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Verfahren zur Herstellung von Trommelkemmutatoren für dynamo elektrische
Maschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Trommelkommoutatoren
für dynamoelektrische Maschinen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Schritte des Anschweißens
eines Kupferstreifens an eine Längskante eines Streifens aus einem anderen Metall
mit Hilfe des Elektronenstrahl-Schweißverfahrens und des Herausstanzens mindestens
eines
Teils einer Lamelle eines Trommelkommutators aus dem zusammengesetzten Streifen,
wobei die Lamelle ein Kupferteil und ein Teil aus dem anderen Metall umfaßt, derart,
daß das Kupferteil mindestens einen Teil der Wirkfläche der Lamelle im Einsatz bildet.
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Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand-von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind: Fig.
1 eine Perspektivdarstellung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem
Ausführungsbeispiel hergestellten Lamelle eines Trommelkommutators, Fig. 2 eine
Einzelheit in Perspektivdarstellung, die einen zusammengesetzten Metallstreifen
zur Veranschaùlichung eines Stadiums in der Herstellung der in Fig 1 gezeigten Lamelle
zeigt, Fig., 3 eine Einzelheit in Draufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Streifen,
wobei gestrichelt angedeutet ist, wie die lamellen aus dem Streifen herausgestanzt
werden, Fig. 4 eine Einzelheit im Schnitt durch einen Trommelkommutator, in dem
die in Fig. 1 gezeigte lamelle verwendet wird,
Fig. 5 eine der Fig.
1 ähnliche Darstellung-einer Variante, Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung
eines Streifens, aus dem die in Fig-. 5 gezeigte Lamelle hergestellt wird, Fig.
7 eine Perspektivdarstellung eines Teils einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
in einem zweiten Ausführungsbeispiel hergestellten Lamelle eines Trommelkommutators,
Fig. 8 eine Einzelheit in Perspektivdarstellung, die einen zusammengesetzten Metallstreifen
zur Veranschaulichung eines Stadiums in der Herstellung der in Fig. 7 gezeigten
Lamelle zeigt, Fig. 9 eine Einzelheit in Draufsicht auf den in Fig. 8 gezeigten
Streifen, wobei gestrichelt angedeutet ist, wie die in Fig. 7 gezeigten Teile der
Lamelle aus dem Streifen herausgestanzt werden, Fig. 10 eine Einzelheit im Schnitt
durch zwei der in- Fig.
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7 gezeigten Lamellenteile, die eine Lamelle eines Trommelkommutators
bilden, Fig. 11 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, in der gestrichelt gezeigt
ist, wie die Teile der lamellen aus dem zusammengesetzten Streifen in anderer Weise
gestanzt werden können, Fig. 12 eine der Fig. 10 ähnliche Darstellung einer Variante,
Fig.
13 eine Perspektivdarstellung eines zusammengesetzten Streifens, aus dem die Teile
der in Fig. 12 gezeigten Kommutatorlamelle gemacht werden, Fig. 14 eine Perspektivdarstellung
von Teilen einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem dritten Ausführungsbeispiel
hergestellten Kommutatorlamelle, Fig. 15 eine Einzelheit in Perspektivdarstellung,
die einen zussmengesetzten Metallstreifen zur Veranschaulichung eines Stadiums der
Herstellung der in Fig. 14 gezeigten Lamelle ze-igt, Fig. 16 eine Draufsicht auf
den in Fig. 1 gezeigten zu--sammengesetzten Metallstreifen, wobei gestrichelt gezeigt
ist, wie die Teile der Kommutatorlamellen aus dem Streifen gestanzt werden, Fig.
17 eine Ein-z5elheit im Schnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen-Verfahren
in einem vierten Ausführungsbeispel hergestellten Trommelkommutator und Fig. 18
eine Einzelheit in Perspektivdarstellung, die einen zusammengesetzten Metallstreifen
zur-Veranschaulichung eines Stadiums in der Herstellung des in Fig. 17 gezeigten
Kommutators zeigt.
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Gemäß Fig. bis 4 umfassen eine Anzahl gleicher Lamelle
len
11, die gegeneinander isoliert nebeneinander gehalten werden, um einen Trommelkommutator
zu bilden, jeweils einen Kupferabschnitt 12, auf dem im Einsatz die Bürsten der
dynamoelektrischen Maschine laufen, in der der Kommutator Verwendung findet. Der
Abschnitt 02 der jeweiligen Lamelle 11 umfaßt eine einstückig angeformte Fahne 13,
durch die die Lamelle mit der jeweiligen Zuleitung von der Läuferwicklung der Maschine
elektrisch verbunden ist. Der Kupferabschnitt 12 sitzt auf einem Stahlabschnitt
14, der an seinen Enden mit Aussparungen 15 versehen ist, in denen Ringe eingreifen.
