202018. lajstromszámú szabadalom • Kommutátorszerkezet villamos gépekhez, előnyösen vasúti mozdonyok villamos vontatómotorjához, különösen keskeny nyomtávú mozdonyokban
1 HU 202018 B 2 kiviteli »lakjánál a szorítótárcsán kikönnyítések vannak kialakítva, amelyek alkalmazásával a szorítótárcsa rugalmassága tovább növelhető. A találmány szerinti kommutátorszerkezetet a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon: az l.ábra a találmány szerinti kommutátorszerkezet vontatómotorba épített változatának félmetszete, a 2. ábra az 1. ábra szerinti kommutátorszerkezet rugalmas szorítótárcsájának félmetszete, a 3. ábra az 1. ábra szerinti kommutátorszerkezet szorítótárcsájának homlokoldali részlete, a 4. ábra az 1. ábra szerinti kommutátorszerkezet részmetszete az 1. ábra IV - IV. vonala mentén. Az 1. ábra keskeny nyomtávú mozdony villamos vontatómotorjának kommutátorát mutatja tengelymenti metszetben, amely a találmány szerinti kommutátorszerkezet alapján van kialakítva. A vontatómotor fel nem tüntetett gördülőcsapággyal csapágyazott 1 hajtótengelyén 2 kommutátoragy van szilárdan rögzítve. A 2 kommutátoragy 21 hengeres részére elcsúsztathatóan 6 szorítógyűrű illeszkedik. A 2 kommutátoragynak a 21 hengeres részhez kapcsolódó része és a 6 szorítógyűrű fecskefarkas kialakítású 3 szeletkoszorút fog közre. A 3 szeletkoszorú a 21 hengeres résztől 20 szigetelés, a 2 kommutátoragytól és a 6 szorítógyűrűtől 9 szigetelősapka segítségével el van szigetelve. A 9 szigetelősapka és a 20 szigetelés anyaga mikanitlemez. A 6 szorítógyűrű külső részéhez rugalmas acélból készített 7 szorítótárcsa kapcsolódik, amely 8 csavarokkal van a 2 kommutátoragyhoz rögzítve. A 7 szorítótárcsa és az 1 hajtótengely között távköz van, amely a 2 kommutátoragyban kialakított 10 hűtőcsatornákkal közlekedő járatot képez. Ez a járat a kommutátorszerkezet hűtőköréhez kapcsolódik. A 3 szeletkoszorú a vasúti űrszelvény korlátozottsága miatt úgynevezett fecskefarkas kivitelű, mivel ez teszi lehetővé a legrövidebb tengelyirányú kommutátorméret kialakítását. A fecskefarkas kommutátor hagyományos és a gyakorlatban bevált szerkezeti kialakításának megfelelően 4 szigeteléssel elválasztott 5 szeleteket tartalmazó 3 szeletkoszorúval van ellátva (lásd 4. ábra). A 3 szeletkoszorú 60 °-os fecskefarokúppal van ellátva, amelyhez a 2 kommutátoragy és a 6 szorítógyűrű ennek megfelelő kúpjai illeszkednek. A 7 szorítótárcsa a 6 szorítógyűrűre támaszkodik, amelynek belső kúppalástja fekszik fel a 3 szeletkoszorú külső kúpfelületére. A 3 szeletkoszorú másik oldalán levő kúpfelület a 2 kommutátoragy belső kúpfelületének támaszkodik. A 3 szeletkoszorút a 9 szigetelősapkákkal és a 20 szigeteléssel együtt felhelyezzük a 2 kommutátoragyra, majd felhelyezzük a 6 szorítógyűrűt és nekiszorítjuk a 3 szeletkoszorúnak. Ezután felhúzzuk az 1 tengelyre a 7 szorítótárcsát, és a 8 csavarok segítségével nekifeszítjük a 6 szorítógyűrűnek. A 8 csavarokat megfelelő sorrendben meghúzva és a meghúzóerőt mérve a 6 szorítógyűrű egyenletesen nekifeszíthető a 3 szeletkoszorúnak. Ekkor a 6 szorítógyűrű az egyes 5 szeleteket radiálisán befelé húzza. Az S szeletek egy boltozat köveihez hasonlóan egymáshoz feszülnek és szilárd 3 szeletkoszorúvá állnak össze. Az 5 szelet között boltozatnyomás alakul ki. Az ősszeszorító erőnek, illetve a