DE1538955A1

DE1538955A1 - Method and device for the production of commutator blanks for electric miniature machines

Info

Publication number: DE1538955A1
Application number: DE19661538955
Authority: DE
Inventors: Terumoto Yamaguchi
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1966-03-31
Filing date: 1966-08-05
Publication date: 1970-02-19
Also published as: JPS4815045B1; GB1159990A; DE1538955B2

Description

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Dr. Γ. ZufTP :.j j~n. ■ ■ P. 0 t « η I u Ii \; fi I t · ■ • München 2, Brfluhausstraß· A /HI Dr. Γ. ZufTP: .jj ~ n. ■ ■ P. 0 t «η I u Ii \; fi I t · ■ • Munich 2, Brfluhausstrasse · A / HI

2/Iii Kw vollständige Anmeldungsunterlag— 2 / III Kw complete registration documents—

(2/2/1)(2/2/1)

NIPPON DENSO KABUSHIKI KAISHA, Aichi-ken,Japan aesassBasasaBsssaaaasBBsssasasssessBsasassaBeaa NIPPON DENSO KABUSHIKI KAISHA, Aichi-ken, Japan aesassBasasaBsssaaaasBBsssasasssessBsasassaBeaa

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kommutatorenrohlingen für elektrische Miniaturmaschinen.Method and device for the production of commutator blanks for miniature electric machines.

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kommutatorenrohlingen für elektrische Miniaturmaschinen_r wie etwa Dynamos, Anlasser und dergl.zur Verwendung in Automobilen.The invention "relates to a method and apparatus for the production of Kommutatorenrohlingen for miniature electric machines such as _r dynamos, starter motors and dergl.zur use in automobiles.

Gemäß einem typischen herkömmlichen Verfahren wird ein streifenförmiger Rohling für die Herstellung eines Kommutators allo mählich in Längsrichtung in eine Presse zum auf einanderfolgen-S den Pressen eingeführt; nebeneinander liegende Kommutatorlamel- ^ len oder Abschnitte bzw. Segmente sind miteinander durch Brückenstüoke verbunden, die nach rückwärts vorstehen, und sie ο sind auf ihrer Innenseite mit hakenähnlichen Ansätzen ausgestat-S tet, wobei die Lamellen oder Segmente zu einem Ring geformt ^w werden·, sodann wird in den Ring eine flüssige, isolierende, aushärtbare Zusammensetzung eingefüllt. Nach dem Aushärten der isolierenden Zusammensetzung wird der umfang bearbeitet, um dieAccording to a typical conventional method, a strip-shaped blank for the manufacture of a commutator is gradually fed longitudinally into a press for successive presses; adjacent Kommutatorlamel- ^ len or sections or segments are joined together by Brückenstüoke projecting rearwardly, and they are ο on its inside with hook-like lugs equipped kitchens-S tet, the lamellae or segments are ^w formed in a ring ·, a liquid, insulating, curable composition is then poured into the ring. After the insulating composition has hardened, the circumference is machined to the

Heue Unterlagen (Art7 H Abs.2 Nr.'i Today's documents (Art7 H Paragraph 2 No.'i

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oben erwähnten Brückenstücke zu entfernen, so daß die Kommutatorlamellen oder Segmente in einzelne Stücke unterteilt werden.Remove the above mentioned bridge pieces so that the commutator bars or segments can be divided into individual pieces.

Das oben erwähnte Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß die erforderliche Zahl an Pressungen der Zahl der Kommutatorlamellen oder Segmente entspricht, die hergestellt werden sollen; dementsprechend dauert es lange, bis alle Lamellen oder Segmente für einen Kommutator ausgebildet sind, und zusätzlich werden die Brüokenstücke, da sie nach außen vorstehen, während des Preßvorganges einer Zug- bzw« Dehnungsbeanspruchung ausgesetzt " und können leicht zerbrechen. Weitere Nachteile bestehen darin, daß keine gleiohmässige bzw. einheitliche Breite jeder Lamelle oder jedes Abschnittes wegen Änderungen in der Zuführgeschwindigkeit des streifenförmigen Rohlings erhalten werden kann, da die Kommutatorlamellen oder Segmente einer nach dem anderen ausgepreßt werden, und daß das Streifenmaterial, das alle Lamellen oder Abschnitte miteinander verbindet und zu einem Ring geformt wird, dazu neigt, eine ovale Form anzunehmen, so daß für dessen äußeren Umfang eine bedeutend größere Bearbeitungstoleranz vorgesehen werden muß. However, the above-mentioned method has the disadvantage that the required number of pressings of the number of commutator bars or corresponds to segments to be manufactured; accordingly, it takes a long time for all of the slats or segments are designed for a commutator, and in addition, the brittle pieces, since they protrude outward, during the Pressing process exposed to tensile or "elongation" and can break easily. Further disadvantages are that no uniform or uniform width of each lamella or each section can be obtained because of changes in the feeding speed of the strip-shaped blank, since the commutator bars or segments one at a time be squeezed out, and that the strip material that all lamellas or connects sections together and is shaped into a ring, tends to assume an oval shape, so that a significantly larger machining tolerance must be provided for the outer circumference.

