DE3151200A1

DE3151200A1 - Kollektor fuer elektrische drehmaschinen

Info

Publication number: DE3151200A1
Application number: DE19813151200
Authority: DE
Inventors: Alfred Bruno 69200 Venissieux Mazzorana
Original assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Current assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Priority date: 1980-12-31
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1982-08-12
Also published as: ES508480A0; FR2497415B1; FR2497415A1; GB2091497B; GB2091497A; ES8301070A1

Description

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Kollektor für elektrische Drehmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Kollektor für elektrische Drehmaschinen und insbesondere Wechselstromgeneratoren zur Speisung von Brennkraftmaschinen.

In der FR-PS 78 21 593 ist ein verbessertes Verfahren zur Inbetriebsetzung eines Kollektors beschrieben, der seinerseits in der älteren FR-PS 77 16 440 dargestellt ist.

Beim Gegenstand der ersten Patentschrift ist zur Montage auf der Welle der elektrischen Maschine ein Isolierring oder eine Isolierhülse vorgesehen, um die herum durch Magnetformung die beiden den Kollektor bildenden Ringe zusammengehalten werden. Die Drähte oder Verbindungen der Induktionsspule sind zwischen jedem Ring und der Isolierhülse so eingeklemmt, daß jedes Schweißen oder Löten entfällt.

Bei der Bildung der Ringe durch Magnetformung oder Magnetformungsimpulse auf dem Umfang der Isolierhülse entstehen allerdings in letzterer hohe Spannungen, so daß sie aus einem hochwiderstandsfähigem Material hergestellt werden muß, beispielsweise einem glasfaserverstärktem wärmehärtbaren Material. Des weiteren bewirkt die Verkleinerung oder Verengung der Ringe eine dauerhafte Verformung der Isolierhülse, so daß der Zusammenhalt der Verbindungen gelockert wird. Danach entsteht an dieser Stelle Wärme, die bis zur Zerstörung der Isolierung führt, so daß der Kollektor nicht mehr eingesetzt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, den Kollektor so auszubilden, daß die Isolierhülse nicht die Verkleinerungskräfte der Ringe aufnehmen muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen jedem Kollektorring und der Isolierhülse ein geöffneter oder geschlossener Metallring angeordnet wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Metallring geschlitzt und mit einem Seitenflügel versehen, der die Verbindung des Kollektorrings mit dem entsprechenden Ausgang der Induktionsspule bildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Kollektors einer elektrischen Drehmaschine, gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung der beiden Ringe, welche die Reduzierkraft der Kollektorringe aufnehmen,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer anderen ■Ausführungsform eines Ringes,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Schlitzes des Ringes von Fig. 3_S der einen einfachen Leiter umschließt,

Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, die jedoch eine andere Ausführungsform zeigt, und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Ringes_s der bei der Ausführungsform nach Fig. 5 Verwendung findet.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Wechselstromkollektor dargestellt, der auf eine mit 1 bezeichnete Welle aufgekeilt werden soll, die strichpunktiert dargestellt ist. Ein solcher Kollektor weist zunächst eine Isolierhülse 2 auf, die auf die Welle 1 aufgepreßt ist, sowie zwei Kollektorringe 3 und 4_S mit deren Umfang zwei nicht dar-

gesteliteBürsten zusammenwirken.

