VORRICHTUNG ZUM STROMWENDEN, INSBESONDERE KOMMUTATOR, UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER SOLCHEN VORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stromwenden, insbesondere einen Kommutator. Derartige Vorrichtungen werden insbesondere in Elektromotoren und Stromgeneratoren eingesetzt, beispielsweise für Elektrowerkzeuge, Stellantriebe oder Kraftstoffpumpen.

[0002] Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind beispielsweise aus der DE 41 37 400 C2 bekannt. Dabei wird aus einem gewalzten oder gezogenen Kupferband ein Segmentverbund ausgestanzt und anschließend rolliert, angespalten bzw. gepflügt und mit einer Preßstoffmasse ausgespritzt, die in erhärtetem Zustand den Tragkörper des Kommutators bildet. Anschließend muß die Bohrung des Tragkörpers bearbeitet werden und die Haken der Kommutatorsegmente für die Befestigung der Wicklungsenden abgebogen werden. Nach einem weiteren Schäl- oder Überdrehvorgang werden die Kommutatoren elektrisch geprüft und anschließend mittels einer Preßpassung auf der Motorwelle angebracht.

[0003] Weiterhin ist aus der DE 195 30 051 A1 ein Steckkommutator bekannt, bei dem die einzelnen Kommutatorsegmente in einen Montagekorb eingesteckt werden und anschließend unter Bildung des Tragkörpers mit einer Preßmasse ausgespritzt werden. Daran schließen sich weitere Bearbeitungs- und Prüfschritte an, um die Anforderungen an die Genauigkeit der geometrischen Abmessungen des Kommutators und an dessen Stabilität zu erfüllen.

[0004] Aus der DE-OS-2 352 155 ist ein Kommutator für einen Miniatur-Elektromotor sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt, bei dem eine gewünschte Anzahl von Kommutatorblechen auf einer Mantelfläche eines Kerns an bestimmten Winkelbereichen mit Hilfe eines Klebstoffs befestigt werden.

[0005] Die WO 95/14319 zeigt einen Kommutator und ein Verfahren zu seiner Herstellung, bei dem die Segmentaufnahmen ein Untermaß aufweisen und der Isolierkörper und/oder die Segmente eine Elastizität derart haben, daß die in die Segmentaufnahme eingefügten Segmente sowohl durch Formschluß als auch durch Kraftschluß festgelegt sind. Die Segmente können außerdem mit dem Tragkörper verstemmt oder verklebt sein.

[0006] Die US 3,819,967 zeigt einen Trommelkommutator, bei dem die Kommutatorsegmente durch Kleben an dem zylindrischen Tragkörper festgelegt sind.

[0007] Die EP 0 361 860 A2 zeigt einen Kommutator, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem die Segmente unter Zwischenlage einer Klebstoffschicht an dem Tragkörper festgelegt sind. Außerdem sind die Segmente jedenfalls an einem Ende derart hakenförmig abgebogen, daß sie in einen von der Umfangsfläche radial zurückgesetzten und sich axial erstreckenden Einschnitt in den Tragkörper eingehakt werden.

[0008] Die EP 0 127 801 A1 zeigt einen Kommutator für eine elektrische Maschine mit einem gesinterten Keramikkörper, beispielsweise aus Aluminiumoxyd.

[0009] Die metallischen Segmente werden auf ihrer innen liegenden Schmalseite an der Oberfläche oxidiert und anschließend unter Erhitzen auf die für die Erzeugung eines Eutektikums erforderliche Temperatur mit dem Keramikkörper verbunden.

[0010] Die US 5,629,576 zeigt eine Plankommutator mit kohlenstoffhaltigen Kommutatorsegmenten, die mittels eines adhesiven Bindemittels an einem Anschlußmittel aus Kupfer festgelegt sind. Die Ausrichtung von Segment zu Anschlußmittel erfolgt dabei über eine Aussparung in dem kohlenstoffhaltigen Segment, in die auch das Verbindungsmittel eingebracht ist.

