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Schnittwerkzeug zum Lochen von genuteten Ständer- bzw. Läuferblechen
für elektrische Maschinen Die Erfindung betrifft ein Schnittwerkzeug zum Lochen
von genuteten Ständer- bzw. Läuferblechen für elektrische Maschinen und bezieht
sich insbesondere auf diejenigen Teile der Matrize bzw. des Stempels, die zum Lochen
der Nuten dienen. Die Erfindung kommt in erster Linie für sogenannte Komplett- oder
Folgeschnitte in Betracht, d. h. für Schnittwerkzeuge, bei denen sämtliche Nuten
des betreffenden Bleches auf einmal gelocht werden. Gewisse Grundgedanken der Erfindung
können gegebenenfalls aber auch bei Schnittwerkzeugen für das sogenannte Hacken
der Nuten angewendet werden. Bei den bisher üblichen Schnittwerkzeugen als Komplett-
oder Folgeschnitt setzt man den für das Lochen des Nutenkranzes dienenden Matrizenteil
aus einzelnen Wangen so zusammen, daß jeweils zwei benachbarte Wangen zwischen sich
eine Öffnung lassen, in die der zugehörige Stempel hineinpaßt und die die Form der
gesamten Nut besitzt. Es wird also auch die Matrizenkante, die der Begrenzung der
Nut im Nutengrund entspricht, je zur Hälfte aus den beiden benachbarten Wangen gebildet.
Das bedeutet aber, daß hier eine in einer radialen und vertikalen Ebene liegende
Teilfuge zwischen je zwei benachbarten Wangen der Matrize entsteht, in der die beiden
Wangen ohne Spiel genau aneinanderpassen müssen. Dies erfordert eine wesentliche
Erschwerung der Herstellung der Matrize, da sich ja sämtliche Wangen zu einem geschlossenen
Kreis aneinanderfügen müssen und der geringste,Fehler in der Teilung oder in dem
Winkel der Teilfuge dies unmöglich macht,
zumal ein etwa bei allen
Wangen wiederkehrender Fehler sich entsprechend der Wangenzahl aufaddiert.
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Eine weitere Schwierigkeit liegt bei der bisher bekannten Ausführungsform
in der Befestigung der Wangen auf ihrer gemeinsamen Grundplatte. Man gibt zu diesem
Zweck jeder Wange an ihrem unteren Ende einen Flansch, der die Form eines Kreisringsektors
besitzt und in dem Gewinde und Stiftlöcher vorgesehen sind, mittels deren die Wange
mit der Grundplatte verschraubt und zentriert ist. Die Teilfuge zwischen je zwei
benachbarten Wangenfüßen stellt die Fortsetzung der schon erwähnten Teilfuge im
Nutengrund dar, so daß in dieser Hinsicht bezüglich der Genauigkeit der Herstellung
dasselbe gilt wie vorher. Die flanschartigen Verbreiterungen der Wange an ihrem
Fuß machen aber die Wange darüber hinaus noch zu einem komplizierten Werkstück,
dessen Herstellung in großem Umfang reine Handarbeit höchster Präzision erfordert,
die nur von ausgesuchten Leuten mit großem Zeitaufwand geleistet werden kann. Es
kommt hinzu, daß mit Rücksicht auf diese Bearbeitung das Härten der Wange erst nach
ihrer Fertigstellung erfolgen kann. Beim Härten muß aber stets mit einem gewissen
Verziehen des Werkstückes gerechnet werden, so daß an einem gehärteten Stück noch
wieder eine Nachbearbeitung vorgenommen werden muß. Genau so wie die Matrize wird
auch der Stempelsatz für den Nutenkranz aus einzelnen, an ihren Füßen mit Flanschen
versehenen und genau aneinanderpassenden Stempeln hergestellt, so daß hierbei dieselben
Schwierigkeiten und Kosten auftreten wie bei der Herstellung der Matrize.
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Durch die Erfindung werden die genannten Schwierigkeiten vollständig
behoben. Sowohl die Matrizenwangen als auch die einzelnen Stempel lassen sich bei
der Anordnung nach der Erfindung durch Formschleifen, d. h. rein maschinell und
mit großer Genauigkeit leicht herstellen. Dabei kann das einzelne Stück schon vor
der Bearbeitung gehärtet werden, so daß ein nachträglicher Härteverzug wegfällt.
Vor allem aber brauchen die einzelnen Wangen und Stempel nicht mehr aneinandergepaßt
zu werden, da sie sich überhaupt nicht mehr unmittelbar berühren, und ihre Befestigung
in der genauen Lage erfolgt durch Halteteile, die auf denkbar einfachste Weise hergestellt
werden können. Die Auswechselung etwa beschädigter Wangen und Stempel ist bei der
Anordnung nach der Erfindung ebenfalls ohne Schwierigkeiten möglich.
