Bei bekannten Kollektoren elektrischer Maschinen und .Apparate mit
Ringmuttern zum Befestigen der beweglichen Druckringe am Stromwenderkörper wird
durch die von den Ringmuttern ausgeübten Druckkräfte und die vom Belag, also den
Lamellen und der Isolation, erzeugten .Gegenkräfte eine Stülpung der Druckringe
hervorgerufen. Dadurch ist eine ungleiche Beanspruchung des Querschnittes der Druckringe
bedingt. Vor allem treten hohe Randspannungen: auf, die eine hohe Ausnutzung des
Druckringes verhindern. Außerdem stellen sich die Druckringe schief, so daß am einen
Druckringende eine Lockerung und am anderen eine Verklemmung an der Führungsfläche
des'S.tromwenderkörpers eintritt. Auch eine Aufwertung des in den Belag eingreifenden
Teiles des. Druckringes ist die Folge, so daß die Einspannung,des Belages gestört
wird.In known collectors of electrical machines and .Apparate with
Ring nuts for attaching the movable pressure rings to the commutator body
by the pressure forces exerted by the ring nuts and by the lining, i.e. the
Lamellae and the insulation, counter-forces generated an inversion of the pressure rings
evoked. This results in an uneven load on the cross-section of the pressure rings
conditional. Above all, high edge stresses occur, which result in a high utilization of the
Prevent pressure ring. In addition, the pressure rings are askew, so that on one
Pressure ring end a loosening and at the other a jamming on the guide surface
of the'S. tumbler body enters. Also an upgrading of the intervening in the pavement
Part of the pressure ring is the result, so that the clamping of the covering is disturbed
will.
Alle diese 1#achteile werden gemäß der Erfindung weitgehend dadurch'
vermieden, daß sich Ringmutter und. ?Druckring nur nahe ihrem äußeren Umfang berühren.
Mit besonderem Vorteil besitzen die Berührungsflächen einen derartig-en Abstand
vom Schwerpunkt des Druckringquerschnittes und schließen einen solchen Winkel mit
der Stromw enderachse ein, daß das Stülpmoment des Druckringes möglichst gering,
insbesondere gleich Null wird, Auf diese Weise gelingt es in besonders wirksamer
Weise, die Höchstspannungen im Druckring herabzusetzen.According to the invention, all of these disadvantages are largely
avoided that ring nut and. ? Only touch the thrust ring near its outer circumference.
The contact surfaces are particularly advantageously at such a distance
from the center of gravity of the pressure ring cross-section and include such an angle
that the turning moment of the pressure ring is as low as possible,
in particular becomes zero, in this way it succeeds in a particularly effective way
Way to reduce the maximum stresses in the thrust ring.
An Hand der Fig. i und 2 der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Hierbei zeigt die Fig. i einen Teil eines .Stromwenders
elektrischer Maschinen, während die Fig. 2 die Spannungsverteilung über den Querschnitt
des hierbei verwendeten Druckringes erkennen läßt. Die . in der üblichen Weise gegeneinander
isolierten Lamellen i werden unter Zwischenschaltung von Isolation 2' mit Hilfe
des Druckringes 3 gegen einen zweiten nicht gezeichneten Druckring gedrückt und
dadurch festgehalten. Der Druckring 3 wird. mit Hilfe der Ringmutter q. unter Zwischenschaltung
eines Gleitringes 5 festgehalten. -Die Ringmutter q. ist zu diesem Zweck auf dem
Stromwenderkörper 6 aufgeschraubt. Gemäß der Erfindung berühren sich- die Ringmutter
und der Druckring nur nahe ihrem iäußeren Umfang. Auf diese Weise gelingt es, das
Stülpmoment des Druckringes besonders klein zu halben. Das läßt sich durch die folgenden
Beziehungen ohne weiteres nachweisen. Hierbei ist das Stülpmoment mit Mst, die Radialkomponente
der vom Belag auf den Druckring ausgeübten Kraft Q mit CK und deren Axialkomponente
mit P sowie der axiale Abstand des Angriffspunktes dieser Kraft vom Schwerpunkt
des Druckrin.gquerschnittes mit a, der senkrechte Abstand der Kraft P von der vorn
der Ringmutter auf den Druckring ausgeübten gleich großenKraftP mit b und schließlich
der Winkel zwischen der Kraft Q und ihrer Komponente CK mit a bezeichnet.
