EP0457126A2 - Kollektor für einen Elektromotor oder -generator - Google Patents

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EP0457126A2
EP0457126A2 EP91107174A EP91107174A EP0457126A2 EP 0457126 A2 EP0457126 A2 EP 0457126A2 EP 91107174 A EP91107174 A EP 91107174A EP 91107174 A EP91107174 A EP 91107174A EP 0457126 A2 EP0457126 A2 EP 0457126A2
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EP
European Patent Office
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collector
insulating material
collector according
socket element
opening
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EP0457126A3 (en
EP0457126B1 (de
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Friedrich W. Nettelhoff
Theo Bremkes
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Friedrich Nettelhoff Spezialfabrik fur Kleinkollektoren KG
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Friedrich Nettelhoff Spezialfabrik fur Kleinkollektoren KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/04—Commutators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/14—Fastenings of commutators or slip-rings to shafts

Definitions

  • the invention relates to a collector for an electric motor or generator according to the preamble of claim 1.
  • collectors have a multi-step, in a variety of details, despite the basic structure with an insulating material body, preferably made of a thermoset, and with metallic fins on the circumference (cylinder collector) or an end face (plan collector) attacked development, which take into account the requirements for their function, for simple and safe installation, for robustness and durability and last but not least for low production costs.
  • Such a bushing element requires tightly tolerated production.
  • the bushing element must be reworked in order to compensate for adjustment errors during assembly and during pressing.
  • Such post-processing of the cast-in metallic bushing element is costly.
  • the object of the invention is to provide a collector with an insulating base body stiffened by a bushing element, which is simpler and therefore cheaper to manufacture, enables the simplest possible assembly and achieves great robustness and durability.
  • this object is achieved by a collector according to the preamble of claim 1 with the characterizing features of claim 1.
  • a collector according to the preamble of claim 1 with the characterizing features of claim 1.
  • This solution is based on the basic idea that the socket element itself forms the opening and directly absorbs all spreading and pressing forces in order to shield the insulating material behind it.
  • the inside layer of insulating material with the socket element "in the back" is very well able to absorb the forces that occur during pressing and are necessary for a press fit and to pass them on to the socket element.
  • the inner layer of insulating material forms the opening, in many cases this can already be formed with sufficient precision by the molding process itself, without the need for any reworking at all. It is also of interest that a layer formed in insulating material, because of its lower rigidity, can be given a greater tolerance than a bushing element made of a higher strength material, such as steel. In many cases, the opening with sufficient dimensional accuracy can already be achieved with the pressing process for introducing the insulating material.
  • Another important advantage of the collector designed according to the invention results in the assembly, in which there is no longer any need to fear that pressing the collector leads to damage to the motor shaft or to the bushing element.
  • the dreaded "fretting" - the cold welding of surface areas under high pressure rubbing metal surfaces against one another - not only endangers the seat of the collector with corresponding damage to the socket element or shaft, it can also cause damage at the protruding end of the motor shaft, which then destroyed the seat of a roller bearing to be subsequently installed.
  • Such a risk of damage is eliminated in the insulating material / steel material pairing and the collector is easily attached to the motor shaft.
  • the inner layer of insulating material is expediently designed to be at least 0.5 mm, preferably 1 to 2 mm thick, around the bushing element regardless of tolerances in its arrangement before and during the introduction of the insulating material, in order to achieve sufficient flexibility of the opening for the press fit and, if necessary, to also ensure adequate insulation.
  • the inner layer can also perform insulation tasks. These are particularly in demand when double insulation of all live parts is to be provided in accordance with the relevant safety regulations.
  • the intermediate layer made of insulating material between the socket element and the shaft can be used if the socket element consists of metal.
  • a bushing element in the form of a tubular section made of steel is available particularly inexpensively and is therefore primarily considered.
  • Other high-strength materials, such as other metals, fiber composites or ceramics, are by no means excluded.
  • the bushing element does not need to form a completely closed restoring surface for the expansion pressures emanating from the press fit, as long as it only absorbs the forces in the form of a surface. In principle, this can also be done with a sieve-like or net-like bushing element that is sufficiently tightly stiff and resilient.