[0011] Bei den bekannten Kommutatoren ist eine Vielzahl von Herstellungs- und Prüfungsschritten erforderlich, um die geforderten Genauigkeiten und Zuverlässigkeiten gewährleisten zu können.

[0012] Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Kommutator bereitzustellen, der eine hohe Genauigkeit hinsichtlich seiner geometrischen Abmessungen und eine hohe Langzeitstabilität aufweist sowie einfach herstellbar ist.

[0013] Das Problem wird durch die im Patentanspruch 1 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

[0014] Die Segmente können zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Positionierung an dem Tragkörper mittels einem im wesentlichen zwischen dem Tragkörper und den Segmenten angeordneten Verbindungsmittel festgelegt sein. Der Tragkörper ist in der Regel aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt, insbesondere aus einem Kunststoff wie beispielsweise einem Duroplast, einem Thermoplast oder einer Keramik. Alternativ kommt auch ein metallischer Tragkörper in Betracht, beispielsweise aus Aluminium, dessen Oberfläche vorzugsweise mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen ist, beispielsweise einem Lacküberzug oder einer Metalloxidschicht, die auch durch Oxidation des metallischen Tragkörpers herstellbar ist. Der Tragkörper kann auch zwei- oder mehrlagig aufgebaut sein, insbesondere eine elastische Innennabe aufweisen, die von einer temperaturstabilen Außenhülle umgeben ist, an welcher die Segmente festlegbar sind. Die elastische Innenhülle stellt die erforderliche Preßpassung für das Anbringen des Kommutators auf der Motorachse bereit. Die Kommutatorsegmente bestehen in der Regel aus Kupfer oder aus einer Kupferverbindung, alternativ kommen auch andere Werkstoffe entsprechend den gestellten Anforderungen hinsichtlich Leitfähigkeit, Temperaturstabilität und chemischer Resistenz in Betracht. Das Verbindungsmittel ist vorzugsweise schichtförmig zwischen den Segmenten und dem Tragkörper angeordnet und kann beispielsweise vor dem Festlegen auf dem Tragkörper und/oder auf den Segmenten aufbringbar sein.

[0015] Der Tragkörper und die Segmente weisen zusammenwirkende Mittel zum Positionieren und Ausrichten der Segmente in Bezug auf den Tragkörper auf. Diese können durch punkt-, linien- oder flächenförmige Vorsprünge und entsprechende Ausnehmungen auf dem Tragkörper bzw. auf den Segmenten realisiert sein. Beispielsweise können die Segmente stegförmige Vorsprünge aufweisen, die in entsprechende, parallel zur Rotationsachse ausgerichtete Nuten auf der Umfangsfläche des Tragkörpers einsetzbar sind. Bei einem Plankommutator können auf einer Stirnfläche in radialer Richtung ausgerichtete Stege in entsprechende Ausnehmungen oder Nuten auf dem zugehörigen Segment eingreifen oder der zylindrische Tragkörper kann auf seiner Stirnseite am Rand eine axial vorstehende und vorzugsweise umfänglich ringförmig durchgehende Auskragung aufweisen, die eine Zentrierung der an der Stirnseite festzulegenden Segmentscheibe gewährleistet, die anschließend in einzelne, gegeneinander elektrisch isolierte Kommutator-Segmente teilbar ist.

