EP0867981A2

EP0867981A2 - Commutator

Info

Publication number: EP0867981A2
Application number: EP97122373A
Authority: EP
Inventors: Bernd Seemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: EP0867981B1; JPH10271767A; DE59709631D1; DE19712712A1; KR19980080539A; EP0867981A3

Abstract

The commutator includes a cylindrical insulating material body (11) comprising a passage drill hole (12) for pressing onto the rotor shaft (10), and onto this anchored, axial sheets (13) from electrically conducting material. The ends of the axial sheets facing the rotor comprise integrated connection flags (14) for a connection of winding wires (18) of the rotor winding. The connection flags are arranged in a small angle to the sheets, and are radially supported on the insulating material body (11). The connection flags are preferably bent near their flag end, and proceed parallel to the axis of the insulating material body.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft einen Kommutator für einen Rotor mit Rotorwicklung und Rotorwelle aufweisende elektrische Maschinen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention relates to a commutator for a rotor Electrical machines with rotor winding and rotor shaft the genus defined in the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Kommutator dieser Art (WO 90/04864) sind die Anschlußfahnen als unter einem spitzen Winkel zu den Lamellen hin zurückgebogene Haken ausgeführt, in deren Hakengrund jeweils ein Wicklungsdraht umläuft. Die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Wicklungsdrähten und den Anschlußfahnen erfolgt durch Umbiegen der Haken unter gleichzeitiger Ultraschalleinwirkung, wozu die Sonotrode der Ultraschweißvorrichtung zugleich als Biegewerkzeug verwendet wird, und durch Ultraschallverschweißen der Hakenenden auf den Kollektorlamellen.In a known commutator of this type (WO 90/04864) the connecting lugs as at an acute angle to the Slats bent back towards the hook A winding wire runs around the bottom of the hook. The electrical and mechanical connection between the winding wires and the connecting lugs are made by bending the hooks under simultaneous exposure to ultrasound, for which the sonotrode Ultrasonic welding device also used as a bending tool and by ultrasonically welding the hook ends to the Collector fins.

Bei einem ebenfalls bekannten Kommutator (z.B. GB 2 202 095 A) stehen die Anschlußfahnen radial von den Lamellenenden ab und nehmen nahe ihrer Abwinkelungsstelle an den Lamellen die Wicklungsdrähte der Rotorwicklung auf. Die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Wicklungsdrähten und den Anschlußfahnen erfolgt durch Ultraschalltorsionsschweißen. Dabei wird die hochfrequente Torsionsschwingungen mit extrem kleinen Amplituden ausführende, hohle Sonotrode der Schweißvorrichtung über den auf der Rotorwelle aufgepreßten Kommutator geschoben und preßt sich mit ihrer ringförmigen Schweißfläche mit hoher axialer Kraft (z.B. 1000N) auf die um die Anschlußfahnen gelegten Wicklungsdrähte auf. Zur Abstützung des Kommutators und um ein Mitschwingen der Anschlußfahnen während des Schweißens zu verhindern werden die freien Enden der Anschlußfahnen auf in Achsrichtung des Kommutators voneinander abgekehrten Flächen von einem Amboß gegriffen und beim Schweißvorgang gehalten.With a likewise known commutator (e.g. GB 2 202 095 A) the lugs are located radially from the lamella ends and take the near the point where they bend Winding wires of the rotor winding. The electrical and mechanical connection between the winding wires and the Connection lugs are made by ultrasonic torsion welding. The high-frequency torsional vibrations are extreme Hollow sonotrode performing small amplitudes Welding device over the one pressed on the rotor shaft Commutator pushed and pressed with its ring-shaped Welding surface with high axial force (e.g. 1000N) on the um the connecting lugs on the winding wires. For Support of the commutator and to keep the oscillation To prevent connection lugs during welding free ends of the connection lugs on in the axial direction of the Commutator facing away from an anvil gripped and held during the welding process.

