DE1538940B1 - Verfahren zur Herstellung von flachen Kollektoren elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

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zen vollständig vom Blechtransferstreifen unter star- Bei einer ersten Ausübungsart des erfindungsge-

ker Vergrößerung des Spiels zwischen Rohling und mäßen Verfahrens wird folgendermaßen vorgegan-

Ausnehmung des Streifens abgetrennt, jedoch weiter- gen:

hin durch die Ausnehmung des Streifens geführt. In einem ersten Arbeitsgang (F i g. 1 und 2) wird

Durch die USA.-Patentschrift 1721515 ist zwar 5 in dem Blechtransferstreif en 1 das mittlere Loch2 ein Flachkollektor bekannt, dessen Kollektorlamel- des Kollektors ausgeschnitten, wobei gleichzeitig fast len auf der Rückseite mittels schwalbenschwanzför- auf dem gesamten Umfangsprofil 3 des Kollektors migen Vertiefungen von einem umgossenen Träger ausgedehnte kreisförmige Sektoren 1 a in dem Streigehaltert werden. Der Träger besteht dort aber aus fen 1 ausgeschnitten werden, derart, daß nur Verbin-Metall, gegenüber dem die einzelnen Kollektorlamel- io dungsstege 1 b zwischen dem Kollektorrohling EC len durch eine Isolationsschicht isoliert sind. und dem Streifen 1 stehenbleiben. Die Stege Ib ha-

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich- ben eine verhältnismäßig geringe Breite und sind in

nung erläutert. der dargestellten Weise so gebildet, daß ihre Befesti-

F i g. 1 und 1 a zeigen in zwei getrennten Drauf- gungspunkte an dem Streifen 1 und dem Rohling EC

sichten für eine erste Ausübungsart des erfindungsge- 15 diametral gegenüberliegen. Ihre Elastizität wird noch

mäßen Verfahrens die auf der Presse vorgenomme- durch die verminderte Dicke gegenüber dem Rohling

nen aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge zur Her- EC infolge des beschriebenen Profils des Streifens

stellung eines flachen Kollektors, wobei diese Ar- (F i g. 10) begünstigt. Infolgedessen hat der Rohling

beitsgänge in Wirklichkeit in fortlaufender Folge an EC, obwohl er durch die Stege 1 b mit dem Streifen

einem Blechtransferstreifen vorgenommen werden, 20 noch verbunden ist, eine gewisse elastische Verstell-

aber aus Platzgründen in zwei getrennten Figuren möglichkeit in allen Richtungen gegenüber dem

dargestellt sind; Streifen, so daß eine Selbstzentrierung des Rohlings

F i g. 2 bis 9 sind axial geschnittene Seitenansich- EC gegenüber den Werkzeugen an den nachfolgen-

ten des Streifens, welche je einem der aufeinanderfol- den Bearbeitungsplätzen möglich ist. Ferner wird

genden, in Fig. 1 und 1 a dargestellten Arbeitsgänge 25 während dieses ersten Arbeitsgangs längs des Randes

entsprechen; des Streifens 1 in der Achse des Rohlings EC eine

Fig. 10 zeigt schaubildlich einen durch Stege mit Aussparung Ic ausgeschnitten, welche bei jedem der

den lochscheibenförmigen Kollektorrohlingen ver- nachfolgenden Arbeitsgänge mit dem Werkzeug der

bundenen Streifen, dessen längs der Seitenränder lie- verschiedenen Bearbeitungsplätze so zusammenwirkt,

gende Abschnitte eine geringere Dicke haben; 30 daß der Rohling jedesmal in die Arbeitsachse der

Fig. 11 zeigt schaubildlich den fertigen flachen Presse eingestellt wird.

Kollektor; Bei einem zweiten Arbeitsgang (F i g. 1 und 3)

Fig. 12 ist eine axial geschnittene Gesamtansicht wird auf der Presse von einer Seite des Rohlings EC

einer elektrischen Maschine mit eingebautem Kollek- aus eine Vertiefung 4 α in Form eines kreisförmigen

tor; 35 Kranzes gebildet.

