EP0243640B1 - Collector - Google Patents
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- EP0243640B1 EP0243640B1 EP87103729A EP87103729A EP0243640B1 EP 0243640 B1 EP0243640 B1 EP 0243640B1 EP 87103729 A EP87103729 A EP 87103729A EP 87103729 A EP87103729 A EP 87103729A EP 0243640 B1 EP0243640 B1 EP 0243640B1
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kollektor für elektrische Maschinen.The invention relates to a collector for electrical machines.
Ein bekannter derartiger Kollektor weist eine Trägerbüchse auf, an deren Außenmantel in Umfangsrichtung sich erstreckende, schwalbenschwanzartige Befestigungsmittel vorgesehen sind. An dieser Trägerbüchse werden mittels komplementärer, schwalbenschwanzartiger Befestigungsmittel Kollektorlamellen angebracht. Die Kollektorlamellen erstrecken sich jeweils in axialer Richtung, und sie bilden einen Lamellenkranz um die Trägerbüchse herum, wobei benachbarte Kollektorlamellen elektrisch isoliert sind. Die schwalbenschwanzartigen Befestigungsmittel sind so ausgelegt, daß zwischen der Trägerbüchse und den Kollektorlamellen ein Zwischenraum bleibt. Dieser Zwischenraum wird mit einer Vergußmasse, z.B. einem faserverstärkten Epoxyharz, ausgefüllt. Die Vergußmasse verbindet die Kollektorlamellen mit der Trägerbüchse, und sie bildet im ausgehärteten Zustand eine Isolationsschicht zwischen Trägerbüchse und Kollektorlamellen.A known collector of this type has a carrier bushing, on the outer jacket of which dovetail-like fastening means extending in the circumferential direction are provided. Collector lamellae are attached to this carrier sleeve by means of complementary, dovetail-like fastening means. The collector lamellae each extend in the axial direction and they form a lamella ring around the carrier sleeve, with adjacent collector lamellae being electrically insulated. The dovetail-like fasteners are designed so that a space remains between the carrier sleeve and the collector lamellae. This space is filled with a potting compound, e.g. a fiber-reinforced epoxy resin. The potting compound connects the collector lamellae to the carrier sleeve, and in the hardened state it forms an insulation layer between the carrier sleeve and the collector lamellae.
Bei dem bekannten Kollektor sind die schwalbenschwanzartigen Befestigungsmittel an Trägerbüchse und Kollektorlamellen so gewählt, daß sich die Kollektorlamellen bei axialer Orientierung radial von außen an der Trägerbüchse anbringen lassen. Schwalbenschwänze an den Kollektorlamellen passen dabei durch die halsartigen Verengungen von Schwalbenschwanzöffnungen in der Trägerbüchse hindurch, und ebenso passen auch Schwalbenschwänze an der Trägerbüchse durch die halsartigen Verengungen von Schwalbenschwanzöffnungen in den Kollektorlamellen hindurch. Bei der Montage des Lamellenkranzes kommen so zwar Schwalbenschwänze in Schwalbenschwanzöffnungen zu liegen, doch verzahnt die Schwalbenschwanzstruktur nicht. Eine formflüssige Verbindung zwischen Trägerbüchse und Lamellenkranz wird erst hergestellt, wenn der zwischen beiden verbleibende Spalt mit der Vergußmasse ausgefüllt ist.In the known collector, the dovetail-like fastening means on the carrier sleeve and collector plates are selected so that the collector plates can be attached radially from the outside to the carrier sleeve with axial orientation. Dovetails on the collector lamellas fit through the neck-like constrictions of dovetail openings in the carrier sleeve, and dovetails on the carrier liner also fit through the neck-like constrictions of dovetail openings in the collector lamellae. When installing the lamellar ring, dovetails come to rest in dovetail openings, but the dovetail structure does not interlock. A fluid connection between the carrier bush and the lamellar ring is only established when the gap remaining between the two is filled with the sealing compound.
