DD231684A1

DD231684A1 - Kommutator fuer kleinstmaschinen

Info

Publication number: DD231684A1
Application number: DD27134984A
Authority: DD
Inventors: Peter Stein
Original assignee: Prefo Werk 4 Kleinstmotoren Ve
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1986-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kommutator fuer elektrische Gleichstrom-Kleinstmaschinen bis zu einigen Watt Leistung. Mit der Erfindung soll mit geringem Aufwand ein automatisch fertigbarer Kommutator geschaffen werden, wobei die Aufgabe zu loesen ist, eine Konstruktion zu finden, die eine sichere spielfreie Befestigung der einzelnen Blechlamellen gewaehrleistet, deren Bearbeitbarkeit sichert und eine hohe thermische Festigkeit aufweist, ohne axial oder radial mehr Raum benoetigt, als fuer die Anordnung der aktiven Elemente ohnehin benoetigt wird. Geloest wird die Aufgabe durch einen vorzugsweise keramischen Traegerkoerper, der an den Stirnseiten radiale Aussparungen aufweist, in die radial nach innen umgebogene Biegenasen der Lamellen formschluessig spielfrei eingreifen und dadurch, dass die in den Traegerkoerperinnenraum umgebogenen Enden der Biegenasen durch ringfoermige Endscheiben gesichert sind.

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von einem Kommutator mit einem isolierenden, im wesentlichen rohrförmigen Trägerkörper, der zur Aufnahme von einzelnen Blechlamellen Aussparungen aufweist, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Konstruktion zu finden, die eine sichere spielfreie Befestigung der einzelnen Lamellen, deren ungehinderte Bearbeitbarkeit und eine hohe thermische Festigkeit aufweist, ohne axial oder radial mehr Raum zu benötigen, als für die Anordnung der aktiven Elemente ohnehin notwendig ist.

Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung dadurch, daß die Blechlamellen beidseitig axial angeordnete Biegenasen aufweisen, mit denen die Stirnseiten des Trägerkörpers umfaßt sind, wobei die radial gerichteten Abschnitte der Biegenasen in axial offenen radialen Aussparungen des Trägerkörpers durch Verstemmen formschlüssig spielfrei anliegen und die nach innen umgebogenen Biegenasen durch an sich bekannte ringförmige Endscheiben gesichert sind.

Der Trägerkörper weist zweckmäßigerweise als Anschlag für die Endscheiben im mittleren Teil einen kleineren Innendurchmesser auf.

lim eine hohe thermische Belastbarkeit des Kommutators zu sichern, besteht er vorteilhafterweise aus Keramik.

Günstig ist es, die Endscheiben an ihrem äußeren Umfang mit Aussparungen für die Enden der Biegenasen auszustatten.

Insbesondere, wenn der Trägerkörper aus Keramik besteht, können die Bohrungen in den Endscheiben als Weilensitz ausgebildet sein.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Kommutators weist dieser günstige fertigungstechnische Eigenschaften und geringe Abmessungen auf. Es ist trotz des Einsatzes einfacher, aus Bandmaterial geschnittener Lamellen möglich, einen kompakten Kommutator mit guten Rundlaufeigenschaften herzustellen.

Die Montage des Kommutators ist automatisierbar und seine Oberfläche ohne Probleme durch die Lamellen überragende Kragen, Ringe und dgl. leicht zu bearbeiten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1: einen Halbschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgeführten Kommutator Fig. 2: die Stirnansicht des Trägerkörpers

Fig. 3: einen Schnitt des Trägerkörpers entlang der Linie A-A in Fig. 2

Fig.4: die Abwicklung einer Blechlamelle mit angeformten Kontaktsteg

In Fig. 1 ist ein komplett montierter Kommutator mit sieben Lamellen dargestellt. Auf dem Trägerkörper -1 aus Keramik sind die Blechlamellen 2 durch Umbiegen der Befestigungsnasen 3 festgelegt, wobei die Enden der Befestigungsnasen 3 in den Innenraum des Trägerkörpers 1 ragen. An dieser Stelle sind die Befestigungsnasen 3 durch die Endscheiben 4 gesichert. Die Innenbohrungen 5 der Endscheiben 4 sind als Wellensitz ausgebildet. Für die Enden der Befestigungsnasen 3 weisen die Endscheiben 4 Ausnehmungen 6 auf.

Der Trägerkörper 1 ist in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt. Zur sicheren Arretierung der Blechlamellen 2 auf dem Trägerkörper 1 in tangentialer Richtung weist der Trägerkörper 1 an seinen Stirnseiten radiale Ausnehmungen 7 auf.In diese Ausnehmungen 7 greifen die radial gerichteten Teile der Befestigungsnasen 3 ein und sichern damit die Blechlamellen 2 gegen tangentiales Verschieben. Die Endscheiben 4 liegen im Trägerkörper 1 an Ansätzen 8 an.

In Fig. 4 ist eine Abwicklung einer Blech lamelle 2 dargestellt. Sie weist in axialer Richtung beidseitig die Befestigungsnasen 3 auf.

