CH325626A - Process for producing an electrical machine element with at least one contact wiper and electrical machine element produced according to the process - Google Patents

Process for producing an electrical machine element with at least one contact wiper and electrical machine element produced according to the process

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CH325626A
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CH
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groove
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German (de)
Inventor
John Pandapas George
Original Assignee
John Pandapas George
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/02Connections between slip-rings and windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Description

  

  Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Maschinenelementes mit     mindestens    einem       Kontaktschleifkörper    und nach dem Verfahren hergestelltes elektrisches Maschinenelement    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Herstellung eines elektrischen  Maschinenelementes mit mindestens einem       Kontaktschleifkörper.    Beispiele für solche  Maschinenelemente sind     Schleifringaggregate          und        Kommutatoren.    Das Verfahren zeichnet  sieh erfindungsgemäss dadurch aus, dass man  den Schleifkörper durch Niederschlagen einer  elektrisch leitenden Schicht auf galvanischem  Wege erzeugt.  



  Die Erfindung betrifft ferner auch ein  nach diesem Verfahren hergestelltes Maschi  nenelement. Dasselbe zeichnet sich erfindungs  gemäss dadurch aus,     da.ss    es einen Isolator  aufweist, der mit. mindestens einer Nut ver  sehen ist, in welcher der Schleifkörper auf  galvanischem Wege erzeugt worden ist, wobei  dieser Schleifkörper durch ein im Isolator  vorgesehenes Loch hindurch mit einer Strom  zuführungsleitung verbunden ist.  



  Durch die Erfindung gelingt es z. B.       Schleifringaggregate    oder     Kommutatoren    zu  schaffen, die sich durch einfachen Aufbau  auszeichnen, leicht und billig     herstellbar    ist  und sieh daher besonders für sehr kleine elek  trische Geräte eignen, wie z. B. kleine Elek  tromotoren, Geräte zur elektrischen     Abta-          stung,    Rechengeräte, Kreiselgeräte, feinme  chanische Geräte und dergleichen.

   Vorzugs  weise wird die elektrisch leitende Schicht in  unmittelbarer Berührung mit einer     Stromzu-          Führungsleitung    erzeugt, die dadurch elek-         trisch    und mechanisch sehr innig mit dein  Schleifkörper verbunden wird, wobei der elek  trische Übergangswiderstand praktisch Null  ist.  



  Die galvanisch erzeugten     Kontaktschleif-          körper,    z. B. Ringe oder Platten, können ver  hältnismässig dünn bemessen werden, da sie  einen höheren Verschleisswiderstand haben,  als z. B. in     Metallspritzverfahren    aufge  brachte Schleifkörper, bei welchen auch der  erwähnte Übergangswiderstand wesentlich       grösser    ist. Dadurch ergibt sich eine sparsame  Verwendung von Metall, bei welchem es sich  im allgemeinen um eine Silberlegierung han  delt.  



  Der einfache Aufbau des elektrischen Ma  schinenelementes nach der     Erfindung    bietet  die vorteilhafte Möglichkeit, diesem Element  wesentlich geringere Abmessungen zu geben,  als es bisher möglich war und die Genauigkeit  und den Wirkungsgrad     zu    steigern.  



  Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele  der     Erfindung    werden an Hand der Zeich  nung beschrieben. In dieser zeigen:       Fig.    1 einen Aufriss -eines Schleifring  aggregates,       Fig.    2 die in der Richtung der Pfeile 2  aufgenommene Stirnansicht,       Fig.    3 einen in     grösserem,    Massstab gehal  tenen Aufriss, teilweise im Längsschnitt,       Fig.    4 den     Querschnitt    nach der Linie     4-4     der     Fig.    3,           Fig.    5 den Querschnitt nach der Linie  5-5 der     Fig.    3,

         Fig.    6 eine etwas abgewandelte Ausfüh  rungsform eines     Schleifringaggregates    an  Hand eines Teillängsschnittes, ähnlich der       Fig.    3, jedoch in grösserem Massstab,       Fig.    7 den     Querschnitt    nach der Linie  7-7 der     Fig.    6,       Fig.    8 eine dritte Ausführungsform eines       Schleifringaggregates    im Aufriss,       Fig.    9 einen in grösserem Massstab gehal  tenen Teillängsschnitt des in     Fig.    8 gezeigten  elektrischen     Maschinenelemetes,

      wobei der       Lbersiehtliehkeit    wegen einige     elektrische    Lei  tungen fortgelassen sind,       Fig.    10 die Stirnansicht eines     Kommuta-          tors,          Fig.    11 die Stirnansicht des     Kommutators     von der entgegengesetzten Seite,       Fig.    12 den senkrechten Längsschnitt,  etwa nach der Linie 12-12 der     Fig.    11,       Fig.    13 ein viertes     Schleifringaggregat,    in  Rückansicht,

