DE3842564A1

DE3842564A1 - Kommutator fuer elektrische maschinen

Info

Publication number: DE3842564A1
Application number: DE19883842564
Authority: DE
Inventors: Martin Schwerdtle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-12-17
Filing date: 1988-12-17
Publication date: 1990-06-21
Also published as: AU4496689A; AU620469B2; WO1990007210A1; BR8907827A; ES2017893A6; EP0448564A1; JPH04503748A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Kommutator für elektrische Maschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei solch einem bekannten Kommutator besteht der Trägerkörper aus Stahl und hat einen zylin drischen Außenmantel, auf dem ein Isolierzylinder befestigt ist. Auf dem Isolierzylinder sind einen gleichfalls zylindrischen Außen mantel - und somit die Bürstenlauffläche des Kommutators - bildend abwechselnd Segmente und Isolierstäbe angeordnet und durch Löten oder Schweißen miteinander verbunden. Dabei ist von Nachteil, daß das Herstellverfahren sehr umständlich und teuer ist und nicht in ausreichendem Maße schleuderfest und temperaturbeständig sein kann.

Aufgabe, Lösung und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für die Großmengen fertigung geeigneten Kommutator für hochdrehende elektrische Maschinen in kurzen Prozeßzeiten mit hoher Schleuderfestigkeit und hoher Temperaturbeständigkeit herzustellen.

Zur Lösung der Aufgabe sind die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Dabei ist von Vorteil, daß durch das Entfallen von asbesthaltiger Isolierstoffmasse und damit verbundener langer Herstellprozeßzeit umweltfreundlichere Kommutatoren mit ausreichend hoher Schleuder festigkeit in einem für die Großmengenfertigung geeigneten Verfahren mit kurzen Taktzeiten hergestellt werden können und darüber hinaus eine Montage der Kommutatoren in einer automatisierten Ankerferti gungsstraße ermöglicht wird. Außerdem ist von Vorteil, daß durch den Wegfall der üblichen bekannten meist Asbest enthaltenden Isolier stoffmasse eine höhere Temperaturbeständigkeit und bessere Wärmeab leitung erzielt wird und das Entfernen der Isolation zwischen den Segmenten entfällt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Kommutators möglich. Besonders vorteilhaft ist die weiter erhöhte Schleuderfestigkeit durch das Verstemmen der radial und/oder axial in die Längsnuten des Segmentträgers einsetzbaren Segmente.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Kommutator im Längsschnitt,

Fig. 2 ein erstes Aus führungsbeispiel und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Teiles des Segmentträgers mit in den Längsnuten eingesetzten und befestigten Segmenten, jeweils in Ansicht in Pfeilrichtung in Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Kommutator hat einen Segmentträger 1 beispielsweise aus Stahl oder Aluminium, der mit einer konzentrischen Bohrung 2 zum Aufnehmen auf einer an sich bekannten und nicht näher dargestellten Ankerwelle versehen ist. An seinem Außenmantel 3 ist der Segmentträger 1 mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Längsnuten 4 versehen. Auf dem Außenmantel 3 einschließlich der Längsnuten 4 ist eine Isolier schicht 5 aufgebracht beispielsweise aus Papier, Lack oder als Pulverbeschichtung.

Beim ersten Ausführungsbeispiel des Segmentträgers 1 nach Fig. 2 sind die Seitenwände 6 der offenen Längsnuten 4 eben ausgebildet. Die Segmente 7 haben an einem Ende eine Anschlußfahne 8 zum Befestigen der Enden einer an sich bekannten und nicht näher dargestellten Ankerwicklung. Der Befestigungsbereich 9 der Segmente 7 in den Längsnuten 4 des Segmentträgers 1 ist im Querschnitt keilförmig verengt mit abgerundeter Kante. Die Form des Befestigungsbereichs 9 der Segmente 7 entspricht somit der Form der Längsnut 4 des Segmentträgers 1. In den Längsseiten 10 des Befestigungsbereichs 9 ist je eine Längsnut 11 ausgebildet, die von der Bürstenlauffläche 12 der Segmente 7 her gesehen einen Hinter schnitt bildet.