Bei dieser Bauart können zwar die Kollektorlamellen bei axialer Orientierung radial auf die Trägerbüchse aufgesetzt werden, doch wird die zwischen den Lamellen und der Trägerbüchse liegende Vergußmasse im Betrieb auch mit Zugspannungen belastet. Aus Stabilitätsgründen ist daher die Umfangsgeschwindigkeit des bekannten Kollektors auf ca. 40 m/Sekunde begrenzt.With this type of construction, the collector lamellae can be placed radially on the carrier sleeve with axial orientation, but the sealing compound between the lamellae and the carrier sleeve is also subjected to tensile stresses during operation. For reasons of stability, the peripheral speed of the known collector is therefore limited to approximately 40 m / second.
Die moderne Antriebstechnik verlangt nun aber für viele elektrische Maschinen höhere Drehzahlen und zugleich eine Betriebsmöglichkeit bei höheren Temperaturen, um bei gleicher Baugröße höhere Leistungen zu erzielen und in vielen Fällen auf Zwischengetriebe verzichten zu können. Diese Forderung ist mit dem bekannten Kollektor nicht zu erfüllen.However, modern drive technology now requires higher speeds for many electrical machines and, at the same time, an operating option at higher temperatures in order to achieve higher outputs with the same size and in many cases to be able to do without intermediate gears. This requirement cannot be met with the known collector.
Nach der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung P 34 43 107.1 der Anmelderin gehört zum Stand der Technik ein Kollektor der eingangs genannten Art, bei dem die Befestigungsmittel an Trägerbüchse und Kollektorlamellen in einer bei axialer Orientierung der Kollektorlamellen hintergreifenden Schwalbenschwanzanordnung zu liegen kommen, bei der der Hals einer Schwalbenschwanzöffnung so eng ist, daß der Kopf eines darin zu liegen kommenden Schwalbenschwanzes nicht hindurchpaßt. Um diese Verzahnung herstellung zu können, sind die Schwalbenschwanzstege an der Trägerbüchse unter Bildung eines radialen Schlitzes unterbrochen. Die Kollektorlamellen werden in den Schlitz eingeführt und in Umfangsrichtung auf die Trägerbüchse aufgezogen. Nachdem so alle Kollektorlamellen bis auf eine letzte montiert sind, wird der Schlitz mit einem Keil verschlossen, der die letzte Kollektorlamelle trägt. Der Keil ist ein Profilteil, das zur Aufnahme der angreifenden Zentrifugalkräfte in einer Profilnut der Trägerbüchse sitzt.According to the applicant's unpublished German
Mit dieser an sich sehr vorteilhaften Kollektorbauform geht ein erheblicher Fertigungs- und Montageaufwand einher. Auch ist es aus Stabilitätsgründen prinzipiell nachteilig, daß die Schwalben schwanzstege der Trägerbüchse unter Bildung eines durchgehenden radialen Schlitzes unterbrochen sind.This very advantageous collector design is associated with considerable manufacturing and assembly work. For reasons of stability, it is also disadvantageous in principle that the swallows Tail webs of the carrier sleeve are interrupted to form a continuous radial slot.
Aufgabe der Erfindung ist es, in einer Variante zu der letztgenannten Kollektorbauform einen konstruktiv einfachen, wirtschaftlich herzustellenden Kollektor zu schaffen, der es bei hoher thermischer Belastbarkeit nicht zuletzt aufgrund guter Luftkühlung erlaubt, höhere Umfangsgeschwindigkeiten zu erreichen.The object of the invention is to provide, in a variant of the last-mentioned collector design, a structurally simple, economically producible collector which, with high thermal load capacity, not least because of good air cooling, allows higher peripheral speeds to be achieved.
Diese Aufgabe wird bei einem Kollektor der genannten Art dadurch gelöst, daß an wenigstens einer Stelle auf dem Umfang der Trägerbüchse Einschnitte in den schwalbenschwanzartigen Stegen der Trägerbüchse vorgesehen sind, die ein Ansetzen von unter einem Winkel gegen die Axialrichtung orientierten Kollektorlamellen ermöglichen, worauf sich durch Ausrichten der Kollektorlamellen in Axialrichtung die hintergreifende Schwalbenschwanzanordnung herstellen läßt.This object is achieved in a collector of the type mentioned in that at least one point on the circumference of the carrier bushing is provided with incisions in the dovetail-like webs of the carrier bushing, which make it possible to attach collector fins oriented at an angle to the axial direction, which is followed by alignment the collector lamellae can produce the rear engaging dovetail arrangement in the axial direction.
