SI9600178A - Commutator of an electric rotating engine - Google Patents

Description

TRIODYN MEZ BRUMOV, a.s.

Komutator električnega vrtilnega stroja

Izum se nanaša na komutator električnega vrtilnega stroja, izveden z lamelami, ki so nameščene v smeri vzdolžne osi ohišja in so druga od druge ločene z električno izolirno plastjo, pri čemer so lamele na strani ohišja opremljene z utori v obliki lastovičjega repa, v katerih so zasidrani nastavki v obliki lastovičjega repa in se med priležno površino ohišja in lamelo nahaja električno izolirna masa.

Obstoječi komutatorji električnih vrtilnih strojev imajo utore v obliki lastovičjega repa in nastavek ohišja, ki sega v njih in ima obliko enakokrakega trapeza. Odprtina utora v obliki lastovičjega repa v lameli je bodisi večja ali manjša od širine vanj segajočega nastavka lastovičjega repa v ohišju. V prvem primeru se lamele prosto nastavijo na ohišje in se oblijejo z električno izolirno maso. Izdelava je zato lažja in cenejša. Pri delovanju ekscentričnih sil pa se električna izolirna masa obremeni pretežno na strig, in sicer na kritičnih mestih med priležnimi kraki lamelnega utora v obliki lastovičjega repa in nastavkom ohišja v obliki lastovičjega repa. Ta izvedba ima zato manjšo mehansko trdnost. V drugem primeru, ki ustreza izvedbi po objavljeni patentni prijavi DE 3614 918 Al se neugodna strižna obremenitev izolirne mase med lamelo in ohišjem znatno omeji in prevlada tlačna obremenitev. Ta vrsta obremenitve je za umetne snovi bistveno ugodnejša. Pri tej izvedbi pa je zato, da se omogoči montaža lamel, potrebno, da se ohišje opremi z vdolbinami, ki običajno potekajo poševno glede na vzdolžno os ohišja. Na ta način izvedeni komutatorji sicer izkazujejo večjo mehansko trdnost, je pa njihova izdelava težja in zahteva več dela. Razen tega prihaja pri lamelah, ki so nameščene na mestu vdolbin v ohišje, prav tako kot v prvem primeru do nezaželjenih obremenitev izolirne mase na strig. Če ocenju2 jemo trdnost celote na osnovi trdnosti njenega najšibkejšega mesta, se izkaže mehanska trdnost komutatorja električnega vrtilnega stroja za neugodno tudi po drugi izvedbi konstrukcije.

Navedene pomanjkljivosti se v znatni meri odstranijo z rešitvijo komutatorja električnega vrtilnega stroja po izumu, ki v bistvu počiva na tem, da ima lamelin utor v obliki lastovičjega repa in nastavek ohišja komutatorja električnega vrtilnega stroja v obliki lastovičjega repa, pri čemer se nastavek nahaja v utoru in mu po obliki ustreza, obliko trapezov, ki so si drug drugemu podobni in so neenakokraki in katerih kraki se kot žarki razhajajo glede na radialno ravnino v smeri vzdolžne osi ohišja proti njegovemu obodu, in so osnovnice trapezov nameščene v smeri vzdolžne osi ohišja, pri čemer je odprtina lamelinega utora v obliki lastovičjega repa v smeri vzdolžne osi ohišja večja od širine nastavka ohišja v obliki lastovičjega repa in sta priležna dela nastavka ohišja v obliki lastovičjega repa in lamelinega utora v obliki lastovičjega repa na strani njegovega daljšega kraka medsebojno zamaknjena v smeri vzdolžne osi ohišja in se med priležno površino ohišja in lamelo nahaja električna izolirna masa, pri čemer dva sosednja utora v obliki lastovičjega repa tvorita zob.

S pomočjo rešitve komutatorja električnega vrtilnega stroja po izumu se predvsem dosežejo poenostavitev izdelave, zmanjšanje vloženega dela in pocenitev izdelave in to pri dosezanju zelo dobre mehanske trdnosti in odpornosti na poškodbe med delovanjem ekscentričnih sil. Strižna obremenitev izolirne mase med lamelo in ohišjem se s tem vidno zmanjša in deluje pretežno tlačna obremenitev. Pri tem so pogoji za mehansko obremenitev izolirne mase pri vseh lamelah na obodu ohišja enaki.

Enaka debelina električne izolirne mase v celotnem prostoru med priležnimi površinami ohišja in lamelami zagotavlja optimalno, enakomerno in visoko električno ter mehansko trdnost zasidranja lamel. Tukaj se uspešno uporabi trdnostni kriterij celotnega sistema glede na trdnost njegovega najšibkejšega člena.