Fig. 13 und 14 zeigen in getrennten Draufsichten Der nächste Arbeitsgang (Fig. 1 und 4) erfolgt

für eine zweite Ausübungsart des erfindungsgemäßen ebenfalls auf der Presse und verformt die kreisför-

Verfahrens die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge mige Vertiefung 4 α so, daß die beim zweiten Ar-

zur Herstellung eines flachen Kollektors, welche aus beitsgang aufgewölbten Ränder der Öffnung einan-

Platzgründen in zwei Ansichten dargestellt, aber in 40 der genähert werden und eine Vertiefung 4 mit

Wirklichkeit in fortlaufender Folge vorgenommen schwalbenschwanzförmigem Querschnitt entsteht,

werden; Hierauf werden durch aufeinanderfolgende Vertie-

Fig. 15 bis 21 sind axial geschnittene Seitenan- fungen die die Kollektorlamellen trennenden schmasichten, welche den in Fig. 13 und 14 dargestellten len radialen Nuten5 gebildet und auf eine dem größaufeinanderfolgenden Arbeitsgängen entsprechen; 45 ten Teil der Dicke des Kollektors entsprechende

Fig. 22 ist eine längs der Linie 22-22 in Fig. 23 Tiefe gebracht,

geschnittene Seitenansicht; Daraufhin (Fig. la und 8) werden die Stege Xb

Fig. 23 ist eine Draufsicht des fertigen Kollektors durchgeschnitten, um den fertigen KollektorC von

vor seiner Anbringung am Rotor einer elektrischen dem Streifen 1 zu trennen. Gleichzeitig wird der

Maschine. 50 Kolben C entgratet.

Es wird von einem Blechtransferstreifen 1 ausge- Am nächsten Bearbeitungsplatz werden die Eingangen, dessen Dicke der Dicke der herzustellenden schnitte 6 für die Anschlußleiter am Umfang der zwiflachen Kollektoren entspricht. Die seitlichen Längs- sehen den radialen Nuten 5 vorhandenen Lamellen abschnitte 1 e haben zweckmäßig, wie dargestellt, gebildet (F i g. 1 a und 9).

eine geringere Dicke, um die Elastizität der weiter 55 Bei einer zweiten Ausübungsart des Verfahrens

unten beschriebenen ausgeschnittenen Stege zu ver- (F i g. 13 bis 23) wird ein Blechtransferstreifen 7 aus

größern. Metall oder einer geeigneten Legierung mit gleich-

Dieser Streifen besteht aus Kupfer oder einem an- mäßiger Dicke benutzt. In einem ersten Arbeitsgang

deren geeigneten Metall bzw. einer Legierung. Es (Fig. 13,15) wird in dem Streifen7 das mittlere

wird einzig und allein auf Pressen eine Reihe von 60 Loch 8 des Kollektors ausgeschnitten, und gleichzeitig

Arbeitsgängen durch den aufeinanderfolgenden Vor- wird am Umfang der Kollektorrohling EC vollstän-

beigang an mit Pressen versehenen Bearbeitungsplät- dig abgetrennt. Der Rohling EC ist jetzt vollständig

zen durch eine periodische Verschiebung des Strei- von dem Streifen getrennt, er wird jedoch bei der

fens gegenüber diesen Bearbeitungsplätzen ausge- Verschiebung des Streifens durch die Ausneh-

führt, wobei die verschiedenen Arbeitsgänge so ein- 65 mung 7 α desselben zurückgehalten und mitgenom-

gerichtet sind, daß sie mit dem erforderlichen Syn- men.

chronismus und der erforderlichen Gleichzeitigkeit Während eines Arbeitsganges, welcher mit dem

vorgenommen werden können. vorhergehenden kombiniert oder getrennt werden

kann, wird das Spiel 9 zwischen dem Rohling EC und der Ausnehmung7α stark vergrößert (Fig. 13 und 16). Dieses Spiel gestattet während der späteren Arbeitsgänge eine unabhängige Selbstzentrierung des Rohlings EC an jedem Bearbeitungsplatz.

Wie bei der ersten Ausübungsart wird dem Streifen und dem Rohling an jedem Bearbeitungsplatz eine summarische Einstellung mittels der Nuten 7 & gegeben. Die weitere Folge der Arbeitsgänge entspricht der oben für die erste Ausübungsart beschriebenen.

Die Herstellung von flachen Kollektoren gemäß dem obigen Verfahren ist wegen der schnellen und wirtschaftlichen Erzeugung in Massenanfertigung oder auch in mittleren oder kleinen Serien mit Hilfe von mechanischen oder hydraulischen Pressen sehr zweckmäßig, wobei die hergestellten Kollektoren sehr genau sind.

