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Verfahren zur Herstellung eines Formpreßkommutators Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Formpreßkommutators. Bei der
Herstellung eines Kommutators nach einem Formpreßverfahren ist es üblich, die Kommutatorstäbe
durch einen mechanischen Schneidvorgang wie Abstechen aus einem Kupferrohr zu bilden.
Bei diesem Verfahren muß Jedoch das Schneiden eines blanken Ytupferrohres beim ersten
Schritt des Vorganges unter Verwendung einer Säge vorgenommen werden, um Jede Verformung
des Rohres zu vermeiden. Außerdem wird die Bildung der Kommutatorbürstenfahnen üblicherweise
durch Schneiden von Bürstenfahnenteilnuten mittels eines Schneidwerkzeuges vorgenommen,
nachdem die Kommutatorstäbe durch Abstechen gebildet sind, da die Kommutatorburstenfahnen
und die Kommutatorstäbe nicht gleichzeitig durch Maschinenbearbeitung gebildet werden
können
Dabei ist, da die Bearbeitung des Schrumpfringes des Kommutators
ausgeführt wird, bevor ein Formpreßmaterial eingeführt wird, ein Schritt zur Entfernung
der Späne unvermeidlich. Daher schafft das vorstehend beschriebene bekannte Verfahren
nicht nur die Gefahr von Kurzschlüssen zwischen Kommutatorstäben über die Späne,
sondern erfordert auch eine hohe Gewandtheit beim Maschinenbearbeiten der Kommutatorstabteilnuten
und der Koiinutatorbürstenfahnenteilnuten, die gegenseitig ausgerichtet sein müssen,
da diese Nuten nicht gleichaeitig maschinell ausgearbeitet werden können, und daher
ist dieses Verfahren nicht zur Massenherstellung von Kommutatoren geeignet, Ein
weiteurer Nachteil des herkömmlichen Verfahrens, der nicht überstehen werden darf,
ist, daß eine große Menge von Kupferwerkstoff im Überfluß verbraucht wird, weil
bei der Herstellung von Kommutatorstäben unabhängig voneinander der die Kommutatorstäbe
verbindende Teil mit einem Drehwerkzeug nach Einführen des Formpreßmaterials herausgeschnitten
werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Schruspfringes
für einen Kommutator mit Kommutatorstabteilnuten und Kommutatorbürstenfahnenteilnuten
aus einer verhältnismäßig geringen Werkstoffmenge und in einer verhältnismäßig geringen
Zahl von Verfahrensschritten durch Kaltschmieden ohne mechanische Schneidbearbeitung
anzugeben. Daneben soll die Erfindung ein Verfahren bereitstellen, nach dem sich
eine an Jeder Seitenfläche eines Kommutatorstabes zum Zweck der Erzeugung einer
festeren Bindung mtt einem Formpreßmaterial zu bildende Nut gleichzeitig mit der
Bildung eines Schrumpfringes des Kommutators ohne mechanische Schneidvorgänge herstellen
läßt.
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Gegenstand der Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, ist
ein Verfahren zur Herstellung eines Formpreßkommutators, gekennzeichnet durch folgende
Verfalr ensschritte (a) Bildung eines geflanschten zylindrischen Körpers mit geeigneten
Mitteln; (b) Erzeugung eines Schrumpfringes für einen Kommutator mit Kommutatorstäben
und Kommutatorbürstenfahnen, die miteinander durch das Material des geflanschten
zylindrisciien Körpers verbunden sind, durch Anordnung des zylindrischen Körpers
in einer Hohlformeinheit und Schneiden der Kommutatorstabteilnuten und der Kommutatorbürstenfahnenteilnuten
in gerader Richtung an der Außenumfangsfläche mittels einer Preßform mit Bearbeitungszähnen,
wobei die J:inenumfangsfläche und die untere Endfläche des zylindrischen Körpers
unbeweglich gehalten werden; (c) öinfiilirung eines Formpreßmaterials in den Schrumpfring
des liommutators; (d) Bildung von Ankerspulenmontageeinkerbungen in den Kommutatorbürstenfahnen
; un (e) Entfernung des die Kommutatorstäbe und Kommutator bürstenfahnen verbindenden
Materials zwecks Isolierung der Kommutatorstäbe und Kommutatorbürstenfahnen voneinander.