         Fig.        1-1    die zur     Fig.    13 gehörige Stirnan  sicht,       Fig.    15 einen senkrechten Querschnitt  nach der Linie 15-15 der     Fig.        1.4,          Fig.    16 einen Teil der     Fig.    15 in grösserem  Massstab,       Fig.    17 die Stirnansicht eines weiteren       Sehleifringaggregates,          Fig.    18 den senkrechten Längsschnitt nach  der Linie 18-18 der     Fig.    17,       Fig.    19 einen teilweisen Querschnitt nach  der Linie 19-19 der     Fig.    18,

         Fig.    20 einen     senkrechten    Querschnitt  nach der Linie 20-20 der     Fig.    18:,       Fig.    21 den zur     Fig.    17 gehörigen Seiten  riss, teilweise im Schnitt,       Fig.    22 den Schnitt nach der Linie 22  der     Fig.    19 und       Fig.    23 einen teilweisen Längsschnitt  durch den für die galvanische Erzeugung der  Schleifringe vorbereiteten Isolator des in       Fig.        1.7-22    gezeigten Maschinenelementes.  



  Das     Schleifringaggregat    nach den     Fig.    1  bis 5 besteht aus einem Haltestab 1, aus den    elektrischen Kabeln ?, die von ihm getragen  werden und aus dem den elektrischen Isolator  3 bildenden Isolierstoff, der in plastischem  Zustand um die Kabel 2 und den Haltestab 1       herumgeformt    ist. Der Haltestab 1 kann von  einem korrosionsfesten Draht der erforder  lichen Festigkeit gebildet werden.

   Die elektri  schen Kabel 2 bestehen aus Drähten 4 mit  einer Isolierhülle 5, und sie werden am besten       iim    den Haltestab 1 wendelförmig     herumge-          wunden,    und zwar entweder über ihre ganze  Länge hin oder auch so, dass ihre Enden     aehs-          parallel    abgebogen verlaufen, wie es aus     Fig.    3  zu ersehen ist. Möglich ist es jedoch auch,  diese elektrischen Leitungen 2 über ihre ganze  Länge hin achsparallel um den Haltestab 1  herum zu verteilen.  



  Der Haltestab 1 kann mit einer eigenen,  dünn bemessenen Isolierhülle versehen sein.  Die Leitungen     \'    enden innerhalb des     Iso-          lierkörpers,    während der Stab 1 bis zu dessen       Stirnwand    hindurchgeht. Das     Herumformen     der plastischen Masse um die Leitungen 2. zum  Erzeugen des     Isolatorkörpers    3 kann mit.  Hilfe einer geteilten Form durchgeführt wer  den, wobei dann die Leitungen     \?    in die pla  stische Masse völlig eingebettet sind und von  ihr bedeckt werden. Viele thermoplastische  Kunststoffe mit den erforderlichen elektri  schen Isolierwerten eignen sich dafür.  



  Nachdem der Isolierkörper erhärtet ist   gegebenenfalls kann er vulkanisiert werden   wird er auf einer Drehbank bis auf den rich  tigen Durchmesser abgedreht, wobei man  einen Bund 6 stehen lassen kann. Alsdann  werden Nuten 7 in den Isolator 3 eingeschnit  ten, und zwar für jede Leitung 2 eine Nut,  wobei diese Nuten sämtlich auf der einen Seite  des Bundes 6 zu liegen kommen. Die Breite  der Nuten entspricht. der Breite der herzu  stellenden     Sehleifringe.    Der Grund jeder Nut  kommt auf einen geringen Abstand zur zuge  hörigen Leitung 2 zu liegen. Ist das gesche  hen, dann wird im Grund jeder Nut ein Loch  angebracht, in welchem der Leiter 4 der zu  gehörigen Leitung 2 bloss gelegt wird.

   Zu  diesem Zweck wird also auch der     Isolierman-          tel    5     fortgeschnitten.    In dem Loch liegt dann      die leitende Ader 4 bloss, wie     Fig.    3 und 4  zeigen.  



  Nunmehr wird innerhalb jeder Nut 7 auf  den leitenden Überzug galvanisch eine Schicht.  8     aufgebracht,    die später den Schleifring bil  det.     Zii    diesem Zweck wird der Isolator 3 in  einen     Elektrolytbehälter    mit einem     entspre-          elienden    Elektrolyten eingebracht. Die in der       E        Iektrol    y     tflüssigkeit    befindlichen Anoden wer  den je nach dem     niederuschlagenden    Metall  gewählt.

   Soll die galvanische Schicht aus einer  Silberlegierung bestehen, so braucht man als  Kathoden einen die Böden der Nuten 7     be-          cleekenden    elektrisch leitenden Lack als Über  zug, in welchem pulverisiertes Silber aufge  schwemmt ist. Als Elektrolyt kann dann eine       Lösung    von Silberzyanid verwendet werden,  und die Anoden bestehen aus Silber.