Nachteilig ist bei solchen Kommutatoren deren relativ große Abmessung in Radialrichtung mit dem Erfordernis nach einem entsprechend großen Bauraum, der in vielen Maschinen- oder Motortypen nicht zur Verfügung steht. Außerdem kann es beim Schweißvorgang zu Schädigungen des Kommutators insofern kommen, als die Verbindung der Kupferlamellen zum Isolierstoffkörper durch die hohe Axialkraft der Sonotrode extrem belastet wird, was einerseits den Festsitz der Lamellen auf dem Isolierstoffkörper beeinträchtigen und andererseits die Position des Kommutators auf der Rotorwelle verändern kann.The disadvantage of such commutators is that they are relatively large Dimension in the radial direction with the requirement for a correspondingly large installation space, which in many machines or Engine types is not available. In addition, it can Insofar welding process to damage the commutator come when the connection of the copper fins to Insulating body due to the high axial force of the sonotrode is extremely stressed, which on the one hand the tightness of the slats affect on the insulating body and on the other hand change the position of the commutator on the rotor shaft can.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Kommutator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil der Bauraumersparnis in radialer Richtung, da wegen des spitzwinkeligen Verlaufs der Anschlußfahnen der Durchmesser des Außenkreises, auf dem die Enden der Apschlußfahnen liegen, bei gleicher Länge der Anschlußfahnen wesentlich kleiner ist. Darüber hinaus ergeben sich Fertigungsvorteile beim Ultraschalltorsionsschweißen, da die Axialkraft der Sonotrode in Form von Druckspannungen vom Isolierstoffkörper aufgenommen wird, was dem Festigkeitsverhalten des Isolierstoffkörpers entgegenkommt. Durch die Schrägstellung der Anschlußfahnen wird zudem die auf den Isolierstoffkörper wirkende Axialkraft vermindert, und zwar um den Cosinus des Anstellwinkels der Anschlußfahnen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn man die Torsionsschwingungen berücksichtigt, die die Sonotrode beim Schweißvorgang ausführt. Bei nebeneinanderliegenden Wicklungsdrähten auf den Anschlußfahnen ist durch die Schrägstellung der Anschlußfahnen der Abstand der auf jeder Anschlußfahne innen und außen liegenden Wicklungsdrähte voneinander kleiner als bei dem bekannten Kommutator mit radial abstehenden Anschlußfahnen. Dadurch wird die unerwünschte Differenz zwischen den unterschiedlich großen Amplituden der Sonotrode an den beiden äußeren Wicklungsdrähten etwas reduziert. Weiterin bewirkt die Schrägstellung der Anschlußfahnen bei zunächst nicht kolinearer Ausrichtung der Achsen von Sonotrode und Kommutator eine Selbstzentrierung der Sonotrode während des Schweißvorgangs.The commutator according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage of Space savings in the radial direction, because of the acute-angled course of the connecting lugs of the diameter the outer circle on which the ends of the appendix flags lie, is much smaller with the same length of the connecting lugs. In addition, there are manufacturing advantages with Ultrasonic torsion welding because of the axial force of the sonotrode in the form of compressive stress absorbed by the insulating body becomes what the strength behavior of the insulating body accommodates. Through the inclination of the connection lugs is also the axial force acting on the insulating body reduced, namely by the cosine of the angle of attack Connection flags. Another advantage arises when you look at the Torsional vibrations taken into account that the sonotrode at Welding process. With side by side Winding wires on the terminal lugs is through the Slanting the connector lugs the distance on each Terminal lug inside and outside winding wires smaller from each other than with the known commutator radially projecting connecting lugs. This will make the undesirable difference between the different sizes Amplitudes of the sonotrode on the two outer ones Winding wires somewhat reduced. This further effects Slanting of the connection lugs at first not Colinear alignment of the axes of the sonotrode and commutator self-centering of the sonotrode during the Welding process.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Kommutators möglich.By the measures listed in the other claims are advantageous further developments and improvements in Claim 1 specified commutator possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Seitenflanken der schräg gegenüber der Kommutatorachse angestellten Anschlußfahnen profiliert, wobei die Profilierung aus mehreren, in jeder Seitenflanke eingearbeiteten, nebeneinanderliegenden Rillen besteht. In diesen Rillen werden die um die Anschußfahnen geschlungenen Wicklungsdrähte zumindest teilweise formschlüssig aufgenommen und so ein Abrutschen der Wicklungsdrähte von den Anschlußfahnen bei der Herstellung der Drahtverbindung zwischen Rotorwicklung und Kommutator und beim anschließenden Schweißvorgang verhindert. According to an advantageous embodiment of the invention the side edges of the oblique with respect to the commutator axis employed connecting lugs profiled, the profiling from several, worked into each side flank, there are adjacent grooves. Be in these grooves the winding wires wrapped around the connecting lugs at least partially positively and so one Slipping of the winding wires from the connection lugs at the Establishing the wire connection between the rotor winding and Commutator and prevented during the subsequent welding process.