Die Segmente 7 werden mit ihrem Befestigungsbereich 9 bis 11 radial oder axial in die Längsnuten 4 des Segmentträgers 1 eingesetzt und im Segmentträger 1 mechanisch befestigt. Das geschieht beispiels weise durch Verstemmen. Dabei wird wenigstens stellenweise Material vom Außenmantel 3 zwischen den Längsnuten 4 des Segmentträgers 1 in die Längsnuten 11 im Befestigungsbereich 9 der Segmente 7 gepreßt. Die Segmente 7 können auch von "innen" verstemmt werden. Dazu wird beispielsweise der Kommutator in eine Matrize gespannt und der mit den Segmenten 7 bestückte Segmentträger 1 wird axial zusammenge drückt, so daß dabei verdrängtes Material des Segmentträgers 1 in die Längsnuten 11 der Segmente 7 ausweichen kann und die Segmente 7 im Segmentträger 1 festhält.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel des Segmentträgers 13 sind die Randabschnitte 14 der Seitenwände 15 am offenen Ende der Längsnuten 16 des Segmentträgers 13 in die Längsnuten 15 hineinragend ausge bildet. Die Randabschnitte 14 sind entsprechend den Längsnuten 11 im Befestigungsbereich 9 der Segmente 7 ausgebildet und bilden vom Außenmantel 3 des Segmentträgers 13 gesehen ebenfalls Hinterschnitte.

Die Segmente 7 werden mit ihrem Befestigungsbereich 9 axial in die Längsnuten 16 des Segmentträgers 13 eingesetzt, wobei die Randab schnitte 14 in die Längsnuten 11 der Segmente 7 greifen. Dadurch sind die Segmente 7 bereits am Segmentträger 13 gehalten. Durch Verdrängen von Material vom Außenmantel 3 zwischen den Längsnuten 16 des Segmentträgers 13 in die Längsnuten 11 im Befestigungsbereich 9 der Segmente 7 werden die Segmente 7 - beispielsweise durch Ver stemmen - noch zusätzlich am Segmentträger 13 befestigt. Desgleichen können die Segmente 7 wie beim ersten Ausführungsbeispiel von "innen" verstemmt werden. Dadurch wird vor allem die Schleuder festigkeit weiter erhöht.

Die Montage der Kommutatoren läßt sich bei beiden Ausführungen mit einfachen Mitteln in kurzen Taktzeiten in einer automatisierten Ankerfertigungsstraße durchführen und erfolgt somit besonders in der Großmengenfertigung in wirtschaftlicher Weise.

Claims

1. Kommutator für elektrische Maschinen mit einer Vielzahl von Segmenten, welche an einem Segmentträger aus elektrisch leitendem Werkstoff unter Zwischenlage einer Isolierung befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außenmantel (3) des Segment trägers (1; 13) samt den darin ausgebildeten Längsnuten (4; 16), in welchen die Segmente (7) angeordnet und befestigt sind, oder auf dem in den Längsnuten (4; 16) aufgenommenen Befestigungsbereich (9) der Segmente (7) eine Isolierschicht (5) aufgebracht ist und die in den Längsnuten (4; 16) eingesetzten Segmente (7) am Segmentträger (1; 13) mechanisch befestigt sind.

2. Kommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (7) an den Längsseiten (10) ihres Befestigungsbereiches (9) mit mindestens je einer Längsnut (11) versehen sind, in welche zum mechanischen Befestigen der Segmente (7) am Segmentträger (1; 13) verdrängbares Material aufgenommen ist.

3. Kommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (7) an den Längsseiten (10) ihres Befestigungsbereiches (9) mit mindestens je einer Längsnut (11) versehen sind, in welche sich an den Seitenwänden (15) der Längsnuten (16) des Segmentträgers (13) ausgebildete und in die Längsnuten (16) ragende Vorsprünge (14) erstrecken und in denen zusätzlich am Segmentträger (13) verdräng bares Material aufgenommen ist.

4. Kommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Segmente (7) in den Längsnuten (4; 16) des Segmentträgers (1; 13) mittels Verstemmen des vom Außenmantel (3) des Segmentträgers (1; 13) verdrängbaren Materials mechanisch befestigt sind.

5. Kommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß die Segmente (7) in den Längsnuten (4; 16) des Segment tragers (1; 13) mittels beim axialen Zusammendrücken des Segment trägers (1; 13) verdrängbarem Material mechanisch befestigt sind.