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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Polkernen für
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Drehstromgeneratoren Stand der Technik Die Erfindung geht aus von
einem Verfahren, einer Vorrichtung und einem nach dem Verfahren hergestellten Polkern
entsprechend der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der Zeitschrift "American Machinist",
Juli 1969, Seite 100 ist bekannt, Polkerne für elektrische Maschinen in einem kombinierten
Bearbeitungsverfahren herzustellen, welches neben einer spanabhebenden Bearbeitung
der hergestellten Teile auch spanlose Fertigungsabschnitte vorsieht. Durch diese
spanlosen Fertigungsabschnitte gelingt es, Polkerne für elektrische Maschinen rationeller
herzustellen; allerdings ergibt sich bei dem
bekannten Herstellungsverfahren
für Polkerne der Nachteil, daß die Fertigungsabschnitte, an denen spanlos gearbeitet
wird, zu so starken Ungenauigkeiten führen, daß spanabhebende Bearbeitungsvorgänge,
insbesondere in den letzten Verfakrensabschnitten, eingeführt werden müssen, um
die Toleranzen ausreichend kleinzuhalten.
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Bei dem bekannten Verfahren beginnt die Rohteilherstellung mit dem
Abscheren einzelner Rohlinge von einem Stangenmaterial, wobei dieser Schervorgang,
der mit Hilfe einer geeigneten Presse durchgeführt wird, zu vergleichsweise starken
Randverformungen und zum Teil zu so starken Gewichtsunterschieden der Rohlinge führt,
daß sich an den im wesentlichen spanlos arbeitenden Schervorgang ein Wiegevorgang
anschließt, an welchem jedes Teil gewogen und solche Teile, die eine vorgegebene
Toleranz überschreiten, ausgeschieden werden.
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Anschließend werden die Rohlinge beschichtet,nämlich phosphatiert
und geseift, woraufhin sich dann mittels einer, über mehrere Bearbeitungsstationen
verfügende Presse, ein spanloser Fertigungsabschnitt anschließt, der mehrere Stufen
umfaßt. In der Stufe 1 und 2 des spanlosen Fertigungsabschnittes erfolgt das Setzen
und Ecken des Rohlings. Hierbei erhält der Rohling eine etwas ballige Außenform
und beidseitig eine zur Mitte zu abgestuft verlaufende Einprägung, deren tiefster
Punkt in der Mitte liegt. An das Setzen und Ecken schließt sich ein Stauchvorgang
an, bei dem der Rohling wieder eine geradlinig verlaufende Außenform erhält, zusammengestaucht
wird und die an den beidseitigen Stirnflächen vorhandene, abgestufte Einprägung
soweit wieder herausgedrückt wird, daß lediglich noch zentral ein abgesenktes Sackloch
übrig bleibt.
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Die Stufe 4 des spanlosen Fertigungsvorgangs umfaßt dann ein
beidseitiges
Fließpressen, bei dem in die Stirnseiten oben und unten durch Stempel nach Art eines
Extrudiervorgangs oeffnungen oder Sacklöcher eingedrückt werden. Hierdurch vergrößert
sich die Höhenabmessung des Rohlings, der dann in einer fünften Stufe einem Stanzvorgang
unterworfen wird, bei dem die Trennwand zwischen den beidseitigen Stirnbohrungen
herausgestanzt wird. Eine sechste Arbeitsstufe des spanlosen Fertigungsvorgangs
umfaßt dann noch ein Anprägen und ein Ändern der Bohrungsform. Bei dieser sechsten
Stufe erhalten die Stirnseiten eine den Durchmesser der jetzt durchgehenden Bohrung
überschreitende Absenkung; außerdem ergibt sich etwa in der Mitte der Bohrung eine
Abstufung mit einem größeren Bohrungsdurchmesser. Die Bearbeitungsstufen 1 bis 6
des spanlosen Fertigungsabschnittes werden durchgeführt mittels eines Schnng Sa
* und einer Hartmetall-Preßbüchse.
