DE4206434C2 - Miniaturmotor mit einem zusammengebauten Kommutator - Google Patents
Miniaturmotor mit einem zusammengebauten KommutatorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Miniaturmotor
(Miniaturgleichstrommotor), der zum Antrieb von kraftbetätigten
Werkzeugen, Rückspiegeln im Auto, Türschlössern
oder Türverriegelungen im Auto und dergleichen dient.
Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem Miniaturmotor,
der einen zusammengesetzten oder zusammengebauten
Kommutator hat, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4.
Zunächst soll an Hand Fig. 33 bis 35 der beigefügten
Zeichnungen der Stand der Technik beschrieben werden.
Fig. 33 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines Miniaturmotors mit einem zusammengebauten
Kommutator, auf den die Erfindung angewendet werden kann.
Wie man Fig. 33 entnehmen kann, weist der dort dargestellte
Miniaturmotor ein Motorgehäuse 51 auf, das nach
Art eines tassenförmigen Hohlzylinders ausgebildet ist.
Auf der inneren Oberfläche des Motorgehäuses 51 ist ein
Feldmagnet 52 fest angebracht. Eine Stirnplatte 53 verschließt
das offene Ende des Motorgehäuses 51. Ein Rotorkern
55 und ein Kommutator 56 sind an einer Motorwelle 54
befestigt, die mit Hilfe von Lagern 57 und 58 im Motorgehäuse
51 bzw. in der Stirnplatte 53 drehbar gelagert
ist.
Der Rotorkern 55 trägt eine Rotorwicklung 59. Ein
Anschlußteil 60 ist an der Stirnplatte 53 befestigt. Ein
Bürstenarm 61 trägt eine Kohlebürste 62 und ist mit dem
Anschlußteil 60 elektrisch verbunden. Die Kohlebürste 62
ist in einer solchen Weise ausgebildet und angeordnet, daß
sie in gleitender Berührung mit der äußeren Oberfläche
des Kommutators 56 steht.
Bei dem oben beschriebenen Motoraufbau gelangt Strom
vom Anschlußteil 60 über den Bürstenarm 61, die Kohlebürste
62 und den Kommutator 56 zur Rotorwicklung 59.
Die Folge davon ist, daß sich ein im Magnetfeld des Feldmagneten
52 befindlicher Rotor 63 dreht.
Bei einem Miniaturmotor mit dem oben beschriebenen
Aufbau unterscheidet man zwischen zwei Arten von
Kommutatoren 56, und zwar zwischen einem durch ein Formgebungsverfahren
hergestellten Kommutator und einem
zusammengesetzten oder zusammengebauten Kommutator. In
Abhängigkeit von der Drehzahl oder der Betriebstemperatur
des Motors wird ein zusammengebauter Kommutator im
allgemeinen für Motoren verwendet, die eine relativ niedrige
Drehzahl haben, wohingegen formhergestellte Kommutatoren
in hitzebeständigen Motoren eingesetzt werden.
Ein formhergestellter Kommutator wird im allgemeinen
dadurch hergestellt, daß unter Anwendung eines monolithischen
Formungsverfahrens ein wärmehärtbares Harz zu einem
ringförmigen Kommutatorrohling geformt wird und dann der
formhergestellte ringförmige Kommutatorrohling unter Ausbildung
von Schlitzen zwischen den Kommutatorsegmenten
maschinell bearbeitet wird.
Ungleiche Schlitzbreiten, Unrundheit der äußeren
Umfangsoberfläche des Kommutators nach der Fertigstellung
des Kommutators und andere unerwünschte Erscheinungen, die
die Funktionstüchtigkeit des Motors nachteilig beeinträchtigen,
treten jedoch oft auf, und zwar aufgrund von
Unterschieden in der Wärmeausdehnung zwischen einem metallischen
Werkstoff, aus dem die Kommutatorsegmente bestehen,
und einem wärmegehärteten Harz, aus dem der zylindrische
Kommutatorkörper besteht, oder aufgrund unzulänglicher
Verklebung oder Haftung zwischen diesen beiden Kommutatorteilen
während der Formherstellung.
Darüber hinaus tritt aufgrund der maschinellen Bearbeitung
rund um die Schlitze zwischen den Kommutatorsegmenten
ein Grat auf, so daß eine anschließende Entgratung
erforderlich ist. Dies bedingt einen längeren Herstellungsvorgang
und erhöhte Herstellungskosten.
Bei dem zusammengesetzten oder zusammengebauten Kommutator,
bei dem separat hergestellte Bauteile mechanisch
miteinander verbunden werden, gibt es keine Probleme,
wie sie beim formhergestellten Kommutator auftreten,
jedoch Festigkeitsprobleme und weitere nachstehend erläuterte
Schwierigkeiten.
Fig. 34 und 35 zeigen eine teilweise geschnittene
Längsansicht und eine Front- oder Stirnansicht eines
herkömmlichen zusammengebauten Kommutators. Ähnliche
Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie in
Fig. 33.
Ein in Fig. 34 und 35 dargestelltes Kommutatorsegment
56a besteht aus einem elektrisch leitenden Werkstoff,
beispielsweise Kupfer, und es hat einen kreisbogenförmigen
Querschnitt. Bei dem betrachteten Beispiel
sind drei separate Kommutatorsegmente 56a mit gleichen
Radialabständen an der äußeren Umfangsoberfläche eines
zylindrischen Körpers 64 mit Hilfe eines Rings 65 aus
einem Isolierwerkstoff fest angebracht. Der zylindrische
Körper 64 besteht ebenfalls aus einem Isolierwerkstoff.
Ein Anschlußabschnitt 56b dient zur Verbindung mit einem
Leitungsdraht der Rotorwicklung 59, die in Fig. 33 dargestellt
ist. Zwischen den einzelnen Kommutatorsegmenten
56a ist ein Schlitz 66 ausgebildet.
Der zusammengebaute Kommutator 56 mit dem oben beschriebenen
Aufbau hat den Vorteil, daß er sehr genaue
Abmessungen hat, weil der zylindrische Körper 64, das
Kommutatorsegment 56a und der Ring 65 vorab separat
hergestellt werden. Er hat aber den Nachteil, daß die
Festigkeit oder der Zusammenhalt zwischen dem Kommutatorsegment
56a und dem zylindrischen Körper 64 unzulänglich
ist. Da das Kommutatorsegment 56a an der äußeren Umfangsoberfläche
des zylindrischen Körpers 64 lediglich aufgrund
der Anpreßkraft des Rings 65 fest eingepaßt ist, ist die
Haft- oder Klebefestigkeit, die durch den Preßsitz oder
Verbundaufbau hervorgerufen wird, begrenzt. Es könnte somit
zu einer Verschiebung des Kommutatorsegments 56a
kommen und zu unregelmäßigen Umfangsbreiten bei den
Schlitzen 66 aufgrund von Vibrationen und anderen
äußeren Kräften.
