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Title:
COMMUTATOR FOR AN ELECTRICAL MACHINE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/038905
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a commutator for an electrical machine, comprising a carrier body (1) produced from a moulding material, and a plurality of metallic conductor segments (3) which are homogeneously arranged on said carrier body about the commutator axis (2) and comprise connecting elements arranged thereon. Said carrier body (1) has two regions which are produced from different moulding materials and are pressed against each other in a positively locking manner, namely a carrier body base (11) and a leakage current screen (9). The radially outwardly open leakage current screen (9) comprising isolating surfaces (10) charged with a leakage current is arranged between the conductor segments (3) and consists of a first moulding material which is more resistant to leakage current than the second moulding material of the carrier body base (11) .

Inventors:
POTOCNIK JOZE (SI)
Application Number:
PCT/EP2003/011917
Publication Date:
May 06, 2004
Filing Date:
October 27, 2003
Export Citation:
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Assignee:
KOLEKTOR D O O (SI)
POTOCNIK JOZE (SI)
International Classes:
B29C45/16; H01R39/04; H01R39/46; H01R43/06; (IPC1-7): H02P/
Foreign References:
US1928325A1933-09-26
US3280354A1966-10-18
US3864821A1975-02-11
US4456846A1984-06-26
EP0501787A21992-09-02
US3140414A1964-07-07
DE19642138A11998-04-23
US3293694A1966-12-27
US1845115A1932-02-16
Other References:
OBERBACH: "Saechttling Kunststoff Taschenbuch" 1998, CARL HANSER VERLAG MÜNCHEN WIEN , XP002288067 ISSN: 1430-7997 ISBN: 3-446-19054-6 Seite 638 - Seite 651
See also references of EP 1556927A2
Attorney, Agent or Firm:
GRÄTTINGER & PARTNER (GbR) (Starnberg, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Trommelkommutator für eine elektrische Maschine, um fassend einen aus Formmasse gefertigten hül senförmigen Trägerkörper (1) und eine Mehrzahl von an diesem gleichmäßig um die Kommutatorachse (2) herum angeordneten metallischen Leitersegmenten (3) mit endseitig daran angeordneten Anschlußfahnen (6) dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) aus zwei verschiedenen Form massen, die unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen, besteht, wobei zwischen den Leitersegmen ten (3) angeordnete, jeweils eine radial nach außen offene, mit Kriechstrom belastete Isolieroberfläche (10) aufweisende erste Formmassebereiche (9) eine hö here Kriechstromfestigkeit aufweisen als der restli che, zweite Formmassebereich (11).
2. Trommelkommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse der ersten Formmassebereiche (9) auf Polyester, MelaminFormaldehyd, Epoxid, Allyle ster oder anderen kriechstromfesten Harzen oder auf Kombinationen dieser Harze basiert.
3. Trommelkommutator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Formmassebereich (11) bessere mechani sche Eigenschaften, insbesondere eine höhere thermi sche Festigkeit aufweist als die ersten Formmassebereiche (9).
4. Trommelkommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Formmassebereich (11) aus einer Phe nolharz enthaltenden Formmasse besteht.
5. Trommelkommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die größte in Umfangsrichtung gemessene Breite der ersten Formmassebereiche (9) größer ist als die Breite der zwischen jeweils zwei benachbarten Leiter segmenten (3) bestehenden Luftisolationsspalte.
6. Trommelkommutator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der ersten Formmassebereiche (9) in radialer Richtung von außen nach innen zunimmt, wobei die ersten Formmassebereiche über ihre gesamte Schichtdicke formschlüssig an den beiden jeweils be nachbarten Leitersegmenten (3) anliegen.
7. Trommelkommutator nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Formmassebereiche (9) jeweils eine nach außen weisende, sich über einen Teil der Dicke erstreckende Nut (22) aufweisen, die zu dem jeweils zugeordneten Luftisolationsspalt ausgerichtet ist und diesen radial nach innen fortsetzt.
8. Trommelkommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Formmassenbereiche (9) und der zweite Formmassebereich (11) jeweils an gemeinsamen Grenz flächen (19) aneinander anliegen.
9. Trommelkommutator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächen (19) uneben, reliefartig struk turiert sind, so daß die ersten Formmassebereiche (9) und der zweite Formmassebereich (11) formschlüssig ineinandergreifen.
10. Trommelkommutator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächen (19) eben sind.
11. Trommelkommutator einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Leitersegmente (3) radial nach innen gerich tete Ankerteile (5) aufweisen, die sowohl in den er sten Formmassebereichen (9) als auch in dem zweiten Formmassebereich (11) verankert sind.
12. Trommelkommutator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach außen weisenden Isolieroberflä chen (10) der ersten Formmassebereiche (9) benachbart zu den Anschlußfahnen (6) jeweils eine nach außen ge richtete Nase (12) aufweisen.
13. Verfahren zu Herstellung eines Trommelkommutators nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte : Einlegen vorgefertigter metallischer Leitersegmente (3) in ein Werkzeug, wobei Distanzleisten (16) ei nes Außenwerkzeugs (13) die späteren Luftisolati onsspalte definieren ; Einfüllen von erster, relativ kriechstrombeständi ger Formmasse in jeweils zwischen zwei einander be nachbarten Leitersegmenten (3) bestehende Zwischenräume (18), welche jeweils radial außen durch eine Distanzleiste (16) und radial innen durch eine Rippe (17) eines ersten Innenwerkzeugs (14) begrenzt sind ; Entfernen des ersten Innenwerkzeugs (14) ; Einsetzen eines zweiten Innenwerkzeugs, welches die Kontur des zu formenden Trägerkörpers (1) defi niert ; Einpressen von zweiter, relativ hitzeund formbe ständiger Formmasse in das Werkzeug, wobei beide Formmassen durch Druck und Wärme der zweiten Form masse vernetzt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Formmasse auf Duroplasten basiert und im Zeitpunkt des Einpressens der zweiten Formmasse noch nicht ausgehärtet ist, so daß die erste Formma sse während des Einpressens der zweiten Formmasse verformt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Formmasse auf Polyester, Melamin Formaldehyd, Epoxid, Allylester oder anderen kriech stromfesten Harzen oder auf Kombinationen dieser Har ze basiert.
16. Verfahren zu Herstellung eines Trommelkommutators nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte : Einlegen vorgefertigter metallischer Leitersegmente (3) in ein erstes Werkzeug ; Einpressen einer der beiden Formmassen in einen zugeordneten Hohlraum des ersten Werkzeugs ; Aushärtenlassen der zuvor eingepreßten Formmasse ; Entnehmen des die Leitersegmente (3) und die ausge härtete Formmasse umfassenden Zwischenprodukts aus dem ersten Werkzeug und Einlegen dieses Zwischen produkts in ein zweites Werkzeug ; Einpressen der anderen Formmasse in einen zugeord neten Hohlraum des zweiten Werkzeugs ; Aushärtenlassen der im zweiten Einpreßschritt ein gepreßten Formmasse.
17. Verfahren zu Herstellung eines Trommelkommutators nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte : Einlegen vorgefertigter metallischer Leitersegmente (3) und jeweils zwischen diesen angeordneter, eben falls vorgefertigter erster Formmassekörper (20) in ein Werkzeug, wobei die ersten Formmassekörper (20) aus einer ersten, relativ kriechstrombeständigen Formmasse bestehen ; Einpressen von zweiter, relativ wärmeund dimensi onsstabiler Formmasse in das Werkzeug zur Ausbil dung des zweiten Formmassebereichs ; Aushärtenlassen der eingepreßten zweiten Formmasse ; Entnehmen des Kommutators aus dem Werkzeug.
Description:
Kommutator für eine elektrische Maschine und Verfahren zu seiner Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kommutator für eine elektrische Maschine, umfassend einen aus Formma- sse gefertigten Trägerkörper und eine Mehrzahl von an diesem gleichmäßig um die Kommutatorachse herum ange- ordneten metallischen Leitersegmenten mit daran ange- ordneten Anschlußelementen. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kommutators.