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An diesen spanlosen Fertigungsabschnitt, der durch die Beschichtung
und Phosphatierung des Rohlings erleichtert wird, schließt sich dann noch ein spanabhebender
Fertigungsabschnitt an, nämlich das Plandrehen des Rohlings mit Hilfe von zwei Drehmaschinen.
Schließlich werden dann die jetzt auf Maßigkeit gebrachten Rohlinge noch gewaschen
und abtransportiert.
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Dieses bekannte Herstellungsverfahren hat den Nachteil, daß eine erhebliche
Anzahl von Arbeitsvorgängen erforderlich sind, um aus dem Stangenmaterial fertige,
innerhalb der vorgeschriebenen Toleranzen liegende Polkerne herzustellen, wobei
sich jeweils spanlose und spanende Fertigungstechniken abwechseln. Besonders umständlich
ist der die Arbeitsstufen 1 bis 6 umfassende spanlose Fertigungsabschnitt, bei dem
der Rohling aufeinanderfolgend an den verschiedenen Stationen der verwendeten 6-Stufenpresse
einer Vielzahl einzelner Bearbeitungsmaßnahmen unterworfen wird, die jeweils zu
Formänderungen
führen und insgesamt ein wiederholtes Fließen des
Materials in verschiedene Richtungen notwendig machen.
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Es besteht Bedarf nach einem Herstellungsverfahren für Polkerne, welches
zwar einerseits die Grundkonzeption einer spanlosen Fertigung beibehält, andererseits
aber unkompliziert und vor allen Dingen kostengünstig durchgeführt werden kann,
wobei insbesondere auch auf die kostenträchtige Beschichtung und Phosphatierung
der Rohlinge verzichtet werden kann.
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Schließlich ist es auch bekannt, Polkerne durch eine im wesentlichen
ausschließlich spanabhebende Bearbeitung, nämlich Drehen der Außenformen und Ausbohren
der Mittelbohrung herzustellen. Es ist weiterhin bekannt, Polkerne aus Blechband
zu wickeln, aus zwei gerollten Ringen herzustellen oder auch durch Sinterung.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß bis auf einen ersten spanabhebenden Fertigungsabschnitt, der ein besonders genaues
Absägen der Rohlingsabschnitte von dem Stangenmaterial umfaßt, der gesamte weitere
Herstellungsvorgang spanlos verläuft und bis zur Erzielung eines einwandfrei innerhalb
der erlaubten Toleranzen maßhaltigen Polkerns lediglich fünf weitere spanlose Bearbeitungsstufen
erforderlich sind. Diese können kostengünstig auf einer gemeinsamen Presse mit fünf
Arbeitsstationen durchgeführt werden.
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Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß trotz der ausschließlich spanlosen
Fertigung auf eine Beschichtung bzw. Phosphatierung des Rohlings wie sonst für die
spanlose Fertigung unerläßlich, verzichtet werden kann, so daß die erfindungsgemäße
Herstellung des Polkerns besonders kostengünstig ist. Bei den einzelnen spanlosen
Fertigungsstufen wird lediglich ein geeignetes Schmier- oder Stauchöl beigegeben.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Herstellungsverfahrens
möglich. Bes onders vorteilhaft ist die Ausbildung der einzelnen Stempel und Werkzeugformen,
wobei eine Riefelung zumindest vorderer Abschnitte der Napf, Loch-, Glätt- und Kalibrierstempel
eine problemlose, aufeinanderfolgende Bearbeitung der nicht beschichteten und phosphatierten
Rohlinge in den einzelnen Arbeitsstufen ohne Materialzerstörung oder Hängenbleiben
erfolgt licht.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 den nach dem Sägen entstandenen Rohling, während die Figuren 2 bis 6 die
Rohlingsformen zeigen, die sich nach den sich an das Sägen anschließenden fünf weiteren,
spanlosen Fertigungsstufen ergeben; die Fig. 7 zeigt in größerem Detail die Ausbildung,
die der Rohling nach dem Vorform- oder Vorprägeschritt erlangt, während die Figuren
8a, 8b und 9 in größerem Detail Einzelheiten des Glätt- und Kalibriervorgangs darstellen,
die Figuren 10 und 11 zeigen die in den Rohling eingedrungenen Napfstempel sowie
den Glättstempel.
