CH245497A - Kommutator für elektrische Maschinen und Apparate. - Google Patents

Kommutator für elektrische Maschinen und Apparate.

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CH245497A
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Hermes Patentverwertun Haftung
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Hermes Patentverwertungs Gmbh
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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

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  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Description


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    Kommutator   für elektrische    Naschinen   und Apparate. Die Erfindung bezweckt bei elektrischen Maschinen durch Ausbildung der Lamellen des    Kommutators   selbst eine wesentliche Verbesserung der    Kommutierungsvorgänge   herbeizuführen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck die Lamellen des    Kommutators   aus Schichten von Metallen verschiedener elektrischer spezifischer Leitfähigkeit herzustellen, derart, dass als    Endschicht   an der ablaufenden    Lamellenkante   eine solche aus elektrisch schlechter leitendem Metall, z. B. Aluminium oder    Eisen,   angeordnet wird, während der übrige Teil der Lamelle beispielsweise aus    elektrisch   gut leitendem Kupfer besteht.

   Dadurch, dass die ablaufende    Lamellenkante   mit höherem Widerstand ausgeführt ist, wird der Strom noch, bevor die Bürste die Lamelle verlässt, entsprechend gedrosselt und dementsprechend die von der Bürste    abzuschaltende      Leistung   um das wesentlich gleiche Mass herabgesetzt. Die Erfindung ermöglicht vor allem diese Verhältnisse dadurch in ganz ausserordentlichem Ausmass günstiger zu gestalten, dass der    Kömmutatorkörper   wenigstens zum Teil aus Kohle aufgebaut ist und aus Schichten verschiedener elektrischer spezifischer Leitfähigkeit besteht, welche in Richtung des    Kommutatorumfanges   aneinander anschliessen und sich in radialer Richtung erstrecken.

   Da innerhalb der verschiedenen Kohlensorten Widerstandswerte von etwa 0,1    SZ      mm2/m   (sogen.    Metallgraphit)      bis   etwa 75    d2      mmz/m   (Hartkohle) zur    Verfügung   stehen, hat man äusserst weitgehende Möglichkeiten für die Wahl der Widerstandsunterschiede zwischen den einzelnen Teilschichten der Lamellen. Eine darüber hinausgehende    Steigerung   des    Widerstandsverhältnisses   der einzelnen Schichten    kann,   gegebenenfalls dadurch erreicht werden, dass man zugleich mit Kohleschichten auch unmittelbar dem Bürsten- 

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    kontakt   ausgesetzte Metallschichten zum Aufbau der einzelnen Lamellen verwendet.

   In    diesem   Fall ergibt sich auch zugleich    eine   sehr günstige Möglichkeit für die Bildung des    metallischen   Anschlusses der Lamelle an die Wicklung. 



  In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen, von denen Ausschnitte aus    Kommutatorkörpern   gezeigt sind,    erläutert.   



  Die einzelne Lamelle gemäss    Fig.   1 besteht aus den Teilschichten 1 und 2 aus    Kohle   verschiedenen spezifischen Widerstandes, wobei die enger schraffierte Teilschicht 2, die an der ablaufenden    Lamellenkaute   liegt, aus Kohle wesentlich höheren spezifischen Widerstandes bestehen soll als die Schicht 1. Durch entsprechende Wahl des Widerstandsverhältnisses der Schichten 1 und 2 kann eine sehr weitgehende Drosselung des    Abreissstromes      zwischen   Lamelle und Bürste erzielt werden, die die bisher bei    metallischen   Lamellen erzielten Werte um vieles übertrifft.

   Ein Bild von den Möglichkeiten kann man sich im wesentlichen machen, wenn man den etwa im Verhältnis 1:5 stehenden Widerstandsunterschied von Kupfer und Eisen mit den Widerstandsverhältnissen bei den zur Verfügung stehenden    Kohlesorten   vergleicht, die Werte bis zu etwa 1:750 erreichen können. Auf Grund dieser Widerstandsunterschiede und der an sich günstigen    schalttechnischen   Eigenschaften der Kohle kann unter Umständen eine. so weitgehende    Verbesserung   des    Kommu-      tierungsvorganges   erzielt werden, dass andere Mittel zur    Kommutierungsverbesserung   wie z. B. Wendepole sogar überhaupt entfallen können. 



  Zur    Isolierung   der einzelnen Lamellen voneinander kann in üblicher Weise eine    Zwischenschicht   3 aus Glimmer, Glas usw. dienen. Zur    Stromzu-      bezw.      -ableitung   wird mit Vorteil eine metallische    Anschlussschiene   4 zwischen den Teilschichten 1, 2 der Lamelle angeordnet, die bei günstigen Kontaktverhältnissen gleichzeitig einfachen Einbau ermöglicht.