Unterstützt wird dies dadurch, daß gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Drahtverbindung zwischen der Rotorwicklung und den Anschlußfahnen in Umhakenwickeltechnik, vorzugweise in α-Umhakenwickeltechnik, ausgeführt ist, bei welcher die Anschlußdrähte einer Spule der Rotorwicklung an die diametral gegenüberliegenden Anschlußfahnen gelegt werden, so daß sich die Wicklungsdrähte im Bereich der Rotorwelle kreuzen. Durch diese Wicklungstechnik können große Radialkräfte am Wickelkopf der Rotorwicklung aufgenommen werden und zusätzlich wird die Lage der Wicklungsdrähte auf den schräg gestellten Anschlußfahnen bei der Montage und während des Schweißvorgangs sehr gut stabilisiert.This is supported by the fact that according to another Embodiment of the invention the wire connection between the Rotor winding and the connecting lugs in hook winding technology, preferably in α-wrap-around technology, at which connects the wires of a coil of the rotor winding the diametrically opposite connecting lugs are placed, so that the winding wires are in the area of the rotor shaft cross. Thanks to this winding technology, large Radial forces absorbed at the winding head of the rotor winding and in addition the location of the winding wires is on the inclined connection lugs during assembly and stabilized very well during the welding process.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ultraschweißen der um die Anschlußfahnen geschlungenen Wicklungsdrähte für den erfindungsgemäßen Kommutator ist in Anspruch 10 angegeben.A preferred embodiment of a device for Ultrasonic welding of the loops wrapped around the connecting lugs Winding wires for the commutator according to the invention is in Claim 10 specified.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Stirnansicht eines Kommutators,
Fig. 2: einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3: ausschnittweise eine vergrößerte Darstellung der Ansicht des Kommutators in Richtung Pfeil III in Fig. 2,
Fig. 4: einen Längsschnitt des Kommutators gemäß Fig. 1 - 3 in einer Vorrichtung zum Ultraschalltorsionsschweißen, schematisch dargestellt.

The invention is explained in more detail in the following description with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:

Fig. 1: a front view of a commutator,
Fig. 2: 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1,
Fig. 3: detail of an enlarged view of the commutator in the direction of arrow III in Fig. 2,
Fig. 4: a longitudinal section of the commutator according to FIGS. 1-3 in a device for ultrasonic torsion welding, shown schematically.

