DE2107035A1 - Verfahren zur Herstellung von Kollektoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Kollektoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kollektoren, bei denen ein Metallring mindestens in einem angrenzenden Ringbereich mit minealgeRllter oder aus anderen Gründen zu nur schwer spanabhebend bearbeitbarer erhärtender, sich mit dem Metallring verbindender, elektrisch isolierender Sttltzmasse ausgefüllt und dann spanabhebend zu den einzelnen Kollektorlamellen durchtrennt wird und einen Kollektorrohling zur Ausübung dieses Verfahrens. Die Verbindung mit der St[1tzmasse kann dabei Po schlüssig und/oder klebend sein.
• Bei eines bekannten Verfahren geht man von einem massiven Metaliring aus, in den dann die Schlitzes nachdem er mit der StUtzmasse ausgefüllt ist, eingefräst werden. Dabei muß das Fräswerkzeug, um eine sichere Trennung der einzelnen Lamellen zu erzielen, noch um einen kleinen Toleranzbetrag in die Stützmasse eingreifen und diese anschneiden; und dabei wird das Fräswerkzeug so stark beansprucht, daß die Wirtschaftlichkeit der Fertigung beeinträchtigt wird.
• Die Widerstands£Lhigkeit der Stützmasse gegen spanabhebende Bearbeitung bringt es bei dem beschriebenen bekannten Verfahren auch mit sich, daß das Metall des Metallringes verschmiert wird und in die Schlitze gelangt und auf diese Weise Kreichströme zwischen den einzelnen Lamellen in unzulässiger H6he au£treten können .
• Versuche, anstelle der Stützmassen die der spanabhebenden Bearbeitung so weitgehend widerstehen andere Stützmaterialien zu verwenden. haben nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt, weil man dann erhebliche Nachteile bei.der Haltbarkeit der fertigen Kollektoren in Kauf nehmen müßte.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die erforderliche spanabhebende Bearbeitung durch die Widerstandsfähigkeit der Stützmasse nicht mehr beeinträchtigt wird0 Das erfinderische Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der vorgesehenen Trennschlitze die Stlltzmasse beim Aus-Ballen ausgespart wird. Nach der Erfindung taucht die spanabhebende Bearbeitung nicht mehr in die Stiitzinasse ein sondern nur noch im Metall des Metallringes und in die ausgesparten Bereiche Eine Weiterbildung des Verfahrens, die unter Verwendung der fur die bekannten Verfahren eingerichteten Maschinen ausgeübt werden kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Aussparung der Stützmasse vor dem Ausfüllen des Metallringes mit Sttltzmasse Füllelemente aus die spanabhebende Bearbeitung nicht störendem Material eingesetzt werden. Nach dieser Weiterbildung genügt es, FUllelemente, die in ihrer Ausdehnung den auszusparenden Bereichen entsprechen, bereitzustellen und einzulegen bevor die Stützmasse eingefüllt wird, Wählt man die Ausdehnung der Bereiche beziehungsweise Fullelemen te so klein wie es für den angestrebten Zweck, Toleranzen einbezogen, gerade nötig ist, dann bleibt fast genau soviel Stützmasse stehen wie bei rollektoren, die nach einem der bekannten Verfahren hergestellt sind.
• Es bieten sich zwei grundAtzlich verschiedene Wege an, die Erfindung zu verwirklichen. Der eine Weg besteht darin, daß die FUllelerente aus elektrisch isolierendem Material bestehen.
• und im kollektor belassen werden, und der andere besteht darin, daß die Füllelemente aus durch gegenüber dem Metall des Metallringes und der Stützmasse selektiv ausldsbarem, auswaschbarem oder aussehmelzbarem Material bestehen oder selektiv ausziehbar sind und selektiv entfernt werden. Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin. daß der Metallring, ehe er mit Stützmasse unter Aussparung ausgefüllt wird, mit vorbereiteten Schlitzen versehen ist, so daß er nur noch an seiner Oberfläche zusammengehalten wird Eine weitere AuEgabe der Erfindung besteht darin, eine tollektorrohling zu schaffen, dessen Schlitze eingearbeitet werden können, ohne daß die durch Bearbeiten der harten Stützmasse entstehenden eingangs dargelegten Nachteile zu ervarten sind.
• Die Lösung dieser Aufgabe geht von einem rollektorrohling aus einem Metallring, der mindestens in einem angrenzenden Ring bereich mit mineral gefüllter oder aus anderen Gründen zu nur schwer spanabhebend bearbeitbarer erhXrtender, sich mit dem Metallring verbindender elektrisch isolierender Stützmasse ausgefüllt ist aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb unaloder in VerlZngerung der vorgesehenen Trennschlitze zum Trennen des Metallringes in Kollektorlamellen FUllelemente aus die spanabhebende Bearbeitung nicht behinderndem elektrischem Isoliermaterial oder selektiv entfernbarem Material, die sich nur über einen kleinen Bruchteil der radialen Stärke des aus der Stützmasse gebildeten Stützkarpers erstrecken, eingelassen sind.