Erfindungsgemäß ist zwischen jedem Kollektorring 3,4 und der Hülse 2 ein Ring 5 bzw. 6 so angeordnet, daß die durch Magnetformung bewirkten Reduzierkräfte auf die Kollektorringe 3 und 4 einwirken.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie die Ringe 5 und 6 ausgebildet sind. Zunächst erkennt man, daß jeder dieser Ringe geschlitzt ist, wobei sein Schlitz einen Zapfen 5a, 6a aufweist, welcher mit Funktionsspiel in eine Nut 5b, 6b so eindringt, daß die sich gegenüberliegenden beiden äußeren Enden des Ringes geführt werden. Man erkennt, daß jeder dieser Ringe 5, 6 mit einem seitlichen Flügel 5c bzw. 6c versehen ist. Im Ruhezustand, d.h. vor der Montage, ist der Innendurchmesser jedes Ringes größer als der Außendurchmesser der Hülse 2. Man erkennt, daß der Ring 6 ferner auf jeder seiner Stirnseiten mit drei Pratzen versehen ist. Drei von ihnen, die mit dem Bezugszeichen 6d, 6e, 6f versehen sind, sind nach außen gekehrt, während die Pratzen der anderen Stirnseite, die die Bezugszeichen 6g, 6h und 6i aufweisen, nach innen gedreht oder gekehrt sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nun erläutert, wie die Montage durchgeführt wird. Der Umfang der Hülse 2 ist gestuft, so daß eine Schulter 2a vorhanden ist, an der der Ring 5 zur Anlage kommt. Ein Gang 2b ist in der Hülse so ausgearbeitet, daß er den Durchgang des seitlichen Flügels 5c in der in Fig. 2 gezeigten Lage sicherstellt. Dieser seitliche Flügel wird unmittelbar darauf umgebogen, so daß er lotrecht zur Längsachse der Hülse 2 verläuft, wodurch der genannte Ring an der Schulter 2a zur Anlage kommt. Daraufhin wird über dem Ring 5 der Kollektorring 3 angeordnet. Man erkennt, daß die Hülse 2 ferner mit einer

Längsöffnung 2c versehen ist₉ durch die a&r Flügel 6c des Ringes 6 hindurchgreift« Der Flügel 6c ist dort ebenfalls lotrecht zur Längsachse der Hülse umgebogen, so daß die Pratzen 6g₅ 6h₃ 6i des Ringes 6 an einer zweiten Schulter 2d zur Anlage kommen₃ die in Höhe des Endes der Hülse 2 ausgebildet ist» Der Kollektorring 4 wird daraufhin über dem Ring 6 angeordnet., wobei seine Stirnseite an den Pratzen 6d₉ 6e₉ 6f des Ringes zur Anlage kommen., um den Kollektorring 4 in einem bestimmten Abstand zum Kollektorring 3 zu positionieren. Daraufhin wird die gesamte Anordnung nach innen zu so verformt oder reduziert, und zwar vorzugsweise durch Magnetwirkung₉ daß eine enge Verbindung zwischen den Kollektorringen und den Ringen bewirkt wird₉ wobei die Hülse 2_S wie oben erläutert, dadurch, daß die beiden Kanten des Schlitzes der Ringe zur Anlage kommen₉ geschützt wird»

Wie in Fig. 2 dargestellt^ können die Ringe aus einer einfachen Manschette 7 bestehen, die mit einem Schlitz versehen ist, wobei die Schlitzkanten 7a sinusförmig ausgebildet sind. Unter diesen Umständen läßt sich der seitliche Flügel 5c_s 6c durch einen einfachen Leiter 8 ersetzen, der strichpunktiert dargestellt ist und dessen abisoliertes Ende 8a zwischen den beiden Kanten des Schlitzes 7a im Augenblick der Magnetformung erfaßt wird. Des weiteren wird der Leiter 8 ebenfalls radial umgebogen, und zwar so, daß die entsprechende Manschette an den entsprechenden Schultern 2a₉ 2d der Hülse 2 anliegt. Die zweite Manschette ist selbstverständlich identisch zu der mit 6bezeichneten ausgebildet;, d.h. sie weist ebenfalls Pratzen auf. Die Kanten des Schlitzes 7a können₉ wie in Fig. 4 dargestellt, mit Pratzen 7b₉ 7c versehen sein₉ welche den Leiter 8 umgreifen und die beiden gewellten Zapfen 7d₅ 7e können an dem Leiter zur Anlage kommen. Nach der Magnetformung kommen

