DE2510597A1 - Rotationssymmetrische elektrische kontaktanordnung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

9570-75/Dr.ν.B/S

GB-PA 10984/74

S¹IIed: March 12, 1974

Geo. L. Scott & Colitä., Cromwell Road, Elle ame re Port. Cheshire

L65 4DT, England

Rotationssymmetriache elektrische Kontaktanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft rotationssymmetrische, insbesondere zylindrische elektrische Kontaktanordnungen, wie Schleifringe, Kommutatoren und dergl., mit mindestens einem Kontaktstück aus elektrisch leitfähigem Material, wie sie zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei in bezug aufeinander verdrehbaren Bauteilen benötigt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Kontaktanordnung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Kontaktanordnung der oben angegebenen Art zu schaffen, die weniger elektrisches Leitermaterial benötigt als entsprechende bekannte Kontaktanordnungen, die sich ferner leicht herstellen läßt und die außerdem so ausgestaltet werden kann, daß sich Wärme von ihr leicht abführen läßt.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegegebene Erfindung gelöst.

Die Unteransprüehe betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie bevorzugte Verfahren zur Herstellung des Erfindungsgegenstandes.

509838/0300

-z-

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung und bevorzugte Verfahren zur Herstellung des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine schematische Stirnansicht eines Teiles eines Kommutators;

Figur 2 ein vereinfachter Querschnitt dee Kommutators gemäß Figur 1;

Figur 3 eine Draufsicht auf ein Teil einer Kontaktanordnung}

Figur 4 einen Querschnitt durch einen Teil eines weiteren Kommutators und

Figur 5 einen Querschnitt durch wieder eine andere Ausführungsform eines Kommutators.

Der in Figur 1 und 2 als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Kommutator enthält Kupfersegmente 1, die im Abstand voneinander angeordnet und mit einem flexiblen Band 2 verbunden sind, das seinerseits an einem Kern 3 angebracht ist, welcher durch ein Stoßextrusions- oder Kaltpreßverfahren aus einer Aluminiumlegierung hergestellt wurde. Das flexible Band enthält einen Kleber auf Phenolbasis, es können jedoch auch andere Kleber oder andere Mittel zur Befestigung des Bandes am Kern verwendet werden. Das Band kann z.B. aus Nylon, Glasfasergewebe oder einem anderen Material bestehen, das eine ausreichende elektrische Isolation der Kupfersegmente 1 gegeneinander und gegen den Kern 3 gewährleistet.

Der Kern 3 ist um seine Längsachse 20 drehbar und so geformt, daß er eine verhältnismäßig große Innenfläche 14 hat, die die Ableitung von Wärme an die umgebende Luft stark fördert. Durch die einspringende Form des Kernes 3 wird außerdem nur ein Minimum an Material benötigt. Anstelle des aus Metall bestehenden Kernes 3 dieses speziellen Ausführungsbeispieles kann selbstverständlich auch ein Kern aus einem anderen Material, z.B. aus gepreßtem oder gespritztem Kunst-

509838/0300

stoff verwendet werden. Vor dem Aufbringen auf den Kern 3 sind die Segmente 1 in der richtigen Relativlage in bezug aufeinander an einem flexiblen Streifen 4 befestigt, der mit einem druckhaftenden Kleber versehen ist. In Pigur 1 ist angedeutet, daß der Streifen 4 von den Segmenten 1 entfernt wird-, nachdem diese am Kern 3 befestigt worden sind.

Von jedem Segment 1 springt eine hakenförmige Lasche 9 vor, die zum Anschluß des betreffenden Segmentes an ein entsprechendes Ende einer dem Kern benachbarten Ankerwindung dient.

Pigur 3 zeigt ein streifenförmiges GebJLde 5 aus Kupferblech, das durch Stanzen aus einem Kupferstreifen hergestellt wurde. Das Gebilde 5 besteht aus Kommutatorsegmenten 6, die durch Laschen 7 mit streifenförmigen Teilen 8 verbunden sind· Das gestanzte streifenförmige Gebilde 5 wird auf die vorgesehene Länge zugeschnitten und gemäß einem weiteren Verfahren zur Herstellung einer Kontaktanordnung gemäß der Erfindung um ein auf einem Kern angeordnetes Klebeband gewickelt, ohne daß hierfür die Hilfe eines Klebstreifens, wie des Klebstreifens 4 in figur 1 erforderlich ist. Die Segmente 6 werden auf diese Weise in der richtigen gegenseitigen Lage auf dem Band (entsprechend dem Band 2 in Figur 1) angeordnet und dann mit diesem verbunden; anschließend werden die streifenförmigen Teile 8, die über das Band 2 hinausreichen, sowie mindestens die von der einen Seite der Segmente 6 vorspringenden Laschen 7 abgeschnitten. Die vom anderen Ende der Segmente 6 vorspringen den Laschen 7 können an den Segmenten belassen und hakenförmig aufgebogen werden, so daß Anschlüsse für die Ankerwicklung zur Verfügung stehen, wie oben in Verbindung mit den Laschen erwähnt wurde.

