DE3823845A1

DE3823845A1 - COMMUTATOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Info

Publication number: DE3823845A1
Application number: DE19883823845
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Gerlach; Lothar Dr Ing Woerner
Original assignee: Kautt and Bux KG
Current assignee: Kautt and Bux GmbH
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1990-01-18
Also published as: DE3823845C2; EP0350855A2; EP0350855B1; EP0350855A3

Description

Die Erfindung betrifft einen Kommutator für elektrische Maschinen, dessen Segmente wenigstens einen zur Kommutatorlängsachse konzen trischen Sitz für einen vorgespannten Armierungsring bilden, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kommutators.The invention relates to a commutator for electrical machines, whose segments concentrate at least one to the longitudinal axis of the commutator form a trical seat for a prestressed reinforcement ring, and a method for producing such a commutator.

Bei Kommutatormaschinen besteht häufig der Wunsch, durch eine Drehzahlerhöhung die Baugröße bei gleicher Leistung zu reduzieren oder bei gleicher Baugröße die Leistung zu erhöhen. Voraussetzung hierfür ist, daß der Kommutator eine entsprechend hohe dynamische Beanspruchung zuläßt. Kommutatoren, bei denen der Segmentkörper nur durch den isolierenden Preßstoff zusammengehalten wird, sind zwar kostengünstig. Ihre dynamische Belastbarkeit ist jedoch gering. Aber auch Kommutatoren, bei denen der Segmentkörper mit wenigstens einem im dynamisch und thermisch unbelasteten Zustand spannungslosen Armierungsring versehen ist, haben nur eine wenig größere dynamische Banspruchbarkeit, da die Verstär kungsringe erst bei einer unter der Fliehkraftbeanspruchung eintretenden Aufweitung des Segmentkörpers einen den Preßstoff entlastenden Anteil an der dynamischen Beanspruchung aufnehmen können. With commutator machines, there is often a desire to use a Increasing the speed to reduce the size with the same performance or to increase performance with the same size. requirement for this is that the commutator has a correspondingly high dynamic Allows stress. Commutators where the segment body is held together only by the insulating press material, are inexpensive. Your dynamic resilience is however slight. But also commutators where the segment body with at least one dynamic and thermally unloaded Condition of the de-energized reinforcement ring is only given a little greater dynamic use, because the reinforcement Kungrings only when under the centrifugal stress widening of the segment body occurring a the press material relieve the share of the dynamic load can.

Für höhere dynamische Banspruchungen müssen deshalb Kommutatoren mit vorgespannten, d.h. bereits im dynamisch und thermisch unbelasteten Zustand eine Spannung aufweisenden Armierungsringen eingesetzt werden. Solche Kommutatoren verursachen jedoch einen höheren Fertigungsaufwand. Außerdem wird die Handhabung bei der Fertigung um so schwieriger, je kleiner die Abmessungen eines Kommutators sind. Hierzu kommt bei kleinen Abmessungen, daß aufgrund der dimensionell bedingten, geringeren elastischen Spannwege der Armierungsringe eine erhöhte Teilepräzision not wendig ist, da schon geringe Abweichungen im Innendurchmesser der Armierungsringe und/oder im Durchmesser des Ringsitzes zu erheblichen Spannungsunterschieden in den Armierungsringen führen. Daraus entsteht zusätzlich ein mit abnehmendem Kommu tatordurchmesser ansteigender Kostenanteil. Das bedeutet, daß Kommutatoren mit vorgespannten Armierungsringen für die in hohen Stückzahlen hergestellten Elektromaschinen kleiner bis mittlerer Baugröße relativ teuer sind und daher in der Regel aus Preisgründen nicht in Frage kommen.Commutators must therefore be used for higher dynamic loads with prestressed, i.e. already in dynamic and thermal unloaded condition with tensioning reinforcement rings be used. However, such commutators cause one higher manufacturing costs. In addition, the handling the smaller the dimensions, the more difficult it is to manufacture of a commutator. This comes with small dimensions, that due to the dimensional, lower elastic Clamping paths of the reinforcement rings require increased part precision is maneuverable, since even slight deviations in the inner diameter the reinforcement rings and / or the diameter of the ring seat to considerable stress differences in the reinforcement rings to lead. This also creates a with decreasing commu gate diameter increasing cost share. It means that Commutators with prestressed armouring rings for the high numbers of electrical machines manufactured up to medium size are relatively expensive and therefore usually are out of the question for price reasons.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kommuta tor mit vorgespannten Armierungsringen zu schaffen, der eine wesentliche höhere dynamische und thermische Beanspruchbarkeit als die bekannten Preßstoffkommutatoren bietet, aber dennoch selbst bei kleinen Abmessungen kostengünstig ist, und damit auch im Bereich kleiner bis mittlerer Elektromaschinen eine Leistungssteigerung durch eine Drehzahlerhöhung erlaubt.The invention is therefore based on the object of a commute to create gate with prestressed reinforcement rings, one significantly higher dynamic and thermal resilience than the known press commutators offers, but still is inexpensive even with small dimensions, and thus also in the field of small to medium-sized electrical machines Performance increase allowed by increasing the speed.

Diese Aufgabe löst ein Kommutator mit den Merkmalen des Anspruches 1.This task is solved by a commutator with the features of the claim 1.

Die plastische Vorformung der den Sitz für den Armierungsring bildenden Segmentpartien in radialer Richtung nach außen bewirkt eine bleibende Aufweitung des Sitzes und damit auch die Aufwei tung des Armierungsringes, aus welcher dessen Vorspannung resul tiert. Der Armierungsring kann deshalb spannungslos auf den Sitz vor dessen Aufweitung aufgebracht werden, was eine wesentliche Reduzierung der Fertigungskosten ergibt. Aber auch der Aufweitvor gang läßt sich bei jeder Kommutatorgröße kostengünstig ausführen. Hinzu kommt, daß der Sitz problemlos so weit aufgeweitet werden kann, daß der Armierungsring nicht nur eine elastische Aufweitung, sondern auch eine plastische Durchmesservergrößerung erfährt. Man kann deshalb auch bei relativ großen Toleranzen des Durchmes sers des Sitzes vor dessen Aufweitung den Innendurchmesser des Armierungsringes mit ebenfalls relativ großen Toleranzen so dimensionieren, daß jeder Armierungsring mit einem für eine einfache Handhabung erforderlichen Spiel auf einen Sitz aufge bracht werden kann. Der erfindungsgemäße Kommutator kann deshalb nicht nur für größere, sondern insbesondere auch für die in hohen Stückzahlen gefertigten kleinen bis mittleren Elektromaschi nen rationell hergestellt werden, da kein zusätzlicher Kosten anteil für eine erschwerte Handhabung und für einen erhöhte Maßhaltigkeit der Einzelteile im Vergleich zu den bekannten Preßstoffkommutatoren anfällt, deren Segmentkörper mit einem oder mehreren spannungslosen Armierungsringen versehen ist.The plastic preforming of the seat for the reinforcement ring forming segment parts in the radial direction to the outside a permanent expansion of the seat and thus also the expansion tion of the reinforcement ring, from which its prestress results animals. The reinforcement ring can therefore be tension-free on the Seat to be applied before its expansion, which is essential Reduction in manufacturing costs results. But also the expansion gang can be carried out inexpensively for any commutator size. In addition, the seat can be widened so easily can that the reinforcement ring not only an elastic expansion, but also undergoes a plastic diameter increase. One can therefore also with relatively large tolerances of the diameter sers of the seat before its expansion the inner diameter the armoring ring with also relatively large tolerances dimension so that each reinforcement ring with one for one easy handling required game on a seat can be brought. The commutator according to the invention can therefore not only for larger ones, but especially for those in high-volume small to medium-sized electrical machines can be produced efficiently since there are no additional costs share for a difficult handling and for an increased Dimensional accuracy of the individual parts compared to the known ones Press commutators, whose segment body with a or several tension-free reinforcement rings is provided.