Die oben erwähnten Probleme und Nachteile bei dem bisher bekannten Verfahren werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, durch die ein Verfahren zur Herstellung von Kommutatoren für elektrische Miniaturmaschinen angegeben wird, bei dem ein röhrenförmiger Rohling in eine form eingeführt wird, die eine Zahl von Rillen bzw. Nuten besitzt, die der Zahl der Brückenstücke entspricht und durch. Stoßverformung bzw. Preset sen, Kaltverformung, Plätten oder Ziehen mittels einer Stanze ° bzw. eines Stempels ausgepreßt wird, die bzw. der mit derselben Zahl von Zähnen entsprechend der Zahl der Kommutatorlamelle len oder Segmente ausgestattet ist, um die nebeneinander lieo genden Kommutatorlamellen oder Segmente auszubilden, die durch Brückenstücke miteinander verbunden sind. Auf diese Weise können die Brückenstücke stark genug ausgebildet werden, so daß sie nicht zerbrechen, und ebenso kann eine gleichmässige Breite jeder Lamelle oder jedes Segments erhalten werden; weiterhin können die Bearbeitungszeit und die Bearbeitungstoleranz verringertThe above-mentioned problems and disadvantages in the previously known one Processes are eliminated by the present invention which provides a process for making commutators for miniature electric machines is specified in which a tubular blank is inserted into a mold which has a number of grooves that corresponds to the number of bridge pieces and through. Shock deformation or preset sen, cold forming, flattening or drawing by means of a punch ° or a stamp is pressed out with the same Number of teeth corresponding to the number of commutator bars or segments is fitted to the side by side lieo Developing commutator bars or segments that run through Bridge pieces are connected to each other. In this way, the bridge pieces can be made strong enough so that they do not break, and also a uniform width of each lamella or segment can be obtained; can continue the machining time and the machining tolerance are reduced

werden.will.

iDie Erf indung wird nachfolgend anhand der te !liegenden Zeichnungen näher beispielsweise erläutert. In the following, the invention is explained in more detail, for example, on the basis of the drawings.

Kg, T zeigt eine Seitenansicht als Beispiel eines im Rahmen der Erfindung zu verwendenden röhrenförmigen Rohlings;Kg, T shows a side view as an example of one in the frame tubular blank to be used in the invention;

Fig. 2a und b zeigen in Seiten- "bzw. Vorderansicht den röhren- bzw. hülsenförmigen Rohling;Fig. 2a and b show in side "and front view the tubular or sleeve-shaped blank;

Pig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise weggebrochen, die einen Teil des fertigen Kommutators zeigt;Pig. 3 is a perspective view, partially broken away, showing a portion of the finished commutator;

Pig« 4 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung;Pig «4 shows, partially in section, a side view of the invention Pressing device;

Pig. 4' zeigt in einer der Pig. 4 ähnlichen Ansicht den unteren 'feil der Preßvorrichtung, in die ein einfacher röhrenförmiger Rohling eingesetzt ist;Pig. 4 'shows in one of the pig. 4 similar view to the lower one 'for the pressing device, in which a simple tubular Blank is inserted;

Pig. 4" zeigt eine zu der in Pig. 4' ähnliche Ansicht, bei der jedoch der röhrenförmige Rohling, der in die Preßvorrichtung eingesetzt ist, mit einem Plansch versehen ist;Pig. Fig. 4 "shows a view similar to that in Pig. 4 ', at but that of the tubular blank that goes into the press is inserted, is provided with a splash;

Pig. 5 zeigt im Querschnitt die Zähne des in der Preßvorrichtung verwendeten Stempels;Pig. Fig. 5 shows in cross section the teeth of the in the pressing device used stamp;

Pig. 6 zeigt im Querschnitt die Matrize der Preßvorrichtung;Pig. Fig. 6 shows in cross section the die of the pressing device;

Pig. 6¹ zeigt im Querschnitt einen Stempel und die dazugehörige Matrize in Richtung der Schnittlinie VI-TI aus Pig. 4; Pig. 6 ¹ shows in cross section a punch and the associated die in the direction of the section line VI-TI from Pig. 4;

