DE3900295A1 - Stirnkollektor fuer elektrische maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stirnkollektor für eine elektrische Maschine, insbesondere der Art, die aus einem Ringblech aus leitfähigem Material hergestellt wird, worin radiale Kerben zur Begrenzung der Kom­ mutatorlamellen eingeschlagen sind, wobei der Boden dieser Kerben gegenüber der Nutzfläche des Bleches so vorspringt, daß die Lamellen nach Überformung und Bearbeitung der diesen Kerben entsprechenden Brücken voneinander getrennt und durch Verankerungselemente in einem Isolierkörper verankert sind, der zur Befe­ stigung an einer Rotorwelle mit oder ohne Hilfe eines Metallfutters, welches im genannten Körper eingelassen ist, geeignet ist.

Obgleich diese Lösungen vor allem deswegen gute Ergebnisse zeitigen, weil sie den Kollektoren ermög­ lichen, den radialen Beanspruchungen der Zentrifu­ galkraft standzuhalten, besteht nichtsdestoweniger ein Problem in Verbindung mit den Beanspruchungen der Zentrifugalkraft, die mit einer etwa lotrecht zur Reibfläche verlaufenden Komponente übertragen werden und die durch "schirmförmige" Verformung des Kollektors dazu neigen, eine schnelle Abnutzung der Bürsten der Maschine und somit einen vorzeitigen Ausfall der genannten Maschine zu bewirken.

Vorliegende Erfindung erlaubt eine Verbesserung der Verankerung der Lamellen im Isolierkörper ohne die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen den Lamellen und betrifft diesbezüglich einen Stirnkollektor der vor­ genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Verankerungselemente unter anderem aus einem radialen Zapfen bestehen, der an der Innenfläche jeder Lamelle parallel zum mittleren Teil der ge­ nannten Lamellen und ganz oder teilweise entlang demselben vorgesehen ist.

Gemäß einer vorzuziehenden Ausführungsart der Erfin­ dung hat der Zapfen Schwalbenschwanzform und die Kanten seiner Flügel verlaufen parallel.

Die Erfindung wird besser verständlich mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen einer Ausführungsart der Erfindung, die folgendes darstellt

- Fig. 1 ist eine Stirnansicht der Innenfläche des Ringblechs, worin die Kommutatorlamellen angebracht sind, und vor Ausbildung des Verankerungszapfens.

- Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht in vergrößertem Maßstab von Fig. 1.

- Fig. 3 ist ein Teilschnitt entlang der Linie III- III aus Fig. 2.

- Fig. 4 ist eine Stirnansicht der Innenfläche des Ringbleches gemäß Fig. 1, jedoch nach Ausbildung der Verankerungszapfen.

- Fig. 5 ist eine perspektivische Teilansicht ent­ sprechend Fig. 2, jedoch nach Ausbildung der Veran­ kerungszapfen.

- Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus Fig. 5.

- Fig. 7 ist eine perspektivische Teilansicht ent­ sprechend Fig. 5, jedoch versehen mit Verstärkungs­ ring.

- Fig. 8 ist ein Längsschnitt der Untergruppe aus Fig. 7 vor dem Pressen des Isolierkörpers.

- Fig. 9 ist ein Längsschnitt des kompletten Kol­ lektors.

Der in den Figuren dargestellte Stirnkollektor wird auf bekannte Weise aus einem Ringblech 1 aus leit­ fähigem Material, insbesondere Kupfer, hergestellt, dessen Innenfläche 1 ª einem Ziehvorgang in der Weise unterworfen wurde, daß in dieser Fläche radiale Ab­ sätze 2 ª ausgebildet werden, die in gleichen Winkeln im Abstand voneinander angeordnet sind und Kommuta­ torlamellen 2 begrenzen und deren Boden Brücken 3 (Fig. 2) bilden, die im Verhältnis zur Nutzfläche 1 b des Bleches 1 vorspringen.

Gemäß der Erfindung ist ein radialer Verankerungs­ zapfen 4 an der Innenfläche 1 ª der Lamellen 2 ganz oder teilweise entlang dem mittleren Teil der ge­ nannten Lamelle 2 vorgesehen.

Der Verankerungszapfen 4 hat Schwalbenschwanzform und die Kanten seiner Flügel 4 ª, 4 b verlaufen paral­ lel.

Der Verankerungszapfen 4 kann vorteilhaft aus einem sechsflächigen Absatz 4 c mit parallel einander ge­ genüberliegenden Flächen (Fig. 1 und 2) hergestellt werden, der in das Ringblech 1 eingeschlagen ist und der unter Einwirkung eines Werkzeuges P, dessen Kan­ te winkelig und geradlinig ausgebildet ist, durch Materialverformung eine Schwalbenschwanzform an­ nimmt, deren Flügel 4 ª und 4 b sich in den durch den­ selben Punkt verlaufenden Ebenen befinden, deren Schnittachse in der mittleren Ebene der Lamelle 2 auf der Innenfläche des Blechs 1 ª liegt.

Der Absatz 4 c jeder Lamelle stellt die Verbindung zu einem konzentrischen Kranz 5 her. Der Kranz 5, der von den radialen Absätzen 2 ª geschnitten wird, ist unterbrochen und seine obere Fläche der Absätze 4 c .

