DE2446204A1

DE2446204A1 - Verfahren zur herstellung von kommutatoren fuer rotierende elektrische maschinen

Info

Publication number: DE2446204A1
Application number: DE19742446204
Authority: DE
Inventors: Walter Traussneck
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1974-09-27
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1976-04-08
Also published as: FR2286525A1; IT1041083B; GB1468113A; CH580873A5

Description

Kabel- und Metallwerke
Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

3-273
25. Sept

Verfahren zur Herstellung von Kommutatoren für rotierende elektrische Maschinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Kommutatoren für rotierende elektrische Maschinen, insbesondere für Kleinmotoren aus einem massiven Rohteil aus
Kupfer oder einer Kupferlegierung.

Kommutatoren für Kleinmotore werden im allgemeinen dadurch hergestellt, daß von gezogenen Stäben mit einem Profil entsprechend dem der Kommutatorlamellen ausgehend Stücke von einer Länge abgetrennt werden, die der Länge des fertigen Kommutators mit einer Bearbeitungszugabe gleichkommt. Die abgetrennten Stücke werden dann einer Vorrichtung zugeführt, in der die Lamellen in einer Lage entsprechend ihrer Lage im fertigen Kommutator zueinander fixiert werden und die
Zwischenräume zwischen den Lamellen mit Isolierstoff ausgespritzt werden· Die Kommutatoren werden danach noch spanabhebend auf Fertigmaß bearbeitet. Das Herstellen der gezogenen Profilstäbe ist verhältnismäßig aufwendig, da hierzu mehrere aufeinanderfolgende Ziehstufen durchlaufen werden müssen, mit dazwischengeschalteten Glühungen. Die Profilstäbe konnten wegen der notwendigen Glühungen auch nur mit Brinellhärten von HB 10 von ca. 70 kg/mm erzeugt werden.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Kommutatoren für Kleinmotoren mit einer größeren Härte in wirtschaftlicher Weise herzustellen.

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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß zunächst ein Napf mit nach innen ragenden Rippen durch Fließpressen erzeugt, darauf der Boden des Napfes sternförmig ausgelocht, sodann der Außendurchmesser der so gebildeten Hülse unter Verringerung des AbStandes der Rippen durch Fließpressen verringert wird, die Zwischenräume zwischen den Rippen mit einem Isolierstoff ausgefüllt werden und das so gebildete Zwischenteil von außen spanend bearbeitet wird, bis die Ausnehmungen nach außen sichtbar werden.

In. Weiterführung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Napfpressen, das Lochen und das Fließpressen in. einem Arbeitsgang durchzuführen. Auf diese Weise ist es möglich, mit jedem Hub der Arbeitsmaschine ein Vorwerkstück herzustellen. Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, beim Fließpressen die Innenbohrung des Zwischenteils geringfügig aufzuweiten. Dadurch wird erreicht, daß die Ausnehmungen einander angenähert werden. Dieser Effekt kann noch verbessert werden, indem man gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung beim Fließpressen zwischen zwei Ausnehmungen liegende in Längsrichtung der Hülse verlaufende Einformungen erzeugt .

Zur Fertigbearbeitung der Kommutatoren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Vielzahl von fließgepreßten Hülsen auf eine starre Welle aufzustecken, die Zwischenräume zwischen den Rippen mit einem Isolierstoff auszufüllen und abschließend alle auf der Welle befindlichen Zwischenteile an ihrer äußeren Mantelfläche abzudrehen. Auf diese Weise kommt man zu einer besonders wirtschaftlichen Fertigung.

Zur Durchführung des Verfahrens hat sich eine Vorrichtung als besonders vorteilhaft erwiesen, die aus einer Mehrstufenpresse mit mindestens drei Stufen besteht, die jeweils aus einem

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Stempel und einer Aufnehmerbuchse bzw. Matrize bestöien. In dieser Vorrichtung ist vorteilhafterweise jeder Stempel mit radial nach außen weisenden Rippen versehen. Die Fließpreßmatrize sollte mit längsverlaufende Eindellungen im Werkstück erzeugenden Noppen versehen sein. Diese Noppen, die derart angeordnet sind, daß die Eindellungen genau zusehen den Ausnehmungen im Werkstück liegen, bewirken, daß sich die Ausnehmungen einander annähern und dabei in ihrer Breite verringern.

Die Erfindung ist anhand der in den Figuren la bis 3c schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Aus einem zylindrischen Rohling 1 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung wird zunächst ein Napf 2 mit nach innen ragenden Rippen 3 durch Napfpressen hergestellt. Dabei wird der Rohling 1 zunächst in eine Matrize 4 eingebracht, die durch einen Gegenhalter bzw. Auswerfer 5 nach unten geschlossen ist. Mittels eines Preßstempels 6 wird das Material des Rohlings verdrängt, wobei es an der Innenwandung der Matrize 4 hochsteigt. Der Preßstempel 6 weist radial nach außen gerichtete Verstrebungen 7 auf, die die zwischen jeweils zwei Rippen 3 gelegenen Amsnehmungen 8 erzeugen. Die Dicke der Verstrebungen 7i die der Breite der Ausnehmungen 8 entspricht, ist so bemessen, daß der Werkstoff die Beanspruchung beim Napffließpressen aushält. Der auf diese Weise hergestellte Napf wird mittels nicht dargestellter Greifer der nächsten Station zugeführt, die in der Figur 2 dargestellt ist.