Schließlich stellt ein zusammengebauter Kommutator
56, der zum Zusammenhalten der Kommutatorsegmente und
des zylindrischen Körpers von dem Ring 65 Gebrauch macht,
einen Kostennachteil dar, und die effektive axiale Länge
des Kommutatorsegments 56a ist durch die Breite des
Rings 65 eingeschränkt. Man benötigt somit eine größere
axiale Länge des Kommutators 56. Dieser Umstand stellt
ein Hindernis bei der weiteren Verringerung der Abmessungen
von Miniaturmotoren dar.
In den letzten Jahren wurden die Anforderungen bezüglich
einer weiteren Verringerung der Motorabmessungen,
einer höheren Leistungsfähigkeit und geringerer Kosten
von Miniaturmotoren der beschriebenen Art zunehmend höher,
und zwar in einem solchen Ausmaß, daß Miniaturmotoren mit
herkömmlichen Kommutatoren diesen strengeren Anforderungen
nicht mehr genügen.
Ein Miniaturmotor mit einem zusammengebauten Kommu
tator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE-AS 12 24 823 bekannt. Bei diesem bekannten Miniatur
motor besteht allerdings der die Kommutatorsegmente
tragende zylindrische Isolierstoffkörper aus zwei separa
ten Teilen. Die Kommutatorsegmente sind an ihren beiden
Enden in einer solchen Weise umgebogen, daß sie die beiden
Isolierstoffkörperteile fest zusammenhalten. Der zwei
teilige Isolierstoffkörper erschwert nicht nur den
Zusammenbau des Kommutators, sondern setzt auch einer
weiteren Verringerung der Abmessungen des Kommutators
gewisse Grenzen.
Ein zusammengebauter Kommutator gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 4 ist aus der DE-OS 24 21 480 zwar nicht
speziell für einen Miniaturmotor, sondern allgemein für
eine elektrische Maschine bekannt. Jedes der Kommutator
segmente hat an seinem einen Ende einen als Eingriffab
schnitt dienenden Fortsatz, der in eine axiale Führungs
nut eines mit einem zylindrischen Isolierkörper ein
stückigen Flansches eingeschoben ist. Zur festen Veranke
rung der Kommutatorsegmente auf der äußeren Umfangsober
fläche des zylindrischen Isolierkörpers ist über das dem
Flansch abgewandte Ende des zylindrischen Isolierkörpers
eine Kappe geschoben, die die anderen Enden der Kommutator
segmente übergreift. Die Verwendung der separaten Kappe
stellt einen Kostennachteil dar und steht darüber hinaus
im Hinblick auf die Anwendung des Kommutators in einem
Miniaturmotor einer Verringerung der Motorabmessungen
entgegen.
Aus der DE-AS 12 66 867 ist für einen Kleinstelektro
motor ein Kommutator bekannt, bei dem ein am einen Ende
jedes Kommutatorsegments vorgesehener Befestigungsfort
satz zunächst in Radialrichtung der Kommutatorachse und
sodann in achsparalleler Richtung abgebogen und durch eine
Öffnung in eine Isolierstoffnabe gesteckt ist. Das andere
Ende jedes Kommutatorsegments ist als radial nach außen
ragende Anschlußfahne ausgebildet, die zwischen einem Bund
der Isolierstoffnabe und einer zusätzlich vorgesehenen
Isolierstoffscheibe eingeklemmt ist. Auch hier führt die
Verwendung der zusätzlichen Scheibe zu einem beachtlichen
Kostennachteil und darüber hinaus hat die Isolierstoffnabe
einen äußerst komplexen Aufbau mit der Öffnung für den
Befestigungsfortsatz am einen Nabenende, einer längs der
ganzen Isolierstoffnabe verlaufenden, von der Lauffläche
des Kommutatorsegments überdeckten Nut und mit dem Bund
am anderen Nabenende. Entsprechendes gilt für das mehrfach
abgewinkelte Kommutatorsegment.
Aus der US-PS 40 74 159 ist für eine elektrische
Maschine ein Kommutatoraufbau bekannt, bei dem das die
Anschlußfahne bildende eine Ende jedes Kommutatorsegments
radial nach außen abgewinkelt und mit dem unmittelbar
daran angrenzenden achsparallelen Abschnitt durch eine
achsparallele Führungsnut in einem Flansch eines zylin
drischen Isolierstoffkörpers gesteckt ist und zur festen
Verankerung des Kommutatorsegments an der Umfangsober
fläche des zylindrischen Isolierstoffkörpers das der
Anschlußfahne gegenüberliegende Ende des Kommutatorsegments
zweimal jeweils rechtwinklig im gleichen Sinn nach innen
abgebogen ist, so daß dieses Ende einen ringförmigen Steg
des zylindrischen Isolierstoffkörpers zweifach umgreift.
Bei der Fertigung dieser Kommutatorkonstruktion ist es
schwierig, die zweifache rechtwinklige Umbiegung des
Eingriffabschnitts des Kommutatorsegments auszuführen,
und darüber hinaus besteht die Gefahr einer Lockerung, da
die zur Verankerung mitverantwortliche Anschluß
fahne, die an der äußeren Stirnfläche des Flansches des
zylindrischen Isolierstoffkörpers anliegt, einer großen
Gefahr ausgesetzt ist, vom Flansch weggebogen zu werden.
Weitere zusammengebaute Kommutatoren sind aus der
US-PS 23 16 651 und dem DE-GM 19 55 496 bekannt. Diese
bekannten Ausgestaltungen haben den grundsätzlichen Nach
teil, daß der die Kommutatorsegmente tragende Isolierstoff
körper aus mehreren separaten Teilen besteht und dement
sprechend spezielle Maßnahmen getroffen werden müssen, um
diese Teile fest zusammenzuhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Miniaturmotor mit
einem zusammengebauten Kommutator zu schaffen, der bezüg
lich der Motorabmessungen, Gebrauchstüchtigkeit, Zuver
lässigkeit, Herstellungszeit und Herstellungskosten
günstiger ist.
Nach der Erfindung wird eine erste Lösung dieser
Aufgabe im Patentanspruch 1 und eine zweite Lösung im
Patentanspruch 4 vorgeschlagen. Beide Lösungen gestatten
die Verwendung eines einstückig ausgebildeten Isolierstoff
körpers zum Tragen der elektrisch leitenden Kommutator
segmente. Die feste Verankerung der Kommutatorsegmente am
Isolierstoffkörper geschieht bei beiden Lösungen in einer
äußerst einfachen und zuverlässigen Weise dadurch, daß
ein Endabschnitt des Kommutatorsegments in Umfangsrichtung
des zylindrischen Körpers bleibend deformiert ist, wie es
beispielsweise an Hand von Fig. 3 und 30 der
Zeichnungen erläutert ist.
