DE2021337A1

DE2021337A1 - Herstellungsverfahren fuer Kollektoren von elektrischen Maschinen

Info

Publication number: DE2021337A1
Application number: DE19702021337
Authority: DE
Inventors: Lucien Coquard
Original assignee: TRAVAUX ELECTRO MECANIQUES SOC
Current assignee: TRAVAUX ELECTRO MECANIQUES SOC
Priority date: 1969-05-02
Filing date: 1970-04-30
Publication date: 1970-11-05
Also published as: FR2043933A5; US3704513A; GB1305415A

Description

Dipl.-lng. Dipl. oec. publ.

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PATlMA; i'/v ALT - ■

8 München21 - Gotthardstr. 81

Telefon 56 17 62 6114 ■- V

Societe Industrielle de Travaux Electro-Mecaniques (S.I.T.E.M.) Asnieres, 17,-rue Malakoff (Frankreich)

„Herstellungsverfahren für Kollektoren von elektrischen Maschinen"

Französische Priorität vom 2. Mai 1969 aus der französischen Patentanmeldung Nr. 69/14 03 3 (Seine)

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Kollektoren von elektrischen Maschinen. In diesem Zusammenhang werden das verwendete Material und die zur Herstellung eingesetzte Vorrichtung beschrieben.

Die Kollektoren von elektrischen Maschinen bestehen aus kreisförmig angeordneten Kupferlamellen, die untereinander elektrisch isoliert sind. Gemäß den bisher hauptsächlich angewendeten Fertigungsverfahren werden die Kollektorlamellen aus einem Kupferprofil keilförmigen Querschnitts geschnitten, wobei sich der Winkel des Keils aus der durch 360° geteilten Anzahl der KollektorlameIlen ergibt. Anschließend werden die Kupferlamellen kreisförmig angeordnet und jeweils durch beispielsweise aus Glimmer bestehende Isolierplatten voneinander getrennt. Die gesamte Einheit wird nunmehr mit Hilfe von geschraubten bzw. eingepreßten Ringen oder durch Eingießen in ein Plastikmaterial fest zusammengehalten. Handelt es sich um in Plastikmaterial eingegossene Kollektoren, so kann darauf verzichtet werden, isolierende Zwischenstücke vorzusehen, da in diesem Falle das Plastikmaterial die Räume zwischen den einzelnen Kupferlamellen ausfüllt. Der Fertigungs prozess des Kollektors wird durch verschiedene Bearbeitungsverfahren abgeschlossen, wozu insbesondere die Verbindung des Kollektors

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mit den Ankerspulen gehört. Die hierbei verwendeten Anschlußstücke können als vorspringende Teile, Anschlußfahnen oder Haken auftre-

Im Hinblick auf eine Großserienfertigung von

Kollektoren wäre es wünschenswert, ihre Herstellung zu automatisieren. Demgegenüber eignet sich jedoch das normale Herstellungsverfahren kaum für eine Automatisierung, da es schwierig ist, mechanische Hilfsmittel einzusetzen, die die Kollektorlamellen erfassen, um diese in einen Montagering einzusetzen. Darüberhinaus erfordert die Fertigungsabsclilußphase eine verhältnismäßig langwierige und komplizierte Bearbeitung für die Herstellung der Anschlüsse zwischen Kollektorteil und Ankerspulen.

In der Zielsetzung der Erfindung liegt demnach

die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung" von Kollektoren ohne die geschilderten Nachteile, wobei sich dieses erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich auf kleinere, eingegossene Kollektoren bezieht, die zur Verbindung mit der Ankerspule mit Haken ausgerüstet sind.

Innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens wird

einerseits das Kollektormaterial aus Kupfer bzw. einem anderen Werkstoff in Barren- oder Streifenform verarbeitet, wobei die einzelnen Kollektorteile fortlaufend durch dünnere Verbindungsstücke mit dem jeweils nächstfolgenden Kollektorteil verbunden sind; ferner gehört zu dieser Anordnung ein Montage- bzw. Gußring, in dessen Mittelöffnung Aussparungen in Form und Anzahl gemäß dem herzustellenden Kollektor vorgesehen sind. Bei diesem Verfahren wird zur Herstellung der Kollektorlamellen jeweils ein Kollektorteil in eine Aussparung gedrückt und am dünneren Verbindungsstück, direkt am Abschluß des Lamellenteils abgetrennt und auf diese Weise alle freien Aussparungen ausgefüllt. Erforderlichenfalls können die dünneren Verbindungsstücke nach ihrem Abtrennen vom fortlaufenden Barrenteil am Kollektor hakenförmig umgebogen werden. Handelt es sich um einen mit Plastikmaterial ausgegossenen Kollektor, bei dem die isolierenden Zwischenstücke zwischen den einzelnen Lamellen entfallen, so kann der auf diese Weise vorbereitete Montage- oder Gußring in eine Presse gebracht werden, um den Plastikguß vorzunehmen.

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Als Teil der Erfindung ist ferner der zur Anwendung des Verfahrens hergestellte Barren.oder Streifen anzusehen, der aus einer fortlaufenden Anordnung von Lamellenelementen und Verbindungsstücken--' besteht sowie darüberhinaus die Form des verwendeten Montage- bzw.

Gußrings. .

In den. beigefügten Zeichnungen ist· das erfindungsgemäße Verfahren sowie die verwendeten Hilfsmittel dargestelljt Es zeigen:

{- Fig. 1 - verschiedene Lamellenprofile für kleinere Kollektoren; ;- Fig. 2 - erfindungsgemäße Anordnung von Lamellenelementen und

i Verbindungsstücken; ■

: - Fig. 3 - perspektivische Teilansicht bezpglich der Anwendung des

i erfindungsgemäßen Verfahrens;

I- Fig. 4 und 5 - Schemata der Hauptteile einer zur Anwendung des

^; Verfahrens verwendeten Vorrichtung zur automatischen

ι Fertigung von Kollektoren;

■ - Fig. 6 - Teilansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines

I Mnntagerings.

i - Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Herstel-

! lung von Kollektoren jedweden Typs oder Volumens verwendet werden, ; ist jedoch insbesondere zur Herstellung von kleinen, vergossenen' ι Kollektoren geeignet, die beispielsweise einen Durchmesser von weniger als H cm haben und weniger als zwanzig Lamellen aufweisen. Innerhalb dieses Kollektortyps besitzen die Lamellen im allgemeiner nicht die übliche Keilform, dessen schwächerer Teil schwttlbenschwanzförmig ausgebildet ist; Fig. 1 zeigt den Querschnitt einiger üblicherweise verwendeten Lamellen: bogenförmig (a), t-förmig (b), absatzförmig (c), hakenförmig (d). Jede dieser Formen besitzt ein mehr oder weniger trapezförmiges Profil, wobei eine Nut bzw. ein vorspringendes Teil an der dünneren Fläche vorgesehen ist, um während des Gußvorgangs dem Plastikmaterial eine entsprechende Angriffsfläche zu bieten.

Innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens wird

ein aus Kupfer bzw. aus einem anderen Werkstoff bestehender Barren oder Streifen verarbeitet (siehe Figur 2), der aus einer Folge von

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Lamellenteilen 1 besteht, die miteinander durch dünnere Verbindungsstücke 2 verbunden werden, wobei letztere, rund oder recht-" eckig, vorzugsweise eine Breite von weniger als der Hälfte der größten Breite der Lamellenteile aufweisen, ihre Länge vorzugsweise gleich bzw. unter der eines Lamellenteiles liegt und diese Ver-" bindungsstücke leicht abgeschnitten werden können. Ein solcher Barren oder Streifen kann einen der in Figur 1 dargestellten Querschnitte aufweisen. Für Lagerung und Transport kann dieser Werkstoff entweder in langen Streifen oder aber auf eine Trommel aufgerollt vorrätig gehalten werden.