[0016] Soweit das Verbindungsmittel eine Klebstoffschicht ist, kann diese entsprechend den elektrischen und/oder thermischen Anforderungen mit entsprechenden Zusatzstoffen gefüllt sein. Durch einen keramischen Füllstoff kann beispielsweise der thermische Längenausdehnungskoeffizient der Klebstoffschicht reduziert werden. Durch einen elektrisch leitfähigen, insbesondere metallischen Füllstoff, beispielsweise auf Ag-, Cu- oder Ni-Basis, kann bei Bedarf eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Segment und dem Tragkörper hergestellt werden, beispielsweise wenn bei einem Plankommutator der Tragkörper elektrisch leitfähige, segmentförmige Anschlußbahnen umfaßt. Die Füllstoffe können insbesondere einen Abstand zwischen den Kommutator-Segmenten und dem Tragkörper und damit die Dicke der Klebstoffschicht definieren, vorzugsweise durch kugelförmige Füllstoffe, insbesondere Glas- oder Keramikkugeln. Die Schichtdicke beträgt beispielsweise zwischen 20 und 250 µm, vorzugsweise zwischen 50 und 100 µm. Die Schichtdicke kann auch durch vorzugsweise einstückig von dem Tragkörper oder den Kommutator-Segmenten ausgebildeten Abstandhaltern vorgebbar sein, beispielsweise durch entsprechend punkt-, linien- oder flächenförmige Vorsprünge. Der Klebstoff ist insbesondere so zu auszuwählen bzw. zu behandeln, daß er nach dem Aushärten möglichst wenig Feuchtigkeit aufnimmt, insbesondere mit Kupfer eine dauerhaft feste Verbindung eingeht und auch bei mechanischer und/oder thermischer Beanspruchung formstabil ist.

[0017] Soweit das Verbindungsmittel eine Lot- oder Schweißschicht ist, weist der Kommutator eine besonders hohe Temperaturstabilität und chemische Resistenz auf. Es kommen dabei vorzugsweise niedrig schmelzende Weich-, Hart- oder Glaslote in Betracht, beispielsweise niedrigschmelzende Blei/Zinn-Lote oder Glaslote mit einem hohen Bleioxidanteil. Durch Ultraschall- oder Reibschweißen wird eine besonders geringe Verbindungstemperatur erreicht.

[0018] Soweit die Segmente und der Tragkörper kraftschlüssig zusammenwirkende Anker- und Aufnahmemittel aufweisen, können die Segmente in den Tragkörper eingesteckt werden und durch die federnd gegeneinander wirkenden Anker- und Aufnahmemittel wird eine ausreichend stabile Klemmverbindung gewährleistet. Zusätzlich können die Segmente an dem Tragkörper noch durch das Verbindungsmittel festlegbar sein. Es ist jedoch auch möglich, auf ein zusätzliches Verbindungsmittel zu verzichten und die Segmente ausschließlich mit den eine Klemmverbindung bildenden Anker- und Aufnahmemitteln festzulegen. Sowohl die Segmente als auch der Tragkörper können nur Ankermittel oder nur Aufnahmemittel oder eine Kombination aus Anker- und Aufnahmemittel aufweisen. Wesentlich ist lediglich, daß ein Anker- bzw. Aufnahmemittel des Segments mit einem Aufnahme- bzw. Ankermittel des Tragkörpers zusammenwirkt.

[0019] Besonders vorteilhaft ist, wenn die Segmente beispielsweise bei einem Trommelkommutator in radialer Richtung in den Tragkörper einsetzbar bzw. einclipbar sind oder beispielsweise bei einem Plankommutator axial in eine Stirnfläche des Tragkörpers einsetzbar sind.

[0020] Weiterhin ist vorteilhaft, wenn beim Einsetzen der Segmente in den Tragkörper mittels der Anker bzw. Aufnahmemittel gleichzeitig ein Positionieren und Ausrichten der Segmente erfolgt. Vorzugsweise erstrecken sich die Mittel zum Positionieren und Ausrichten parallel zur Rotationsachse entlang einer Umfangsfläche oder radial zur Rotationsachse entlang einer Stirnfläche des Tragkörpers. Für die Mittel zum Positionieren und Ausrichten kommen alle geeigneten Formgestaltungen in Betracht, insbesondere Stege mit dreieckigem, viereckigem, halbrundem oder schwalbenschwanzförmigem Querschnitt. Zum Verankern eignen sich insbesondere Querschnittformen, die in der Tiefe eine Aufweitung erfahren und insbesondere mit einer Spitze zum leichten Einführen versehen sind.

