DE3901905C1 - Device on the commutator of an electrical machine - Google Patents

Device on the commutator of an electrical machine

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Abstract

A device on the commutator is proposed for the interconnection of the commutator laminates in commutator motors, the commutator laminates (6) being allocated with corresponding bridge circuit discs (8) and there being located on the bridge circuit discs a number of lugs matching the number of pole pairs on the commutator motor. These lugs are connected to the connecting webs (7) or to the commutator laminates (6). In this case, the bridge circuit discs (8) can on the one hand be integrated in the commutator (2) or can be arranged outside the commutator. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung am Kollek­ tor einer elektrischen Maschine gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 bis 3.The invention relates to a device on the collector gate of an electrical machine according to the preamble of subsidiary claims 1 to 3.

Es ist bekannt, daß Ankerspulen aus unterschiedlichen Gründen durch Brücken zusammengeschaltet sind. Diese Brücken werden im allgemeinen als Ausgleichsverbinder bezeichnet und haben die Aufgabe, die verschieden hohen induzierten Spannungen in den Ankerspulen auszu­ gleichen. Hierbei ist die Anzahl der parallelen Anker­ stromzweige, sowie die Anzahl der erforderlichen Bürsten, bei einer eingängigen Schleifenwicklung, gleich der Pol­ zahl.It is known that armature coils from different Reasons interconnected by bridges. These Bridges are generally used as compensating connectors designated and have the task of being different high induced voltages in the armature coils same. Here is the number of parallel anchors current branches, as well as the number of brushes required, with a single-start loop winding, the pole is the same number.

für einen sechspoligen Motor ist aber einerseits die Unterbringung der sechs Bürsten oft schwierig und anderer­ seits ist die Einbringung einer Wellenwicklung nicht ohne Probleme, wenn der Motor bei einer kleinen Baugröße für eine niedrig Spannung und entsprechend hohe Stromstärke ausgelegt ist.for a six-pole motor is the one Housing the six brushes is often difficult and different on the one hand, the introduction of a wave winding is not without Problems when the motor is small in size a low voltage and a correspondingly high current is designed.

Nach der DE-PS 6 21 046 sind an einer Wellenwicklung für Kommutatoranker die Lamellen der betriebsmäßig durch die Bürsten gleicher Polarität einzeln kurzgeschlossenen Wicklungsspulen an je eine besondere, diese Spulen einzeln kurzschließende Dämpfunsleitung angeschlossen.According to DE-PS 6 21 046 are on a shaft winding for Commutator anchor the slats of the operational through the Brushes of the same polarity individually short-circuited Winding coils each with a special one, these coils individually short-circuit damping line connected.

In dieser Patentschrift wird eine mehrgängige Wellen­ wicklung mit Ausgleichsverbindungen, die hier als Dämp­ fungsleitung bezeichnet werden, beschrieben. Bei einer derartigen Anordnung ist die Anzahl der erforderlichen Bürsten gleich der Polzahl.In this patent there is a multi-course wave winding with compensating connections, here as dampers management line are described. At a such arrangement is the number required Brushes equal to the number of poles.

In der DE-PS 3 95 372 wird eine technische Lösung be­ schrieben, bei der, zur Dämpfung schädlicher Schwingungen in den Ankerspulen von Kollektormaschinen, Ausgleichsverbindungen angeordnet sind, die an Kondensa­ toren angeschlossen bzw. als Kondensatoren ausgebildet sind und sich dann im Innern des Ankers befinden.In DE-PS 3 95 372 a technical solution be wrote, at, to dampen harmful vibrations in the armature coils of collector machines,  Compensating connections are arranged on the condensate gates connected or designed as capacitors and are then inside the anchor.

