NO132916B

NO132916B -

Info

Publication number: NO132916B
Application number: NO4758/72A
Authority: NO
Inventors: Karl Heinz Schneider
Original assignee: Karl Heinz Schneider
Priority date: 1971-12-28
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1975-10-20
Also published as: BE793343A; AT314684B; GB1411959A; US3855449A; DE2164956C2; DE2164956A1; DE2164956B1; NO132916C; CH547598A; NL7217666A; FR2167074A5

Description

Fremgangsmåte ti) forbigående å tildekke en kommutator for dynamoelektriske maskiner. Method ti) temporarily covering a commutator for dynamo-electric machines.

Oppfinnelsen angår forbedringer ved The invention relates to improvements in

eller i forbindelse med kommutatorer for dynamoelektriske maskiner med beviklet rotor og utgjør en modifikasjon av den oppfinnelse som danner gjenstand for norsk patent nr. 92 199. or in connection with commutators for dynamo-electric machines with a wound rotor and constitutes a modification of the invention which forms the subject of Norwegian patent no. 92 199.

Ved fremstillingen av en dynamoelektrisk maskin med beviklet rotor innpasses en kommutator på akselen for en rotor som har viklinger forsynt med tilslutnings-tråder, og disse blir så elektrisk ledende forbundet med kommutatorens ledende segmenter. Disse forbindelser blir ofte fo-retatt ved dyppelodding, og isåfall blir praktisk talt hele kommutatoren neddyk-ket i det smeltede loddemiddel. In the manufacture of a dynamo-electric machine with a wound rotor, a commutator is fitted onto the shaft of a rotor which has windings provided with connecting wires, and these are then electrically conductively connected to the commutator's conductive segments. These connections are often made by dip soldering, and in that case practically the entire commutator is immersed in the molten solder.

Det kreves ofte på et senere stadium It is often required at a later stage

å impregnere viklingene med en elektrisk isolerende masse, f. eks. en isolerende lakk eller kunstharpiksmasse. Denne impregne-ring kan utføres ved at rotoren neddykkes i et bad av isolasjonsmasse i en enkelt eller dobbelt dyppeprosess, eller der kan benyttes en vakuum-impregneringsprosess to impregnate the windings with an electrically insulating mass, e.g. an insulating varnish or synthetic resin mass. This impregnation can be carried out by immersing the rotor in a bath of insulating material in a single or double dipping process, or a vacuum impregnation process can be used

hvor isolerende masse tvinges inn i viklingene ved opphevelsen av et på forhånd foreliggende vakuum i et kammer som in-neholder rotoren hvis viklinger er belagt med massen. where insulating mass is forced into the windings by the lifting of a pre-existing vacuum in a chamber containing the rotor whose windings are coated with the mass.

På et senere stadium av rotorens fremstilling blir kommutatoren ferdigbehandlet f. eks. ved dreining eller slipning for fjern-else av overskytende loddemiddel som ellers kunne danne elektriske forbindelser mellom segmentene. At a later stage of the rotor's manufacture, the commutator is finished, e.g. by turning or grinding to remove excess solder which could otherwise form electrical connections between the segments.

Patent nr. 92 199 angår en kommutator hvor de ledende segmenter er adskilt ved mellomliggende isolasjonsmateriale på en slik måte at overflaten av isolasjonsma-terialet mellom segmentene blir forsenket til et nivå under segmentenes kontaktflate. For å unngå den ulempe at der kan sette seg loddemiddel i forsekningene under loddingen av tilslutningstrådene til segmentene, eller at isolasjonsmasse kan Patent no. 92 199 relates to a commutator where the conducting segments are separated by intermediate insulating material in such a way that the surface of the insulating material between the segments is recessed to a level below the contact surface of the segments. To avoid the disadvantage that solder may settle in the recesses during the soldering of the connecting wires to the segments, or that insulating compound may

samle seg i forsenkningene under impreg-neringen av viklingene, eller at der under collect in the depressions during the impregnation of the windings, or that there below

rotorens fremstilling kan sette seg smuss the rotor's manufacture can get dirty

i forsenkningene, er der i henhold til patent nr. 92 199 påført kommutatoren et dekke. Det er funnet at et strukket dekke som består av et elastomert materiale som er fritt for svovel og klor, og som tillates å trekke seg sammen, vil slutte tett til kommutatoren og komme i tett anlegg mot de deler av dens ytterflate som ligger rundt forsenkningene mellom segmentene. in the recesses, according to patent no. 92 199, a cover is applied to the commutator. It has been found that a stretched cover consisting of an elastomeric material which is free of sulfur and chlorine, and which is allowed to contract, will closely abut the commutator and come into close contact with the portions of its outer surface which lie around the recesses between the segments.