Der Zwischenraum zwischen den Segmenten kann zumindest teilweise mit Preßstoff gefüllt sein, wie dies auch bei den bekannten Preßstoffkommutatoren der Fall ist. Allerdings stehen bei dem erfindungsgemäßen Kommutator wie bei Kommutatoren der Gewölbedruck bauweise der Preßstoff und die Segmente unter einem Gewölbe druck.The space between the segments can be at least partially be filled with press material, as is the case with the known ones Press commutators is the case. However, the commutator according to the invention as in the case of commutators the vault pressure construction of the molding material and the segments under a vault print.

Die erfindungsgemäße Bauweise bietet aber auch auf dem Gebiete der Gewölbedruck-Kommutatoren mit zwischen den Segmenten angeord neten Isolierlamellen und Schrumpfringen oder vorgespannten Armierungsringen Vorteile. Die bekannten Gewölbedruck-Kommuta toren zeichnen sich vor allem durch ein vorzügliches Betriebs verhalten ihrer Bürstenlauffläche aus, woraus eine geringe Erwärmung des Kommutators, hohe Betriebssicherheit, weniger Wartung und eine längere Lebensdauer resultieren. Der Ferti gungsaufwand der bekannten Gewölbedruck-Kommutatoren ist aber wesentlich höher als derjenige der bekannten ringarmierten Preßstoffkommutatoren. Kommutatoren der Gewölbedruckbauart werden deshalb bisher nur bei größeren Elektromaschinen einge setzt, bei denen die höheren Kosten aufgrund ihres Einsatzberei ches gerechtfertigt sind.The design according to the invention also offers in the field of the vaulted pressure commutators arranged between the segments insulating slats and shrink rings or pre-stressed Reinforcing rings advantages. The well-known vaulted print commute gates are characterized above all by excellent operation behave from their brush tread, resulting in a low Warming of the commutator, high operational reliability, less Maintenance and a longer lifespan result. The ferti supply effort of the known vault pressure commutators is much higher than that of the known ring-armored Molded commutators. Vault pressure type commutators are therefore only used in larger electrical machines sets, where the higher costs due to their commitment ches are justified.

Das vorteilhafte Betriebsverhalten der Bürstenlauffläche bei Gewölbedruck-Kommutatoren rührt daher, daß über die vorgespannten Ringe im Gewölbe des Kommutators ein sehr hoher Druck und damit eine entsprechend hohe Flächenpressung der Segmente und der zwischen ihnen liegende Isolierlamellen aufgebaut wird, wodurch ein Auswandern einzelner Segmente auch bei voller Fliehkraftbe anspruchung mit Sicherheit vermieden wird.The advantageous operating behavior of the brush tread Vaulted pressure commutators stem from the fact that the biased ones Rings in the vault of the commutator a very high pressure and therefore a correspondingly high surface pressure of the segments and insulating slats between them is built up, whereby emigration of individual segments even at full centrifugal force stress is avoided with certainty.

Voraussetzung dafür ist, daß der Kommutator bei allen Betriebs zuständen ein absolut elastisches Verhalten aufweist. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, den Segmentkörper bei der Herstel lung des Kommutators in seinem Durchmesser so weit zu reduzieren, z.B. durch Einpressen in eine dickwandige Buchse, daß er unter plastischer Verformung der Isolierlamellen formiert wird, ehe die Armierungsringe auf die für sie vorgesehenen Sitze aufgebracht werden. Ist die Durchmesserreduzierung des Segmentkörpers dabei wesentlich größer als der Spannweg der Armierungsringe und der im Gewölbe aufgebaute Druck so hoch, daß die Armierungsringe nach dem Ausstoßen des Segmentkörpers aus der Buchse so weit vorgespannt werden, daß sich im Segmentkörper der für eine vorgegebene Betriebsbeanspruchung erforderliche Gewölbedruck aufbaut, genügt es, die Armierungsringe auf die für sie vor gesehenen Sitze aufzuschieben. Da jedoch die Formierung des Segmentkörpers unter einer plastischen Verformung der Isolier lamellen erfolgt, ist die im elastischen Bereich erreichte Durchmesserverringerung wesentlich kleiner als die gesamte Durchmesserverringerung des Segmentkörpers. Die Größe der im elastischen Bereich bewirkten Durchmesserverringerung wird dabei überwiegend durch den aus der Anzahl und der Stärke des die Isolierlamellen resultierenden Anteil am Umfang des Segment körpers bestimmt, da die Isolierlamellen gegenüber den aus Kupfer bestehenden Segmenten relativ weiche Federelemente dar stellen. Das bedeutet, daß mit abnehmender Teilung, d.h. bei einem Segmentkörper mit einer geringen Anzahl von Isolierlamellen und Segmenten, der elastische Spannweg abnimmt. Hinzu kommt, daß in Folge der physikalischen Eigenschaften der üblicherweise aus Micanit bestehenden Isolierlamellen der Gewölbedruck über proportional zu der für die Vorspannung der Armierungsringe notwendigen Durchmesservergrößerung des Segmentkörpers abnimmt. Aus diesen Gründen ist es nur bei höherteiligen Kommutatoren, die keinen sehr hohen Gewölbedruck zur Aufnahme der Fliehkraft beanspruchung benötigen, möglich, die Armierungsringe spannungslos auf den im Durchmesser reduzierten Sitz aufzuschieben.The prerequisite for this is that the commutator is used for all operations has absolutely elastic behavior. To do this to achieve, it is necessary to manufacture the segment body to reduce the diameter of the commutator so far e.g. by pressing it into a thick-walled socket that it is under plastic deformation of the insulating lamellae is formed before the reinforcement rings are applied to the seats provided for them will. The reduction in diameter of the segment body is included much larger than the span of the reinforcement rings and the pressure built up in the vault is so high that the reinforcement rings after ejecting the segment body from the socket so far be biased that the segment body for a given operating stress required vault pressure builds up, it is enough to put the reinforcement rings on for them postponed seats. However, since the formation of the Segment body under a plastic deformation of the insulation slats, the elastic range is reached Diameter reduction significantly smaller than the entire one Reduction of the diameter of the segment body. The size of the im elastic range caused diameter reduction mainly by the number and strength of the the insulating slats resulting portion of the scope of the segment body determined because the insulating lamellae compared to Copper existing segments are relatively soft spring elements put. This means that with decreasing division, i.e. at a segment body with a small number of insulating slats and segments, the elastic tension path decreases. Come in addition, that due to the physical properties of the usual insulating lamellas made of Micanit the vaulted pressure above proportional to that for the prestressing of the reinforcement rings necessary increase in diameter of the segment body decreases. For these reasons, it is only with commutators of higher parts, which do not have a very high arch pressure to absorb the centrifugal force stress, possible, the reinforcement rings without tension on the reduced diameter seat.

Um Kommutatoren der Gewölbedruckbauart für eine hohe dynamische Beanspruchung und/oder mit niedriger Teilung herstellen zu können, mußte deshalb bisher die Wärmedehnung der aus Stahl bestehenden sogenannten Schrumpfringe in Anspruch genommen werden. Um solche Schrumpfringe rasch und rationell erwärmen zu können, mußte die Erwärmung induktiv erfolgen, wodurch außer einer erschwerten Handhabung beim Aufbringen des erwärmten Schrumpfringes auf seinen Sitz zusätzlich eine teure Fertigungs einrichtung erforderlich ist. Für kleinere bis mittlere Elektro maschinen waren deshalb die Kosten der bekannten Gewölbedruck-Kom mutatoren in der Regel zu hoch.To commutators of the arch pressure type for a high dynamic To produce stress and / or with a low pitch So, the thermal expansion of steel had to be existing so-called shrink rings will. To heat such shrink rings quickly and efficiently To be able to, the heating had to be done inductively, which means difficult handling when applying the heated Shrink ring on its seat also an expensive manufacturing facility is required. For small to medium-sized electronics machines were therefore the cost of the well-known vault pressure comm mutators are usually too high.