[0021] Bei einem zugehörigen Herstellverfahren erfolgt das Festlegen der Segmente an dem Tragkörper mittels einem im wesentlichen zwischen dem Tragkörper und den Segmenten angeordneten Verbindungsmittel. Beispielsweise kann der Tragkörper als Ganzes vor dem Festlegen der Segmente in ein Verbindungsmittel-Tauchbad gebracht werden. Alternativ oder ergänzend können auch die Segmente zumindest an ihrer, dem Tragkörper zugewandten Fläche mit dem Verbindungsmittel versehen werden. Gegebenenfalls sind vor dem Anbringen des Verbindungsmittels die Oberflächen des Tragkörpers und/oder der Segmente zu reinigen und/oder mit einem Haftvermittler zu versehen. Die Konditionierung der Oberflächen kann vorzugsweise in einem Vakuumverfahren erfolgen, beispielsweise in einem lonen- oder Plasma-Vakuumverfahren. Durch die Oberflächenbehandlung ist weiterhin eine ausreichende Alterungs- und Korrosionsbeständigkeit der Verbindungsschicht gegenüber den Beanspruchungen beim späteren Einsatz und/oder eine gleichmäßige Benetzung mit dem Verbindungsmittel erreichbar. Insbesondere bei einem Verkleben ist auch eine Nachbehandlung der Klebefuge vorteilhaft, um eine Korrosion und/oder Unterwanderung und damit eine Herabsetzung der Festigkeit der Verbindung zu vermeiden.

[0022] Es sind Mittel zum Positionieren und Ausrichten der Segmente vorgesehen, deren Form so gestaltet ist, daß beim Zuführen der Segmente automatisch ein Positionieren und Ausrichten erfolgt, beispielsweise durch im Querschnitt dreieckförmige Nuten im Tragkörper, in die entsprechende im Querschnitt dreieckförmige Stege der Segmente eingesetzt werden. In diesem Fall kann das Verbindungsmittel beispielsweise vor dem Zuführen als Klebstoffstrang in die Nut eingelegt werden. Beim anschließenden Zuführen der Segmente wird das Verbindungsmittel verdrängt und bildet eine flächige Verbindungsschicht zwischen Tragkörper und Segment.

[0023] Soweit beim Festlegen eine Klemmverbindung zwischen Anker- und Aufnahmemitteln erfolgt, kann das zwischen dem Tragkörper und den Segmenten angeordnete Verbindungsmittel entfallen. In diesem Fall erfolgt das Festlegen lediglich durch die eine Klemmverbindung eingehenden Anker- und Aufnahmemittel.

[0024] Soweit ein Verbindungsmittel vorgesehen ist, kommt hierfür insbesondere eine Kleb-, Löt- oder Schweißschicht in Betracht. Die maximale Temperatur bei der Weiterbearbeitung kann kurzzeitig bis etwa 300°C betragen. Die Aushärtung einer Klebstoffschicht sollte grundsätzlich bei einer möglichst geringen Temperatur erfolgen, beispielsweise im Temperaturbereich zwischen 50 und 250°C, vorzugsweise zwischen 170 und 200°C.

[0025] Soweit die Segmente nacheinander dem Tragkörper zugeführt werden, kann dies durch schrittweises Drehen des Tragkörpers um seine Rotationsachse und stückweises Anlegen der Segmente oder durch Abrollen des Tragkörpers auf den beispielsweise in einem Streifenverbund vorliegenden Segmenten erfolgen. Beim stückweisen Zuführen kann die Verbindung zwischen dem Tragkörper und dem jeweiligen Segment entweder unmittelbar im Anschluß an das Zuführen erfolgen oder abschließend für alle zugeführten Segmente gemeinsam, beispielsweise durch Umschließen des mit Segmenten bestückten Tragkörpers mit einer Preß- und/oder Heizzange.