S pomočjo matematičnih izračunov in poskusov je bilo dokazano, da so se pri zasidranju nastavka ohišja v utoru lamele v obliki lastovičjega repa s stališča mehanske trdnosti kot najbolj prednostne izkazale kotne tolerance za prestrezanje radialnih sil, ki jih nasproti si ležeče stene utora v obliki lastovičjega repa kot tudi v njem zasidranega nastavka lastovičjega repa oklepajo z vzdolžno osjo ohišja od 70° do 80° na eni strani in od 40° do 50° na nasprotno ležeči strani. Analogno je bila dokazana optimalna toleranca za razmerje nadaljnjih konstrukcijskih parametrov ob upoštevanju vidikov poenotenja orodij za izdelavo za različne tipske velikosti komutatorjev električnih vrtilnih strojev in ob zagotavljanju enake debeline električne izolirne mase v celotnem prostoru med priležnimi površinami ohišja in lamele. Kot najbolj prednostno se je izkazalo razmerje L/h = 2,909 do 3,216; L/l _r = 2,909 do 3,216; L/l₂ = 1,862 do 2,058 in LA₃ = 7,389 do 8,167, pri čemer lj predstavlja širino vratu med dvemi sosednjimi utori v obliki lastovičjega repa, 1₂ širino zoba med dvemi sosednjimi utori v obliki lastovičjega repa in je lj širina dela zoba v smeri vzdolžne osi ohišja med vratom in sprednjo stranjo dela zoba na strani pri daljšem kraku enakokrakega trapeza, ki tvori zob. L je nato medsebojna oddaljenost lamelnih utorov v obliki lastovičjega repa v smeri vzdolžne osi ohišja in je h globina utora v obliki lastovičjega repa v radialni smeri.

Rešitev v skladu z izumom je razvidna iz risb, pri čemer sl. 1 in 2 prikazujeta del komutatorja električnega vrtilnega stroja v vzdolžnem prerezu in sl. 3 prikazuje lamelo v pogledu od spredaj.

Komutator 1 električnega vrtilnega stroja, ki je predstavljen na sl. 1 in 2, obstoji iz lamel 2 podolgovate oblike, ki so nameščene v smeri vzdolžne osi 3 ohišja 4, in sicer na njegovem zunanjem obodu druga poleg druge. Na strani na ohišju 4 so lamele 2 opremljene z utori 5 v obliki lastovičjega repa, v katerih so zasidrani nastavki 6 ohišja 4 v obliki lastovičjega repa, ki po obliki ustrezajo utorom 5 v obliki lastovičjega repa in so obročasto nameščeni vzdolž oboda ohišja 4. Med priležnimi površinami ohišja 4 in lamel 2 se nahaja električna izolirna masa 7. V obliki lastovičjega repa izoblikovan utor 5 lamele 2 in v njem zasidran in v obliki lastovičjega repa oblikovan nastavek 6 ohišja 4 ima obliko podobnih si neenakokrakih trapezov, katerih kraki 8 potekajo razhajajoče se glede na radialno ravnino v smislu od vzdolžne osi 3 ohišja 4 proti njegovemu obodu. Osnovnice 9 neenakokrakih trapezov, ki tvorijo utore 5 v obliki lastovičjega repa, in nastavki 6 v obliki lastovičjega repa ležijo v smeri vzdolž osi 3 ohišja 4. Odprtina X utora 5 v obliki lastovičjega repa in lamele 2 je v smeri vzdolžne osi 3 ohišja 4 večja kot širina Y v obliki lastovičjega repa izvedenega nastavka 6 ohišja

4. Priležni deli v obliki lastovičjega repa izvedenega nastavka 6 ohišja 4 in utori 5 v obliki lastovičjega repa ter lamele 2 so na strani svojih krakov 8 v smeri vzdolžne osi 3 ohišja 4 medsebojno zamaknjeni. Lamele 2 na sl. 3 tvorijo z izvedenimi utori 5 v obliki lastovičjega repa po obliki neenakokrakega trapeza med njimi zobe 10.

Komutator 1 električnega vrtilnega stroja v skladu z izumom se lahko prednostno uporablja predvsem namesto dosedaj uporabljenih zvijačenih komutatorjev, ki pri enakih parametrih zahtevajo večje mere za vgraditev in več dela. V pogledu preprostejše montaže, manj dela in nižjih izdelovalnih stroškov lahko nadomesti odtisnjene komutatorje 1 električnih vrtilnih strojev na uspešen način, katerih v obliki lastovičjega repa izoblikovani utori 5 lamel 2 in v njih zasidranih v obliki lastovičjega repa izoblikovanih nastavkov 6 ohišja 4 imajo obliko enakokrakega trapeza. S stališča konstrukcije je primeren tudi za premere reda velikosti več 100 mm. Rešitev po izumu je primerna v pogledu poenotenja izdelovalnih orodij za različno velike tipe komutatorjev 1 električnih vrtilnih strojev, kar znatno znižuje izdelovalne stroške.