Mit Hilfe dieser Ringe werden die Lamellen- 11 zusammengehalten, um den Trommelkommutator
zu bilden, wobei nebeneinanderliegende Lamellen durch Streifen 16 aus Glimmer gegeneinander
isoliert sind. Die Stahlabschnitte 14 der Lamellen 11 bilden keine Teile der Stronkreise
des Kommutators, sie bilden aber Wärmeminderer für die zugehörigen Kupferabschnitte.
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Da die Kupferabschnitte von den Stahlabschnittengetragen werden und
die Bürsten der dynamoelektrischen Maschine an ihnen in Anlage gelangen, ist es
wichtig, daß die Kùpferabschnitte fest mit den Stahlabschnitten verbunden sind.
Das bevorzugte Verfahren zur Verbindung der Kupferabschnitta mit den Stahlabschnitten
ist das Elektronenstrahl-Schweißverfahren.
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Die Herstellung der Lamellen 11 geht wie folgt vonstatten: Ein Kupferstreifen
7 und ein Stahlstreifen 18 werden im Elektronenstrahlverfahren an ihren Längskanten
(Fig. 2) mit ein
ander verschweißt, wobei die Querschnitte der Streifen
17 und 18 derart vorgesehen sind, daß der zusammengesetzte Streifen im Querschnitt
trapezförmig ist. Dabei ist der Stahlstreifen 18 breiter und dünner als der Kupferstreifen
17. Danach werden aus dem zusammengesetzten Streifen 17, 18 in der in Fig. 3 gestrichelt
dargestellten Weise Lamellen 11 gestanzt, wobei zu beachtenist, daß die Fahnen 13
der Lamellen 11 beim St-anzen nicht entstehen. Die beim Stanzen anfallenden vorgeformten
Lamellen werden dann gepreßt, um die Fahne 13 in die richtige Form zu biegen. Danach
wird die Fahne 13 mit einer Säge geschlitzt oder durchstoßen, um einen Schlitz 19
zu bilden, innerhalb -dessen die Enden 21 der LäuSerwicklung der dynamoelektrischen
Maschine im Einsatz befestigt sind, in der der Kommutator benutzt wird.
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In der in Fig. 5 und 6 gezeigten weiteren Ausführungsform haben Teile,
die den in Fig. 1 bis 4 entsprechen, die gleichen Bezugszahlen, an die der Kennbuchstabe
a angefügt ist. Die Streifen 17a und 18a sind durch Elektronenstrahl-Verschweißen
in der gleichen Weise miteinander verbunden, wie das zuvor beschrieben worden ist,
sie sind aber nicht derart geformt, daß der zusammengesetzte Streifen im Querschnitt
trapezförmig ist.
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Der Kupferstreifen 17a ist im Querschnitt trapezförmigt und umfaßt
einen sich an einer Seite entlang erstreckenden Steg. Der Stahlstreifen 18a ist
einfaches Bandmaterial, das mit dem- Steg des Streifens 17a verschweißt ist. Die
in Fig 1 gezeigte Lamelle
weist zwar eine Fahne 13 auf, eine solche
Fahne braucht aber nicht vorgesehen zu sein, denn die Enden 21 der Wicklungen kön-Enden
auch direkt an den Abschnitt 12 der Lamelle angeschweißt werden, wie das-in Fig.
5 gezeigt ist: dabei sind die Enden 21a der Wicklungen mit dem Abschnitt 'i2a-der
Lamelle widerstandsverschweißt.