Kommutatoren der vorstehend angegebenen Art sind in zwei grundlegend unterschiedlichen Bauarten bekannt, nämlich als Trommelkommutatoren und als Plankommutato- ren. Während Trommelkommutatoren eine zylindrisch um die Kommutatorachse herum angeordnete Bürstenlauffläche aufweisen, liegt bei Plankommutatoren die Bürstenlauf- fläche in einer senkrecht zur Kommutatorachse angeord- neten Ebene. Jeweils dient der Trägerkörper, der bei Trommelkommutatoren im allgemeinen hülsenförmig ausge- bildet ist, der Sicherung der Lage der metallischen Leitersegmente in ihrer vorgegebenen Anordnung auch unter wechselnden Betriebsbedingungen, der Isolierung der einzelnen Leitersegmente untereinander sowie der Befestigung des Kommutators auf der Rotorwelle der mit ihm zu bestückenden elektrischen Maschine, wobei auch eine Isolierung der Leitersegmente gegenüber der Rotor- welle erfolgt. Im Hinblick auf diese Funktionen wird der Trägerkörper im allgemeinen aus isolierender Form- masse, zumeist auf der Basis von Phenolharz, geformt, wobei die-bisweilen auch als Preßmasse oder Preßstoff bezeichnete-Formmasse in einem entsprechenden Form- hohlraum eines Spritzwerkzeugs dergestalt um Ankerteile der Leitersegmente herum gepreßt wird, daß jene Anker- teile in den späteren Trägerkörper fest eingebettet sind.

Im Rahmen der Herstellung von Kommutatoren beider Bau- weisen können einzelne vorgefertigte Leitersegmente oder aber ein die Leitersegmente umfassender Leiterroh- ling zum Einsatz kommen, wobei im an zweiter Stelle genannten Fall der Leiterrohling nach dem Spritzen des Trägerkörpers mittels Schnitten oder durch Abdrehen in die einzelnen gegeneinander isolierten Leitersegmente unterteilt wird.

Bekannt sind auch Kommutatoren, deren Trägerkörper nicht oder jedenfalls nicht allein aus Formmasse beste- hen. So beschreiben die EP 0325353 B1 und die DE 19642138 AI jeweils die Vormontage der einzelnen Lei- tersegmente eines Trommelkommutators auf einem aus Kunststoff bestehenden, vorgefertigten Montagekorb, der im weiteren Verlauf mit Formmasse umspritzt wird und auf diese Weise einen bleibenden, integralen Bestand- teil des Kommutators bildet. Gemäß der DE 3714098 A1 umfaßt der Trägerkörper ein hülsenförmiges Nabenteil, welches aus Metall oder Isolierstoff bestehen kann, und einen dünnwandigen Isoliermantel (Schlauch, Wickelfolie oder dergleichen). Die Leitersegmente werden um diesen Trägerkörper herum angeordnet und mittels Armierungs- ringen gegen den Trägerkörper verspannt. Die zwischen den Leitersegmenten bestehenden Zwischenräume können, müssen jedoch nicht, anschließend mit Formmasse gefüllt werden.

Die große Anzahl von Konstruktionsvorschlägen, die sich mit gattungsgemäßen Kommutatoren befassen, belegt den großen Bedarf an praxistauglichen Kommutatoren dieser Bauart. Zugleich läßt sich hieraus entnehmen, daß es eine Vielzahl von Problemkreisen gibt, die bisher nicht in zufriedenstellendem Maße gelöst wurden.

Dies hängt unter anderem damit zusammen, daß bei be- kannten gattungsgemäßen Kommutatoren verschiedene An- forderungen z. T. zueinander konkurrieren ; hierzu zählen insbesondere die Ziele geeignete Baugröße, hoher Wir- kungsgrad, namentlich bei hohen Stromstärken, niedrige Herstellkosten sowie hohe Zuverlässigkeit und Lebens- dauer des Kommutators. Gerade im Hinblick auf die bei- den zuletzt genannten Kriterien kommt es auch auf die Ausführung des Trägerkörpers an. Denn bei solchen Kom- mutatoren, deren Trägerkörper unter Verwendung übli- cher, auf Phenolharz basierender Formmassen hergestellt worden sind, leiden in gleicher Weise der Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Kommutators unter einem das Entstehen von Kriechströmen begünsti- genden Verkohlen insbesondere der zwischen den Leiter- segmenten im Bereich der Luftisolationsspalte frei- liegenden Oberfläche des Trägerkörpers. Auf der anderen Seite weisen auch solche Kommutatoren, deren Trägerkör- per aus relativ kriechstromfester Formmasse hergestellt worden sind, eine nur unbefriedigende Lebensdauer auf, weil in diesem Falle der Trägerkörper eine nur ver- gleichsweise geringe Dimensionsstabilität aufweist, so daß die Bürstenlauffläche im Betrieb, namentlich bei erhöhten Temperaturen, bei Trommelkommutatoren unrund (Lamellensprung, Exzentrizität, etc. ) bzw. bei Plankom- mutatoren uneben werden kann.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Kommu- tator der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der sich vergleichsweise kostengünstig herstellen läßt und zugleich trotz einer hohen Zuverlässigkeit und Lebens- dauer einen hohen Wirkungsgrad insbesondere bei hohen Stromstärken aufweist.

