DE19624754A1

DE19624754A1 - Commutator for rotary electrical machine e.g. for motor vehicle hydraulic braking system pumps

Info

Publication number: DE19624754A1
Application number: DE1996124754
Authority: DE
Inventors: Uwe Greiff
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-02

Abstract

The commutator (2) is mounted on an electrical machine shaft (1) and has a carrier sleeve (3) fitted on its outside with a number of lamellae or bars (4) which are separated from one another via slits (5), extending parallel to the longitudinal axis. The width of the slits is less at the base of the slits than at their open front ends, with the slit width decreasing continuously from the open front end. The slits may have a V- shaped or trapezoidal cross-section.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kommutator für eine elek trische Maschine mit Lamellen auf einem Träger, die durch Längseinschnitte elektrisch voneinander isoliert sind.The invention relates to a commutator for an elek trical machine with lamellas on a support that pass through Longitudinal incisions are electrically isolated from each other.

Derartige Kommutatoren werden häufig in Zylinderbauweise, bei denen die Lamellen auf der Mantelfläche eines zylinderförmigen Trägers angeordnet sind, hergestellt. Außerdem sind sogenannte Radialkommutatoren bekannt, bei denen die Lamellen auf einer Fläche, die sich senkrecht zu einer Welle erstreckt, in radia ler Richtung angeordnet sind.Such commutators are often used in cylinder construction which the slats on the lateral surface of a cylindrical Carrier are arranged, manufactured. In addition, so-called Radial commutators are known in which the lamellae on a Area that extends perpendicular to a wave, in radia ler direction are arranged.

Das Einsatzgebiet der elektrischen Motoren, die mit derartigen Kommutatoren ausgerüstet sind, ist sehr weit. Sie werden z. B. eingesetzt, um Pumpen für hydraulische Anlagen z. B. Bremsanla gen für Kraftfahrzeuge anzutreiben.The field of application of electric motors with such Commutators is very far. You will e.g. B. used to pumps for hydraulic systems such. B. Brake system to drive conditions for motor vehicles.

In einigen dieser Anwendungsfälle kann es aufgrund der Zusam menbauweise von Motor und Pumpe nicht ausgeschlossen werden, daß Hydraulikflüssigkeit in den Motor und damit zum Kommutator gelangt. Dort vermischt sich die Hydraulikflüssigkeit mit dem Abrieb der Kohlebürsten, die auf den Kommutatorlamellen glei ten. Es bildet sich ein Schlamm, der sich in die Einschnitte zwischen den Lamellen festsetzt. Da der Schlamm wegen der in ihm vorhandenen Graphitpartikelchen leitfähig ist, kann er die Lamellen elektrisch kurzschließen, so daß der Motor nicht mehr arbeitet.In some of these use cases, due to the coexistence construction of the motor and pump cannot be excluded, that hydraulic fluid in the motor and thus to the commutator reached. There the hydraulic fluid mixes with the Abrasion of the carbon brushes, which are the same on the commutator fins A mud is formed, which forms in the incisions between the slats. Because the mud because of the in existing graphite particles is conductive, he can Short-circuit the fins electrically so that the motor no longer is working.

Bisher wurden die Einschnitte zwischen den Lamellen eingefräst. Es entstanden Nuten mit einem Querschnitt gleichbleibender Breite. Die beiden Seitenwänden einer Nute verliefen parallel. So far, the incisions between the slats have been milled. Grooves with a cross-section of more constant were created Width. The two side walls of a groove ran parallel.

In derartig geformten Nuten konnte sich der Schlamm besonders gut festsetzen.The mud was particularly able to form in such shaped grooves set well.

Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, das Festsetzen des Schlamms in den Einschnitten zwischen den Lamellen zu verhin dern.The invention is based on the task of fixing the Prevent mud in the incisions between the slats other.

Dazu wird vorgeschlagen, daß die Breite eines Einschnitte in der Öffnungsebene größer ist als die Breite des Einschnitts in irgendeiner Ebene unterhalb der Öffnungsebene. Mit anderen Worten: die Einschnitte werden zum Boden hin immer enger.It is proposed that the width of an incision in the opening plane is greater than the width of the incision in any level below the opening level. With others Words: the cuts become narrower towards the bottom.

Vorzugsweise wird die Breite des Einschnitts zum Boden hin immer kleiner, so daß die Seitenwände des Einschnittes aufein ander zulaufen. Der Querschnitt einer solchen Nut ist damit dreiecks- oder trapezförmig.The width of the incision is preferably towards the bottom always smaller, so that the side walls of the incision are open other approach. The cross section of such a groove is thus triangular or trapezoidal.