Im Rahmen des ersten Lösungsvorschlags hat das Kom
mutatorsegment vorzugsweise die in Fig. 5 der
Zeichnungen dargestellte Gestalt, bei der allerdings die
Außenenden der Eingriffabschnitte noch nicht deformiert
sind. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des Kommu
tatorsegments liegt ein nach außen umgebogener Anschluß
abschnitt zwischen zwei Eingriffabschnitten. Entsprechen
des gilt im Rahmen des zweiten Lösungsvorschlags, wie es
beispielshalber an Hand von Fig. 24 erläutert ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im
folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Längsansicht
durch einen Kommutator, der ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung darstellt,
Fig. 2 eine unter Bezugnahme auf Fig. 1 von links
her gesehene Stirnansicht des Kommutators,
Fig. 3 eine Umfangsabwicklung des Kommutators
längs einer Linie A-A nach Fig. 1 und ein Werkzeug, das
zum Zusammenbau des Kommutators verwendet werden kann,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen
Körpers des in Fig. 1 und 2 dargestellten
Kommutators,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Kommutatorsegments
des in Fig. 1 und 2 dargestellten Kommutators,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Kommutators
in einem Zusammenbauzustand, bei dem die Kommutatorsegmente
auf der äußeren Umfangsoberfläche des zylindrischen
Körpers positioniert sind,
Fig. 7 eine Fig. 3 ähnliche, teilweise geschnittene
Umfangsabwicklung einer modifizierten Ausführungsform,
Fig. 8 eine Fig. 3 ähnliche, teilweise geschnittene
Umfangsabwicklung einer weiteren modifizierten Ausführungsform,
Fig. 9 eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines modifizierten Anschlußabschnitts,
Fig. 10 eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines weiteren modifizierten Anschlußabschnitts,
Fig. 11 eine teilweise geschnittene Längsansicht
eines Kommutators, der ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt,
Fig. 12 eine in bezug auf Fig. 11 von links her
gesehene Stirnansicht des Kommutators,
Fig. 13 eine teilweise geschnittene Längsansicht
eines Kommutators, der ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt,
Fig. 14 eine teilweise geschnittene Längsansicht
eines Kommutators, der ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt,
Fig. 15 eine teilweise geschnittene Längsansicht
eines Kommutators, der ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt,
Fig. 16 eine teilweise geschnittene Umfangsabwicklung
des in Fig. 1 dargestellten Kommutators längs der
dort eingezeichneten Linie A-A und ein zum Zusammenbau
des Kommutators dienendes, gegenüber der Darstellung nach
Fig. 3 modifiziertes Werkzeug,
Fig. 17 eine Fig. 16 ähnliche Darstellung eines
modifizierten Ausführungsbeispiels,
Fig. 18 eine Fig. 16 ähnliche Darstellung eines
modifizierten Ausführungsbeispiels,
Fig. 19 eine teilweise geschnittene und nur
zum Teil dargestellte Längsansicht eines Kommutators,
der ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
darstellt,
Fig. 20 eine in bezug auf Fig. 19 von rechts her
gesehene Stirnansicht des Kommutators,
Fig. 21 eine Schnittansicht längs der Linie A-A
in Fig. 20,
Fig. 22 einen vergrößerten Ausschnitt der teilweise
geschnittenen Seitenansicht nach Fig. 19 zur Erläuterung
des Zusammenwirkens zwischen einer Führungsnut
und einem Eingriffabschnitt,
Fig. 23 eine Seitenansicht eines Kommutatorsegments
des in Fig. 19 und 20 dargestellten Kommutators,
Fig. 24 eine Ansicht von unten auf das Kommutatorsegment
nach Fig. 23,
Fig. 25 eine in bezug auf Fig. 23 von rechts her
gesehene Stirnansicht des Kommutatorsegments,
Fig. 26 eine geschnittene Seitenansicht einer
modifizierten Ausführungsform eines Eingriffabschnitts
des in Fig. 19 und 20 dargestellten Kommutators,
Fig. 27 eine vergrößerte geschnittene Ansicht
eines modifizierten umgebogenen Teils des Kommutatorsegments
des in Fig. 19 und 20 dargestellten Kommutators
in einem noch nicht fertigen Zusammenbauzustand,
Fig. 28 eine der Fig. 27 entsprechende Darstellung
zur Erläuterung eines Zusammenbauschritts,
Fig. 29 eine Ansicht einer modifizierten Ausführungsform
eines umgebogenen Abschnitts des Kommutatorsegments
des in Fig. 19 und 20 dargestellten Kommutators,
Fig. 30 eine Fig. 29 ähnliche Ansicht zur Erläuterung
eines Zusammenbauschritts,
Fig. 31 eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines modifizierten Anschlußabschnitts des in Fig. 19
und 20 dargestellten Kommutators,
Fig. 32 eine vergrößerte perspektivische Ansicht
einer modifizierten Ausführungsform eines Anschlußabschnitts
des in Fig. 19 und 20 dargestellten Kommutators
und
Fig. 33 bis 35 unterschiedliche Ansichten (auch
Teilansichten) eines Miniaturmotors nach dem Stand der
Technik.
Fig. 1 und 2 zeigen als ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung einen Kommutator in einer teilweise geschnittenen
Längsansicht und einer Stirnansicht, wobei
es sich unter Bezugnahme auf Fig. 1 um die von der
linken Seite her gesehene Stirnansicht handelt. Fig. 3
ist eine teilweise geschnittene Abwicklung einer Umfangsoberfläche
des Kommutators entlang einer Linie A-A
in Fig. 1.
In den genannten Figuren ist ein zylindrischer
Körper 1 dargestellt, der aus einem wärmehärtbaren Harz,
beispielsweise Phenol- oder Epoxidharz, hergestellt
worden ist. Der zylindrische Körper 1 hat eine hohlzylindrische
Gestalt. An den Außenumfang des zylindrischen
Körpers 1 ist ein Flansch 2 angeformt, dessen
Außendurchmesser größer als derjenige des zylindrischen
Körpers 1 ist. Der Flansch 2 ist im Bereich eines Endes
des zylindrischen Körpers 1 einstückig mit diesem ausgebildet.
Führungen 3 mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt
sind im Flansch 2 an der Grenzfläche mit dem zylindrischen
Körper 1 vorgesehen und verlaufen parallel zur Achse des
zylindrischen Körpers 1, wie es aus den zeichnerischen
Darstellungen hervorgeht. Ein Kommutatorsegment 4 ist
aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, beispielsweise
Kupfer, hergestellt, und es enthält in einstückiger Ausbildung
einen Grundabschnitt 5, der später noch beschrieben
wird, Eingriffabschnitte 6 und einen Anschlußabschnitt
7.
Darüber hinaus ist im linken Teil von Fig. 3 noch
ein Werkzeug dargestellt, dessen Funktion später erläutert
wird.
Fig. 4 und 5 sind perspektivische Ansichten des
zylindrischen Körpers 1 und des Kommutatorsegments 4,
die in Fig. 1 und 2 zu sehen sind. Gleiche Teile sind mit
denselben Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1 und 2.