Die Erfindung vermeidet durchgehende axiale Schlitze in den schwalbenschwanzartigen Stegen der Trägerbüchse, womit mögliche Schwachstellen der Kollektoranordnung entfallen. Auch die nach dem Stand der Technik erforderlichen Keile zum Verschließen dieser Schlitze werden überflüssig. Nichts desto weniger erhält man nach erfolgter Montage die gewünschte Verzahnung der schwalbenschwanzartigen Befestigungsmittel an Trägerbüchse und Kollektorlamellen, so daß die dazwischen zu liegen kommende Vergußmasse einer reinen Druckbelastung ausgesetzt ist. Hierdurch können Umfangsgeschwindigkeiten des Kollektors bis 70 m/Sekunde erreicht werden und das bei einer minimalen Rundlaufabweichung der Kollektoroberfläche. Außerdem kann eine vor dem Einbringen der Vergußmasse aufgebaute Gewölbespannung im Lamellenverbund voll erhalten werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bauart ist der geringe radiale Platzbedarf für die Verankerung der Lamellen unabhängig von der Baulänge des Kollektors. Dadurch können große Belüftungsöffnungen in der Trägerbüchse vorgesehen werden, und dank der verbesserten Kühlmöglichkeit wird die thermische Belastbarkeit des Kollektors erhöht. Zugleich kann das Gewicht des Kollektors erheblich verringert werden.The invention avoids continuous axial slots in the dovetail-like webs of the carrier bush, which eliminates possible weak points in the collector arrangement. The wedges required in the prior art for closing these slots are also superfluous. Nonetheless, once the assembly has been completed, the desired toothing of the dovetail-like fastening means on the carrier bushing and collector lamellae is obtained, so that the potting compound which lies between them is exposed to a pure pressure load. In this way, peripheral speeds of the collector of up to 70 m / second can be achieved with a minimal runout of the collector surface. In addition, a vault tension built up in the lamella composite before the potting compound is introduced can be fully retained. Another advantage of the design according to the invention is the small radial space required for anchoring the slats regardless of the overall length of the collector. This allows large ventilation openings in the carrier sleeve can be provided, and thanks to the improved cooling option, the thermal load capacity of the collector is increased. At the same time, the weight of the collector can be reduced considerably.
Ein wichtiges Anwendungsgebiet für den erfindungsgemäßen Kollektor sind Antriebsmotoren für schienengebundene Verkehrsmittel, die als Traktions-Maschinen bezeichnet werden. Für diese Maschinen werden bislang fast ausschließlich Schraubkollektoren eingesetzt, die aber bekannte Nachteile wie z.B. ein großes Gewicht, hohe Herstellungskosten, eine geringe Durchlüftbarkeit usw. haben. Hier bringt die Erfindung erhebliche Verbesserungen.An important area of application for the collector according to the invention is drive motors for rail-bound means of transport, which are referred to as traction machines. So far, screw collectors have been used almost exclusively for these machines, but they have known disadvantages such as have a large weight, high manufacturing costs, low ventilation, etc. Here the invention brings significant improvements.
Die erfindungsgemäß an den schwalbenschwanzartigen Stegen der Trägerbüchse vorgesehenen Einschnitte ermöglichen ein schräges Ansetzen der Kollektorfahnen. Die Einschnitte benachbarter Stege kommen in Umfangsrichtung versetzt zueinander zu liegen, wodurch sich die Schwächung der Trägerbüchse über einen größeren Umfangsbereich verteilt. In einer bevorzugten Bauform der Erfindung sind die Einschnitte benachbarter Stege um wenigstens die Breite einer Kollektorlamelle in Umfangsrichtung versetzt. Es wird so erreicht, daß nach axialer Ausrichtung auf jede im Montagebereich zu liegen kommende Kollektorlamelle höchstens ein Einschnitt trifft. Von den die Kollektorlamelle haltenden Stegen weist also allenfalls einer einen Einschnitt auf, während alle anderen Stege ohne Einschnitt sind, und die Schwächung im Verbund ist entsprechend gering.The incisions provided according to the invention on the dovetail-like webs of the carrier bushing enable the collector flags to be placed obliquely. The incisions of adjacent webs are offset from one another in the circumferential direction, as a result of which the weakening of the carrier sleeve is distributed over a larger circumferential area. In a preferred design of the invention, the incisions of adjacent webs are offset in the circumferential direction by at least the width of one collector lamella. It is thus achieved that, after axial alignment, at most one incision hits each collector lamella to be located in the assembly area. At most, one of the webs holding the collector lamella has an incision, while all the other webs have no incision, and the weakening in the composite is correspondingly low.