Die Länge der Verankerungszapfen 4, ausgehend vom unterbrochenen Kranz 5, mit dem sie verbunden sind, ist so beschaffen, daß an ihrem freien Ende ein kon­ solförmiger Teil 6 bestehenbleibt, an dessen Umfang die Leiter 7 der Rotorwicklung (nicht dargestellt) der Maschine verschweißt sind.

Diese spezielle Form der Konsole 6 ermöglicht somit eine erhöhte Festigkeit der Lamellen 2 unter der Beanspruchung der Lötelektrode der Leiter 7.

Die Verankerung der Lamellen 2 kann noch durch An­ sätze 8 verbessert werden, die an den Innenflächen 1 ª des Kollektors in der Weise vorspringen, daß die Ansätze 8 entsprechend einem unterbrochenen Kranz konzentrisch angeordnet sind, der innen am Kranz 5 in Nähe des Innenumfangs der Lamellen 2 angeordnet sind.

Ein Verstärkungsring 9 ist an den Ansätzen 8 und rund um diese herum angeordnet, die am Kranz vorge­ sehen sind und mit deren Hilfe die Befestigung durch Falzung an der Fläche 5 ª der genannten Krone er­ folgt. Dazu werden die freien Enden der Ansätze 8 einer Schlagverformung in der Weise ausgesetzt, daß wenigstens eine umgeklappte Schulter am Verstär­ kungsring 9 ausgebildet wird, so daß ein einziger Block entsteht.

Die Lamellen 2 werden somit in axialer Richtung un­ abhängig voneinander durch den Verstärkungsring 9 festgehalten.

Der elektrisch isolierte Verstärkungsring 9 hat ganz allgemein die Form einer elektrisch isolierten Flach­ scheibe aus jedem beliebigen Material mit bestimmten Zugfestigkeitseigenschaften, um die Beanspruchungen aufgrund der Zentrifugalkräfte aufzunehmen.

So kann der Verstärkungsring aus Glasfasern und Epoxidmaterial bestehen.

Ein Metallfutter 11 kann auf bekannte Weise beim Pressen des Isolierstoffkörpers 10 mit dem Ringblech überformt werden, welches mit dem entsprechenden Verstärkungsring 9 versehen ist oder auch nicht.

Es versteht sich von selbst, daß sich die Erfindung nicht auf die Ausführungsform des Stirnkollektors beschränkt, der oben als Beispiel beschrieben wurde, sondern daß sie im Gegenteil alle Ausführungsvarian­ ten einschließt, die gleichwertige Elemente aufwei­ sen.

Insbesondere der Verankerungszapfen 4 kann ein T- förmiges Profil aufweisen.

Claims (8)

1. Stirnkollektor für eine elektrische Maschine, wie z. B. einen Monitor, von der Art, die eine Vielzahl von radialen Kommutatorlamellen (2) besitzt, welche von­ einander getrennt sind und durch Verankerungselemen­ te in einem Isolierkörper (10) verankert sind, der sich zur Anbringung an einer Rotorwelle mit oder ohne Hilfe eines Metallfutters (11) eignet, welches im genannten Körper eingelassen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Veranke­ rungselemente unter anderem aus einem Verankerungs­ zapfen (4) bestehen, der radial an der Innenfläche jeder Kollektorlamelle (2) parallel zum mittleren Teil der genannten Lamellen und ganz oder teilweise entlang desselben verläuft.

2. Stirnkollektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Veranke­ rungszapfen Schwalbenschwanzform hat und die Kante seiner Flügel (4 ª, 4 b) parallel verlaufen.

3. Stirnkollektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Veranke­ rungszapfen (4) aus einem Abstaz (4 c) von sechsflä­ chiger Form mit parallel verlaufenden einander ge­ genüberliegenden Flächen herausgeschlagen wird.

4. Stirnkollektor gemäß den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (4) jeder Lamelle (2) einen konzentrischen Kranz (5) verbindet, der in Nähe des Innenumfangs des Ringblechs 1 angebracht ist und dessen obere Fläche sich in gleicher Höhe befindet wie die obere Fläche des Absatzes (4 c), in welchem der Verankerungsabsatz (4) angebracht ist.

5. Stirnkollektor gemäß einem der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Ansätze (8) vorspringend an den Innenflächen (1 ª) der Lamellen (2) parallel zur Achse des Kollektors in der Weise angebracht sind, daß die gennnten Ansätze (8) entsprechend einem konzentrisch zur Kollektorachse angeordneten und im Innern des Kranzes (5) vorgesehenen Kranz verlaufen.

6. Stirnkollektor gemäß den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch nichtleitender Verstärkungsring (9) entsprechend einem Kranz an den Ansätzen (8) und rund um diese herum angeordnet ist und sich auf der oberen Fläche (5 ª) des Kranzes (5) abstützt, wogegen er gefalzt ist.

7. Stirnkollektor gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (8 ª) der Ansätze (8) durch Schlageinwirkung so verformt werden, daß sie teilweise am Verstärkungs­ ring (9), den sie einfassen, umgefalzt werden.

8. Stirnkollektor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der schwalben­ schwanzförmige Verankerungszapfen (4) vorgesehen ist, ausgehend vom Kranz (5) über eine solche Länge des Absatzes (4 c), daß ein Teil in Form einer Konso­ le 6 bestehenbleibt, an deren Umfang die Leiter (7) der Rotorwicklung verschweißt sind.