   Das     gal-          v        anisehe    Verfahren wird so lange fortgesetzt,  bis die in den Nuten 7 niedergeschlagenen gal  vanischen Schichten die gewünschte Dicke er  haben und eine spanabhebende     Bearbei-          tiin@ri    vertragen, ohne sich dabei auf dem Iso  lator 3     zit    lockern. Alsdann wird der Isolator  in eine Drehbank eingespannt, in welcher die       galvanischen    Schichten in den Nuten 7 abge  dreht werden, so dass die glatten Schleifringe  8 entstehen und zwischen diesen jeder etwaige  galvanische Niederschlag entfernt wird.

   Die       Ringe    8 werden dann poliert und können im  Bedarfsfall noch einmal galvanisch behandelt  werden, um einen Metallüberzug auf ihnen zu  erzeugen, z. B. aus Platin,     Rhodium    oder  Gold. Dadurch erhält die Oberfläche der aus  <B>1</B>     ilber        bestehenden        SehleHringe   <B>8</B>     die        ge-        e_I          wünsehte    Beschaffenheit, beispielsweise um  das durch die Schleifbürsten erzeugte Ge  räusch     zii    mindern.  



  Beachtlich ist,     da.ss    der Isolator 3 die  Schleifringe 8 und die Leiter 4 der Kabel 2       zii    einem ganzen Stück vereinigt, das keiner  Befestigungsmittel bedarf, und dass ein ver  wickelter und zeitraubender Zusammenbau       @    an Einzelteilen und die dadurch bedingten  Fehlerquellen fortfallen. Ferner ist     beaeht-          lieh,    dass ein vollkommener     elektrischer    Kon  takt zwischen den Schleifringen 8 und den  Leitern 4 mit dem Beringst denkbaren Über-         gangswiderstand    gewährleistet ist.

   Dabei  bilden die innern Vorsprünge der Schleifringe  8, die in die Löcher des Isolators 3 und durch  die Ausschnitte der Isolierhüllen 5 hindurch  ragen, keilartige Ansätze 9, durch welche die  Schleifringe gegen Verdrehen auf dem Isola  tor 3 verriegelt sind. Auch verhindern die  Seitenwände der Nuten 7 jede Längsverschie  bung der Schleifringe 8 auf dem Isolator 3.  Die Stärke der Schleifringe kann gerade so  gross gewählt werden, als es der Verschleiss  durch die Bürsten erfordert. Durch das Ein  drehen der Nuten in den Isolator wird der  genaue Abstand der Schleifringe gewähr  leistet, ganz gleichgültig, wie gross das elektri  sche Maschinenelement bemessen sein mag.

    Es kann grosse Abmessungen erhalten, wobei  dennoch kleinere Toleranzen für die Abmes  sungen eingehalten werden können, als es bei  den mit, bekannten Verfahren hergestellten       Schleifringaggregaten    möglich war. Das be  schriebene Maschinenelement zeichnet sich  also durch grössere Genauigkeit und einen  höheren Wirkungsgrad aus, als es bisher bei       derartigen    Elementen erreicht werden konnte.  Vor allem lassen sich die elektrischen Maschi  nenelemente in so kleinen Abmessungen aus  führen, wie es bisher unmöglich war.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfin  dung gemäss den     Fig.    6 und 7 wird der Isola  tor 10 in derselben Weise wie beschrieben ge  formt und mit eingedrehten Nuten 11 ver  sehen. Indessen werden die Kabel 12 in den  Isolator 10 nicht mit eingeformt, sondern  nachträglich eingebracht. Zu diesem Zweck  wird der Isolator 10 nach seiner Herstellung  mit Längsbohrungen 13 versehen. Für jeden  Schleifring     1.1    und jedes Kabel wird eine sol  che Längsbohrung angebracht, deren Länge  so bemessen wird,     da.ss    das Kabel an dem zu  gehörigen Schleifring endet.

   Dann wird im  Boden jeder Nut. 11 ein kleines Loch 15 ge  bildet, durch das man das abisolierte Ende  der leitenden Ader 16 jedes Kabels hindurch  fädelt und     dann    um den Isolator am Grund  der Nut herumwickelt, wie in     Fig.    7 bei 17       dargestellt.    Der Wickel 17 dient als Ersatz  für den leitenden Überzug, der bei der Aus-           führungsform    nach den     Fig.    1 bis 5 aufge  bracht wird. Das galvanische Niederschlagen  der Schleifringe 14 in den Nuten 11 erfolgt  in der gleichen Weise, wie mit Bezug auf die  Schleifringe 8 beschrieben.