   Die Schiene 4 kann beiderseits an den durchaus kompakten, leicht glatt zu bearbeitenden Flankender    Lamellensehichten   zu sattem Anliegen gebracht werden, so dass sie ohne in    Ausnehmungen   der    Lamellenteile   versenkt zu werden mit genügender Kraft gehalten wird und zugleich vorzügliche    Stromübergangsverhältnisse   erzielt werden. Die Schichten 1 bis 4 schliessen in    Richtung   des    Stromwenderumfanges   aneinander an und erstrecken sich in radialer    Richtung.   



  Die    Kohleschicht   1 gemäss    Fig.   1 kann auch gegebenenfalls durch eine solche aus Metall, z. B. Kupfer, ersetzt sein. In diesem Fall entfällt eine besonders    metallische   Anschlussschiene 4; es kann die unmittelbar dem Bürstenkontakt ausgesetzte    Metallteilschicht   der Lamelle selbst zugleich in der sonst bei Metallamellen üblichen Art für den Anschluss an die Wicklung ausgebildet sein. 



  In    Fig.   2 ist eine Ausführungsform der Erfindung für Maschinen mit Drehrichtungswechsel gezeigt. In diesem Fall sind zweckmässig beide Endschichten 2 und 2' jeder Lamelle aus Kohle höheren spezifischen Widerstandes hergestellt. Als mittlere, elektrisch gut leitende. Schicht 1 ist. in diesem Fall eine    3letallsehicht,   z. B. aus Kupfer, vorgesehen, durch die in an sich    bekannter   Weise zugleich der    Anschluss   an die Wicklung gebildet wird. Zur Isolierung .der einzelnen Lamellen voneinander dienen die Einlagen 3 aus Glimmer oder dergleichen. Die Schichten 1, ?. 2', 3 sind auch hier radial gerichtet und schliessen in    Kollektorumfang-      richtung   aneinander an. 



  Die Verwendung von Kohle mit ihren in weiten Grenzen verschiedenen spezifischen Widerstandswertes bietet gegebenenfalls auch die    .Höglichkeit,   von einer besonderen Lamellenzwischenisolation abzusehen, wenn der Widerstand einer oder beider Endschichten der Lamellen entsprechend gross gewählt    wird.      I'm   in diesem Fall zu grosse plötzliche Stromveränderungen beim Hinweggleiten der Bürste über die Lamelle zu vermeiden, kann zweckmässig eine stufenweise Abnahme des elektrischen Widerstandes der Lamellenschichten gegen eine oder beide Flanken hin 

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 vorgesehen werden.

   Eine    entsprechende   Ausführungsform der Erfindung zeigt    F'ig.   3 der    Zeichnung.   Mit 5 sind die aus Kohle sehr hohen spezifischen Widerstandes    bestehenden      Lamellenschichten      bezeichnet,   die zugleich an Stelle der Zwischenisolation der Lamellen treten. Die Schichten 1 und 2 der Lamellen sind aus Kohle wesentlich höherer, aber je voneinander verschiedener spezifischer elektrischer    Leitfähigkeit   hergestellt, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass die Schicht 2 den höheren spezifischen Widerstand aufweist, der    Lamellenwiderstand   also .gegen die    ablaufende      Kante   hin zunimmt.

   Die Verkleinerung des Stromes    bis   zu seiner praktischen    'Unterbrechung   erfolgt also stufenweise beim Hinweggleiten der Bürste über die Lamelle. Als    Stromanschlussstück   dient eine in mindestens auf einer Seite (hier    aui   drei) mit der    Kohleschieht   1 in elektrisch leitender Verbindung stehende    Stromanschlu.ss-      schiene   4. Die Schichten 1, 2, 5 schliessen in Umfangsrichtung des Kollektors aneinander an und sind radial gerichtet. 



  Statt die Lamelle aus verschiedenen Teilen    bezw.   getrennt hergestellten Schichten zusammenzusetzen, kann sie auch aus einem Stück hergestellt werden, wobei zweckmässig der spezifische Widerstand    innerhalb   der Lamelle stetig seinen Wert ändert, das heisst also theoretisch unendlich    viele,   sehr dünne Schichten gleichen spezifischen elektrischen    Widerstandes   vorhanden sind. Die    Drosselung   des    Kurzschlussstromes   während des Hinweggleitens der Bürste über die Lamelle ist .dann    ebenfalls   eine stetige. Eine entsprechende Ausführungsform zeigt    Fig.   4 der Zeichnung für Maschinen mit einer gegebenen Drehrichtung.