Gelöst wird die vorstehend angegebene Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß der Trä- gerkörper zwei aus unterschiedlichen Formmassen herge- stellte, formschlüssig aneinander gepresste Bereiche, nämlich eine Trägerkörperbasis und einen Kriechstrom- schutzbelag, aufweist, wobei der radial nach außen of- fene, mit Kriechstrom belastete Isolieroberflächen aufweisende Kriechstromschutzbelag zwischen den Leiter- segmenten angeordnet ist und aus einer ersten Formmasse besteht, die kriechstromfester ist als die zweite Form- masse der Trägerkörperbasis. Wesentlich ist nach der vorliegenden Erfindung somit insbesondere, daß der Trä- gerkörper aus zwei verschiedenen Formmassen, die unter- schiedliche Materialeigenschaften aufweisen, besteht, wobei die zwischen den Leitersegmenten angeordneten, jeweils eine radial nach außen offene, mit Kriechstrom belastete Isolieroberfläche aufweisenden Kriechstrom- schutzbeläge eine höhere Kriechstromfestigkeit aufwei- sen als der die Trägerkörperbasis bildende restliche Formmassebereich. Ein besonderer Vorteil des nach der vorliegenden Erfindung aufgebauten Kommutators liegt in dessen besonders hohem Wirkungsgrad bei hoher Zuverläs- sigkeit, ohne daß diese Qualitäten zu nicht gerechtfer- tigten Herstellungskosten führen würden. Denn in An- wendung der vorliegenden Erfindung lassen sich Kommuta- toren herstellen, deren Trägerkörper äußerst dimensi- onsstabil sind, so daß sich selbst unter extremen Be- triebsbedingungen keine nennenswerte Unrundheit bzw.

Unebenheit der Bürstenlauffläche ergibt, wobei zugleich die Gefahr einer Wirkungsgradeinbuße bzw. eines Aus- falls des Kommutators infolge von Kriechströmen mini- miert ist. Als besonders günstig erweist sich in diesem Zusammenhang, daß bei erfindungsgemäßen Kommutatoren sämtliche drei bei Kommutatoren herkömmlicher Bauart für eine Kriechstrombildung anfälligen Oberflächen, nämlich die Isolationsoberflächen zwischen jeweils zwei Leitersegmenten, im Bereich der den Anschlußelementen benachbarten Lacksperre wie auch im Bereich der den Anschlußelementen gegenüberliegenden Stirnseite, wirk- sam vor einem Verkohlen geschützt werden.

Wenngleich sich die vorliegende Erfindung in besonderer Weise zur Realisierung bei Trommelkommutatoren eignet, so ist sie hierauf nicht beschränkt. Vielmehr läßt sich die Erfindung grundsätzlich in entsprechender Weise auch bei Plankommutatoren anwenden. Somit liegt, soweit im folgenden zur Erläuterung der Erfindung auf Trommel- kommutatoren Bezug genommen wird, hierin keine Be- schränkung der Erfindung auf Kommutatoren dieser Bau- art.

Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Erfin- dung ist vorgesehen, daß die Formmasse des Kriechstrom- schutzbelags auf Polyester, Melamin-Formaldehyd, Epo- xid, Allylester oder einem anderen kriechstromfesten Harz, auf einer Kombination mehrerer dieser Harze oder auf einer Kombination mindestens eines dieser Harze mit Phenolharz basiert. In diesem Falle ist mit einer etwa doppelt so großen Kriechstromfestigkeit an den gefähr- deten Oberflächen des Trägerkörpers zu rechnen, vergli- chen mit der üblichen Herstellung des gesamten Träger- körpers aus Phenolharz. Die Trägerkörperbasis weist demgegenüber bessere mechanische Eigenschaften, insbe- sondere eine höhere thermische Festigkeit und Formsta- bilität auf als der Kriechstromschutzbelag ; er besteht besonders bevorzugt aus einer auf Phenolharz basieren- den bzw. Phenolharz enthaltenden Formmasse. Um in dem vorstehend erläuterten Sinne den erfindungsgemäßen Kom- mutator hinsichtlich seiner praxisrelevanten Eigen- schaften zu optimieren, reicht für den Kriechstrom- schutzbelag eine vergleichsweise geringe radiale Schichtstärke aus, die bei Kommutatoren üblicher Dimen- sionen beispielsweise zwischen 0,5 und 3 mm betragen kann.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Er- findung ist vorgesehen, daß die größte in Umfangsrich- tung gemessene Breite der einzelnen Bereiche des Kriechstromschutzbelags größer ist als die Breite der zwischen jeweils zwei benachbarten Leitersegmenten be- stehenden Luftisolationsspalte. Dabei kann insbesondere die Breite der einzelnen Bereiche des Kriechstrom- schutzbelags in radialer Richtung von außen nach innen zunehmen, wobei die der einzelnen Bereiche des Kriech- stromschutzbelags über ihre gesamte Schichtdicke form- schlüssig an den beiden jeweils benachbarten Leiter- segmenten anliegen. Diese Ausführung wirkt sich günstig auf die Dimensionsstabilität und den sicheren Halt des Kriechstromschutzbelags und somit auf die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Kommutators aus. Namentlich gilt dies, wenn, gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbil- dung der Erfindung, die Leitersegmente radial nach in- nen gerichtete Ankerteile aufweisen, die sowohl in dem Kriechstromschutzbelag als auch in der Trägerkörperba- sis verankert sind.

Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der Er- findung zeichnet sich dadurch aus, daß der Kriechstrom- schutzbelag nach außen weisende, sich über einen Teil der Dicke erstreckende Nuten aufweist, die zu dem je- weils zugeordneten Luftisolationsspalt ausgerichtet sind und diesen radial nach innen fortsetzen. Solcher- maßen weitergebildete Kommutatoren zeichnen sich durch eine besonders geringe Gefahr, durch Kriechströme Scha- den zu nehmen, aus.

Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kriechstrom- schutzbelag und die Trägerkörperbasis jeweils an ge- meinsamen Grenzflächen aneinander anliegen. Jene Grenz- flächen können dabei insbesondere uneben, reliefartig strukturiert sein, so daß der Kriechstromschutzbelag und die Trägerkörperbasis formschlüssig ineinandergrei- fen. Auf der anderen Seite können die Grenzflächen auch eben ausgeführt sein. In diesem Zusammenhang kommt es in erheblichem Maße auf das Verfahren, gemäß welchem der erfindungsgemäße Kommutator hergestellt wird, an.

Dies wird weiter unten in größerem Detail ausgeführt.

Bei erfindungsgemäßen Kommutatoren können die radial nach außen weisenden Isolieroberflächen der einzelnen Bereiche des Kriechstromschutzbelags insbesondere be- nachbart zu den Anschlußelementen jeweils eine nach außen, in Richtung auf die Bürstenlauffläche gerichtete Nase aufweisen.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren zu Herstellung ei- nes Kommutators nach der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Schritte : Einlegen metallischer Leiter- segmente in ein Werkzeug ; Einfüllen von erster, relativ kriechstrombeständiger Formmasse in jeweils zwischen zwei einander benachbarten Leitersegmenten bestehende Zwischenräume, welche jeweils radial innen durch eine Rippe eines ersten Innenwerkzeugs begrenzt sind ; Ent- fernen des ersten Innenwerkzeugs ; Einsetzen eines zwei- ten Innenwerkzeugs, welches die Kontur des zu formenden Trägerkörpers definiert ; Einpressen von zweiter, rela- tiv hitze-und formbeständiger Formmasse in das Werk- zeug, wobei beide Formmassen durch Druck und Wärme der zweiten Formmasse vernetzt und ausgehärtet werden. Be- sonders günstig an diesem Verfahren ist, daß nur ein einziger Preßvorgang für die Formmasse erforderlich ist, denn die erste Formmasse kann drucklos in die wei- ter oben definierten Zwischenräume eingefüllt werden ; dementsprechend wird auch nur eine einzige zum Pressen des Trägerkörpers geeignete Form benötigt. Die erste Formmasse ist dabei während des Einfüllens bevorzugt von teigiger Konsistenz, so daß sie einerseits nach Entfernen des ersten Innenwerkzeugs nicht aus dem Werk- zeug herausfließen, andererseits jedoch durch die unter Druck in die Form eingepreßtes zweite Formmasse ver- formt werden kann. In diesem Zusammenhang erweist es sich als besonders günstig, wenn die erste Formmasse auf Duroplasten basiert und im Zeitpunkt des Einpres- sens der zweiten Formmasse noch nicht ausgehärtet ist, so daß die erste Formmasse während des Einpressens der zweiten Formmasse zur formschlüssigen Anlage an den Leitersegmenten verformt wird. Insbesondere kann dabei die erste Formmasse auf Polyester, Melamin-Formaldehyd, Epoxid, Allylester oder anderen kriechstromfesten Har- zen oder auf Kombinationen dieser Harze basieren.