die Schultern 7f, die den Zapfen 7e umgeben, an den Pratzen zur Anlage, um auf diese Weise die zentripedale Verformung der Manschette 7 zu begrenzen.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der die Hülse 2 aus wenigstens zwei Elementen 9 und 10 besteht, welche ineinandergreifen. Der Umfang des Elementes 9 ist so abgestuft, daß zwei Schultern 9a, 9b gebildet werden, an denen der Kollektorring 3 und ein Ring 11, dessen Aufgabe derjenigen des Ringes 5 entspricht, zur Anlage kommen. Das zweite Element 10 bildet die Hülse 2 und weist einen Kragen 10a auf, der unter Bildung eines Preßsitzes in die Bohrung des Elementes 9 eindringt. Sein Umfang ist gleichermaßen gestuft, so daß eine Umfangsrippe 10b entsteht, die eine Schulter 10c bildet, sowie einen äußeren Teil mit kleinerem Durchmesser, welcher mit dem übrigen Umfang eine Schulter 10d bildet. Der Kollektorring 4 kommt an der Schulter 10c zur Anlage, während der zweite Ring 12 an der Schulter 10d anliegt.

Jeder Ring 11, 12 besteht aus einem gewickelten Metallband, so daß eine Kreisringform entsteht, wobei jeder der genannten Ringe oben in seiner Wanddicke eine Wölbung aufweist, die gegenüber dem freien Ende 11a des Metallbandes liegt, um dadurch eine Schulter 11b zu schaffen, welche sich in der freien Lage des Ringes in einer gewissen Entfernung von seinem Ende 11a befindet. Das Metallband wird stirnseitig verformt, so daß ein seitlicher Flügel 11c entsteht, der lotrecht zur Hauptebene des Ringes 11 ausgerichtet ist (Fig. 6).

Sobald die Ringe 11,12 an Ort und Stelle unter den Kollektorringen 3 und 4 sitzen, bewirkt ihre Reduzierung, daß das Ende 11a des Ringes an seiner Schulter 11b in derselben Weise zur Anlage kommt, wie sich der Schlitz der Ringe 5,6,7 schließt, um dadurch der Reduzierkraft der Kollektorringe 3 und 4 entgegenzuwirken.

Man erkennt, daß der seitliche Flügel 11c leicht nach oben so versetzt ist, daß er in eine öffnung 9c eingreifen kann, die in dem Element 9 ausgebildet ist, welches die Isolierhülse darstellt, um dann hinten aus dieser öffnung auszutreten und um 90° gebogen zu werden, damit der Ring an der entsprechenden Schulter 9b zur Anlage kommt. In gleicher Weise durchquert der seitliche Flügel 12c des Ringes 12 einen Durchgang 1Oe₉ der außen am Kragen 10a ausgebildet ISt₉ um mit dem hinteren Teil des Elementes 9 zusammenzuwirken;, sobald der betreffende seitliche Flügel um 90 gebogen worden ist. Auf diese Weise drückt einerseits der Ring 12 gegen die Schulter 10d des Elementes 10, stellt aber gleichzeitig den festen Halt dieses Elementes in Längsrichtung mit dem Element 9 sicher.

In den Fig. 1 und 5 sind die äußeren Enden der Flügel 5c und 6c sowie der seitlichen Flügel 11c, 12c mit den Ausgängen der Induktionsspule zusammengebaut, die strichpunktiert dargestellt sind und die Bezugszeichen 13 und 14 tragen.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei der in Fig. 5 dargestellten anderen Ausführungsform der Zwischenraum zwischen den Kollektorringen 3 und 4 durch die Rippe 10b gefüllt ist, so daß bei der Bearbeitung oder Herstellung des Umfangs der Ringe keine Späne in den Zwischenraum zwischen den Ringen eindringen können, die natürlich zu elektrischen Kurzschlüssen führen könnten.

Im obigen ist ein Kollektor für Drehmaschinen beschrieben wordens, der eine maximale Kupferersparnis ermöglicht, da kein Zertrennen der Hülse erforderlich ist, die die Kollektorringe 3 und 4 bildet und wobei die Isolierhülse wegen des Vorhandenseins der Ringe praktisch keiner mechanischen Beanspruchung ausgesetzt wird.

Darüberhinaus ermöglicht die oben beschriebene Konstruktion dadurch, daß der Stoß und die Beanspruchung der Magnetformung reduziert werden, die Verwendung von wirtschaftlicheren Materialien für die Isol ierhlil se. Schließlich ist der elektrische Kontakt mit jedem KoI l.ektorring unabhängig von eventuellen Abmessungsschwankungen der Isolierung. Daraus ergibt sich, daß die ringförmigen Oberflächen der Ringe mit Innen- und Außenrillen versehen werden können, um eine noch bessere Verbindung mit der Isolierhülse und den Kollektorringen zu erreichen.

