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Patent Searching and Data


Title:
COMMUTATOR COMPRISING AN ASSEMBLY WHICH REPELS LIQUIDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/060040
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an armature (1) with a depression (7) in the commutator (2). Said depression has seepage barriers (15) that prevent liquid (23) from coming into contact with the plates (4) of the commutator (2).

Inventors:
EWERT ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/000112
Publication Date:
August 01, 2002
Filing Date:
January 16, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
EWERT ANDREAS (DE)
International Classes:
H01R39/14; H02K5/124; H02K13/00; H02K5/16; (IPC1-7): H02K13/00
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 11 30 September 1999 (1999-09-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 154 (E - 325) 28 June 1985 (1985-06-28)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Anker für eine elektrische Maschine, zumindest bestehend aus einer Rotorwelle, einem Kommutator, der zumindest aus einem Trägerkörper besteht und auf der Rotorwelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (3) eine Stirnseite (10) hat, und dass die Stirnseite (10) zumindest eine Kriechbarriere (15) für eine Flüssigkeit (23) aufweist.
3. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (10) zumindest eine Vertiefung (7) im Trägerkörper (3) aufweist, und dass die Vertiefung (7) an ihrer Oberfläche (13) zumindest eine Kriechbarriere (15) für eine Flüssigkeit (23) aufweist.
4. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (7) keilförmig oder Uförmig ausgebildet ist.
5. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kriechbarriere (15) durch gewindeförmige Einkerbungen (19) gebildet ist.
6. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kriechbarriere (15) durch Vorsprünge (25) an der Stirnseite (10) gebildet ist.
7. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kriechbarriere (15) durch Vorsprünge (25) an der Oberfläche (13) gebildet ist.
8. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kriechbarriere (15) durch einen in die Stirnseite (10) hineinragenden Ring (27) gebildet ist.
9. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kriechbarriere (15) durch einen in die Oberfläche (13) hineinragenden Ring (27) gebildet ist.
10. Anker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (3) zumindest ein Reservoir (29) aufweist, in dem eine Flüssigkeit (23) gespeichert werden kann.
11. Anker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägerkörper (3) zumindest eine Lamelle (4) angeordnet ist.
12. Anker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kriechbarriere (15) so ausgebildet ist, dass ein Kapillareffekt auftritt.
13. Anker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (3) ein Loch (5) aufweist, in dem die Rotorwelle (21) angeordnet ist, und dass die Vertiefung (7) das Loch (5) in radialer Richtung (11) vergrössert.
Description:
KOMMUTATOR MIT EINER ANORDNUNG ZUM SCHUTZ GEGEN FLÜSSIGKEITEN Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Anker für eine elektrische Maschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Aus der JP 07067282 AI ist ein Anker mit einem Kommutator bekannt, der bei montierter Rotorwelle an der Stirnseite eine Vertiefung aufweist. Das Kriechen von Flüssigkeit von einem Lager zum Kommutator wird speziell durch ein zusätzliches, Flüssigkeit absorbierendes Material verhindert.

Die JP 08172753 AI zeigt einen Kommutator, der ein zusätzliches Element aufweist, das den Kommutator vor Öl aus einem Lager schützen soll. Die axiale Baulänge eines Motors mit einem solchen Kommutator wird durch dieses Element vergrössert.

Die JP 09285060 AI zeigt einen Anker mit einem Kommutator auf einer Rotorwelle, bei dem auf der Rotorwelle ein Ölauffangelement angeordnet ist, um zu verhindern, dass Öl vom Lager zum Kommutator gelangt. Solche zusätzlichen Elemente sind ebenso in der JP 10225046 AI und in der US-PS 6,008,557 gezeigt.

Auch die US-PS 3,793,543 zeigt einen Anker, der ein zusätzliches Element benötigt, um Bauteile eines elektrischen Motors vor Öl aus einem Lager zu schützen.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemässe Anker mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise ein Kommutator vor Flüssigkeiten geschützt ist.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 genannten Ankers möglich.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Vertiefung ist durch eine Keilform oder eine U-Form gegeben.