Auch bei dieser technischen Lösung ist die Anzahl der erforderlichen Bürsten gleich der Polzahl.With this technical solution too, the number of required brushes equal to the number of poles.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Einrichtung am Kollektor zu schaffen, womit das Zusammenschalten der parallelen Ankerstromzweige einer Schleifenwicklung über den Kollektor funktionell und rationell durchgeführt werden kann, wenn die Schleifenwicklung in einem Trommel­ anker angeordnet ist und mehrere Polpaare aufweist, und dem Kollektor, unabhängig von der Polpaarzahl der Anker­ wicklung, nur zwei Bürsten zugeordnet sind.The object of the invention is now to create a device on Create collector, with which the interconnection of the parallel armature current branches of a loop winding performed the collector functionally and efficiently can be if the loop winding in a drum is arranged anchor and has several pole pairs, and the collector, regardless of the number of pole pairs of the anchors winding, only two brushes are assigned.

Die weitere Aufgabe besteht darin, daß gleichzeitig eine Optimierung der Erstellungskosten für Brücken am Kollek­ tor erreicht wird.The other task is that at the same time Optimization of the construction costs for bridges at the collector gate is reached.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche 1 bis 3 gelöst.This task is carried out in a generic facility by the characteristic features of the siblings Claims 1 to 3 solved.

Die erfindungsgemäße Einrichtung am Kollektor hat demgegen­ über die Vorteile, daß unter Verwendung von Brückenscheiben eine Einrichtung gefunden worden ist, welche ein besonders vorteilhaftes Zusammenschalten der parallelen Ankerstrom­ zweige einer Schleifenwicklung über den Kollektor erlaubt, in bezug auf eine funktionelle und rationelle Durchfüh­ rung, und hierdurch unabhängig von der Polpaarzahl des Ankers, stets nur zwei Bürsten erforderlich sind.In contrast, the device according to the invention on the collector about the advantages of using bridge washers a facility has been found which is a special one advantageous interconnection of the parallel armature current branches of a loop winding over the collector allowed, in terms of a functional and rational implementation tion, and thereby regardless of the number of pole pairs Anchor, only two brushes are required.

Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genonnen, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dar­ gestellt sind. Es zeigtFor further explanation, reference is made to the drawing condensed, in the embodiments of the invention are posed.  It shows

Fig. 1 und 1a einen Querschnitt vom Kollektor und Anker, in der Längsrichtung zur Welle mit der Anordnung der Brückenscheiben außerhalb des Kollektors, Fig. 1 and 1a a cross-section of the collector and the armature in the longitudinal direction of the shaft with the arrangement of bridge slices outside the collector

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Fig. 1 mit der Anord­ nung der Brückenscheiben innerhalb des Kollektors, Fig. 2 shows a cross-section of FIG. 1 with the Anord the bridge discs voltage within the collector,

Fig. 3 eine Ansicht von einer Brückenscheibe, Fig. 3 is a view of a bridge disk,

Fig. 4 einen Längsschnitt von einem zylindrischen Kollek­ tor, mit der Anordnung der Brückenscheiben inner­ halb des Kollektors, Fig. 4 tor a longitudinal section of a cylindrical collector, with the arrangement of bridge discs inner half of the collector,

Fig. 5 einen Querschnitt von einem gezogenen Kupferrohr für einen Kollektor nach der Fig. 4 mit der An­ ordnung einer Brückenscheibe. Fig. 5 shows a cross section of a drawn copper tube for a collector according to FIG. 4 with the arrangement of a bridge disc.

In der Fig. 1 ist ein Anker in einer Flachbauweise im Querschnitt zur Längsrichtung der Welle 1 dargestellt. Ein Plankollektor 2 befindet sich im Innern des Ankers und ist durch eine Buchse 3 auf der Welle 1 angeordnet. Das Ankerblechpaket 4 mit der nicht dargestellten Anker­ wicklung wird durch eine Verbindungsplatte 5, die fest mit der Buchse 3 verbunden ist, getragen.In Fig. 1, an anchor is shown in a flat design in cross section to the longitudinal direction of the shaft 1 . A plane collector 2 is located inside the armature and is arranged on the shaft 1 through a bushing 3 . The armature core 4 with the armature winding, not shown, is carried by a connecting plate 5 which is fixedly connected to the socket 3 .