Aus Stabilitätsgründen sollten die Einschnitte möglichst klein sein. Sie können insbesondere eine Breite haben, die die einer Kollektorlamelle nur um ein geringes Montagespiel übersteigt. Man richtet die Einschnitte dann entlang einer Geraden aus, längs derer die Kollektorlamellen unter einem Winkel zur Axialrichtung an die Trägerbüchse angesetzt werden.For reasons of stability, the incisions should be as small as possible. In particular, they can have a width that only exceeds that of a collector lamella by a slight assembly play. The incisions are then aligned along a straight line along which the collector lamellae are attached to the support sleeve at an angle to the axial direction.
Die Einschnitte können sich alle auf derselben Seite der Stege befinden und deren Schwalbenschwanzkopf anschneiden, wobei sie radial innen davon liegende Schwalbenschwanz-Ringnut treffen. Zumindest ein Randsteg, eventuell aber auch weitere Stege der Trägerbüchse können dabei ohne Einschnitt bleiben. Man hält so die von den Einschnitten ausgehende Schwächung gering und ermöglicht ein bequemes Ansetzen von Kollektorlamellen in einer Schwenkbewegung, deren Schwenkebene keine Axialebene ist.The incisions can all be on the same side of the webs and cut their dovetail head, where they meet the dovetail ring groove lying radially on the inside. At least one edge web, but possibly also other webs of the carrier sleeve can remain without incision. In this way, the weakening emanating from the incisions is kept low, and collector slats can be conveniently attached in a swiveling movement, the swiveling plane of which is not an axial plane.
Die Trägerbüchse kann in einem zerspanenden Fertigungsverfahren mit den Einschnitten versehen sein. Insbesondere kommen Einschnitte in Form von Einfräsungen in Betracht.The carrier bushing can be provided with the incisions in a machining production process. In particular, incisions in the form of millings can be considered.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- die perspektivische Ansicht eines Kollektors mit teilweise aufgebrochener Vergußmasse, im Bereich eines Montageabschnitts entfernten Kollektorlamellen und einer einzelnen Kollektorlamelle oberhalb des Montageabschnitts;
- Figur 2
- eine radiale Draufsicht auf den Montageabschnitt einer Trägerbüchse des Kollektors;
- Figur 3
- einen Schnitt durch die Trägerbüchse nach III-III von Figur 2, wobei eine Kollektorlamelle in der Phase des Ansetzens dargestellt ist.
- Figure 1
- the perspective view of a collector with partially broken potting compound, in the area of a mounting section removed collector lamella and a single collector lamella above the mounting section;
- Figure 2
- a radial plan view of the mounting portion of a carrier sleeve of the collector;
- Figure 3
- a section through the carrier sleeve according to III-III of Figure 2, wherein a collector lamella is shown in the phase of attachment.