      Während es sich bei den bisher beschrie  benen Ausführungen der Erfindung um zylin  drische     Schleifringaggregate    handelt, ist, in  den     Fig.    13 bis 16 ein scheibenförmiges       Schleifringaggregat    nach der Erfindung ge  zeigt. Der Isolator 18 hat dabei die Gestalt  einer Scheibe mit einer Nabe 19, die mit     aehs-          parallelen    Bohrungen 20 zum Hindurchfüh  ren der Kabel 21 versehen ist. Diese führen  über die Rückseite der Scheibe 18 und sind  mit ihren Adern an Klemmen 22 angeschlos  sen, welche in diesem Falle     Stromzuführungs-          leiter    darstellen, in deren unmittelbarer Be  rührung die leitende Schicht erzeugt wird.

    Die Vorderseite der Scheibe 18 weist kreisför  mige Nuten 24 auf, deren Flanken bei 25 hin  terdreht sind. Am Boden jeder Nut liegt die  betreffende Klemme 22 an ihrem einen Ende  bloss. In jeder dieser Nuten 24 befindet sich  eine galvanisch aufgebrachte Schicht, die  einen Schleifring 23 bildet und in einem voll  kommenen     elektrischen    Kontakt mit der Lei  tungsklemme 22 steht. Es sind also     ebensoviel     Schleifringe 23 wie     Anschlussdrähte    vorge  sehen. Diese Ausführungsform bietet, diesel  ben Vorzüge hinsichtlich .Bauart und Wir  kungsweise wie die vorher beschriebenen.    Für     Schleifringaggregate    grösserer Abmes  sungen empfiehlt sich die in den     Fig.    8 und 9  gezeigte Bauart.

   Bei dieser geht, durch eine       axiale    Bohrung 27 des     beliebig    hergestellten       Isolators    26 ein Bündel der parallel verlau  fenden Kabel 28 hindurch, vergleiche     Fig.    8  links, und der Isolator hat eine grosse Zahl,  z. B. sechsunddreissig Nuten 29 je für einen  Schleifring 30. In jeder Nut hat der Isolator  ein Loch 32, durch welches die Ader 31 des  betreffenden, am Ende abisolierten Kabels  hindurchgefädelt ist. Das Ende der Ader ist  dann um den Isolator in der mit Bezug auf  die     Fig.    6 und 7 beschriebenen Weise herum  gewickelt, worauf galvanisch die die Schleif-         ringe    30 bildenden Metallschichten aufge  bracht sind.  



  Die     Fig.    10 bis 12 zeigen, wie ein     Kommu-,          tator    nach der Erfindung beschaffen sein  kann. Der elektrische Isolator 33, der irgend  wie hergestellt sein kann, z. B. mit Hilfe einer  Form, hat eine axiale Bohrung 34 zum Auf  ntecken auf eine Welle und einen äussern,  senkrecht zur Achse verlaufenden Flansch 35,  der auf beiden Seiten und auf der Kante eine  galvanisch aufgebrachte leitende Schicht 36,  z. B. aus einer Silberlegierung, trägt und  durch radiale Schlitze 38 samt der Schicht in  Sektoren 39     unterteilt    ist, was mit Hilfe einer  Säge 37 geschehen kann.

   Jeder Sektor ist an  ein Kabel 40 angeschlossen, das durch eine  achsparallele Bohrung 41 des Isolators 33       hindurchgeht    und dessen Ader 42 in unmit  telbarer elektrischer Verbindung mit der gal  vanischen Schicht 36 steht. Damit sich diese  nicht lösen kann und. fest am Isolator 33 haf  tet, kann sie in eine durch Hinterdrehen ge  bildete Nut     33a    des Isolators hineinragen.  



  Der Isolator kann statt, mit Nuten auch  mit,     hinterdrehten    Schultern versehen wer  den, welche dieselbe Wirkung haben.  



  Bei dem     Sehleifringaggregat    nach den       Fig.    17 bis 23 hat der Isolator 43 einen ring  förmig geschlossenen Schleifring     44    und zwei       Schleifringsegmente    45. Auf dem Ring 44  schleift eine Bürste, während die Segmente  45 abwechselnd mit einer andern Schleif  bürste in     Berührung    treten, die in dem  andern Element der Einrichtung sitzt, zu  welcher das Schleifaggregat gehört.  



  Bei der Herstellung dieses Aggregates  sind in den Isolator 43, der beliebig herge  stellt werden kann, z. B. mit Hilfe einer  Form, rings herum verlaufende Nuten 46 ein  gedreht., die zur     Aufnahme    eines Schleifringes  44 und der Schleifsegmente 45 dienen. Von  jeder Stirnseite des Isolators her erstreckt  sich achsparallel. ein Draht 47 durch eine  Seitenwandung der nächst gelegenen Nut 46  (Fug. 23<B>)</B>. Dieser Draht dient zur Stromlei  tung beim galvanischen Niederschlagen der  leitenden Schicht in der betreffenden Nut 46.