Description of the embodiment

Der in Fig. 1 in Stirnansicht und in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellte Kommutator, Kollektor oder Stromwender für eine elektrische Maschine weist einen zylindrischen Isolierstoffkörper 11 mit einer Durchgangsbohrung 12 auf, mittels welcher der Kommutator auf eine einen Rotor mit Rotorwicklung tragende Rotorwelle 10 der elektrischen Maschine (Fig. 4) aufgepreßt wird. Der Isolierstoffkörper 11 trägt eine Vielzahl von über seinen Zylinderumfang mit gleichem Umfangsabstand voneinander angeordneten Lamellen 13 aus elektrisch leitendem Material, die im Isolierstoffkörper 11 verankert sind. An den dem Rotor zugekehrten Stirnenden der Lamellen 13 sind jeweils Anschlußfahnen 14 einstückig angeformt, die zum Anschließen von Wicklungsdrähten der hier nicht dargestellten Rotorwicklung des Rotors dienen, die die Anschlußdrähte der einzelnen Wicklungsspulen der Rotorwicklung an den den Wickungsspulen zugeordneten Kommutatorlamellen 13 bilden. Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist die Breite a der Anschlußfahnen 14 gegenüber der Lamellenbreite b wesentlich reduziert und beträgt etwa die Hälfte der Lamellenbreite b (Fig. 3). Die Anschlußfahnen 14 sind unter einem spitzen Winkel τ (Fig. 2) zu den Lamellen 13 angestellt, so daß ihr Radialabstand von der Kommutatorachse in Richtung zum Rotor hin zunimmt, und am Isolierstoffkörper 11 in einem über den die Lamellen 13 tragenden Zylinderteil 111 hinaus verlängerten Abschnitt 112 des Isolierstoffkörpers 11 abgestützt. Im einzelnen sind hierzu im Endabschnitt 112 radiale Stützstege 15 ausgeformt, die strahlenförmig im gleichen Umfangsabstand voneinander angeordnet sind und etwa eine gleiche Breite wie die Fahnenbreite a aufweisen. Die Anschlußfahnen 14 liegen auf den in Achsrichtung sich erstreckenden Stegrücken 16 auf und sind darauf befestigt. Jeder Stegrücken 16 weist dabei einen langen, unter dem Winkel τ hin zum Zylinderteil 111 des Isolierstoffkörpers 11 abfallenden Rückenabschnitt 161 und stirnendnah einen sehr kurzen Rückenabschnitt 162 auf, der parallel zur Achse des Isolierstoffkörpers 11 verläuft. Die Anschlußfahnen 14 sind endseitig etwas abgewinkelt, so daß der Abwinklungsbereich ebenfalls parallel zur Achse des Isolierstoffkörpers 11 verläuft und auf dem Rückenabschnitt 162 aufliegt. Das freie Stirnende der Anschlußfahnen 14 ist bündig mit dem Stegende der Stützstege 15.The one in Fig. 1 in front view and in Fig. 2 in longitudinal section shown commutator, collector or commutator for one electrical machine has a cylindrical Isolierstoffkörper 11 with a through hole 12, by means of which the commutator with a rotor Rotor shaft 10 carrying rotor shaft of the electrical machine (Fig. 4) is pressed. The insulating body 11 carries one Variety of the same over its cylinder circumference Slats 13 arranged circumferentially apart from one another electrically conductive material in the insulating body 11 are anchored. At the front ends facing the rotor Slats 13 are each connecting lugs 14 in one piece molded on for connecting winding wires of here Not shown rotor winding of the rotor serve the Connection wires of the individual winding coils of the rotor winding on the commutator bars 13 assigned to the winding coils form. As can be seen from FIGS. 1 and 3, the width a the connecting lugs 14 with respect to the lamella width b significantly reduced and is about half that Slat width b (Fig. 3). The connecting lugs 14 are under an acute angle τ (Fig. 2) to the slats 13, so that their radial distance from the commutator axis in the direction increases towards the rotor, and on the insulating body 11 in one beyond the cylinder part 111 carrying the fins 13 extended portion 112 of the insulating body 11 supported. The details of this are in the end section 112 Radial support webs 15 formed, which radiate in the same circumferential distance from each other and about have the same width as the flag width a. The Terminal lugs 14 lie on the axially extending web back 16 and are attached to it. Each web back 16 has a long, at an angle τ towards the cylinder part 111 of the insulating material body 11 sloping back section 161 and a very close to the forehead short back section 162, which is parallel to the axis of the Insulating body 11 runs. The connecting lugs 14 are slightly angled at the ends, so that the angling area also parallel to the axis of the insulating material body 11 runs and rests on the back portion 162. The free Front end of the connecting lugs 14 is flush with the web end the support webs 15.

