DE503116C

DE503116C - Commuter bars for electrical machines, the commutator bars of which are held together by one or more lateral press rings with the interposition of a special ring-shaped intermediate piece that yields to thermal expansion

Info

Publication number: DE503116C
Application number: DEA44362D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1924-03-05
Filing date: 1925-03-04
Publication date: 1930-07-21
Also published as: US1512221A; FR594451A; GB230470A

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
21. JULI 1930ISSUED ON
JULY 21, 1930

REICHSPATENTAjMTREICHSPATENTAjMT

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M 503 KLASSE 2Id¹ GRUPPE M 503 CLASS 2Id ¹ GROUP

A 44362 VHIbJ₂Id¹ Tag der Bekanntmachung über die Erteilimg des Patents: 3. JuliA 44362 VHIbJ ₂ Id ¹ Date of the announcement of the grant of the patent: July 3rd

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in BerlinGeneral Electricity Society in Berlin

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. März 1925 abPatented in the German Empire on March 4, 1925

ist in Anspruch genommen.is used.

Bekanntlich werden die Stromwendersegmente von Preßringen, die in spitz zulaufende, um den Segmentkranz herumgeführte Nuten eingreifen, dadurch zusammengehalten, daß Bolzen, die durch beide Preßringe hindurchgehen, diese an den Segmentkranz hinpressen. Diese allgemein bekannte Konstruktion weist den Nachteil auf, daß die Segmente unter Einwirkung der Bolzenkräfte und infolge der Erwärmung während des Betriebes Verbiegungen unterworfen sind, wodurch die Betriebssicherheit des Stromwenders sehr beeinträchtigt wird. Es ist auch schon vorgekommen, daß infolge des Anwachsens des Preßdruckes zwischen Preßring und Bolzen letztere zerstört wurden. Zur Beseitigung obiger Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, zwischen Preßring und Segmenten ein nachgiebiges Zwischenglied anzuordnen und durch Einschalten eines federnden Sprengringes den Stromwenderstegen bei der starren Befestigung mittels einer Mutter auf der Stromwendernabe eine axiale Wärmedehnung zu ermöglichen. Dieses Mittel hat sich aber insbesondere für große Stromwender als nicht besonders geeignet erwiesen.As is known, the commutator segments of press rings that are pointed in tapered grooves around the segmented rim engage, thereby held together, that bolts that go through both compression rings press them onto the segment rim. This in general known construction has the disadvantage that the segments under the action of Bolt forces and bending as a result of the heating during operation , whereby the operational safety of the commutator is greatly impaired. It has also happened that as a result the increase in the pressure between the press ring and the bolt, the latter were destroyed. To eliminate the above disadvantages has already been proposed between the press ring and Segments to arrange a flexible intermediate link and the commutator bars by switching on a resilient snap ring to allow axial thermal expansion in the rigid fastening by means of a nut on the commutator hub. However, this means has not proven to be particularly suitable, in particular for large commutators proven.

Erfindungsgemäß werden nun zwischen Preßringen, die die Stromwenderstege zusammenhalten und den kugelig aufsitzenden Muttern der durch die Stromwender frei durchgehenden Bolzen ringförmige Zwischenstücke angeordnet, die den Preßdruck auf ringförmige Ansätze der Preßringe so übertragen, daß die Druckkraft oberhalb des Gegendruckes der Stromwenderstege wirkt. Die Zwischenstücke federn in sich, der Wärmeausdehnung nachgebend. Hierbei werden sowohl die Segmente als auch die Preßringe von Momenten, welche ein Aufbiegen der Stromwenderstege oder Biegungsbeanspruchungen der Preßringe hervorrufen können, frei gehalten. According to the invention, between compression rings that hold the commutator bars together and the spherically seated nuts of the freely passing through the commutator Bolt annular spacers are arranged, which transmit the pressing pressure to the annular lugs of the pressing rings, that the compressive force acts above the counter pressure of the commutator bars. The intermediate pieces spring in themselves, the thermal expansion yielding. Here, both the segments and the compression rings of moments that cause the commutator bars to bend open or can cause bending stresses on the compression rings, kept free.