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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 1 eine
Schnittansicht zur Erläuterung des Schrittes der Bearbeitung des Ausgangsmaterials;
Fig, 2 eine Schnittansicht zur Erläuterung des Schrittes der Bildung eines ringförmigen
Körpers; Fig. 3 und 4 Schnittansichten zur Erläuterung des Schrittes der Bildung
eines geflanschten zylindrischen Körpers; Fig0 5 eine Schnittansicht zur Erläuterung
des ersten Nutschneideschrittes unter Verwendung einer Preßform; Fig. 6 eine Schnittansicht
nach der Linie VI-VI in Fig, 5; Fig. 7 eine Schnittansicht zur Erläuterung des Teilnutherstellschrittes;
Fig. 8 eine Schnittansicht nach der Linie VII-VII in Fig. 7; Fig. 9 eine vergrößerte
Teilschnittansicht zur Erläuterung der Ansicht des wesentlichen Teils von Fig. 8;
Fig. 10 eine Schnittansicht nach der Linie X-X in Fig. 8; Fig. 11 eine vergrößerte
Teilschnittansicht zur Erläuterung des wesentlichen Teils von Fig. 10g
Fig.
12 eine Perspektivansicht eines Schrumpfringes für einen Kommutator; Fig. 13 eine
vergrößerte Teilseitenansicht nach Fig0 12; Fig. 14 eine Schnittansicht zur Erläuterung
des Formpreßmaterial-Einführungsschrittes Fig. 15 eine Pespektivansicht des nach
dem Schritt gemäß Fig. 14 erhaltenen Kommutators; Fig. 16 eine Schnittansicht zur
Erläuterung des Schrittes der Bildung von Spulenmontiernuten in den Kommutatorbürstenfahnen;
Fig. 17 eine Perspektivansicht des durch den Schritt nach Fig. 16 erhaltenen Kommutators;
und Fig. 18 eine Perspektivansicht des vollständigen Formpreßkominutators.
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Die Erfindung bietet ein Verfahren zur Herstellung eines Formpreßkommutators,
bei dem, wie Fig. 18 zeigt, Sommutatorstäbe if, von denen jeder eine Ankerspulenmontageeinkerbung
33 im Bürstenfahnenteil aufweist, konzentrisch zueinander angeordnet und durch ein
Formpreßmaterial eingeformt sind. Es wird zunächst eine Kupferstange zwecks Bereitstellung
eines Ausgangsmaterials 1 zu einem Stück geeigneter Länge geschnitten. Dieses Ausgangsmaterial
1 wird in einer Efohlformeinheit 2, 3 angeordnet und durch eine Preßform 4 gepreßt,
um einen Scheibenkörper
1a zu erhalten. Der scheibenförmige Körper
1a wird dann im zweiten Schritt (Fig. 2) in einer liohlformeinheit 5, 6 angeordnet
und durch einen Stanzstempel 7 zur Form eines Bechers mit einer Bodenwand ib und
einer zylindrischen Seitenwand 1c deformiert.
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Von diesem zweiten Schritt wird der becherförmige Körper zum dritten
Schritt ubergeführt (Fig0 3), wobei er auf die Oberseite einer Hohlformeinheit 8,
9, 10 gebracht wird, und man läßt den Werkstoff der Bodenwand lb mittels eines Stanzstempels
13 radial nach außen fließen, um einen Ringflansch 1d zu bilden, während. der Außendurchmesser
der zylindrischen Seitenwand 1c mittels einer Kernform 11 und die Höhe mittels einer
Kernform 12 begrenzt sind. Dann wird der so im dritten Schritt erhaltene Körper
zu einer Form 14 nach Fig. 4 gebracht, und die Bodenwand Ib wird durch einen Stanzstempel
16 ausgestanzt, während die Außenumfangsfläche durch eine Kernform 15 begrenzt wird,
um einen geflanschten zylindrischen Körper 17 zu bilden.
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Im fünften Schritt (Fig. 5) werden im inneren Umfangsrandteil Nuten
le mit gleichem Intervall wie die Kommutatorstabteilnuten gebildet, die beim nächsten
Schritt gemäß Fig. 6 gebildet werden. Der nächste Schritt ist der zur Bildung von
Nuten 18 und 19, die die Kommutatorstäbe 1b und die Kommutatorbürstenfahnen 1g einteilen
Und zwar wird, wie Fig. 7 zeigt, der geflanschte zylindrische Körper 17 in einer
umgekehrten Stellung in einer Hohlform 21 mit einer darunter vorgesehenen Form 20
angebracht, und die Nuten werden durch Pressen unter Zusammenwirken eines Stanzstempels
22 und ekier Preßform 23 gebildet wobei der Innendurchmesser des Körpers durch den
Stanzstempel 22 definiert
wird. Hier sind der Stanzstempel 22 und
die Preßform 23 Jeweils mit am Umfang gleichmäßig verteilten Bearbeitungszähnen
22a bzwO 23a an ihren unteren Teilen verschen. Diese Bearbeitungszähne sind gegenüber
den Nuten 21a, 21b gebildet5 die in der Kernform 21 Jeweils mit einem kleinen Abstand
untereinander angebracht sind, -und sind mit vorstehenden Zähnen 23c versehen, um
gleichzeitig Nuten 18a an den Seitenflächeii der Kommutatorstäbe zu bilden. In der
Form 20 sind die Bearbeitungszähne 22a und die Nuten 20a in engem Kontakt miteinander.