• Vorgezogen wird, daß die Füllelemente sich huber die ganze axiale Lunge der zugehörigen Trennschlitze erstrecken.
• Die Erfindung ist nat(Lrlich auch zu verwirklichen mit Bereichen beziehungsweise Fullelementen die sich nicht dber die ganze axiale Länge der Schlitze erstrecken, dann verden aber die mit der Erfindung ersielbaren Vorzüge nur zum Teil, nämlich über die Länge der Bereiche beziehungsweise der Fullelemente erzielt.
• Aber immerhin ist auf diese Weise auch schon eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik erzielbar. Da spanabhebende Werkzeuge, aber in der Regel über die Schlitzlänge hinausgreifen, empfiehlt sich, daß die FUllelemente sich an beiden Seiten des rollektorrohlings über die ganze axiale Länge der zugehörigen Tennschlitze hinaus erstrecken.
• Man kann die Füllelemente einzeln in den Metallring einbringen und zum Beispiel dort einkleben, bevor dieser ausgefüllt wird.
• Eine Vereinfachung schaft eine Weiterbildung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mehrere, vorzugsweise alle, Füllelemente durch Verbindungsstege zu einem für sich formstabilen Körper verbunden sind. Faßt man alle Fülleelemente eines rollektors zu einem einheitlichen Körper zusammen, dann genügt es, diesen Körper vor dem Ausfüllen mit Stützmasse in den Metallring einzubringen, und das ist dann, wenn es sich dabei um elektrische Isoliermaterial handelt das im fertigen Kollektor belassen werden kann, der einzige ArbSitsgang, der zusätzlich gegenüber dem bekannten Verfahren zur Verwirklichung der Erfindung nötig ist.
• In der Zeichnung zeigt: Figur 1 in verschiedenen Arbeitsstadien die Herstellung eines Koll ektorrohlings nach der Erfindung, Figur 2 stilisiert das Ausfräsen der Schlitze in den nach Figur 1 hergestellten Kollektorrohling> Figur 3 den Füllkörper aus Figur 1C, stark vergrößert und mit weiteren Details, Figur 4 und 5 je einen Querschnittsausschnitt eises nach der Erfindung hergestellten Kollektors, Figur 6 und 1 je einen Querschnittsausschnitt eines nach der Erfindung hergestellter.
• Kollektorrohlings und Figur 8 aUsschnittsweise einen vorgeschltien Metallstreifen der zu einem rollektorring für einen Kollektorrohling nach der Erfindung aufgerollt wird und zwar unter A von der Seite, und unter B in Draufsicht.
• Figur 1A zeigt einen Kupferring 1 mit nach innen weisenden Haltekrallen 2 und nach außen überstehenden Lötfahnen 3. In den Kupferring gemäß Figur 1AI der in Figur iB noch einmal dargestellt ist, wird ein Körper 5 gemaß Figur 1C in Richtung des Pfeiles 4 eingesetzt. Dieser Körper 5, der in Figur 3 noch einmal gesondert dargestellt ist, ist korbförmig und als Spritzteil aus leicht fräsbarem, elektrisch isolierendem Kunststoff hergestellt. Auf der dem Beschauer zugekehrten Oberseite, die im Kollektorrohling in der Stirnseite 6 gemän Figur 1D liegt, ist ein zentraler Ring 7 geformt, von dem Speichen 8 ausgehen, und axial gerichtete langgestreckte Füllelemente 10 die mit ihren freien Enden zu Laschen 11 hochgebogen sind. Die Ringe 7 und 9 und die Speichen 8 dienen nur als Verbiiidungsstege. um die Füllelemente 10 auf dem Unfang eines freiszylindermanteis in äquidistantem Abstand zu halten, so daß sie bei eingesetztem Körper 5 genau an den Stellen liegen, entlang derer der Ring später geschlitzt wird. Nachdem der Körper 5 eingesetzt ist, wird, wie durch einen PEeil 17 in Figur 1D angedeutet, das Innere des Ringes 1 mit Stützmasse ausgefüllt. die dann zu einem Stützring erhärtet, und zwar vorzugsweise im Spritzpreßverfahren. Bei der StUtzmasse handelt es sich um einen sehr hart aushärtenden elektrisch isolierenden Kunststoff, der mit MineralEasern, zum Beispiel Asbest oder Glasfasern, durchsetzt ist. Dabei wird durch einen unter 12 angedeuteten zentral eingesteckten kreisrunder. Stempel ein zentraler kreisrunder Durchbruch zum Aufstecken des Kollektors au£ eine Achse ausgespart. Der Stempel 12 wird anschließend vieder herausgezogen.
• Außerdem kann die harte Stützmasse nicht in diejenigen Bereiche gelangen, die von-den Teilen des Körpers 5, insbesondere von den Füllelementen 10 eingenommen sind.
• Der Kupferring 1 des auf diese Weise hergestellten tollektorrohlings 13 wird durch ein in Figur 2 angedeutetes Fräsuerkzeug 14 in axialer Richtung geschlitst, so daß gleichgroße Lamellen entstehen. Die Haltekrallen 2 und die Lötfahnen 3 sind an dem Ring so angeordnet, daß zu jeder Lamelle 15 eine Lötfahne und mindestens eine Haltekralle 2 gehört. Das Fräswerkzeug 14 muß dabei, um bei jedem Schnitt den Ring sicher zu durchtr3rlnen, um einen geringen Toleranzbetrag tiefer schneiden als es der Stärke des Ringes 1 entspricht. Dabei greift es aber nicht in die harte Stützmasse ein, sondern nur in das weiche Material der in Verlängerung der einzufräsenden Schlitze 16 gelegenen Püllelemente 10.
