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Title:
PLANE COLLECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/001321
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a plane collector for an electrical machine with radial commutator blades arranged on an electrically insulating carrier. On the electrically insulating carrier (10) is fitted a solderable or weldable plate (11), dividable in segments (11') with connections (17), which has segments congruent with the commutator blades (15). The commutator blades (15) are soldered or welded to the plate (11).

Inventors:
Kemmner, Ulrich (Solitudestraße 31, Stuttgart 31, D-7000, DE)
Burger, Karlheinz (Forlenstraße 16, Buehl, D-7580, DE)
Koch, Hans-peter (Schuetzenbuehlstraße 15, Stuttgart 40, D-7000, DE)
Sellnau, Peter (Haarweg 4, Baden-Baden 19, D-7570, DE)
Application Number:
PCT/DE1991/000539
Publication Date:
January 23, 1992
Filing Date:
June 29, 1991
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, D-70442, DE)
Kemmner, Ulrich (Solitudestraße 31, Stuttgart 31, D-7000, DE)
Burger, Karlheinz (Forlenstraße 16, Buehl, D-7580, DE)
Koch, Hans-peter (Schuetzenbuehlstraße 15, Stuttgart 40, D-7000, DE)
Sellnau, Peter (Haarweg 4, Baden-Baden 19, D-7570, DE)
International Classes:
H01R39/06; H01R43/08; H02K13/00; (IPC1-7): H01R39/06; H01R43/08
Foreign References:
DE8908077U1
FR2412184A1
FR2394906A1
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Claims:
Ansprüche
1. Plankollektor für eine elektrische Maschine mit an einem elek¬ trisch isolierenden Träger angeordneten radialen Kommutatorlamellen, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem elektrisch isolierenden Trä¬ ger (10) eine löt oder schweißfähige in Segmente (11') mit An¬ schlüssen (17) unterteilbare Platine (11) aufgebracht ist, die eine zu den Kommutatorla ellen (15) kongruente Segmentierung aufweist, und daß die Kommutatorlamellen (15) auf die Platine (11) aufgelötet oder aufgeschweißt sind.
2. Plankollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorlamellen (15) aus kunststoffgebundenem Graphit bestehen und zumindest an der Fügefläche mit der Platine (11) die Kommutator¬ lamellen (15) metallisiert sind..
3. Plankollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatorlamellen (15) aus einer Radialschlitze (14) aufweisen¬ den Kommutatorscheibe (12) gebildet sind, deren vollwandiger Be¬ reich (16) nach dem Befestigen auf der Platine (11) abgetragen wird.
4. Plankollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (11) aus Kupfer oder Nickel besteht.
5. Plankollektor nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (11) Mittel (20) zur Verankerung im elektrisch isolie¬ renden Träger (10) aufweist.
6. Plankollektor nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (11) Durchbrüche (18) aufweist, die mit dem Material des elektrisch isolierenden Trägers (10) ausgefüllt sind und als zusätz¬ liche Wärmebarriere beim Verschweißen der Spulendrähte wirken.
7. Plankollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnte, daß die Anschlüsse (17) außermittig, vorzugsweise am Rand eines jeden Seg¬ mentes (11') der Platine (11) angeordnet sind.
Description:
Plankollektor

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Plankollektor nach der Gattung des Haupanspruchs.