    Das galvanische Verfahren wird in der be-           schriebenen    Weise durchgeführt., wobei die  Drähte 47 dazu dienen, den Strom den auf die  Böden der Nuten 46 aufgebrachten leitenden       I'berzügen    zuzuführen, um die Niederschla  gung der leitenden Schicht     zti    bewirken. Es  entstehen dabei in den Nuten 46 geschlossene  Metallringe. Diese und der     Isolatorkörper     werden dann abgedreht und poliert.  



  Alsdann werden in den     Isolatorkörper    von  der einen. Stirnseite her am Umfang zwei  Schlitze 48 eingeschnitten, wodurch der eine  der beiden Metallringe in die     Segmente    45  unterteilt wird. Freilich muss verhindert wer  den, dass sich die Ringe auf dem Isolator in  der Umfangsrichtung verschieben. Zu diesem  Zweck kann der Isolator mit Löchern 49 ver  sehen werden, in die der galvanische Nieder  schlag hineinragt, vergleiche     Fig.    19 und 22.  Besonders wichtig ist dies für die beiden Seg  mente 45. Ferner muss verhindert werden,  dass sich die Segmente vom Isolator abheben  können. Zu diesem Zweck sind die Flanken  der Nuten 46     hinterdreht.    Das kann auch mit  den Löchern 49 geschehen.  



  Bei der galvanischen Bildung der leiten  den Metallschichten werden diese mit den  stromführenden Leitern elektrisch und mecha  nisch zu einem Gebilde vereinigt, das von dem  Isolator getragen wird und einen hohen elek  trischen Leitwert hat. Die leitende     Metall-          sehieht,    der     stromfährende    Leiter und der  Isolator bilden     zusammen    ein elektrisches  Maschinenelement, das dem Zweck dient,  einen elektrischen Strom von dem einen zum  andern zweier relativ beweglicher Körper zu  leiten.



  Method for producing an electrical machine element with at least one contact sliding body and electrical machine element produced by the method. The invention relates to a method for producing an electrical machine element with at least one contact sliding body. Examples of such machine elements are slip ring units and commutators. According to the invention, the method is characterized in that the grinding body is produced by galvanic deposition of an electrically conductive layer.



  The invention also relates to a machine element produced by this method. The same is characterized according to the invention in that it has an insulator that is connected with. at least one groove is seen ver in which the grinding body has been generated by galvanic means, this grinding body is connected through a hole provided in the insulator with a power supply line.



  The invention makes it possible, for. B. to create slip ring units or commutators, which are characterized by a simple structure, can be produced easily and cheaply and therefore look particularly suitable for very small elec trical devices such. B. small electric motors, devices for electrical scanning, computing devices, gyroscopes, feinme mechanical devices and the like.

   The electrically conductive layer is preferably produced in direct contact with a power supply line, which is thereby electrically and mechanically very closely connected to the grinding body, the electrical contact resistance being practically zero.



  The galvanically generated contact grinding bodies, e.g. B. rings or plates can be relatively thin ver, because they have a higher wear resistance than z. B. in metal spraying brought up grinding wheels, in which the mentioned contact resistance is much greater. This results in an economical use of metal, which is generally a silver alloy.



  The simple structure of the electrical Ma machine element according to the invention offers the advantageous possibility of giving this element much smaller dimensions than was previously possible and increasing the accuracy and efficiency.



  Some preferred embodiments of the invention are described with reference to the drawing voltage. 1 shows an elevation of a slip ring unit, FIG. 2 shows the front view taken in the direction of arrows 2, FIG. 3 shows a larger-scale elevation, partially in longitudinal section, FIG Line 4-4 of Fig. 3, Fig. 5 shows the cross section along the line 5-5 of Fig. 3,

         6 shows a slightly modified embodiment of a slip ring unit on the basis of a partial longitudinal section, similar to FIG. 3, but on a larger scale, FIG. 7 shows the cross section along the line 7-7 of FIG. 6, FIG. 8 shows a third embodiment of a slip ring unit in elevation, Fig. 9 is a larger scale held partial longitudinal section of the electrical machine element shown in Fig. 8,

      some electrical lines have been omitted for the sake of clarity, FIG. 10 the front view of a commutator, FIG. 11 the front view of the commutator from the opposite side, FIG. 12 the vertical longitudinal section, roughly along the line 12-12 of FIG. 11, FIG. 13 a fourth slip ring unit, in rear view,

         1-1 the front view belonging to FIG. 13, FIG. 15 shows a vertical cross section along the line 15-15 of FIG. 1.4, FIG. 16 shows part of FIG. 15 on a larger scale, FIG. 17 shows the front view of a 18 the vertical longitudinal section along the line 18-18 in FIG. 17, FIG. 19 a partial cross section along the line 19-19 in FIG. 18,

         20 shows a vertical cross-section along the line 20-20 of FIG. 18, FIG. 21 shows the pages associated with FIG. 17, partially in section, FIG. 22 shows the section along the line 22 of FIG. 19 and FIG. 23 shows a partial longitudinal section through the isolator of the machine element shown in Fig. 1.7-22, which is prepared for the galvanic production of the slip rings.