Eine Kriechbarriere kann auf vorteilhafte Weise durch eine gewindeförmige Einkerbung in die Oberfläche der Vertiefung gebildet sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung einer Kriechbarriere ergibt sich durch Vorsprünge an der Oberfläche der Vertiefung.

Ebenso vorteilhaft ist die Verwendung eines Rings, der in die Stirnseite oder in die Oberfläche der Vertiefung durch Umspritzen, Eingiessen oder Einpressen hineinragt, da ein Ring ein einfaches Standardbauteil ist und ein Einpressvorgang leicht zu realisieren ist.

Es ist vorteilhaft, wenn ein Trägerkörper des Kommutators zumindest ein Reservoir zur Speicherung von Flüssigkeiten aufweist, von denen aus die Flüssigkeit nicht mehr an die Oberfläche der Vertiefung gelangen kann, da dadurch verhindert wird, dass sich ein grosser Flüssigkeitsfilm auf der Oberfläche bildet, wodurch ein Teil der Flüssigkeit zu den Lamellen des Kommutators gelangen könnte.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen die Figuren 1 bis 5 in teilweiser Darstellung mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäss ausgebildeten Ankers, Figur 6 in teilweiser Darstellung einen erfindungsgemäss ausgebildeten Anker mit einem Flüssigkeitsreservoir.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur la zeigt in teilweiser Darstellung einen erfindungsgemässen Anker 1, der zumindest aus einem Kommutator 2, der wiederum zumindest aus einem Trägerkörper 3 und beispielsweise aus zumindest einer Lamelle 4 aufgebaut ist, und einer Rotorwelle 21 besteht.

Die Lamelle 4 weist Haken 17 auf, durch die ein nicht dargestellter Draht für eine Wicklung eines Blechpakets verläuft. Der Kommutator 2 dient der Stromzuführung von aussen in diese Wicklung. Ein solcher Anker 1 wird beispielsweise für eine elektrische Maschine, wie z. B. einen elektrischen Motor oder einen Generator, verwendet.

Der Trägerkörper 3 weist ein durchgehendes Loch 5 auf, in dem die Rotorwelle 21 einer elektrischen Maschine angeordnet und befestigt ist. Der Trägerkörper 3 hat eine Mittelachse 9, die eine Axialrichtung darstellt.

An einer Stirnseite 10 des Trägerkörpers 3, beispielsweise einer den Haken 17 der Lamellen 4 abgewandten Seite, ist zumindest eine Vertiefung 7 ausgebildet. In diesem Beispiel wird eine Vertiefung verwendet. Die Vertiefung 7 kann im Querschnitt jede Form aufweisen und ist in diesem Beispiel U-förmig ausgebildet. Die Vertiefung 7 kann beispielsweise auch eine Keilform aufweisen. Die Vertiefung 7 vergrössert in diesem Beispiel das Loch 5 in Radialrichtung 11. Die Vertiefung 7 kann auch so ausgebildet sein, dass sie sich nicht direkt an das Loch 5 in Radialrichtung 11 anschliesst, sondern vom Loch 5 aus gesehen, ein Teil der Stirnseite 10 noch vorhanden ist, und dann die Vertiefung 7 beginnt.

Die Vertiefung 7 hat eine Oberfläche 13, auf der zumindest eine Kriechbarriere 15 angeordnet ist.

Die Kriechbarriere 15 ist hier durch ringförmige Kerben 19 gebildet. Die Kerben 19 verlaufen in beliebiger Richtung in den Trägerkörper 3 hinein. Die Kriechbarrieren 15 können mit dem Herstellungsprozess des Trägerkörpers 3 hergestellt werden.

Figur 1b zeigt eine Draufsicht auf die Stirnseite 10 des Trägerkörpers 3 in Axialrichtung. Die Oberfläche 13 der Vertiefung 7 weist bspw. drei Kriechbarrieren 15 auf. Da die Vertiefung 7 U-förmig ausgebildet ist, sind in dieser Ansicht drei kreisförmige Ringkerben 15,19 mit verschiedenen Durchmessern vorhanden. Die Kerben 19 sind bspw. so ausgebildet, dass der Kapillareffekt bewirkt, dass Flüssigkeiten, die in die Nähe der Kerben 19 gelangen, in die Kerbe hineingezogen und dort gehalten werden.