Zur Aufnahme der Wicklungs- oder Anschlußdrähte 18 (in Fig. 4 strichliniert angedeutet), die den Anschluß der einzelnen Spulen der Rotorwicklung zu den einzelnen Lamellen 13 herstellen, sind, wie dies insbesondere in Fig. 3 verdeutlicht ist, die beiden Seitenflanken 141,142 der Anschußfahnen 14 profiliert, wobei im Ausführungsbeispiel die Profilierung aus mehreren, in jeder Seitenflanke 141,142 eingearbeitete, nebeneinanderliegende Rillen 17 besteht, deren Rillengrund an den Drahtdurchmesser der Wicklungsdrähte 18 angepaßt ist. Diese Profilierung der Anschußfahnen 14 sorgt dafür, daß beim Wicklungsvorgang und beim anschließenden Schweißvorgang die Wicklungsdrähte 18 ihre vorgegebene Lage auf den Anschlußfahnen 14 nicht verändern, insbesondere nicht hin zu den Lamellen 13 verrutschen. Die Verlegung der Wicklungsdrähte 18 zwischen den einzelnen Spulen der Rotorwicklung und den Anschlußfahnen 14 ist in sog. α-Umhakenwickeltechnik ausgeführt, bei welcher die jeweils einen Spulenanschluß herstellenden Wicklungsdrähte 18 zu den der zugeordneten Spule diametral an der Rotorwelle gegenüberliegenden Lamellen 13 des Kommutators geführt sind. Dadurch kreuzen sich die Wicklungsdrähte 18 im Bereich der Rotorwelle. Eine solche Ausbildung des kommutatorseitigen Wickelkopfes der Rotorwicklung ist in der Lage, große Radialkräfte aufzunehmen, ist also für hohe Umlaufgeschwindigkeiten des Rotors geeignet. Die Wicklungsdrähte 18 verlaufen ungefähr im rechten Winkel zur Anschlußfahne 14, wodurch die Gefahr des Verrutschens verringert wird. To accommodate the winding or connecting wires 18 (in FIG. 4 dashed lines) indicating the connection of each Coils of the rotor winding to the individual fins 13 produce, as is particularly illustrated in FIG. 3 is, the two side flanks 141, 142 of the connecting lugs 14 profiled, the profiling in the exemplary embodiment several, incorporated in each side flank 141, 142, There are adjacent grooves 17, the bottom of the groove the wire diameter of the winding wires 18 is adapted. This profiling of the connecting flags 14 ensures that when Winding process and the subsequent welding process Winding wires 18 their predetermined position on the Do not change terminal lugs 14, especially not towards the slats 13 slip. The laying of the winding wires 18 between the individual coils of the rotor winding and the Terminal lugs 14 is in the so-called executed, each of which has a coil connection manufacturing winding wires 18 to the associated coil fins 13 of the diametrically opposite on the rotor shaft Commutators are performed. As a result, they cross Winding wires 18 in the area of the rotor shaft. Such Formation of the commutator-side winding head Rotor winding is able to absorb large radial forces, is therefore suitable for high rotational speeds of the rotor. The winding wires 18 run approximately at right angles to the connecting lug 14, which causes the risk of slipping is reduced.

In Fig. 4 sind drei zu einer Anschlußfahne 14 des Kommutators führende Wicklungsdrähte 18 strichliniert angedeutet. Deutlich ist zu sehen, daß die Wicklungsdrähte 18 von der Lamelle 13 ausgehend am Rotor vorbeiführen und der an der Rotorwelle diametral gegenüberliegenden Spule der Rotorwicklung zustreben. Jeder Wicklungsdraht 18 umläuft dabei die Stützstege 15 im Bereich der Rückenabschnitte 161 und liegt in den Rillen 17 der Seitenflankenprofilierung der Anschlußfahne 14 ein.4 are three to a terminal lug 14 of the commutator leading winding wires 18 indicated by dashed lines. Clear it can be seen that the winding wires 18 from the lamella 13th lead past the rotor and the rotor shaft diametrically opposite coil of the rotor winding strive for. Each winding wire 18 runs around the Support webs 15 in the area of the back portions 161 and lies in the grooves 17 of the side flank profiling of the connecting lug 14 a.