  • Partial areas that the socket element releases in its cylinder plane for material bridges between the inner layer of insulating material and the other base body are even expedient in order to secure the bond within the base body, in particular also in relation to shear risks along the interfaces between the insulating material and the socket element.
  • Transition areas of this type can advantageously have a metallic bushing element the end faces are laid by the bushing element only having a shorter axial length than the insulating body.
  • a collector is generally designated 1, which has the shape of a cylinder collector with lamellae 2 arranged on the circumference, which are embedded in a known manner via inner webs, not shown, in an essentially cylindrical base body 3 made of insulating material, namely a thermoset.
  • the collector is rotationally symmetrical with respect to an axis 4 and provided with a through opening 5 on the inside.
  • the opening 5 is delimited on the circumference by an inner wall 6, which is provided for an interference fit on an electric motor shaft.
  • the inner wall 6 merges via a chamfer 7 into an end face 8, which forms the front of the collector during the press-in movement.
  • the chamfer 7 makes it easier to attach, align and center the collector with respect to the motor shaft and prevents canting and damage.
  • One of the end faces 8 opposite end face 9 is formed in a longitudinal section in a step-like manner with an inner annular surface 10 and an annular surface 11 that springs back opposite the latter, the latter being flush with the lamellae 2, so that both form an air gap with adjacent metal parts, such as a roller or spherical bearing get the shaft of the electric motor. This avoids the risk of contact between electrically conductive metal parts, in particular between the live plates 2 and the mechanical structure of the motor.
  • a socket element 12 is embedded, in such a way that it maintains a distance of about 1 mm from the inner wall 6 with an inner jacket 13, this distance being formed by an intermediate layer 14 made of the same insulating material as the other base body 3 forms.
  • the socket element also has a smaller axial length than the base body 3, so that its end faces 15 and 16 do not reach the end faces 8 and 9 of the base body 3.
  • the insulating material of the base body bridges and encloses the socket element on both ends. This gives the intermediate layer 14 an integral connection to the rest of the main body 3.
  • the bushing element 12 encloses the inner wall 6 and supports the layer 14 when absorbing expansion forces in the pressed-on state.
  • the socket element 12 is formed from a material of higher strength and rigidity than the insulating material, in the present case from steel. In this way, the intermediate layer is held and stabilized by all-round pressure, and the bushing element absorbs the spreading forces from the press fit against the motor shaft.
  • the collector is very easy to assemble, since it can be pushed onto a steel shaft with an inner layer of insulating material much better and less critically than, for example, a collector with an inner metal bushing.
  • the collector 1 is also relatively easy and inexpensive to manufacture.
  • the lamellae 2 and the bushing element 12 are arranged in a press mold in the manner in which they should lie in the finished collector.
  • the slats are fixed to each other and in the form of special brackets in the manner of a "lost formwork".
  • the socket element could also be fixed, for example, by a molded ring made of plastic.
  • the bushing element 12 stands on a ring of twelve claws standing in a ring shape with respect to one another and is centered by them with internal engagement the corresponding recesses 18 are left in the finished collector.
  • the cavity of the collector is kept clear by a central mandrel, so that after the remaining cavities have been sprayed out with a thermoset as insulating material, a collector blank is produced.
  • This blank differs from the collector shown only in that insulating gaps 19 still have to be milled out between the slats 2.
  • the collector can already be manufactured by injection molding without reworking the inner wall 6. However, as far as reworking is necessary, it can be carried out quickly and easily because the insulating material is much easier to machine than a metal bushing on the inside.
  • the socket must be sufficiently firm to perform its function. In the simplest case, this can be achieved with a metal bushing for which a wide variety of materials, including alloys or sintered metals, can be considered. However, a higher-strength plastic or a composite, for example with a fiber reinforcement, can also be used.
  • the bushing can have profiles or openings that counteract shearing. Sockets in the form of a grid or helix, and also multi-part sockets made of rings can also be used with advantage.

