DE2709433A1

DE2709433A1 - Verfahren zur herstellung eines kollektors fuer einen elektromotor

Info

Publication number: DE2709433A1
Application number: DE19772709433
Authority: DE
Inventors: Otto Klein
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1977-03-04
Filing date: 1977-03-04
Publication date: 1978-09-07
Also published as: IT7820549A0; US4180900A; FR2382784B1; US4290191A; ES467528A1; GB1596004A; JPS568987B2; FR2382784A1; IT1092795B; JPS53133707A; DE2709433C2; BR7801307A

Description

SWF-Spezialfabrik für Autozubehör Gustav Rau GmbH. 7120 Bietigheim-Bissingen

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PAT/A 12 k7T

Kübler/Tü 7.2.1977

Verfahren zur Herstellung eines Kollektors für einen Elektromotor

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kollektors für einen Elektromotor, bei dem die Lamellen einzeln in eine Formeinsatzplatte eingelegt werden, die mit einem Kunststoff, vorzugsweise einem Duroplast ausgefüllt wird.

Kollektoren bestehen üblicherweise aus einem zylindrischen Grundkörper aus Kunststoff, auf dessen Umfang mehrere Lamellen verankert sind. Bei der Herstellung eines solchen Kollektors muß darauf geachtet werden, daß die Lamellen durch Schlitze voneinander getrennt sind, die nicht mit Kunststoff ausgefüllt sein dürfen. Der' üblicherweise verwendete Kunststoff nutzt sich nämlich im Betrieb nicht in dem Maße ab wie die Lamellen, so daß sich im Laufe der Zeit zwischen zwei benachbarten Lamellen hervorstehende Kunststoffstege bilden würden. Dies hätte eine verstärkte Kohlenbürstenabnutzung und eine stärkere Geräuschbildung zur Folge. Wesentlich nachteiliger ist aber, daß die hervorstehenden Kunststoffstege ein Wiederanlaufen des Motors dann unmöglich machen, wenn der Motor in einer solchen Stellung stillgesetzt wird, in der eine Bürste genau auf diese Kunststoffstege zurückfedert. Die Bildung derartiger Kunststoffstege bei der Herstellung des Kollektors muß also unter allen Umständen vermieden werden.

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In der Praxis muß man bei der Herstellung der Einzellamellen mit Toleranzen von-0,02 mm rechnen. Bei derartigen Toleranzen können sich schon Kunststoffhäutchen am Rand der Einzellamellen ausbilden, die sich im geschilderten Sinne nachteilig auswirken und bisher in umständlicher Nacharbeit, die nicht automatisiert werden konnte, wieder weggekratzt werden mußten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem derartige Kollektoren mit sauberen Luftschlitzen zwischen den Lamellen automatisch und damit kostengünstig gefertigt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lamellen in der Formeinsatzplatte durch ein Werkzeug in Kollektοrumfangsrichtung derart verformt werden, daß sie sich an zur Bildung der LameUenschlitze radial in den Einsatz hineinragende Trennstege anschmiegen.

Durch diese Materialverformung der Lamellen in der Formeinsatzplatte werden sowohl die Toleranzen der Lamellen selbst wie auch die Toleranzen bezüglich der Ausrichtung der Trennstege, die in der Größenordnung von 15 min. liegen,voll ausgeglichen. Xn der Praxis können nun die Lamellen sogar mit größerer Toleranz und daher kostengünstiger als bisher gefertigt werden. Damit wird auch das automatische Einlegen der Lamellen in die Formeinsatzplatte wesentlich erleichtert.

An sich ist es denkbar, die Verformung der Lamellen mit einem Werkzeug durchzuführen, welches radial ausfahrende Preßstempel hat. Ein derartiges Werkzeug ist abers ehr teuer und außerdem praktisch dann nicht realisierbar, wenn der Durchmesser des Kollektors nur in der Größenordnung von einigen Millimetern liegt. Dieses Verfahren wird man daher vorzugsweise bei Kollektoren für größere Motoren anwenden, wobei die Lamellen dann in radialer Richtung derart gestaucht werden, daß sich ihre Abmessungen in Umfangsrichtung vergrößern.

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Bei kleineren Kollektoren wird man gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Verformung der Lamellen mit einem koaxial in die Formeinsatzplatte eingeführten Werkzeuge durchführen. Dieses Werkzeug kann keilförmig ausgebildet sein. Damit keine allzu hohen Preßdrücke erforderlich werden, ist dabei der Stempel vorzugsweise derart ausgebildet, daß nur einer oder beide Randbereiche der Lamellen verformt werden. Eine Verformung im mittleren Bereich der Lamelle ist also nicht notwendig und zudem auch dann schlecht möglich, wenn die Lamelle - wie an sich bekannt - Widerhaken zur Verankerung im Grundkörper aufweist.

In der Praxis hat sich ein Verfahren besonders bewährt, bei dem durch das Werkzeug mit Abstand von den Trennstegen spanlos längsgerichtete Riefen in die Lamellen eingearbeitet werden und dadurch ein Verstemmen der Lamellen in der Formeinsatzplatte zwischen den Trennstegen erfolgt. Bei dieser Art der Verformung werden nur am inneren Rand der Lamellen-Dichtwülste gebildet, während der äußere Rand nicht notwendiger Weise an den Trennstegen anliegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch das Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens,

Pig. 2 eine Aufsicht auf die Formeinsatzplatte vor Durchführung des Verfahrens,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen bekannten Kollektor,

Fig. h eine Darstellung entsprechend Fig. 2 nach Durchführung des Verfahrens,

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Fig. 5 eine Einzellamelle in perspektivischer Ansicht nach Durchführung des Verfahrens und

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Kollektor.