An den Kollektorlamellen 6 befinden sich Anschlußstege 7 für die Ankerwicklung. Um die Kollektorlamellen 6 über die Anschlußstege 7 durch Brücken miteinander zu verbinden, sind den Anschlußstegen 7 entsprechende Brückenscheiben 8 zugeordnet, Fig. 1 und 1a. An den Brückenscheiben 8 befinden sich jeweils soviele Laschen 9, wie die Ankerwicklung Pol­ paare aufweist, Fig. 3, und die Anzahl der erforderlichen Brückenscheiben 8 entspricht den Kollektorlamellen dividiert durch die Polzahl der Ankerwicklung. Dabei sind jeweils diejenigen Kollektorlamellen durch die Brückenscheiben 8 miteinander verbunden, die voneinander den Winkelabstand zweier Polteilungen haben.At the collector lamellae 6 there are connecting webs 7 for the armature winding. To the collector bars 6 to be connected via the connecting webs 7 by bridges, the connecting webs are assigned to corresponding bridge 7 disks 8, Fig. 1 and 1a. There are as many tabs 9 on the bridge disks 8 as the armature winding has pole pairs, FIG. 3, and the number of required bridge disks 8 corresponds to the collector lamellae divided by the number of poles of the armature winding. In each case, those collector lamellae are connected to one another by the bridge disks 8 and have the angular spacing of two pole pitches.

Die Brückenscheiben 8 werden übereinander angeordnet, wobei sie gegeneinander und gegen die Masse vom Anker isoliert sind, hierbei kann das Isoliermaterial unmittel­ bar auf die Brückenscheiben aufgetragen sein, oder bei der Montage dazwischen gelegt werden.The bridge disks 8 are arranged one above the other, whereby they are insulated from each other and against the mass from the anchor, in this case the insulating material can be applied directly to the bridge disks, or placed between them during assembly.

Damit für alle Brücken am Kollektor eine einheitliche Brückenscheibe zur Anwendung kommt, besitzen die Laschen 9 an den Brückenscheiben 8 einen entsprechenden Schlitz 10, Fig. 3, der so gehalten ist, daß das äußere Ende 11 vom Schlitz 10 bei der ersten angeordneten Brückenscheibe an den Haken 12 vom Anschlußsteg 7 anliegt, Fig. 1a, und bei der letzten Brückenscheibe das andere Ende 13 vom Schlitz 10 gegen den Haken 12 anliegt, wobei das Ende 14 von der Lasche 9 gegen den Haken 15, der für die Ankerwicklung bestimmt ist, anliegt, Fig. 1.So that a uniform bridge plate is used for all bridges on the collector, the tabs 9 on the bridge plates 8 have a corresponding slot 10 , Fig. 3, which is held so that the outer end 11 of the slot 10 in the first arranged bridge plate on the Hook 12 abuts the connecting web 7 , Fig. 1a, and in the last bridge disc, the other end 13 of the slot 10 abuts against the hook 12 , the end 14 of the tab 9 against the hook 15 , which is intended for the armature winding , Fig. 1.

Um die Brückenscheiben rationell und maßgenau zu montieren, wird auf das Ende der Welle 1 ein Aufsatz 16 gesetzt, und über diesen Aufsatz 16 werden die Brückenscheiben 8 gelegt, indem die Haken 12 der Anschlußstege 7 in die Schlitze 10 der Laschen greifen, hierbei werden die Brückenscheiben durch einen Stempel gegen die Verbindungsplatte 5 gedrückt und gleichzeitig die Laschen 9 mit den Anschlußstegen 7 verschweißt, Fig. 1a.In order to rationally and accurately assemble the bridge disks, an attachment 16 is placed on the end of the shaft 1 , and the bridge disks 8 are placed over this attachment 16 by the hooks 12 of the connecting webs 7 engaging in the slots 10 of the tabs Bridge discs pressed by a stamp against the connecting plate 5 and at the same time the tabs 9 welded to the connecting webs 7 , Fig. 1a.