Bezugnehmend auf Figur 1, besteht der dargestellte Kollektor aus einer Trägerbüchse 10 und einem darauf in Umfangsrichtung aufgezogenen Kranz von Kollektorlamellen 12. Dieser Kranz ist teilweise aufgebrochen, so daß ein Montagebereich der Trägerbüchse 10 sichtbar wird. Die Trägerbüchse 10 hat eine kreiszylindrische Grundform.Referring to FIG. 1, the collector shown consists of a carrier bushing 10 and a ring of
Ihre Mittelachse 14 stellt die Drehachse des Kollektors dar. In der Umgebung dieser Drehachse 14 ist die Trägerbüchse 10 als Kollektornabe ausgebildet, was in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine mittige, axiale Zylinderbohrung 16 angedeutet ist. Die Kollektornabe kann aber auch eine beliebige andere Form haben, und beispielsweise als in einem Kreuz gelagerte Führungsbuchse, Kleeblattöffnung usw. gestaltet sein (nicht dargestellt). Der Kollektor sitzt mit der Nabe auf der Welle einer elektrischen Maschine wie z.B. einem Elektromotor, Generator oder Umformer auf.Its
Auf dem Außenmantel der Trägerbüchse 10 befinden sich Befestigungsmittel für die Kollektorlamellen 12 in Form von Stegen 18, 20, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Gemäß Figur 1 sind in axialem Abstand vier parallele Stege 18, 20 vorgesehen. Die beiden mittleren Stege 18 haben im Querschnitt eine Schwalbenschwanzform, wobei sie sich radial nach außen hin erweitern. Die Randstege 20 haben dagegen die Querschnittsform eines in einer Mittelebene halbierten Schwalbenschwanzes, wobei sie zusätzlich im Bereich ihres Kopfes angeschrägt sind, so daß die axialen Stirnflächen 22 der Trägerbüchse 10 radial außenseitig eine umlaufende Phase 24 aufweisen.Fastening means for the
Zwischen den Stegen 18, 20 auf dem Außenmantel der Trägerbüchse 10 befinden sich in Umfangsrichtung umlaufende Ringnuten 26. Deren Nutöffnungen haben einen ebenfalls schwalbenschwanzförmigen Querschnitt, wobei sie sich radial von außen nach innen erweitern. Die Nutöffnungen sind in Breite und Tiefe größer als die schwalbenschwanzförmigen Stege 18.Between the
Die Kollektorlamellen 12 sind Kreiszylindersegmente mit im wesentlichen derselben axialen Länge, wie die Trägerbüchse 10. Sie bestehen vorzugsweise aus Kupfer und werden gegeneinander und gegen die Trägerbüchse 10 isoliert in einem Kranz auf dem Außenmantel der Trägerbüchse 10 angebracht. Die Kollektorlamellen 12 weisen hierzu an ihrer radialen Innenkante schwalbenschwanzartige Befestigungsmittel auf, die mit denen an der Trägerbüchse 10 kämmen. Im einzelnen erkennt man drei von der radialen Innenkante einer Kollektorlamelle 12 abstehende Schwalbenschwänze 28, zwischen denen sich zwei Schwalbenschwanzöffnungen 30 befinden. Letztere sind wiederum größer, als die Schwalbenschwänze 28. Im montierten Zustand kommen die Schwalbenschwänze 28 der Kollektorlamellen 12 in den Ringnuten 26 der Trägerbüchse 10 zu liegen, und die Stege 18, 20 der Trägerbüchse 10 greifen in die Schwalbenschwanzöffnungen 30 der Kollektorlamellen 12 ein. Die Trägerbüchse 10 und die Kollektorlamellen 12 berühren dabei einander nicht. Vielmehr bleibt zwischen den Schwalbenschwanzstrukturen ein Spalt 32, der mit einer Vergußmasse 34 ausgefüllt wird.The
Erfindungsgemäß ist eine bei axialer Orientierung der Kollektorlamellen 12 hintergreifende Schwalbenschwanzanordnung vorgesehen, bei der der Hals der Schwalbenschwanzöffnungen 26, 30 jeweils so eng ist, daß der Kopf der darin zu liegen kommenden Schwalbenschwänze 18, 28 nicht durch die Verengungsstelle hindurchpaßt. Die Kollektorlamellen 12 lassen sich daher nicht einfach bei axialer Orientierung radial an die Trägerbüchse 10 ansetzen. Ein Anbau ist vielmehr nur in einem Montagebereich der Trägerbüchse 10 möglich, der in Figur 1 bis Figur 3 näher dargestellt ist.According to the invention, a dovetail arrangement engaging behind the axial orientation of the