Im Rahmen des vorstehend erläuterten Herstellverfahrens können die Leitersegmente anfangs Teil eines einstücki- gen Leiterrohlings sein und erst nach Ausformung des Trägerkörpers voneinander getrennt werden, beispiels- weise durch Sägeschnitte oder Abdrehen von die einzel- nen Leitersegmente miteinander verbindenden Brücken- teilen. In diesem Falle können die Zwischenräume, in welche die erste, der Bildung des Kriechstromschutzbe- lages dienende Formmasse eingefüllt wird, radial außen durch die Brückenteile des Leiterrohlings begrenzt sein. In gleicher Weise läßt sich das vorstehend erläu- terte Herstellverfahren jedoch auch bei Verwendung ein- zelner vorgefertigter Leitersegmente, die in als sol- ches bekannter Weise in einen Montagekorb eingesetzt sind, realisieren. In diesem Falle ist es besonders günstig, wenn die genannten Zwischenräume radial außen durch Distanzleisten, welche Teil des Montagekorbes sind, begrenzt sind.

Ein alternatives Verfahren zu Herstellung eines Kommu- tators nach der vorliegenden Erfindung umfaßt die fol- genden Schritte : Einlegen metallischer Leitersegmente in ein erstes Werkzeug ; Einpressen einer der beiden Formmassen in einen zugeordneten Hohlraum des ersten Werkzeugs ; Aushärtenlassen der eingepreßten Formmasse ; Entnehmen des die Leitersegmente und die ausgehärtete Formmasse umfassenden Zwischenprodukts aus dem ersten Werkzeug und Einlegen dieses Zwischenprodukts in ein zweites Werkzeug ; Einpressen der anderen Formmasse in einen zugeordneten Hohlraum des zweiten Werkzeugs ; Aus- härtenlassen der im zweiten Einpreßschritt eingepreßten Formmasse. Eine charakteristischer Vorteil dieser Her- stellungsweise ist, daß auch erste, kriechstromfeste Formmassen zum Einsatz kommen können, die zum Zeitpunkt ihrer Verarbeitung vergleichsweise dünnflüssig sind ; auch können, was bei der weiter oben beschriebenen er- sten Verfahrensvariante nicht ohne weiteres möglich ist, zur Herstellung des Kriechstromschutzbelags kriechstromfeste thermoplastische Formmassen zum Ein- satz kommen. Allerdings werden, nachdem die beiden den Trägerkörper bildenden Formmassen getrennt voneinander gepreßt werden, zwei entsprechend geeignete Formen be- nötigt.

Lediglich der Vollständigkeit halber ist darauf hinzu- weisen, daß sich die vorliegende Erfindung in gleicher Weise bei Kommutatoren mit Armierungsringen und bei Kommutatoren ohne Armierungsringe einsetzen läßt. Aus dem Umstand, daß sich die nachfolgende Erläuterung be- vorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung lediglich auf Kommutatoren ohne Armierungsringe bezieht, kann eine dahingehende Beschränkung der Erfindung nicht her- geleitet werden.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand zweier in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter, jeweils einen Trommelkommutator betreffender Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausfüh- rungsform eines gemäß der vorliegenden Erfin- dung aufgebauten Trommelkommutators, Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch den Trom- melkommutator gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II, Fig. 3 den Ausschnitt einer Seitenansicht des Trommel- kommutators gemäß den Fig. 1 und 2, Fig. 4 einen Querschnitt durch ein zur Herstellung des Trommelkommutators nach den Fig. 1 bis 3 einge- setztes Werkzeug während eines Zwischenschritts der Herstellung des entsprechenden Trommelkom- mutators und Fig. 5 einen Querschnitt durch eine zweite Ausfüh- rungsform eines nach der vorliegenden Erfindung aufgebauten Trommelkommutators.

