DE825286C

DE825286C - Kommutator mit in einem formbaren Isolierstoff eingebetteten Segmenten

Info

Publication number: DE825286C
Application number: DE1950W0002229
Authority: DE
Inventors: Arthur Orbel Hinchliff
Original assignee: WATLIFF AND Co Ltd
Current assignee: WATLIFF AND Co Ltd
Priority date: 1949-01-28
Filing date: 1950-05-28
Publication date: 1951-12-17
Also published as: GB678274A

Description

Die Erfindung betrifft Kommutatoren und insbesondere solche, deren Kommutatorsegmente in isolierendem formbarem, z. B. gießbarem, Werkstoff eingebettet sind, wobei dieses geformte Material mit einer inneren Buchse verbunden ist, welche der Befestigung des Kommutators dient. Die Erfindung l>ezweckt die Schaffung eines verbesserten Kommutators dieser Art, bei welchem zahlreiche der Schwierigkeiten vermieden werden;, die bei den bisherigen Ausführungen von Kommutatoren vorhanden sind, insbesondere bei solchen von verhältnismäßig l>eträchtlichen Größenabmessungen.

Die Erfindung besteht darin, daß die Segmente, die mit dem formbaren Werkstoff einen selbständigen Körper bilden, durch mechanische Befestigungsmittel, z.B. Schrauben, Bolzen o.dgl., mit der auf der Weile angeordneten Tragbuchse verbunden sind.

Zum klaren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Kommutator nach dieser im einzelnen an Hand der Abbildungen beschrieben, von welchen

Fig. ι eine Seitenansicht des neuen Kommutators teilweise im Schnitt der Fig. 2 und

Fig. 2 eine Endansicht des gleichen Kommutators von rechts, gemäß Fig. i, gesehen zeigt;

Fig. 3 ist eine Endansicht der Verbindung der Kommutatorsegmente miteinander, bevor sie in ihrer Fassung befestigt worden sind;

Fig. 4 ist eine Endansicht der Fassung zum Zusammenbau der Anordnung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Stirnansicht eines der Segmente,

Fig. 6 eine Stirnansicht eines der isolierenden Streifen, die zwischen die Segmente eingeschaltet sind und

Fig. 7 ein Querschnitt, der ein benachbartes

Paar von Segmenten mit einem isolierenden Streifen dazwischen veranschaulicht.

Gemäß den Abbildungen weist jedes der Kupfersegmente ι des Kommutators eine gerade Reihe von Löchern 2 parallel zu seiner Innenkante ziemlich nahe derselben auf. Diese Löcher 2 sind so angebracht, daß, wenn die Segmente zusammengebaut sind, um derart einen Körper von hohlzylinderförmiger Gestalt zu bilden, alle Löcher in

ίο einer Schraubenlinie, die um dieses Rohr herum läuft, liegen, wobei die Steigung der Schraube dem Abstand zwischen zwei beliebigen benachbarten Löchern eines Segments voneinander entspricht. Eine Schraubenfeder 3 aus hochzugfestem Stahl ist in die schraubenförmig verlaufende Reihe von Löchern 2 eingefädelt, und zwischen den Segmenten ι sind isolierende Streifen 4 angeordnet, deren jeder an seiner inneren Kante Nuten 5 aufweist, die in die Windungen der Schraubenfeder ein-

ao greifen. Mit anderen Worten liegen die Nuten 5 der isolierenden Streifen 4 in der gleichen Schraubenlinie wie die Löcher 2 in dem Segmenten 1. Die Nuten 5 in den isolierenden Streifen- sind so ausgebildet, daß sie dicht auf die Windungen der Feder 3 aufpassen und dienen dazu, die Feder so zu halten, daß sie nicht mit den Kanten der Löcher 2 in den Segmenten 1 in Kontakt gelangen kann. Schließlich werden die inneren Teile der Segmente ι in einen hohlzylindrischen Körper 6 aus isolierendem formbarem Werkstoff eingebettet, der auch die Löcher 2 in den Segmenten ausfüllt und demgemäß die Windungen der Feder 3 und die inneren Kanten der isolierenden Streifen 4 einbettet. ! Die Segmente 1 sind nunmehr völlig durch den formbaren Werkstoff 6 verbunden, wobei dadurch, daß dieser auch die Löcher 2 ausfüllt, eine starke Verankerung gebildet wird. Die Segmente 1 sind j gegeneinander durch die isolierenden Streifen 4 und außerdem gegen· die Spiralfeder 3 völlig durch den verformbaren Werkstoff 6 in den Löchern 2 isoliert. ■ Gleichzeitig bildet die Schraubenfeder 3 eine starke Verstärkung für den formbaren Werkstoff.

