DE2733082A1

DE2733082A1 - Verfahren zum entfernen der nutisolation zwischen kommutatorsegmenten

Info

Publication number: DE2733082A1
Application number: DE19772733082
Authority: DE
Inventors: Claus Bertram; Peter Franz; Werner Dipl Ing Ross
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2733082C2

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren aus, bei dem die Nutisolation ausgesägt wird. Dazu muß der Kommutator gegenüber dem Sägeautomaten jeweils um einen der Nutteilung entsprechenden Winkel verdreht werden. Um Kommutatoren in Großserien rationell fertigen zu können, muß der Toleranzbereich für die Stoßbreite verhältnismäßig groß sein. Dadurch können immer wieder Teilungsfehler auftreten. Um den Sägeautomaten auf die jeweils auszusägende Isoliernut einzustellen, ist somit vor jedem Sägeschnitt die Nutisolation elektronisch oder optisch abzutasten. Das erfordert Zeit und teuere Meßgeräte. Darüber hinaus wird für das Auswechseln und Ausrichten des Sägewerkzeugs sowie durch mechanisches Nachregulieren bei ermittelten Teilungsfehlern noch zusätzlich Zeit benötigt. Dadurch wird die Herstellung von Kommutatoren besonders in der Großmengenfertigung in nicht vertretbarem Maße verteuert.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Entfernung der Nutisolation mit Hilfe einer Laserstrahleinrichtung ohne machanische Berührung des Kommutators geschieht.
Somit erübrigen sich die Abtastgeräte. Außerdem werden durch Einsparen der Zeit für Sägewerkzeugaustausch und -ausrichtung die Fertigungskosten gesenkt. Als weiterer Vorteil ergibt sich die Unabhängigkeit des Verfahrens von Teilungsfehlern, Stoßbreiten und Nutwerkstoffen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmensind vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist hier ein von der Nutzahl des Kommutators unabhängiges Verfahren.
Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Sie zeigt in vereinfachter Darstellung in Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Drehvorrichtung, auf der der aufgenommene Kommutator während des ganzen Verfahrensablaufes gedreht wird und mit einer Laserstrahleinrichtung, die während des Verfahrensablaufes am Gleitflächenabschnitt des Kommutators parallel zu dessen Längsachse entlanggeführt wir#; in Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung für das Verfahren mit einer Drehvorrichtung, auf der der aufgenommene Kommutator in nut abhängigen Teildrehbewegungen gedreht wird und mit einer Laserstrahleinrichtung, die zwischen zwei Teildrehbewegungen des Kommutators an einer Lamellennut des Kommutators entlang geführt wird, in Figur 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung III in Figur 2 und in Figur 4 in vergrößerten Maßstab einen Teilschnitt entlang IV-IV in Figur 2.
Beschreibung der Erfindung Bei dem ersten Ausführungsbeispiel für das Verfahren zum Entfernen der Nutisolation ist eine Drehvorrichtung 1 mit einer Welle 2 vorgesehen, auf der ein Kommutator 3 befestigt ist.
Der Kommutator 3 hat Segmente 4 aus Metall, zum Beispiel aus Kupfer, die durch eine lamellenförmige Nutisolation 5 aus Is^-lierstoff voneinander getrennt sind. Eine Vorschubeinrichtung 6 ist mit einer Laserstrahleinrichtung 7 versehen. Bei der Laserstrahleinrichtung 7 ist zum Beispiel ein C02-Laser verwendet. Dessen Strahlen werden vom Kupfer der Kommutatorsegrente 4 fast 100-%ig reflektiert, während sie von den für die Nutis#-lation 5 verwendeten Isolierstoffen im hohen Maße absorbiert werden. Durch die dabei entstehende Wärme wird die Nutisolatlon 5 bis zu einer bestimmten Tiefe verbrannt. Leistung, Wellenlänge, Abstand der Laserstrahleinrichtung zum Kommutator 3, Drehgeschwindigkeit des Kommutators 3 und die Vorschubgeschwindigkeit für die Lasterstrahleinrichtung 7 sind dazu so aufeinander abgestimmt, daß die erforderliche Tiefe des Einschnitts in die Nutisolation gewährleistet ist.
Die Drehvorrichtung 1 dreht den Kommutator 3 kontinuierlich, während die Vorschubeinrichtung 6 die Laserstrahleinrichtung 7 im vorbestimmten Abstand zur Gleitfläche des Kommutators für die nicht dargestellten Bürsten auf einer Geraden parallel zur Längsachse des Kommutators 3 bewegt. Das von der Laserstrahleinrichtung 7 ausgesandte Laserstrahlbündel 8 bestrahlt dabei die Gleitfläche in einer schraubenlinienförmigen Wirkspur 9, die sich in ihrem Randbereich überlappt.