Wird hingegen erfindungsgemäß der Sitz jedes Armierungsringes nach einer in bekannter Weise ausführbaren Durchmesserreduzierung des Segmentkörpers plastisch aufgeweitet, dann genügt es, die Armierungsringe im unerwärmten Zustand auf den Sitz aufzuschieben. Die erfindungsgemäße Bauweise ermöglicht es deshalb, Gewölbe druck-Kommutatoren mit Schrumpfringen durch kostengünstigere Gewölbedruck-Kommutatoren zu ersetzen, bei denen die Armierungs ringe ohne Erwärmung aufgebracht werden.However, according to the invention, the seat of each reinforcement ring after a diameter reduction which can be carried out in a known manner of the segment body plastically expanded, then it is sufficient to Push the reinforcement rings onto the seat in the unheated state. The design according to the invention therefore enables vaults pressure commutators with shrink rings due to less expensive Vaulted pressure commutators to replace the armouring rings can be applied without heating.

Die erfindungsgemäße Bauart ermöglicht auf einfache Weise, Kommutatoren mit vorgespannten Armierungsringen herzustellen, deren Segmente in ihrem äußeren Bereich durch separate Distanz leisten oder durch an sie angeformte Abstandhalter distanziert sind, die erst nach dem Auspressen des Segmentkörpers mit einem sie einbettenden Preßstoff entfernt oder durch Überdrehen des Kommutators beseitigt werden.The design according to the invention enables in a simple manner To manufacture commutators with prestressed reinforcement rings, whose segments in their outer area by separate distance afford or distanced by spacers molded onto them are that only after pressing the segment body with a remove the embedding molding material or by overturning the Commutators are eliminated.

Da derart aufgebaute Segmentkörper innerhalb ihres elastischen Bereichs eine nur sehr geringe Durchmesserreduzierung gestatten, ist es nicht möglich, sie zum Zwecke des Aufbringens eines Armierungsringes auf einen Sitz am Segmentkörper in ihrem Durch messer so stark zu reduzieren, daß ein zur Vorspannung des Armierungsringes erforderlicher hoher Spannweg erreicht wird. Dies ist aber für den erfindungsgemäßen Kommutator nicht störend, da bei ihm das Vorspannen der Armierungsringe unabhängig vom elastischen Verhalten des Segmentkörpers ist.Because segment body constructed in this way within its elastic Allow a very small reduction in diameter, it is not possible to use them for the purpose of applying Reinforcement ring on a seat on the segment body in their passage to reduce the knife so much that a pretension of the Reinforcement ring required high span is achieved. However, this is not disturbing for the commutator according to the invention, because with him the pretensioning of the reinforcement rings regardless of elastic behavior of the segment body is.

Aufgrund dessen ermöglicht die erfindungsgemäße Bauweise auch die Verwendung von einstückigen Segmentkörpern, die aus einem profilierten Rohrstück, einem profilierten Bandabschnitt oder durch Fließpressen hergestellt sind.Because of this, the design according to the invention also enables the use of one-piece segment bodies that consist of one profiled pipe section, a profiled band section or are made by extrusion.

Da bei dem erfindungsgemäßen Kommutator der Zusammenhalt des Segmentkörpers nicht über eine Verankerung der Segmente im isolierenden Preßstoff erfolgt, entfällt das Anformen von Veran kerungsmitteln an die Segmente. Dies ist besonders bei fließ gepreßten Segmentkörpern von großem Vorteil.Since the cohesion of the commutator according to the invention Segment body does not have anchoring of the segments in the insulating press material takes place, the molding of Veran is omitted means to the segments. This is especially with flow pressed segment bodies of great advantage.

Es wäre natürlich auch möglich, einen Armierungsring in aufge weitetem Zustand auf seinen Sitz aufzubringen und den Sitz dann plastisch aufzuweiten.It would of course also be possible to put a reinforcement ring in expanded condition on his seat and the seat then expand plastically.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommutators liegt die Innenmantelfläche des Segmentkörpers an dem den Zwischenraum zwischen ihr und der Außenmantelfläche einer Nabe oder Welle füllenden Preßstoff oder an einer isolie renden oder isolierten Nabe oder Welle an. Da eine Warmdeformation der Bürstenlauffläche, d.h. ein Abweichen der Bürstenlauffläche von der Zylinderform unter thermischer Belastung dadurch verhin dert werden kann, daß die Segmente in radialer Richtung an die Nabe oder Welle angepreßt werden, ist vorteilhafterweise die Nabe oder Welle in radialer Richtung durch die Segmente und Armierungsringe vorgespannt. Vorteilhafterweise wird diese Vorspannung durch ein Aufschrumpfen des armierten Segmentkörpers auf die Nabe oder Welle erreicht oder dadurch, daß man Preßstoff in den Zwischenraum zwischen die Nabe oder Welle einerseits und die Innenmantelfläche des Segmentkörpers andererseits einpreßt und dabei den armierten Segmentkörper aufweitet.In a preferred embodiment of the invention The inner circumferential surface of the segment body lies on the commutator where the space between it and the outer surface a hub or shaft filling press material or on an isolie or insulated hub or shaft. Because a warm deformation the brush tread, i.e. a deviation of the brush tread from the cylinder shape under thermal load can be changed that the segments in the radial direction pressing the hub or shaft is advantageous the hub or shaft in the radial direction through the segments and preload rings. This is advantageous Preload by shrinking the reinforced segment body reached on the hub or shaft or by making press material in the space between the hub or shaft on the one hand and presses the inner surface of the segment body on the other hand while expanding the armored segment body.

Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung der Sitze für die Armierungs ringe gemäß Anspruch 9. Bei der höchsten dynamischen Beanspruchung des Kommutators bildet dann nämlich der Sitz eine zylindrische Fläche, wodurch der auf ihm angeordnete Armierungsring eine gleichmäßige Beanspruchung erfährt. Dies wäre nicht der Fall, wenn der Sitz bei ruhendem Kommutator eine zylindrische Fläche definieren würde, da er dann bei dynamischer Beanspruchung eine konische Form annehmen würde.Training the seats for the reinforcement is also advantageous rings according to claim 9. At the highest dynamic stress the commutator then namely forms a cylindrical seat Surface, whereby the reinforcement ring arranged on it a experiences uniform stress. This would not be the case if the seat has a cylindrical surface when the commutator is at rest would define, since it then under dynamic load would take a conical shape.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, gemäß dem der erfindungsgemäße Kommutator einfach herzustellen ist. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1.The invention is also based on the object of a method specify, according to which the commutator according to the invention is simple is to be produced. This problem is solved by a procedure with the Features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieses Verfahren sind Gegenstand der Ansprüche 12 bis 23.Advantageous further developments and refinements of this method are the subject of claims 12 to 23.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:In the following the invention is based on in the drawing illustrated embodiments explained in detail. Show it:

Fig. 1 einen unvollsständig dargestellten Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 des Segmentkörpers eines ersten Ausführungsbeispiels vor dem Aufweiten der Sitze für die Armierungsringe, Fig. 1 a longitudinal section unvollsständig illustrated by the line II in Fig. 2 of the segment body of a first embodiment prior to expansion of the seats for the reinforcement rings,