Wie man Fig. 4 entnehmen kann, sind auf der dem
Hauptabschnitt des zylindrischen Körpers 1 zugewandten
Stirnfläche des Flansches 2 in Radialrichtung verlaufende
Nuten vorgesehen, die in Umfangsrichtung gleiche Abstände
voneinander haben und zum Positionieren der Kommutatorsegmente
4 dienen.
Wie man Fig. 5 entnehmen kann, ist der Grundabschnitt
5 des Kommutatorsegments 4 entsprechend der Umfangsoberfläche
des zylindrischen Körpers 1 bogenförmig
ausgebildet. Entsprechendes gilt für die Eingriffabschnitte
6. Die beiden Eingriffabschnitte 6 sind am
Rand des einen Endes des Kommutatorsegments 4 vorgesehen,
und der Anschlußabschnitt 7 ist in einer solchen Weise
umgebogen, daß er von einer zwischen den Eingriffabschnitten
6 liegenden Stelle nach außen ragt, und zwar längs
der Stirnfläche des Flansches 2, die entsprechend der
Darstellung nach Fig. 4 die Nuten 8 aufweist.
Als nächstes wird der Zusammenbau des Kommutators
der oben beschriebenen Konstruktion erläutert.
Wie es aus Fig. 1 bis 3 hervorgeht, wird das Kommutatorsegment
4 auf dem Außenumfang des zylindrischen
Körpers 1 angeordnet. Hierbei werden die Eingriffabschnitte
6 des Kommutatorsegments 4 in die Führungen 3 eingeschoben,
die im Flansch 2 ausgebildet sind. Der Anschlußabschnitt
7 des Kommutatorsegments 4 greift hierbei in
die Nut 8 (Fig. 4) ein, die auf der Stirnfläche des
Flansches 2 vorgesehen ist, um das Kommutatorsegment 4
in der Umfangs- und auch Axialrichtung auszurichten.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Kommutators
in einem Zusammenbauzustand, bei dem die Kommutatorsegmente
4 auf der äußeren Umfangsoberfläche des
zylindrischen Körpers 1 angeordnet und dort richtig
positioniert sind.
Wie es aus Fig. 6 hervorgeht, laufen die Eingriffabschnitte
6 durch die durchgehenden Führungen 3 im
Flansch 2 und ragen aus der entgegengesetzten Stirnfläche
des Flansches 2 heraus. Als nächstes wird das in
Fig. 3 dargestellte Werkzeug in Form eines Schneide-
und Biegemessers 9 in der Richtung eines in dieser Figur
dargestellten Pfeils zwischen die Eingriffabschnitte 6
und 6 geschoben, die aus der Stirnfläche des Flansches
herausragen, um am äußeren Ende des Eingriffabschnitts 6
eine Kerbe 6a auszubilden, wie es in Fig. 3 gestrichelt
angedeutet ist. Bei der Ausbildung der Kerbe entsteht
in der Umfangsrichtung eine bleibende oder plastische
Deformation, wodurch der Eingriffabschnitt 6 aufgrund
der Kerbe 6a einen Preßsitz mit dem Flansch 2 eingeht.
Auf diese Weise wird das Kommutatorsegment 4 am zylindrischen
Körper 1 fest angebracht. Bei dem beschriebenen
Befestigungsvorgang wird die äußere Umfangsoberfläche
des Grundabschnitts 5 des Kommutatorsegments 4 beispielsweise
mit einer Spannzange an ihrem Platz gehalten.
Fig. 7 und 8 zeigen teilweise geschnittene Abwicklungen,
die der Darstellung nach Fig. 3 ähnlich sind,
jedoch mit modifizierten Ausführungsformen der Führungen
3 und der Eingriffabschnitte 6.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die axiale
Länge des Flansches 2 geringfügig größer als diejenige
des Eingriffabschnitts 6. Das Außenende des Eingriffabschnitts
6 ragt daher nicht über den Flansch 2 hinaus,
so daß eine unerwünschte Berührung mit der Rotorwicklung
(59 in Fig. 33) vermieden ist. Wie man sieht, enden in
diesem Fall die Führungen 3 vor der Stirnfläche des
Flansches 2 oder, anders gesagt, die Führungen 3 sind
an ihrem Ende aufgeweitet, so daß die Außenenden der
Eingriffabschnitte 6 vom Schneide- und Biegemesser 9
leicht eingekerbt und in Umfangsrichtung des Kommutators
gebogen werden können.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 wird als Werkzeug
ein modifiziertes Schneid- und Biegemesser 9 verwendet.
Wie man Fig. 8 entnehmen kann, entstehen hierbei
zu beiden Seiten der Kerbe 6a in Umfangsrichtung umgebogene,
eingeschnittene Enden 6b. Bei den Ausführungsformen
nach Fig. 3 und 7 ist bei jeder Kerbe 6a jeweils nur ein
eingeschnittenes Ende 6b weggebogen. Durch Ausbildung
von zwei durch Einkerben oder Einschneiden entstandene
weggebogene Enden 6b und 6b nach Fig. 8 kann man die
Breite der Eingriffabschnitte 6 beibehalten und dennoch
eine vorbestimmte Verklemmungsstärke wirksam bei Anwendungen
erzielen, bei denen ein Mehrpolkommutator, beispielsweise
mit mehr als fünf Kommutatorsegmenten 4,
verwendet wird.
Fig. 9 und 10 zeigen vergrößerte perspektivische
Ansichten wesentlicher Teile von Ausführungsformen mit
modifizierten Anschlußabschnitten 7. Wie es aus diesen
Figuren hervorgeht, sind an der Spitze des Anschlußabschnitts
7 einstückig mit dem Anschlußabschnitt 7
spezielle Anschlüsse 10 bzw. 10, 11 ausgebildet. Diese
Anschlüsse dienen zur Herstellung der Verbindung mit
den Leitungsdrähten der Rotorwicklung oder zum Installieren
von Varistoren und anderen Bauteilen.
Fig. 11 und 12 zeigen eine teilweise geschnittene
Längsansicht und eine Stirnansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines nach der Erfindung ausgebildeten
Kommutators, wobei die Stirnansicht nach Fig. 12 unter
Bezugnahme auf Fig. 11 von links her gesehen ist. Für
gleiche Teile werden dieselben Bezugszahlen wie in
Fig. 1 und 2 verwendet.
Wie es aus Fig. 11 und 12 hervorgeht, ist an der
Außenseite der inneren Umfangsoberfläche der durchgehenden
Führung 3 im Flansch 2 ein Vorsprung 20 ausgebildet,
der in Umfangsrichtung schmaler als die Umfangsbreite
der Führung 3 ist. Wenn bei dieser Konstruktion das Kommutatorsegment
4 auf dem Außenumfang des zylindrischen
Körpers 1 angeordnet wird, entsteht zwischen dem Eingriffabschnitt
6 und der Führung 3 im Flansch 2 eine
Einpreßverbindung, und zwar dadurch, daß der Vorsprung 20
gegen den axialen Mittenteil des Eingriffabschnitts 6
drückt, wodurch eine enge Berührung und feste Einpassung
an die Innenseite der inneren Umfangsoberfläche der
Führung 3 hergestellt wird. Zum festen Verankern wird
das Außenende oder die Spitze des Eingriffabschnitts 6
entsprechend der Darstellung nach Fig. 3, 7 oder 8
eingeschnitten bzw. geschlitzt und bleibend oder plastisch
deformiert.