Darüber hinaus ist in der Zeichnung noch die Eigenfliiehkraft CE des Druckringes
und der Normalabstand c der - Komponente P der Kraft Q vom Schwerpunkt eingetragen.
Aus der Fig. i ergibt sich die Beziehung MstT C .a-P.b hierbei ist
so daß
wird. Durch dieVerlagerung.der Berührungsflächen gemäß der Erfindung wirkt die von
der Ringmutter auf den Druckring ausgeübte Kraft dessen Verdrehung entgegen. Dies
zeigt sich auch in dem Vorzeichen des b in der zuletzt angegebenen Gleichung. Darüber
hinaus kann durch die entsprechende Wahl der Größen in der Klammer der letztgenannten
Beziehung das Stülpmoment gleich Null gemacht werden. Durch die dargestellte Anordnung
der Berührungsflächen zwischen Druckring und Ringmutter nahe der Stirnseite des
Stromwenders gelingt es ferner, eine Verstärkung des Druckringes im Vergleich zu
den üblichen. Ausführungen zu schaffen.An exemplary embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 of the drawing. Here, FIG. 1 shows part of a power converter of electrical machines, while FIG. 2 shows the voltage distribution over the cross section of the pressure ring used here. The . Lamellas i, which are isolated from one another in the usual manner, are pressed against a second pressure ring (not shown) with the interposition of insulation 2 'with the aid of the pressure ring 3 and are thereby held in place. The pressure ring 3 is. using the ring nut q. held with the interposition of a sliding ring 5. -The ring nut q. is screwed onto the commutator body 6 for this purpose. According to the invention, the ring nut and the pressure ring only touch close to their outer circumference. In this way it is possible to keep the turning moment of the pressure ring particularly small. This can easily be demonstrated by the following relationships. Here is the inverting moment with Mst, the radial component of the force exerted by the lining on the pressure ring Q with CK and its axial component with P as well as the axial distance of the point of application of this force from the center of gravity of the pressure ring cross-section with a, the vertical distance of the force P from the Equal force P exerted on the thrust ring in front of the ring nut is denoted by b and finally the angle between the force Q and its component CK is denoted by a. In addition, the centrifugal force CE of the pressure ring and the normal distance c of the component P of the force Q from the center of gravity are also entered in the drawing. The relationship MstT C .aP.b here results from FIG so that will. Due to the displacement of the contact surfaces according to the invention, the force exerted by the ring nut on the pressure ring counteracts its rotation. This is also shown in the sign of the b in the last equation given. In addition, the inverting moment can be made equal to zero by the appropriate choice of the sizes in the brackets of the last-mentioned relationship. The illustrated arrangement of the contact surfaces between the pressure ring and ring nut near the end face of the commutator also makes it possible to strengthen the pressure ring in comparison to the usual. To create designs.
Die Fig. 2 zeigt ein Spannungsdiagramm, woraus die Spannungen über
die gesamte axiale Länge des Druckringes entnommen werden können. Dabei ist mit
8s die tangentiale Zugspannung durch Stülpwi,rkung, mit $B die tangentiale Zugspannung
durch die Flehk ,,Taft des Belages und mit öF schließlich die tangentiale Zugspannung
durch die Eigenfliehkraft des Druckringes bezeichnet.Fig. 2 shows a voltage diagram showing the voltages across
the entire axial length of the pressure ring can be taken. It is with
8s the tangential tensile stress due to inverting force, with $ B the tangential tensile stress
through the flehk ,, taffeta of the covering and with öF finally the tangential tensile stress
referred to by the centrifugal force of the pressure ring.
Der Stromwender kann auf der linken Seite in gleicher Weise wie auf
der dargestellten rechten Seite ausgestaltet sein. An Stelle des durch eine Ringmutter
festgehaltenen beweglichen Druckringes kann jedoch auf der nicht dargestellten Seite
auch ein mit dem Stromwenderkörper fest verbundener, insbesondere damit aus einem
Stück bestehender Druckring vorgesehen sein.The commutator can be found on the left in the same way as on
the illustrated right side be designed. In place of by a ring nut
fixed movable pressure ring can, however, on the side not shown
also one that is firmly connected to the commutator body, in particular from one
Piece of existing pressure ring can be provided.