Figur 3 zeigt den Einsatz des beschriebenen

Werkstoffes bei der Herstellung eines vergossenen Kollektors, dessen Lamellen ohne, isolierende Zwischenstücke montiert werden (das während des Gießvorgangs eindringende Plastikmaterial erfüllt hierbei die Aufgabe der notwendigen Isolierung zwischen den einzelnen Lamellen); diese Lamellen besitzen jeweils an ihrem Ende hakenförmige Abschlüsse, die die Verbindung zum Anker herstellen. Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß der in Figur 2 dargestellte Barren oder Streifen in der Form verarbeitet wurde, daß sich eine Lamelle 1 in eine der Aussparungen 3 der Mittelöffnung eines Montagerings legt, der ggf. die Rolle eines Gußrings 4 übernimmt. Die Anzahl der Aussparungen 3 entspricht der Zahl der vorgesehenen Kollektorlamellen; diese werden durch Rippen begrenzt, die längs auf der inneren Fläche des Rings verlaufen und Vorsprünge bilden, deren Stärke dem Lamellenzwischenraum entspricht und deren möglichst geringe Höhe ausreicht, die Lamellen zu halten, wobei der größte Teil des Lamellenzwischenraums für die spätere Aufnahme des Gießharzes frei bleibt. Die eingedrückte Lamelle 1 drückt gegen einen Verstärkungsteil 6 des Rings 4, wonach das dünnere Verbindungsstück 2 des Barrens genau in Höhe der nächstfolgenden Lamelle 1 abgetrennt wird; das dünnere Verbindungsstück 2 der eingesetzten Lamelle wird nunmehr hakenförmig 7 umgebogen, wobei dieser Haken in eine af der Vorderseite des Rings 4 vorgesehene Nut 8 eingreift» Sollte eine andere Befestigungsmöglichkeit gewählt werden, so kann dieses (im letzteren Falle umgebogene) Verbindungsstück entweder gerade vorstehen bzw. abgeschnitten werden. In der beschriebenen

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Form werden nunmehr alle Lamellenteile 1 in die jeweiligen Aus- ' sparungen 3 eingebracht. Nach Beendigung dieses Einsetzvorgangs kann der somit zusammengesetzte Ring zur Plastikpresse befördert werden, um nach in sich bekannter Art die einzelnen Lamellen zu

Die äußere Oberfläche des Rings "4 erhält vorzugsweise eine konische Form, um eine Zentrierung dieses Rings in einer Montagevorrichtung sowie innerhalb der Plastikpresse zu ermöglichen. Aus der Darstellung der Figuren 4 und 5 geht hervor, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres automatisiert werden kann und zwar unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung mit einer Auflagefläche 10, einem Stößel 11, einem Messerteil 12 und einer Auflage 13. Nachdem der Montagering 4 auf die Auflage 13 montiert wurde und der Barren bzw. Streifen 1-2 auf der Auflagefläche 10 liegt, werden unter Mitwirkung nicht dargestellter Elemente .die erforderlichen Bewegungen ausgeführt: Betätigung des Stößels 11, um eine Lamelle 1 in eine Aussparung 3 einzubringen,' Absenken des Messerteils 12, um das dünne Verbindungsstück 2 genau in Höhe der nächstfolgenden Lamelle abzutrennen, Rückzug des Stössels bis zur nächstfolgenden Lamelle, Anheben des Messerteils 12 und Drehen der Auflage 13.

Figur 6 zeigt eine sehr einfache Ausführungsform des Montagerings 4. Dieser Montagering besteht aus einem ringförmigen Teil 14, auf dem Blechplättchen 15 und Stah.lprofilstäbe 16 kreisförmig angeordnet sind; diese Profilstäbe besitzen den Querschnitt eines gleichschenkligen Trapezes, dessen parallel verlaufende Seiten gegebenenfalls abgerundet sein können, während die nicht parallel verlaufenden Seiten einen Winkel von 360 ,geteilt durch die Anzahl der Kollektorlamellen, bilden. Die Blech-' ι plättchen 14 sind etwas höher als die Stahlprofilstäbe 15, wobei die vorspringenden Blättchenteile Rippen bilden, die die Aussparungen um die Mittelöffnung des Rings begrenzen.