Fig. 13 ist eine teilweise geschnittene Längsansicht
mit wesentlichen Teilen einer modifizierten Ausführungsform,
wobei die Modifikation den Flansch 2 und den Vorsprung
20 betrifft.
Wie man Fig. 13 entnehmen kann, ist unter Bezugnahme
auf die bildliche Darstellung an der linken Stirnfläche
des Flansches 2 eine Ausnehmung 2a vorgesehen. Der Vorsprung
20 ist bezüglich seiner axialen Abmessung kürzer
als die axiale Länge der Führung 3. Das Außenende des
Eingriffabschnitts 6 ist in einer solchen Weise vorgesehen,
daß es bei der zeichnerischen Darstellung über
die linke Stirnfläche des Flansches 2 nicht hinausragt.
Diese Konstruktion verhindert unerwünschte Überraschungen
oder Unfälle aufgrund von Enden der Eingriffabschnitte
6, die über die Stirnfläche des Flansches 2
hinausragen. Für die Ausführungsform nach Fig. 13 gilt
somit das Entsprechende wie für die Ausführungsformen
nach Fig. 7 und 8.
Fig. 14 und 15 zeigen teilweise geschnittene Längsansichten
von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung,
bei denen der Grundabschnitt 5 des Kommutatorsegments 4
eine geringfügige Neigung oder Abschrägung zeigt. Gleiche
Teile sind mit denselben Bezugszahlen wie bei den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen versehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 ist zusätzlich
zum Vorsprung 20 in der gezeigten Weise ein
Vorsprung 21 auf der Innenseite der inneren Umfangsoberfläche
der Führung 3 des Flansches 2 vorgesehen, und zwar
bei der zeichnerischen Darstellung links vom Vorsprung
20.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 weist die
äußere Umfangsoberfläche des zylindrischen Körpers 1 in
Entsprechung zu dem Grundabschnitt 5 des Kommutatorsegments
4 und dem Eingriffabschnitt 6 und an der Innenseite
der inneren Umfangsoberfläche der Führung 3 eine
Schräge oder Neigung unter einem Winkel Θ bezüglich der
axialen Mittenachse des zylindrischen Körpers 1 auf.
Bei diesen Konstruktionen übt der in der Führung 3
des Flansches 2 vorgesehene Vorsprung 20 eine größere
Druckkraft in der axialen Mittenrichtung aus, so daß das
Kommutatorsegment 4 in engere Berührung mit dem zylindrischen
Körper 1 gebracht wird. Die Einkerbung und das
Umbiegen des Endes des Eingriffabschnitts 6 erfolgt in
ähnlicher Weise wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen.
Fig. 16 bis 18 zeigen teilweise geschnittene Abwicklungen
des Kommutatorumfangs, ähnlich der Darstellung
nach Fig. 3, und zwar mit modifizierten Ausführungsformen
der Führung 3 und des Eingriffabschnitts 6 bei Ausführungsbeispielen
nach der Erfindung.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 16 ist das Kommutatorsegment
4 an dem zylindrischen Körper 1 dadurch fest
angebracht worden, daß ein Werkzeug, beispielsweise in
Form einer Verkerbungs- oder Vernietungsstange 9′, zwischen
die vorragenden Eingriffabschnitte 6 in einer Richtung
gezwängt wird, die in den Fig. 16 bis 18 durch einen
Pfeil angezeigt ist, um die Eingriffabschnitte 6 bleibend
oder plastisch in Umfangsrichtung zu deformieren, wie es
gestrichelt eingezeichnet ist, und um auf diese Weise einen
Preßsitz der Eingriffabschnitte 6 mit dem Flansch 2 auszubilden.
Bei der Ausbildung des Preßsitzes werden die
Kommutatorsegmente 4 vorzugsweise mit Hilfe einer an
ihrem Außenumfang angreifenden Spannzange an ihrem Platz
gehalten.
Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 die
Enden des Eingriffabschnitts 6 über die Stirnfläche des
Flansches 2 hinausragen, ist beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 17 die axiale Länge oder Breite des Flansches 2
größer als die axiale Abmessung des Eingriffabschnitts 6.
Das äußere Ende des Eingriffabschnitts 6 ragt daher über
den Flansch 2 nicht hinaus, so daß unerwünschte Berührungen
mit der Rotorwicklung (59 in Fig. 33) vermieden sind.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 18 ist nur ein
Eingriffabschnitt 6 an jedem Kommutatorsegment 4 vorgesehen.
Durch die vorgenommene Verkerbung oder Vernietung
des Eingriffabschnitts 6 in der gezeigten Weise kann die
Breite des Eingriffabschnitts 6 aufrechterhalten und auch
eine vorbestimmte Halterungs- oder Befestigungskraft erzielt
werden, wenn ein Mehrpolkommutator mit mehr als
fünf Kommutatorsegmenten benutzt wird.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
unter Bezugnahme auf Fig. 19 bis 32 beschrieben.
Fig. 19 und 20 zeigen eine teilweise geschnittene
Längsansicht und eine teilweise Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung, wobei die Stirnansicht
nach Fig. 20 in bezug auf die Darstellung nach Fig. 19
von rechts erfolgt ist. Fig. 21 ist eine Schnittansicht
längs einer Linie A-A in Fig. 20. Fig. 22 ist eine vergrößerte
Schnittansicht des Eingriffabschnitts des
Kommutatorsegments bei diesem Ausführungsbeispiel.
Bei dem in Fig. 19 bis 22 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein zylindrischer Körper 1 aus einem wärmehärtbaren
Harz, beispielsweise Phenol- oder Epoxidharz,
mit hohlzylindrischer Gestalt hergestellt worden. Am
Außendurchmesser des zylindrischen Körpers 1 ist ein
Flansch angeformt, der einen größeren Außendurchmesser
als der zylindrische Körper 1 hat und der in der Nachbarschaft
eines Endes des zylindrischen Körpers 1 einstückig
mit diesem ausgebildet ist.
Führungen 3 mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt
sind entsprechend der zeichnerischen Darstellung in einer
solchen Weise im Flansch 2 vorgesehen, daß sie an der
Grenzfläche zum zylindrischen Körper 1 parallel zu
dessen Achse verlaufen. Wie man sieht, handelt es sich
bei den Führungen 3 generell um Nuten, Schlitze, Kanäle
oder Ausnehmungen, die in der gezeigten Weise ausgebildet
sind. An der dem Flansch 2 gegenüberliegenden Stirnfläche
des zylindrischen Körpers 1 sind mehrere Ausnehmungen
14 vorgesehen. Die Außen- oder Stirnfläche der Ausnehmung
14 hat eine dreieckförmige oder schwalbenschwanzförmige
Gestalt. Die Ausnehmungen 14 sind in Umfangsrichtung
des Kommutators in gleichen Abständen voneinander
vorgesehen.