Fig. 2 eine unvollständig dargestellte Stirnansicht des Segment körpers des ersten Ausführungsbeispiels vor dem Entfernen der Abstandhalter zwischen den Segmenten, Fig. 2 is an end view of the segment shown incomplete body of the first embodiment, before removing the spacer between the segments,

Fig. 3 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels im ausgepreßten Zustand, Fig. 3 shows a longitudinal section of the first embodiment shown incomplete in the pressed-out state,

Fig. 4 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt eines Werkzeuges zum Aufweiten der die Sitze bildenden Material partien des ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 4 shows a longitudinal section incomplete illustrated a tool for expanding the seats forming material portions of the first embodiment,

Fig. 5 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des Seg mentkörpers eines zweiten Ausführungsbeispiels vor dem Aufweiten der Sitze, Fig. 5 is a longitudinal section of the Seg ment body of a second embodiment prior to expansion of the seats shown incomplete,

Fig. 6 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des zweiten Ausführungsbeispiel im ausgepreßten Zustand, Fig. 6 shows a longitudinal section of the second embodiment shown incomplete in the pressed-out state,

Fig. 7 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 8 des Segmentkörpers eines dritten Ausführungsbeispiels, Fig. 7 is a longitudinal section incomplete shown on the line VII-VII of FIG. 8 of the segment body of a third embodiment,

Fig. 8 eine unvollständig dargestellte Stirnansicht des Seg mentkörpers des dritten Ausführungsbeispiels, Fig. 8 is an end view of the Seg ment body of the third embodiment shown incomplete,

Fig. 9 einen Schnitt entsprechend Fig. 7 einer Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels, Fig. 9 is a section corresponding to FIG. 7 of a modification of the third embodiment,

Fig. 10 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des dritten Ausführungsbeispiels im fertigen Zustand, Fig. 10 is a longitudinal section of the third embodiment shown incomplete in the finished state,

Fig. 11 eine unvollständig dargestellte Stirnansicht des Segment körpers eines vierten Ausführungsbeispiels, Fig. 11 is an end view of the segment shown incomplete body of a fourth embodiment,

Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII der Fig. 11, Fig. 12 is a section along the line XII-XII of Fig. 11,

Fig. 13 eine unvollständig dargestellte Ansicht der anderen Stirnseite des Segmentkörpers des vierten Ausführungs beispiels, Fig. 13 is a view incomplete illustrated the other end face of the segment body of the fourth execution example,

Fig. 14 eine unvollständig dargestellte Stirnansicht des vierten Ausführungsbeispiels im fertigen Zustand, Fig. 14 is an end view of the fourth embodiment shown incomplete in the finished state,

Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV der Fig. 14, Fig. 15 is a section along the line XV-XV of Fig. 14,

Fig. 16 einen Schnitt nach der Linie XVI-XVI der Fig. 14, Fig. 16 is a section along the line XVI-XVI of Fig. 14,

Fig. 17 eine unvollständig dargestellte Ansicht der einen Stirn seite des Segmentkörpers eines fünften Ausführungsbei spiels, Fig. 17 is a view incomplete illustrated the one end face of the segment body of a fifth Ausführungsbei game,

Fig. 18 eine unvollständig dargestellte Ansicht der anderen Stirnseite des Segmentkörpers des fünften Ausführungs beispiels, Fig. 18 is a view incomplete illustrated the other end face of the segment body of the fifth execution example,

Fig. 19 einen Schnitt nach der Linie XIX-XIX der Fig. 18, Fig. 19 is a section along the line XIX-XIX of Fig. 18,

Fig. 20 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des fünften Ausführungsbeispiels im fertigen Zustand, Fig. 20 is a longitudinal section of the fifth embodiment shown incomplete in the finished state,

Fig. 21 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt eines Werkzeuges zum Aufweiten der Sitze für die Armierungsringe des fünften Ausführungsbeispiels, Fig. 21 is a longitudinal section of a tool for expanding the seats for the reinforcement rings of the fifth embodiment shown incomplete,

Fig. 22 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt eines sechsten Ausführungsbeispiels, Figure 22 is a longitudinal section. Incompletely shown a sixth embodiment,

Fig. 23 eine Seitenansicht eines Segmentes des sechsten Ausfüh rungsbeispiels im montagefertigen Zustand, Fig. 23 is a side view of a segment of the sixth embodiment in exporting approximately installation-ready state,

Fig. 24 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt einer Vorrichtung zum Aufweiten der Sitze des sechsten Ausfüh rungsbeispiels, Fig. 24 is a longitudinal section of a device shown incomplete for widening of the seats of the sixth exporting approximately example,

Fig. 25 eine perspektivisch dargestellte Ansicht eines Profil bandstückes, an dem die einzelenen Arbeitsschritte zur Herstellung von Segmenten für das zweite Ausführungs beispiel ersichtlich sind. Fig. 25 is a perspective view of a profile band piece, on which the individual steps for the production of segments for the second embodiment can be seen for example.

Zur Herstellung eines als Ganzes mit 1 bezeichneten Kommutators wird aus gleich ausgebildeten, aus Kupfer oder einem anderen geeigneten Metall bestehenden Segmenten 2 ein hohlzylindrischer Segmentkörper 3 zusammengesetzt. An jedes Segment 2 ist, wie die linke Hälfte der Fig. 2 zeigt, in der an die äußere Mantel fläche des Segmentkörpers 3 anschließende Randzone eine sich über die gesamte axiale Länge des Segmentkörpers 3 erstreckende, schmale Abstandsleiste 4 angeformt, deren Dicke gleich der gewünschten Distanz zwischen den Segmenten 2 gewählt ist. Statt dieser an die Segmente 2 angeformten Abstandsleisten kann man aber auch, wie in der rechten Hälfte der Fig. 2 dargestellt, zwischen die Segmente 2 je eine separate Abstandsleiste 4′ einsetzen, deren Dicke wie diejenige der Abstandsleisten 4 gewählt ist. Im zusammengesetzten Zustand des Segmentkörpers 3 liegen die Abstandsleisten 4 oder 4′ an der Seitenfläche des benachbarten Segmentes 2 an.To produce a commutator, designated as a whole by 1, a hollow cylindrical segment body 3 is composed of segments 2 of the same design, consisting of copper or another suitable metal. On each segment 2 , as the left half of FIG. 2 shows, in the outer jacket surface of the segment body 3 adjoining edge zone formed over the entire axial length of the segment body 3 , narrow spacer 4 , the thickness of which is equal to the desired Distance between segments 2 is selected. Instead of this integrally formed on the segments 2 spacer bars can also, as shown in the right half of Fig. 2, between the segments 2 each use a separate spacer bar 4 ', the thickness of which is selected as that of the spacer bars 4 . In the assembled state of the segment body 3 , the spacer strips 4 or 4 'lie on the side surface of the adjacent segment 2 .

Der Segmentkörper 3 ist an beiden Stirnseiten mit je einer konzentrisch zu seiner Längsachse verlaufenden Ringnut 5 versehen. Die beiden diese Ringnuten 5 gegen die Längsachse des Segment körpers 3 hin begrenzenden Materialpartien 6 bilden je einen Sitz für einen Armierungsring 7. Die axiale Länge der Materialpar tien 6 ist geringfügig größer als die axiale Länge des aufzuneh menden Armierungsringes 7, jedoch deutlich kleiner als die axiale Länge der die Ringnut 5 nach außen hin begrenzenden Materialpartie der Segmente 2. Ferner ist die Weite der Ringnu ten 5 größer als die in radialer Richtung gemessene Stärke der Armierungsringe 7, so daß zwischen diesen und der äußeren Begrenzungsfläche der Ringnuten 5 ein Zwischenraum vorhanden ist. The segment body 3 is provided on both ends with an annular groove 5 running concentrically to its longitudinal axis. The two these annular grooves 5 against the longitudinal axis of the segment body 3 bounding material portions 6 each form a seat for a reinforcing ring 7th The axial length of the material parts 6 is slightly larger than the axial length of the reinforcing ring 7 to be recorded , but is significantly smaller than the axial length of the material groove of the segments 2 which limits the annular groove 5 towards the outside. Furthermore, the width of the Ringnu th 5 is greater than the thickness of the reinforcing rings 7 measured in the radial direction, so that there is a space between them and the outer boundary surface of the ring grooves 5 .