   Das Ansteigen des Widerstandes innerhalb .der wenigstens zum Teil aus    Kohle   bestehenden Lamellen 10 ist durch zunehmende Dichte der    Schraffierung   angedeutet. Hierbei ist angenommen, dass die eine Randschicht der Lamelle    einen   derart hohen Widerstand aufweist,    -dass   eine besondere    Lamellenzwischenisolation   nicht notwendig ist. Die mit 4 bezeichnete    metallische      Stromanschlu      ssschiene   ist zweckentsprechend so angeordnet, dass sie mit einer Seite mit der bestleitenden Schicht je einer Lamelle 10 in Berührung steht. Die Teilschichten der Lamellen 10 und die Schichten 4 schlie- ssen in Umfangsrichtung des Stromwenders aneinander an und sind radial gerichtet. 



  Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des    gollektorkörpers   ist in    Fig.   5 dargestellt. Dieser ist hier wie die bekannten    Kohlenschleifringe   in einem oder mehreren Stücken als Ganzes hergestellt und unterscheidet ,sich von einem    gewöhnlichen      Kohle-      schleifring   im wesentlichen nur    dadurch,   dass je    Lamellenteilung   in Richtung des    Kollek-      torumfanges      aneinander      anschliessende,   radial    gerichtete   Schichten oder Zonen verschiedenen elektrischen spezifischen Widerstandes miteinander    wechseln.   Mit 11 ist der Ringkörper bezeichnet,

      mit   12 die Lamellenteilung; die Zonen verschiedenen Widerstandes sind durch verschieden dichte Schraffierung angedeutet. Der leichte Anschluss an den    Kollektorkörper   kann z. B. in geeigneter Weise durch    in      Ausnehmungen   dieses Körpers    eingepresste      Anschlusslitzen   oder durch    Einlöten,   Einschrauben usw. von    Strom-      anschlussstücken   hergestellt werden. 



  Ein so wie die üblichen Schleifringe einzubauender    Kollektorkörper      kann   auch dadurch erhalten werden, dass. die    KohleIamel-      len   mit Hilfe erhärteter Isoliermasse, insbesondere mittels Schmelzflusses zu einem fest in sich geschlossenen Ring vereinigt werden, der wie ein aus einem Stück bestehender    Schleifring   als Ganzes auf der Nabe    befestigt   werden kann. Der die Verbindung der Lamellen besorgende Schmelzfluss kann zugleich als Zwischenisolation zwischen den Lamellen dienen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Kommutator für elektrische i4Iaschinen oder Apparate, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutatorkörper wenigstens zum Teil aus Kohle aufgebaut ist und aus Schichten verschiedener elektrischer spezifischer Leitfähigkeit besteht, welche in Richtung des <Desc/Clms Page number 4> Kommutatorumfanges aneinander anschliessen und sich in radialer Richtung erstrecken. UNTERANSPRüCHE 1. Kommutator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Schieh- ten des Kommutatorkörpers aus Reinkohle und Metallgraphit bestehen. 2.
    Kommutator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator- körper je aus Kohle und je aus Metall bestehende, unmittelbar dem Bürstenkontakt ausgesetzte Schichten verschiedenen elektrischen spezifischen Widerstandes besitzt. ä. Kommutator nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Metall bestehenden Schichten des Kommutatorkör- pers zugleich für den Stromanschluss an die Wicklung ausgebildet sind. 4.
    Kommutator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Endschichten aus Kohle zugleich als Isolation zwischen den Lamellenbereichen dienen. 5. Kommutator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische spezifische Widerstand der einzelnen Schichten des Kommutatorkörpers gegen mindestens eine Kante des Lamellenbereiches hin stufenweise zunimmt. 6. Kommutator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator- körper aus einem Stück hergestellt ist. 7.
    Kommutator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass metallische Stromanschlussstücke der einzelnen Lamellen des Kommutatorkörpers mindestens auf einer Seite mit Kohleschichten in elektrisch leitender Verbindung stehen, welche den geringsten elektrischen spezifischen Widerstand aller übrigen Schichten besitzen.
    B. Kommutator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommutator- körper ans einem in einem Stück hergestellten Kohlering besteht, in dem die einzelnen Lamellenbereiche durch als Isolation wirkende Kohlesehichten -voneinander elektrisch getrennt sind. 9. Kommutator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schichten des Kommutatorkörpers mit Hilfe erhärteter Isoliermasse zu einem in sich geschlossenen Ring vereinigt sind.
CH245497D 1942-01-13 1943-01-13 Kommutator für elektrische Maschinen und Apparate. CH245497A (de)

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