Der in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung veranschaulichte Trommelkommutator umfaßt als wesentliche Bauteile einen aus Formmasse hergestellten Trägerkörper 1 und gleich- mäßig um die Kommutatorachse 2 herum angeordnete Lei- tersegmente 3. Zwischen zwei einander benachbarten Lei- tersegmenten 3 besteht jeweils ein Luftisolationsspalt.

Der Trägerkörper 1 weist eine zur Achse 2 konzentrische Bohrung 4 auf, welche der Anordnung des Kommutators auf einer Rotorwelle dient.

Radial innen an den Leitersegmenten 3 angeordnete An- kerteile 5 sind in die Formmasse des Trägerkörpers 1 eingebettet, um die Leitersegmente auch bei hohen Dreh- zahlen trotz der dann herrschenden Fliehkräfte sicher zu verankern. Endseitig sind an den Leitersegmenten 3 als Anschlußfahnen 6 ausgeführte Anschlußelemente vor- gesehen, die, in als solches bekannter Weise, dem An- schluß von Wicklungsdrähten an den Kommutator dienen.

Erkennbar könnten die Anschlußelemente alternativ statt als Anschlußfahnen auch auf sonstige geeignete Weise ausgeführt sein, z. B. in Form von Schlitzen bzw. als Lötkranz. Die auf einer Zylinderfläche angeordneten radialen Außenflächen 7 der Leitersegmente 3 bilden die Lauffläche für die Bürsten 8.

Im Umfang der vorstehenden Ausführungen entspricht der in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung dargestellte Kommuta- tor dem hinlänglich bekannten Stand der Technik, so daß es weiterer Erläuterungen nicht bedarf.

Der Trägerkörper 1 besteht aus zwei verschiedenen Form- massen, die unterschiedliche Materialeigenschaften auf- weisen ; er umfaßt einen Kriechstromschutzbelag 9, des- sen einzelne Bereiche jeweils eine zwischen den Leiter- segmenten 3 angeordnete, radial nach außen offene Iso- lieroberfläche 10 aufweisen, und eine Trägerkörperbasis 11, die den restlichen Teil des Trägerkörpers 1 ein- nimmt. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der nur eine relativ geringe radiale Dicke aufweisende Kriech- stromschutzbelag 9 dabei eine höhere Kriechstromfestig- keit auf als die Trägerkörperbasis 11. Bei dem veran- schaulichten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch er- reicht, daß die Trägerkörperbasis 11 aus einer Phenol- harz enthaltenden Formmasse besteht, während der Kriechstromschutzbelag 9 aus einer Polyesterharz, Mela- minharz und/oder Epoxyharz enthaltenden Formmasse be- steht. Bei einer derartigen Materialpaarung weist die Trägerkörperbasis 11 bessere mechanische Eigenschaften, insbesondere eine höhere thermische Festigkeit auf als der Kriechstromschutzbelag 9.

Die radial nach innen gerichteten Ankerteile 5 der Lei- tersegmente 3 sind durch entsprechende Einbettung in die jeweilige Formmasse sowohl in dem Kriechstrom- schutzbelag 9 als auch in der Trägerkörperbasis 11 ver- ankert.

Die radial nach außen weisenden, gegenüber der Bürsten- lauffläche nach innen versetzten Isolieroberflächen 10 des Kriechstromschutzbelags 9 weisen benachbart zu den Anschlußfahnen 6 jeweils eine nach außen gerichtete Nase 12 auf.