In dieser Stufe wird der Napf 2 gpLocht, d.h. das Bodenteil 9 wird ausgestanzt. Hierzu dient ein Lochwerkzeug, welches aus einem Schnittwerkzeug 10 und einem Lochstempel 11 besteht. Auch der Lochstempel Il ist mit Verstrebungen 7 versehen, die für eine exakte Ausstanzung des BodeBB auch im Bereich der

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Ausnehmungen 8 sorgen. Das Zwischenteil ü nach dieser Stufe mit 12 beaaichnet.

Das Zwischenteil 12 wird in einer letzten Arbeitastufe durch Fließpressen verformt, d.h. der Außendurchmesser des Zwischenteils 12 wird verringert. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, ebenfalls den Innendurchmesser des Zwischenteils geringfügig aufzudornen. Dieser Arbeitsgang wird in einer Vorrichtung durchgeführt, die aus einer Matrize 13 sowie einem Preßstempel l4 besteht. Die Matrize 13 weist eine Durchmesserverringerung 15 auf, die mit dem Preßstempel Ik einen Ringspalt bildet, durch den das Zwischenteil 12 unter Verringe-rung seines Außendurchmessers hindurchgepreßt wird. Um die Rippen 3 des Zwischenteils 12 nicht zu verformen, ist auch der Preßstempel lk mit Verstrebungen 7 versehen. Da die Beanspruchung der Verstrebungen 7 bei diesem letzten Arbeitsgang wesentlich geringer ist, als bei den vorhergehenden Arbeitsgängen, ist die Dicke der Verstrebungen 7 bei diesem FließprÄstempel geringer als bei den vorherigen Arbeitsstufen und entspricht dem Abstand der einzelnen Rippen 3 i™ fertigen Kommutator. Um das Anformen der Rippen 3 des Zwischenteils 12 an die Verstrebungen 7 des Preßstempels lk zu begünstigen, ist es zweckmäßig, Noppen 16 im Bera-ch 15 der Matrize 13 vorzusehen, die so angeordnet sind, daß sie in dem Werkstück 12, an der äußeren Oberfläche des Werkstückes gelegene längsverlaufende Bindellungen 17 erzeugen, die zwischen jeweils zwei Ausnehmungen 8 gelegen sind.

Die in dieser letzten Arbeitsstufe gefertigten Werkstücke l8 fallen in einen unter der Vorrichtung gelegenen, nicht dargestellten Behälter und werden dort gesammelt. Mit jedem Arbeitshub der Maschine entsteht ein fertig fließgepreßtes Werkstück 18.

Zur Weiterbearbeitung der Werkstücke l8 werden diese zweckmäßigerweise auf eine nicht dargestellte starre Welle aufgesteckt, darauf der Zwischenraum zwischen den Rippen 3 mit

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einem Isolierstoff, vorzugsweise mit Schellack oder glasfaserverstärktem Kunststoff ausgefüllt und abschließend alle auf der Welle befindlichen Werkstücke l8 an ihrer äußeren Mantelfläche abgedreht, bis die Ausnehmungen 8 nach außen sichtbar werden.

Je nach Verwendungszweck der auf diese Weise fertiggestellten Kommutatoren wird die starre Welle aus den fertigen Kommutatoren herausgezogen oder aber die Welle wird unterteilt, wobei auf jedem Teilstück ein Kommutator fest angeordnet ist.

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Claims

Kabel- und Metall werke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Kommutatoren für rotierende elektrische Maschinen, insbesondere für Kleinmotoren aus einem massiven Rohteil aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Napf mit nach innen ragenden Rippen durch Fließpressen erzeugt, darauf der Boden des Napfes sternförmig ausgelocht, sodann, der Außendurchmesser der so gebildeten Hülse unter Verringerung des Abstandes der Rippen durch Fließpressen verringert wird, die Zwischenräume zwischen den Rippen mit einem Isolierstoff ausgefüllt werden und das so gebildete Zwischenteil von außen soweit spanend bearbeitet wird, bis die Ausnehmungen nach außen sichtbar werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Napfpressen, Lochen und Fließpressen in einem Arbeitsgang durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fließpressen die Innenbohrung des Zwischenteils geringfügig aufgeweitet wird.

km Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fließpressen zwischen zwei Ausnehmungen liegende in Längsrichtung der Hülse verlaufende Einformungen erzeugt werden.

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5» Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch κekennzelehnet, daß eine Vielzahl von fließgepreßten Hülsen auf eine starre Welle aufgesteckt, der Zwischenraum zwischen den Rippen mit einem Isolierstoff ausgefüllt und abschließend alle auf der Welle befindlichen Zwischenteile an ihrer äußeren Mantelfläche abgedreht werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bestehend aus einer Mehrstufenpresse mit mindestens 3 Stufen, die jaweils aus einem Stempel und einer Aufnehmerbuchse bzw. Matrize bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stempel (6,11, lA) mit radial nach außen weisenden Verstrebungen (7) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließpreßmatrize (13) mit 1ängsverlaufende Eindellungen (17) im Werkstück erzeugende Noppen (l6) versehen ist.

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