boltozatnyomásnak akkorának kell lennie, hogy az 5 szeletek, illetve szeletcsoportok a forgás közben keletkező centrifugális erő hatására se mozduljanak el helyükről. Ellenkező esetben az 5 szeletek károsítanák a 3 szeletkoszorúhoz kapcsolódó keféket és a kommutátor meghibásodását okoznák. Üzem közben a 3 szeletkoszorú hőtágulása miatt feszültségek alakulnak ki, amelyeket a 7 szorítótárcsa rugalmas deformációja vesz fel. Nehéz indítások során a kefék alatt elhelyezkedő 5 szeletek jobban felmelegszenek, és ezért a 3 szeletkoszorú kerület menti hőfokeloszlása egyenetlenné válik. A találmány szerinti kialakítás során a 7 szorítótárcsa bizonyos mértékig képes ezen egyenlőtlen terhelés kiegyenlítésére is. A rugalmas 7 szorítótárcsa gyakorlati kialakítását szemlélteti a 2. és 3. ábra. A 7 szorítótárcsának kúpos 11 átmeneti része van, amelyhez 12 perem és 13 középső rész csatlakozik. A 13 középső részen 16 csavarnyílások vannak kialakítva a 8 csavarok számra. A 16 csavarnyílásokhoz 17 süllyeszték kapcsolódik, amelynek mérete alkalmas a 8 csavar fejének befogadására. A méretek csökkentése érdekében a 8 csavarok belső kulcsnyílású csavarként vannak kialakítva. A kúpos 11 átmeneti rész külsejéhez csatlakozó 12 perem 3 szeletkoszorúhoz támaszkodó oldalán körbefutó 22 dudor van kialakítva. A12 perem másik oldala - a későbbiekben elmagyarázott - hitelesítő felületként szolgáló 14 külf élűiét tel van ellátva. A 13 középső rész belső oldalán sík felületre munkált 15 mérőfelület van kialakítva. A 7 szorítótárcsa egy körülbelül 10-11 mm falvastagságú és tányérszerűen kialakított peremes korong, amelynek 13 középső részén a villamos gép - jelen esetben villamos vontatómotor - 1 hajtótengelyére felhúzható átmérőjű nyílás van. Anyagára nézve a 7 szorítótárcsa kovácsolt és edzett rugóacél, amely üzem közben előfeszített állapotban van. Szereléskor a 7 szorítótárcsa rögzítésére szolgáló belső kulcsnyílású 8 csavarokat megszorítjuk, aminek hatására az egész 7 szorítótárcsa deformálódik. Eközben a 12 perem is deformálódik, azonban a körbefutó 22 dudor előfeszített állapotban is körvonal mentén támaszkodik fel a 6 szorítógyűrűre. A 3 szeletkoszorú 5 szeleteit egymásnak szorító és kielégítő mértékű boltozatnyomás kialakításához szükséges axiális erőt a rugalmas tárcsában és az azt feszítő 8 csavarokban kialakuló rugalmas alakváltozás tartja fenn. Megfelelő méretezéssel és hőkezeléssel a maradandó deformáció veszélye kizárható. A 7 szorítótárcsa rugóként működik, amelynek meghatározható a rugókarakterisztikája. A rugalmas deformáció mértéke így megadja azt az erőt, amelyet a 7 szorítótárcsa a 6 szorítógyűrűre gyakorol. Ez az erő a rugóállandó ismeretében a 14 külfelület és a 15 mérőfelület közötti távköz megváltozásából egyszerűen kiszámítható. A gyakorlati tapasztalatok és mérések azt mutatták, hogy a találmány szerinti kommutátorszerkezet 7 szorítótárcsája olyan rugóállandót hoz létre, amely legalább kétszerese a hagyományos hosszú csavaros megoldásnak, és legalább 50%-kal haladja meg egy hasonló teljesítményű vontatómotor kommutátorához használatos bülenőgyűrű rugóállandóját. Belátható, hogy a találmány szerinti kommutátorszerkezet szerelésekor vagy javításakor nincs szükség hidraulikus présre az axiális erő létrehozásához. Ezen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
