DE875233C

DE875233C - Kommutator fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE875233C
Application number: DES12754D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Donner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-04-30
Filing date: 1942-04-30
Publication date: 1953-04-30

Description

Kommutator für elektrische Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf Kommutatoren elektrischer Maschinen mit Lamellen, die aus Kupfer und Eisen zusammengesetzt sind. Solche Lamellen werden in verschiedener Bauart zur Erzielung einer Kupferersparnis oder auch zur Beseitigung der schädlichen Einflüsse der durch die hetriebsmäß!ige Erwärmung versursachten Ausdehnung der Kupfersegmente angewendet. Zwecks Kupferersparnis werden z. B. die Kopfteile der Lamellen aus Kupfer und die Fußteile aus Eisen ausgeführt, wobei beide Teile in. geeigneter Weise, z. B. durch Schwalbenschwänze, miteinander verbunden sind. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen zur Beseitigung der schädlichen Einflüsse der durch die betriebsmäßige Erwärmung verursachten Ausdehnung der Kupfersegmente in axialer und radialer Richtung :die Lamellen so ausgebildet sind, daß sie aus einem mit der -Tabe verbundenen Eisenteil bestehen, in den Kupfersegmentteile so eingelassen sind, daß beide Teile sich bei Erwärinung allseitig frei ausdehnen können. Dabei sind beide Teile nur durch einige Niete miteinander verbunden. Diese Ausführung erfordert jedoch wegen der "I_weiteiligrh-eit der Lamellen und der besonderen Gestalt jedes Teiles einen verhältnismäßig großen Arbeits- und Zeitaufwand.
Die Erfindung hat einen Kommutator mit aus Kupfer und Eisen bestehenden Lamellen zurr Gegenstand, der bei gleichzeitiger Erzielung einer wesentlichen Ersparnis an Kupfer, trotz Anwendung kompakter Lamellen, ein sehr günstiges Verhalten bei Wärmedehnungen der Lamellen zeigt sowie große mechanische Festigkeit besitzt und auch einfach und billig hergestellt werden kann.
Die Erfindung besteht darin, daß im Kupferteil der Lamellen unterhalb der Schleiffläche, vorzugsweise von der Schwalbenschwanzeinschnürüng an, an beiden Flanken. Stahlverstärkungsteile in heißem Zustande eingeschweißt oder eingewalzt sind.
In der Zeichnung ist in Fig: i und :2 .als Ausführungsbeispiel ein Teil eines Kommutators nach der Erfindung im Quer- und Längsschnitt dargestellt.
@i sind die Lamellen und ä die zwischen diesen angeordneten Isolationen. Die aus Kupfer bestehenden Lamellen i sind gemäß der Erfindung an beiden Flanken mit Ausnehmungen 3 versehen, in die Stahlverstärkungsteile q. in heißem Zustande eingeschweißt oder eingewalzt sind. Die Stahlverstärkungsteile reichen zweckmäßig bis zur Schwalbenschwanzeinschnürung der Lamellen.
Die Lamellen nach der Erfindung stellen einen kompakten Schichtmetallkörper dar, der durch die besondere Art der Herstellung eine bestimmte Eigenschaft erhält. Durch das Einschweißen bzw. Einwalzen der Stahlverstärkungsteile in heißem Zustande in :die Kupferlamellen wird die innige Verbindung beider Metalle irr ihrem der hohen Verarbeitungswärme entsprechenden Dehnungszustande bewirkt. Beim Abkühlen wird nun die Kupferlamelle durch die mit ihr fest verbundenen Stahlverstärkungsteile, die eine geringere Zusammenziehung als Kupfer erfahren, an der dem Temperaturrückgang entsprechenden vollen Zusammenziehung gehindert. Die Sta:hlverstärkungsteile wirken der über das Maß ihrer eigenen Zusammenziehung hinausgehenden Zusammenziehung der Kupferlamelle entgegen, so daßdiese in kaltem Zustande unter Vorspannung mit den Stah.lverstärkungsteilen verbunden ist. Daraus ergibt sich beim Betrieb des Kommutators nach der Erfindung, daß beim -Ansteigen der Temperatur vom kalten Zustande zur Betriebswärme die Spannungsunterschiede der die Lamellen bildenden Metalle sich verringern bzw. sich dem Ausgleich nähern.
Beim Kommutator nach der Erfindung zeigen also die Lamellen praktisch das Ausdehnungsverhalten von Eisen; also das gleiche Verhalten wie die üblicherweise aus Eisen bestehenden Befestigungsteile, so daß die aus der großen Wärmedehnung des Kupfers im allgemeinen bei Kommutatoren auftretenden schädlichen Einflüsse weitgehend verringert sind. Dadurch unterscheidet sich der Kommutator nach der Erfindung wesentlich von jenen bekannten Ausführungen, bei denen die Kopfteile der Lamelle aus Kupfer, die Fußteile dagegen aus Eisen hergestellt sind, da bei diesen das Wärmedehnungsverhalten des Kupferkopfes in keiner Weise durch .den anschließenden Eisenteil beeinflußt wird.
.Gegenüber den Ausführungen, bei denen die Lamellen aus gesonderten Eisen- und Kupferteilen, die sich unabhängigvoneinander ausdehnen können, bestehen, besitzt die Erfindung die wesentlichen Vorteile der einfacheren und billigeren Herstellbarkeit und .des völlig kompakten Aufbaues des Kommutators, da das bei den bekannten Ausführungen notwendige Spiel zwischen den Eisen-und Kupferteilen der Lamellen entfällt.
Die erfindungsgemäßen Stahlverstärkungsteile werden zweckmäßig bis zur Einschnürung des Schwalbenschwanzes geführt, können jedoch auch beliebig weit über diese hinausreichen. Es müssen nicht zwei voneinander getrennte Verstärkungsteile q. angewendet werden, sondern diese können, wie aus Fig.3 hervorgeht, auch aus einem den Lamellenfuß umschließenden Stück bestehen. Die Stahlverstärkungsteile können entweder in seitliche Einschnitte der Kupferlamellen oder unter Wegfall solcher Einschnitte unmittelbar auf oder in die Flanken der Lamellen eingewalzt bzw. eingeschweißt werden. Durch sie wird eine besondere Festigkeit des Schwalbenschwanzteiles der Lamellen und damit eine Steigerung der Fliehkraftfestigkeit des Kommutators erzielt. Der Kommutator nach der Erfindung ist wegen seiner besonderen Eigenschaften für sehr große Wärmedifferenzen und hohe mechanischeBeanspruchungen geeignet.

Claims

PATENTANSPRUCH: Kommutator für elektrische Maschinen mit aus Kupfer und Stahl bestehenden Lamellen, dadurch gekennzeichnet, daß im Kupferteil der Lamellen unterhalb der Schleiffläche, vorzugsweise von der Schwalbenschwanzeirnschnürung an, an beiden Flanken Stahlverstärkungsteile in heißem Zustande eingeschweißt oder eingewalzt sind.