[0026] Soweit alle Segmente gleichzeitig an den Tragkörper zugeführt werden, kann dies mit einem geeigneten Preß- und/oder Heizwerkzeug geschehen, welches anschließend an das Zuführen für das mechanisch sichere Festlegen der Segmente an dem Tragkörper sorgt. Es kann beispielsweise durch ein Eindrücken der Segmente in den Tragkörper, insbesondere durch ein Ineinanderschieben der Anker- und Aufnahmemittel, erfolgen und/oder durch ein Aufheizen der Segmente zum Aufschmelzen des Verbindungsmittels und Herstellen einer Verbindungsschicht.

[0027] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Fig. 1

zeigt eine Seitenansicht eines aufgeschnittenen Kommutators,

Fig. 2

zeigt entsprechend dem Schnitt II-II der Fig. 1 verschiedene Ausführungsarten der Positionierungsmittel,

Fig. 3

zeigt ein ausgestanztes ebenes Kommutator-Segment,

Fig. 4

zeigt eine mögliche Montageart des Segments der Fig. 3, und

Fig. 5

zeigt das Herstellverfahren in Form eines Flußdiagramms.

[0028] Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines aufgeschnittenen Kommutators 1. Der im wesentlichen zylindrische und eine Rotationsachse 2 aufweisende Tragkörper 3 besteht vorzugsweise aus einem Thermo- oder Duroplast, beispielsweise aus einem durch Spritzgießen hergestellten Hohlzylinder aus Phenolharz. An dessen zylindrischer Außenwand sind in Umfangsrichtung elektrisch isoliert voneinander und vorzugsweise Kupfer oder eine Kupferverbindung enthaltende Segmente 4 festgelegt, deren eines Ende hakenförmig abgebogen ist für den Anschluß der zugehörigen (nicht dargestellten) Spulenwicklung. Die Segmente 4 sind mittels einer im wesentlichen zwischen ihnen und dem Tragkörper 3 angeordneten Verbindungsschicht 5 festgelegt, im vorliegenden Fall mittels einer Klebstoffschicht aus Epoxidharz-, Polyurethanharz- oder Phenolharz-Klebstoffschicht. In der unteren Bildhälfte der Fig. 1 ist ein zweites Segment 4' dargestellt, welches einstückig zwei in radialer Richtung ausgerichtete Ankermittel 4" aufweist, die nicht nur die Festigkeit der Festlegung des zweiten Segments 4' am Tragkörper 3 erhöhen, sondern gleichzeitig einer Positionierung und Ausrichtung des zweiten Segments 4' dienen. Die Ankermittel 4" greifen in entsprechende Aufnahmen im Tragkörper 3 ein, die beispielsweise durch umlaufende Ringnuten 3' oder umlaufende Ringschultern 3" gebildet sein können. An den Tragkörper 3 ist ein Konus 15 angeformt, um ein Aufschieben des Tragkörpers 3 auf eine (nicht dargestellte) Motorachse zu vereinfachen.