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Gemäß der Erfindung wird die Matrizenkante für die Nutengrundlinie
durch die Innen- bzw. Außenkante eines die Wangen umschließenden bzw. von ihnen
umschlossenen Ringes gebildet, während der Querschnitt jeder Wange nur dem Querschnitt
des eigentlichen Ständer- bzw. Läuferzahnes entspricht, den die Wange, abgesehen
von einem evtl. leicht konischen Anzug, über ihre ganze axiale Länge beibehält,
und der nur am Wangenfuß beiderseits durch radiale Vorsprünge erweitert ist, mit
denen sich die Wange, ohne ihre Nachbarwangen zu berühren, auf der Grundplatte abstützt.
Die radialen Vorsprünge des Wangenfußes werden zweckmäßig zwecks Festlegung der
Wange in radialer und tangentialer Richtung in entsprechende Aussparungen zweier
auf der Grundplatte befestigter Ringe eingesetzt, von denen der eine die Wangen
umschließt, der andere von ihnen umschlossen wird.
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Die Herstellung der Matrize, insbesondere der erwähnten Halteringe,
wird besonders einfach, wenn die radialen Vorsprünge des Wangenfußes den Querschnitt
von Kreissegmenten bzw. von Halbkreisen haben, die vorzugsweise glatt, ohne Knick
in den Zahnquerschnitt, d. h. in den wirksamen Wangenquerschnitt übergehen. In diesem
Falle kann man nämlich die Halteringe zur Festlegung der Wangen in ihrer richtigen
Stellung in der Weise herstellen, daß man zunächst in einen einzigen Ring auf zwei
Teilkreisen entsprechend der Zahl der einzusetzenden Wangen kreisrunde Löcher bohrt
und dann diesen Ring durch Wegdrehen des Materials zwischen den beiden Teilkreisen
erst in zwei Ringe zerlegt, die schließlch die beiden Halteringe bilden. Das Bohren
der erwähnten Löcher kann auf einem Lehrenbohrwerk bzw. mit Hilfe einer Bohrlehre
geschehen, so daß ohne nennenswerten Aufwand eine außerordentliche Genauigkeit erzielt
wird. Diese Ringe brauchen nicht gehärtet zu werden: Auf die Halteringe aufgeschraubte
Ringe, die sich von innen und von außen an die Wangen anlehnen und die radialen
Vorsprünge übergreifen, sichern die Wangen gegen Abheben von der Grundplatte.
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Die Erfindung möge an Hand der Zeichnung für einen Komplettschnitt
noch näher erläutert werden. Fig. I gibt zunächst die Gestalt beispielsweise eines
Ständerbleches für einen Drehstrommotor wieder, für dessen Herstellung das später
zu beschreibende Werkzeug dienen soll. Das Ständerblech besteht wie üblich aus dem
Rückenteil I. Nach innen zu schließt sich an den Rückenteil der Kranz der Zähne
4 an, zwischen denen die Nuten 3 liegen. Es handelt sich im vorliegenden Beispiel
um konische Nuten, die an der Bohrung halbgeschlossen sind. Um die Herstellung des
Schnittwerkzeuges zu vereinfachen, ist es zweckmäßig, die Nutenwandungen in den
Nutengrund scharfkantig übergehen zu lassen, d. h. auf die sonst übliche Abrundung
an diesen Stellen zu verzichten.
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Fig. 2 zeigt die Seitensicht und Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch
eine einzelne Matrizenwange 5. Der in Fig. 3 schraffierte Schnitt durch die Wange
entspricht ihrem oberen freien Teil und stimmt mit der Form des eigentlichen Ständerzahnes
überein. Am Fuß der Wange besitzt diese die schon erwähnten radialen Vorsprünge
6 und 7, welche die Form von Halbkreisen bzw. Kreissegmenten haben und sich
ohne Knick an den -eigentlichen Zahnquerschnitt anschließen.
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Fig. ¢ zeigt eine Draufsicht auf die fertige Matrize, die in ihrem
rechten. Teil horizontal durch. die Wange hindurchgeschnitten ist. Die Wangen 5
sind, wie man. aus dem rechten Teil der Fig. 4
erkennt, in entsprechende
kreissegmentförmige Aussparungen der beiden Halteringe 8 und 9 eingesetzt, wobei
diese beiden Ringe in der schon beschriebenen Weise aus einem einzigen, mit Bohrungen
versehenen Ring durch Ausdrehen des Spaltes zwischen ihnen hergestellt sind. Die
Aussparungen Io und II stellen also die nach dem Ausdrehen des Ringspaltes verbleibenden
Teile der vorher eingebrachten Bohrungen dar. Die Grundplatte I2, auf der sich die
Wangen in axialer Richtung abstützen, ist, was in Fig. 4 der Übersichtlichkeit halber
nicht dargestellt ist, mit Durchbrechungen versehen, durch die die beim Lochen der
Nut entstehenden Abfallteile nach unten herausfallen können.