Bei diesem Schritt wird daher der gefianschte zylindrische Körper 17, des im vierten
Schritt (Fig. 4) erhalten wurde, durch die llohlform 21, die Bearbeitungszähne 22a
des Stanzstempels 22 und die Bearbeitungszähne 23b der Preßform 23 verformt, uiid
das Überschußmaterial li wird in der gleichen Konfiguration wie die Bearbeitungszähne
22a extrudiert. So wird ein Schrumpfring für einen Kommutator entsprechend Fig.
12 gebildet.
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Beim sechsten Schritt (Fig. 14) wird eie Buchse 30 in den Hohlraum
des Sommutatorschrumpfringes, der im vorangehenden Schritt erhalten wurde, mittels
eines Kernzapfens 29 eingefügt, während die Außenumfaiigsfläche des Ringes durch
eine Hohlformeinheit 24, 25, 26, 27, 28 gehalten wird und dann wird ein Formpreßmaterial
31 unter Druck in die zwischen der Buchse und dem Schrumpfring gebildeten Spalten
eingeführt, wodurch ein Formpreßkommutatorring entsprechend Fig. 15 erhalten wird.
Im achten Schritt (Fig. 16) werden Ankerspulenmontageeinkerbungen 33 durch ein Stanzwerkzeug
34 gebildet, während die Umfangswand des Rings durch eine Form 32 unbeweglich gehalten
wird. Während es üblich ist, die Ankerspulenmontageeinkerbungen 33 nach dem Einformen
(Formpressen) zu stanzen,
können diese Einkerbungen auch vor dem
Einformen gebildet werden, wenn es möglich ist, eine Verformung der BUrstenfahnen
ig zu verhindern. Im letzten Schritt wird das die benachbarten Kommutatorstäbe if
und die benachbarten Bürstenfahnen ig untereinander verbindende Material mittels
eines Drehbankwerkzeuges weggeschnitten, wodurch ein vollständiger Formpreßkommutator
erhalten wird. Der fünfte Schritt (Fig. 5) ist für den Zweck der Vermeidung der
Bildung von Grat im Spalt an der Verbindung der einzelnen Teile der Preßformeinheit
vorgesehen0 Daher kann dieser Schritt ausgelassen werden, wenn es technisch möglich
ist, die Preßform als einteiliges Stück auszubilden0 Es ist hinzuzufügen, daß der
nach dem vierten Verfahrensschritt erhaltene geflansohte zylindrische Körper nicht
notwendigerweise nach dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt wird, sondern
auch aus einem Rohr oder direkt durch Formgießen ohne Durchlaufen einer Mehrzahl
von Verfahrensschritten erzeugt werden kann.
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Beim Bilden des Kommutatorrings im fünften Schritt wird der Vefahrensschritt
durchgeführt, während die End flächen der Kommutatorstäbe durch die Form 20 gehalten
sind, und daher ergibt sich an den Endflächen kein Grat durch Pressen. Dies erspart
eine zusätzliche mechanische Arbeit, die zu dem Zweck der Verhinderung von elektrischen
Kurzschlüssen zwischen benachbarten Kommutàtorstäben if durchgeführt werden müßte.
Zusätzlich werden erfindungsgemäß die Haltenuten 18a an den Seitenflächen der Kommutatorstäbe
gleichzeitig mit den Kommutatorstabteilnuten 18 gebildet, und daher läßt sich ein
zusätzlicher Schritt der Bildung solcher Nuten einsparen. So läßt sich unter Verwirklichung
des Verfahrens gemäß der Erfindung ein Formpreßkommutator
in rationeller
Weise mit ausgezeichnetem Wirkungsgrad und mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl
von Verfahrensschritten herstellen0 Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist
es erfindungsgemäß möglich, unter Anwendung eines Kaltschmiedeverfahrens bei der
Bildung eines Schrumpfringes für einen Kommutator die elektrischen Kurzschlüsse
der Kommutatorstäbe durch bei der Bearbeitung erzeugte Späne zu verhindern und einen
Formpreßkommutator zu schaffen, der eine wesentlich geringere Menge Kupferwerkstoff
erfordert und preisgünstig sowie mit gutem Wirkungsgrad herstellbar ist.