• Die Schlitze 16 kann man statt sie einzufräsen, auch einsägen, einhobeln oder ausräumen. In jedem Fall braucht das spanabhebende Werkzeug nach der Erfindung dann nicht in die harte 5 ttttzmasse einzudringen.
• Man kann den Körper 5, statt ihn aus isolierendem ftir span abhebende Bearbeitung geeignetem tunststoft herzustellen, auch aus einem Material herstellen, das aus dem Kollektorrohlz.ng 13 selektiv, das heißt ohne das Metall des Ringes 1 und die Stützmasse zu beschädigen. herausgelöst, herausgewaschen oder alisgeschmolzen werden kann. Als ausschmelzbares Material eignet sich zum Beispiel Wachs. Dann kann man dieses Material entweder vor der spanabhebenden Bearbeituag zur Erzeugung der Schlitze oder danach entfernen.
• Der Körper 5 kann beispielsweise auch aus Gummis thermoplastischem Material oder Textilmaterial bestehen. Der rper 5 kana auch Träger einer Zerspannungshilfe sein.
• Geht man von einem Metallring aus, der bereits vorbereitete Schlitze aufweist und zum Trenner der einzelnen Lamellen nur noch außen abgedreht werden muß, dann kann man im wesentlichen genau so wie im Text zu Figur 1 bis 3 beschrieben. vorgehen, wobei lediglich anstelle des Fräsvorganges gemäß Figur 2 die vorbereiteten Schlitze durch Abdrehen nach außen geöffnet werden und dann das in den Schlitzen befialdlichet dort unter Umständen befindliche Füllkörpermaterial heraus geräumt wird.
• Weder bei diesem Räulvorgang noch beim Abdrehen gelangt das spanabhebende Werkzeug mit der harten Stützmasse in Kontakt, weil diese, abgedeckt durch die Füllelemente 10, beim ausfüllen gemäß Figur 1D von den vorbereiteten Schlitzen ferngehalten wird.
• In Figur 4 ist mit 20 der Metallring mit 21 die StUtzmasse? mit 22 ein Füllelement und mit 23 ein Schlitz bezeichnet. Das Füllelement 22 hat dreieckigeil Querschnitt und liegt in Verlängerung des Schlitzes 23.
• In Figur 5 ist mit 30 der Ring, mit 31 die Sttttzmasse, mit 32 ein Fttllelement und mit 33 ein Schlitz bezeichnet. Das Füllelement 32 hat wiederum dreieckigen Querschnitt, ragt aber in die kontur des Ringes 30 hinein, die zu diesem Zweck vorher, also bevor die Stützmasse gemäß Figur 1D eingefUllt wird, entsprechend ausgenommen wurde In Figur 6 ist mit 40 ein Metallring mit 41 die Stützmasse, mit 42 ein Füllelement und mit 43 ein vorbereiteter Schlitz bezeichnet, der durch äußeres Abdrehen des Rohlings nach außen geöffnet wird. Das Füllelement 42 hat rechteckigen Querschnitt und deckt den vorbereiteten Schlitz 43 gegen die Stutzmasse 41 ab, so daß diese beim Einfüllen gemäß Figur 1D nicht in den vorbereiteten Schlitz 43 gelangen konnte.
• Gemäß Figur 7 ist mit 50 ein Metallring, mit 51 die Stützmasse, mit 52 ein vorbereiteter Schlitz und mit 53 ein FUllelement bezeichnet. Bei dem Ring 50 haiidelt es sich, ebenso wie bei dem Ring 40, um einen solchen mit vorbereiteten Schlitzen die durch späteres Abdrehen des Rohlings nach außen geöffnet werden.
• Das Füllelement 53 füllt den Schlitz 52 vollständig aus und ragt noch ein Stück darUber hinaus, so daß wieder die Stützmasse 51 gehindert wurde, in den vorbereiteten Schlitz 52 zu geraten und damit in denjenigen Bereich, in dem später beim Abdrehen und um den Schlitz 52 vollstandig freizulegen, spanabhebende Werkzeuge wirksam werden.
• Figur 8 zeigt einen Metallstreifen 60 mit vorbereiteten Soblitzen 61 und mit auf den Schlitzen aufvulkanisierten Füllelementen 62 aus Silikonkautschuk. Der vorgeschlitz und mit den Füllelementen versehene Metallstreifen wird zu einem Kollektorring wie in Fig. Sa gestrichelt dargestellt, aufgerollt und zwar so, daß die vorbereiteten Schlitze 6i innen liegen und sioh im Querschnitt nach innen verjungen. Die Füll elemente 62 stehen an beiden Seiten mit ihren Enden 63, 64 Uber die zugehörigen Schlitze 61 über. Mit 65 sind Lötfahnen mi.t 66 Haltekrallen bezeichnet. Der so hergestellte Kollektorring wird dann mit Stützmasse ausgefüllt und anschließend bis auf die vorbereiteten Schlitze 61 abgedreht.
• Die Kollektorringe aus den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1-7 können auch aus einem Metallstreifen aufgerollt sein, wobei der sich dann ergebende Schlitz an einer Stelle liegt, wo später der Kollektorring zu schlitzen ist, sie können aber auch geschlossene Ringe sein und als solche, als Profilrohrabschnitt, als Ziehteil oder als Kaltfließteil hergestellt sein.

