. durch das DE-GM 77 28 298 bekannt. Für die erwähnte innenseitige, zur Maschinenseite gerichtete Isolierung (auch als äußere Isolierung bezeichnet) finden allgemein geteilte vorgefertigte Isolierkappen, z. B. aus Formmikanit, Verwendung, die auf dem Kommutatorkörper von beiden Seiten her aufgesteckt werden, einander an den Stoßstellen mit halber Dicke überlappen und die mit dem Kommutator verklebt werden. Diese Kappenisolierung hat den Zweck, den Kommutatorbelag vor Verschmutzung und Fremdkörpereinwirkung zu schützen und so vor Lamellen- und Masseschluß zu bewahren. In diesem Bereich strömt die Kühlluft durch Kommutator und Maschine. Um die Kommutatorveriustieistung gut an die Kühlluft abführen zu können, ist eine gute Wärmeleitfähigkeit anzustreben. Dies ist mit den bekannten Isolierkappen, die aus mechanischen Gründen eine Wanddicke von ca. 2 mm nicht unterschreiten können, nur unbefriedigend möglich. Darüber hinaus entspricht die Form der Kappen trotz größter Sorgfalt bei der Fertigung und großer Toleranzeinengung nie 100%ig den Gegebenenheiten, so daß Lufteinschlüsse zwischen Kappe und Kommutatorbelag kaum venr.eidbar sind, selbst wenn der Kommutator später beim Tränkprozeß mit einbezogen würde. Lufteinschlüsse verschlechtern ebenfalls die Wärmeleitfähigkeit und sie rufen bei Spannungen um 1000 V und mehr Glimmerscheinungen hervor, die zu einer Zerstörung der Isolation führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Isolation für Kommutatoren in der aufgezeigten Richtung zu verbessern und auch die recht erheblichen Kosten der bisherigen Kappenisolierung za vermeiden und die Fertigungsdurchlaufzeit zu verringern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein neuartiges Verfahren zur Isolierung eines Schrumpfringkommutators der vorausgesetzten Art dadurch gelöst, daß zur innenseitigen Isolierung der Kommutator ringspulenartig vollständig, d.h. einschließlich des Verbindungsringes und der Anschlußfahnen, überlappend mit einer oder mehreren Lagen zu verklebender Isolierbänder und/oder -matten umwickelt bzw. belegt wird, daß anschließend in einem Preßwerkzeug die gewünschte Kontur an den zu isolierenden Stellen gewährleistet wird und daß nach Entfernen des übe; schüssigen Isoliermaterialüberhanges im Bereich der Anschlußfahnen und der Bürstenschleiffläche die Isolationsumhüllung ausgehärtet wird.

Damit können wesentlich geringere Dicken der Isolierung (z. B. statt 2 mm weniger als 1 mm) erreicht werden. Hinzu kommt eine einwandfreie Anlage ohne Lufteinschlüsse. Beides ergibt einen wesentlich verbesserten Wärmeübergang und damit günstigere Kühfungsverhaltnisse für den Kommutator Des weiteren ergeben sich gegenüber Formkappen wesentlich geringere Herstellungskosten bei etwa gleichen Werkzeugkosten.

Vorteilhaft wird bei Kommutatoren für Hochspannung von mehr als 1000 V der Verbindungsring an der Befestigungsfläche zum Wicklungsträger, insbesondere an seinem AuBendurchmesser, mit in den Isolierprozeß einbezogen. Dabei kann die Isolierung für den

Außendurchmesser des vorerwähnten Verbindungsringes durch entsprechendes Aufschneiden des Bandüberhanges zu den Anschlußfahnen gewonnen werden. Soll die Befestigung des Kommutators am Läufer durch Einschrumpfen des Verbindungsringes erfolgen, dann wird zweckmäßig die Isolierung am Außendurchmesser des Verbindungsringes durch ein Preßwerkzeug kalibriert Je nach Ausbildung der Schrumpfringzone kann die Isolierung am Außendurchmesser des Verbindungsringes aber auch am Lamellenverband selbst durch eine zusätzliche, ggf. später entfernbare Bandage zusätzlich fixiert werden. Für sehr große Kommutatormaschinen kann es aus Materialersparnisgründen von Vorteil sein, wenn die wesentliche Isolierung durch aufgelegte Matten erfolgt, die dann durch die ringspulenartig aufgebrachte Isolationsumhüllung festlegbar sind. Im übrigen soiite jedoch die wesentliche Isolierung durch die Isolationsumhüllung selbst erfolgen, wobei den Matten Verstärkungszweck zukommt

An Hand eines schematischen Ausfühoingsbeispieles wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert Es zeigt jeweils im Schnitt und in Halbansicht

F i g. 1 — einen nach der Erfindung umwickelten Schrumpfringkommutator,

F i g. 2 — denselben Kommutator in einem Preßwerkzeug,

Fi g. 3 — den fertig montierten Kommutator in einer Maschine.