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In Teilen der Zeichnung können die durch die Bearbeitung erzielten
Veränderungen zum besseren Verständnis Ubertrieben dargestellt sein.
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Beschreibung der Ausfdhrungsbeispiele Die Stufenfolge der Bearbeitungsvorgänge
ist wie folgt: Sägen, evtl. Entgraten, Vorprägen, Napfen, Lochen, gegebenenfalls
-Glätten, Kalibrieren.
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1. Der erste, sich auf das Sägen beziehende Fertigungsschritt arbeitet
spanabhebend, allerdings nicht am Rohling selbst, denn dieser wird durch das Sägen
erst hergestellt. Beim Sägen werden von aus geeignetem Material für den Polkern
gebildeten Stangen Teilstücke abgesägt, die die in Fig. 1 gezeigte Form aufweisen
und den Rohling für die weiteren spanlosen Bearbeitungsvorgänge bilden. Es hat sich
gezeigt, daß dann, wenn ausschließlich im folgenden spanlos gearbeitet wird, an
den diesem Bearbeitungsvorgang unterworfenen Rohling erhebliche Anforderungen bezüglich
der Längentoleranz, der Rechtwinkligkeit und der Planparallelität der Stirnflächen
gestellt werden, da sich diese Maße stark auf die fertigen Polkerne auswirken. Durch
den Sägevorgang gelingt es, die Forderung bezüglich Planheit und geringer Kantenabrundung
zu erfüllen und Rohlinge bereitzustellen, die den erwähnten Bedingungen entsprechen.
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Als Maschine für das Absägen der Rohlinge vom Stangenmaterial kommen
Kreissägen infrage.
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2.DabimSägen ein geringfügiger Grat entstehen kann,der möglicherweise
beim Weitertransport und beim Pressen zu Schwierigkeiten führen kann, schließt sich
an den Sägevorgang als fakultativer Bearbeitungsschritt das Entgraten an, bei dem
die Kanten des durch das Sägen hergestellten Rohlings bis maximal 0,5 mm x 450 gebrochen
werden.
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3. Der entgratete Rohling wird einem Umformvorgang unterworfen, der
in Fig. 2 als sog. Vorprägen bezeichnet ist. Dieser Arbeitsgang ist von besonderer
Bedeutung, da es hierdurch gelingt, Verwölbungen der Stirnflächen und einen Kanteneinzug
an der Bohrung zu korrigieren, die dann beim nächsten Arbeitsgang, dem im folgenden
noch ausführlich beschriebenen Napfen sonst auftreten könnten. Die das Vorprägen
umfassende Arbeitsstufe, von der die Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 7 das sich am
Rohling zeigende Endergebnis darstellt, besteht darin, daß, zunächst grob gesprochen,
zwischen einem mittleren zentralen Bereich des Rohlings und dem äußeren Randkantenbereich
an beiden Stirnflächen eine einen allmählichen Ubergang zu diesen beiden Bereichen
aufweisende Absenkung in ringförmiger Ausgestaltung gebildet wird. Mit anderen Worten,
beim Vorprägevorgang, der mittels geeigneter Preßmaschinen und auf die Stirn flächen
drückender Stempel in der gewünschten Form vorgenommen wird, bleibt der zentrale
Teil 2a und 2b des Rohlings 1 (s. Fig. 3 und 7) im wesentlichen unbeeinflußt und
geht dann nach außen in allmählicher Absenkung in einen in der Höhe des Rohlings
eingeschnürten Bereich über, der im Verlauf seiner Absenkung und seines Wiederanstiegs
zum Kantenbereich 3 auch einem konstanten Radius folgen kann. Es ergibt sich eine
Art Wellenlinie vom Zentralbereich 2a zum Kantenbereich 3, wobei die folgenden,
lediglich beispielhaft und daher nicht einschränkend angegebenen Maße gelten können.
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Bei einer Höhe von etwa 23 mm erfolgt der Ubergang vom zentralen Teil
2a in die Absenkung mit einem Winkel, der zwischen 60 und 90 liegen kann (s. Fig.