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Abstract

Ein Kollektor für einen Elektromotor oder -generator mit symmetrisch zu einer Kollektorachse am Umfang oder an einer Stirnseite verteilten Lamellen, die in einen Isolierstoff-Grundkörper eingelagert sind, wobei der Kollektor eine zentrale, im Durchmesser zu einem Preßsitz auf der Welle des Elektromotors oder -generators ausgelegte Öffnung aufweist, die zur Aufnahme von Sitz- und Aufpreßkräften durch ein Buchsenelement höherer Festigkeit ausgesteift ist, wird im Sinne einer einfacheren und preiswerten Herstellung, einer leichteren und unkritischen Handhabung beim Aufpressen auf einer Motorwelle und großer Robustheit und Langlebigkeit so ausgestaltet, daß das Buchsenelement einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Öffnung ist und daß das Buchsenelement innenseitig durch eine Schicht aus Isolierstoff abgedeckt ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kollektor für einen Elektromotor oder -generator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Kollektoren haben insbesondere mit den hohen und immer noch zunehmenden Produktionszahlen von Elektromotoren trotz des überkommenden Grundaufbaus mit einem Isolierstoff-Grundkörper, vorzugsweise aus einem Duroplast, und mit metallischen Lamellen am Umfang (Zylinderkollektor) oder einer Stirnseite (Plankollektor) eine vielschrittige, an den verschiedensten Details angreifende Entwicklung durchgemacht, die den Anforderungen an deren Funktion, an eine einfache und sichere Montage, an Robustheit und Langlebigkeit und nicht zuletzt an niedrigen Gestehungskosten Rechnung tragen.
  • Besonders starke Belastungen für einen Kollektor treten bei der Montage auf, bei der der Anschluß von Wicklungsleitern an die Lamellen und mehr noch das Aufpressen eines solchen Kollektors auf eine Motorwelle kritisch ist. Letzteres hat früher bei Kollektoren mit einem einheitlich aus einem Duroplast bestehenden Isolierstoff-Grundkörper zu kritischen Beanspruchungen geführt, die auch dann gefährlich waren, wenn sie lediglich unsichtbare innere Zerstörungen oder Risse hervorriefen.
  • Bei typischen Aufpreßkräften von mehreren tausend Newton beim Aufbringen eines Kollektors auf eine Elektromotorwelle macht man deshalb schon seit langem von Möglichkeiten einer Armierung Gebrauch, bei der der Sitz des Kollektors zur Welle hin durch eine innenliegende metallische Buchse gebildet wird, die sehr viel höhere Spreiz- und Reibungskräfte beim Aufpressen aufzunehmen vermag als der Isolierstoff. Ein solches Buchsenelement ist aufgrund der hohen Belastbarkeit und Steifigkeit des Metalls in der Lage, den Isolierstoff wirksam vor den hohen Schub- und Zugbelastungen beim Aufpressen und den danach dauernd vom Preßsitz ausgehenden Zugbelastungen freizuhalten.
  • Ein solches Buchsenelement setzt allerdings eine eng tolerierte Fertigung voraus. Typischerweise muß das Buchsenelement, nachdem es zusammen mit den Lamellen mit Isolierstoff zu einem integralen Grundkörper verpreßt worden ist, nachbearbeitet werden, um Justierfehler bei der Montage und beim Verpressen auszugleichen. Eine solche Nachbearbeitung des eingegossenen metallischen Buchsenelements ist kostenaufwendig.