Ein Kommutatorsegment 4 besteht aus einem elektrisch
leitenden Werkstoff, beispielsweise Kupfer, und weist
einen Grundabschnitt 5, wenigstens einen Eingriffabschnitt
6, einen Anschlußabschnitt 7 und einen abgewinkelten oder
umgebogenen Abschnitt 19 auf. Fig. 23 bis 25 zeigen eine
Ansicht von der Seite, eine Ansicht von unten und eine
Ansicht auf das eine Ende des in Fig. 19 und 20 dargestellten
Kommutatorsegments 4, wobei die Fig. 25 unter
Bezugnahme auf die Darstellungen nach Fig. 23 und 24 das
rechte Ende zeigt. Gleiche Teile sind mit denselben
Bezugszeichen wie in Fig. 19 und 20 versehen.
Wie man sieht, sind am einen Ende des Kommutators 4
zwei Eingriffabschnitte 6 und ein Anschlußabschnitt 7
ausgebildet. Die beiden Eingriffabschnitte 6 sind längs
des Randes des Kommutatorsegments 4 vorgesehen. Die Eingriffabschnitte
6 sind mit einer Biegung oder Krümmung
versehen, wie es aus Fig. 23 hervorgeht.
Der Anschlußabschnitt 7 ist in einer solchen Weise
ausgebildet, daß er von einer zwischen den Eingriffabschnitten
6 liegenden Stelle längs einer Stirnfläche und
der äußeren Umfangsoberfläche des Flansches 2 nach außen
ragt, wie es aus Fig. 19 und 20 hervorgeht. Das hervorragende
Ende des Anschlußabschnitts 7 hat beispielsweise
eine U-förmige Gestalt, wie es Fig. 25 entnommen werden
kann. Der Anschlußabschnitt 7 ist in einer solchen Weise
ausgebildet, daß die Breite T des Außen- oder Endabschnitts
18b des Anschlußabschnitts 7 kleiner als die
Breite W eines Fußabschnitts 18a des Anschlußabschnitts
7 ist, wobei der Fußabschnitt 18a vom Basisabschnitt
5 ausgeht, wie es insbesondere Fig. 25 entnommen werden
kann, aus der auch T<W ersichtlich ist. An dem den
Eingriffabschnitten 6 gegenüberliegenden Ende des Kommutatorsegments
4 ist der abgewinkelte oder umgebogene
Abschnitt 19 vorgesehen, dessen Außenende sich verbreitert,
so daß der Abschnitt 19 beispielsweise eine dreieckförmige
oder schwalbenschwanzförmige Gestalt hat. Der
umgebogene Abschnitt 19 und der Eingriffabschnitt 6 sind
in einer solchen Weise ausgebildet, daß der umgebogene
Abschnitt 19 und der Eingriffabschnitt 6 sich in die
Ausnehmung 14 bzw. in die Führung 3 einpassen und dort
eingreifen, wie es insbesondere aus Fig. 19 bis 21
hervorgeht.
Als nächstes soll das Verfahren zum Zusammenbau des
Kommutators der obigen Konstruktion beschrieben werden.
Wie es aus Fig. 19 und 20 hervorgeht, wird das
Kommutatorsegment 4 auf dem Außenumfang des zylindrischen
Körpers 1 angeordnet. Hierbei werden die Eingriffabschnitte
6 des Kommutatorsegments 4 in die nutförmige
Führung 3 im Flansch 2 eingeschoben und eingepreßt. Der
Eingriffabschnitt 6 ist dabei so ausgebildet, daß er sich
in der Führung 3 in der Radialrichtung verspannt. Insbesondere
kann die Radiallänge r von der Axiallinie des
Eingriffabschnitts 6 aus größer sein als die Radiallänge
R von der Axiallinie der Außenseite der inneren Umfangsoberfläche
der Führung 3 aus, so daß sich der Eingriffabschnitt
6 beim Einschieben in die Führung 3 geringfügig
bleibend oder plastisch deformiert und dabei eine
enge Berührung mit der Innenwandung der Führung 3 eingeht,
wobei eine derartige Verbiegung oder Verkrümmung
auftritt, daß die obere Oberfläche des Eingriffabschnitts
6 konkav wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß das
Kommutatorsegment 4 in der Axialrichtung herausrutscht.
Wie es aus Fig. 19 bis 21 hervorgeht, wird der
abgewinkelte oder umgebogene Abschnitt 19 umgebogen und
in Eingriff mit der Ausnehmung 14 gebracht. Wenn mit
Hilfe eines Werkzeugs, beispielsweise eines Messers,
eine Ausnehmung 110 an dem umgebogenen Abschnitt 19
ausgebildet wird, wie es in Fig. 21 gezeigt ist, wird
der umgebogene Abschnitt 19 in der Umfangsrichtung der
Stirnfläche bleibend oder plastisch deformiert, und zwar
aufgrund einer Stauchung oder Nietung, wobei ein enger
Kontakt oder Preßsitz mit der Ausnehmung 14 im zylindrischen
Körper 1 hergestellt wird. Auf diese Weise wird
das Kommutatorsegment 4 im zylindrischen Körper 1 fest
angebracht. Beim Stauchen oder Nieten des umgebogenen
Abschnitts 19 wird der Außenumfang des Grundabschnitts
5 des Kommutatorsegments 4 festgehalten, beispielsweise
mit einer Spannzange.
Nachdem das Kommutatorsegment 4 am zylindrischen
Körper 1 fest angebracht ist, wird der Leitungsdraht der
Rotorwicklung am Anschlußabschnitt 7 eingehakt und damit
fest verbunden, beispielsweise durch Widerstandsschweißen.
Weil der Fußabschnitt 18a und der Endabschnitt 18b des
Anschlußabschnitts 7 derart ausgebildet sind, daß die
Breite W des Fußabschnitts 18a größer als die Breite T
des Endabschnitts 18b ist, wie es aus Fig. 25 hervorgeht,
wird eine Erhitzung des Fußabschnitts 18a beim
Widerstandsschweißen vermieden und die Wärme auf den Endabschnitt
18b konzentriert, so daß die Verbindung in
einfacher und leichter Weise hergestellt werden kann.
Wäre die Breite T des Endabschnitts 18b gleich der
Breite W des Fußabschnitts 18a, würde ein Bereich nahe
beim Fußabschnitt 18a erhitzt werden, bevor der Leitungsdraht
mit dem Endabschnitt 18b verschmolzen wäre.
Dies könnte ein Wegschmelzen der Abdeckung des Leitungsdrahts
verursachen.