  The slip ring assembly according to FIGS. 1 to 5 consists of a holding rod 1, of the electrical cables? Which are carried by it and of the insulating material which forms the electrical insulator 3 and which is molded around the cables 2 and the holding rod 1 in a plastic state . The support rod 1 can be formed from a corrosion-resistant wire of the required strength.

   The electrical cables 2 consist of wires 4 with an insulating sheath 5, and they are best wound helically around the holding rod 1, either over their entire length or in such a way that their ends are bent axially parallel, as it can be seen from FIG. 3. However, it is also possible to distribute these electrical lines 2 axially parallel to the holding rod 1 over their entire length.



  The holding rod 1 can be provided with its own, thinly dimensioned insulating sleeve. The lines end inside the insulating body, while the rod 1 passes through to its end wall. The shaping of the plastic mass around the lines 2 to produce the insulator body 3 can be done with. Using a split form, where the lines \? are completely embedded in the plastic mass and covered by it. Many thermoplastics with the required electrical insulation values are suitable for this.



  After the insulating body has hardened, if necessary, it can be vulcanized, it is turned on a lathe to the correct term diameter, whereby a collar 6 can be left. Then grooves 7 are cut into the insulator 3, namely a groove for each line 2, these grooves all coming to lie on one side of the collar 6. The width of the grooves corresponds. the width of the slip rings to be produced. The reason of each groove comes to lie at a small distance from the associated line 2. If that happens, then a hole is made in the bottom of each groove, in which the conductor 4 of the line 2 belonging to it is exposed.

   For this purpose, the insulating jacket 5 is also cut away. The conductive wire 4 is then exposed in the hole, as shown in FIGS. 3 and 4.



  A layer is now galvanically applied to the conductive coating within each groove 7. 8 applied, which later bil det the slip ring. For this purpose, the insulator 3 is placed in an electrolyte container with a corresponding electrolyte. The anodes in the electrolyte liquid are selected depending on the metal being deposited.

   If the galvanic layer is to consist of a silver alloy, an electrically conductive lacquer covering the bottoms of the grooves 7, in which powdered silver is suspended, is required as the cathode. A solution of silver cyanide can then be used as the electrolyte, and the anodes are made of silver.

   The galvanic process is continued until the galvanic layers deposited in the grooves 7 have the desired thickness and can withstand machining without loosening on the insulator 3. The insulator is then clamped in a lathe in which the galvanic layers are rotated in the grooves 7 so that the smooth slip rings 8 are created and any galvanic deposit is removed between them.

   The rings 8 are then polished and, if necessary, can be treated again by electroplating in order to produce a metal coating on them, e.g. B. made of platinum, rhodium or gold. As a result, the surface of the SehleHringe <B> 8 </B> consisting of <B> 1 </B> silver is given the desired texture, for example in order to reduce the noise generated by the grinding brushes.



  It is noteworthy that the insulator 3 unites the slip rings 8 and the conductors 4 of the cables 2 into one whole piece that does not require any fasteners, and that a complicated and time-consuming assembly @ of individual parts and the sources of error caused by it are eliminated. Furthermore, it is borrowed that perfect electrical contact is ensured between the slip rings 8 and the conductors 4 with the conceivable contact resistance.

   The inner projections of the slip rings 8, which protrude into the holes of the insulator 3 and through the cutouts of the insulating sleeves 5, form wedge-like lugs 9 through which the slip rings are locked against rotation on the Isola gate 3. The side walls of the grooves 7 also prevent any longitudinal displacement of the slip rings 8 on the insulator 3. The thickness of the slip rings can be selected just as large as the wear and tear caused by the brushes requires. By turning the grooves into the insulator, the exact spacing of the slip rings is guaranteed, regardless of how large the electrical machine element may be.

    It can get large dimensions, but smaller tolerances for the dimensions can be maintained than was possible with the slip ring assemblies produced with known methods. The machine element described is characterized by greater accuracy and a higher degree of efficiency than could previously be achieved with such elements. Above all, the electrical machine elements can be carried out in such small dimensions as was previously impossible.



  In the embodiment of the inven tion according to FIGS. 6 and 7, the Isola gate 10 is formed in the same way as described GE and see with screwed grooves 11 ver. In the meantime, the cables 12 are not molded into the insulator 10, but are introduced subsequently. For this purpose, the insulator 10 is provided with longitudinal bores 13 after its manufacture. For each slip ring 1.1 and each cable such a longitudinal bore is made, the length of which is dimensioned so that the cable ends at the associated slip ring.