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Segmente 2 von ihrem die Innemantel fläche des Segmentkörpers 3 bildenden Ende radial nach außen bis in die Höhe der Ringnuten 5 hinein beidseitig abgesetzt, um hier eine Erweiterung 8′ der außen durch die Abstandsleisten 4 oder 4′ definierten Schlitze 8 zu erhalten.As shown in Fig. 2, the segments 2 are offset from their inner jacket surface of the segment body 3 forming end radially outwards up to the height of the annular grooves 5 on both sides, here an extension 8 'of the outside by the spacer strips 4 or 4 ' defined Get slots 8 .

Die Armierungsringe 7, bei denen es sich um isolierte Stahlringe handelt, statt der aber auch glasfaserarmierte Kunststoffringe verwendet werden könnten, lasssen sich mit Spiel auf ihren Sitz aufschieben. Nachdem dies geschehen ist, werden die Mate rialpartien 6 von zwei gegeneinander bewegbaren Dornen 9 (ver gleiche Fig. 4), welche von den beiden Stirnseiten her in den Segmentkörper 3 eingepreßt werden, soweit radial nach außen gedrückt, daß über die plastische Aufweitung des Ringsitzes die Armierungsringe die gewünschte Verspannung erhalten. Während dieser Aufweitung befindet sich, wie Fig. 4 zeigt, der Seg mentkörper 3 in einer dickwandigen Buchse 10, die eine Ver größerung des Außendurchmessers des Segmentkörpers 3 während des Aufweitvorgangs verhindert. Die in Umfangsrichtung durch die Schlitze 8 unterbrochenen Sitze für die beiden Armierungsringe 7 haben nach der plastischen Verformung der Materialpartien 6 einen gegen ihr offenes Ende hin etwas größer werdenden Durch messer, wie dies Fig. 3 zeigt. Ferner ist durch die plasti sche Verformung der Materialpartien 6 der Innendurchmesser des Segmentkörpers 3 im Bereich der Materialpartien 6 etwas größer als in dem zwischen diesen liegenden Mittelabschnitt.The reinforcement rings 7 , which are insulated steel rings, but instead of which glass fiber reinforced plastic rings could also be used, can be pushed onto their seats with play. After this is done, the Mate rialpartie 6 by two mutually movable mandrels 9 (ver same Fig. 4), which are pressed from the two end faces into the segment body 3 , as far radially outward that over the plastic expansion of the ring seat the reinforcement rings receive the desired tension. During this expansion, as shown in FIG. 4, the segment 3 is in a thick-walled bushing 10 , which prevents the outer diameter of the segment body 3 from increasing during the expansion process. The seats interrupted in the circumferential direction by the slots 8 for the two reinforcement rings 7 have, after the plastic deformation of the material parts 6, a diameter which becomes somewhat larger towards their open end, as shown in FIG. 3. Furthermore, due to the plastic deformation of the material parts 6, the inside diameter of the segment body 3 in the region of the material parts 6 is somewhat larger than in the middle section lying between them.

Danach werden der Segmentkörper 3 und eine aus Stahl bestehende Nabe 11 in Form einer zylindrischen Buchse, deren Außendurch messer etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Segment körpers 3, in ein Werkzeug eingelegt, in dem der Zwischenraum zwischen der Außenmantelfläche der Nabe 11 und der Innenmantel fläche des Segmentkörpers 3, die freien Räume zwischen benach barten Segmenten, die noch freien Räume der Ringnuten 5 und die gegenüber der beiden Stirnflächen in axialer Richtung zurückgesetzten Bereiche des Segmentkörpers 3 mit Preßstoff 12 gefüllt werden. Abschließend werden nach dem Aushärten des Preßstoffes 12 die Abstandsleisten 4′ entfernt oder der Seg mentkörper 3 so weit überdreht, bis die Abstandsleisten 4 voll ständig entfernt sind. Der Segmentkörper 3 steht dann unter einem durch die Vorspannung der Armierungsringe 7 erzeugten Gewölbedruck, welcher die Segmente 2 gegen den die Schlitze 8 füllenden Preßstoff 12 preßt.Thereafter, the segment body 3 and a steel hub 11 in the form of a cylindrical bush, the outer diameter of which is slightly smaller than the inner diameter of the segment body 3 , are placed in a tool in which the space between the outer surface of the hub 11 and the inner shell surface of the segment body 3 , the free spaces between neighboring disclosed segments, the still free spaces of the annular grooves 5 and the areas of the segment body 3 which are set back in the axial direction with respect to the two end faces are filled with molding material 12 . Finally, after the molding material 12 has hardened, the spacer strips 4 'are removed or the segment 3 is overturned until the spacer strips 4 are completely removed continuously. The segment body 3 is then under a vault pressure generated by the prestressing of the reinforcement rings 7 , which presses the segments 2 against the molding material 12 filling the slots 8 .

Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unter scheidet sich von demjenigen der Fig. 1 bis 3 nur dadurch, daß die Materialpartien 106 der Segmente 102 zunächst radial nach innen über den Mittelabschnitt überstehen, wie dies Fig. 5 zeigt. Dieser Überstand ist so groß gewählt, daß die erforder liche Aufweitung der Armierungsringe 107, die wie bei den Armie rungsringen 7 teilweise plastisch ist, erreicht wird, wenn die der Längsachse zugekehrte Innenfläche der Materialpartien 106 nach dem Aufweitvorgang mit der Innenfläche des Mittelab schnittes der Segmente 102 fluchtet. Im Ausführungsbeispiel nimmt der Abstand der Innenseite der Materialpartien 106 von der Längsachse des Segmentkörpers 103 zum freien Ende hin gering fügig zu, da für die Aufweitung zwei nicht dargestellte Dorne verwendete worden sind, die sich gegen ihr freies Ende hin leicht konisch verjüngen.The embodiment shown in FIGS. 5 and 6 differs from that of FIGS. 1 to 3 only in that the material portions 106 of the segments 102 initially protrude radially inward beyond the central section, as shown in FIG. 5. This protrusion is chosen so large that the required union expansion of the reinforcement rings 107 , which, as in the case of the reinforcement rings 7, is partially plastic, is achieved when the inner surface of the material portions 106 facing the longitudinal axis 106 after the expansion process with the inner surface of the segments of the segments 102 escapes. In the exemplary embodiment, the distance between the inside of the material parts 106 from the longitudinal axis of the segment body 103 to the free end increases slightly, since two mandrels (not shown) have been used for the expansion, which taper slightly towards their free end.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird, nachdem die Armierungs ringe 107 durch Aufweiten ihrer Sitze vorgespannt worden sind, in den Segmentkörper 103 eine Nabe 111 konzentrisch eingesetzt und in die Zwischenräume Preßstoff 112 eingebracht. Nach dessen Erkalten werden die Abstandsleisten 104 durch Abdrehen entfernt.Also in this embodiment, after the reinforcement rings 107 have been preloaded by widening their seats, a hub 111 is inserted concentrically into the segment body 103 and press material 112 is introduced into the interspaces. After it has cooled, the spacer strips 104 are removed by unscrewing.