Fig. 26 ist ein Längsschnitt durch ein wesentliches
Teil einer modifizierten Ausführungsform des in Fig. 19
und 22 dargestellten Eingriffabschnitts 6. Bei dieser
modifizierten Ausführungsform nach Fig. 26 ist beispielsweise
durch Prägen oder Pressen ein Vorsprung 111 im
Eingriffabschnitt 6 vorgesehen. Die Radiallänge oder der
Radialabstand dieses Vorsprungs 111 von der Axiallinie aus
ist ähnlich den in Fig. 22 dargestellten Beziehungen, was
die Radialabstände R und r anbelangt. Wenn daher der
Eingriffabschnitt 6 in die Führung 3 eingeschoben ist,
und zwar in ähnlicher Weise, wie es in Fig. 19 und 22
dargestellt ist, verhindert der Vorsprung 111 ein Herausrutschen
des Kommutatorsegments 4 in der Axialrichtung.
Fig. 27 und 28 zeigen vergrößerte Querschnitte
modifizierter Ausführungsformen des in Fig. 20 und 21
dargestellten umgebogenen Abschnitts 19.
Nach den Fig. 27 und 28 wird der abgewinkelte oder
umgebogene Abschnitt 19 durch Biegen verformt, beispielsweise
in einer solchen Weise, daß die Oberseite des umgebogenen
Abschnitts 19 konvex wird und in diesem Zustand
in die Ausnehmung 14 eingesetzt wird. Danach wird der
umgebogene Abschnitt 19 in der Richtung eines in Fig. 28
eingezeichneten Pfeils mit einer Kraft beaufschlagt, beispielsweise
durch Schlagen oder Stoßen mit einem Werkzeug
oder einer Spannvorrichtung (nicht gezeigt), wodurch
der umgebogene Abschnitt 19 durch bleibende oder
plastische Deformation in der Ausnehmung 14 nach Art
eines Preßsitzes verspannt und damit am zylindrischen
Körper 1 fest angebracht wird.
Fig. 27 und 28 zeigen eine Ausnehmung 14 mit unter
einem rechten Winkel angeordneten Seitenwänden. Die Ausnehmung
14 kann aber auch in einer solchen Weise ausgestaltet
sein, daß die Seitenwände sich in Richtung auf
den Boden der Ausnehmung verjüngen, vorzugsweise unter einem
Winkel von etwa 80°, wie es rechts neben Fig. 28 angedeutet
ist. In diesem Falle ist es nicht erforderlich,
den in die Ausnehmung eingreifenden Abschnitt plastisch
oder bleibend zu deformieren.
Fig. 29 und 30 zeigen Stirnansichten von weiteren
modifizierten Ausführungsformen für den umgebogenen Abschnitt
19, der in Fig. 20 dargestellt ist.
Nach Fig. 29 ist im Außenende des umgebogenen Abschnitts
19 eine Kerbe 112 vorgesehen. Nachdem der umgebogene
Abschnitt 19 in die Ausnehmung 14 eingesetzt worden
ist, wie es in Fig. 29 gezeigt ist, wird die Kerbe 112 mit
einem Werkzeug oder einer Spannvorrichtung geöffnet oder
auseinandergetrieben, wie es Fig. 30 zeigt. Auf diese
Weise gelangt der umgebogene Abschnitt 19 in einen Preßsitz
mit der Ausnehmung 14, und zwar durch bleibende
oder plastische Deformation des Abschnitts 19. Die Folge
davon ist ein festes Anbringen des Abschnitts 19 am
zylindrischen Körper 1.
Fig. 31 und 32 zeigen vergrößerte perspektivische
Ansichten wesentlicher Teile einer modifizierten Ausführungsform
des in Fig. 1 und 2 dargestellten Anschlußabschnitts
7.
Nach Fig. 31 und 32 ist ein Anschluß 113 mit dem
Anschlußabschnitt 7 einstückig ausgebildet. Der Anschluß
113 dient zur Installation weiterer Bauteile, beispielsweise
eines Varistors.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen bestehen der
zylindrische Körper und der daran angeformte Flansch
aus einem wärmehärtbaren Harz. Anstelle eines wärmehärtbaren
Harzes kann auch ein thermoplastisches Harz verwendet
werden. Die Herstellung kann durch Spritzgießen
oder andere bekannte Formungsverfahren erfolgen. Die im
Flansch vorgesehene nutförmige Führung kann in einer
solchen Weise ausgebildet sein, daß sie sich teilweise
oder vollständig durch den Flansch erstreckt. Im allgemeinen
kann die Führung von beliebiger Form und Größe
sein, wenn dadurch sichergestellt ist, daß der Eingriffabschnitt
eingeschoben, positioniert und fest in der
Führung verankert, verspannt, eingepaßt und dergleichen
werden kann. Gleichermaßen können die Ausnehmungen an der
Stirnfläche des zylindrischen Körpers und die Stirnfläche
des in diese Ausnehmung eingreifenden umgebogenen Abschnitts
eine beliebige Form und Gestalt haben, solange
sichergestellt ist, daß eine feste Anbringung gemäß den
Spezifikationen für den Kommutator erzielt wird.
Die Erfindung, wie sie durch die oben beschriebene
Art und Weise des Aufbaus sowie des Zusammenbaus beschrieben
ist, zeichnet sich durch die nachstehenden
Vorteile aus:
- 1. Da die Kommutatorsegmente an dem zylindrischen Körper fest angebracht sind, treten während des Betriebs keine Unzulänglichkeiten auf, wie Verschiebung der Kommutatorsegmente, unregelmäßige Schlitzbreite usw., selbst wenn aufgrund der Motordrehzahl oder anderer äußerer Kräfte Vibrationen auftreten. Das Ergebnis davon sind Miniaturmotoren hoher Gebrauchstüchtigkeit und Zuverlässigkeit.
- 2. Da zum festen Anbringen der Kommutatorsegmente an dem zylindrischen Körper kein Ring erforderlich ist, benötigt man für den Miniaturmotor eine geringere Anzahl von Bauelementen, und gleichzeitig wird dadurch der Zusammenbau erleichtert. Dies ist mit einer geringeren Herstellungszeit und niedrigeren Herstellungskosten verbunden.
- 3. Da zum festen Anbringen der Kommutatorsegmente am zylindrischen Körper kein Ring erforderlich ist, besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Axiallänge der Kommutatorsegmente. Dadurch ist es möglich, die Größe eines Miniaturmotors in seiner Gesamtheit zu verringern.