Die so hergestellten Kollektoren werden nun am Rotor einer elektrischen Maschine zusammen mit der Rotorwicklung vergossen. In Fig. 12 ist ein konischer Rotor i? dargestellt, welcher einein einen isolierenden Kunststoff P eingebettete Rotorwicklung R¹ aufweist. Beim Eingießen des isolierenden Kunststoffs in eine entsprechende Form, in welcher sich die zu umhüllenden Teile mit dem Kollektor C befinden, dringt der Kunststoff in die Vertiefung 4 und die Nuten 5 ein. Zuvor müssen allerdings die Anschlußleiter der Wicklung R¹ mit den Kollektorlamellen an den Einschnitten 6 verbunden sein.

Der schwalbenschwanzförmige Querschnitt der Vertiefung 4 gewährleistet durch die Füllung mit Kunststoff eine enge und kräftige Verbindung des

ίο Kollektors mit dem mit Gießmasse isolierten Rotor, so daß der Kollektor die stärksten Beanspruchungen aushält. Damit der in die Nuten S eingedrungene Kunststoff eine einwandfreie isolierende Trennung der Kollektorlamellen bewirkt, wird mit einem Diamanten oder auf andere Weise die Kollektoroberfläche C¹ im ganzen um die Dicke e so weit abgetragen, bis die radialen Nuten 5 freigelegt sind und somit keine unmittelbare metallische Verbindung zwischen den Lamellen mehr besteht.

ao Nach dem Vergießen gibt die plastische Kunststoffmasse dem Kollektor die Möglichkeit, sich sowohl in Richtung der mit den Bürsten in Berührung stehenden, bearbeiteten Stirnflächen C₂ als auch in Λ Richtung der Umfangfläche auszudehnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

wird, bei welchem ferner die Kollektorlamellen nach Patentansprüche: dem Umgießen durch spanabhebende Bearbeitung voneinander getrennt werden.

1. Verfahren zur Herstellung von flachen KoI- Bei flachen Kollektoren legen sich die Bürsten in lektoren elektrischer Maschinen, bei welchem der 5 der Achsrichtung des Rotors gegen die stirnseitige in der Mitte ein Loch aufweisende Kollektorroh- Kreisfläche der Kollektoren. Die Kollektoren sind ling aus einem Blech ausgestanzt und seine mit bekanntlich bedeutenden Beanspruchungen unterVerankerungen versehene Rückseite von einer worfen. Sie müssen nämlich in Sekundenbruchteilen isolierenden Kunststoffmasse umgössen wird, bei eine hohe Drehzahl erreichen können, wobei auf sie welchem ferner die Kollektorlamellen nach dem io bedeutende Drehmomente und erhebliche Torsions-Umgießen durch spanabhebende Bearbeitung und Biegebeanspruchungen einwirken. Neben der voneinander getrennt werden, dadurch ge- Abnutzung durch die Bürstenreibung und durch kennzeichnet, daß bei Verwendung eines Kommutierungsfunken treten Beanspruchungen Blechtransferstreifens (1) mit einer der der herzu- durch Wärrnespannungen auf, die durch die unterstellenden Kollektoren (C) entsprechenden Dicke 15 schiedliche Dehnung von Kunststoff und Metall beder Kollektorrohling (EC) zunächst über zwei dingt sind.

