DE2937608C2

DE2937608C2 - Verfahren zur Herstellung eines Stirnkollektors und nach dem Verfahren hergestellter Stirnkollektor

Info

Publication number: DE2937608C2
Application number: DE2937608A
Authority: DE
Inventors: Alfred Bruno Venissieux Rhone Mazzorana
Original assignee: PARIS ET DU RHONE LYON RHONE FR Ste
Current assignee: PARIS ET DU RHONE LYON RHONE FR Ste
Priority date: 1978-09-27
Filing date: 1979-09-18
Publication date: 1985-04-18
Also published as: DE2937608A1; FR2437709A1; GB2032196A; IT1123739B; FR2437709B1; GB2032196B; IN153007B; ES484201A1; IT7926026A0

Description

regelmäßigen Zwischenräumen an dem Montageträger angeordneten Offnungen und dazwischen verlaufenden und die jeweiligen Plätze der Lamellen in Form von Kreissektoren begrenzenden, radialen Verstärkungsrippen, deren Höhe niedriger als die Dicke der Lamellen ist, verwendet wird, daß die Lamellen zwischen die Verstärkungsrippen eingelegt und die Verstärkungsvorsprünge der einzelnen Lamellen in die öffnungen eingeführt und darin befestigt werden und daß dann der Isolierkörper angegossen wird, wobei der Montageiräger den Zusammenhalt der einzelnen Lamellen sichert und wobei zwischen den Lamellen Isolierzwischenräume freigelassen werden, wovon mindestens der der aktiven Seite des Stirnkollektors am nächsten gelegene Teil nur Luft enthält Es können also einzelne Lamellen aus Kupfer mit dem Montageträger zusammengesetzt werden, wobei diese dünn und mit mögliebst geringem Metallverlust hergestellt sein können. Darüber hinaus ergibt sich die begehrte Isolierung durch Luft Der Montageträger sichert einerseits die winkelförmige Anordnung der Lamellen zueinander und hat Anteil an der mechanischen Halterung der Lamellen nnd der Festigkeit des gesamten Stirnkollektors. Dabei erlauben die radialen Verstärkungsrippen nicht nur eine Vergrößerung der Festigkeit, sondern nehmen in ihren Zwischenräumen die Lamellen auf, so daß diese exakt eingestellt und ausgerichtet sind.

Die Lamellen können geschlagen oder geprägt werden, wobei jeder Lamelle die Verankerungsvorsprünge und eine auf ihrer Nutzseite mündende Einkerbung angeformt werden. Auf diese Weise können einheitliche Lamellen in großer Stückzahl mit großer Präzision hergestellt werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Lamellen aus vorgestanzten Scheiben durch Zusammenfalten dieser Scheiben zu formen und durchgehend einzukerben.

Die vorerwähnten Einkerbungen der Lamellen dienen der Verbindung der Drähte des spulengewickelten Ankers der elektrischen Maschine.

Ein erfindungsgemäßer Stirnkollektor, der durch das erfindungsgemüße Verfahren hergestellt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Montageträger einen zentralen röhrenförmigen Teil und einen Bund oder äußeren Rand aufweist und daß zwischen dem röhrenförmigen Teil und dem äußeren Rand die radialen Verstärkungsrippen verlaufen. Der zentrale röhrenförmige Teil, der äußere Rand und die Rippen steifen ctabei den Montageträger aus, wobei die radialen Verstärkungsrippen gleichzeitig die Plätze für die einzulegenden Lamellen markieren und begrenzen.

Ausgestaltungen des erfiedungsgemäßen Stirnkollektors sind Gegenstand der Ansprüche 5 bis 11.

Nachsteheixl ist die Erfindung anhand der zum Teil schematischen Zeichnungen, die als nicht einschränkende Beispiele zwei Formen der Ausführung dieses Stirnkollektors für umlautende elektrische Maschinen darstellt, näher beschrieben.

F i g. 1 ist eine Ansicht nur des isolierenden Trägers von vorn, für eine erste Ausführungsform des Stirnkollektors gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ist ein Schnitt durch die Achse dieses isolierenden Trägers,

F i g. 3,4 und 5 sind Ansichten, wechselseitig von der Seite mit partiellem Schnitt von hinten und von oben, einer Lamelle dieser ersten Ausführungsform,

F i g. 6 ist ein Halbichnitt durch die Achse des kompletten Kollektors gemäß der ersten Ausführungsform,

F i g. 7 ist eine Ansicht .v.\r des isolierenden Trägers

von vorn, bestiomt für eine zweite Ausfühningsform des Stirnkollektors gemäß der Erfindung,

F i g. 8 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Achse des isolierenden Trägers,

F ϊ g. 9,10,11 und 12 sind Ansichten einer Lamelle der zweiten Aüsführungsform, wechselseitig von der Seite, von hinten, von unten und von oben gesehen,