Die Brückenscheiben können auch vorteilhaft in dem Kollek­ tor selbst integriert werden, Fig. 2.The bridge disks can also advantageously be integrated in the collector gate itself, FIG. 2.

Die Brückenscheiben sind hierbei übereinander angeordnet, wobei sie gegeneinander und gegen die Kollektorlamellen 6 isoliert sind, und die Brückenscheiben sind nach dem Prin­ zip der Fig. 3 ausgelegt, wobei die entsprechenden erforder­ lichen Laschen am Innenkreis von den Brückenscheiben ange­ ordnet sein können und mit den Kollektorlamellen 6 im Innern des Plankollektors verbunden sind.The bridge disks are arranged one above the other, whereby they are insulated from each other and from the collector plates 6 , and the bridge disks are designed according to the principle of FIG. 3, the corresponding tabs required on the inner circle of the bridge disks can be arranged and with the Collector lamellae 6 are connected inside the plan collector.

Da diese Brückenscheiben vorzugsweise aus Kupfer bestehen und bei einer Erwärmung sich stärker ausdehnen, als die anderen Materialien am Kollektor, dürfte es ratsam sein, am Außenkreis von den Brückenscheiben 8 und zu den Kollek­ torlamellen 6 hin ein elastisches Material 21 anzuordnen, Fig. 2. Since these bridge disks are preferably made of copper and, when heated, expand more than the other materials on the collector, it should be advisable to arrange an elastic material 21 on the outer circle from the bridge disks 8 and to the collector gate slats 6 , FIG. 2.

Die Brückenscheiben finden auch sehr guten Verwendung bei zylindrischen Kollektoren.The bridge washers are also used very well cylindrical collectors.

Die Fig. 4 zeigt einen solchen Kollektor 17 im Längs­ schnitt. Die Brückenscheiben 8 a sind im Innern des Kollek­ tors hintereinander mit einem entsprechenden Abstand zu­ einander, sowie mit einem entsprechenden Abstand zu den Kollektorlamellen 6 a und zur Welle, angeordnet, so daß jede Brückenscheibe 8 a rundherum, bis auf die Laschen 9 a, Fig. 5, mit der Preßstoffmasse 18 des Kollektors umgeben ist, Fig. 4. Für eine rationelle Montage der Brücken­ scheiben 8 a werden die Kollektorlamellen 6 a vorzugsweise aus einem nahtlos gezogenen innenprofilierten Kupferrohr hergestellt. Fig. 4 shows such a collector 17 in longitudinal section. The bridge discs 8 a are arranged inside the collector torsion one behind the other with a corresponding distance from one another, and with a corresponding distance to the collector plates 6 a and the shaft, so that each bridge disc 8 a all around, except for the tabs 9 a , Fig ., is surrounded with the Preßstoffmasse 18 of the collector 5, FIG. 4. For a rational assembly of the bridges discs 8 a the collector segments are made from a 6 a preferably seamless drawn internally profiled copper pipe.

Die Fig. 5 zeigt ein derartiges Kupferrohr im Querschnitt. Die Brückenscheiben werden in dem Kupferrohrabschnitt, entsprechend der aufeinanderfolgenden Anordnung der Brücken­ scheiben, angeordnet, hierbei sind die Laschen 9 a um 90° gedreht, so daß die Schmalseiten der Laschen in die Nuten 19 eingreifen. Nach dem Verpressen mit der Preßstoffmasse 18 wird das Kupferrohr, entsprechend der Anordnung der Kollektorlamellen, geschlitzt 20. Fig. 5 shows such a copper pipe in cross section. The bridge disks are arranged in the copper pipe section, in accordance with the successive arrangement of the bridges, the tabs 9 a are rotated by 90 °, so that the narrow sides of the tabs engage in the grooves 19 . After pressing with the molding compound 18 , the copper tube is slotted 20 , in accordance with the arrangement of the collector lamellae.