Pig. 6" zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Pig. 6', der die Zuordnung der Stempelzähne und Nuten der Matrize zeigt;Pig. 6 "shows an enlarged section from Pig. 6 ', the shows the assignment of the punch teeth and grooves of the die;

Pig. 7 zeigt im Querschnitt einen Matrizenhalter, der Vorrichtung; Pig. Fig. 7 shows, in cross section, a die holder, the device;

Pig. 7' zeigt eine Ansicht des Matrizenhalters gemäß Pig. 7; undPig. 7 'shows a view of the die holder according to Pig. 7; and

Pig. 8 zeigt in einem vergrößerten l'eilausschnitt eine Ansicht des Stempels, aus der hervorgeht, daß die Durchmesseränderungen bzw. Radiusänderungen des Stempels durch die Abstufungen der Stempelzähne proportional größer werden mit wachsendem Abstand vom vorderen Ende des Stempels.Pig. 8 shows a view in an enlarged partial section of the punch from which it can be seen that the changes in diameter or changes in the radius of the punch due to the gradations of the punch teeth become proportionally larger with increasing distance from the front end of the stamp.

Aus den Zeichnungen, und insbesondere aus den Pig. 1 und 4» ist zu ersehen-, daß ein Stempel 2 an seinem Kopfende mit einer Püh-From the drawings, and especially from the Pig. 1 and 4 "can be seen - that a stamp 2 at its head end with a pistol

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rung 2a versehen ist, die einen äußeren Durchmesser besitzt, der dem Innendurchmesser des röhrenförmigen Rohlings 1 entspricht, der aus einem .leitfähigen Material, wie etwa Kupfer, besteht. Auf dem Umfang des oberen !Teils des Stempels sind ebenso viele Zähne 2b wie Kommutatorlamellen oder Segmente, wie in Pig. 5 gezeigt, vorgesehen bzw. angebracht. Wie die Pig. 4 und 8 zeigen, sind die Zähne 2b nach innen abgestuft gegen die Führung 2a, und - wie Pig. 8 zeigt - werden die Durchmesser bzw. Radiueänderungen mit von der Pührung 2a aus zunehmendem Abstand kleiner, und die Tiefe der Nuten zwischen den Zähnen wird mit von der Pührung 2a zunehmendem Abstand größer, ils ist erforderlich, die Anzahl der Stufen oder Schultern je nach dem sich jeweils verändernden Produkt auszuwählen. Vorzugsweise wird die Vorderfläche der Schultern in einem Winkel von 30 bis 60° gegen die Achse des Stempels 2 geneigt, wie dies Pig. 8 veranschaulicht. Wird der Winkel kleiner als 30°, so besteht die Gefahr, daß die Matrize 3 wegen übermässig starker Radialkräfte und die für den Preßvorgang erforderlichen Belastungen bricht. Andererseits wird von dem röhrenförmigen Rohling 1 viel Material abgeschabt, und der Stempel 2 wird viel zu früh beschädigt, wenn dieser Winkel zu mehr als 60° gewählt wird. Ein wie in Pig. 4 dargestellter Stempel 2 ermöglicht die Herstellung von Kommutatorrohlingen bei weniger Materialbeanspruchung bzw. Belastung, da die auf die Zähne 2a bzw. 2b wirkende Belastung auf jede einzelne Stufe verteilt wird, so daß die Belastungskonzentration für jede einzelne Stufe der Herstellung geringer wird. Weiterhin können die Kohlinge gleichförmige·'und präziser hergestellt werden, wobei es gleichzeitig möglich ist, die Brückenstücke dünner zu machen,und die Breite und Tiefe der Nuten zwischen den einzelnen Kommutatorlamellen oder Segmenten können schmaler und tiefer gewählt werden als bei den nach bekannten Verfahren hergestellten Kommutatorrohlingen.tion 2a is provided, which has an outer diameter, which corresponds to the inner diameter of the tubular blank 1, made of a conductive material such as copper. There are on the circumference of the upper part of the stamp as many teeth 2b as commutator segments or segments as in Pig. 5 shown, provided or attached. Like the Pig. 4 and 8 show the teeth 2b are stepped inwards against the guide 2a, and - like Pig. 8 shows - are the diameters or changes in radius with increasing distance from the lead 2a, and the depth of the grooves between the teeth becomes larger as the distance from the lead 2a increases, depending on the number of steps or shoulders required select a changing product. Preferably the front surface of the shoulders is at an angle of 30 to 60 degrees inclined towards the axis of the punch 2, as Pig. 8 illustrates. If the angle is smaller than 30 °, there is a risk of that the die 3 because of excessively strong radial forces and breaks the loads required for the pressing process. On the other hand, a lot of material is scraped off the tubular blank 1 and the punch 2 is damaged much too early if this angle is chosen to be more than 60 °. One like in Pig. 4 shown punch 2 enables the production of commutator blanks with less material stress or load, since the load acting on teeth 2a and 2b on each single stage is distributed so that the stress concentration becomes less for each individual stage of manufacture. Furthermore, the carbon rings can be made uniform and more precise, at the same time it is possible to make the bridge pieces thinner, and the width and depth of the grooves between them Commutator bars or segments can be selected to be narrower and deeper than those produced by known methods Commutator blanks.