[0029] Die Fig. 2 zeigt entsprechend dem Schnitt II-II der Fig. 1 verschiedene Ausführungsarten der Mittel zum Positionieren, Ausrichten und Verankern der Segmente 4 auf dem Tragkörper 3, die ergänzend zu den in Fig. 4 dargestellten erfindungsgemäßen Positionierungsmitteln 309, 311 vorgesehen sein können. Im Teilbild 2A weist das Segment 4a zwei parallel zur Rotationsachse 2 (senkrecht zur Zeichenebene) verlaufende, im Querschnitt dreieckförmige Stege 4a' auf, die entweder unter Kraft- und/oder Temperatureinwirkung in den Tragkörper 3 eingedrückt werden oder die in entsprechend ausgeformte Nuten in den Tragkörper 3 eingelegt werden. Das Teilbild 2B zeigt ein Segment 4b mit einem einzigen zentrischen, im Schnitt ebenfalls dreieckförmigen und parallel zur Rotationsachse 2 verlaufenden Steg 4b'. Das Teilbild 2C zeigt ein Segment 4c mit einem Ankermittel 4c', das im Schnitt zunächst stegförmig verläuft und an seinem auf die Rotationsachse 2 gerichteten Ende eine im Schnitt ungefähr kreisförmige Verdickung aufweist. Das Ankermittel 4c' kann sich parallel zur Rotationsachse 2 stegförmig über einen Teil oder über die gesamte axiale Länge des Tragkörpers 3 erstrecken oder es kann punktförmig beispielsweise in Form eines Pilzes ausgebildet sein. In jedem Fall hintergreift das Ankermittel 4c' eine entsprechende Ausnehmung in dem Tragkörper 3, die sich in diesem Bereich elastisch verformt und eine Klemmkraft zum sicheren Festlegen des Segments 4c aufbringt. Das Teilbild 2D mit dem Segment 4d und dem Ankermittel 4d' sowie das Teilbild 2E mit dem Segment 4e und dem im Querschnitt schwalbenschwanzförmigen Ankermittel 4e' zeigen zwei weitere der nahezu beliebig möglichen Ausgestaltungen der Ankermittel. Das vorzugsweise einstückig mit dem Segment 4f ausgebildete Ankermittel 4f' des Teilbildes 2F ist in Abstimmung von Geometrie und Werkstoff so ausgebildet, daß es sich anfänglich beim Eindrücken des Segments 4f in den Tragkörper 3 verformt und beim vollständigen Eindrücken eine im wesentlichen T-förmige Ausnehmung des Tragkörpers 3 hintergreift. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kommt es zu einer elastischen Verformung des Tragkörpers 3 in dem hintergriffenen Bereich, die die erforderliche Klemmkraft für das Segment 4f aufbringt. Das Teilbild 2G zeigt ein an seinen Längsseiten in radialer Richtung umgebogenes oder entsprechend ausgeformtes Segment 4g, wobei die beiden Schenkel 4g' entweder in entsprechende Ausnehmungen im Tragkörper 3 eingreifen oder in diesen unter Krafteinwirkung einschneiden. Das Teilbild 2H zeigt ein Segment 4h mit einem kreisringsegmentförmigen Querschnitt, das in eine entsprechende Ausnehmung des Tragkörpers 3 eingelegt wird. Die Teilbilder 2A bis 2H zeigen nur eine Auswahl der Vielzahl der möglichen Positionierungs-, Ausrichtungs- und Verankerungsmöglichkeiten für die Segmente 4 an dem Tragkörper 3. Selbstverständlich können in analoger Weise die Ankermittel am Tragkörper 3 und entsprechende Ausnehmungen bzw. Aufnahmemittel an den Segmenten 4 ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Ankermitteln 4c' bis 4f' kann das Festlegen auch durch eine Verbindungsschicht 5, beispielsweise eine Klebstoff-, Lot- oder Schweißschicht erfolgen.