Die Laschen von den Brückenscheiben 8 und 8 a als auch die Brücken selbst können auch eine andere Gestaltung auf­ weisen als in der Zeichnung dargestellt und auf eine andere Art und Weise mit dem Kupferrohr bzw. mit dem Kollek­ torlamellen verbunden sein.The tabs of the bridge plates 8 and 8 a as well as the bridges themselves can also have a different design than shown in the drawing and be connected in a different way with the copper tube or with the collector gate lamellae.

Die in der Beschreibung dargestellte Einrichtung am Kollek­ tor kommt insbesondere bei Stromwendermotoren in Frage, bei denen bei kleiner Baugröße sehr hohe Anzugs- und Drehmomente gefordert werden und die somit in einer Flachbauweise gehalten sind, indem die Motoren mehrere Polpaare aufweisen, und dem Kollektor nur zwei Bürsten zugeordnet sind.The device shown in the description on the collector Tor is particularly suitable for commutator motors which have very high tightening and torque values with a small size are required and thus kept in a flat design are in that the motors have several pairs of poles, and the Collector are only assigned to two brushes.

Claims (4)

1. Einrichtung am Kollektor einer elektrischen Maschine für das Zusammenhalten von parallelen Ankerstromzweigen einer Schleifenwicklung mit mehreren Polpaaren über einen Plankollektor, dadurch gekennzeichnet, daß den Kollektorlamellen (6) ent­ sprechende Brückenscheiben (8) zugeordnet sind in der Weise, daß die Brückenscheiben (8) übereinader und gegen­ einander isoliert außerhalb des Plankollektors angeordnet sind, (Fig. 1 und 1a), und daß die Brückenscheiben soviele Laschen (9, Fig. 3) für die Verbindung mit den Anschluß­ stegen (7) der Kollektorlamellen besitzen, wie die Anker­ wicklung Polpaare als auch parallele Ankerstromzweige auf­ weist, wobei jeweils diejenigen Kollektorlamellen durch die Brückenscheiben (8) miteinander verbunden sind, die voneinander den Winkelabstand zweier Polteilungen auf­ weisen; hierbei entspricht die erforderliche Anzahl der Brückenscheiben (8) der der Ankerspulen bzw. der Kollek­ torlamellen dividiert durch die Polzahl der Ankerwicklung, und die Laschen (9) an den Brückenscheiben (8) sind für die Verbindung mit den Anschlußstegen (7) derart mit einem Schlitz (10) versehen, daß für alle Brücken am Kollektor nur eine einheitliche Brückenscheibe erforderlich ist.1. Device on the collector of an electrical machine for holding together parallel armature current branches of a loop winding with a plurality of pole pairs via a plane collector, characterized in that the collector lamellae ( 6 ) are associated with corresponding bridge disks ( 8 ) in such a way that the bridge disks ( 8 ) one above the other and isolated from each other outside the plan collector ( Fig. 1 and 1a), and that the bridge plates have as many tabs ( 9 , Fig. 3) for connection to the connection webs ( 7 ) of the collector plates have as the armature winding Has pole pairs as well as parallel armature current branches, each of which collector lamellae are connected to one another by the bridge disks ( 8 ) and have the angular spacing of two pole divisions from one another; here corresponds to the required number of bridge plates ( 8 ) that of the armature coils or the collector gate lamellas divided by the number of poles of the armature winding, and the tabs ( 9 ) on the bridge plates ( 8 ) are for connection to the connecting webs ( 7 ) in such a way Provide slot ( 10 ) that only a uniform bridge disc is required for all bridges on the collector. 