  • Es hat dementsprechend auch schon Versuche gegeben, statt eines metallischen Buchsenelements ein Schraubenfederelement an der Innenseite der Bohrung in den Isolierstoff-Grundkörper einzubetten, welches aufgrund seiner Elastizität einfach und bündig auf einen Dorn in der Spritzform für den Isolierstoff-Grundkörper aufzubringen ist. Allerdings reicht ein solches Federelement nur bedingt aus, die Aufpreß- und Sitzkräfte aufzufangen, weil es in axialer Richtung verformbar ist und weil die vom Preßsitz ausgehenden Spreizkräfte die Windungen durchgreifen können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kollektor mit einem durch ein Buchsenelement ausgesteiften Isolierstoff-Grundkörper zu schaffen, der in der Herstellung einfacher und damit preiswerter ist, eine möglichst einfache Montage ermöglicht und eine große Robustheit und Langlebigkeit erzielt.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe von einem Kollektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgehend mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auf der Innenseite eines Buchsenelements noch einmal eine Schicht von Isolierstoff vorzusehen, die erst ihrerseits die Öffnung mit vorgegebenem Innendurchmesser ausbildet, hat sich als ein in mehrerer Hinsicht vorteilhafter Kunstgriff erwiesen. Diese Lösung geht von dem Grundgedanken ab, daß das Buchsenelement selbst die Öffnung ausbildet und direkt alle Spreiz- und Aufpreßkräfte aufnimmt, um den Isolierstoff dahinter abzuschirmen. Hier zeigt es sich, daß die innenseitige Schicht aus Isolierstoff mit dem Buchsenelement "im Rücken" sehr wohl in der Lage ist, die beim Aufpressen auftretenden und für einen Preßsitz erforderlichen Kräfte aufzunehmen und an das Buchsenelement weiterzugeben.
  • Wenn aber die innenliegende Schicht aus Isolierstoff die Öffnung ausbildet, kann diese in vielen Fällen mit hinreichender Präzision bereits durch den Formvorgang selbst gebildet sein, ohne daß es überhaupt einer Nachbearbeitung bedürfte. Dabei ist auch von Interesse, daß eine in Isolierstoff ausgebildete Schicht aufgrund dessen geringerer Steifigkeit eine größere Toleranz erhalten kann als ein Buchsenelement aus höherfestem Werkstoff, etwa aus Stahl. In vielen Fällen kann die Öffnung mit hinreichender Maßhaltigkeit bereits mit dem Preßvorgang zum Einbringen des Isolierstoffs erzielt werden.
  • Selbst wenn es einer Nachbearbeitung des Grundkörpers an der Öffnung bedarf, ist diese vergleichsweise preisgünstig auszuführen, weil die Bearbeitung von Isolierstoff von den Werkzeugen und vom Arbeitsaufwand schneller und leichter ist als die von Metall oder anderen höherfesten Stoffen.
  • Ein weiterer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäß gestalteten Kollektors ergibt sich bei der Montage, bei der nicht mehr befürchtet werden muß, daß das Aufpressen des Kollektors zu Schäden an der Motorwelle oder an dem Buchsenelement führt. Das gefürchtete "Fressen" - die Kaltverschweißung von Oberflächenbereichen unter hohem Druck reibend gegeneinander bewegter Metallflächen - gefährdet nicht nur den Sitz des Kollektors bei entsprechenden Beschädigungen an Buchsenelement oder Welle, es kann auch schon zuvor an dem überstehenden Ende der Motorwelle eine Beschädigung hervorrufen, die dann den Sitz eines nachfolgend aufzubringenden Wälzlagers zerstört. In der Materialpaarung Isolierstoff/Stahl ist eine solche Beschädigungsgefahr ausgeräumt und ein unproblematisches Aufbringen des Kollektors auf die Motorwelle geschaffen.
  • Die innenliegende Isolierstoffschicht ist zweckmäßig mindestens 0,5 mm, vorzugsweise 1 bis 2 mm dick ausgebildet, um das Buchsenelement unabhängig von Toleranzen in dessen Anordnung vor und bei dem Einbringen des Isolierstoffs abzudecken, um eine ausreichende Nachgiebigkeit der Öffnung für den Preßsitz zu erzielen und um ggf. auch eine ausreichende Isolierung zu gewährleisten.