Bei dem wie vorstehend beschrieben ausgeführten, auf die Rotorwelle aufgepreßten und mit der Rotorwicklung verbundenen Kommutator oder Kollektor wird mittels Ultraschalltorsionsschweißen die elektrische und mechanische Verbindung der Wickungsdrähte 18 mit den Anschlußfahnen 14 hergestellt. Die hierzu verwendete Schweißvorrichtung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Sie besteht aus einer hohlzylindrischen Sonotrode 20, die mit Spiel axial über den Außenumfang des mit den Lamellen 13 bestückten Zylinderteils 111 des Isolierstoffkörpers 11 geschoben und mit einer an ihrer Stirnseite vorhandenen Schweißfläche 21 auf die Wicklungsdrähte 18 auf der Oberseite der Anschlußfahnen 14 aufgedrückt wird, und aus einem Amboß 22, der die Anschlußfahnen 14 während des Schweißvorgangs abstützt und die Gegenkraft der Anpreßkraft der Sonotrode 20 auf den Kommutator mindestens teilweise aufnimmt. Der Amboß 22 wird dabei auch auf das endseitig abgewinkelte, den Rückenabschnitt 162 der Stege 16 überziehende Stück der Anschlußfahnen 14 aufgedrückt, um durch Form- und/oder Reibschluß das Mitschwingen der Anschlußfahnen 14 während des Schweißvorgangs zu verhindern. Entsprechend der sich nach außen erweiternden Schräglage der Anschlußfahnen 14 ist die Schweißfläche 21 der Sonotrode 20 als Kegelmantelabschnitt eines Kegels ausgebildet, dessen Kegelwinkel das Zweifache des Anstellwinkels τ der Anschlußfahnen 14 beträgt. Dadurch verläuft die Schweißfläche 21 beim Aufsetzen der Sonotrode 20 auf den Kommutator parallel zu den von den Stützstegen 15 abgekehrten Oberseiten der Anschußfahnen 14. Der Amboß 22 ist in mindestens zwei Amboßteile 221 und 222 unterteilt, die radial zur Rotorwelle zugeführt werden und zumindest die freien Stirnenden der Anschlußfahnen 14 übergreifen, so daß der Kommutator insgesamt im Bereich des stirnseitigen Endes aller Anschlußfahnen 14 axial abgestützt wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß die Amboßteile 221 und 222 auch Teile der Stirnseiten der einzelnen Stützstege 15 übergreifen, so daß auch noch zusätzlich der Isolierstoffkörper 11 axial abgestützt wird. Beim Schweißvorgang führt die Sonotrode 20 hochfrequente Torsionsschwingungen mit sehr kleinen Amplituden aus, wobei ihre Schweißfläche 21 mit einer Axialkraft von beispielsweise ca. 1000N auf die Wicklungsdrähte 18 aufgedrückt wird.In the case as described above, on the Pressed rotor shaft and connected to the rotor winding Commutator or collector is made using Ultrasonic torsion welding the electrical and mechanical Connection of the winding wires 18 to the terminal lugs 14 produced. The welding device used for this is in Fig. 4 is shown schematically. It consists of one hollow cylindrical sonotrode 20 which with play axially over the Outer circumference of the cylinder part equipped with the fins 13 111 of the insulating body 11 pushed and with one their end face existing welding surface 21 on the Winding wires 18 on the top of the terminal lugs 14 is pressed, and from an anvil 22, which the Supporting tabs 14 supports during the welding process and the Counterforce of the pressing force of the sonotrode 20 on the commutator at least partially. The anvil 22 is also to the angled end, the back section 162 of the 16 overlapping pieces of the connecting lugs 14 pressed on, in order to resonate with the form and / or friction To prevent terminal lugs 14 during the welding process. Corresponding to the outward inclined position of the Terminal lugs 14 is the welding surface 21 of the sonotrode 20 formed as a conical section of a cone, the Cone angle twice the angle of attack τ the Connection lugs 14 is. As a result, the welding surface runs 21 parallel when placing the sonotrode 20 on the commutator to the tops of the away from the support webs 15 Connection flags 14. The anvil 22 is in at least two Anvil parts 221 and 222 divided radially to the rotor shaft are fed and at least the free ends of the Overlap lugs 14 so that the commutator overall in the area of the front end of all connecting lugs 14 is supported axially. Of course it is possible that the anvil parts 221 and 222 also parts of the end faces of the overlap individual support webs 15, so that also in addition, the insulating body 11 is axially supported. During the welding process, the sonotrode 20 carries high frequencies Torsional vibrations with very small amplitudes, whereby their welding surface 21 with an axial force of, for example about 1000N is pressed onto the winding wires 18.

