DE1032383B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kollektoren fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die bei Elektromotoren und Elektrogeneratoren benutzten Kollektoren bestehen aus einem auf der Ankerwelle des Motors oder Generators befestigten Zylinder, dessen Mantel aus radial angeordneten Metallstücken, insbesondere Kupferlamellen, gebildet wird, die gegeneinander durch einen isolierenden Stoff, wie Glimmer od. dgl., oder teilweise mit Glimmer und teilweise mit Kunststoff isoliert sind und an die die Enden der einzelnen Drahtschleifen der Ankerwicklung angeschlossen sind.

Es ist weiterhin bekannt, einzelne mit Halterungsansätzen versehene Stromwenderstege oder auch vorgeformte, die Segmente liefernde Kupferringe mit Verankerungszungen ausschließlich mit Kunstharzen zu isolieren und zu befestigen. Die Abstandshaltung und Ausrichtung der Einzelsegmente innerhalb der Preß- bzw. Gießform erfolgt hierbei durch angestauchte Ansätze bzw. Rippen an den Lamellen, die nach Fertigstellung des Kommutators weggearbeitet werden müssen. Ebenso ist es bekannt, zum Zentrieren und Festlegen der Stromwenderlamellen mit T-förmigen Verankerungsansätzen auch isolierte Metallringe zu verwenden.

Bei der Herstellung von derartigen Kollektoren, die aus vorgeformten Segmenten in Preß-, Spritz- oder Gießformen hergestellt werden, treten jedoch insofern Schwierigkeiten auf, als eine genaue Zentrierung und Abstandshaltung für die Segmente nicht gegeben ist. Infolge dadurch bedingter unsymmetrischer Lage der Lamellen und Isolierstege im fertigen Kommutator kann die Isolier- und Schleuderfestigkeit der so hergestellten Stromwender erheblich verschlechtert werden. Daneben ist im Anschluß an den Preßvorgang, teilweise bedingt durch die nicht ausreichende Zentrierung und Festlegung der Stege, eine oft erhebliche spanabhebende Bearbeitung erforderlich. Dieser zusätzliche Arbeitsgang ist ziemlich kostspielig, da hierfür keine ungeschulten Kräfte verwendet werden können. Weiterhin entstehen dabei nicht unbeträchtliche Materialverluste.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun ein vereinfachtes Herstellungsverfahren für Kollektoren, bei dem diese genannten Schwierigkeiten nicht auftreten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Kollektoren für elektrische Maschinen, nach dem Kupferlamellen in einer zylindrischen Form aufgestellt, von Ringen, die in Ausnehmungen der Kupferlamellen liegen, zentriert und mit einem Kunststoff umspritzt werden, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlamellen einerseits durch Ausnehmungen in der zylindrischen Form und andererseits durch Hartpapierringe, die in Ringnuten der Form eingreifen, zentriert, fixiert und im gleichen Abstand gehalten werden.

Verfahren und Vorrichtung

zur Herstellung von Kollektoren

für elektrische Maschinen

Anmelder:

ίο Bisterfeld & Stolting, Inh. Ernst Bisterfeld, Radevormwald (RhId.)

Ernst Bisterfeld, Radevormwald (RhId.),

ist als Erfinder genannt worden

Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt, und zwar in
Fig. 1 in Schnittansicht und in

Fig. 2 in Draufsicht bei abgenommener Deckplatte; Fig. 3 veranschaulicht die Ausführung einer Kupferlamelle in Seitenansicht.

Die Vorrichtung zur Herstellung des Kollektors besteht nach Fig. 1 und 2 im wesentlichen aus einer Grundplatte 1, beispielsweise aus Metall, auf der ein flacher, gegebenenfalls in der Mitte durchbohrter Zylinder 2 angeordnet ist, dessen Durchmesser dem Durchmesser des herzustellenden Kollektors entspricht. In diesem Zylinder ist am oberen äußeren Umfang eine der Anzahl der zu verwendenden Kupferlamellen entsprechende Anzahl Ausnehmungen 3 vorgesehen, in welche die noch zu beschreibenden Kupfer lamellen mit ihrem unteren Ende zur Zentrierung eingesetzt werden.

Um den Zylinder 2 greift — an diesem dicht anliegend -— ein beispielsweise dreiteiliger Hohlzylinder 4, 5, 6, der den Zylinder 2 nach oben hin um die Länge des herzustellenden Kollektors überragt und als Preß-, Gieß- oder Spritzform dient und von dem der eine Teil (beispielsweise Teil 4) fest mit der Grundplatte 1 verbunden sein kann, während die beiden anderen Teile auf der genannten Grundplatte frei verschiebbar sein können. Die Teile 4c, 5, 6 sind auf ihrer Oberseite je mit einem kurzen Zapfen ausgestattet, auf die nach dem Zusammenbau der Form eine flache, mit entsprechenden Bohrungen versehene und die Teile 4, 5, 6 abdeckende Ringscheibe 7 aufgesteckt werden kann. Die Teile 4, 5, 6 können auch als konische Backen ausgebildet sein, die in eine Form

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gesetzt oder durch einen konischen Ring zusammengehalten werden.

Die genannte Ringscheibe 7 ist auf ihrer Innenfläche mit Schlitzen 8 versehen, deren Anzahl der Anzahl der zu verwendenden Kupferlamellen entspricht und letztere an ihrem Kopfende hält und sichert.

Die zu verwendenden Kupferlamellen 9 bestehen aus dem eigentlichen Lamellenkörper 10, auf dessen Rückseite eine Halterung 11 vorgesehen ist, die oben und unten je mit einer Aussparung 12 ausgestattet ist.

