DE29609538U1

DE29609538U1 - Kommutator für elektrische Drehmaschinen

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Publication number: DE29609538U1
Application number: DE29609538U
Authority: DE
Original assignee: Triodyn Mez Brumov A S
Current assignee: Triodyn Mez Brumov A S
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2006-06-01
Also published as: PL104782U1; SI9600178A; HU1229U; HU9600170V0; CZ142495A3; CZ284428B6

Description

A. Jeck & H.-J. Fleck * J * * · * Rostfaci»it<if *»^. .««■ ««,,.,.^^^,^,.,_&Bgr;=,,

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A 11050 - a/bau 29. Mai 1996

TRIODYN MEZ BRUMOV, a.s.
Kloboucka 866

CZ-76 331 Brumov-Bylnice

Kommutator für elektrische Drehmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Kommutator für elektrische Drehmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Herkömmliche Kommutatoren für elektrische Drehmaschinen haben eine Schwalben-schwanznut und einen in sie hineingreifenden Gehäusevorsatz in Form eines gleichschenkeligen Trapezes. Die Öffnung der Schwaibenschwanznut in der Lamelle ist entweder größer oder kleiner als die Breite des in sie hineingreifenden Schwalbenschwanzvorsatzes im Gehäuse. Im ersten Fall werden die Lamellen frei auf das Gehäuse aufgesetzt und mit einer Elektroisoliermasse umspritzt. Die Herstellung ist deshalb leichter und billiger. Bei Wirkung von exzentrischen Kräften wird die Elektroisoliermasse jedoch im überwiegenden Maße auf Scherung, und zwar an der kritischen Stelle zwischen den anliegenden Schenkeln der Lameilenschwalbenschwanznut und dem Schwalbenschwanzvorsatz des Gehäuses, beansprucht. Diese Ausführung weist deshalb eine geringere mechanische Festigkeit auf. Im zweiten Fall, z.B. gemäß DE 3614 918 A1, wird die ungünstige Scherungsbeanspruchung der Isoliermasse zwischen der Lamelle und dem Gehäuse beträchtlich begrenzt und es überwiegt eine Druckbeanspruchung.

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Diese Beanspruchungsart ist für Kunststoffe wesentlich vorteilhafter. Bei dieser Ausführung ist es jedoch für die Lamellenmontage notwendig, das Gehäuse mit Einkerbungen zu versehen, die gewöhnlich schräg zu der Gehäuselängsachse hin verlaufen. Die so ausgeführten Kommutatoren weisen zwar eine größere mechanische Festigkeit auf, die Herstellung ist jedoch schwieriger und erfordert einen größeren Arbeitsaufwand. Darüber hinaus kommt es bei den an der Stelle der Gehäuseeinkerbungen angebrachten Lamellen, genauso wie im ersten Fall, ebenfalls zu unerwünschten Scherungsbeanspruchungen der Isoliermasse. Wenn die Festigkeit des Ganzen anhand der Festigkeit seiner schwächsten Stelle beurteilt wird, so erweist sich die mechanische Festigkeit des Kommutators einer elektrischen Drehmaschine auch gernäß der zweiten Konstruktionsausführung als gering.

Die obigen Nachteile werden durch einen Kommutator für elektrische Drehmaschinen gemäß Anspruch 1 beseitigt.

Durch den vorgeschlagenen Kommutator wird insbesondere eine Vereinfachung der Herstellung, eine Minderung des Arbeitsaufwandes sowie eine Verbilligung der Herstellung erzielt, und dies bei Erzielung einer sehr guten mechanischen Festigkeit und einer Beschädigungsbeständigkeit während der Wirkung exzentrischer Kräfte. Die Scherungsbeanspruchung der Isoliermasse zwischen der Lamelle und dem Gehäuse wird dadurch deutlich verringert und es wirkt überwiegend eine Druckbeanspruchung. Dabei sind die Bedingungen der mechanischen Isoliermassebeanspruchung bei allen Lamellen am Gehäuseumfang die gleichen.

Die gleiche Stärke der Elektroisoliermasse im gesamten Raum zwischen den anliegenden Gehäuseoberflächen und den Lamellen gewährleistet eine optimale, gleichmäßige und hohe elektrische und mechanische Festigkeit der Lamellenverankerung. Hier wird erfolgreich das Festigkeitskriterium des gesamten Systems gemäß der Festigkeit seines schwächsten Gliedes angewandt.