2. Einrichtung am Kollektor einer elektrischen Maschine für das Zusammenschalten von parallelen Ankerstromzweigen einer Schleifenwicklung mit mehreren Polpaaren über einen Plankollektor, dadurch gekennzeichnet, daß den Kollektorlamellen (6) ent­ sprechende Brückenscheiben (8) zugeordnet und im Innern des Plankollektors übereinander und gegeneinander isoliert angeordnet sind (Fig. 2), wobei ein elastisches Material (21) am Außenkreis der Brückenscheiben (8) und zwischen der untersten Brückenscheibe und den Kollektorlamellen vorhanden ist; hierbei befinden sich die erforderlichen Laschen (9, Fig. 3) am Innenkreis der Brückenscheiben (8), und sie sind im Innern des Plankollektors mit den Kollek­ torlamellen (6) verbunden.2. Device on the collector of an electrical machine for interconnecting parallel armature current branches of a loop winding with a plurality of pole pairs via a faceplate collector, characterized in that the collector plates ( 6 ) are assigned corresponding bridge disks ( 8 ) and are arranged one above the other and isolated from one another in the interior of the faceplate collector ( Fig. 2), wherein an elastic material ( 21 ) is present on the outer circle of the bridge plates ( 8 ) and between the lowest bridge plate and the collector lamellae; here are the required tabs ( 9 , Fig. 3) on the inner circle of the bridge plates ( 8 ), and they are connected to the collector gate lamellae ( 6 ) inside the plan collector. 3. Einrichtung am Kollektor einer elektrischen Maschine für das Zusammenhalten von parallelen Ankerstromzweigen einer Schleifenwicklung mit mehreren Polpaaren über einen zylindrischen Kollektor, dadurch gekennzeichnet, daß den Kollektorlamellen (6 a) entsprechende Brückenscheiben (8 a) im Innern des zylin­ drischen Kollektors zugeordnet und in der Längsrichtung zur Welle hintereinander und mit einem Abstand zueinander, sowie mit einem Abstand zu den Kollektorlamellen (6 a) als auch zur Welle angeordnet sind (Fig. 4), wobei die Laschen (9 a) der Brückenscheiben (8 a) in Nuten (19) der Kollek­ torlamellen (6 a) eingreifen (Fig. 5).3. Device on the collector of an electrical machine for holding together parallel armature current branches of a loop winding with several pole pairs via a cylindrical collector, characterized in that the collector plates ( 6 a) corresponding bridge disks ( 8 a) inside the cylin drical collector assigned and in the The longitudinal direction of the shaft is arranged one behind the other and at a distance from one another, as well as at a distance from the collector plates ( 6 a) and from the shaft ( FIG. 4), the tabs ( 9 a) of the bridge plates ( 8 a) being arranged in grooves ( 19 ) the collector gate slats ( 6 a) engage ( Fig. 5). 4. Einrichtung am Kollektor einer elektrischen Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kollektor aus einem nahtlos gezogenen innenprofilierten Kupferrohr erstellt ist, indem das Kupferrohr ein derartiges Innen­ profil aufweist, daß die Laschen (9 a, Fig. 5) der Brücken­ scheiben (8 a) in dieses Innenprofil bzw. Nuten (19) ein­ greifen, wobei jede Kollektorlamelle (6 a) ein solches Innenprofil aufweist, welches gleichzeitig zur Veranke­ rung der Kollektorlamellen (6 a) mit der Preßstoffmasse (18) dient.4. Device on the collector of an electrical machine according to claim 3, characterized in that the cylindrical collector is created from a seamlessly drawn internally profiled copper tube by the copper tube having such an inner profile that the tabs ( 9 a , Fig. 5) of the bridges discs (8 a) in this inner profile or grooves (19) engage, wherein each commutator bar (6 a) having such inner profile, which is used for anchoring tion of collector bars (6 a) with the Preßstoffmasse (18) serves at the same time.
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