Der Erfindungsgegenstand ist beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt. Abb. 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen Stromwender, dessen Segmente durch einen durch den Stromwender hindurchtretenden Luftstrom gekühlt werden. In Abb. 2 ist für eine Ausführungsform ohne Luftkühlung eine halbe Stromwenderseite im Schnitt dargestellt. The subject matter of the invention is shown, for example, in the drawings. Fig. 1 shows an axial section through a commutator, the segments through a the air flow passing through the commutator can be cooled. In Fig. 2 is for a Embodiment without air cooling half a commutator side shown in section.

Wie Abb. 1 zeigt, werden die Stromwendersegmente α in der üblichen Weise von Preß-As Fig. 1 shows, the commutator segments α in the usual way of pressing

ringen b, die mit einem zugeschärften Vorsprung c in entsprechende Vertiefungen d der Segmente eingreifen, seitlich gefaßt. Die Preßringe b sind jedoch nicht, wie es bisher allgemein geschah, auf der Welle e angeordnet, sondern sitzen auf einer besonderen Nabe /, auf der sie auch axial sich verschieben können. Das Zwischenstück ist gleichzeitig mit entsprechenden Kanälen g· für den Durchtritt der Kühlluft versehen. Die Preßringe b werden von ringförmigen elastischen Stükken h, die vermittels der Bolzen i an die Ringe angedrückt werden, in die seitlichen Vertiefungen der Segmente hineingepreßt,wrestle b, which engage with a sharpened projection c in corresponding recesses d of the segments, taken laterally. However, the compression rings b are not, as has generally happened so far, arranged on the shaft e , but sit on a special hub / on which they can also move axially. The intermediate piece is at the same time provided with corresponding channels g · for the passage of the cooling air. The compression rings b are pressed into the lateral recesses of the segments by ring-shaped elastic pieces h, which are pressed against the rings by means of the bolts i,

t5 wodurch letztere fest zusammengehalten werden. Die Bolzen i sind, wie die Abbildung zeigt, durch den ganzen Stromwender hindurchgesteckt und nur in den nachgiebigen Stücken //. durch die Muttern Ii abgestützt.t5 whereby the latter are held tightly together. As the illustration shows, the bolts i are pushed through the entire commutator and only in the flexible pieces //. supported by the nuts ii .

Durch entsprechendes Anspannen der Muttern kann der zum Zusammenhalten der Segmente erforderliche Preßdruck erzielt werden. Die Stücke h sind zwecks Lagerung im Preßring je mit einem schmalen Absatz I versehen, der in einem solchen Abstand von den Planenden des Ringstückes h angeordnet ist, daß trotz der Verbiegung dieses Stückes infolge der Einwirkung der Wärmedehnungen der Segmente der Absatz sich gegenüber dem Preßring nicht verschiebt. Es ist zweckmäßig sowohl den Absatz als auch die Auflagefläche des Stückes h am Preßring abzurunden, da hierdurch gleichmäßige Auflagerdrücke erzielt werden. Ferner sind die Muttern k, um ihr gleichmäßiges dauerndes Anliegen an den Ringstücken h zu gewährleisten, mit kugeliger Sitzfläche versehen und entsprechende konkave Sitze an den Ringstücken vorgesehen. An demjenigen Ringstück, das nicht dem Maschineninnern zugekehrt ist, in der Abb. 1 am rechten, ist zur Sicherheit gegen Berührung der Muttern ein Flansch m angeordnet, der letztere überdeckt. Der Flansch ist an einigen Stellen η aufgeschlitzt, damit er nicht überansprucht wird und eine dauernde Formänderung erfährt.By appropriately tightening the nuts, the pressure required to hold the segments together can be achieved. The pieces h are each provided with a narrow shoulder I for the purpose of storage in the press ring, which is arranged at such a distance from the plane ends of the ring piece h that despite the bending of this piece due to the action of the thermal expansion of the segments, the shoulder does not move towards the press ring shifts. It is advisable to round off both the shoulder and the bearing surface of the piece h on the press ring, since this results in uniform bearing pressures. Furthermore, the nuts k are provided with a spherical seat surface and corresponding concave seats are provided on the ring pieces in order to ensure that they are in constant contact with the ring pieces h. On that ring piece that is not facing the inside of the machine, in Fig. 1 on the right, a flange m is arranged to protect against contact with the nuts, which covers the latter. The flange is slit open at some points η so that it is not overstrained and undergoes a permanent change in shape.