Im Zylinder 2 ist außer den genannten Ausnehmungen 3 noch eine flache Ringnut 17 vorhanden, die in einem der Dicke 18 (Fig. 3) der zu verwendenden Kupferlamelle entsprechenden Abstand von der Mantelfläche des Zylinders 2 angebracht ist. Diese Ringnut dient zum Einsetzen des Hartpapierringes 19. Ebenso besitzt die Scheibe 15 eine Ringnut 21 für den Hartpapierring 20. Durch diese Hartpapierringe wird die für die erfindungsgemäß hergestellten Kollektoren kennzeichnende außerordentlich gute Zentrierung und Fixierung bewirkt.

Die Herstellung eines Kollektors unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung kann in folgender Weise durchgeführt werden:

Nach dem Zusammenbau der Form wird der Hartpapierring 19 in die Ringnut 17 eingelegt und die Kupferlamellen bei aufgelegter Scheibe 7 in die Form von oben her eingesetzt, indem die Lamellen mit ihrem Teil 10 durch die Schlitze 8 geschoben werden, bis sich der Fuß des Teiles 10 in die genannten Ausnehmungen 3 des Zylinders 2 einsetzt. Dabei setzen sich die Lamellen mit ihren unteren Aussparungen 12 auf den Hartpapierring und umgreifen diesen. Nach dem Einsetzen sämtlicher Lamellen wird auch in die obere Aussparung der Lamellen ein Hartpapierring 20 eingesetzt und die Scheibe 15 aufgesetzt, die den Hartpapierring 20 mit der Ringnut 21 umgreift. Die Lamellen werden somit unten durch den Zylinder 2 und den Hartpapierring 19 und oben durch die Scheibe 7 und den Hartpapierring 20 zentriert und in Stellung gehalten, während die Außenfläche der Lamellen dicht an den Formteilen 4, 5, 6 anliegt. Darauf wird die Buchse 13 für die Ankerwelle in die Form eingesetzt, für deren Zentrierung die Form zweckmäßig mit einem Zapfen 14 versehen wird und Scheibe 15 auf den Zapfen 14 aufgesetzt. Dann erfolgt das Ausspritzen oder Auspressen oder Ausgießen des Raumes zwischen der Buchse 13 und den Lamellen 9 und zwischen den Lamellen selbst mit einem geeigneten Kunststoff 16, so daß in einem einzigen Arbeitsgang die gewünschte gegenseitige Isolation der Lamellen erzielt wird. Nach der Verfestigung des Kunststoffes und dem Entformen werden dann die oben und unten über den Kollektor vorstehenden Enden der Kupferlamellen, d. h. die Enden, mit denen die Lamellen in der Scheibe 7 und dem Zylinder 2 zum Zentrieren gehalten wurden, auf die gewünschte Höhe abgeschliffen. Für das vorliegende Verfahren geeignete Kunststoffe sind beispielsweise Trichlorfluoräthylen, Polyurethan, Polyesterharze, Phenolharze oder Polyamide sowie andere Kunststoffe und Harze, die den elektrischen Anforderungen entsprechen und auch mit Füllstoffen versehen sein können.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist wesentlich einfacher als die bekannten Verfahren und kann auch von ungeschulten Kräften ohne weiteres durchgeführt werden. Ebenso ist es billiger, da keine komplizierten Hilfsvorrichtungen für das Einlegen der Lamellen und der Hartpapierringe erforderlich sind. Die spanabhebende Bearbeitung, wie sie für die früher hergestellten Kollektoren notwendig ist, entfällt weitgehend, wodurch eine beträchtliche Verbilligung des Verfahrens bewirkt wird. Insbesondere aber sind die Kupferlamellen in den erfindungsgemäß hergestellten Kollektoren viel sicherer fixiert und zentriert als in den nach bekannten Verfahren hergestellten Kollektoren. Besonders in der hervorragenden Zentrierung der erfindungsgemäßen Kollektoren wird ein beträchtlicher technischer Fortschritt gesehen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Kollektoren für elektrische Maschinen, nach dem Kupferlamellen in einer zylindrischen Form aufgestellt, von Ringen, die in Ausnehmungen der Kupferlamellen liegen, zentriert und mit einem Kunststoff umspritzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlamellen einerseits durch Ausnehmungen (3) in der zylindrischen Form (2) und andererseits durch Hartpapierringe (19, 20), die in Ringnuten (17, 21) der Form eingreifen, zentriert, fixiert und im gleichen Abstand gehalten werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auf einer Grundplatte (1) angeordneten flachen Zylinder (2) vom Durchmesser des herzustellenden Kollektors mit Ausnehmungen (3) für die Aufstellung der Kupferlamellen (9) und einer Ringnut (17) für die Halterung des Hartpapierringes (19) sowie einen diesen Zylinder genau umfassenden und nach oben hin um die Länge des herzustellenden Kollektors überragenden, zweckmäßig dreiteiligen Hohlzylinder (4, 5, 6) als Preß-, Gieß- oder Spritzform, eine auf den genannten Hohlzylinder für dessen Zusammenhalt aufzusetzende Ringscheibe (7) mit Halteeinrichtungen (8) für die Lamellen und eine mit einer Ringnut (21) für die Halterung des Hartpapierringes (20) versehene Scheibe (15).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 656 521, 846 264;
österreichische Patentschrift Nr. 172 647;
schweizerische Patentschrift Nr. 263 766;
französische Patentschrift Nr. 947 364.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 557/143 6.58