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Mittels mathematischer Berechnungen und durch Experimente wurde nachgewiesen, daß bei einer Verankerung des Gehäusevorsatzes in der Lamellenschwalbenschwanznut, vom Gesichtspunkt der mechanischen Festigkeit aus, sich solche Wickeltoieranzen zum Abfangen der Radialkräfte am vorteilhaftesten erweisen, die die gegenüberliegenden Wände der Schwalbenschwanznut sowie auch des in ihr verankerten Schwaibenschwanzvorsatzeis zusammenschließen und mit der Gehäuselängsachse einen Winkel von 70° bis 80° auf der einen Seite und von 40° bis 50° auf der gegenüberliegenden Seite einschließen. Analog wurde eine optimale Toleranz für die Verhältnisse weiterer Konstruktionsparameter nachgewiesen, und zwar unter Berücksichtigung der Unifiktationsgesichtspunkte von Produktionswerkzeugen für verschiedene Typengrößen der Kommutatoren für elektrische Drehmaschinen und unter Gewährleistung der gleichen Stärke der Elektroisoliermasse im gesamten Raum zwischen den anliegenden Oberflächen des Gehäuses und der Lamelle. Als ein weiterer Vorteil erweist sich das Verhältnis L/h 2,909 bis 3,216; LZI₁ = 2,909 bis 3,216; L/l₂ = 1,862 bis 2.058 und L/l₃ = 7,389 bis 8,167, wobei I₁ die Halsbreite zwischen zwei benachbarten Lamelienschwalbenschwanznuten darstellt, I₂ die Breite des Zahns zwischen zwei benachbarten Lamellenschwalbenschwanznuten darstellt und I₃ ist die Breite des Zahnteils in Richtung Gehäuselängsachse zwischen dem Hals und der Frontseite des Zahnteils an der Seite des längeren Schenkels des gleichschenkeligen Trapezes, der den Zahn bildet. L ist dann der Abstand der Lamellenschwalbenschwanznuten in Richtung Gehäuselängsachse und h ist die Tiefe der Schwalbenschwanznut in Radialrichtung.

Die Lösung gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, wobei aus den Fig. 1 und 2 ein Teil des Kommutators für elektrische Drehmaschinen im Längsschnitt und aus Fig. 3 eine Lamelle in der Vorderansicht hervorgeht.

Der Kommutator 1, der in Fig. 1 und 2 dargestellten elektrischen Drehmaschine besteht aus Lamellen 2 länglicher Form, die in Richtung der Längsachse 3 des

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Gehäuses 4 angeordnet sind, und zwar an dessen Außenumfang nebeneinander. An der Seite am Gehäuse 4 sind die Lamellen 2 mit Schwalbenschwanznuten 5 versehen, in denen Schwalbenschwanzvorsätze 6 des Gehäuses 4 verankert sind, deren Form der Form der Schwiaibenschwanznuten 5 entsprechen und die ringförmig entlang des Umfangs des Gehäuses 4 angeordnet sind. Zwischen den anliegenden Oberflächen des Gehäuses 4 und der Lamelle 2 befindet sich die Elektroisoiiermasse 7. Die Schwalbenschwanznut 5 der Lamelle 2 und der in ihr verankerte Schwalbenschanzvorsatz 6 des Gehäuses 4 haben eine ähnliche Form, die etwa einem ungleichschenkeligen Trapez entspricht, dessen Schultern 8 gegenüber der Radiaiebene im Sinne von der Längsachse 3 des Gehäuses 4 ab zu seinem Umfang hin auseinanderlaufen. Die Basen 9 der ungleichschenkeligen Trapeze, die die Schwalbenschwanznuten 5 und die Schwalbenschwanzvorsätze 6 bilden, sind in Richtung der Längsachse 3 des Gehäuses 4 angeordnet. Die Öffnung X der Schwalbenschwanznut 5 und der Lamelle 2 ist in Richtung Längsachse 3 des Gehäuses 4 größer als die Breite Y des Schwalbenschwanzvorsatzes 6 des Gehäuses 4. Die anliegenden Teile des Schwalbenschwanzvorsatzes 6 des Gehäuses 4 sowie die Schwalbenschwanznuten 5 und die Lamellen 2 sind an der Seite ihrer längeren Schenkel 8 und in Richtung Längsachse 3 des Gehäuses 4 gegenseitig versetzt. Die Lamelle 2 gemäß Fig. 3 mit den Schwalbenschwanznuten 5 in Form eines ungleichschenkeligen Trapezes weist Zähne 10 auf.