Abb. 2 stellt eine Konstruktion dar, die sich insbesondere für kleine Stromwender eignet. Der Unterschied gegenüber der Abb. 1 besteht, wie bereits erwähnt, darin, daß die Preßringe 0 auf einer massiven Büchse p sitzen, also eine Innenluftkühlung· hier nicht stattfindet. Es ist wegen des Verzichtes auf die Kühlung nun die Möglichkeit gegeben,Fig. 2 shows a construction that is particularly suitable for small commutators. The difference compared to Fig. 1, as already mentioned, is that the compression rings 0 sit on a massive bushing p , that is, internal air cooling does not take place here. Because there is no cooling, it is now possible to

das nachgiebige Ringstück q ohne Absatzleiste auszuführen und es dagegen auf der Welle aufsitzen zu lassen. Die Druckleiste r ist bei dieser Konstruktion am Druckring selbst vorgesehen und ähnlich der Ausführungsform nach Abb. 1 zur Vermeidung von Spannungen im Druckring abgerundet.execute the flexible ring piece q without a heel ledge and, however, let it sit on the shaft. In this construction, the pressure bar r is provided on the pressure ring itself and, similar to the embodiment according to Fig. 1, rounded to avoid tension in the pressure ring.

Zum Zwecke der folgenden Betrachtung, die erkennen läßt, daß die Kräftewirkung an den beanspruchten Teilen des vorliegenden Stromwenders wesentlich günstiger ausfällt als bei der bisher üblichen Konstruktion, sind in Abb. 1 noch die Wirkungslinien von Kräften A, B und C eingetragen. Es bedeutet A die Druckkraft, die von dem Preßring auf die Segmente ausgeübt wird, B die Lage der bei Erwärmung der Segmente auftretenden, auf die Preßringe ausgeübten Kraft und C die Wirkungslinie der Bolzenkraft auf den Preßring, sofern die Bolzenmuttern, wie es früher üblich war, auf diesem aufliegen. In diesem Falle entstand, da die Druckkraft^ des Preßringes nicht auf demselben Durchmesser wie die von den Segmenten ausgeübte GegenkraftB liegt, ein Moment, das bestrebt war, die Segmente aufzubiegen. Außerdem war der Preßring selbst, da die Bolzenkraft C unmittelbar an ihm angriff, einem biegenden Moment unterworfen. Da gemäß der neuen Anordnung die Wirkungslinie der Bolzenkräfte an den Preßringen durch die Anordnung der Zwischenstücke Ii über die Linie A hinaus nach der Wirkungslinie B der von den Segmenten zufolge der Wärmedehnungen auf die Preßringe ausgeübten Gegenkraft verlegt wird, wird das die Segmente aufbiegende Moment unterdrückt und wegen der Nachgiebigkeit der Zwischenstücke h bzw. q und der axialen Verschiebbarkeit der Preßringe ein Aufwerfen der Segmente und ein unzulässiges Anwachsen der Bolzenkräfte vermieden.For the purpose of the following consideration, which shows that the forces acting on the parts of the commutator in question are significantly more favorable than in the conventional construction, the lines of action of forces A, B and C are shown in Fig. 1. It means A is the compressive force exerted by the compression ring on the segments, B is the position of the force exerted on the compression rings when the segments are heated, and C is the line of action of the bolt force on the compression ring, provided that the bolt nuts are used, as was common in the past , rest on this. In this case, since the compressive force ^ of the pressing ring is not on the same diameter as the counterforce B exerted by the segments, a moment arose which tended to bend the segments open. In addition, since the bolt force C acted directly on it, the press ring itself was subject to a bending moment. Since, according to the new arrangement, the line of action of the bolt forces on the press rings is shifted by the arrangement of the spacers Ii beyond line A to line B of the opposing force exerted by the segments due to the thermal expansion on the press rings, the moment that bends the segments is suppressed and Because of the resilience of the spacers h and q and the axial displaceability of the compression rings, a throwing up of the segments and an impermissible increase in the bolt forces are avoided.

Claims

Claim:

Commutator for electrical machines, whose commutator bars by one or several lateral compression rings using a special ring-shaped intermediate piece that yields to thermal expansion are held together, characterized in that this intermediate piece by means of freely continuous, with spherically seated nuts provided bolt transfers the pressure to annular lugs of the press ring, which so are arranged that the pressure force is above the counter pressure of the commutator bars works.

1 sheet of drawings