Når en tildekket kommutator fremstilt ovensstemmende med oppfinnelsen benyttes ved fremstilling av en dynamoelektrisk maskin, vil dekket bli utsatt for varme mens det er i berøring med metall. Elastomere materialer som inneholder ele-menter som kan forårsake dannelse av korroderende damper, er derfor uskikket for anvendelse i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse, og i herdet tilstand bør materialet således være fritt for svovel og klor. When a covered commutator produced in accordance with the above invention is used in the manufacture of a dynamo-electric machine, the cover will be exposed to heat while in contact with metal. Elastomeric materials containing elements that can cause the formation of corrosive vapors are therefore unsuitable for use in connection with the present invention, and in the hardened state the material should thus be free of sulfur and chlorine.

Eksempler på svovel- og klor-frie elastomere materialer innbefatter vulka-niserte eller på annen måte herdede silicongummier og polyuretan-elastomere. Examples of sulfur- and chlorine-free elastomeric materials include vulcanized or otherwise cured silicone rubbers and polyurethane elastomers.

Silicongummier er polydimethyl-sil-oxan-derivater og vulkaniseres ved at materialet blandes med en liten mengde for-sterkende fyllstoff, f .eks. 5 % findelt kisel-syre, og et organisk peroxyd, f. eks. 0,1— 6,0 % benzoyl-peroxyd, og opphetes under trykk til 150° C, hvorpå følger en opphetning uten trykkanvendelse til 150° C i 24 timer. Silicone rubbers are polydimethylsiloxanes derivatives and are vulcanized by mixing the material with a small amount of reinforcing filler, e.g. 5% finely divided silicic acid, and an organic peroxide, e.g. 0.1- 6.0% benzoyl peroxide, and heated under pressure to 150° C, followed by heating without the application of pressure to 150° C for 24 hours.

Polyuretan-elastomere kan fremstilles ved at adipinsyre kondenseres med ethy-lenglycol og ethanolamin for å danne et polyesteramid med frie hydroxyl-, amin-og carboxylgrupper og dette amid opphetes så til 150° C med litt hexamethylen-diiso-cyanat for å gi en gummiaktig masse, som så vulkaniseres ved opphetning med en formaldehyd-donor. En annen type kan fremstilles ved at man lager en voksaktig polyester, som har frie hydroxylgrupper ved enden av kjeden, fra adipinsyre og et overskudd av ethylen- og propylen-glycoler. Ved reaksjon av denne polyester med et overskudd av et aromatisk di-isocyanat, f. eks. 2 : 4 toluen-di-isocyanat, fås en for-lengelse av kjedene, og vulkanisering be-virkes så ved dannelse av tverrforbindel-ser ved opphetning med glycoler, aminoalkoholer eller diaminer. En tredje type kan fremstilles fra en polyether med frie hydroxylgrupper ved endene av kjedene, f. eks. polyglycol som behandles med et overskudd av et aromatisk isocyanat og derpå vulkaniseres ved opphetning med glycoler, aminoalkoholer eller diaminer. Polyurethane elastomers can be produced by condensing adipic acid with ethylene glycol and ethanolamine to form a polyester amide with free hydroxyl, amine and carboxyl groups and this amide is then heated to 150°C with a little hexamethylene diisocyanate to give a rubbery pulp, which is then vulcanized by heating with a formaldehyde donor. Another type can be produced by making a waxy polyester, which has free hydroxyl groups at the end of the chain, from adipic acid and an excess of ethylene and propylene glycols. By reacting this polyester with an excess of an aromatic diisocyanate, e.g. 2:4 toluene-diisocyanate, an extension of the chains is obtained, and vulcanization is then effected by the formation of cross-links by heating with glycols, amino alcohols or diamines. A third type can be prepared from a polyether with free hydroxyl groups at the ends of the chains, e.g. polyglycol which is treated with an excess of an aromatic isocyanate and then vulcanized by heating with glycols, amino alcohols or diamines.

Dekket gis form av en hette som dekker sidene og den ende av kommutatoren som vender bort fra de deler av segmentene som viklingenes endetråder skal til-sluttes. The cover is given the shape of a cap which covers the sides and the end of the commutator facing away from the parts of the segments to which the end wires of the windings are to be connected.