Fig. 13 ist ein Halbschnitt durch die Achse des kompletten Kollektors gemäß dieser zweiten Ausführungsfonn. "':'

Der Kollektor gemäß der ersten Ausführungsform, dargestellt durch die Fig. 1 bis 6, umfaßt im wesentlichen einen isolierenden Träger 1 und leitende Lamellen Z Der isolierende Träger 1 (Fig. 1 und 2) hat eine im wesentlichen kreis- oder ringförmige Form mit einem zentralen hülsen- oder röhrenförmigen Teil 3, mit einer ebenen ringförmigen Scheibe und mit einem Kragen oder äußeren Bund 5. In der ringförmigen Scheibe 4 sind in regelmäßigen Winkelabständen öffnungen 6 angeordnet, hier in rechteckiger Form. Auf einer der Seiten der Scheibe 4 sind auch radiale Verst?-rkungsrippen 7 ausgebildet, die sich zwischen asm zentralen röhrenförmigen Teil 3 und dem äußeren Bund 5 erstrecken, wobei jede radiale Verstärkungsrippe 7 zwischen zwei Öffnungen 6 hindurchgeht Der zentrale röhrenförmige Teil 3, der äußere Bund 5 und die radialen Verstärkungsrippen 7 begrenzen eine gewisse Anzahl von Zellen oder Ausnehmungen, von denen jede als Sitz für eine Lamelle 2 des Kollektors dient Die Dicke e der Verstärkungsrippen 7 entspricht dem Wert der Zwiclienlamellen und ihre Höhe h ist geringer als die Dicke c/der Lamellen 2 (siehe F ig. 3).

Jede Lamelle 2 aus Kupfer, in den F i g. 3 bis 5 jeweils einzeln dargestellt ist einheitlich und durch Kaltschlag oder Prägen verwirklicht, was zum Vorteil hat, daß die Härte des Kupfers durch Kaltverformung vergrößert wird. Die Lamellen 2 besitzen einen Verankerungsvorsprung 8, welcher von ihrer der Nutzseite 9 gegenüberliegenden Seite absteht Außerdem tragen die Lamellen 2 auf ihrer äußeren gekrümmten Seite eine Ausnehmung oder Einkerbung 10, die auf der Nutzseite 9, aber nicht :uf der entgegengesetzten Seite mündet Vorteilhafterweise hat die Nutzseite 9 jeder geprägten Lamelle 2 entlang ihrer radialen Kanten anfänglich noch Abschrägungen oder gekrümmte Partien 9' und S" (siehe F i g. 5), die zur Zeit des späteren Zurichten* des Kollektors die Bildung von Gußnähten (Formfugen) vermeiden werden.

Die Lamellen 2 werden in den in der Form übereinstimmenden Ausnehmungen oder Zellen, die auf dem isolierenden Träger 1 zwischen den Rippen 7 ausgebildet sind, montiert, wobei der Vorsprung 8 jeder Lamelle quer durch eine der öffnungen 6 des isolierenden Trägers eingeführt wird. Jede Lamelle 2 wird auf der Scheibe 4 des isolierenden Trägers durch Zweiteilung und Spreizen ihres Verankerungsvorsprunges 8 befestigt, wie es F i g. 6 zeigt So wird ein Vormontagsblock gebildet, der den isolierenden Träger 1 und die Lamellen 2 umfaßt

Diese vormontiert j Gruppe wird darauf auf den Boden od. dgl. einer Spritzgußform gebracht. Eine Ringfassung bzw. Hülse ii, die einen ringförmigen äußeren Rückhaltebund 12 umfaßt, wird in die zentrale öffnung des isolierenden Trägers 1 so eingeführt, daß ein Ende des röhrenförmigen Teils 3 unter den Bund 12 kommt und sich einpaßt. Das £<uize wird dann von einem Isoliermaterial 13 Übergossen, welches einen Körper in Form eines kegelstumpfartigen Ganzen bildet, welcher

das mechanische Verhalten der ganzen Einheit vervollkommnet.

Die Fig.7 bis 13 veranschaulichen eine zweite Ausführungsform des Kollektors gemäß der Erfindung. Der isolierende Träger 1 (F i g. 7 und 8) besteht wiederum aus einem zentralen röhrenförmigen Teil 3, einer ringförmigen Scheibe 4 und einem äußeren Bund oder Rand 5, wobei die Scheibe 4 abwechselnd öffnungen und radiale Verstärkungsrippen 7 aufweist. Hier gehen diese Verstärkungsrippen 7 immer vom äußeren Bund 5 aus, aber sie enden vor dem zentralen röhrenförmigen Teil 3 bzw. sind davor unterbrochen. Die radialen Verstärkungsrippen 7 begrenzen die Stellen oder Plätze für die Lamellen 2; diese Plätze haben dabei einen Bereich geringerer Tiefe, welcher durch eine kreisförmige Schulter 14 oder einen Absatz nahe bei dem zentralen röhrenförmigen Teil 3 von diesem getrennt wird. Außerdem weist dieser zentrale röhrenförmige Teil 3 Kerben 15 auf, die auf der jedem Platz zugewandten Seite angebracht sind.