Bei der dargestellten Anordnung erhält der Kör- \ per 6 die Form eines Hohlzylinders, dessen \^rerhältnismäßig dünne Wandung, wie beschrieben, den inneren Teil der durch die Segmente 1, die isolierenden Streifen 4 und die Schraubenfedern 3 gebildeten Gesamtheit umschließt. Mit diesem Hohlzylinder aus einem Stück bestehend, sind an dieses !

drei Ansätze oder Flügel 6" angeformt, die sich in radialer Richtung von ihnen aus nach innen in gleichen Winkelabständen und in seiner mittleren ; Querebene erstrecken.

Zum Fertigzusammenbau des Kommutators werden diese Ansätze oder Flügel mit drei entsprechenden Ansätzen oder Flügeln 7⁰ durch Bolzen verbunden, die sich in radialer Richtung auswärts von einer Metallbuchse 7 erstrecken, die koaxial innerhalb des durch den formbaren Werkstoff 6 gebildeten Hohlzylinders angeordnet ist. j Diese Metallbuchse 7 wird auf der Welle der elek- j trischen Maschine befestigt, in die der Kommutator einzubauen ist.

Hieraus ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein Kommutator geschaffen wird, dessen Segmente 1 in einem äußeren Hohlzylinder aus Isolierstoff 6 eingebettet sind, der im Abstand von einer damit koaxialen inneren Buchse 7 aus Metall durch Ansätze 6^a oder Flügel y^a, die miteinander verbolzt sind und derart eine Art von Speichen bilden, gehalten wird. Der äußere Hohlzylinder aus Isolierstoff 6 wird durch die Schraubenfeder 3 erheblich verstärkt und es ergibt sich daraus eine Gesamtanordnung, die sowohl leicht ist wie kühl bleibt, weil die Luft zwischen dem isolierenden Hohlzylinder 6 und der Metallbuchse 7 freien Zutritt hat.

Die inneren Kanten der Flügel oder Ansätze 6" sind so gewölbt, daß sie genau mit der Oberfläche der Metallbuchse 7 zusammenpassen. Die Ansätze oder Flügel 7⁰ sind, in gleicher Ebene liegend (abdeckend), mit den Seiten der Ansätze oder Flügel 6° durch Bolzen 8 und Muttern 9 verbunden, wobei zwischen den Muttern 9 und den Oberflächen der Ansätze 6° Metallscheiben 10 vorgesehen sind.

In der Praxis ist es erwünscht, wenn auch nicht wichtig, die Segmente abgestuft auszubilden, wie dies am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist, wobei ihre inneren Schwanzteile i", in welchen die Löcher 2 gebildet sind, einander parallele Seitenkanten be- g₀ sitzen und dünner sind als ihre äußeren Teile i⁶, die selbstverständlich keilförmigen Querschnitt aufweisen. Infolge dieser Ausbildung ergeben sich zwischen den inneren oder Schwanzteilen i" Zwischenräume, die mit dem Isolierstoff 6 ausgefüllt sind, und Kanäle, in welche der Isolierstoff leicht fließen kann.

Bei der Herstellung werden die Kupfersegmente i, in welche die Löcher 2 gebohrt worden sind, zunächst einander gleich und etwas langer als ihrer endgültigen Länge entspricht, gestaltet. Die genuteten Streifen 4 aus Isolierstoff, z.B. Micanit, sind ebenfalls einander gleich und langer als ihrer endgültigen Länge entspricht. Die Segmente 1 werden zunächst in leichten Kautschukbändern vereint und dann die Feder 3 durch die Löcher 2 eingefädelt. Hierauf werden die Isolierstreifen 4 zwischen die Segmente 1 einer nach dem anderen eingeführt und nach unten gedruckt, bis ihre Nuten 5 in die Windungen der Feder 3 eingreifen. Nunmehr werden 'die Segmente 1 aufrecht ausgerichtet, bis ihre Enden genau mit den tyenachbartem Isolierstreifen 4 fluchten, und die Windungen der Feder 3 liegen nun zentral in den Löchern 2. Schließlich wird die Gesamtanordnung in radialer Richtung zusammengedrückt, und alle Isolierstreifen 4 werden so ausgerichtet, daß sie mit dem Außendurchmesser des Gesamtkörpers abschneiden, und sodann wird die Stirnseite des Gesamtkörpers bearbeitet.