Die Segmente 202, aus denen der Segmentkörper 203 des in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiels zusammengesetzt ist, unterscheidet sich von den Segmenten 102 nur dadurch, daß an sie keine den Abstandsleisten 104 entsprechende Distanz elemente angeformt sind. Zwischen die Segmente wird nämlich je eine aus Micanit bestehende Isolierlamelle 204 eingelegt. Der von den Materialpartien 206 gebildete Sitz für die beiden Armierungsringe 207 kann vor der plastischen Verformung der Materialpartien 206 zylindrisch sein, wie dies Fig. 7 zeigt und auch bei den Segmenten 102 der Fall ist. Man kann aber auch, wie dies Fig. 9 zeigt, die Segmente 202 so ausbilden, daß sie zunächst einen sich gegen ihr freies Ende konisch verjün genden Sitz bilden, der das Aufbringen der Armierungsringe zusätzlich erleichtert. Vorteilhaft ist es, die Sitzaufwei tung so vorzusehen, daß bei ruhendem Kommutator der Sitz zum freien Ende der ihn bildenden Materialpartien 206 einen größer werdenden Durchmesser hat. Wird der hieraus resultierende Winkel, den die den Sitz bildende Fläche der Materialpartien 206 mit der Längsachse einschließen, so gewählt, daß bei maximaler Fliehkraftbelastung der Segmente der Sitz eine zylindrische Form annimmt, dann erreicht man bei dieser Belastung eine gleich mäßige und damit optimale Spannungsbeanspruchung der Armierungsrin ge. Bei dem in Fig. 10 dargestellten, mit einer Nabe 211 zu versehenen und mit Preßstoff 212 ausgepreßten Kommutator nimmt deshalb im Ruhezustand der Durchmesser des Sitzes für die Armie rungsringe 207 und auch deren Durchmesser zur benachbarten Stirnseite des Kommutators hin etwas zu.The segments 202, from which the segment body is composed of 203 in Figs. 7 to 10 shown embodiment, different from the segments 102 only in that they do not at the spacer bars 104 corresponding distance elements are formed. An insulating lamella 204 made of micanite is inserted between the segments. The seat formed by the material parts 206 for the two reinforcement rings 207 can be cylindrical before the plastic deformation of the material parts 206 , as shown in FIG. 7 and is also the case with the segments 102 . But you can also, as shown in Fig. 9, the segments 202 so that they first form a conically tapered seat against its free end, which additionally facilitates the application of the reinforcement rings. It is advantageous to provide the Sitzaufwei device so that when the commutator is at rest, the seat has an increasing diameter toward the free end of the material parts 206 forming it. If the resulting angle, which the surface of the material parts 206 forming the seat enclose with the longitudinal axis, is chosen so that the seat assumes a cylindrical shape when the segments are subjected to maximum centrifugal force, then one achieves a uniform and thus optimal stress load on the load Reinforcement ring. In the case of the commutator shown in FIG. 10, to be provided with a hub 211 and pressed with press material 212, the diameter of the seat for the arming rings 207 and also their diameter toward the adjacent end face of the commutator increases somewhat in the idle state.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7 bis 10 wird der Segmentkörper 203 vor dem Aufbringen der Armierungsringe 207 zum Zwecke der Formierung, d.h. einer Durchmesserreduzierung unter plastischer Verformung der Isolierlamellen 204, in eine dickwandige Buchse eingepreßt. Hierbei wird ein zunächst über höhter Gewölbedruck erreicht. In dieser Buchse werden die Sitze für die Armierungsringe 207 aufgeweitet. Wird nun der Segment körper 203 aus der Buchse ausgestoßen, dann wird der überhöhte Ge wölbedruck unter gleichzeitiger Vergrößerung der Spannung in den Armierungsringen bis nahezu auf den Normalwert abgebaut. Der Normalwert ist dann errreicht, wenn abschließend der Segmentkör per 203 auf eine mit einer dünnen Isolierschicht 211′ versehene Nabe 211 aufgeschrumpft worden ist, wobei die Nabe 211 eine radiale Vorspannung erhält.In the exemplary embodiment according to FIGS. 7 to 10, the segment body 203 is pressed into a thick-walled bushing prior to the application of the reinforcement rings 207 for the purpose of forming, ie reducing the diameter while plastically deforming the insulating lamellas 204 . Here, an initially higher vault pressure is achieved. The seats for the reinforcement rings 207 are expanded in this socket. If the segment body 203 is now ejected from the socket, then the excessive arch pressure is reduced to almost the normal value while increasing the tension in the reinforcement rings. The normal value is reached when the segment body has finally been shrunk onto a hub 211 'provided with a thin insulating layer 211 ' by 203 , the hub 211 receiving a radial prestress.

Eine solche Vorspannung der Nabe könnte man auch dadurch errei chen, daß man Preßstoff zwischen die Nabe und die Innenmantel fläche des erwärmten Segmentkörpers mit hohem Druck preßt, wobei der Segmentkörper 203 bis zur Anlage an der Innenwandung der ihn aufnehmenden Preßbuchse aufgeweitet werden kann.Such a bias of the hub could chen chen by pressing material between the hub and the inner surface of the heated segment body with high pressure, the segment body 203 can be expanded to rest on the inner wall of the press bushing receiving it.

Auch im Falle des Aufschrumpfens des Segmentkörpers 203 auf die Nabe 211 wird, wie Fig. 10 zeigt, der durch die axiale Zurücksetzung der Segmente 206 und der Armierungsringe 207 vorhandene Ringraum sowie der nicht von den Armierungsringen 207 ausgefüllte Teil der Ringnuten und die freien Räume zwischen benachbarten Segmenten mit Preßstoff 212 gefüllt.Also in the case of shrink fitting of the segment body 203 to the hub 211, as Fig. 10 shows that by the axial resetting of the segments 206 and the reinforcing rings 207 existing annulus as well as the not filled by the Armierungsringen 207 of the annular grooves and the spaces between neighboring segments filled with molding material 212 .

Bei der Herstellung des in den Fig. 11 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiels wird von einem einstückig ausgebildeten Segmentkörper 303 ausgegangen, der durch Fließpressen hergestellt worden ist. Da es sich hierbei um einen sogenannten Plankommutator handelt, liegt die durch die Segmente 302 gebildete Bürstenlauf fläche in einer Radialebene. Wie ferner die Fig. 12 zeigt, sind zunächst alle Segmente 302 durch je einen schmalen Steg 304 noch miteinander verbunden. Diese Stege liegen auf der die Bürstenlauffläche bildenden Seite der Segmente 302. An diese Vorderseite ist zur weiteren Verstärkung der Verbindung zwischen den Segmenten 302 ein konzentrisch zur Längsachse verlaufender Verbindungsring 304′ angeformt. An den radial innen liegenden Endabschnitt der Segmente 302 schließt sich ein parallel zur Kommutatorlängsachse verlaufender Schenkel 306 an. Diese Schenkel 306, die einen über die Rückseite der Segmente 302 überstehenden, hohlzylindrischen Teil definieren, stellen die Materialpartien dar, welche den plastisch aufzu weitenden Sitz für einen Armierungsring 307 bilden. Die Schenkel 306 stehen deshalb auf einem Teil ihrer Länge nach innen über die nach innen weisende Endfläche der Segmente 302 über, wie dies Fig. 12 zeigt. Nach dem plastischen Aufweiten des Sitzes fluchtet die Innenseite der Schenkel 306 mit der Innenseite der Segmente 302, wie dies aus Fig. 16 ersichtlich ist.In the production of the exemplary embodiment shown in FIGS . 11 to 16, it is assumed that there is a one-piece segment body 303 which has been produced by extrusion. Since this is a so-called flat commutator, the brush running surface formed by the segments 302 lies in a radial plane. As further shown in FIG. 12, all segments 302 are initially connected to one another by a narrow web 304 . These webs lie on the side of the segments 302 forming the brush running surface. A connection ring 304 'which is concentric with the longitudinal axis is formed on this front side to further strengthen the connection between the segments 302 . A leg 306 running parallel to the longitudinal axis of the commutator is connected to the radially inner end section of the segments 302 . These legs 306 , which define a hollow cylindrical part which projects beyond the back of the segments 302 , represent the material parts which form the seat for a reinforcing ring 307 to be plastically expanded. The legs 306 therefore project inward over part of their length beyond the inward-facing end face of the segments 302 , as shown in FIG. 12. After the plastic expansion of the seat, the inside of the legs 306 is aligned with the inside of the segments 302 , as can be seen in FIG. 16.

