DE7041862U - Spannungsabhängiger Kollektor für Klein- und Kleinstmotoren. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft scheiben- und zylinderförmige Kollektoren, die aus halbleitendem Widerstandsmaterial und metallischen Elektroden bestehen.

Auf an sich bekannte Weise wird die Kommutierung eines Elektromotors mittels Kupferkollektoren durchgeführt, wobei die einzelnen Kupfersegmente auf einem Trägerkörper aus isolierendem Material befestigt sind. Die Kollektoren können scheiben- oder zylinderförmig sein.

Die auf diese Art durchgeführte Kommutierung von Elektromotoren ruft, durch die plötzliche Stromunterbrechung beim Übergang einer Bürste von einem Segment des Kollektors zum anderen, Spannungsspitzen hervor. Es entsteht eine elektromotorische Kraft infolge der Selbstinduktion der Wicklung:

Der an den Motorklemmen angelegten Spannung wird die induzierte Spannung zuaddiert, was die Bildung von Funken zwischen dem Kollektor und den Bürsten hervorruft. Diese Funkenbildung verursacht Störungen an Radio- und Fernsehgeräten, an Funk- und elektronischen Anlagen, und führt zu frühzeitigem Verschleiß von Kollektor und Bürsten.

Wie bekannt, kann die Funkentstörung so vorgenommen werden, dass den entsprechenden Rotorspulen des Elektromotors spannungsabhängige Widerstände (VDR = Voltage Depandent Resistor) parallel geschaltet werden. Die VDR-Widerstände bestehen vorwiegend aus Siliziumkarbid mit einer keramischen Bindung. Sie verhalten sich nach folgender Formel:

Der Exponent der Spannungsabhängigkeit n kann 2 - 7 betragen. Der Einbau der VDR-Widerstände zwecks Funkentstörung und Verlängerung der Lebensdauer von Elektromotoren erfolgt üblicherweise durch Einlöten von drei kleinen Widerstandsscheiben in die Rotorwicklung. Diese Bauweise bedingt jedoch das Auftreten von Unwuchten beim Betrieb des Motors und geringere Laufzeiten durch Lagerschäden.

Durch Verwendung von VDR-Widerstandsringen, die auf die Motorwelle geschoben werden, lassen sich die Unwuchten vermeiden. Solche VDR-Ringe sind auf einer ihrer beiden Flächen, oder auf beiden, mit segmentförmigen Kontakten versehen, die einen Abstand von ca. 1,0 mm untereinander haben. Die dazwischenliegenden, spannungsabhängigen Widerstände werden den entsprechenden Rotorspulen parallel geschaltet. Nach Anlöten des VDR-Ringes muss zusätzlich noch der Kollektor auf die Motorwelle geschoben, befestigt und ebenfalls angelötet werden.

Ziel der Erfindung ist es, einen spannungsabhängigen Kollektor für Klein- und Kleinstmotoren zu schaffen, der die Eigenschaften eines VDR-Widerstandsringes und eines Kollektors in einem einzigen Bauteil vereinigt.

Nach der Erfindung wird für spannungsabhängige Kollektoren für Klein- und Kleinstmotoren anstelle eines Trägers aus Isoliermaterial ein scheiben- oder zylinderförmiger VDR-Widerstand als tragender Bestandteil des Kollektors verwendet, auf den die Kollektorsegmente aufgebracht sind, wodurch sich ein Bauteil ergibt, de die Eigenschaften eines spannungsabhängigen Widerstandes und eines Kollektors besitzt.

An Hand der beigefügten Zeichnung und nachstehender Beispiele wird die Erfindung im einzelnen näher beschrieben.

Figur 1 ist eine Draufsicht auf einen scheibenförmigen Kollektor.

Figur 2 stellt einen Schnitt durch den Kollektor nach Figur 1 dar.

Figur 3 zeigt einen zylindrischen Kollektor und

Figur 4 ist ein Querschnitt durch den Kollektor nach Figur 3.

Die erfindungsgemäßen Kollektoren bestehen aus scheiben- oder zylinderförmigen VDR-Widerständen (1), mit drei oder beliebig vielen, darauf befindlichen Kollektorsegmenten (2) aus Kupfer, oder anderen leitfähigen, für diesen Zweck geeigneten Materialien, die einerseits der Kontaktierung der Widerstände, andererseits als Kollektor dienen.

Die Kollektorsegmente (2) sind durch eine leitende Schicht (3) mit dem Widerstand (1) verbunden. Zwischen den Kollektorsegmenten liegen die spannungsabhängigen Widerstände (4), der Anschluss an die Rotorspulen erfolgt an den Lötfahnen (5).

Beispiel 1:

Ring- oder zylinderförmige VDR-Widerstände werden auf an sich bekannte Art durch Spritzen oder andere Methoden kontaktiert, d.h., mit einer metallischen Schicht versehen. Die Kontaktierung weist die für die Kommutierung notwendige Segmentform mit den entsprechenden Abständen auf; bei ringförmigen VDR-Widerständen Kreissegmente, bei zylindrischen VDR-Widerständen Streifen parallel zur Längsachse (siehe Fig. 1 und Fig. 3).

Die vorhandenen Kontaktsegmente werden galvanisch verstärkt und anschließend poliert.

Beispiel 2:

Die ring-, bzw. zylinderförmigen VDR-Widerstände werden wie im Beispiel 1 kontaktiert. Auf die kontaktierten Flächen werden aus ca. 0,5 mm starkem Kupferblech oder anderem, leitfähigen Material gestanzte Kollektorsegmente entweder aufgelötet, oder mit einem leitfähigen Kleber aufgeklebt. Für das Anlöten der Rotorspulen weisen die Kollektorsegmente an ihrer Außenseite Lötfahnen auf.

Beispiel 3:

VDR-Widerstände werden wie in Beispiel 1 kontaktiert. Um einen genauen Abstand zwischen den einzelnen Kollektorsegmenten zu gewährleisten, hängen die gestanzten Segmente in ihrer Mitte noch zusammen. So können die Segmente in einem Arbeitsgang und mit genauem Abstand untereinander auf die Kontaktflächen der VDR-Widerstände gelötet, bzw. leitfähig geklebt werden.

Die übriggebliebenen Mittelstege werden nach Befestigung der Kollektorsegmente ausgestanzt oder ausgebohrt, sodass die Segmente keine Verbindung untereinander haben.

Beispiel 4:

Eine weitere Vereinfachung gegenüber den Beispielen 2 und 3 ergibt sich dadurch, dass man die Kollektorsegmente vor oder nach dem Ausstanzen mit leitfähigem Kleber beschichtet, und auf den unkontaktierten Widerstand aufpresst. Auf diese Weise wird in einem Arbeitsgang der Widerstand kontaktiert, und der Kollektor montiert. Die stehengebliebenen Mittelstege werden wie in Beispiel 3 ausgestanzt oder gebohrt, die Verlötung der Rotorspulen erfolgt an den Lötfahnen.

Claims (2)

1) Spannungsabhängiger Kollektor für Klein- und Kleinstmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass als tragender Bestandteil ein scheiben- oder zylinderförmiger VDR-Widerstand dient, auf den die Kollektorsegmente aufgebracht sind, wodurch sich ein Bauteil ergibt, der die Eigenschaften eines spannungsabhängigen Widerstandes und eines Kollektors in sich vereint.

2) Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem VDR-Widerstand befindlichen Kollektorsegmente leitend mit dem Widerstand verbunden sind.