   Then in the bottom of each groove. 11 forms a small hole 15 ge through which the stripped end of the conductive wire 16 of each cable is threaded and then wrapped around the insulator at the bottom of the groove, as shown in FIG. 7 at 17. The winding 17 serves as a replacement for the conductive coating which is applied in the embodiment according to FIGS. 1 to 5. The electroplating of the slip rings 14 in the grooves 11 takes place in the same way as described with reference to the slip rings 8.

      While the embodiments of the invention described so far are cylin drical slip ring units, in Figs. 13 to 16, a disc-shaped slip ring unit according to the invention shows ge. The insulator 18 has the shape of a disk with a hub 19 which is provided with axially parallel bores 20 for the cables 21 to pass through. These lead over the back of the disk 18 and are connected with their wires to terminals 22, which in this case represent power supply conductors, in whose direct contact the conductive layer is produced.

    The front of the disk 18 has circular grooves 24, the flanks of which are turned at 25 back. At the bottom of each groove, the relevant terminal 22 is exposed at one end. In each of these grooves 24 there is a galvanically applied layer which forms a slip ring 23 and is in full electrical contact with the line terminal 22. So there are just as many slip rings 23 as seen connecting wires. This embodiment offers the same advantages in terms of construction and mode of operation as those previously described. For slip ring assemblies of larger dimensions, the type shown in FIGS. 8 and 9 is recommended.

   In this goes through an axial bore 27 of the arbitrarily manufactured insulator 26, a bundle of parallel running cables 28 through it, see Fig. 8 left, and the insulator has a large number, for. B. thirty-six grooves 29 each for a slip ring 30. In each groove the insulator has a hole 32 through which the wire 31 of the cable concerned, stripped at the end, is threaded. The end of the wire is then wound around the insulator in the manner described with reference to FIGS. 6 and 7, whereupon the metal layers forming the slip rings 30 are applied by electroplating.



  10 to 12 show how a commutator according to the invention can be designed. The electrical insulator 33, which can be made in any way, e.g. B. with the help of a mold, has an axial bore 34 to ntecken on a shaft and an outer, perpendicular to the axis flange 35, the on both sides and on the edge of a galvanically applied conductive layer 36, z. B. made of a silver alloy, and is divided into sectors 39 by radial slots 38 together with the layer, which can be done with the aid of a saw 37.

   Each sector is connected to a cable 40 which passes through an axially parallel bore 41 of the insulator 33 and whose wire 42 is in direct electrical connection with the galvanic layer 36. So that this cannot be solved and. firmly adhered to the insulator 33, it can protrude into a groove 33a of the insulator formed by turning back.



  The insulator can also be provided with back-turned shoulders instead of grooves, which have the same effect.



  In the Sehleifringaggregat of FIGS. 17 to 23, the insulator 43 has a ring-shaped closed slip ring 44 and two slip ring segments 45. A brush grinds on the ring 44, while the segments 45 alternately come into contact with another grinding brush that is in the Another element of the device is seated to which the grinding unit belongs.



  In the manufacture of this unit are in the isolator 43, which can be any Herge provides, for. B. with the help of a mold, circumferentially extending grooves 46 rotated. Which serve to accommodate a slip ring 44 and the grinding segments 45. Extends axially parallel from each end face of the insulator. a wire 47 through a side wall of the next groove 46 (Fug. 23 <B>) </B>. This wire is used for Stromlei device during galvanic deposition of the conductive layer in the relevant groove 46.

    The galvanic process is carried out in the manner described, the wires 47 serving to supply the current to the conductive coatings applied to the bases of the grooves 46 in order to cause the conductive layer to deposit. This creates closed metal rings in the grooves 46. This and the insulator body are then turned off and polished.



  Then are in the insulator body from one. Two slots 48 cut into the front side on the circumference, whereby one of the two metal rings is divided into segments 45. Of course, whoever must prevent the rings from shifting on the insulator in the circumferential direction. For this purpose, the insulator can be provided with holes 49 into which the galvanic deposit protrudes, compare FIGS. 19 and 22. This is particularly important for the two segments 45. Furthermore, the segments must be prevented from moving away from the insulator can take off. For this purpose, the flanks of the grooves 46 are undercut. This can also be done with holes 49.