Claims

Commutator for a rotor with rotor winding and Electrical machines having a rotor shaft, with a a through hole (12) for pressing onto the Rotor shaft (10) having cylindrical Isolierstoffkörper (11) and anchored in this, axial fins (13) made of electrically conductive material, at the ends facing the rotor, connecting lugs (14) for connecting winding wires (18) to the Rotor winding are integrally formed, thereby characterized in that the connecting lugs (14) under a acute angle (τ) to the slats (13) and on Isolierstoffkörper (11) are supported radially.

Commutator according to claim 1, characterized in that the connecting lugs (14) near their flag end are angled and parallel to the bend area The axis of the insulating body (11) run.

Comutator according to claim 1 or 2, characterized in that the support of the connecting lugs (14) in a the cylinder part (111) carrying the fins (13) elongated end portion (112) of the insulating body (11) is made.

Commutator according to claim 3, characterized in that the connecting lugs (14) seen in the circumferential direction are made narrower than the slats (13) and that the end portion (112) of the insulating body (11) in the same circumferential distance from one another in the form of a beam arranged radial support webs (15) with preferably has the same width as the connecting lugs (14) whose web ridges (16) rest on the connecting lugs (14).

Commutator according to claim 4, characterized in that each web back (16) one to the cylinder part (111) of the Isolierstoffkörper (11) towards steadily falling, long Back section (161) and in the area near the forehead parallel to the axis of the insulating body (11) extending, very short back portion (162).

Commutator according to claim 4 or 5, characterized characterized in that the connecting lugs (14) are flush with the end of the support webs (15) facing the rotor end up.

Commutator according to one of claims 4-6, characterized characterized in that the side flanks (141, 142) of the Connection lugs (14) for partially positive Inclusion of winding wires (18) of the rotor winding are profiled.

Commutator according to claim 7, characterized in that the profiling of several, on each side flank (141,142) incorporated, adjacent grooves (17), the groove base of which is connected to the wire diameter the winding wires (18) are adapted.

Commutator according to claim 8, characterized in that the laying of the winding wires (18) in the area between the rotor winding and the connecting lugs (14) in Hook wrap technique, preferably in α-hook wrap technology.

Device for ultrasonic torsion welding around the Connecting lugs (14) looped winding wires (18) in a commutator according to any one of claims 1-9, with a high-frequency mechanical vibration Sonotrode (20), which is annular welding surface (21) to the commutator axis applies parallel pressure to the winding wires, and with an anvil (22) to support the sonotrode (20) during the welding process, characterized in that that the welding surface (21) of the sonotrode (20) as Cone shell section of a cone with a Twice the angle of attack (τ) of the connecting lugs (14) corresponding cone angle is formed and the anvil (22) at least the ends of the connecting lugs (14) axially supported.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the anvil (22) on the support webs (15) on the Rotor facing end face.

Device according to claim 11, characterized in that the anvil (22) at least two radially to the commutator feedable, partially ring-shaped anvil parts (221,222) having the front ends of the support webs (15) spread.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the radial overlap depth of the anvil parts (221,222) corresponds to the radial thickness of the connecting lugs (14).