Claims

. PATeNTANWALTE - _:"_: "_; O I O

TISCHER · KERN & BREHM

Albert-Rosshaupter-Strasss 65 ■ D 8000 München 70 ■ Telefon (089) 760S520 · Telex 05-212284 patsd - Telegramme Kernpatent München

Soc-6955 Ke/hö

23.Dezember 1981

SOCIETE DE PARIS ET DU RHONE 38 Avenue Jean-Mermoz FR-69008 Lyon
Frankreich

Patentansprüche

1 „Aol lektor für elektrische Drehmaschinen, mit einer Isolierhülse, deren Umfang mit einer Leiterhülse in Berührung steht₅ welche auf der Isolierhülse durch eine Leitermanschette gehalten wird, die einen inneren Hülsenring für die Isolierhülse bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitermanschette die Form zweier offener Ringe (5,6,7) aufweist, welche nebeneinander angeordnet und mit je einem Anschluß (8) verbunden sind»

2„ Kollektor nach Anspruch 1₅dadurch gekennzeichnet;, daß jeder Anschluß (8) an die Induktionsspule aus einem Draht besteht., der zwischen den beiden äußeren Enden liegt, die zwischen jedem Ring (7) vor der Reduzierung der Kollektorringe (3_S4) ausgebildet sind.

3. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder offene Ring (5,6,7) einen Anschlag (5a,5b,7f) aufweist, der zur Begrenzung seiner zentripedalen Verformung dient.

4. Kollektor nach Anspruch 1,da durch gekennzeichnet, daß jeder Ring (5,6) einen seitlichen Flügel (5c,6c) besitzt, der die Verbindung mit der Induktions spule des entsprechenden Kollektorrings bildet.

5. Kollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5), der der Induktionsspule am nächsten liegt, gegen eine Schulter (2a) der Isol ierhlil se (2) dadurch preßbar ist, daß sein Flügel (5a) radial in bezug auf das entsprechende äußere Ende der Isolierhülse umgebogen ist.

6. Kollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnseiten des zweiten Rings (6) mit radialen Pratzen (6d - 6i) versehen sind, welche für die eine Stirnseite in Richtung nach außen und für die andere Stirnseite in Richtung nach innen umgebogen sind, so daß der Ring (6) an der Schulter (2d) der ringförmigen Stirnfläche der Isolierhülse (2) anliegt und einen axialen Anschlag (6d, 6e, 6f) für den entsprechenden Kollektorring (4) bildet.

7. Kollektor nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse aus zwei Elementen (9,10) besteht, die ineinandergesteckt sind und Mittel aufweisen, durch die sie die Ringe (5,6;11,12) und die Kollektorringe (3,4) axial festhalten.

8. Kollektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5,11) der der Induktionsspule am nächsten liegt, in einer Nut sitzt, die auf dem Umfang des entsprechenden Elementes (9) ausgebildet ist, und daß das zweite Element der Isolierhülse eine Rippe (10b) trägt, welche zwischen den beiden Kollektorringen (3,4) eine Querverbindung bildet, wobei der zweite Ring (6,12) an einer Schulter (1Od) des entsprechenden Elements (10) anliegt.

9. Kollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (9) der Isolierhülse zwei Schultern (9a,9b) aufweist, an denen der Kollektorring (3) und der Ring (5,11) zur Anlage kommen, während das zweite Element (10) mit zwei Schultern (10c, 10d) für den Kollektorring (4) und den Ring (6,12) versehen ist.

10. Kollektor nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ring (11,12) aus einem flachgewalzten Metallband besteht, das so abgesetzt ist, daß eine Schulter (11b) entsteht, die in einem gewissen Abstand gegenüber dem Ende (11a) des Ringes angeordnet ist, wobei das Metallband auf der Stirnseite zur Bildung eines seitlichen Flügels (11c), der die Verbindung mit der Induktionsspule herstellt, umgebogen ist.