  During the galvanic formation of the conductive metal layers, these are electrically and mechanically combined with the current-carrying conductors to form a structure that is supported by the insulator and has a high electrical conductivity. The conductive metal, the current-carrying conductor and the insulator together form an electrical machine element which serves the purpose of conducting an electrical current from one to the other of two relatively movable bodies.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung eines elek trischen Maschinenelementes mit mindestens einem Kontaktschleifkörper, dadurch gekenn zeichnet, dass man den Schleifkörper durch Niederschlagen einer elektrisch leitenden Schicht auf galvanischem Wege erzeugt. II. Elektrisches Maschinenelement herge stellt nach dem Verfahren gemäss Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Isolator aufweist, der mit mindestens einer Nut versehen ist, in welcher der Schleif körper auf galvanischem Wege erzeugt wor den ist, wobei dieser Schleifkörper durch ein im Isolator vorgesehenes Loch hindurch mit einer Stromzuführungsleitung verbunden ist. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIMS I. A method for producing an electrical machine element with at least one contact grinding body, characterized in that the grinding body is produced by electroplating an electrically conductive layer. II. Electrical machine element Herge produces according to the method according to patent claim I, characterized in that it has an insulator which is provided with at least one groove in which the grinding body is produced by galvanic means, this grinding body by an im Insulator provided hole is connected through to a power supply line. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man die elektrisch leitende Schicht in unmittelbarer Berührung mit einer Stromzuführungsleitung erzeugt, die dadurch elektrisch und mechanisch mit dem Schleifkörper verbunden wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die isolierte Strom zuführungsleitung in einen aushärtbaren, pla stischen Isolierstoff eingebettet wird, der zu einem mit Nuten versehenen Isolierkörper ge formt wird, an deren Grund die Leitung vor der galvanischen Erzeugung des Schleifkör pers blossgelegt wird. 3. Method according to patent claim I, characterized in that the electrically conductive layer is produced in direct contact with a power supply line, which is thereby electrically and mechanically connected to the grinding body. 2. The method according to dependent claim 1, characterized in that the isolated power supply line is embedded in a curable, plastic insulating material, which is formed into a grooved insulating body GE, at the bottom of which the line is exposed before the galvanic generation of the Schleifkör pers becomes. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man den Grund einer in einem Isolierkörper vorgesehenen Nut mit einem elektrisch leitenden Überzug ver sieht und hierauf ein Loch im Isolierkörper herstellt, um den Leiter (4) blosszulegen, be vor der Schleifkörper galvanisch auf dem lei tenden Überzug niedergeschlagen wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass eine Reihe von Leitern im Abstand voneinander nebeneinan- derliegend in einem zylindrischen Isolator (3) eingeformt werden und mehrere Nuten (7), je eine für jeden Leiter (4), eingeschnitten werden. 5. Method according to patent claim I, characterized in that one sees the bottom of a groove provided in an insulating body with an electrically conductive coating and then making a hole in the insulating body to expose the conductor (4), be galvanically on the lei in front of the grinding body tend coating is deposited. 4. The method according to dependent claim 3, characterized in that a row of conductors spaced from each other next to each other are formed in a cylindrical insulator (3) and several grooves (7), one for each conductor (4), are cut. 5. Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass man den Isolier stoff in plastischem Zustand um Zuführungs leiter (4) herum formt, die von einem zentra len Haltestab (1) getragen werden. 6. Elektrisches Maschinenelement nach Pa tentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanisch niedergeschlagene Schicht (8, 14, 30, 36, 23) auf einem leitenden Überzug des Isolators (3, 10, 26, 33, 18, 43) sitzt. 7. Elektrisches Maschinenelement nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator von einem zylindrischen Kör per (3, 10, 26) mit einer Längsbohrung (z. B. Method according to dependent claim 2, characterized in that the insulating material is shaped in a plastic state around supply conductors (4) which are carried by a central holding rod (1). 6. Electrical machine element according to Pa tentans claim II, characterized in that the galvanically deposited layer (8, 14, 30, 36, 23) sits on a conductive coating of the insulator (3, 10, 26, 33, 18, 43). 7. Electrical machine element according to dependent claim 6, characterized in that the insulator of a cylindrical Kör by (3, 10, 26) with a longitudinal bore (z. B. 13, 27) gebildet ist und mindestens eine sieh in seiner Umfangsrichtung erstreckende Nut (7, 11, 29) hat, die mit einer Längsbohrung des Isolators durch ein Loch (15, 32) in Ver bindung steht, durch welches der in der Längsbohrung verlaufende Leiter (4, 16, 31) hindurehragt. B. Elektrisches Maschinenelement nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (4) sich in einem Abstand von der Wandung der Nut (7) befindet und dass ein Teil der elektrisch leitenden Schicht (8) in das Loch hineinragt, um die elektrische und mechanische Verbindung mit dem Leiter her zustellen. 13, 27) is formed and has at least one groove (7, 11, 29) which extends in its circumferential direction and which is connected to a longitudinal bore of the insulator through a hole (15, 32) through which the one extending in the longitudinal bore Head (4, 16, 31) hindu ragged. B. Electrical machine element according to dependent claim 7, characterized in that the conductor (4) is at a distance from the wall of the groove (7) and that part of the electrically conductive layer (8) protrudes into the hole to the electrical and Establish a mechanical connection with the conductor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1128543B (en) * 1958-07-18 1962-04-26 Electro Tec Corp Method for producing a commutator or a slip ring body
US4346321A (en) * 1978-02-27 1982-08-24 Robert Bosch Gmbh Slip ring retainer mechanism

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