Zusammenfassend wird die Erfindung in einem Miniaturmotor
mit einem zusammengebauten Kommutator gesehen,
der in einer speziellen Weise ausgebildet ist. Der Kommutator
zeichnet sich durch einen zylindrischen Körper
aus, an den im Bereich seines einen Endes ein Flansch
einstückig angeformt ist. Der Flansch hat einen größeren
Außendurchmesser als der zylindrische Körper. Im Flansch
sind Führungsnuten vorgesehen, die einen kreisbogenförmigen
Querschnitt haben und in axialer Richtung den
Flansch an der Grenzfläche zwischen dem Flansch und
dem zylindrischen Körper durchlaufen. Am einen Ende eines
Kommutatorsegments sind Eingriffabschnitte vorgesehen,
die sich durch die Führungsnuten erstrecken. Die Außenenden
der Eingriffabschnitte sind in der Axialrichtung
eingeschnitten oder geschlitzt, und wenigstens eines
der durch den Einschnitt oder Schlitz entstandenen
Teile ist in der Umfangsrichtung des zylindrischen
Körpers bleibend deformiert, so daß der Eingriffabschnitt
mit dem Flansch einen festen Sitz bildet bzw.
fest verankert ist. Vorzugsweise ist an der Außenseite
der inneren Umfangsoberfläche der Führungsnut ein
Vorsprung ausgebildet, dessen Breite kleiner als die
Umfangsbreite der Führungsnut ist. Der Vorsprung übt
auf den in die Führungsnut eingeschobenen Eingriffabschnitt
eine Kraft auf den axialen Mittenbereich des
Eingriffabschnitts aus und bringt dabei den Eingriffabschnitt
in enge Berührung mit der Innenseite der
inneren Umfangsoberfläche der Führungsnut.
Abweichend oder zusätzlich zu der oben beschriebenen
Kommutatorsegmentbefestigung kann der Kommutator auch
einen Aufbau haben, bei dem am anderen Ende des zylindrischen
Körpers mehrere Ausnehmungen vorgesehen sind.
Das Kommutatorsegment weist an seinem einen Ende oder
im Bereich seines einen Endes einen fest in die Führungsnut
eingepaßten Eingriffabschnitt und einen Anschlußabschnitt
auf, der sich längs des Flansches nach
außen erstreckt. Am anderen Ende des Kommutatorsegments
ist ein abgewinkelter oder umgebogener Abschnitt vorgesehen,
der zum Eingreifen in eine der Ausnehmungen
dient. Der abgewinkelte oder umgebogene Abschnitt des
Kommutatorsegments wird durch bleibende Deformation
in der Umfangsrichtung in der Ausnehmung des zylindrischen
Körpers fest eingepaßt oder dort verankert. In
diesem Zustand ist der Eingriffabschnitt des Kommutatorsegments
in der Führungsnut des Flansches eingesetzt.
Zusätzlich zu der Verankerung in den Ausnehmungen
des zylindrischen Körpers an dessen anderem Ende können
die in die Führungsnuten eingesetzten Eingriffabschnitte
auch durch den gesamten Flansch laufen und am Flanschende
des zylindrischen Körpers mit dem Flansch verkeilt
sein, und zwar durch bleibende oder plastische
Deformation der Außenenden der Eingriffabschnitte in
der Umfangsrichtung des zylindrischen Körpers.
Claims (6)
1. Miniaturmotor mit einem zusammengebauten Kommutator,
der aus einem zylindrischen Körper aus Isolierwerkstoff
und mehreren Kommutatorsegmenten aus elektrisch leitendem
Werkstoff besteht, die an einer äußeren Umfangsoberfläche
des zylindrischen Körpers fest angebracht sind, welcher
zylindrische Körper bei seinem einen Ende einen einstückig
mit ihm ausgebildeten Flansch aufweist, dessen Außendurch
messer größer als derjenige des zylindrischen Körpers ist
und durch den sich in Axialrichtung verlaufende Führungs
nuten erstrecken, und welche Kommutatorsegmente jeweils
einen nach außen gerichteten Anschlußabschnitt und an
ihrem einen Ende jeweils wenigstens einen in eine der
Führungsnuten eingeschobenen Eingriffabschnitt haben,
der mit seinem Außenende aus der Führungsnut herausragt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Flansch (2) an seiner einen Stirnfläche mehrere,
in Radialrichtung verlaufende Nuten (8) aufweist, daß die
Anschlußabschnitte (7) der Kommutatorsegmente (4) ausgehend
von zwischen den Eingriffabschnitten (6) liegenden Stellen
in bezug auf die Eingriffabschnitte (6) rechtwinklig nach
außen umgebogen sind und zum Ausrichten der Kommutator
segmente (4) in der Umfangs- und Axialrichtung des zylin
drischen Körpers (1) in die Nuten (8) an der Stirnfläche
des Flansches (2) eingreifen, und daß herausragende Außen
enden der Eingriffabschnitte (6) zum festen Verankern der
Kommutatorsegmente (4) am Flansch (2) in Umfangsrichtung
des zylindrischen Körpers (1) bleibend deformiert sind.
2. Miniaturmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus den Führungsnuten (3) herausragende Außenenden von
Eingriffsabschnitten (6) eingeschnitten sind und wenigstens
eines der durch das Einschneiden entstandenen Außenenden
teile (6a, 6b) in Umfangsrichtung des zylindrischen Körpers
(1) bleibend deformiert ist.
3. Miniaturmotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Außenseite der inneren Umfangsoberfläche der
Führungsnuten (3) Vorsprünge (20) ausgebildet sind, deren
Breite kleiner als die Umfangsbreite der Führungsnuten ist,
und daß die Eingriffabschnitte (6) durch diese Vorsprünge
(20) in den Führungsnuten (3) in Mittenachsenrichtung gedrückt
und damit in enge Berührung mit der Innenseite der
inneren Umfangsoberfläche der Führungsnuten (3) gebracht sind.
4. Miniaturmotor mit einem zusammengebauten Kommutator, der
aus einem zylindrischen Körper aus Isolierwerkstoff und aus
mehreren Kommutatorsegmenten aus elektrisch leitendem Werk
stoff besteht, die an einer äußeren Umfangsoberfläche des
zylindrischen Körpers fest angebracht sind, welcher zylindri
sche Körper bei seinem einen Ende einen einstückig mit ihm
ausgebildeten Flansch aufweist, dessen Außendurchmesser
größer als derjenige des zylindrischen Körpers ist und an
dem Führungsnuten vorgesehen sind, und welche Kommutatorseg
mente an ihrem einen Ende in die Führungsnuten des Flansches
eingesetzte und eingepaßte Eingriffabschnitte haben,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Stirnfläche des anderen Endes des zylindrischen
Körpers (1) mehrere Ausnehmungen (14) vorgesehen sind, die
eine dreieckförmige Gestalt haben, daß die Kommutatorsegmente
(4) an ihrem anderen Ende in die Ausnehmungen (14) des zy
lindrischen Körpers (1) eingreifende umgebogene Abschnitte
(19) dreieckförmiger Gestalt haben und daß die umgebogenen
Abschnitte (19) an den Ausnehmungen (14) des zylindrischen
Körpers (1) dadurch fest angebarcht sind, daß sie durch Auf
kerbung in Umfangsrichtung bleibend deformiert sind.
5. Miniaturmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsnuten (3) einen kreisbogenförmigen Querschnitt
haben.
6. Miniaturmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeihcnet,
daß die Kommutatorsegmente (4) an dem einen Ende Anschlußab
schnitte (7) haben, die längs der inneren Stirnfläche des
Flansches (2) radial nach außen ragen.
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