Bei dem zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewählten Kollektor waren' die Lamellen nicht durch isolierende Zwischenstücke voneinander getrennt. Falls gewünscht, ; können diese (z.B. aus Glimmer) vor dem Gießvorgang zwischen die - im Montagering angeordneten Lamellen eingebracht werden₅ wonach Lamellen und Zwischenstücke mittels eines engeren Rings verspannt „erden. 009845/U16

Claims

Patentansprüche :

1Λ Herstellungsverfahren für Kollektoren von elektrischen Maschinen^ dadurch gekennzeichnet, daß hierbei das Kollektorma1a?ial aus Kupfer bzw. einem anderen Werkstoff in Barren- oder Streifenform verarbeitet wird, wobei die einzelnen KollektorlameIlen (1) fortlaufend durch dünnere Verbindungsstücke (2) miteinander ver-r bunden sind und ferner ein pontage- bzw. Gußring (U) vorgesehen ist, auf dem um seine mittlere Öffnung eine gleiche Anzahl Aus-; sparungen (3) wie einzusetzende Kollektorlamellen (1) vorgesehen ist, ferner dadurch gekennzeichnet, daß zur kreisförmigen Anordnung dieser Kollektorlamellen jeweils ein Lamellenabschnitt (1) in eine Aussparung (3) gedrückt und das Verbindungsstück (2) genau in Höhe der nächstfolgenden Lamelle (1) abgetrennt und in gleicher Weise für sämtliche Aussparungen (3) verfahren wird. ;

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne, Verbindungsstück (2) nach Abtrennen vom jeweils folgenden Lamel-J lenstück (1) in Form eines Hakens (7) umgebogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 für die Herstellung eines mit Plastikmaterial vergossenen Kollektors, dadurch gekennzeichnet, j daß nach erfolgtem Einsetzen der einzelnen Lamellen (1) der Mon-j tage- bzw. Gußring (U) in einer Plastikpresse weiterverarbeitet wird.

U. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einsetzen der einzelnen Lamellen (1) in den Montagering (U) zwischen diese Lamellen Isolierstücke eingebracht und diese Anordnung in einen engeren Ring.gebracht wird, um eine feste Verbindung dieser Einheit herzustellen.

5. Werkstoff aus- Kupfer oder einem anderen Kollektormaterial für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser die

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Form eines Barrens oder Streifens hat, der aus einer Folge von _t Lamellenteilen Cl) mit dazwischen liegenden Verbindungsstücken (2),. die dünner ausgeführt sind, besteht.

. Werkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dünner ausgeführten Verbindungsstücke (2) .einen runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen und sich leicht abschneiden lassen, wobei deren Breite vorzugsweise weniger als die Hälfte der Breite der Kollektorlamellen (1) beträgt. \

. Werkstoff nach Anspruch 5 oder 6,dadurch gekennzeichnet,.daß die Länge der dünner ausgeführten Verbindungsstücke (2) unter der Länge der KollektorlameIlen (1) liegt bzw. mit dieser über- ;■- einstimmt.

8. Werkstoff nach einem der Ansprüche 5 , 6 oder 7, dadurch gekenn-j zeichnet, daß die Kollektorlamellen (1) ihrem Profil nach bogenförmig Ca), t-förmig (b), absatzförmig Cc) oder hakenförmig Cd) i-ι-ausgebildet sind. Γ

19. Montage- und/oder Gußring zur Anwendung des Verfahrens gemäß

!. einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß dieser

'■\. aus einem rxngförmxgen Teil (14·) gebildet wird, auf dem in

: Kreisanordnung Blechplättchen (15) und Stah^rofilstäbe (16)

; liegen, wobei die vorspringenden Blättchenteile Rippen bilden,

; die die Aussparungen um die Mittelöffnung des Rings -begrenzen.

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