In dem Montagebereich sind die mittleren Stege 18 der Trägerbüchse 10 mit Einschnitten 36 versehen. Die Einschnitte befinden sich auf derselben Halbseite der Stege 18. Sie schneiden den Schwalbenschwanzkopf an und treffen die radial innen davon liegende, im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Ringnut 26. Wie am besten Figur 2 zu entnehmen, sind die Einschnitte 36 längs einer Geraden 38 ausgerichtet, die sich in einem Winkel α zu der Mittelachse 14 des Kollektors erstreckt. Die Breite der Einschnitte 36 ist um ein geringes Montagespiel größer, als die Breite einer Kollektorlamelle 12. Die Einschnitte 36 sind als Einfräsungen mit einem Fräser entsprechenden Durchmessers hergestellt und ihre innere Begrenzungsfläche ist entsprechend gerundet. Diese Form ist aber für die Erfindung in keiner Weise zwingend; die Einschnitte 36 können vielmehr beispielsweise auch rechteckigen Grundriß haben.In the assembly area, the
Beim Ansetzen der Kollektorlamellen 12 werden diese in Längsrichtung parallel zu der Geraden 38 orientiert. Wie Figur 3 zu entnehmen,wird dann zunächst ein randseitiger Schwalbenschwanz 28 der Kollektorlamelle 12 in diejenige randseitige Ringnut 26 der Trägerbüchse 10 eingeführt, die durch keinen Einschnitt 36 erweitert ist. Sodann wird die Kollektorlamelle 12 in einer Schwenkbewegung abgesenkt, wobei ihre übrigen Schwalbenschwänze 28 durch die Einschnitte 36 hindurchgeführt werden. Die Schwenkebene geht durch die Gerade 38 und steht senkrecht zu der Zeichenebene der Figur 2; sie schließt also mit einer zur Zeichenebene der Figur 2 senkrechten Axialebene den erwähnten Winkel α ein. Nach Absenken der Kollektorlamelle 12 besteht die Möglichkeit, sie in Axialrichtung auszurichten, wodurch die gewünschte hintergreifende Schwalbenschwanzanordnung hergestellt wird.When the collector slats 12 are attached, they are oriented in the longitudinal direction parallel to the
Bezugnehmend auf Figur 2, sind die Einschnitte 36 benachbarter Stege 18 in Umfangsrichtung zueinander versetzt. Dieser Versatz sollte zumindest der Breite einer Kollektorlamelle entsprechen. Man erreicht so, daß nach erfolgter axialer Ausrichtung aller Kollektorlamellen 12 höchstens ein Einschnitt 36 auf der Höhe einer Kollektorlamelle 12 zu liegen kommt. Die sich daraus ergebende Schwächung des Verbunds ist gering.With reference to FIG. 2, the
Bei der Montage werden die neu aufgesetzten Kollektorlamellen 12 in Umfangsrichtung der Trägerbüchse 10 weitergefädelt, wobei man zunächst die Orientierung der Kollektorlamellen 12 schräg zur Mittelachse 14 beibehält. Auf diese Art wird der Kranz der Lamellen geschlossen, bis genau an den Einschnitten 36 ein Lücke für eine letzte Kollektorlamelle bleibt. Diese wird angesetzt, worauf der Kranz in sich verdreht werden kann, bis alle Kollektorfahnen 12 ihre Endstellung mit axialer Längsrichtung einnehmen. Sodann wird in einem Preßvorgang die Vergußmasse 34 eingeführt, die den Spalt 32 zwischen der Trägerbüchse 10 und dem Kollektorkranz schließt.During assembly, the newly placed
Wie insbesondere Figur 3 zu entnehmen, sind die Schwalbenschwänze 18, 20, 28 an Trägerbüchse 10 und Kollektorlamellen 12 gleich groß, und sie befinden sich in gleichem axialen Abstand. Ebenso sind auch die Schwalbenschwanzöffnungen 26, 30 von Trägerbüchse 10 und Kollektorlamellen 12 untereinander gleich groß, in gleichem axialen Abstand gelegen und, wie erwähnt, größer als die darin eingreifenden Schwalbenschwänze 18, 20, 28. Die Kontur von Schwalbenschwänzen und Schwalbenschwanzöffnungen ist dabei gleich, so daß der Spalt 32 zwischen der Trägerbüchse 10 und den Kollektorlamellen 12 durchgehend mehr oder weniger konstante Breite hat. Die eingeführte Vergußmasse 34 bildet also eine Schicht von durchweg etwa konstanter Dicke. Sie hält im ausgehärteten Zustand den Lamellenkranz auf der Trägerbüchse 10, und sie bildet zugleich eine elektrische Isolation zwischen der Trägerbüchse 10 und den einzelnen Kollektorlamellen 12.As can be seen in particular in FIG. 3, the dovetails 18, 20, 28 on the