Dann wird die Gesamtanordnung in die Form eingebracht, und das Einbringen (Eingießen) des formbaren Werkstoffes erfolgt. Die inneren gewölbten Kanten der Ansätze oder Flügel 6" werden auf Maß geschliffen. Die Metallbuchse 7 wird dann durch Verbolzen der Ansätze oder Flügel 7" mit den Flügeln oder Ansätzen 6" an Ort und Stelle

verbunden und schließlich die Außenfläche der Segmente ι genau konzentrisch zu dieser Metallbuchse abgedreht.

Außer den bereits erwähnten Vorteilen besitzt der Kommutator nach der Erfindung noch die folgenden: Der die Segmente zusammenhaltende Körper ist von der Lagerung, welche ihn auf der Welle trägt, getrennt, und jeder Teil kann sich entsprechend frei gemäß seiner eigenen Temperatur

ίο und seinem Werkstoffgefüge ausdehnen.

Die Verstärkung des formbaren Werkstoffs durch die Drahtfeder 3 wirkt besonders günstig im Sinne der Aufnahme von Längsdehnungen, da die Änderungen der Segmentlänge zu so kleinen Längsbewegungen der Windungen der Feder führen, daß diese keine beschränkende Wirkung haben. Da die Zahl der Windungen der Feder proportional der Länge der Segmente ist, trifft dies auf alle Längen zu. Der formbare Werkstoff kann einen Ausdehnungskoeftizienten besitzen, der annähernd gleich dem von Kupfer ist und seine Elastizität soll so hoch als möglich sein.

Die verwendete Menge an formbarem Werkstoff beträgt ein Mindestmaß.

Claims

Patentansprüche:

1. Kommutator mit in einem formbaren, z. B. gießbaren, Isolierstoff eingebetteten Segmenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente mit dem Isolierstoff einen hohlzylinderförmigen selbständigen Körper bilden, der durch mechanische Befestigungsmittel, ζ. Β. Schrauben, Bolzen o. dgl., mit einer auf der Welle sitzenden Tragbuchse verbunden ist.

2. Kommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Halten des die Segmente enthaltenden Hauptkörpers aus formbarem Werkstoff an der Buchse so ausgebildet sind, daß zwischen dem Hauptkörper und der Buchse ein der Kühlung dienender Zwischenraum verbleibt.

3. Kommutator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper aus formbarem Werkstoff hohlzylindrisch ausgebildet ist und sein innerer Umfang in einem erheblichen radialen Abstand von der Buchse liegt.

4. Kommutator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Hohlzylinders verhältnismäßig gering ist.

5. Kommutator nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Hauptkörpers und der Buchse durch Mittel erfolgt, die in axialer Richtung verhältnismäßig kleine Abmessungen haben und in Abständen in der Umfangsrichtung durch Zwischenräume unterbrochen sind.

6. Kommutator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Verbindung des Hauptkörpers aus formbarem Werkstoff mit der Buchse aus Ansätzen, die sich in axialer Richtung von dem Hauptkörper nach innen erstrecken und einen Teil desselben Formstücks wie der Hauptkörper bilden, und sich von der Buchse nach außen erstreckenden Ansätzen, die mit den ersteren Ansätzen verbunden werden, bestehen.

7. Kommutator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Endflächen der Ansätze des Formstücks so gewölbt sind, daß sie dicht auf die Oberfläche der Buchse passen.

8. Kommutator nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze miteinander durch die parallel zu der Achse des Kommutators liegenden Bolzen verbunden sind.

9. Kommutator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper aus isolierendem formbarem Werkstoff durch zu dem Kommutator koaxiale in diesen Hauptkörper eingebettete Schraubenfedern verstärkt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Q 2557 12.