  • Die Innenschicht kann nämlich auch Isolieraufgaben übernehmen. Diese sind insbesondere dann gefragt, wenn nach den entsprechenden Sicherheitsvorschriften eine Doppelisolierung aller spannungsführenden Teile vorgesehen werden soll. Hierzu kann die Zwischenschicht aus Isolierstoff zwischen dem Buchsenelement und der Welle herangezogen werden, wenn das Buchsenelement aus Metall besteht. Es versteht sich, daß ein Buchsenelement in Form eines Rohrabschnitts aus Stahl besonders preisgünstig verfügbar ist und dementsprechend in erster Linie in Betracht kommt. Damit sind andere höherfeste Materialien, etwa andere Metalle, Faserverbundstoffe oder Keramiken keineswegs ausgeschlossen. Das Buchsenelement braucht auch mit seinem Innenmantel keine vollkommen geschlossene Wiederlagerfläche für die vom Preßsitz ausgehenden Spreizdrücke zu bilden, solange es nur die Kräfte flächenartig aufnimmt. Dies kann grundsätzlich auch mit einem sieb- oder netzartigen Buchsenelement erfolgen, das hinreichend engmaschig eigensteif und belastbar ist.
  • Teilbereiche, die das Buchsenelement in seiner Zylinderebene für Materialbrücken zwischen der Isolierstoff-Innenschicht und dem sonstigen Grundkörper freigibt, sind sogar zweckmäßig, um den Verbund innerhalb des Grundkörpers, insbesondere auch in bezug auf Abschergefahren längs der Grenzflächen von Isolierstoff und Buchsenelement zu sichern. Derartige Übergangsbereiche können mit Vorteil bei einem metallischen Buchsenelement auf die Stirnseiten verlegt werden, indem das Buchsenelement lediglich eine geringere axiale Länge als der Isolierstoff-Grundkörper aufweist. Es versteht sich, daß die Verbindung des Buchsenelements mit dem angrenzenden Isolierstoff an der Innenmantelfläche und/oder Außenmantelfläche durch eine Profilierung, etwa durch Quer- oder Gewinderillen, verbessert werden kann. Desgleichen kann eine Haftvermittlerschicht den Zusammenhang fördern. Dies alles ergibt sich insbesondere aus jenen Scherbelastungen, die beim Aufpressen des Kollektors auf eine Motorwelle auftreten.
  • Ein Ausführungsbeispiel für den Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    Draufsicht auf einen Kollektor
    und
    Fig. 2
    Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1.
  • In der Zeichnung ist ein Kollektor insgesamt mit 1 bezeichnet, der die Form eines Zylinderkollektors mit umfangsseitig angeordneten Lamellen 2 hat, die in bekannter Weise über nicht dargestellte Innenstege in einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper 3 aus Isolierstoff, nämlich einem Duroplast, eingebettet sind. Der Kollektor ist rotationssymmetrisch bezüglich einer Achse 4 ausgebildet und innen mit einer durchgehenden Öffnung 5 versehen. Die Öffnung 5 wird umfangsseitig durch eine Innenwandung 6 begrenzt, die zu einem Preßsitz auf einer Elektromotorwelle vorgesehen ist. Die Innenwandung 6 geht über eine Fase 7 in eine Stirnseite 8 über, die bei der Einpreßbewegung die Vorderseite des Kollektors bildet. Die Fase 7 erleichtert das Aufstecken, Ausrichten und Zentrieren des Kollektors gegenüber der Motorwelle und vermeidet Verkantungen und Beschädigungen.
  • Eine der Stirnseite 8 gegenüberliegende Stirnseite 9 ist im Längsschnitt treppenförmig mit einer inneren Ringfläche 10 und einer dieser gegenüber zurückspringenden Ringfläche 11 ausgebildet, wobei letztere mit den Lamellen 2 bündig abschließt, so daß beide einen Luftspalt zu benachbarten Metallteilen, etwa einem Wälz- oder Kalottenlager für die Welle des Elektromotors erhalten. Damit läßt sich die Kontaktierunsgefahr zwischen elektrisch leitenden Metallteilen, insbesondere zwischen den spannungsführenden Lamellen 2 und dem mechanischen Aufbau des Motors vermeiden.