Durch diese Gestaltung wird erreicht, daß der sich bildende Schlamm aus Kohlenabrieb und Hydraulikflüssigkeit (Bremsflüs sigkeit) sich nicht in den Einschnitten festsetzen kann son dern vielmehr durch die beim Betrieb des Motors auftretenden Zentrifugalkräfte aus den Einschnitten herausgetrieben wird.This design ensures that the developing Mud from coal debris and hydraulic fluid (brake fluids liquid) cannot get stuck in the cuts but rather by those that occur when the engine is operating Centrifugal forces are driven out of the incisions.

Um die zu Unterstützen, sollte bei der Ausgestaltung der Ein schnitte darauf geachtet werden, daß das Verhältnis von Ein schnittiefe zu Einschnittbreite in der öffnungsebene möglichst gering ist. Wenn dies der Fall ist, kann ggf. auf eine Verengung zum Boden hin verzichtet werden.In order to support them, the design of the A cuts should be made to ensure that the ratio of one Cutting depth to the cutting width in the opening plane if possible is low. If this is the case, there may be a narrowing towards the floor.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, gänzlich auf Einschnitte zu verzichten und die Lamellen im Träger derart einzubetten, daß der Zwischenraum zwischen den Lamellen ausgefüllt ist und der Kommutator eine kontinuierliche Oberfläche auf einer Zy lindermantelfläche bildet.A third option is to cut entirely on cuts to do without and to embed the slats in the carrier in such a way that the space between the slats is filled and the commutator has a continuous surface on a zy linden surface forms.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigen dieTo illustrate the invention show the

Fig. 1 eine perspektivische Sicht auf den Kommutator einer Motorwelle und die Fig. 1 is a perspective view of the commutator of a motor shaft and the

Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Querschnitte des Kommutators in Blickrichtung des Pfeils A in Fig. 1. Fig. 2, 3 and 4 show various cross-sections of the commutator in the direction of arrow A in FIG. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Motorwelle 1, auf der ein Kommutator 2 aufgepreßt oder in sonstiger Weise befestigt ist. Der Kommuta tor besteht aus einem Träger 3, der hier als Hülse ausgebildet ist, wobei an der Außenseite der Hülse mehrere Lamellen 4 in Längsrichtung angeordnet sind. Diese Lamellen 4 bestehen aus Kupfer und werden im allgemeinen auf den Träger 3, der aus Kunststoff hergestellt ist, aufgeklebt. Fig. 1 shows a motor shaft 1 , on which a commutator 2 is pressed or attached in some other way. The commutator consists of a carrier 3 , which is designed here as a sleeve, with a plurality of slats 4 being arranged in the longitudinal direction on the outside of the sleeve. These slats 4 are made of copper and are generally glued to the carrier 3 , which is made of plastic.

Die einzelnen Lamellen 4 sind durch Einschnitte 5 voneinander getrennt, wobei die Einschnitte so tief sind, daß sie auch im Träger 3 hinein verlaufen. Die gegenüberliegenden Wände 6, 6′ der Einschnitte 5 sind gemäß dem Stand der Technik, der in der Fig 1 dargestellt ist, parallel zueinander ausgerichtet, da sie in der Regel aus einem Kupferring, der durch die zunächst noch zusammenhängenden Lamellen gebildet ist, und dem Träger her ausgesägt werden. In derartig geformte Einschnitte setzt sich wie schon beschrieben, leicht ein aus Hydraulikflüssigkeit und Kohlenabrieb gebildeter Schlamm fest.The individual slats 4 are separated from one another by incisions 5 , the incisions being so deep that they also run into the carrier 3 . The opposite walls 6 , 6 'of the incisions 5 are aligned parallel to each other according to the prior art, which is shown in FIG. 1 , since they are usually made of a copper ring, which is formed by the initially still connected lamellae, and the Carrier are sawed forth. A sludge formed from hydraulic fluid and coal debris easily settles in such shaped incisions, as already described.

Um dies zu vermeiden sollt der Kollektor wie in den Fig. 2-4 dargestellt gestaltet werden. Die Fig. 1 zeigt einen Quer schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Kommutators 2. To avoid this, the collector should be designed as shown in Figs. 2-4. Fig. 1 shows a cross section through a first embodiment of a commutator 2nd

Wie man der Fig. 2 entnehmen kann, bilden die Einschnitte 5 im Querschnitt die Form eines Dreiecks, d. h. die beiden gegenüber liegenden Wände 6, 6′ des Einschnittes laufen spitz aufein ander zu. Diese Einschnittsform läßt sich mit einem entspre chenden Fräswerkzeug leicht herstellen. Entscheidend ist dabei, daß die Öffnungsbreite des Einschnitts 5, d. h. die Breite des Einschnitts in Höhe der Lamellenoberfläche 7 größer ist als die Breite in irgendeiner Ebene 8 unterhalb der Öffnungsebene.As can be seen from Fig. 2, form the notches 5 in cross-section the shape of a triangle, that is, the two opposite walls 6, 6 'of the notch are tapered to aufein other. This incision shape can be easily manufactured with a corresponding milling tool. It is decisive here that the opening width of the incision 5 , ie the width of the incision at the level of the lamella surface 7, is greater than the width in any plane 8 below the opening plane.