Nachdem der Armierungsring 307 aufgeweitet worden ist, werden die Zwischenräume zwischen den Segmenten 302 sowie der Ring raum zwischen einer Nabe 311 und den Segmenten 302 sowie den Schenkel 306 mit Preßstoff 312 gefüllt. Außerdem wird, wie die Fig. 15 und 16 zeigen, der Armierungsring 307 mit dem Preß stoff 312 abgedeckt. Erst wenn der Preßstoff 312 ausgehärtet ist, werden der Verbindungsring 304′ und die Stege 304 abgedreht. Danach wird jedes Segment 302 in seiner äußeren Randzone mit Ausnehmungen 313 für das Anschließen je eines Wicklungsendes versehen.After the reinforcement ring 307 has been expanded, the spaces between the segments 302 and the annular space between a hub 311 and the segments 302 and the leg 306 are filled with molding material 312 . In addition, as shown in FIGS . 15 and 16, the reinforcing ring 307 is covered with the press material 312 . Only when the molding material 312 is cured, the connecting ring 304 'and the webs 304 are turned off. Each segment 302 is then provided in its outer edge zone with recesses 313 for connecting one winding end each.

Auch der in den Fig. 17 bis 21 dargestellte Kommutator weist einen fließgepreßten Segmentkörper 403 auf. Allerdings bildet hier von den beiden etwa im rechten Winkel zueinander verlaufenden Schenkel der Segmente 402 der parallel zur Kommutatorlängsachse liegende Schenkel die Bürstenlauffläche, während der radial nach außen ragende Schenkel dem Anschluß für ein Wicklungsende dient. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 11 bis 16 ist auch hier das Fließpressen des Segmentkörpers 403 unpro blematisch, da keine Verankerungselemente an die Segmente 402 angeformt werden müssen. Die Segmente 402 werden lediglich an dem den Schenkel für den Lötanschluß tragenden Ende mit einer zum Ende hin offenen, zur Längsache des Segmentkörpers hin durch eine Materialpartie 406 begrenzten Ausnehmung 414 zur Bildung eines ersten Sitzes und am anderen Ende des die Bürstenlauffläche bildenden Schenkels mit einer axial über diese Lauffläche überstehenden Materialpartie 406′ versehen, die radial nach innen vorspringt und der Bildung eines zweiten Sitzes dient. Nach dem Aufschieben je eines Armierungsringes 407 auf die beiden Sitze werden die diese zur Kommutatorachse hin begrenzenden Materialpartien 406 und 406′ in radialer Richtung nach außen plastisch verformt. Während dieser Verformung wird der Segmentkörper 403 von einer dickwandigen Buchse 401 von außen her abgestützt, wie dies Fig. 21 zeigt. Der für die Aufweitung verwendete Dorn 409 besitzt, wie Fig. 21 ebenfalls zeigt, zwei im Durchmesser unterschiedliche Abschnitte, so daß beide Sitzaufweitungen in einem einzigen Arbeitsgang aus geführt werden können. Nachdem die beiden Armierungsringe 407 vorgespannt worden sind, wird in den Segmentkörper 403 eine Nabe 411 eingesetzt und der Zwischenraum zwischen dieser und dem Segmentkörper 403 mit Preßstoff 412 ausgefüllt. Der Preßstoff deckt auch, wie Fig. 20 zeigt, die Armierungsringe 407 und die sie tragenden Materialpartien 406, 406′ vollständig ab. Zum Schluß werden die dem Anschluß dienenden Schenkel der Segmente 402 mit Ausnehmungen 415 für die anzuschließenden Wicklungsenden versehen, und der Segementkörper 403 zur Beseitigung der die Segmente 402 verbindenden Stege 404 überdreht.The commutator shown in FIGS . 17 to 21 also has an extruded segment body 403 . However, of the two legs of segments 402 which run approximately at right angles to one another, the leg lying parallel to the longitudinal axis of the commutator forms the brush running surface, while the leg which projects radially outwards serves as the connection for a winding end. As in the exemplary embodiment according to FIGS. 11 to 16, the extrusion of the segment body 403 is not problematic here either, since no anchoring elements have to be molded onto the segments 402 . The segments 402 are only on the thigh for the solder joint bearing end with an end open towards limited to the longitudinal axis of the segment body out by a material portion 406 recess 414 to form a first seat and the other end of the brush running surface forming the leg with an axially over this tread protruding material portion 406 'provided, which projects radially inwards and serves to form a second seat. After pushing a reinforcing ring 407 onto the two seats, the material portions 406 and 406 'which delimit these towards the commutator axis are plastically deformed in the radial direction towards the outside. During this deformation, the segment body 403 is supported from the outside by a thick-walled bush 401 , as shown in FIG. 21. The mandrel 409 used for the expansion, as also shown in FIG. 21, has two sections with different diameters, so that both seat expansions can be carried out in a single operation. After the two reinforcement rings 407 have been prestressed, a hub 411 is inserted into the segment body 403 and the space between it and the segment body 403 is filled with molding material 412 . The press fabric also covers, as shown in Fig. 20, the reinforcing rings 407 and the parts of the material 406 , 406 'carrying them completely. Finally, the legs of the segments 402 serving for connection are provided with recesses 415 for the winding ends to be connected, and the segment body 403 is turned over to remove the webs 404 connecting the segments 402 .

Wie Fig. 22 und 23 zeigen, ist es auch möglich, den Segmentkörper 503 mit je einen Sitz für einen Armierungsring 507 bildenden Ringnuten 505′ zu versehen, die nicht wie die Ringnut 505 zur Stirnseite hin, sondern nur zur Längsachse des Kommutators hin, offen ist. Alle Materialpartien 506 der Segmente 502, welche je einen der Sitze bilden, können dann, wie Fig. 24 zeigt, in einem einzigen Arbeitsgang mittels eines Dorns 509 in radialer Richtung nach außen plastisch so weit verformt werden, daß der Armierungsring 507 die gewünschte Spannung erhält. Anschließend wird der Kommutator nach einer der vorstehend beschriebenen Methoden fertiggestellt, beispielsweise dadurch, daß die Ringnuten 505 und 505′ sowie der Zwischenraum zwischen dem Segmentkörper 503 und einer Nabe 511 mit Preßstoff 512 gefüllt wird.As Figures 22 and 23 show., It is also possible to provide the segment body 503, each with a seat for a reinforcing ring 507 forming annular grooves 505 ', do not like the annular groove 505 towards the end face, but only to the longitudinal axis of the commutator out openly is. All material portions 506 of the segments 502, which each form one of the seats, can then, as FIG. 24 shows, in a single operation by means of a mandrel 509 in the radial direction outwards plastically be as much deformed so that the reinforcing ring 507 maintains the desired voltage . The commutator is then finished using one of the methods described above, for example by filling the annular grooves 505 and 505 'and the space between the segment body 503 and a hub 511 with molding material 512 .