  • In den Grundkörper 3 ist ein Buchsenelement 12 eingebettet, und zwar so, daß es mit einem Innenmantel 13 einen Abstand von etwa 1 mm zur Innenwandung 6 einhält, wobei dieser Abstand durch eine Zwischenschicht 14 aus dem gleichen Isolierstoff gebildet ist, der auch den übrigen Grundkörper 3 bildet.
  • Das Buchsenelement weist auch eine geringere axiale Länge als der Grundkörper 3 auf, so daß es mit seinen Stirnseiten 15 bzw. 16 nicht bis an die Stirnseiten 8 und 9 des Grundkörpers 3 heranreicht. Der Isolierstoff des Grundkörpers überbrückt und umschließt beidendig das Buchsenelement. Damit erhält die Zwischenschicht 14 eine integrale Verbindung zu dem übrigen Grundkörper 3. Diese Verbindungen sind für den Zusammenhalt des Kollektors 1 von besonderem Interesse, wenn die Adhäsion zwischen dem Isolierstoff längs des Innenmantels 13 und längs eines Außenmantels 17 des Buchsenelements 12 nicht zuverlässig ausreicht, Scherkräfte beim Aufpressen auf eine Welle zu übertragen, zumal die Aufpreßkräfte für den gesamten Kollektor beispielsweise in einer Größenordnung von 6000 N liegen.
  • Abgesehen von den endseitigen Brücken zwischen der innenliegenden Schicht 14 und dem sonstigen Grundkörper umschließt das Buchsenelement 12 die Innenwandung 6 und stützt die Schicht 14 bei der Aufnahme von Spreizkräften im aufgepreßten Zustand ab.
  • Das Buchsenelement 12 ist aus einem Material höherer Festigkeit und Steifigkeit als das Isolierstoffmaterial gebildet, im vorliegenden Fall aus Stahl. Die Zwischenschicht wird auf diese Weise durch allseitigen Druck gehalten und stabilisiert, und das Buchsenelement fängt die Spreizkräfte vom Preßsitz gegenüber der Motorwelle auf.
  • Hieraus ergibt sich ein robuster Aufbau des Kollektors. Gleichzeitig ergibt sich eine sehr einfache Montage des Kollektors, da sich dieser mit einer innenliegenden Isolierstoffschicht sehr viel besser und unkritischer auf eine Stahlwelle aufschieben läßt als etwa ein Kollektor mit einer innenliegenden Metallbuchse.
  • Auch in der Fertigung ist der Kollektor 1 relativ einfach und preisgünstig herzustellen. In einer Preßform werden die Lamellen 2 und das Buchsenelement 12 so angeordnet, wie sie in dem fertigen Kollektor zueinander liegen sollen. Üblicherweise werden die Lamellen dabei zueinander und in der Form durch besondere Halterungen nach Art einer "verlorenen Schalung" festgelegt. Auch das Buchsenelement könnte beispielsweise durch einen Formring aus Kunststoff festgelegt sein. Im vorliegenden Fall wird allerdings vorgesehen, daß das Buchsenelement 12 auf einem Kranz von zwölf in Ringform zueinanderstehenden Klauen aufsteht und von diesen mit Inneneingriff zentriert wird, die im fertigen Kollektor entsprechende Ausnehmungen 18 hinterlassen. Die Höhlung des Kollektors wird durch einen Zentraldorn freigehalten, so daß nach dem Ausspritzen der verbleibenden Hohlräume mit einem Duroplast als Isolierstoff ein Kollektorrohling entsteht. Dieser Rohling unterscheidet sich von dem dargestellten Kollektor lediglich dadurch, daß zwischen den Lamellen 2 noch Isolierspalte 19 auszufräsen sind.
  • In der Regel ist der Kollektor ohne Nacharbeiten an der Innenwandung 6 bereits im Spritzgußverfahren zu fertigen. Soweit aber Nacharbeiten erforderlich sind, lassen sich diese unproblematisch und schnell durchführen, da der Isolierstoff sehr viel einfacher zu bearbeiten ist als etwa eine Metallbuchse an der Innenseite.