An der Wicklungsseite der Blechlamelle ist ein Kontaktierungssteg 9 angeformt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Kommutator für Gleichstrom-Kleinstmaschinen mit einem isolierenden, im wesentlichen zylindrischen Trägerkörper mit Aussparungen zur Halterung von einzelnen Blechlamellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechlameilen beidseitig axial angeordnete Biegenasen aufweisen, mit denen die Stirnseiten des Trägerkörpers umfaßt sind, wobei die radial gerichteten Abschnitte der Biegenasen in axial offenen radialen Aussparungen des Trägerkörpers durch Verstemmen formschlüssig spielfrei anliegen und die nach innen umgebogenen Biegenasen durch an sich bekannte ringförmige Endscheiben gesichert sind.
2. Kommutator nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper im mittleren Teil einen kleineren Innendurchmesser hat.
3. Kommutator nach Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper aus Keramik besteht.
4. Kommutator nach Punkt 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Endscheibe am äußeren Umfang Aussparungen für die Enden der Biegenasen aufweist. - ...
5. Kommutator nach einem der Punkte 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enscheiben in ihren Bohrungen den Wellensitz aufweisen.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist auf dem Gebiet des Eiektromaschinenbaues,insbesondere für elektrische Gleichstrom-Kleinstmaschinen, bis zu einigen Watt Leistung anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im allgemeinen sind Kommutatoren von Gleichstrom-Kleinstmotoren so aufgebaut, daß gerollte, kaltfließgepreßte oder von Rohren abgestochene Hülsen mit nach innen ragenden Krallen mit Preßstoffmasse ausgefüllt sind und anschließend durch axiales Schlitzen in Kommutatorlame.llen unterteilt werden. Eine derartige Lösung istz. B. in der DE-OS 1 538793, DPK 21 d 1,59, beschrieben.

Derartige Kommutatoren sind durch das Herstellen der Hülse, das Verpressen mit Isolierstoff und das nachträgliche Schlitzen und Überdrehen sehr arbeitsaufwendig. Des weiteren ist diese Technologie schwer automatisierbar.

Es sind deshalb eine Reihe von Vorschlägen unterbreitet worden, mit denen diese Mangel beseitigt werden sollen.

So ist in dem DD-WP 82160, IPK H 01 R, 39/14, ein Kommutator für Kleinstmotoren beschrieben, der aus vorgefertigten Lamellen und einem thermoplastischen Trägerkörper gefertigt ist.'

Die Lamellen weisen Befestigungsnasen auf, mit denen diese durch Thermoschweißen im Trägerkörper verankert werden.

Der Herstellungsaufwand für derartige Kommutatoren ist wesentlich geringer als bei Preßstoffkommutatoren, allerdings ist die thermische Stabilität gering, was zu einer eingeschränkten elektrischen Belastbarkeit führt und die Bearbeitbarkeit beeintächtigt.

Andere Lösungen bestehen in montagefähigen Formen. In der DE-AS 1 266867, DPK 21 d 1,59, ist ein Kommutator beschrieben, bei dem die einzelnen Blechlamellen Ansätze aufweisen, die in axiale Durchbrüche des Trägerkörpers einzugreifen vermögen.

Dieser montagefähige Kommutator ist zwar mit geringem Aufwand herstellbar, er weist allerdings durch die Anordnung von Nuten und Kragen am Isolationskörper recht große radiale und axiale Abmessungen auf und die Lamellen haben konstruktionsbedingt radial und tangential Spiel, was einen schlechten Rundlauf zur Folge hat.

Eine andere Variante eines montagefähigen Kommutators ist in der DE-AS 1 224823, DPK 21 d 1,11, beschrieben. Danach sind Blechlamellen mit axial angeordneten Verlängerungen in Durchbrüchen des Isolierkörpers gehalten, wobei der Isolierkörper selbst aus zwei klauenförmig ineinandergreifenden Rohrstücken mit ringförmigen Ansätzen besteht, in denen die Durchbrüche für die Verlängerungen der Lamellen angeordnet sind. Durch Umbiegen der Verlängerungen, die auf einer Seite die Anschlußfahnen der Lamellen bilden, erfolgt die Arretierung der Lamellen und der Isolierkörperteile.

Nachteilig ist bei diesem Kommutator, daß durch die ringförmigen Ansätze mit den Durchbrüchen für die Lamellenverlängerungen axialer Bauraum verloren geht. Des weiteren tritt auch bei diesem Kommutator konstruktionsbedingt tangentiales Spiel auf, das den Rundlauf negativ beeinflußt. Durch die seitlich an der Kontaktfläche des Kommutators befindlichen ringförmigen Ansätze ist darüber hinaus deren Bearbeiten erschwert.

Weiterhin ist nach dem DD-WP 81158, IPK H 01 r, 39/14ein konischer Kommutator bekannt, bei dem vorgefertigte Lamellen auf einem Ausnehmungen aufweisenden Isolierkörper durch einen Plastpreßring gehalten werden. Bei diesem Kommutator, dessen Lamellen einseitig gespannt sind, ist für einen guten Sitz eine relativ kleine Lamellenzahl und eine relativ große Breite des Preßringes erforderlich.

Schließlich ist gemäß der DE-PS 810882, DPK 21 d 1, 59 ein Kommutator bekannt geworden, bei dem ähnlich wie bei Preßstoffkommutatoren, eine gerollte Hülse vorgefertigt wird, die beidseitig axial den Trägerkörper überragende spitz zulaufende Verklammerungsnasen aufweist.

Durch Umbiegen der Verklammerungsnasen erfolgt die Befestigung der Hülse auf einen isolierten metallischen Trägerkörper, die nachfolgend durch Schlitzen in einzelne Lamellen zerlegt wird. Die Biegenasen können durch isolierende Scheiben gesichert sein. Neben dem hohen Aufwand für das Vorfertigen der Hülse, das Isolieren des Trägerkörpers und das Schlitzen der Lamellenzwischenräume weisen derartige Kommutatoren den Nachteil auf, daß durch Wärmeeinwirkung und Alterung des Isolationsmaterials die Gefahr des Verschiebens einzelner Lamellen besteht, was regelmäßig zum Ausfall des Motors führt.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung soll mit geringem Aufwand ein für Präzisions-Gleichstromkleinstmaschinen anwendbarer, automatisch fertigbarer Kommutator geschaffen werden.