Nach DE-OS 34 22 719 ist ein Plankollektor bekannt, der einen metal¬ lischen Träger aufweist, dessen Oberfläche mit einem Isolierüberzug versehen ist und auf dem die Kommutatorlamellen aufgeklebt sind. Aus dieser Druckschrift geht weiterhin hervor, die Kommutatorlamellen aus einer Schale zu bilden, wobei β Schale radiale Schlitze ent¬ hält, die dazu dienen, die Kommutatorlamellen voneinander zu trennen sobald der vollwandige Bereich der Schale abgetragen ist. Nachteilig hierbei erscheint, daß auch der Kleber den enormen thermischen Ein¬ wirkungen nicht standhält. Deshalb sind auch die Kommutatorlamellen mit einem inneren und äußeren Kragen versehen, der gewährleisten soll, die Zentrifugalkräfte aufzunehmen und die Klebeoberfläche zu vergrößern.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsge äße Plankollektor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Kommuta¬ torlamellen eine stabile Verbindung mit dem isolierenden Träger er¬ halten, wobei die Platine neben der Befestigungsfunktion für die Kommutatorlamellen gleichzeitig zur Ableitung von Wärme dient. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die zweiteilige Ausbildung des Kollektors für die Lauffläche des Plankollektors ein abriebfester und gleitfähiger Werkstoff, wie z.B. Kohlenstoff, eingesetzt werden kann, der vermittels der Platine im isolierenden Träger eine feste Verankerung erfährt. Damit ist gleichzeitig gewährleistet, daß der Plankollektor bei Elektromotoren zur Förderung von Flüssigkeiten mit einer relativ hohen elektrischen Leitfähigkeit eingesetzt werden kann. Die Lauffläche des Plan¬ kollektor wird dabei von der als Elektrolyt wirkenden Flüssigkeit nicht angegriffen, so daß die Betriebssicherheit des Elektromotors voll erhalten bleibt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Plankollektors möglich. Besonders kostengünstig her¬ stellbar ist der Plankollektor dadurch, daß die Kommutatorlamellen aus einer Radialschlitze aufweisenden Kommutatorseheibe gebildet sind, deren vollwandiger Bereich nach dem Befestigen auf der Platine abgetragen wird. Dadurch ist es möglich, die Montage des kompletten, mit den Kommutatorlamellen versehenen Plankollektors auf die Läufer¬ welle und anschließend das Verschweißen der Spulendrähte mit den An¬ schlüssen, ohne daß sich die Kommutatorlamellen dabei lösen. Bei den bekannten Lösungen müssen die Schlitze nachträglich in den Plankol¬ lektor eingesägt werden, was ohne Beschädigung der Läuferachse nur schwerlich möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die als Wärmebarriere wirkenden Durchbrüche ein zusätzliches Veranke-

rungselement für die Platine im elektrisch isolierenden Träger bil¬ den, und daß die am Rand der Platinensegmente angebrachten Anschlüs¬ se für die Spulendrähte es ermöglichen, beim Anschweißen der Spulen¬ drähte auch die zweite Elektrode direkt mit der Platine zu verbin¬ den, was auch dem Zweck dient, die Wärmeableitung zu verbessern.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge¬ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Plankollektor, Figur 2 eine Draufsicht auf den Plankollektor vor dem Abtragen des vollwandigen Bereiches einer Kommutatorlamellenscheibe und Figur 3 eine Schnittdarstellung nach Linie III - III in Figur 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Der in Figur 1 dargestellte Plankollektor weist einen aus Kunststoff bestehenden elektrisch isolierenden Träger 10 auf, in dem eine Pla¬ tine 11 aus Kupfer verankert ist. Auf der Platine 11 sind die Koπ*- mutatorlamellen 15 befestigt. Die Kommutatorlamellen 15 sind unter¬ einander durch die Radialschlitze 13 elektrisch isoliert. Deckungs¬ gleich zu den Radialschlitzen 13 besitzt die Platine 11 ebenfalls Radialschlitze 14, welche die Platine 11 in untereinander elektrisch isolierte Segmente 11' trennen. Am Umfang besitzt jedes Segment 11' der Platine 11 jeweils einen Anschluß 17 für die Spulendrähte des Läufers. Dabei sind die Anschlüsse 17 gemäß Figur 2 am Rand eines jeden Segmentes 11' angebracht.

Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß jedes Segment 11' der Platine 11 jeweils einen oder mehrere Haken 20 aufweist, der als Verankerungselement in dem elektrisch isolierenden Träger 10 eingreift. Außerdem besitzt jedes Segment 11' der Platine 11 Durchbrüche 18 (Figur 2 und Figur 3).