Fig. 4 veranschaulicht denjenigen Verfahrensschritt während der Herstellung des in den Figuren 1 bis 3 ver- anschaulichten Trommelkommutators, in dem die Bildung des aus relativ kriechstromfester Formmasse bestehenden Kriechstromschutzbelags 9 beginnt. Zum Einsatz kommt dabei ein mehrteiliges Werkzeug, welches ein Außenwerk- zeug 13 und ein erstes Innenwerkzeug 14 umfaßt. Das Außenwerkzeug 13 umfaßt dabei seinerseits einen Mantel 15, an dessen Innenfläche Distanzleisten 16 eines Mon- tagekorbes anliegen. Letztere geben den Abstand zwi- schen je zwei einander benachbarten Leitersegmenten 3 vor und definieren somit die Abmessungen der späteren Luftisolationsspalte des Trommelkommutators. Das erste Innenwerkzeug 14 umfaßt radial nach außen gerichtete Rippen 17. Diese liegen mit seitlichen Dichtflächen jeweils an den Ankerteilen 5 zweier einander benachbar- ter Leitersegmente 3 an. Auf diese Weise wird durch zwei einander benachbarte Leitersegmente 3, eine zwi- schen diesen angeordnete Distanzleiste 16 und eine ebenfalls zwischen den betreffenden Leitersegmenten 3 angeordnete Rippe 17 jeweils ein Zwischenraum 18 be- grenzt, welcher zur Bildung jeweils eines einzelnen Bereichs der Kriechstromschutzbelags 9 mit erster, kriechstromfester Formmasse aufgefüllt werden kann, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist.

Nachdem das erste Innenwerkzeug 14 entfernt worden ist, kommt ein-nicht dargestelltes-zweites Innenwerkzeug zum Einsatz, welches über einen entsprechenden Form- hohlraum die Kontur des zu fertigenden Trägerkörpers vorgibt. In jenen Formhohlraum wird die zur Bildung der Trägerkörperbasis 11 erforderliche Menge an relativ formbeständiger Formmasse eingepreßt, wobei sich die erste Formmasse unter dem entsprechenden Druck und der Temperatur formschlüssig und fest an die zugeordneten Leitersegmente 3 anlegt. Wie dies in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht ist, kommt es dabei zur Ausbildung ei- ner unebenen, reliefartig strukturierten Grenzfläche 19 zwischen der Trägerkörperbasis 11 und dem Kriechstrom- schutzbelag 9, an der die beiden Formmassen formschlüs- sig ineinandergreifen. Infolge der durch die zweite Formmasse eingebrachten Wärme kommt es zu einer Vernet- zung und Aushärtung auch der ersten Formmasse.

Fig. 5 veranschaulicht die Herstellung eines (andere konstruktive Details aufweisenden) erfindungsgemäßen Trommelkommutators in Anwendung eines alternativen Her- stellungsverfahrens. In einem ersten Fertigungsschritt wird unter Verwendung eines ersten Werkzeugs die Trä- gerkörperbasis 11 hergestellt, indem eine formbeständi- ge Formmasse unter Druck in den entsprechenden Form- hohlraum des ersten Werkzeugs eingespritzt wird. Nach- dem die auf diese Weise hergestellte Trägerkörperbasis 11 ausgehärtet ist, wird das Zwischenprodukt in ein zweites Werkzeug eingelegt, in welchem durch Einsprit- zen der zweiten, kriechstromfesten Formmasse in einen entsprechenden Formhohlraum die einzelnen Bereiche 20 des Kriechstromschutzbelags 9 gebildet werden und auf diese Weise die Bildung des Trägerkörpers 1 abgeschlos- sen wird. Die einzelnen Bereiche 20 des Kriechstrom- schutzbelags 9 greifen beidseitig in entsprechende Aus- sparungen 21 der Leitersegmente 3 ein. Im Bereich ihrer Isolationsfläche 10 weisen die einzelnen Bereiche 20 des Kriechstromschutzbelags 9 jeweils eine Nut 22 auf, die zu dem jeweils zugeordneten Luftisolationsspalt ausgerichtet ist und diesen radial nach innen fort- setzt.

Erkennbar ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, bei der vorstehend erläuterten Verfahrensweise die bei- den Fertigungsschritte in einer umgekehrten Reihenfolge ablaufen zu lassen.

Lediglich zur Klarstellung ist zu ergänzen, daß sich der in Fig. 5 illustrierte Kommutator erkennbar auch in Anwendung der ersten Verfahrensvariante herstellen läßt, ebenso wie sich die zweite Verfahrensvariante zur Herstellung des Kommutators nach den Fig. 1 bis 3- ggfs. abgesehen von der spezifischen Ausbildung der Grenzfläche 19-eignet.