[0030] Die Fig. 3 zeigt ein ausgestanztes ebenes Segment 304 aus Kupfer für einen erfindungsgemäßen Trommelkommutator, welches im wesentlichen aus der eigentlichen rechteckförmigen Segmentfläche 308 besteht, von dessen einer Schmalseite zwei außenliegende Positionierungsmittel 309 und ein zentrischer Steg 310 abstehen, wobei letzterer für den Anschluß der Spulenwicklung vorgesehen ist. Auf der gegenüberliegenden Schmalseite ist ebenfalls ein Positionierungsmittel 311 ausgeformt.
Die Positionierungsmittel 309, 311 weisen an ihrem Ende jeweils rechtwinklig abstehende Nasen auf. Nachdem das Segment 304 mit einer dem Tragkörper angepaßten Krümmung versehen worden sind, werden die Positionierungsmittel 309, 311 um etwa 90° gegenüber der Segmentfläche 308 in Richtung des Pfeils 312 abgebogen, wie in der Fig. 4 dargestellt. Die abgebogenen Positionierungsmittel 309, 311 greifen in entsprechende Aufnahmemittel des Tragkörpers 303 ein und werden dadurch positioniert und ausgerichtet. Die Festlegung des Segments 304 am Tragkörper 303 kann dabei ausschließlich aufgrund einer Klemmung zwischen den Positionierungsmitteln 309, 311 und dem Tragkörper 303 oder ergänzend durch eine Verbindungsschicht 305 erfolgen. Der Tragkörper 303 besteht zu diesem Zweck vorzugsweise aus einem elastischen Kern 314, der die für die Klemmwirkung auf die Segmente 304 bzw. der Positionierungsmittel 309, 311 und für die Preßpassung auf die (nicht dargestellte) Motorachse elastische Verformung bereitstellt. In Bezug auf die Rotationsachse 302 radial außerhalb weist der Tragkörper 304 eine form- und temperaturbeständige Außenhülle 315 auf. In der rechten Bildhälfte der Fig. 4 ist eine alternative Möglichkeit des Abbiegens des Positionierungsmittels 309 dargestellt, bei dem die abgebogenen Positionierungsmittel 309 nicht mehr plan sind, sondern durch nochmaliges Abbiegen ein Haken 309' ausgebildet wird, der in eine entsprechende Ausnehmung im Kern 314 eingreift. In entsprechender (nicht dargestellter) Weise kann auch das gegenüberliegende Positionierungsmittel 311 eingehakt werden.

[0031] Die Fig. 5 zeigt ein das Herstellverfahren repräsentierendes Flußdiagramm. Das Formen des Tragkörpers 3 und der zugehörenden Segmente 4 erfolgt dabei parallel, vorzugsweise werden sowohl der Tragkörper 3 als auch die Segmente 4 vor dem Zuführen durch entsprechende Lösungs- oder Reinigungsmittel gereinigt und im Bedarfsfall ein Haftvermittler aufgetragen. Das Zuführen der Segmente 4 an den Tragkörper 3 kann nacheinander oder gleichzeitig geschehen, in jedem Fall erfolgt bei dem Zuführen ein Ausrichten und Positionieren der Segmente 4 in Bezug auf den Tragkörper 3. Abschließend werden die Segmente 3 durch Klemmen, Kleben, Löten oder Schweißen an den Tragkörper 4 festgelegt. Das Kleben, Löten oder Schweißen kann alternativ oder ergänzend zum Klemmen vorgesehen werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Stromwenden, insbesondere Kommutator (1), mit einem vorgeformten, im wesentlichen zylindrischen und eine Rotationsachse (2; 302) aufweisenden Tragkörper (3; 303) und elektrisch leitfähigen Stromwende- bzw. Kommutator-Segmenten (4; 304), die an dem Tragkörper (3; 303) festgelegt sind, wobei der Tragkörper (3; 303) und die Segmente (4; 304) zusammenwirkende Mittel zum Positionieren und Ausrichten der Segmente (4; 304) in Bezug auf den Tragkörper (3; 303) aufweisen, und wobei die Segmente (4; 304) mit ihrer Segmentfläche (308) an einer Mantelfläche des Tragkörpers (3; 303) anliegen und einander gegenüberliegende Endabschnitte als Positionierungsmittel (309, 311) gegenüber der Segmentfläche (308) abgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Positionierungsmittel (309, 311) im abgebogenen Zustand plan sind und daß die abgebogenen planen Positionierungsmittel (309, 311) in entsprechende Aufnahmemittel an den beiden Stirnseiten des Tragkörpers (303) eingreifen und dadurch positioniert und ausgerichtet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Positionierungsmittel (309, 311) an ihrem von der Segmentfläche (308) entfernten Ende jeweils rechtwinklig abstehende Nasen aufweisen, die sich im abgebogenen Zustand in der Ebene der Stirnfläche des Tragkörpers (303) erstrecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (304) zusätzlich durch eine im wesentlichen zwischen dem Tragkörper (303) und den Segmenten (304) angeordnete Verbindungsschicht (305) an dem Tragkörper (303) festgelegt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschicht (305) eine Klebstoffschicht ist, vorzugsweise eine Epoxidharz-, Polyurethanharz- oder Phenolharz-Klebstoffschicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschicht (305) eine Lot- oder Schweißschicht ist, insbesondere eine Weich-, Hart- oder Glaslotschicht oder eine Ultraschall-, Reib- oder Elektrodenschweißschicht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein endseitig von dem Segment (304) abgebogener Steg (310) für den Anschluß der Spulenwicklung vorgesehen ist.