Figur 2a zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ankers 1. In die Vertiefung 7, die U- oder trapezförmig ausgebildet ist, ist ein Gewinde eingeschnitten, das als Kriechbarriere 15 dient.

In Figur 2b ist eine Draufsicht in Axialrichtung 9 auf den erfindungsgemässen Anker 1 in Figur 2a gezeigt. Da die Vertiefung 7 sich zum Loch 5 hin verjüngt, bilden die gewindeförmigen Kerben 19 an der Oberfläche 13 eine Spiralform.

In Figur 2a ist die Rotorwelle 21 gezeigt, auf der eine Flüssigkeit 23 angeordnet ist, die beispielsweise ein Öl ist, das von einem Lager der Rotorwelle 21 entwichen ist.

Diese Flüssigkeit 23 kann über die Rotorwelle beim Kommutator nach dem Stand der Technik zum Kommutator und über eine Stirnseite auf die Lamellen 4 gelangen. Die Flüssigkeit 23 kann korrosiv sein und so oder auf andere Art in ungewünschter Weise die Funktionsweise des Kommutators 2 bspw. der Lamellen 4 beeinträchtigen.

Der erfindungsgemässe Anker 1 weist jedoch eine Vertiefung 7 auf, in die die Flüssigkeit 23 zuerst hineinkriecht. Ein weiteres Kriechen der Flüssigkeit 23 entlang der Oberfläche 13 zu den Lamellen 4 wird durch die Kriechbarrieren 15 verhindert, die so ausgebildet sind, dass ein Kapillareffekt die Flüssigkeit 23 in die Kerbe 19 hineinzieht.

In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Ankers 1 gezeigt.

Die zumindest eine Kriechbarriere 15 ist hier durch Vorsprünge 25 an der Oberfläche 13 ausgebildet. Für eine Flüssigkeit 23 ist es schwierig, einen solchen Vorsprung 25 zu überwinden, so dass die Flüssigkeit 23 aus der Vertiefung 7 heraus nicht auf eine Lamelle 4 gelangen kann. Ebenso können zwei Vorsprünge 25 so dicht nebeneinander ausgebildet sein, dass sie zwischen sich eine Vertiefung bilden, die einen Kapillareffekt bei der Flüssigkeit 23 hervorruft. Die Vorsprünge 25 sind umlaufend ausgebildet.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ankers 1. Die Kriechbarriere 15 wird durch einen Ring 27 gebildet, der beispielsweise winkelförmig ausgebildet ist und es so einer Flüssigkeit 23 erschwert, aus der Vertiefung 7 heraus zur Lamelle 4 zu gelangen, da einer seiner Schenkel in den Trägerkörper 3 ragt, während sein anderer Schenkel zur Rotorwelle 21 hin gerichtet ist. Es können mehrere Ringe vorhanden sein.. Der Ring 27 ist bspw. in den Trägerkörper 3 hineingepresst, umgossen oder umspritzt.

Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ankers 1. Der Trägerkörper 3 weist keine Vertiefung 7 auf. Die Kriechbarrieren 15 sind auf der Stirnseite 10 ausgebildet, die quasi der Oberfläche 13 der Vertiefung 7 entspricht. Die Kriechbarrien 15 können analog den Ausführungen zu Figur 1, 3 oder 4 ausgebildet sein.

Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ankers 1.

Im Vergleich zu Figur 1 oder 5 weist dieser erfindungsgemässe Kommutator 2 des Ankers 1 weiterhin zumindest ein Reservoir 29 für Flüssigkeiten auf, in der die Flüssigkeiten 23 gesammelt werden. Gelangt beispielsweise eine Flüssigkeit 23 auf die Oberfläche 13 der Vertiefung 7, so wird sie durch die entsprechend ausgebildeten Kriechbarrieren 15 oder Kerben 19 aufgrund des Kapillareffekts angesaugt und gelangt in das Reservoir 29, das einen deutlich grösseren Durchmesser oder Querschnitt als die Kerbe 19 aufweist. Aus diesem Reservoir 29 kann die Flüssigkeit 23 kaum noch entweichen.

Das Reservoir 29 kann auch durch eine entsprechend tiefe Kerbe ausgebildet sein.