7), wobei der Radius R der Absenkung bei 20 mm liegt. Der Winkel des Wiederanstiegs
zum Randkantenbereich liegt bei etwa 40. Schon aus den unterschiedlichen Winkeln
kann man entnehmen, daß durch diesen au periphere 13ereich des Rohlings gegenüber
dem mittleren Teil etwas in seiner Höhe abgesenkt wird.
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Durch diesen Vorprägevorgang wird sichergestellt, daß das anschließende
Napfen als besonders schwerwiegende Eingriff in Form und Aufbau des Rohlings den
anzustrebenden, beidseitig planen Stirnflächenverlauf möglichst wenig beeinträchtigt.
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Hierbei haben Versuche ergeben, daß bei der Bearbeitung eines nicht
vorgeprägten Rohteils durch den Napfvorgang erhebliche Verwölbungen der Stirnfläche
resultieren, wie sie in Fig. 3 durch die strichpunktierte Linie 4 dargestellt sind.
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Der Rohling bekommt dann durch das Napfen beidseitig eine ausgesprochen
ballige Stirnflächenform.
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Der Vorprägevorgang kann, wie weiter vorn schon erwähnt, durch beidseitig
auf den Rohling einwirkende Vorprägestempel erfolgen, wobei die Übergänge zwischen
den einzelnen Schrägen der Vorpr&gestempel zur Erzielung der in Fig. 7 im Detail
dargestellten Form möglichst gut ausgerundet sein sollen, so daß sich Markierungen
nach einer Planierbearbeitung vermeiden lassen, die zusammen mit dem letzten Bearbeitungsteilschritt
7, dem Kalibrieren, vorgenommen wird. Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß sich
zweckmäßigerweise im Zentrum beider Vorprägestempel eine Lüftungsbohrung befindet,
da sich sonst die gewünschte, in Fig. 7 gezeigte Vorform nur unvollkommen ausbilden
könnte, nämlich dann, wenn der Vorprägevorgang durch eingeschlossenes öl, welches
wie bei allen anderen spanlosen Fertigungsschritten ausschließlich zugegeben wird,
behindert wird.
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4. Das im folgenden zu beschreibende Napfen stellt einen besonders
schwerwiegenden Eingriff in den Rohling und seine Form dar, denn es werden mittig
auf die Stirnflächen des Rohlings beidseitig ein oberer und ein unterer Napfstempel
unter
erheblichem Druck zugeführt, so daß sich, wie in Fig. 3
gezeigt, nach dem Napfen aufeinander ausgerichtete öffnungen oder Bohrungen 5a,
5b im zentralen Mittelteil des Rohlings lb befinden. Man erkennt, daß durch diesen
Napfvorgang, der im einzelnen eine Kombination eines RUckwArts- und Vorwärts-Fließpreßvorgangs
ist, Materialverdrängungen durch die Kaltverformung auftreten, die zu einer Vergrößerung
der Höhe des Rohlings bei Beibehaltung seines Durchmessers führen.
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Durch dieses Napfen kommt es zu einer konkaven Verwölbung der Mantelfläche
6 des Rohlings 1b, wie bei 7 angedeutet, d.h.
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im mittleren Mantelflächenbereich ist der Durchmesser des Rohlings
am geringsten. Außerdem bleibt durch das Napfen zwischen den beiden gebildeten Bohrungen
5a und 5b ein Steg 8 stehen, und es kommt zu einer geringfügigen Materialüberhöhung
an beiden Stirnflächen unmittelbar angrenzend an die durch das Napfen gewonnenen
beidseitigen Bohrungen 5a und 5b; diese Materialüberhöhung oder dieser Randwulst
ist mit 9 in Fig. 3 bezeichnet.
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Zu dem Napfvorgang noch einige, allgemeine, nicht einschränkend zu
verstehendeaemerkungen. Da bei der Ausbildung der Stirnfläche durch den Napfvorgang
eine leicht konkave Stirnflächenform auf beiden Seiten erwünscht ist, sollten beide
Napfstempel von oben und unten etwa synchron in das Rohteil eindringen.