Claims

1. Commutation device, in particular commutator (1) with a preformed, substantially cylindrical carrier body (3; 302) having a rotation axis (2; 302) and with electrically conductive commutator segments (4; 304) established on the carrier body (3; 303), where the carrier body (3; 303) and the segment (4; 304) have co-operating means for positioning and alignment of the segments (4; 304) in relation to the carrier body (3; 303) and where the segments (4; 304) lie with their segment face (308) on a generated surface of the carrier body (3; 303) and opposing end sections as positioning means (309; 311) are bent away in relation to the segment face (308), characterised in that the two positioning means (309, 311) in the bent state are flat and that the bent flat positioning means (309, 311) engage in corresponding receiver means on the two side faces of the carrier body (303) and are thereby positioned and aligned.

2. Device according to claim 1, characterised in that the two positioning means (309, 311) at their end remote from the segment face (308) have lugs protruding at right angles, which in the bent state extend in the plane of the face of the carrier body (303).

3. Device according to claim 1 or 2, characterised in that the segments (304) are also established on the carrier body (303) by a connecting layer (305) arranged substantially between the carrier body (303) and the segments (304).

4. Device according to claim 3, characterised in that the connecting layer (305) is an adhesive layer, preferably an epoxy resin, polyurethane resin or phenol resin adhesive layer.

5. Device according to claim 3, characterised in that the connecting layer (305) is a solder or weld layer, in particular a soft, hard or glass solder layer or an ultrasound, friction or electrode weld layer.

6. Device according to any of claims 1 to 5, characterised in that a web (301) bent away from the segment (304) at the end is provided for connection of the coil winding.

Revendications

1. Dispositif de commutation, notamment commutateur (1), avec un corps de support (3 ; 303) préformé, sensiblement cylindrique et comprenant un axe de rotation (2 ; 302) et avec des segments de commutation et/ou de commutateur (4 ; 304) électriquement conducteurs, qui sont fixés au corps de support (3 ; 303), le corps de support (3 ; 303) et les segments (4 ; 304) comprenant des moyens coopérant destinés à positionner et à orienter les segments (4 ; 304) par rapport au corps de support (3 ; 303), et les segments (4 ; 304) reposant avec leur surface de segment (308) contre une surface de revêtement du corps de support (3 ; 303) et les sections finales opposées les unes aux autres étant fléchies en tant que moyens de positionnement (309, 311) par rapport à la surface de segment (308), caractérisé en ce que les deux moyens de positionnement (309, 311) sont plans à l'état fléchi et en ce que les moyens de positionnement plans et fléchis (309, 311) se mettent en prise dans des moyens de réception correspondants sur les deux côtés du corps de support (303) et sont de ce fait positionnés et orientés.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux moyens de positionnement (309, 311) comprennent sur leur extrémité éloignée de la surface de segment (308) des taquets respectivement disposés à angle droit, qui s'étendent à l'état fléchi dans le plan de la surface frontale du corps de support (303).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les segments (304) sont fixés en plus au corps de support (303) par une couche de liaison (305) disposée entre le corps de support (303) et les segments (304).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche de liaison (305) est une couche adhésive, de préférence une couche en résine époxy, en résine de polyuréthane ou en résine de phénol.

5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche de liaison (305) est une couche de brasage ou de soudage, notamment une couche de brasage tendre, fort ou au verre ou une couche de soudage aux ultrasons, par friction ou aux électrodes.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu une barre (310) fléchie côté extrémité du segment (304) pour le raccordement de l'enroulement de la bobine.

Zeichnung