Die zylindrische Porm bzw. Matrize 3 besitzt ebenso viele Rillen bzw. Nuten oder Aussparungen 3a, mit denen Brückenstücke ausge-¹ The cylindrical Porm or die 3 also has many grooves or recesses 3a, with which bridge pieces excluded ¹

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bildet werden soXlen, wie Brückenstücke entlang der Röhre angebracht werden sollen, wie aus tfig. 6 ersichtlich ist. Es soll erwähnt werden, daß der Abstand von der Mitte bis zur Spitze der Stempelzähne 2b, d.h. der äußere Radius R des Stempels 2, ein wenig größer ist als der Abstand vom Mittelpunkt bis zu den Matrizenzähnen 3b zwischen den Hüten 3a der Matrize 3, d.h. ein wenig größer als der innere Radius r der Matrize 3· Der Porm- bzw. Matrizenhalter 4 ist mit zahnförmigen Nuten 4a, wie in Fig. 7 dargestellt, versehen, deren Zahl gleich der Zahl der Zähne 2b ist, wobei diese Nuten so angeordnet sind, daß sie gut und in geeigneter Weise mit den Zähnen 2b des Stempels 2 zusammenpassen. Die Stoßverformungs- bzw. Preßvorrichtung besteht aus dem Stempel 2 der Form 3 und dem form- bzw· Matrizenhalter Im Prinzip ist der Grunddurchmesser der Zähne 2b des Stempels 2 etwas kleiner als der Innendurchmesser des röhrenförmigen Rohlings, und der äußere Durchmesser der Zähne ist merklich größer als der des fertigen Kommutators. Jedoch ist es auch zulässig, falls erforderlich, die Durohmesser gleich oder ein wenig kleiner zu machen.are formed as follows, as bridge pieces are to be attached along the tube, as from tfig. 6 can be seen. It should be mentioned that the distance from the center to the top of the punch teeth 2b, i.e. the outer radius R of the punch 2, is a little larger than the distance from the center to the Die teeth 3b between the hats 3a of the die 3, i.e. a slightly larger than the inner radius r of the die 3. The shape or die holder 4 is provided with tooth-shaped grooves 4a, as in FIG Fig. 7, the number of which is equal to the number of teeth 2b, these grooves are arranged so that they are good and mate with the teeth 2b of the punch 2 in a suitable manner. The crushing device exists from the punch 2 of the form 3 and the form or die holder In principle, the basic diameter of the teeth is 2b of the punch 2 slightly smaller than the inner diameter of the tubular blank, and the outer diameter of the teeth is significantly larger than that of the finished commutator. However, it is also permissible if necessary, make the durohmeters the same or a little smaller.

Im folgenden soll das Verfahren zur Herstellung der Kommutatoren unter Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung mit der oben erwähnten Anordnung beschrieben werden. Zuerst wird der röhrenförmige Rohling 1 in die Matrize 3 eingeführt, die auf der Stoßverformungsvorriohtung gehaltert ist,und von oben durch den Stempel 2 in eine gewünschte form gepreßt. Auf diese Weise kann der ringförmige, stoßverformte Gegenstand 1 * erhalten werden, bei dem die nebeneinander liegenden Kommutatorlamellen oder Abschnitte 5 durch Brüokenstücke 6 miteinander verbunden sind, die nach außen hin vorstehen, wie fig. 2b zeigt· Sodann werden hakenähnliohe Ansätze 7 auf der Innenseite jeder Kommutatorlamelle oder jedes Kommutatorabschnittes eines so stoßverformten Gegenstandes 1 durch beliebige geeignete bekannte Verfahren angebracht bzw. ausgebildet. Dann wird die flüssige, isolierende Zusammensetzung 8, die härtbar ist, eingefüllt, und die auf der Welle befestigbare Röhre bzw. Hülse 9 wird eingesetzt. Nach demThe following describes the method for producing the commutators using a corresponding device with the above-mentioned arrangement will be described. First the tubular blank 1 inserted into the die 3, which is supported on the shock deformation device, and through from above the punch 2 pressed into a desired shape. In this way, the annular, shock-molded article 1 * can be obtained, in which the commutator bars or sections 5 lying next to one another are connected to one another by means of bridge pieces 6, which protrude outwards, as fig. 2b shows then become hook-like lugs 7 on the inside of each commutator bar or each commutator portion of such a shock-deformed article 1 is attached by any suitable known method or trained. Then the liquid, insulating Composition 8, which is curable, filled, and on the Shaft fastenable tube or sleeve 9 is used. After this