Im Betrieb wird durch die an den Kollektorlamellen 12 wirkenden Zentrifugalkräfte,die zwischen den Flanken der Schwalbenschwanzstruktur befindliche Vergußmasse 34 in erster Linie auf Druck beansprucht. Die Vergußmasse 34 ist in der Lage, erhebliche Druckkraft aufzunehmen, so daß erfindungsgemäß hohe Umfangsgeschwindigkeiten am Kollektormantel beherrscht werden können.In operation, the potting
Die beschriebenen, in einer Meanderstruktur miteinander verzahnten Befestigungsmittel von Trägerbüchse 10 und Lamellenkranz müssen nicht unbedingt schwalbenschwanzartig gestaltet sein. Es können vielmehr auch andere hintergreifende Formschlußmittel zum Einsatz kommen, die Nuten mit halsartigen Verengungsstellen sowie in die Nuten eingreifende, komplementäre Köpfe aufweisen, wobei die Köpfe nicht durch die halsartige Verengungsstelle passen.The described fastening means of
Es versteht sich, daß die Erfindung auch nicht auf die in den Abbildungen gezeigte Anzahl von Schwalbenschwanzöffnungen und damit kämmenden Schwalbenschwänzen beschränkt ist. Je nach axialer Länge des Kollektors kann vielmehr eine daran angepaßte Anzahl von Schwalbenschwänzen Verwendung finden. Die erfindungsgemäße Form der Befestigung ist also für alle möglichen Baugrößen geeignet.It is understood that the invention is also not limited to the number of dovetail openings shown in the figures and the dovetails meshing therewith. Depending on the axial length of the collector, an adapted number of dovetails can be used. The form of attachment according to the invention is therefore suitable for all possible sizes.
Die in den Abbildungen gezeigten Kollektorlamellen 12 tragen an ihrem einen axialen Ende eine radial abstehende Anschlußfahne 40. Das Vorhandensein einer solchen Fahne ist für die Erfindung aber nicht zwingend. Benachbarte Kollektorlamellen 12 können beispielsweise mit Glimmer gegeneinander isoliert sein. Als Vergußmasse 34 kommt insbesondere eine faserverstärkte, kriechstromfeste Epoxyharz-Kombination ohne Asbest-Füllstoffe in Betracht.The
Wie man in Figur 1 vorn erkennt, steht die Trägerbüchse 10 in Axialrichtung über den Kollektorlamellenkranz hinaus. Es empfiehlt sich, auch im Bereich dieses Überstands, Vergußmasse 34 aufzubringen, um so einen stirnseitigen Abschluß zu schaffen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der ganze Halbschwalbenschwanz 20 in Vergußmasse 34 eingebettet.As can be seen at the front in FIG. 1, the
Bemerkenswert ist die geringe Dicke der Vergußmassenschicht 34, die ausreicht, um einen einwandfreien Verbund zwischen Trägerbüchse 10 und Kollektorlamellen 12 zu schaffen. Die dünne Kunststoffschicht ermöglicht einen guten Wärmeaustausch, und sie verhindert unerwünschte thermische Spannungen. Durch die enge Verzahnung der Kollektorlamellen 12 mit der Trägerbüchse 10 bei genau definiertem Abstand, entsteht eine mechanische Verbindung von höchster Festigkeit. Ein weiterer Vorteil dieser Bauart ist der geringe radiale Platzbedarf für die Verankerung der Kollektorlamellen 12, unabhängig von der axialen Baulänge. Dadurch können große Belüftungsöffnungen in der Trägerbüchse 10 bzw. Kollektornabe vorgesehen werden, wobei in der Formgebung weitgehende Freiheit besteht. Insbesondere für Anwendungen bei durchzugsbelüfteten Motoren ergibt sich eine bessere Kühlung, d.h. eine größere Leistung. Die gleichmäßige Verteilung der Fliehkräfte über die gesamte Kollektorlänge ermöglicht eine geringe Lamellenhöhe selbst bei extremen Umfangsgeschwindigkeiten. Der erfindungsgemäße Kollektor zeichnet sich weiter durch sehr gute dielektrische Eigenschaften aus. Er besitzt einen großen Isolationswiderstand, unabhängig von der Temperatur, und er kann insbesondere in den Isolationsklassen F und H gefertigt werden. Für die Baugröße wird ein Durchmesserbereich von 70 bis 500 mm und eine axiale Baulänge von 15 bis 450 mm in Betracht gezogen, doch ist auch eine Herstellung größerer oder kleinerer Kollektoren denkbar. Insgesamt wird so ein Preß-Stoff-Kollektor für erhöhte Umfangsgeschwindigkeiten und eine größere thermische Belastbarkeit bei gleichzeitiger guter Luftkühlmöglichkeit und wirtschaftlicher Herstellung realisiert.The small thickness of the sealing