In Figur 4 ist ein Kern mit einer Rippe oder einem Flansdi 12 dargestellt, der eine innen befindliche hülsenartige Habe mit einem schrägen Außenrand verbindet. Mit dem schrägen,

509838/0300

kegelstumpfförmigen Außenrand sind Segmente 10, die sich im Querschnitt verjüngen, mittels eines Bandes 13 befestigt. Die Innenseite 15 des schrägen Außenrandes dient zur Abgabe, insbesondere Abstrahlung von Wärme ähnlich wie die Innenfläche 14 der Ausführungsform gemäß Figur 1. Die Außenseite 11 der Segmente IO ist parallel zur Drehachse des Kerns und dient als Auflagefläche für eine Kohle oder Bürste, die mit einem äußeren Stromkreis verbunden ist. Die Verbindung der Segmente 10 mit einer zugehörigen Wicklung erfolgt über Haken 10a. Da der Querschnitt der Segmente 10 in Richtung auf den Haken 10a zunimmt, steht für den elektrischen Strom, der von einer auf der Segmentoberfläche 11 aufsitzenden Bürste zum Haken 10a fließt, ein zunehmender Leiterquerschnitt zur Verfügung.

Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform hat der Kern einen Steg oder Flansch 17, der einen inneren Nabenteil mit einem äußeren zylindrischen (achsparallelen) Hand 19 verbindet, der mit einer Schicht 18 aus Isoliermaterial überzogen ist, die beispielsweise durch Eintauchen des Bandes in flüssiges Nylon hergestellt werden kann. Um die Kanten des beschichteten Außenrandes sind Kommutatorsegmente 16 herumgebogen und mechanisch dadurch auf der Schicht 18 aus Isoliermaterial auf dem Rand befestigt. Am einen Ende der Segmente 16 können Fahnen (nicht dargestellt) zum Anschluß einer Ankerwicklung stehen bleiben. Ein solcher Kommutator ist leicht zu montieren, da man die Kerne chargenweise herstellen kann und keine Wartezeit für die Aushärtung von Klebern benötigt wird. Die Segmente 16 können zur Erleichterung der Montage auf einem Klebstreifen (entsprechend dem Klebstreifen 4 in Figur 1) angeordnet oder durch streifenförmige Teile (wie die Teile 8 in Figur 3) gehaltert werden.

Die beschriebenen Ausführungsformen haben alle einen Kern, der so ausgestaltet ist, daß er Wärme leicht abgeben kann. Selbstverständlich sind auch andere Konstruktionen möglich, z.B. Konstruktionen mit Rippen, Speichen oder Stegen;

509838/0300

gewünsclitenfalls kann man auch einen massiven Kern verwenden.

Bei den beschriebenen Kontaktanoränungen kommt man mit einem Minimum an Kupfer aus; die Herstellung ist einfach und erfordert keine komplizierten Maschinen.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich in der verschiedensten Weise abwandeln, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Zum Beispiel können die in Figur 5 dargestellten Segmente 16 an einem Streifen entsprechend dem Streifen 4 in ligur 1 befestigt sein, bevor sie am flanschartigen Außenrand des Kernes festgeklemmt werden; der halternde Streifen wird dann nach dem Anklemmen der Kommutatorsegmente abgelöst.

Die Segmente können selbstverständlich auch aus einem anderen elektrisch leitfähigen Werkstoff als Kupfer bestehen. Bei allen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird nur ein Minimum des teuren elektrischen leitermaterials für das Anbringen und die Verbindung der Segmente 1 oder 10 benötigt, während man für den Korn ein wesentlich weniger kostspieliges Material, wie Kunststoff oder ein billigeres Metall verwenden kann, so daß sich für die Kontaktanordnung wesentlich geringere Gesamtkosten ergeben als bei den bekannten Kommutatoranordnungen und dergl.

509838/0300

Claims (7)

1. Patentansprüche

   ί 1, /Rotationssymmetrische elektrische Kontaktanordnung mit mindestens einem Kontaktstück aus elektrisch leitfähigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück '1, 10) an einem Kern (3) angebracht ist, der aus einem Material besteht, dasweniger kostspielig ist als das Kontaktstückmaterial.
2. 2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (3) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und daß zwischen ihm und den Kontaktstücken (1, 10) eine Schicht (2, 13, 18) aus elektrisch isolierendem Material angeordnet ist.
3. 3. Kontaktanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) einen felgenartigen Rand (19) hat und daß die Kontaktstücke (1) durch Umbiegen ihrer Bänder um den Hand (19) des Kernes an diesem befestigt sind,
4. 4. Kontaktanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) einen schrägen, felgenartigen Außenrand hat und daß die an diesem Außenrand angebrachten Kontaktstücke (10) derart verlaufend ausgebildet sind, daß ihre äußeren Oberflächen (11) parallel bzw. konzentrisch zur Drehachse des Kerns verlaufen.
5. 5. Verfahren zum Herstellen einer Kontaktanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) durch insbesondere kaltes Gesenkschmieden oder Pressen hergestellt wird.
6. 6. Verfahren zum Herstellen einer Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn-

   509838/0300

   zeich.net, daß die Kontaktstücke (1) vor ihrem Anbringen am Kern (3) an einem flexiblen Streifen (4) befestigt werden.
7. 7. Verfahren zum Herstellen einer Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (6) vor ihrem Anbringen am Kern an streifenförmigen Teilen (8) aus dem gleichen Material wie sie selbst befestigt sind und daß die streifenförmigen Teile (8) nach demAnbringen der Kontaktstücke am Kern entfernt werden.

   509838/0300

   Leerseite