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Aushärten der isolierenden Zusammensetzung wird der äußere Umfang bearbeitet, um die Brückenstücke 6 zu entfernen, um so die Kommutatorlamellen oder Segmente 5 in einzelne Stücke zu trennen, worauf der fertige Kommutator, wie er in i'ig. 3 gezeigt ist, erhalten wird.Curing the insulating composition becomes the outer perimeter machined to remove the bridge pieces 6 so as to separate the commutator bars or segments 5 into individual pieces, whereupon the finished commutator, as shown in i'ig. 3 shown is obtained.

Der Querschnitt der Zähne des Stempels 3 ist nicht auf die in der Beschreibung ausgeführte und in der Zeichnung gezeigte Form und Größe beschränkt, sondern kann in einer axial abgeschrägten oder einer stufenförmigen form ausgebildet sein, je nach Form und Größe des röhrenförmigen Rohlings. Damit läßt sich der Rohling mit minimaler Arbeitsleistung pressen.The cross-section of the teeth of the punch 3 is not based on that in The shape and size executed in the description and shown in the drawing are limited, but can be axially bevelled or a stepped shape, depending on the shape and size of the tubular blank. This allows the blank Press with minimal work.

Manchmal ist es erwünscht, Kommutatoren mit einem !Flansch zu versehen, wie fig, 4" zeigt. Solche mit einem flansch versehene Kommutatoren lassen sich ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung herstellen.Sometimes it is desirable to have commutators with a! Flange provided, as shown in fig. 4 ". Those with a flange Commutators can also be according to the invention Manufacture method and the device according to the invention.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Kommutatorrohlinge aus röhrenförmigen Rohlingen 1 hergestellt werden, die etwa die gleiche Größe wie der fertige Kommutator aufweisen. Dadurch ist es möglich, Kommutatorrohlinge in einem einzigen Arbeitsgang einfacher und mit höherer Präzision herzustellen als dies mit den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art möglich ist. Wegen des Preßvorgangs verlauft die Richtung des Paserflußes..der Segmente parallel zur Achse des Kommutators, und die hakenähnlichen Ansätze werden parallel zu dieser Richtung gelegt, wodurch diese stärker werden.With the device according to the invention, commutator blanks be made from tubular blanks 1, which are about the the same size as the finished commutator. This makes it possible to produce commutator blanks in a single operation easier to manufacture and with greater precision than is possible with the previously known devices of this type. Because During the pressing process, the direction of the Paserflusses..der segments runs parallel to the axis of the commutator, and the hook-like lugs are placed parallel to this direction, creating this Get stronger.

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Claims

1b38955 - ι - Pat 8 nt a n Proverbs

1. Process for the production of commutator blanks for electrical Miniature machines with bridge pieces and lamellas or segments, characterized in that a simple smooth, tubular blank made of electrically conductive feterially pressed or butt-formed that the inner surface of the blank is pressed inwardly by a punch at a number of spatially separated locations, one Number of commutator bars or segments is formed, the are connected by outwardly protruding bridge pieces.

2β device for the production of commutator blanks from one tubular blank made of electrically conductive material, comprising a number of segments connected by bridge pieces have, characterized by a die which has a number of the commutator bridge pieces corresponding grooves has provided bore and is used to receive the tubular blanks, and by a punch that is with a number of longitudinally graded commutator segments corresponding teeth are provided which are beveled inwardly towards one end of the punch, the Stamp for shaping the commutator blank by impact deformation of the blank in the die.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the diameter changes of the stamp by the gradations of Stamp teeth are smaller from the stamp tip from increasing step distance, and that the stamp between the Teeth is provided with grooves, the! Running of which increases with increasing distance from the tip. ·

NeUfl iÜltferlaflön iArt l £ ί Ate. 2Nr. 1 Satz 3 de* &Kjerufifl«fles. v. 4.9.196/NeUfl iÜltferlaflön iArt l £ ί Ate. 2 No. 1 sentence 3 de * & Kjerufifl «fles. v. 4.9.196 /

009808/06 0 3 _or1G | NAL INSPECTED