Claims (10)

A N S P R Ü C H E

1. Verfahren zum Herstellen von Kollektoren, bei denen ein Metallring mindestens in einem angrenzenden Ringbereich mit mineralgefüllter oder aus anderen Gründen zu nur schwer spanabhebend bearbeitbarer erhärtender, sich mit dem Metallring verbindender, elektrisch isolierender Stützmasse ausgefüllt und dann spanabhebend zu den einzelnen ollektorlamellen durchtrennt wird, dadurch getenazeSchnet, daß im Bereich der vorgesehenen Trennschlitze die Stutzmasse beim Ausfüllen ausgespart wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 daß zur Aussparung der Stützinasse vor dem Ausfüllen des Metallringes mit StUtzmasse Füllelemente aus die spanabhebende Bearbeitung nicht störendem Material eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet. daß die FUllelemente aus elektrisch isolierendem Material heb stehen und im kollektor belassen werden

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllelemente aus durch gegenUber dem Metall des Metallringes und der Stützmasse selektiv ausldsbarem, auswaschbaren oder ausschmelzbarem Material bestehen oder selektiv ausziehbar sind und selektiv entfernt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet> daß der Metallring, ehe er mit StUtzmasse unter Aussparung ausgefüllt wird, mit vorbereiteten Schlitzen versehen ist so daß er nur noch an seiner Oberfläche zusammengehalten wird.

6. Kollektorrohling aus einem Metallring, der mindestens in einem angrenzenden Ringbereich mit mineralgefüllter oder aus anderen Griinden zu nur schwer spanabhebend bearbeitbarer erhärtender, sich mit dem Metallring verbindender elektrisch isolierender StUtzmasse ausgefüllt ist zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb unq/oder in Verlängerung der vorgesehenen Tresnschlitze ( 23 ) zum Trennen des Metallringes ( 20 ) in Kollektorlamellen FUllelemente ( 22 ) aus die spanabhebende Bearbeitung nicht behinderndem elektrischem Isoliermaterial oder selektiv entfernbarem Material, die sich nur über einen kleinen Bruchteil der radialen Stärke des aus der Stützmasse gebildeten Stützkörpers ( 21 ) erstrecken, eingelassen sind.

7. tollektorTohling nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllelemente ( 22 ) sich über die ganze axiale Länge der zugehörigen Trennschlitze ( 23 ) erstrecken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die FUllelemente ( 62 ) sich an beiden Seiten des Kollektörrohlings über die ganze axiale Länge der zugehörigen Trennschlitze ( 61 ) hinaus erstrecken.

9. Kollektorrohling nach einem der AnsprUche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise alle, Füllelemente ( 10 ) durch Verbindungsstege ( 7,8 ) zu einem für sich formstabilen körper ( 5 ) verbunden sind.

10. Kollektorrohling nach einem der Anspruche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die FUllelemente ( 5 ) mindestens zum Teil aus einem Material bestehen, das die spanabhebende Bearbeitung fördert.