Beim ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens mit einer Vorrichtung nach Figur 1 bewegt sich während des ganzen Verfahrensablaufes die Vorschubeinrichtung 6 und somit die Laserstrahleinrichtung 7 einmal in einer Richtung entlang der Breite der Gleitfläche des Kommutators 3 und die Drehvorrichtung dreht den Kommutator während der ganzen Vorschubzeit. Dabei wird bei jeder Kommutat#rumdrehung ein Abschnitt jeder Nutisolation 5 entfernt. Die Nlltisolation 5 wird somit unabhängig von der Nut zahl und von Teilungsfehlern in der erforderlichen Tiefe ausgebrannt.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel fur das Verfahren zum Entfernen der Nutisolation ist eine Drehvorrichtung 11 mit einer Welle 12 vorgesehen, auf der ein Kommutator 13 aufgenommen ist. Der Kommutator 13 hat wiederum Segmente 14 aus Kupfer, die durch eine lamellenförmige Nutisolation 15 aus Isolierstoff voneinander getrennt sind. Eine Vorschubeinrichtung 16 ist mit einer Laserstrahleinrichtung 17 versehen. Die Laserstrahleinrichtung 17 hat wiederum einen C02-Laser und sendet ein Laserstrahlbündel 18 aus. Die Drehvorrichtung 11 ist mit einer Vorrichtung 19 zum nutzahlabhängigen Einstellen einer Teildrehbewegung versehen. Die Vorrichtung 19 wird nach der jeweiligen Nutzahl des Kommutators 13 eingestellt.
Die Drehvorrichtung 11 wird soweit gedreht, bis die Laserstrahleinrichtung 17 dem Anfang einer Nutisolation 15 gegenübersteht. Dann wird der Kommutator 13 in dieser Lage gehalten und die Vorschubeinrichtung 16 führt die Laserstrahleinrichtung 17 entlang der Nutisolation 15, so daß das Laserstrahlbündel 18 eine Nutisolation 15 auf der Breite der Gleitfläche auf die gewünschte Tiefe ausbrennt. Ist die Laserstrahleinrichtung 17 am Ende der Nutisolation angekommen, dreht die Drehvorrichtung 11 mit Hilfe der Vorrichtung 19 den Kommutator 13 um den Teilungsbetrag weiter, welcher der Nutzahl entpsricht. Die Vorschubeinrichtung 16 hält dabei die Laserstrahleinrichtung 17 solange in der Endstellung, bis die Laserstrahleinrichtung 17 der nächsten Nutisolation 15 gegenübersteht. Dann bewegt die Vorschubeinrichtung 16 die Laserstrahleinrichtung 17 an dieser Nutisolation 15 entlang zurück, während der Kommutator 13 stillsteht. Nach Entfernen der zweiten Nutisolation 15 wird der Kommutator 13 wiederum um eine Teildrehbewegung gedreht. Danach wird die Laserstrahleinrichtung 17 an der dritten Nutisolation 15 entlang geführt usw.
Bei der Teildrehbewegung des Kommutators 13 trifft das Laserstrahlbündel 18 jeweils auf ein Kommutatorsegment 14 aus Kupfer, welches das Laserstrahlbündel 18 reflektiert, ohne das Segment 14 aus Kupfer anzugreifen. Um auch dieses Verfahren unabhängig von Teilungsfehlern durchzuführen zu können, ist das Laserstrahlbündel 18 so fokussiert, daß es nicht nur die Breite der Nutisolation 15 bestrahlt, sondern auch noch eine Randzone 20 der benachbarten Kommutatorsegmente 14.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens mit einer Vorrichtung nach den Figuren 2 bis 4 führt die Vorschubeinrichtung 16 und somit die Laserstrahleinrichtung 17 Vorwärts-und Rückwärtsbewegungen aus. Dabei wird bei jeder Vorwärtsbewegung und in jeder Rückwärtsbewegung eine Nutisolation 15 entfernt. Zwischen den einzelnen Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen steht die Vorschubeinrichtung 16 in ihren Endstellungen still, während die Drehvorrichtung 11 mit dem Kommutator 13 um einen der Nutzahl entsprechenden Winkel gedreht wird. Die Drehvorrichtung 11 dreht somit den Kommuta-0 tor 13 während des ganzen Verfahrensablaufes um 360 . Das von der Laserstrahleinrichtung 17 ausgesandte Laserstrahlbündel 18 bestrahlt dabei die einzelnen Nutisolationen 15 in Vorwärts-bzw. Rückwärtsbewegung in der Breite der Gleitfläche. Die Wirkspur 21 des Laserstrahlbündels 18 besteht somit aus Abschnitten von hin- und hergehenden Längsbewegungen parallel zur Kommutatorlängsachse. Diese geraden Abschnitte sind durch nutabhängige Kreisbögen verbunden, welche quer über jeweils ein Kommutatorsegment 14 verlaufen. Auch mit diesem Verfahren werden die lamellenförniigen Nutisolationen 15 unabhängig von Teilungsfehlern entfernt. Die Tiefe der "Einschnitte" wird dabei wiederum von der Leistung, der Wellenlänge, dem Abstand der Laserstrahleinrichtung 17 zum Kommutator 13 und der Vorschubgeschwindigkeit für die Laserstrahleinrichtung 17 bestimmt.