Gemäß der Erfindung kann der Kommutator 1 für elektrische Drehmaschinen insbesondere anstatt der bisher verwendeten geschraubten Kommutatoren, die für die gleichen Parameter größere Einbaumaße und einen erheblicheren Arbeitsaufwand erfordern, vorteilhaft genutzt werden. Hinsichtlich der einfacheren Montage, des geringeren Arbeitsaufwands und der niedrigen Herstellungskosten kann er die gepreßten Kommutatoren 1 für elektrische Drehmaschinen erfolgreich ersetzen, deren Schwalbenschwanznuten 5 der Lamellen 2 und die in ihnen verankerten Schwalbenschwanzvorsätze 6 des Gehäuses 4 die Form eines

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gleichschenkeligen Trapezes aufweisen. Von der Konstruktion her ist er auch für Durchmesser von Größenordnungen einiger Hundert Millimeter geeignet. Die Lösung gemäß der Erfindung ist zur Unifikation von Produktionswerkzeugen für verschiedene Typengrößen der Kommutatoren 1 für elektrische Drehmaschinen geeignet, welches die Produktionskosten erheblich reduziert.

Claims

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Ansprüche

Kommutator für elektrische Drehmaschinen mit Lamellen, die in Richtung Längsachse des Gehäuses angeordnet sind, die voneinander durch eine Elektroisolierschicht abgetrennt sind, wobei auf der Gehäuseseite die Lamellen mit Schwalbenschwanznuten versehen sind, in denen Schwalbenschwanzvorsätze verankert sind, und wobei zwischen den anliegenden Oberflächen des Gehäuses und den Lamellen eine Elektroisoliermasse vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Form der Schwalbenschwanznut (5) und die Form des in ihr formschlüssig angeordneten Schwalbenschwanzvorsatzes (6) des Gehäuses (4) des Kommutators (1) in etwa einem ungleichschenkeligen Trapezes entsprechen, dessen Schenkel (8) gegenüber der Radialebene und in Richtung Längsachse (3) des ,Gehäuses (4) zu seinem Umfang hin strahlenmäßig auseinandergehen und die Trapezbasen in Richtung der Längsachse (3) des Gehäuses {4) angeordnet sind, wobei die Öffnung (X) der Schwalbenschwanznut (5) der Lamelle {2} in Richtung der Längsachse (3) des Gehäuses (4) größer als die Breite (Y) des Schwalbenschwanzvorsatzes (6) des Gehäuses (4) ist und die anliegenden Teile des Schwalbenschwanzvorsatzes (6) des Gehäuses (4) und der Schwalbenschwanznut (5) der Lamelle (2) an der Seite ihrer längeren Schenkel (8) angeordnet sind, in Richtung der Längsachse (3) des Gehäuses (4) gegeneinander versetzt sind und sich zwischen den anliegenden Gehäuseoberflächen (4) und der Lamelle (2) die Elektroisoliermasse (7) befinden, wobei zwei benachbarte Schwalbenschwanznuten (5) einen Zahn

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(10) bilden.
2. Kommutator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Elektroisoliermasse (7) im Raum zwischen den anliegenden Gehäuseoberflächen (4) und der Lamelle (2) die gleiche Stärke aufweist.
3. Kommutator nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Winkel, die die gegenüberliegenden Wände der Schwalbenschwanznut (5) bzw. die Wände des in ihr verankerten Schwaibenschwanzvorsatzes (6) mit der Längsachse (3) des Gehäuses (4) einschließen, im Bereich von 70° bis 80° auf der einen Seite und von 40° bis 50° auf der entgegengesetzten Seite liegen.
4. Kommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Verhältnis des Abstands (L) der Schwalbenschwanznuten (5) zur Tiefe (h) der Schwalbenschwanznut (5) in Radialrichtung von 2,909 bis 3,216 beträgt.
5. Kommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Verhältnis des Abstands (L) der Schwalbenschwanznuten (5) der Lamelle (2) in Richtung der Längsachse (3) des Gehäuses (4) zur Breite des Halses (11) zwischen zwei benachbarten Schwalbenschwanznuten (5) in Richtung der Längsachse (3) des Gehäuses (4) 2,909 bis 3,216 beträgt.
6. Kommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

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daß das Verhältnis des Abstandes (L) der Schwalbenschwanznuten (5) der Lamelle (2) in Richtung Längsachse (3) des Gehäuses (4) zur größten Breite (I₂) des Zahnes (10) zwischen zwei benachbarten Schwaibenschwanznuten (5) in Richtung der Längsachse (3) des Gehäuses (4) im Bereich von 1,862 bis 2,058 liegt.
7. Kommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Verhältnis des Abstandes (L) der Schwalbenschwanznuten (5) der Lamelle (2) in Richtung Längsachse (3) des Gehäuses (4) zur Breite des Teils (12) des Zahns (10) zwischen dem Hals (11) und der Frontseite des Zahns (10) in Richtung der Längsachse (3) des Gehäuses (4) auf der Seite der längeren Schulter (8) im Bereich von 7,389 bis 8,167 liegt.