Aus einem derartig gestalteten Einschnitt läßt sich der sich bildende Schlamm leichter durch Zentrifugalkräfte, die beim Betrieb des Motors auftreten, herausschleudern.The incision can be made from such an incision forming sludge easier due to centrifugal forces Motor operation occur, throw out.

Dies wird unterstützt durch eine Form des Einschnitts 5, bei dem die Öffnungsbreite deutlich größer ist als die Tiefe des Einschnitts 5. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß der Einschnitt 5 trapezförmig ist, also der Boden des Einschnitts 5 eine gewisse Ausdehnung aufweist. Diese Überlegung schlägt sich auch in der Ausgestaltung gemäß der Fig. 3 nieder, wo gänzlich auf eine Nachbearbeitung des Kollektors zur Bildung von Ein schnitten verzichtet wird. Vielmehr werden die Kupfersegmente ′einzeln auf die Zylinderoberfläche des Trägers 3 aufgeklebt werden. Dabei wird ein Abstand 10 zwischen den einzelnen Lamel len eingehalten, der deutlich größer ist, als die Höhe 11 der Lamellen. Damit ist das Ziel erreicht, daß die Einschnitt zwi schen den Lamellen breiter als tief sind. Bei dieser Ausgestal tung müssen die Seitenwände des Einschnitts, d. h. die Seiten wände der Segmente, nicht unbedingt schräg aufeinander zulau fen.This is supported by a shape of the incision 5 in which the opening width is significantly larger than the depth of the incision 5 . This can e.g. B. can be achieved in that the incision 5 is trapezoidal, that is, the bottom of the incision 5 has a certain extent. This consideration is also reflected in the configuration according to FIG. 3, where post-processing of the collector to form cuts is entirely dispensed with. Rather, the copper segments' are individually glued to the cylinder surface of the carrier 3 . A distance 10 between the individual slats is maintained, which is significantly larger than the height 11 of the slats. The aim is achieved that the incision between the slats are wider than deep. In this embodiment, the side walls of the incision, ie the side walls of the segments, do not necessarily have to run obliquely towards one another.

In der Fig. 4 ist eine weitere Variante dargestellt. Hier wird auf Einschnitte zwischen den Lamellen vollständig verzichtet. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen Lamellen werden mit Kunststoff ausgefüllt bzw. die Lamellen werden in entsprechende Vertiefungen 13 eingelegt. Die Oberfläche der Lamellen sowie die zwischen den Lamellen hervortretende Oberfläche des Trägers liegen auf einer gemeinsamen Mantelfläche, so daß keinerlei Vertiefungen vorhanden sind, in denen sich der Schlamm festset zen kann.In FIG. 4, a further variant is represented. There are no cuts between the slats here. The spaces between the individual lamellae are filled with plastic or the lamellae are inserted into corresponding recesses 13 . The surface of the lamellae and the surface of the support protruding between the lamellae lie on a common lateral surface, so that there are no depressions in which the sludge can settle.

Claims

1. Commutator for an electrical machine with lamellae ( 4 ) on a support ( 3 ) which are electrically separated from one another by incisions ( 5 ), characterized in that the width of the incision in any plane below the opening plane is smaller than the width of the Incision in the opening level.

2. Commutator according to claim 1, characterized in that the width of the incision ( 5 ) decreases continuously towards the bottom.

3. commutator according to claim 2, characterized in that the Incision in cross section is trapezoidal.

4. Commutator according to claim 3, characterized in that the cross section of the incision ( 5 ) is triangular.

5. Commutator for an electrical machine with mutually separated lamellae ( 4 ) on a carrier ( 3 ), characterized in that the copper segments are attached at a distance from one another on the lateral surface of the carrier, the distance ( 10 ) being greater than the height ( 11 ) of the slats ( 4 ).

6. Commutator for an electrical machine with spaced-apart slats on a support ( 4 ), characterized in that the surface of the slats ( 4 ) lies at the same height as the surface of the support ( 3 ) in the loading area between the slats ( 4 ).