En utførelsesform av fremgangsmåten til tildekning av en kommutator vil nå bli beskrevet eksempelvis og under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser lengdesnitt av en kommutator forsynt med et dekke i overensstem-melse med oppfinnelsen. Fig. 2 er et perspektivriss av den tildekkede kommutator på fig. 1, og An embodiment of the method for covering a commutator will now be described by way of example and with reference to the drawing. Fig. 1 shows a longitudinal section of a commutator provided with a cover in accordance with the invention. Fig. 2 is a perspective view of the covered commutator of fig. 1, and

fig. 3 er et perspektivriss av en rotor for en dynamoelektrisk maskin, utstyrt med den tildekkede kommutator som er vist på fig. 1 og 2. fig. 3 is a perspective view of a rotor for a dynamo-electric machine, equipped with the covered commutator shown in FIG. 1 and 2.

Der er valgt en kommutator 11 som A commutator 11 has been selected which

omfatter en metallhylse 12 som bærer en støpt kunstharpikskjerne 13 hvori der er innleiret ledende segmenter 15 og mellomliggende isolatorlameller 16. Segmentene comprises a metal sleeve 12 which carries a molded synthetic resin core 13 in which conductive segments 15 and intermediate insulator slats 16 are embedded. The segments

er utført med ører 17 som alle befinner seg ved den ene ende av kommutatoren og er forsynt med slisser 18. Isolatorene mellom segmentene er formet for å danne for-senkninger 19 som strekker seg fra den fra ørene bortvendte ende av kommutatoren i retning mot, men ikke så langt som til ørene. is made with ears 17 which are all located at one end of the commutator and are provided with slots 18. The insulators between the segments are shaped to form depressions 19 which extend from the end of the commutator facing away from the ears in the direction towards, but not as far as the ears.

En hette 21 av silicongummi som i nor-mal, ikke tøyet tilstand har mindre diameter enn kommutatoren, blir så strukket og trukket inn på kommutatoren inntil hettens bunnparti 22 legger seg mot den fra ørene bortvendte ende av kommutatoren. Hettens sideparti er langt nok til fullstendig å dekke forsenkningene 19 mellom segmentene. Hetten blir så sluppet og trek-ker seg sammen for å gripe tett rundt kommutatoren. Der kan benyttes en hette som på forhånd er utformet med et hull i bunnpartiet, eller også kan der skjæres et hull på dette stadium for rotorakselen som kommutatoren skal monteres på. A cap 21 of silicone rubber, which in its normal, unstretched state has a smaller diameter than the commutator, is then stretched and pulled onto the commutator until the bottom part 22 of the cap rests against the end of the commutator facing away from the ears. The side part of the cap is long enough to completely cover the recesses 19 between the segments. The cap is then released and retracts to grip tightly around the commutator. A cap can be used which has been designed in advance with a hole in the bottom part, or a hole can be cut at this stage for the rotor shaft on which the commutator is to be mounted.

Kommutatoren 11 blir så skjøvet inn på akselen 23 for rotoren 24, som allerede er forsynt med viklinger 25 med endetråder 26. Endetrådene blir så innført i de respektive slisser 18 i ørene 17. Derpå sen-kes rotoren 24 med akselen vertikalt og kommutatoren nederst ned i et bad av smeltet loddemiddel ved ca. 300° C inntil ørene står under overflaten av loddemid-delet. Etter en neddykkingstid tilstrekke-lig til å skaffe loddeforbindelsene, vanlig-vis 10—30 sekunder, tas rotoren ut av lod-demiddelet og tillates å kjølne. The commutator 11 is then pushed onto the shaft 23 of the rotor 24, which is already provided with windings 25 with end wires 26. The end wires are then inserted into the respective slots 18 in the ears 17. The rotor 24 is then lowered with the shaft vertically and the commutator at the bottom down in a bath of molten solder at approx. 300° C until the ears are below the surface of the solder part. After an immersion time sufficient to obtain the solder joints, usually 10-30 seconds, the rotor is removed from the solder and allowed to cool.

Rotoren vakuumtørkes, dyppes i elektrisk isolerende lakk for å dekke viklingene og anbringes i et kammer, som så evaku-eres. Så slippes luft påny inn i kammeret og trenger lakken inn i viklingene. Under denne prosess forhindrer hetten at der kommer lakk inn i forsenkningene mellom segmentene. Rotoren fjernes fra im-pregneringskammeret og oppvarmes for herding av lakken. Fravær av feil i den elektriske isolasjon mellom de ledende segmenter, stammende fra skade på kunst-harpikskjernen under dyppelodding, lak-kering og stekning, kan så kontrolleres elektrisk før hettene fjernes, da selve hettene består av ikke-ledende materiale. Hetten kan så flås av fra kommutatoren eller eventuelt avdreies på dreiebenk. The rotor is vacuum dried, dipped in electrically insulating varnish to cover the windings and placed in a chamber, which is then evacuated. Air is then let into the chamber again and penetrates the varnish into the windings. During this process, the cap prevents varnish from entering the recesses between the segments. The rotor is removed from the impregnation chamber and heated to cure the varnish. Absence of faults in the electrical insulation between the conductive segments, originating from damage to the synthetic resin core during dip soldering, varnishing and frying, can then be checked electrically before the caps are removed, as the caps themselves consist of non-conductive material. The cap can then be peeled off from the commutator or possibly turned on a lathe.