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Das Rohteil ist innerhalb ein 10a und lob nicht dargestellten Matrize
gehalten und die Stempel, diein Fig. 10 im einzelnen dargestellt sind, dringen unter
der Preßkraft der Maschine von beiden Seiten in den mittleren Bereich vor. Dringt
ein Stempel langsamer in die Stirnfläche ein als der andere, dann könnte an dieser
Stelle eine konvexe, nicht gewünschte Oberfläche entstehen. Bei der erfindungsgemäß
angewendeten Kombination des Napf-Rückwärts- und Napf-Vorwärts-Fließpressens begünstigen
die
sich bildenden Reibungsverhältnisse das gleichmäßige Eindringen des Stempels.
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Das Napfen ist auf den sich daran anschließenden Lochvorgang des Rohlings
abzustimmen; wobei vorzugsweise entweder ein Fließlochverfahren oder ein normaler
Schneidlochvorgang angewendet werden. Beim Fließlochvorgang hat der obere Napfstempel
einen etwas größeren Durchmesser als der untere Napfstempel, bei dem bei vorliegender
Erfindung bevorzugten normalen Schneidlochvorgang ist, wie die Fig. 10 zeigt, der
obere Napfstempel 10a im Durchmesser kleiner als der untere Napfstempel 10b. Dadurch
wird allerdings das Eindringen des oberen Napfstempels begünstigt.
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Um das Gleichgewicht beider Stempel herzustellen, kann a) die in Stößelrichtung
zwangsweise mitbewegte Matrize den Reibungseinfluß so verändern, daß der Reibungseinfluß
den unteren Napfstempel bevorzugt, so daß die Stempel gleichmäßig eindringen, außerdem
kann b) eine starke Abflachung des oberen Napfstempels, wie in Fig. 10 gezeigt,
auf diesen stark bremsend einwirken und c) am unteren Stempel ein kleinerer spitzer
Winkel dessen Eindringen begünstigen.
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Der Unterschied in den Napfstempeldurchmessern ist auf den Schneidspalt
für das Lochen des Steges zurückzuführen.
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In einer Ausgestaltung vorliegender Erfindung ist es möglich, den
Durchmesserunterschied beider Napfstempel besonders gering zu halten. Beispielsweise
kann der^Durchmesser des unteren Napfstempels 10b nur um einen Teil des Schneidspaltes
vergrößert werden, der Rest läßt sich dann durch eine Verkleinerung des Lochstempels,
bezogen auf den oberen Napfstempel
10a und die durch ihn im Rohling
hergestellte Bohrung, erzielen. Der durch die Verkleinerung des Lochstempels sich
bildende Absatz kann, wie weiter unten noch erwähnt wird, durch den Glättstempel
eingeebnet werden.
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5. Das Lochen des im Verfahrensschritt 4 gebildeten Rohlings ib hat
selbstverständlich zuerst das Ziel, den Steg 8 zu entfernen, außerdem ergibt sich
durch das Lochen eine glatte, zylindrische Lochleibung.
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Für den Lochvorgang können mehrere Möglichkeiten infrage kommen, nämlich
Fließlochen Schneiden mit abgesetzten Stempeln (Schabe-Stufe) und normales Lochschneiden
mit einem Stempel.
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Da die vorliegende Erfindung ein normales Schneidlochen vorzieht,
wird dieses im folgenden ausschließlich beschrieben.
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Beim normalen Lochen ist der Schneidspalt, d.h. der halbe Durchmesserunterschied
zwischen oberem Napf 5a und 5b möglichst so zu wählen, daß die sich bildende Bruchfläche
am Rohling keine Ausrisse aufweist. Wie weiter vorn schon beim Napfen beschrieben,
wird der Durchmesser des Schnittstempels kleiner als der Durchmesser der oberen
Napfbohrung gewählt, um bei optimalem Schneidspalt den unteren Napfdurchmesser nicht
zu groß werden zu lassen. Es wird dann entsprechend der Darstellung der Fig. 4 in
Verwindung mit Fig. 8a in die obere Napfbohrung der Schneidstempel eingeführt, der
zunächst auf einem ersten kürzeren Teil seines Weges eine SchnittflAche 11 und dann
eine Bruchfläche 12 in der jetzt durchlaufenden zentralen Bohrung des Rohlings ic
bildet. Infolge des geringeren Durchmessers
des Schnitts tempels
ergibt sich auch, hauptsächlich im Bereich der an den oberen Napf 5a angrenzenden
Schnittfläche 11, ein nach innen vorspringender ringförmiger Absatz 13, der beim
anschließenden Glätten entfernt wird.