  • Während das vorstehende Beispiel einen Zylinderkollektor mit durchgehender axialer Öffnung erfaßt, wird aus dem beschriebenen Zusammenhang ohne weiteres ersichtlich, daß ein Plankollektor eine ganz ähnliche Gestaltung erhalten kann, und daß auch Kollektoren mit einer nur einseitig ausmündenden (Sackloch-) Öffnung entsprechend auszubilden sind.
  • Die Buchse muß zur Erfüllung ihrer Funktion hinreichend fest sein. Dies wird im einfachsten Fall mit einer Metallbuchse zu erzielen sein, für die unterschiedlichste Materialien, auch Legierungen oder Sintermetalle in Betracht kommen. Es kann aber auch ein höherfester Kunststoff oder ein Verbundstoff, etwa mit einer Faserarmierung, verwendet werden. Die Buchse kann Profilierungen oder Durchbrechungen aufweisen, die einem Abscheren entgegenwirken. Auch Buchsen in Gitterform oder Wendelform, auch mehrteilige Buchsen aus Ringen lassen sich mit Vorteil verwenden.

Claims (14)

  1. Kollektor für einen Elektromotor oder -generator mit symmetrisch zu einer Kollektorachse am Umfang oder an einer Stirnseite verteilten Lamellen, die in einen Isolierstoff-Grundkörper eingelagert sind, wobei der Kollektor eine zentrale, im Durchmesser zu einem Preßsitz auf der Welle des Elektromotors oder -generators ausgelegte Öffnung aufweist, die zur Aufnahme von Sitz- und Aufpreßkräften durch ein Buchsenelement höherer Festigkeit ausgesteift ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser der Öffnung (5) ist und daß das Buchsenelement (12) innenseitig durch eine Schicht (14) aus Isolierstoff abgedeckt ist.
  2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) die Öffnung (5) nicht vollständig umschließt, sondern mindestens einen Teilbereich frei läßt, in dem die Schicht (14) in den Grundkörper (3) übergeht.
  3. Kollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) eine gegenüber der Öffnung (5) verkürzte axiale Länge aufweist.
  4. Kollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) an beiden axialen Stirnseiten (8,9) gegenüber der Öffnung (5) axial zurückversetzt und in Isolierstoff eingebettet ist.
  5. Kollektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) an einer gegenüber der Öffnung (5) zurückversetzten Stirnseite (9) an zumindest drei Abstützpunkten (18) freiliegt.
  6. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (5) zu einer Stirnseite (8) eine Fase (7) aufweist.
  7. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innenseitige Schicht (14) aus Isolierstoff eine Dicke von mindestens 0,5 mm aufweist.
  8. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) zumindest an einer Mantelfläche mit einer Profilierung versehen ist.
  9. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) an zumindest einer Mantelfläche mit einer haftvermittelnden Schicht versehen ist.
  10. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er als zylindrischer Kollektor (1) ausgebildet ist.
  11. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er als Plankollektor ausgebildet ist.
  12. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) aus Metall besteht.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Kollektors nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem ein Satz von Lamellen am Innenumfang einer zylindrischen Preßform und ein Buchsenelement um einen Zentraldorn der Preßform fixiert werden und die Preßform nachfolgend mit einem Isolierstoff verfüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement mit einem einen Ringspalt ausbildenden gleichförmigen Radial-Abstand zum Dorn angeordnet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement in der Form auf ein zentrierendes und von einem Boden der Preßform abhebendes Formwerkzeug mit zumindest drei kranzförmig angeordneten Klauen aufgestellt wird.
EP91107174A 1990-05-16 1991-05-03 Kollektor für einen Elektromotor oder -generator Expired - Lifetime EP0457126B1 (de)

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DE4015705A DE4015705C2 (de) 1990-05-16 1990-05-16 Kollektor für einen Elektromotor oder -generator

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EP0457126A2 true EP0457126A2 (de) 1991-11-21
EP0457126A3 EP0457126A3 (en) 1992-03-04
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