Die in den Zeichnungen dargestellte Formeinsatzplatte 10 hat einen zylinderischen Hohlraum 11, in den radial mehrere Trennstege 12 hineinragen. Diese Trennstege nutzen sich verhältnismäßig schnell ab und sind daher auswechselbar in der Formeinsatzplatte gelagert, wie dies bei 13 angedeutet ist.

In den zylindrischen Hohlraum 11 der Formeinsatzplatte ragt ein Lamelienauflagebolzen 14 hinein. Ein Niederhalter 15 sorgt während der Durchführung des Verfahrens für eine einwandfreie Verankerung der Lamellen 20 in der Formeinsatzplatte.

Die Lamellen 20 sind aus einem Grundmaterial kalt verformt; und haben einen Anschlußhaken 21 für die Wicklungsdrähte des Motors sowie Widerhaken 22, die für eine einwandfreie Verankerung der Lamellen in dem Grundkörper des Kollektors sorgen.

Die Lamellen 20 werden automatisch in die Formeinsatzplatte 10 derart eingesetzt, daß ihre Anschlußhaken 21 in entsprechenden Ausbuchtungen 17 der Formeinsatzplatte liegen. Wie Fig. 2 deutlich zeigt, ist die Ausdehnung der Lamellen in Umfangsrichtung geringer als die lichte Weite zwischen zwei Trennstegen 12. Dies liegt einerseits an den Toleranzen der Lamellen 20 und andererseits an der eventuell ungenauen Ausrichtung der Trennstege. Würde man nun den Hohlraum 11 dieser Formeinsatzplatte 10 in einem Spritzwerkzeug mit Kunststoff ausspritzen, wurden sich zwischen dem Rand einer jeden

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Lamelle und dem benachbarten Trennsteg 12 Kunststoffstege 30 bilden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Dies hätte die eingangs geschilderten nachteiligen Auswirkungen.

Um hier Abhilfe zu schaffen, wird nun vor dem SpritζVorgang in die Formeinsatzplatte 10 koaxial ein Stempel kO eingeführt, der die in Fig. k dargestellte Außenkontur hat. Dieser Stempel kO hat sternförmige Vorspriinge kl , die in die Lamelle 20 im Abstand von den Trennstegen 12 längsgerichtete Riefen 25 spanlos einarbeiten. Das Material am Rand einer jeden Lamelle wird dadurch nach außen gedrückt, so daß sich ein Dichtwulst 26 bildet, der sich an die Trennstege 12 anschmiegt. Wie insbesondere aus den Fig. k und 6 ersichtlich ist, wird also nur der innere Rand der Lamellen 20 verformt. Diese liegen also nicht mit ihrer gesamten Seitenfläche an den Trennstegen 12 an. Durch diese Verformung der Lamellen 20 in der Formeinsatzplatte 10 werden also sämtliche Toleranzen ausgeglichen. Damit wird verhindert, daß Kunststoff beim Spritzvorgang zwischen den Rand der Lamellen20 und die Trennstege 12 fließen kann. Die Lamellen 20 sind dann am fertigen Kollektor - wie Fig. 6 zeigt - durch saubere Luftschlitze 50 voneinander getrennt.

Nach der Durchführung dieser Verfahrensschritte wird die Formeinsatzplatte 10 in eine Spritzgußvorrichtung eingelegt. Diese Spritzgußvorrichtung kann so ausgebildet sein, daß ein Kollektor als seperates Teil hergestellt wird. Es ist aber auch denkbar, in diese Sprxtzgußvorrxchtung eine Motorwelle mit einem Ankerblechpaket einzulegen, so daß zugleich mit der Herstellung des Kollektors in einem Spritzvorgang die gesamte Ankereinheit umspritzt und dabei der Kollektor in lagerichtiger Zuordnung zu den Ankerblechen auf der Welle festgelegt wird. Nach diesem Spritzvorgang ist dann gegebenfalls nur noch ein Überdrehen des Kollektors notwendig. Auf diese Weise kann also automatisch und damit kostengünstig ein kompletter Anker für einen Elektromotor hergestellt werden.

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Claims

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Ansprüche

.Verfahren zur Herstellung eines Kollektors für einen Elektrotoi', bei dem die Lamellen einzeln in eine Formeinsatzplatte eingelegt werden, die mit einem Kunststoff, vorzugsweise einem Duroplast ausgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen in der Formeinsatzplatte durch ein Werkzeug in Kollektorumfangsrichtung derart verformt werden, daß sie sich an zur Bildung der Lamellenschlitze radial in den Einsatz hineinragende Trennstege anschmiegen.
2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung der Lamellen mit einem koaxial in die Formeinsatzplatte eingeführten Stempel erfolgt.
3.Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer oder beide Randbereiche der Lamellen verformt werden.
^.Verfahren nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß durch das Werkzeug mit Abstand von den Trennstegen spanlos längsgerichtete Riefen in die Lamellen eingearbeitet werden und dadurch ein Verstemmen der Lamellen in der Formeinsatzplatte zwischen den Trennstegen erfolgt.
5»Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verformung nur am inneren Rand der Lamelle eine Dichtwulst gebildet wird.
6.Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen automatisch in die Formeinsatzplatte eingelegt werden.

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ORIGINAL INSPECTED

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• a·
7·Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Materialverformung der Lamellen koaxial die Ankerwelle in die Formeinsatzplatte eingeführt und der Kollektor durch Umspritzen an der Ankerwelle verankert wird.
8.Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwelle das Ankerblechpaket trägt,welches zugleich mit der Herstellung des Kollektors mit Kunststoff unisprltzt wird.

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