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kommutatorlamellen 15, wie aus Figur 3 weiterhin zu entnehmen ist, aus einer Kommutator¬ scheibe 12 gebildet. Die Kommutatorscheibe 12 ist an einer Stirn¬ seite mit Radialschlitzen 13 versehen, die, wie bereits erläutert, später die elektrische Isolierung der Kommutatorlamellen 15 untereinander bilden.

Zur Herstellung des Plankollektors wird die Platine 11 im Spritzgu߬ verfahren in den Träger 10 derart eingegossen, daß sie eine Stirn¬ fläche des Trägers 10 bildet. Danach werden in die Platine 11, wie bei der üblichen Kommutatorherstellung, Radialschlitze 14 eingesägt. Die Radialschlitze müssen dabei so ausgeführt sein, daß die Plati¬ ne 11 in untereinander elektrisch isolierte Segmente 11' geteilt ist. Wichtig dabei ist, daß die Segmentierung der Platine 11 kon¬ gruent zu den Kommutatorlamellen 15 der Kommutatorscheibe 12 ist.

Die Kummutatorscheibe 12 besteht aus kunststoffgebundenem Graphit und wird als solche gepreßt. Die mit Radialschlitzen 13 versehene Stirnfläche der KommutatorScheibe 12 wird metallisiert und sodann mit einem Lot versehen. Danach wird die Kommutatorscheibe 12 in einer Lötvorrichtung auf den mit der segmentierten Platine 11 ver¬ sehenen Träger derart aufgelegt, daß die Segmente 11' der Platine 11 und die Lamellen 15 deckungsgleich zueinander kommen.

Durch Wärmeeinwirkung wird die Kommutatorscheibe 12 mittels der mit Lot versehenen Fügefläche 19 mit den Segmenten 11' der Platine ver¬ lötet, so daß der Plankollektor die Gestalt aufweist, die in Figur 3 als Schnittdarstellung gezeigt ist.

Daraufhin wird der so erhaltene Plankollektor auf den in der Zeich¬ nung nicht dargestellten Läufer montiert. Dabei werden die Spulen¬ drähte des Läufers mit den Anschlüssen 17 der Segmente 11' der

Platine 11 verschweißt. Danach wird der Läufer in eine Bearbeitungs¬ maschine, beispielsweise eine Drehmaschine, eingespannt und der vollwandige Bereich 16 der Kommutatorscheibe 12 abgetragen bis die Radialschlitze 13 freiliegen.

Eine andere Realisierungsvariante des Plankollektors besteht darin, daß der isolierende Träger 10 mit der segmentierten Platine 11 auf den Läufer montiert wird und die Spulendrähte des Läufers mit den Anschlüssen 17 verschweißt werden. Auf die mit dem Läufer verbundene Platine 11 wird dann, wie bereits beschrieben, die Kommutator¬ scheibe 12 aufgelötet. Danach wird, wie bereits oben ausgeführt, der vollwandige Bereich 16 der Kommutatorscheibe 12 abgetragen.

Es ist aber gleichfalls denkbar, die in Figur 3 dargestellte Anord¬ nung des Plankollektors in die Bearbeitungsmaschine einzuspannen, um den vollwandigen Bereich 16 der KommutatorScheibe 12 abzutragen. Erst danach wird der so erhaltene fertige Plankollektor auf dem Läufer montiert.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind die Anschlüsse 17 jeweils am Rand der Segmente 11' der Platine 11 angebracht. Dadurch kann beim Anschweißen der Spulendrähte auch die zweite Schweißelektrode direkt mit der Platine 11 verbunden werden, was dem Zweck dient, die Wärme¬ ableitung zu verbessern.

Die jeweils in den Segmenten 11' der Platine 11 eingebrachten Durch¬ brüche wirken als Wärmebarriere beim Verschweißen der Spulendrähte derart, daß sie die Wärmeleitung über das gesamte Segment der Pla¬ tine 11 verhindern. Dadurch, daß sich die Durchbrüche 18 beim Spritzgießen mit dem Material des Trägers 10 auffüllen bewirken sie zusätzlich eine Verankerung der Segmente der Platine 11 im Träger 10.