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In einem in Fig. 7 bis 11 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung sind die Lamellen 11 jeweils aus zwei Teilen 22 gebildet, die spiegelgleich
sind und die aus dem gleichen zusammengesetzten Streifen gestanzt sind. Der zusammengesetzte
Streifen-, aus dem die Teile 22 gestanzt werden (Fig. 8), ist durch Elektronenstrahl-Verschweißen
zweier Stahlstreifen 23 trapezförmigen -Querschnitts mit den Längsrändern eines
Kupferstreifens 24 gebildet Die Querschnittsform des Kupferstreifens 24 ist derart,
daß der zusammengesetzte Streifen einen Querschnitt hat, der im wesentlichen dreieckig
ist. Dabei ist der Kupferstreifen 24 mit einer Längsnut 25 in der dem Scheitel des
Dreiecks-gegenüberliegenden Seite versehen, so daß der zusammengesetzte Streifen
im mittleren Abschnitt einen verminderten Querschnitt hat. Die Teile 22 der Lamellen
werden aus dem zusammengesetzten Streifen 23, 24 in der in Fig. 9 gezeigten Weise
oder in der in Fig. 11 gezeigten Weise gestanzt. Wenn zwei Teile 22 Seite an Seite
gelegt werden, wie das in Fig. 10 gezeigt ist, um eine Lamelle zu bilden, bilden
die Teile der Nut 25 der
jeweiligen Kupferabschnitte 24 der Teile
22 einen Schlitz 26 in der Fahne der Lamelle. Die zweiteiligen Lamellen werden in
der zuvor beschriebenen Weise gegeneinander isoliert zusammengesetzt, um einen Kommutator
zu bilden. Zu beachten ist hier,daß in diesem Ausführungsbeispiel die Fahnenabschinitte
der Teile 22 der Lamellen 11 durch das Stanzen gebildet werden.
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In der in Fig. 12 und 13 gezeigten weiteren Ausführungsform haben
Teile, die den in Fig. 7 bis 11 entsprechen,die glei chen Bezugszahlen, an die der
Kennbuchstabe a angefügt ist. In dieser Variante. handelt es sich um einfache, flache
Streifen 23a, die an Stege im Elektronenstrahlverfahren angeschweißt sind, die einstücking
an den Streifen 24a angeformt sind und sich von des,-:' sen gegenüberliegenden Rändern
aus nach außen erstrecken. Die Teile 22a können in der in Fig. 9 oder 11 gezeigten
Weise aus dem zusammengesetzten Streifen 23a, 24a gestanzt werden.
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Die in Fig. 14 bis 16 sowie 17 und-18 gezeigten Ausführungsbeispiele
unterscheiden sich von den in Fig. 7 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispielen in der
Form des zusammengesetzten Streifens. In den in Fig. 14 bis 46 gezeigten Ausführungsbeispielen
hat der mittlere Kupferabschnitt des zusammengesetzten Streifens. einen I-förmigen
Querschnitt,' so daß die Lamelle, die aus zwei aus dem Streifen gestanztenTeilen
zusammengesetzt ist, eine dünne Fahne hat. Das Vorsehen der dünnen Fahne an jeder
Lamelle
bewirkt eine Einsparung an Kupfer und außerdem eine Verminderung
der Wärmeleitung an der Fahne, so daß ein Anschweißen der Enden der Wicklungen an
die Fahne erleichtert wird. Auch hier werden die zweiteiligen Lamellen zusammengesetzt,
um den Kommutator zu bilden, wobei nebeneinanderliegende Lamellen durch Glimmerblättchen
gegeneinander isoliert werden, wie das zuvor schon beschrieben worden ist.
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In den in Fig. 17 und 18 gezeigten Ausführungsbeispielen hat der
mittlere Kupferabschnitt des Streifens ebenfalls einen I-förmigen Querschnitt, jedoch
haben die äußeren Stahlabschnitte einen rechteckigen Querschnitt. Wenn also zwei
aus dem zusammengesetzten Streifen gestanzte Teile miteinander verbunden werden,
um eine Lamelle zu bilden, hat die dabei entstehende4Lamelle wiederum eine dünne
Fahne, und darüber hinaus ist nur-ein Minimum an Stahl vorhanden, das den Wärmeminderer
bildet. Ein aus solchen Lamellen gebildeter Kommutator ist leichter als ein bekannter
Kommutator entsprechender Größer . Auch hier wieder werden die'lamellen miteinander
verbunden, umden Kommutator zu bilden, und nebeneinanderliegen,de Lamellen werden
durch Glimmerblättchen gegeneinander isoliert.
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Zum Zwecke der Verbindung der Lamellen mitsinander zur Bildung des
Kommutators, wie das zuvor béschrieben worden ist, können bsispielsweise auch die
Lamellen in einen Trägerkörper
aus Kunstharz eingeformt werden,
wobei der Körper Abschnitte umfaßt, die sich zwischen nebeneinanderliegende Lamellen
erstrecken, um die Lamellen gegeneinander zu isolieren.