Blant fordelene ved de dekker som benyttes ved denne fremgangsmåte for å tildekke kommutatoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kan nevnes at den lar seg anbringe bekvemt og lettvint, gir pålitelig avtetning av forsenkningene mellom segmentene mot smeltet loddemiddel, isolasjonsmasse og smuss (under dyppelodding og vakuumimpregnering), mu-liggjør prøvning av den elektriske isolasjon mellom de ledende segmenter uten å fjernes fra dekket og lettvint lar seg fjer-ne for hånden eller maskinelt. Dekkene, som lages av materialer med dårlig var-meledningsevne, tjener også til å beskytte kommutatorene i bad av smeltet loddemiddel mot å skades av varme, f. eks. ved blæredannelser i harpikskjemen eller an-løpning av kobbersegmentene. Dessuten kan man tildekke mange forskjellige kom-mutatorstørrelser uten å behøve tilsvar-ende variert tildekningsapparatur. Det forhold at hettene av elastomere materialer lett lar seg tøye og er sterke og slite-sterke i strukket tilstand, gjør det mulig å bruke en enkelt hettestørrelse for et stort område av kommutatorstørrelser med stør-re diameter enn hetten. Den øvre grense for de kommutatorstørrelser en gitt hette kan benyttes for, avhenger av den grad hvori hetten bekvemt kan tøyes under på-setningen, hvilket igjen avhenger av det elastomere materiales art og filmens tyk-kelse. Among the advantages of the covers used in this method to cover the commutator according to the present invention, it can be mentioned that it can be placed conveniently and easily, provides reliable sealing of the recesses between the segments against molten solder, insulating compound and dirt (during dip soldering and vacuum impregnation), enables testing of the electrical insulation between the conducting segments without removing it from the cover and can easily be removed by hand or machine. The covers, which are made of materials with poor thermal conductivity, also serve to protect the commutators in baths of molten solder from being damaged by heat, e.g. by blistering in the resin core or tarnishing of the copper segments. In addition, many different commutator sizes can be covered without needing correspondingly varied covering equipment. The fact that the caps made of elastomeric materials can be easily stretched and are strong and wear-resistant in the stretched state makes it possible to use a single cap size for a large range of commutator sizes with a larger diameter than the cap. The upper limit for the commutator sizes a given cap can be used for depends on the degree to which the cap can be comfortably stretched during application, which in turn depends on the nature of the elastomeric material and the thickness of the film.

«Påsmukkede» hetter av elastomere materialer kan påsettes meget raskere og sikrere enn det ville være mulig med uelas-tiske dekker fremstilt med nøyaktige di-mensjoner for å passe til en gitt kommu-tatorstørrelse. Der behøves ingen spesielle forholdsregler for å sikre seg mot skade på "Fitted" caps of elastomeric materials can be fitted much more quickly and more securely than would be possible with inelastic covers manufactured with exact dimensions to fit a given commutator size. No special precautions are needed to protect against damage

dekket, skjønt en slik skade eller defor-masjon i alvorlig grad ville forstyrre effek-tiviteten av et ikke-tøyelig, tilpasset dekke. the tire, although such damage or deformation would seriously interfere with the effectiveness of a non-stretch, conformal tire.

Claims

1. Method for temporarily covering a commutator, of the kind where the insulating elements between the commutator segments are shaped to form recesses between the parts of the segments that form the contact surface of the commutator, in order to prevent the penetration of solder and/or electrical insulating mass into the recesses between the segments when the commutator is dipped in a bath of molten solder and/or a bath of electrically insulating mass during the manufacture of a rotor for a dynamo-electric machine, where a cover in the form of a cap is placed on the commutator in such a way that the recesses between the segments are completely covered, according to patent no. 92 199, characterized by the fact that a stretched cap of elastomeric material is used which is free of sulfur and chlorine, and which, after application to the commutator, will contract so that it will close close to the commutator and lie in tight contact with the parts of the commutator's outer surface that are around the recess e between the segments.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the tire consists of silicone rubber.