Nach den Figuren wird ein Lamellenverband 1 duroh zwei Schrumpfringe 2 und 3 gewölbeartig zusammengehalten. Die einzelnen Kupferlamellen sind dabei kreisförmig angeordnet und voneinander isoliert. Die Schrumpfringe 2 und 3 sind in endseitige Nuten 4 und 5 des Lamellenverbandes 1 eingebracht, wobei jeweils Isolierfolien 6, z. B. Polyimidfolien zwischen den Schrumpfringen und dem Lamellenverband angeordnet sind. Die Isolierfolien dienen der Isolation gegen Masse und Lamellenschluß. Der Schrumpfring 3 ist von besonderer Artbildung; er ist axial verlängert und geht über einen Stegring 7 in einen Verbindungsring 8 über. Mittels des Verbindungsringes 8 erfolgt die Befestigung des sonst frei schwebenden Schrumpfringkommutators am Läufer einer Maschine, in diesem Fall durch sogenanntes »Einschrumpfen« im Wicklungsträger. Die Einschrumpfzsne ist mit 9 bezeichnet. Es sind jedoch auch andere Befestigungsmöglichkeiten bekannt. Über die Anschlußbahnen 10 des Lamellenverbandes 1 erfolgt später der elektrische Anschluß, Der soweit komplette Schrumpfringkommutator wird nun nach der Erfindung ringspulenartig entsprechend den Pfeilen mit Lagen von Isolierband (strichpunktierte Linie) umwickelt Es finden dabei zum Beispiel Glasseiden- oder Glasseidengümmerbänder mit Kunstharzbindung (z. B. Epoxydharz, Silikonharz) Verwendung. Die Isolationsumhül-

in luqg 11 umfaßt den gesamten Kommutator und bandagiert eng anliegend einerseits die inneren Bereiche 31 des Kommutators, die später der Maschinenwelle 32 zugewandt sind, und andererseits auch, zunächst unter Leerraumeinschluß, die spätere aktive

is Bürstenschleiffläche 12, die Anschlußfahnen 10 und die Einschrumpfzone 9. Die Isolation sollte überlappend mit einer oder mehreren Lagen zu verklebender Isolierbänder oder -matten ggf. kombiniert erfolgen. Maßgenauigkeit ist in oiesem Stadium noch nicht wesentlich.

Anschließend wird der Kommutator in ein den Konturen des Kommutators angepaßtes ,nehrteiliges Preßwerkzeug gebracht, das vgl. der F i g. 2 ausgebildet sein kann. Über das Preßwerkzeug soll die Kontur der Bänder beim Aushärten (z. B. bei Raumtemperatur oder Hitze unci Druck) am Kommutator gehalten und das Material ggf. verdichtet werden. Das Preßwerkzeug besteht dabei z. B. aus einem Zugbolzen 13 mit endseitigem Teller 14 und einem Konuszylinder 15, der durch eine Mutter 16 auf dem Bolzen 13 positioniert ist.

Ferner gehört dazu ein konischer Hohlzylinder 17, der über den Zugbolzen 13 und eine Mutter 18 den Schrumpfringkommutator preßt Äußere Ringe 19 und

20 dienen der weiteren stirnseitigen und peripheren Anpressung der Isolierung, wobei die Isolationsumhüilung 11 oberhalb der überspannten Räume im Bereich

21 und 22 entsprechend aufgeschnitten wird. Der Bandüberschuß dort wird entfernt, und anschließend wird die Isolierung ausgehärtet.

Fig.3 zeigt einen solchen derart hergestellten Schrumpfringkommutator fertig in eine Maschine montiert mit Einschrumpfung in einen Wicklungsträger 23 des Läufers. Die Kühlluftführung zwischen dem inneren isolierten Bereich des Kommutators and der Maschinenwelle 32 ist durch einen Pfeil angedeutet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Isolierung eines Schrurnpfringkommutators, der aus einem durch innenliegende endseitige Schrumpfringe zusammengehaltenen Verband elektrisch gegeneinander und gegenüber den Schrumpfringen isolierter Lamellen besteht, der über einen der Schrumpfringe mit sich in axialer Richtung erstreckendem Verbindungsring vorzugsweise zusätzlich isoliert am Wicklungsträger der iu Maschine befestigt ist und der auch innenseitig zur Maschinenwelle gerichtet mit einer elektrischen Isolierung versehen ist, insbesondere für Bahnkommutatormaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zur innenseitigen Isolierung der Kommutator ringspulenartig vollständig, d. h. einschließlich des Verbindungsringes und der Anschlußfahnen, überlappend mit einer oder mehreren Lagen zu verklebender Isolierbänder und/oder -matten umwickelt bzw.Jjelegt wird, daß anschließend in einem Preßwerkzeug die gewünschte Kontur an den zu isolierenden Stellen gewährleistet wird und daß nach Entfernen des überschüssigen Isoliermaterialüberhanges im Bereich der Anschlußfahnen und der Bürstenschleiffläche die Isolalionsumhüllung ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kommutatoren für Hochspannung von mehr als 1000 V der Verbindungsring an der Befestigungsfläche zum Wicklungsträger, insbeson- ω dere an seinem Außendurchmesser, mit in den Isolierprozeß einbezogeD wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß" für gr&Jere Kommutatormaschinen die wesentliche Isolierung durch aufgelegte Matten erfolgt, die dann durch die ringspulenartig aufgebrachte Isolationsumhüllung festgelegt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung für den -to Außendurchmesser des Verbindungsringes durch entsprechendes Aufschneiden des Bandüberhanges zu den Anschlußfahnen gewonnen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung am Außendurchmesser des Verbindungsringes durch ein Preßwerkzeug kalibriert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung an ungünstigen Stellen des Außendurchmessers des w Verbindungsringes oder des Lamellenverbandes durch ggf. später entfernbare Bandagen zusätzlich fixiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung frontal v> über den dortigen Schrumpfring hinaus bis in eine Nut oder einen' Absatz des Lamellenverbandes hineingezogen wird.