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Um eine mögliche Exzentrizität zwischen Napf und der durch das Lochen
gebildeten, geschnittenen Bohrung zu vermeiden, was zu Schwierigkeiten beim Glätten
führen könnte, ist der Schneidstempel in einen Schneid- und einen Führungsdurchmesser
unterteilt.
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6. Der sich an das Lochen anschließende Glättvorgang ist fakultativ
und kann gegebenenfalls auch wegfallen. Er läßt sich besonders deutlich der Darstellung
der Fig. 8b entnehmen; das Glätten dient der Beseitigung des inneren Ringvorsprungs
13, der sich durch das Lochen in der Bohrung des Rohlings ic gebildet hat sowie
der Verlängerung des zylindrischen Bereichs der Bohrung und damit zur Erhöhung des
Traganteils, wenn der so gebildete Polkern auf eine Achse oder Welle aufgeschoben
und aufgepreßt ist. Dieser zylindrische Tragteil der Bohrung ist dann gebildet von
dem oberen Napf 5a und dem sich an diesen anschließenden Glättbereich, der in Fig.
8b mit 14 bezeichnet ist.
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Die Glättstempelform ist an sich beliebig; der Clättstempel entspricht
in seinem Durchmesser in etwa dem Durchmesser des oberen Napfes 5a und verkürzt,
wie die Fig. 8b zeigt, die Bmehfläche 12, die in den unteren Napf Sb übergeht. Am
besten hat sich ein Fließlochstempel 15 entsprechend der Ausbildung der Fig. 11
für den Glättvorgang bewährt, an den unten eine zusätzliche Phase 15a angearbeitet
ist, die beispielsweise einen Winkel von 300 zur Vertikalen einschließt. Der Glättstempel
fährt von oben in den in einer geeigneten Matrize gehaltenen Rohling ib ein und
verdrängt das Stegmaterial 13 in
den Bruchflächenbereich, wobei
mit 16 bezeichnete, von der Schnittfläche herrührende Markierungen an der Innenbohrung
verbleiben können.
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7. An dieses Glätten oder Prägen des Radius schließt sich dann der
letzte Bearbeitungsvorgang, das Kalibieren an, welches gleichzeitig der Endformung
der äußeren zylindrischen Mantelfläche, der beiden Stirnflächen und der Innenbohrung
des Rohlings le dient. Die Darstellung der Fig.9 zeigt die Zustände beim Kalibriervorgang;
der Rohling le ist in einer teilbaren Matrize 17 eingeschlossen, bestehend aus einem
MatrizenhUlsenoberteil 17a und einem Matrizenhülsenunterteil 17b. Weiterhin ist
vorgesehen ein oberer Hohlstempel 18a und ein unterer Hohlstempel 18b sowie der
diePolkernbohrung kalibrierende Kalibrierdorn 19.
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Durch das Kalibrieren wird einmal die Verwölbung der Stirnflächen
beseitigt, die nach dem sich auf die Polkernbohrung beschränkenden Glättvorgang
noch vorhanden ist, wobei je nach der Ausbildung, d.h. dem Schliff der Stempelhülsen
oder jiohlstempel 18a, 18b an ihren Stirnflächen die Werkstückstirnflächen entweder
eben planiert oder eine konkave Endform aufweisen, wie dies aus der Darstellung
der Fig. 6 hervorgeht. In diesem Fall weisen die iohIstempel-Stirnflächen eine konvexe
Gegenform auf.
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Der Kalibrierdorn 19 verfügt, wie dargestellt, ufer einen Wellenschliff
an seiner äußeren Mantelfläche, wodurch sich wesentlich längere Standzeiten erzielen
lassen.