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Nachdem die Wangen 5 in die Halteringe 8 und 9 eingesetzt sind, werden
sie, wie schon erwähnt, auf ihrer freien Länge innen und außen soweit heruntergeschliffen,
daß nur noch der eigentliche Zahnquerschnitt von ihnen stehenbleibt. Die Schnittkanten
der Matrize für die Nutbegrenzung im Nutengrund und für die äußere Begrenzung des
Ständerrückens bildet ein gehärteter Ring I4, der so von oben über die Wangen 5
geschoben und so befestigt wird, daß seine obere Fläche mit der wirksamen Schneidfläche
der Wangen genau in einer Ebene liegt. Dieser Ring besitzt außerdem noch Aussparungen
I6, die die in Fig. I ersichtlichen Blechaussparungen 2 ausschneiden. Ein weiterer
Ring I5, der als Auflage für den beim Ausschneiden wegfallenden äußeren Teil des
ursprünglichen Bleches dient, ist in vertikaler Richtung federnd angeordnet. Das
gleiche gilt für denn Ring I3, der sich unmittelbar an die Innenfläche der Wangen
anschließt und dem Durchmesser der Ständerbohrung entspricht. Unterhalb der Ringe
I3 und I4 liegen zwei nicht sichtbare Befestigungsringe von gleichem Innen- bzw.
Außendurchmesser, welche auf den Halteringen 8 und 9 festgeschraubt sind und über
die radialen Wangenvorsprünge 6 und 7 übergreifen, so daß diese nach oben nicht
herausgezogen werden können.
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Außerordentlich einfach gestaltet sich nach der weiteren Erfindung
die Herstellung des Stempelsatzes des Schnittwerkzeuges, soweit dies für das Lochen
der Nuten, in Betracht kommt. Der Stempelsatz besteht, wie schon erwähnt, ebenfalls
aus einzelnen Stempeln, die sich aber genau so wie die Matrizenwangen untereinander
nicht berühren und deswegen einander nicht besonders angepaßt zu werden brauchen.
Auch der einzelne Stempel I7, der in den Fig. 5 und 6 in zwei Ansichten dargestellt
ist, besteht aus einem Stück von durchgehend gleichbleibendem Querschnitt, nämlich
dem Querschnitt der zu lochenden Nut. Infolgedessen ist auch seine Herstellung in
schon gehärtetem Zustand durch Formschleifen ohne Handarbeit möglich. Die Befestigung
der Stempel in dem oberen Teil ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Hier bezeichnet
I8 einen Ring, der auf der Grundplatte des Stempelteiles festgeschraubt ist, und
der dazu dient, die einzelnen Stempel I7 in ihrer Stellung festzuhalten. Dieser
Ring I8 ist mit Durchbrechungen. 2o (Fig. 7) versehen, in welche die einzelnen Stempel
I7 mit Spiel hineingesteckt werden können. Auf der Rückseite trägt der Haltering
I8 zweckmäßig eine ringförmige Nut I9, in welche die Durchbrechungen 2o münden.
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Zur Herstellung des gesamten Stempels werden nun die einzelnen Teilstempel
in die zugehörigen Öffnungen der vorher bereits soweit fertiggestellten Matrizen
hineingesteckt und dadurch auf einfachste Weise in ihre endgültige, gegenseitige
Lage gebracht. Darauf wird der Haltering I8 von oben über die Stempel I7 übergestreift
und vorläufig in einer solchen. Lage fixiert, daß seine rückwärtige Oberfläche mit
den oberen Fußflächen der Stempel I7 bündig ist. Die endgültige Befestigung der
Stempel in ihrem Haltering kann nun entweder durch Weichlötung erfolgen oder, was
sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, dadurch, daß die Ringnut I9 und
die Zwischenräume zwischen den Wandungen der Durchbrechungen 2o und dem Stempel
I7 mit Marmorzement oder einem anderen geeigneten, erstarrenden Bindemittel ausgegossen
wird. Da die Kraft auf die Stempel nur in deren Längsrichtung wirkt und von einer
besonderen Grundplatte aufgenommen wird, ist eine solche Befestigung der Stempel
in dem Haltering wegen der geringen mechanischen Beanspruchung durchaus zuverlässig.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich noch, wenn entgegen der bisher
üblichen Ausführung die Stempel gegenläufig zur Matrize konisch ausgebildet sind.
Wenn dann bei Abnutzung von Stempel und Matrize ein Nachschleifen der Stirnflächen
erforderlich ist, bleibt nämlich der Schneidspalt bis zur restlosen Abnutzung des
Schnittwerkzeuges konstant, und es ändert sich lediglich die Nutenweite um einen
winzigen Betrag, der die elektrischen Eigenschaften der Maschine in keiner Weise
beeinflussen kann. Hierdurch bleibt die Güte der Lochungen immer gleich.
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Die vorstehenden Ausführungen zeigen deutlich, daß die Herstellung
des ganzen Schnittwerkzeuges wesentlich vereinfacht und verbilligt wird und daß
außerdem sämtliche Matrizenteile und Stempel leicht auswechselbar sind, so daß die
Kosten für die Instandhaltung des Schnittwerkzeuges stark gesenkt werden. Die Matrize
in Fig. 4 für den Komplettschnitt kann auch als Matrize für die erste Stufe eines
Folgeschnittes verwendet werden; es fallen dann die äußeren Schneidkanten für das
Ausschneiden des Blechaußendurchmessers weg.