Claims

Anspruche Verfahren zum Entfernen der Nutisolation zwischen Kommutatorsegmenten, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator (3; 13) auf einer Drehvorrichtung (1; 11) aufgenommen und gedreht wird und eine Vorschubeinrichtung (6; 16) mit einer Laserstrahleinrichtung (7; 17) entlang der Gleitfläche für Kohlebürsten des Kommutators (3; 13) geführt, wobei die Gleitfläche mindestens teilweise von einem Laserstrahlbündel (8; 18) bestrahlt wird und die Nutisolation (5; 15) in einer bestimmten Tiefe zur Gleitfläche der Kommutatorsegmente (4; 14) entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator (3) auf der Drehvorrichtung (1) kontinuierlich gedreht wird, während die Vorschubeinrichtung (6) mit einer kontinuierlichen Längsbewegung parallel zur Kommutatorlängsachse die Laserstrahleinrichtung (7) mit Abstand entlang der Gleitfläche des Kommutators (3) bewegt, wobei das Laserstrahlbündel (8) eine überlappende schraubenlinienförmige Wirkspur auf der Gleitfläche des Kommutators (3) hinterläßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator (13) auf der Drehvorrichtung (13) in nutzahlabhängiger Teilbewegung gedreht wird und nach jeder Teildrehbewegung des Kommutators (13) die Vorschubeinrichtung (16) die Laserstrahleinrichtung (17) eine Nutisolation (15) entlang bewegt, wobei das Laserstrahlbündel (18) eine Wirkspur (21) auf jeder Nutisolation (15) über die Breite der Gleitfläche des Kommutators (13) hinterläßt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahleinrichtung (17) ein Laserstrahlbündel (18) aussendet, das die gesamte Breite einer Nutisolation (15) und je eine Randzone (20) der angrenzenden Kommutatorsegmente (14) bestrahlt.