Spisek uporabljenih sklicevalnih oznak:

komutator električnega vrtilnega stroja lamela vzdolžna os ohišja ohišje utor v obliki lastovičjega repa nastavek v obliki lastovičjega repa električna izolirna masa krak osnovnica zob vrat

X odprtina utora v obliki lastovičjega repa

Y širina nastavka v obliki lastovičjega repa

L medsebojna razdalja utorov v obliki lastovičjega repa h globina utora v obliki lastovičjega repa lj širina vratu

1₂ širina zoba

1₃ širina dela zoba del zoba

Za

TRIODYN MEZ BRUMOV, a.s.:

HUNIHA RISAR·!

Claims (7)

Patentni zahtevki

1. Komutator električnega vrtilnega stroja, ki je stvorjen z lamelami, ki so nameščene v smeri vzdolžne osi ohišja in so druga od druge ločene z električno izolirno plastjo, pri čemer so na strani na ohišju lamele opremljene z utori v obliki lastovičjega repa, v katerih so zasidrani nastavki v obliki lastovičjega repa in se med priležnimi površinami ohišja nahaja električna izolirna masa, označen s tem, da ima utor (5) v obliki lastovičjega repa lamele (2) in v njem nahajajoči se in po obliki mu ustrezajoči v obliki lastovičjega repa izvedeni nastavek (6) ohišja (4) komutatorja (1) električnega vrtilnega stroja obliko podobnih si, neenakokrakih trapezov, katerih kraki (8) so glede na radialno ravnino nameščeni v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4) proti njegovemu obodu razhajajoče se v obliki žarkov in so osnovnice trapezov nameščene v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4), pri čemer je odprtina (X) v obliki lastovičjega repa izvedenega utora (5) lamele (2) v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4) večja od širine (Y) v obliki lastovičjega repa izvedenega nastavka (6) ohišja (4) in so v obliki lastovičjega repa izvedeni utor (5) lamele (2) na strani svojih vzdolžnih rakov (8) drug glede na drugega zamaknjeni v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4) in se med priležnimi površinami (4) ohišja in lamel (2) nahaja električna izolirna masa (7), pri čemer dva sosednja utora (5) v obliki lastovičjega repa tvorita zob (10).

2. Komutator električnega vrtilnega stroja po zahtevku 1, označen s tem, da ima električna izolirna masa (7) v prostoru med priležnimi ploskvami ohišja (4) in lamelo (2) stalno debelino.

3. Komutator električnega vrtilnega stroja po zahtevku 1, označen s tem, da se koti, ki jih nasproti si ležeče stene v obliki lastovičjega repa izvedenega utora (5) in v njem zasidranega v obliki lastovičjega repa izvedenega nastavka (6) oklepajo z vzdolžno osjo (3) ohišja (4), nahajajo v tolerančnem področju od 70° do 80° na eni strani in od 40° do 50° na nasprotni strani.

4. Komutator električnega vrtilnega stroja po zahtevku 1, označen s tem, da je razmerje medsebojne oddaljenosti (L) v obliki lastovičjega repa izvedenih utorov (5) proti globini (h) v obliki lastovičjega repa izvedenega utora (5) v radialni smeri znotraj tolerance od 2,909 do 3,216.

5. Komutator električnega vrtilnega stroja po zahtevku 1, označen s tem, da je razmerje medsebojne oddaljenosti (L) v obliki lastovičjega repa izvedenih utorov (5) lamele (2) v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4) glede na širino vratu (11) med dvema sosednjima, v obliki lastovičjega repa izvedenima utoroma (5) v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4) v toleranci od 2,909 do 3,216.

6. Komutator električnega vrtilnega stroja po zahtevku 1, označen s tem, da je razmerje medsebojne oddaljenosti (L) v obliki lastovičjega repa izvedenega utora (5) lamele (2) v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4) glede na največjo širino (1₂) zoba (10) med dvema sosednjima, v obliki lastovičjega repa izvedenima utoroma (5) v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4) v toleranci od 1,862 do 2,058.

7. Komutator električnega vrtilnega stroja po zahtevku 1, označen s tem, da je razmerje medsebojne oddaljenosti (L) v obliki lastovičjega repa izvedenih utorov (5) lamele (2) v smeri vzdolžne osi (3) ohišja (4) glede na del (12) zoba (10) med vratom (11) in sprednjo stranico zoba (10) in smerjo vzdolžne osi (3) ohišja (4) na stranici daljšega kraka (8) v toleranci od 7,389 do 8,167.