diametral gegenüberliegende, eine Selbstzentrie- Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist rung ermöglichende Stege (Ib) mit dem Streifen durch die USA.-Patentschrift 2 421845 bekanntgeil) in Verbindung bleibt, daß beim Ausstanzen worden. Dort wird jedoch das ausgestanzte Blech des am Rande des Streifens (1) Aussparungen (1 c) 20 Kollektorrohlings nach hinten umgebördelt, so daß ausgeschnitten werden, mit deren Hilfe der Roh- kleine, aus der Ebene herausragende Hakenzehen ling (EC) an den nachfolgenden Bearbeitungs- entstehen, die zur Verankerung der Kunststoffmasse ^ platzen in die Arbeitsachse der jeweiligen Presse dienen. Die Trennung der Kollektorlamellen erfolgt ^ eingestellt wird, daß auf der nach oben gerichte- dadurch, daß Schlitze in das Kollektorblech eingeten Rückseite des Rohlings (EC) erne kreisför- 25 schnitten werden. Beim bekannten Verfahren sind mige Vertiefung (4) mit schwalbenschwanzförmi- manuelle Eingriffe zum Einlegen, Ausrichten und gern Querschnitt zur Verankerung der Kunst- Zentrieren des Kollektorrohlings erforderlich. Stoffmasse und zwischen den herzustellenden Außerdem müssen die Schlitze zwischen den Kollek-Kollektorlamellen radiale, den Rohling zum torlamellen nachträglich mit Kunststoff ausgefüllt größten Teil durchsetzende Nuten (5) eingepreßt 30 werden, damit sich kein Kohlestaub des Bürstenab- und sodann die Stege (1 b) durchschnitten wer- triebs in die Zwischenräume setzen kann,
den, daß der Kollektor (C) am Rotor der elektri- Davon ausgehend liegt der Erfindung "die Aufsehen Maschine ■ angebracht und zusammen mit gäbe zugrunde, das Verfahren zur Herstellung von der Rotörwicklung (R¹) vergossen wird;, daß flachen Kollektoren zu vereinfachen und so zu geschließlich die Kollektoroberfläche (C¹) im gan- 35 stalten, daß eine »Transfer«-Fabrikation ohne manuzen so weit abgetragen wird, bis die radialen eile Eingriffe möglich ist. Diese Aufgabe wird erfin-Nuten (5) freigelegt sind. dungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Verwendung

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ernes Blechtransferstreifens mit einer der der herzukennzeichnet, daß ein Blechtransferstreifen (1) stellenden Kollektoren entsprechenden Dicke der mit seitlichen Längsabschnitten (1 e) von gegen- 40 Kollektorrohling zunächst über zwei diametral geüber den herzustellenden Kollektoren geringerer genüberliegende, eine Selbstzentrierung ermögli-Dicke verwendet wird, wobei die Breite des mitt- chende Stege mit dem Streifen in Verbindung bleibt, leren Längsabschnittes dem Durchmesser der daß beim Ausstanzen am Rande des Streifens Ausherzustellenden Kollektoren entspricht, und daß sparungen ausgeschnitten werden, mit deren Hilfe flj die Stege (Ib) aus den seitlichen Längsabschnit- 45 der Rohling an den nachfolgenden Bearbeitungsplätten (1 e) ausgestanzt werden. zen in die Arbeitsachse der jeweiligen Presse einge-

3. Abänderung des Verfahrens nach An- stellt wird, daß auf der nach oben gerichteten Rückspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der KoI- seite des Rohlings eine kreisförmige Vertiefung mit lektorrohling (EC) beim Ausstanzen vollständig schwalbenschwanzförmigem Querschnitt zur Veranvom Blechtransferstreifen (1) unter starker Ver- 50 kerung der Kunststoffmasse und zwischen den herzugrößerung des Spiels (9) zwischen Rohling (EC) stellenden Kollektorlamellen radiale, den Rohling und Ausnehmung (7 a) des Streifens (1) abge- zum größten Teil durchsetzende Nuten eingepreßt trennt, jedoch weiterhin durch die Ausnehmung und sodann die Stege durchschnitten werden, daß der (7 a) des Streifens geführt wird. Kollektor am Rotor der elektrischen Maschine ange-

55 bracht und zusammen mit der Rotörwicklung vergossen wird, daß schließlich die Kollektoroberfläche im ganzen so weit abgetragen wird, bis die radialen Nu-

ten freigelegt sind.

Um die Elastizität der Stege zu vergrößern, wird

60 gemäß einer Weiterbildung vorgeschlagen, einen

Blechtransferstreifen mit seitlichen Längsabschnitten

von gegenüber den herzustellenden Kollektoren ge-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- ringerer Dicke zu verwenden, wobei die Breite des lung von flachen Kollektoren elektrischer Maschi- mittleren Längsabschnittes dem Durchmesser der nen, bei welchem der in der Mitte ein Loch aufwei- 65 herzustellenden Kollektoren entspricht und die Stege sende Kollektorrohling aus einem Blech ausgestanzt aus den seitlichen Längsabschnitten auszustanzen,
und seine mit Verankerungen versehene Rückseite Bei einer Abänderung des erfindungsgemäßen

von einer isolierenden Kunststoffmasse umgössen Verfahrens wird der Kollektorrohling beim Ausstan-