DE2733082C2

DE2733082C2 - Verfahren zum Entfernen der Nutisolation zwischen Kommutatorsegmenten

Info

Publication number: DE2733082C2
Application number: DE2733082A
Authority: DE
Inventors: Claus 3204 Nordstemmen Bertram; Peter 3201 Diekholzen Franz; Werner Dipl.-Ing. 3200 Hildesheim Roß
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1985-06-20
Also published as: DE2733082A1

Description

Die Erfindung geht von einem Verfahren aus (DE-AS 13 806), bei dem die Nutisolation mit einer Kommutatorfräsmaschine automatisch ausgefräst wird. Dabei wird der Kommutator unter schrittweisem, selbsttätigem Drehen des Rotors von Nut zu Nut des Kommutators und Abtastung auf dem wellenseitigen Ende des Kommutators in der gleichen durch die Kommutatorachse gehenden Ebene, in welcher sich das Fräswerkzeug anschließend bewegt, bearbeitet. Um Kommutatoren in Großserien radionell fertigen zu können, muß der Toleranzbereich für die Stoßbreite verhältnismäßig groß sein. Obwohl bei dem bekannten Verfahren das Abtasten auf der Stirnseile des wellenseitigen Kommutatorendes erfolgt und das Fräswerkzeug auf seiner Achse in geringem Maße verschiebbar ist, können dennoch Teilungsfehler auftreten. Außerdem werden mit dem bekannten Verfahren erst die Nuten von der Isolation befreit, wenn der Rotor bereits montiert ist. Bei fehlerhaftem Entfernen der Nutisolation muß dann der Rotor wieder demontiert und mit einem anderen Kommutator erneut montiert werden. Das erfordert Zeit und teuere Nacharbeit Darüber hinaus wird für das Auswechseln und Ausrichten des Fräswerkzeugs noch zusätzlich Zeit benötigt Dadurch wird die Herstellung von Kommutatoren besonders in der Großmengenfertigung in nicht vertretbarem Maße verteuert

Aufgabe, Lösung und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Nachteile des bekannten Verfahrens vermieden werden und die Nutisolation völ-Hg unabhängig von der Teilung, das heißt von der Segmentbreite und der Nutbreite, bereits am Kommutator automatisch entfernt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen vorgesehen. Dabei ist von Vorteil, daß das Entfernen der Nutisolation mit Hilfe einer Laserstrabieinrichtung ohne mechanische Berührung des Kommutators geschieht Somit erübrigen sich die Abtastgeräte. Außerdem werden durch Einsparen der Zeit für das Auswechseln eines fehlerhaften Kommutators des Rotors sowie für Fräswerkzeugaustausch und -ausrichtung Fertigungskosten gesenkt. Als weiterer Vorteil ergibt sich die Unabhängigkeit des Verfahrens von Teilungsfehlern, Stoßbreiten und Werkstoffen für die Nutisolation.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens mäglich. Besonders vorteilhaft ist hier ein von der N'itzahl des Kommutators unabhängiges Verfahren.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Sie zeigt in vereinfachter Darstellung in

F i g. 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 wird; in

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung für das Verfahren mit einer Drehvorrichtung, auf der der aufgenommene Kommutator in nutabhängigen Teildrehbewegungen gedreht wird und mit einer Laserstrahleinrichtung, die zwischen zwei Teildrehbewegungen des Kommutators an einer Isoliernut des Kommutators entlang geführt wird, in

so F i g. 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung III in F i g. 2 und in

Fig.4 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt entlang IV-IV in F i g. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

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 Isolierstoff voneinander getrennt sind. Eine Vorschubeinrichtung 6 ist mit einer Laserstrahleinrichtung 7 versehen. Bei der Laserstrahleinrichtung 7 ist zum Beispiel ein CCVLaser verwendet Dessen Strahlen werden vom Kupfer der Kommutatorsegmente 4 fast 100%ig reflektiert, während sie von den für die Nutisolation 5 verwendeten

Isolierstoffen im hohen Maße absorbiert werden. Durch die dabei entstehende Wärme wird die Nutisolation 5 bis zu einer bestimmten Tiefe verbrannt. Leistung, Wellenlänge, Abstand der Laserstrahleinrichtung zum Kommutator 3, Drehgeschwindigkeit des Kommutators 3 und die Vorschubgeschwindigkeit für die Laserstrahleinrichtung 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 aewegt 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 F i g. 1 bewegt sich während des ganzen Verfahrensablaufes die Vorschubeinrichtung 6 und somit die Laserstrahleitirichtung 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 Kommutatorumdrehung ein Abschnitt jeder Nutisolation 5 entfernt Die Nutisolation 5 wird somit unabhängig von der Nutzahl und von Teilungsfehlern in der erforderlichen Tiefe ausgebrannt.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel für 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 Nutisoation 15 aus Isolierstoff voneinander getrennt sind. Eine Vorschubeinrichtung 16 ist mit einer Laserstrahleinrichtung 17 versehen. Die Laserstrahleinrichtung 17 hat wiederum einen CC>2-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 somit 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 entspricht. 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 durchführen zu können, ist das Laserstrahlbündel 18 so fokussiert, daß es nicht nur die Breite der Nutisolation 15 bestrahlt, sondern auch noch eins Randzone 20 der benachbarten Kommutatorsegmente 14.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens mit einer Vorrichtung nach den Fig. 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 ihrer jeweiligen Endstellung still, während die Drehvorrichtung 11 mit dem Kommutator 13 um einen der Nutzahl entsprechenden Winkel gedreht wird. Die Drehvorrichtung 11 dreht somit den Kommutator 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, weiche quer über jeweils ein Kommutatorsegment 14 verlaufen. Auch mit diesem Verfahren werden die lamellenförmigen 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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfernen der Hutisolation zwischen Kommutatorsegmenten, bei dem der Kommutator auf einer Drehvorrichtung aufgenommen und gedreht wird und eine Vorschubeinrichtung entlang der Gleitfläche für Kohlebürsten des Kommutators geführt und die Nutisolation in einer bestimmten Tiefe zur Gleitfläche der Kommutatorsegmente entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein die Gleitfläche mindestens teilweise bestrahlendes Laserstrahlbündel (8; 18) einer Laserstrahleinrichtung (7; 17) der Vorschubeinrichtung (6; 16) die Nutisolation (5; 15) 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.