- 1010th
- TrägerbüchseCarrier rifle
- 1212
- KollektorlamelleCollector lamella
- 1414
- MittelachseCentral axis
- 1616
- ZylinderbohrungCylinder bore
- 1818th
- Stegweb
- 2020th
- RandstegEdge bridge
- 2222
- StirnflächeFace
- 2424th
- Phasephase
- 2626
- RingnutRing groove
- 2828
- Schwalbenschwanzdovetail
- 3030th
- SchwalbenschwanzöffnungDovetail opening
- 3232
- Spaltgap
- 3434
- VergußmasseSealing compound
- 3636
- Einschnittincision
- 3838
- GeradeJust
- 4040
- AnschlußfahneConnection lug
Claims (6)
- A commutator for electric machines, having a carrier bush (10) on the outer circumference of which are provided peripherally extending, dovetail-like fastening means in the form of webs (18, 20) and annular grooves (26), and having commutator segments (12) which by means of complementary dovetail-like fastening means (28, 30) can be mounted on the carrier bush (10) rearwardly engaging in a dovetail arrangement, the commutator segments (12) being axially aligned, in which the neck of a dovetail opening (26, 30) is so narrow that the head of a dovetail (18, 28) to be disposed therein does not pass therethrough, a gap (32) being left between the carrier bush (10) and the commutator segments (12) which can be filled with a sealing compound (34), characterised in that, at at least one point on the periphery of the carrier bush (10), indentations (36) are provided in the webs (18) of the carrier bush (10), which indentations make possible the insertion of commutator segments (12) at an angle (α) to the axial direction, whereupon by axial alignment of the commutator segments (12) it is possible for the rearwardly engaging dovetail arrangement to be established.
- A commutator according to Claim 1, characterised in that the indentations (36) of adjacent webs (18) are offset in peripheral direction by at least the width of one commutator segment (12).
- A commutator according to Claim 1 or 2, characterised in that the indentations (36) are of a width which exceeds that of a commutator segment (12) by only an assembling clearance, and in that the indentations (36) are aligned along a straight line (38).
- A commutator according to any one of Claims 1 to 3, characterised in that the indentations (36) are disposed on the same side of the webs (18) and intersect the dovetail head thereof, whereupon they meet the dovetail annular groove (26) disposed radially inward thereof.
- A commutator according to any one of Claims 1 to 4, characterised in that at least one peripheral web (20) and, optionally a plurality of webs (18, 20) of the carrier bush (10), is/are without indentation.
- A commutator according to any one of Claims 1 to 5, characterised in that the indentations (36) are in the form of milled recesses.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| AT87103729T ATE72912T1 (en) | 1986-05-02 | 1987-03-14 | COLLECTOR. |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| EP0243640A2 EP0243640A2 (en) | 1987-11-04 |
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| EP0243640B1 true EP0243640B1 (en) | 1992-02-26 |
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|---|---|---|---|---|
| DE102005030454A1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Kolektor Group D.O.O. | Conductor blank for a drum commutator, method for producing such as well as drum commutator |
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