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Besonders vorteilhaft ist, daß durch den Vorprägeschritt entsprechend
Arbeitsstufe 3 und optimalen Verhältnissen beim Napfen entsprechend Arbeitsstufe
4 die Verwölbung der Stirnflächen
so weit verringert werden kann,
daß deren Beseitigung bzw. Endformung beim Kalibrieren erheblich verringerte Preßdrücke
erfordert.
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Es ist empfehlenswert, zwischen dem Innendurchmesser der beiden Hohlstempel
18a, 18b und dem Außendurchmesser des Kalibrierdorns 19 ein geringfügiges Spiel,
beispielsweise zwischen 0,2 bis 0,3 mm zu belassen, damit unter maximaler Belastung
eine Verringerung des Hohlstempel-Innendurchmessers durch elastische Stauchung möglich
ist. Die sonst nur mögliche elastische Verformung auf einen größeren Außendurchmesser
bei den Hohlstempeln ist mit erhöhter tangentialer Zugspannung und einer eventuellen
Bruchgefahr verbunden.
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Weiter vorn ist schon darauf hingewiesen worden, daß die Mantelfläche
des Polkerns entsprechend Rohlings 1b heim Mapfen konkav wird; dieser Vorgang kann
sich beim halibrieren noch verstärken, so daß die Gefahr des Einfließens von Werkstoff
etwa in den Trennspalt 20 der Matrize des Werkzeugs nidlt zu befürchten ist. Es
braucht daher auch nicht mit einem })erionderen Schließdruck der Matrize gearibeitet
zu worden; ohnehin verbleiben ausreichende Räume 21 (Fi. 9) Für einen ,toff crlauf.
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Eine Verstärkung der konkaven Außenform des Rohlings kann, verbunden
mit geringerer Preßkraft beim Kalibrieren durcfi ein größeres Spiel zwischen Werkstück
und Matrize erreicht werden. Dies setzt aber vergleichsweise ebene Werkstück-Stirnflächen
nach dem Napfen voraus, damit diese unter den entsprechend geringeren Preßdruck
noch planiert werden können.
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Der soeben beschriebene Kalibriervorgang ist c;er letzte Bearbeitungsvorgang,
der an dem Werkstück vorzunehmen ist, bevor
dieses ohne notwendige
spezifische Nachbehandlung der weiteren Verarbeitung, nämlich Aufpressen auf die
Rotorwelle u. dgl. zugeführt wird. Es hat sich dabei herausgestellt, daß diese spanlose
Fertigung von Polkernen im Mittel Toleranzwerte zu erreichen ermöglicht oder doc!i
an diese herankommt, die bei einer Drehbearbeitung erreicht werden können; außerdem
ergeben sich einwandfreie Grenzwerte für Stirnschlag bzw. Planparallelität.
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Zusammenfassung Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
von Polkernen für Drehstromgeneratoren, insbesondere bei Kraftfahrzeugen vorgeschlagen,
die eine erheblich preisgünstigere Herstellung ermöglichen. Die Polkerne werden
dabei, abgesehen von einem ersten Fertigungsschriftt, der Durch das Absägen von
Rohlingen von einem Stangenmaterial gebildet wird, ausschließlich einer spanlosen
Einwirkung untenorfen, di darin besteht, daß nach dem Sägen und gegebenenfalls rJntgraten
der Rohling beidseitig an seinen Stirnflächen vorgeprägt und anschließend genapft
wird. Durch das Napfen bilden sich in den Stirnflächen Sackbohrungen, wobei gleichzeitig
tinte konkave Mantelform des Rohlings und eine Vergrößerun<r seiner Höhe erzielt
wird. Daran schließt sich ein Lochvorgan an, bei dem der durch das Napfen zwischen
den beiden Napfbohrungen gebildete Steg entfernt wird. Nach dem Lochen kann die
nun durchgängige Innenbohrung des Pol kerns von einem Glättdorn noch geglättet werden.
Anschließend wird der gesamte Polkern in seinen Innen- und Außenmaßen einer Kalibrierbearbeitung
unterworfen, bei der auf den in einer Formmatrize gelagerten Polkern beidseitig
auf die Stirnflächen Hohlstemrel einwirken und ein Kalibrierdorn in die Mittenbohrung
gedrückt wird.
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