Wie die Segmente für einen aus einzelnen Segmenten zusammengesetz ten Segmentkörper, beispielsweise den Segmentkörper 103 kostengün stig hergestellt werden, läßt sich an Hand von Fig. 25 erkennen. Ein Profilband 116 dessen Profil gleich dem Querschnittsprofil der herzustellenden Segmente 102 gewählt ist, wird zur Freilegung der Materialpartien 106 zunächst mit einer T-ähnlichen Austan zung 117 versehen. Die sich in Längsrichtung des Profilbandes 116 erstreckenden beiden Arme der Ausstanzung 117 haben quer zur Längserstreckung des Profilbandes 116 eine zu ihrem gemeinsamen Mittelabschnitt hin abnehmende Breite. In einem zweiten Arbeits gang werden mittels eines in die Ausstanzung 117 einzuführenden Werkzeuges die Materialpartien 106 so weit plastisch in Querrich tung des Profilbandes 116 verformt, daß nun die in Querrichtung des Profilbandes 116 gemessene Weite der Ausstanzung 117′ über deren gesamte Erstreckung in Längsrichtung des Profilbandes 116 konstant ist. Die später den Sitz für einen der Armierungs ringe 107 teilweise bildende Fläche der Materialpartien 106 liegt deshalb nunmehr parallel zu der später einen Teil Bürsten lauffläche bildenden Fläche des Segmentes 102. Zum Schluß wird vom Profilband 116 in der Mitte der Ausstanzung 117′ das Segment 102 abgetrennt.How the segments for a segment body composed of individual segments, for example the segment body 103 , are produced inexpensively can be seen from FIG. 25. A profiled belt 116 whose profile is selected to be the same as the cross-sectional profile of the segments 102 to be produced is first provided with a T-like punch 117 to expose the material parts 106 . The two arms of the punched-out 117 , which extend in the longitudinal direction of the profiled band 116 , have a width which decreases transversely to the longitudinal extent of the profiled band 116 towards their common central section. In a second operation, the material portions 106 are plastically deformed so far in the transverse direction of the profiled strip 116 by means of a tool to be inserted into the punched-out 117 that the width of the punched-out 117 measured in the transverse direction of the profiled strip 116 'over its entire extent in the longitudinal direction of the profiled strip 116 is constant. The surface of the material parts 106 which later forms the seat for one of the reinforcement rings 107 is therefore now parallel to the surface of the segment 102 which later forms part of the brush tread. Finally, segment 102 is separated from profile strip 116 in the middle of punched-out area 117 '.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.All mentioned in the above description as well which can only be inferred from the drawing as further developments, components of the invention, too if not particularly emphasized and especially not are mentioned in the claims.

Claims

1. Commutator for electrical machines, the segments of which form at least one seat concentric with the longitudinal axis of the commutator for a prestressed reinforcing ring, characterized in that the material portion ( 6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 406 '; 506 ) of the segments ( 2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) is plastically deformed in the radial direction towards the outside.

2. Commutator according to claim 1, characterized in that each of the plastically deformed material section ( 6 ; 106 ; 206 ; 306 ; 406 ; 406 '; 506 ) of the segments ( 2 , 102 , 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) is formed , Has radially widened seats through the gaps between adjacent segments in the circumferential direction interruptions.

3. Commutator according to claim 1 or 2, characterized in that the spaces between the segments ( 2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) at least partially filled with press material ( 12 ; 112 ; 212 ; 312 ; 412 ; 512 ) are.

4. Commutator according to claim 1 or 2, characterized in that between the segments ( 202 ) insulating lamellae ( 204 ) are arranged.

5. Commutator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inner circumferential surface of the hollow body formed by the segments ( 2 , 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) on the space between it and the outer circumferential surface of a hub ( 11 ; 111 ; 211 ; 311 ; 411 ; 511 ) or a shaft-filling molding material ( 12 ; 112 ; 312 ; 412 ; 512 ) or on an insulating or insulated hub ( 211 ) or shaft.

6. Commutator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hub ( 211 ) or shaft is biased in the radial direction by the segments ( 202 ) and the reinforcing rings ( 207 ).

7. Commutator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the segments ( 302 ; 402 ) are separate parts of an extruded body.

8. Commutator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the segments ( 2 ; 102 ; 202 ) from their inner boundary surface on radially outwards at least up to the height of the seat for the reinforcing ring ( 7 ; 107 ; 207 ) in Are offset to the circumferential direction on one or both sides in the sense of a reduction in their thickness.

9. Commutator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the seat for the reinforcing ring ( 7 ; 107 ; 207 ) against the longitudinal axis of the commutator delimiting surface of the plastically deformed material parts ( 6 ; 106 ; 206 ) with the longitudinal axis of the commutator a point Include an increase in the radial distance from the longitudinal axis of the commutator towards the free end of this surface, the size of which is chosen to be at least approximately equal to the elastic deformation of the material parts ( 6 ; 106 ; 206 ) occurring at the highest operating stress of the commutator.

10. Commutator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the commutator longitudinal axis facing te inner boundary surface of the parts of the seat forming the material ( 106 ; 206 ) runs at least almost parallel to the longitudinal axis of the commutator.

11. Method of manufacturing a commutator according to Claim 1, in which a segment body with at least one Seat made for a reinforcement ring and the reinforcement ring a bias is given, characterized in that after applying the reinforcement ring to its seat is expanded by supporting the segments from the outside and the material forming the seat under plastic Deformation can be moved radially outwards.

12. The method according to claim 11, characterized in that the expansion of each existing seat in a plasti cal widening of the reinforcement ring arranged on it dimensions are made.

13. The method according to claim 11 or 12, characterized records that the segment body for external support forth, preferably at least almost free of play, in a thick wall ge socket is inserted.

14. The method according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the radial expansion of the seat by pressing in at least one expanding mandrel in the axial direction Direction into the segment body.

15. The method according to claim 14, characterized in that a second expanding mandrel against the first expanding mandrel is introduced into the segment body in the axial direction.

16. The method according to claim 14 or 15, characterized records that by means of the expanding mandrel at least two in In the axial direction spaced seats provided be expanded.

17. The method according to any one of claims 11 to 16, characterized in that after expanding each existing those seat and the reinforcement ring arranged on it press material is introduced between the segments.

18. The method according to claim 17, characterized in net that the segment body is composed of segments between them, preferably in their outer area Spacer elements are arranged, which after pressing the Segment body can be removed with molding material.

19. The method according to claim 17, characterized in that that the segment body is composed of segments that distance molded on one or both sides in its outer area have elements, and that after pressing the segment body with press material of the segment body until complete elimination the spacer elements is turned off.

20. The method according to claim 17, characterized in that that the segment body distan, forming the segments decorative fasteners is extruded and that after the pressing of the segment body with molding compound elements are removed.

21. The method according to any one of claims 18 to 20, characterized in that the segment body after the expansion each existing seat warmed and in one him and one Hub or shaft receiving bushing by pressing in pressed material between the hub or shaft on the one hand and the inner surface surface of the segment body, on the other hand, until it comes into contact with it receiving socket is expanded.

22. The method according to any one of claims 11 to 16, characterized in that the segment body consists of segments and assembled between these insulating lamellae and reducing its diameter to a plastic one Deformation of the insulating lamellae inserted into a thick-walled socket is pressed that each intended reinforcement ring pushed onto the seat assigned to him and that after that the radial expansion of each existing seat and that of it carried reinforcement ring.

23. The method according to any one of claims 11 to 22, characterized in that the segment body after the expansion any existing seat is heated and on a hub or shaft is shrunk.

24. The method according to any one of claims 11 to 23, characterized in that the plastically deformable Ma material sections of the segments when deforming from one layer with respect to the rest of the segment in which the Seat forming surface runs parallel to the longitudinal axis of the commutator or their distance from the longitudinal axis of the commutator against their free one Reduced towards the end, is moved into a position in which the distance of the surface forming the seat from the commutator longitudinal axis increases towards the free end of the surface.