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Das Patent 1236 617 betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bauelementen
mit elektrischen Leiterzügen, bei dessen Ausführung die einzelnen Leiterzüge in
einer solchen Art vorgeformt werden, daß die einzelnen Strombahnen zunächst durch
Zonen verringerter Dicke des leitenden Materials verbunden bleiben, um deren geometrische
Anordnung zueinander während des Herstellungsprozesses zu sichern, wobei diese Zonen
verringerter Dicke in einem nachfolgenden Verfahrensschritt entfernt werden. Für
diesen Verfahrensschritt ist ein Ätzvorgang vorgeschlagen worden.
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Nach der vorliegenden Erfindung erfolgt die Trennung der einzelnen
Leiterzüge voneinander durch Abscheren des Materials im Bereich der Zonen verringerter
Dicke. Vorteilhafterweise werden - die abgescherten Teile der Zonen verringerter
Dicke beim Schervorgang in ein geeignetes Unterlagematerial eingepreßt, wodurch
bewirkt wird, daß die Leiterbahnen in ihrer geometrischen Lage zueinander fixiert
werden.
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Das Unterlagematerial wird zusammen mit dem eingepreßten abgescherten
Material erst entfernt, nachdem zuvor das ganze Gebilde mit der Fläche der frei
liegenden Leiterbahnen auf einen geeigneten Isolierträger aufgebracht und die Leiter
fest mit diesem verbunden sind.
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Sollen elektrische Bauelemente hergestellt werden, bei denen sich
auf beiden Seiten eines Isolierstoffträgers Leitermuster befinden, so kann dies
derart bewerkstelligt werden, daß auf jede der beiden Oberflächen des Isolierstoffträgers
je ein Gebilde aus vorgeformten Strombahnen und Unterlagematerial aufgebracht wird,
und zwar mit der Fläche der frei liegenden Leiterbahnen, und die Leiterbahnen fest
mit dem Isolierstoffträger verbunden werden, wonach anschließend die beiden Unterlagematerialschichten
mit den in diese eingepreßten Zonen abgescherten, verdünnten Materials entfernt
werden. In gleicher Weise ist es auch möglich, mehrlagige elektrische Bauelemente
herzustellen. Verbindungen zwischen den auf verschiedenen Seiten des Isolierstoffträgers
angeordneten einander zugeordneten Leiterbahnen können nach einem der bekanntgewordenen
Verfahren in üblicher Weise bewerkstelligt werden.
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Das beanspruchte Herstellverfahren für elektrische Bauelemente eignet
sich in seinen verschiedenen Ausgestaltungen auch ganz besonders gut zum Anfertigen
von rotierenden Armaturen, wie Rotoren für elektrische Generatoren und Motoren,
rotierenden Schalteinrichtungen, rotierenden Programmsteuerungen, Digital-Umformern
und dergleichen Armaturen. Die Erfindung wird im folgenden an Beispielen der Herstellung
von Rotoren für elektrische Motoren näher erläutert.
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F i g. 1 ist eine Teilansicht eines Rotors für einen elektrischen
Motor in der Aufsicht; F i g. 2 bis 5 stellen Schnitte einzelner Verfahrensschritte
zur Herstellung von Rotoren für Motoren nach der Erfindung dar.
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F i g. 2 stellt im Aufriß das leitfähige Ausgangsmaterial - beispielsweise
eine Kupferscheibe 9 -dar sowie die Werkzeuge 30 und 31 einer Prägestanze. Unter
dem Druck dieser in einer nicht gezeichneten Prägepresse eingespannten Werkzeuge
werden von dem Werkzeugteil 30' Furchen 15 in das Material der Scheibe 9 eingepreßt,
so daß eine Art Relief entsteht. Hierbei entstehen Leiterbahnen 12 und 12' (F i
g. 1) und die diese verbindenden Zonen verringerter Materialdicke 18 (F i g. 3).
Diesen letzteren entsprechen jene Gebiete des fertigen Leitermusters, die frei von
leitfähigem Material sind. Diese Zonen bilden eine Art Netz, das die einzelnen Leiterbahnen
geometrisch fixiert und mit diesem ein mechanisch stabiles Gebilde darstellen.
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Diese Zonen verringerter Materialdicke werden vor der endgültigen
Fertigstellung des Rotors entfernt. Dies geschieht durch einen Schervorgang. Zweckmäßigerweise
wird hierzu die vorgeformte Rotorscheibe unter Zwischenlage einer Schicht eines
geeigneten, nachgiebigen Materials 33 (F i g. 3) in einem aus einem Scherstempe135
und der Gegenplatte 34 bestehenden Werkzeug bearbeitet. Der von einer nicht gezeichneten
Presse auf das Werkzeug ausgeübte Druck ist groß genug bemessen, um zu erreichen,
daß die Zonen verringerter Materialdicke 18 vermittels der Werkzeugteile 35' abgeschert
werden und in die Unterlageschicht 33 hineingepreßt werden.
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Zweckmäßigerweise ist die Schicht 33 aus einem Material, das fest
an der Oberfläche der vorgeformten Rotorscheibe haftet. Diese Haftung zusammen mit
dem Einpressen der abgescherten Zone verringerter Materialdicke bewirkt, daß die
geometrische Orientierung der einzelnen Leiterbahnen voll erhalten bleibt (vgl.
F i g. 4).
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Um den Schervorgang günstiger zu gestalten, können beispielsweise
die Stirnflächen der Werkzeugerhebungen 35' konkav ausgearbeitet werden.
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Anschließend werden zwei derartig vorgearbeitete Rotorscheiben mit
den freien Leiterbahnflächen auf einen geeigneten Isolator gebracht (20 in F i g.
5), und zwar in der erwünschten Lage der Leitermuster beider Scheiben zueinander
und zweckmäßig auf dem Isolator fixiert. Anschließend können verschiedene weitere
Vorarbeiten, wie das Herstellen von Bohrungen, Abtrennen überflüssigen Materials
außerhalb der äußeren Begrenzung des Leitermusters usw., ausgeführt werden.
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Schließlich wird die Schicht 33 zusammen mit den eingepreßten Zonen
18 verringerter Materialdicke abgezogen, so daß eine auf beiden Seiten einer Isolierstoffscheibe
ein Leitermuster tragende Rotorscheibe entsprechend F i g. 5 entsteht.
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Sodann werden die Leiterbahnen der auf verschiedenen Seiten des Rotors
angeordneten Muster in gewünschter Weise leitfähig miteinander verbunden, beispielsweise
vermittels Bohrungen 23, 23' und 24, 24', die in bekannter Weise mit einer Metallschicht
versehen sind, die die elektrische Verbindung herstellen (F i g. 1).
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Bei sehr großen Leitermustern hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
nicht das ganze Leitermuster in einem Zug zu formen, sondern entweder in mehreren
aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten auszubilden oder aber nur einzelne Bezirke,
beispielsweise von einigen Leiterbahnen und diese trennenden Furchen schrittweise,
Bezirk nach Bezirk, zu fabrizieren. Hierdurch wird der Vorgang leichter überschaubar,
die Werkzeuge werden weniger aufwendig, und der Perßdruck der verwendeten Pressen
kann wesentlich geringer bleiben.