Die Lamellen 2(Fig.3 bis 12) sind νοη der gleichen & Idee wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgehend entwickelt, nämlich mit einer Verankerungsspitze 8 und einer Ausnehmung oder Einkerbung 10, aber sie werden hier durch Stanzen auf einer herkömmlichen Presse und anschließendes Biegen einer Metallplatte, deren Dicke dl2 gleich der Hälfte der gesamten endgültigen Dicke djeder Lamelle ist, angefertigt. Einer der beiden gegeneinander gebogenen Teile bildet das Nutzteil 9 der Lamelle, während der andere Teil mit dem Vorsprung 8 endet In der Verbindungszone dieser zwei Teile, d. h. in der Biegezone, ist die Einkerbung 10 angeordnet, die hier über die gesamte Dicke durchgeht Man erkennt ferner, daß jede Lamelle 2 einen maximalen Dickebereich d, der in einem der Plätze des isolierenden Trägers 1 zwischen zwei radialen Verstärkungsrippen 7 sitz, und einen Bereich schwächerer Dicke <//2, der in der Zone geringerer Tiefe des entsprechenden Platzes sitzt aufweist um das genaue Indexieren der Lamellen 2 zu vervollständigen, verlängert sich jede von ihnen am Ende ihres Bereiches schwächere Dicke durch eine gestanzte Zunge 16, die mit einer der Kerben 15 des Ergänzungsprofils des zentralen röhrenförmigen Teils 3 zusammenpaßt und zusammenwirkt

Die in die entsprechenden Plätze des isolierenden Trägers 1 eingeführten Lamellen 2 werden durch Biegen ihrer Verankerungsspitzen 8 (siehe F i g. 13) und die folgenden Arbeitsgänge befestigt:
Anbringung eines zentralen Metallringes 11 und Guß eines isolierenden Körpers 13, was nicht anders vor sich geht, als es bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben ist

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die als Beispiel beschriebenen Ausführungen dieses Stirnkollektors; sie umfaßt vielmehr alle Varianten der Verwirklichung mit gleichwertigen Mitteln. Das gilt auch besonders, wenn die Einkerbungen 10 der Lamellen 2 von der Seite des Verankerungsvorsprungs 8 her einmünden, der isolierende Träger 1 Indexiervorsprünge der Lamellen komplementär zu diesen Einkerbungen enthält und die radialen Trennungsrippen 7 dann wegfallen können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen ^

65 H-

Claims

¹ " · ■ ' ■■-, ■ ·■■■ ² - ^::

■ . 10. Stirnkollektor nach Anspruch 9, 'dadurch ge-

• Patentansprache: kennzeichnet, daß die Lamelle (2) am Ende ihres

■ , ; ' Bereiches geringerer Dicke durch eine Zunge (16)

l.Verfahren zur Herstellung eines Stirnkollektors verlängert ist, die mit einer Aussparung (15) eines

für eine umlaufende elektrische Maschine, welcher s Ergänzungsprofils (14) zusammenpaßt

Lamellen, einen angegossenen Körper aus isolieren- 11. Stirnkollektor nach einem der Ansprüche 4 bis

dem Werkstoff und ein ringförmiges Isolierelement 10, dadurch gekennzeichnet daß der Montageträger

zwischen den Lamellen und dem angegossenen Kör- Indexiervorsprüiige für die Lamellen (2) komple-

per aufweist wobei die Lamellen an ihrer der Nutz- mentär zu den an diesen Lamellen (2) vorhandenen

seite gegenüberliegenden Seite Verankerungsvor- to Einkerbungen (10) aufweist

spränge aufweisen, die in den Werkstoff des ange- ,..,.··

gossenen Isolierkörpers ragen, dadurch ge- ___^_
kennzeichnet, daß als Isolieretement ein steifer
Montageträger mit mehreren mit regelmäßigen

Zwischenräumen an dem Montageträger angeord- 15 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung

neten öffnungen und dazwischen verlaufenden und eines Stirnkollektors für eine umlaufende elektrische

die jeweiligen Plätze der Lamellen in Form von Maschine, welcher Lamellen, einen angegossenen Kör-

Kreissektoren begrenzenden, radialen Verstär- per aus isolierendem Werkstoff und ein ringförmiges

kungsrippen, deren Höhe niedriger als die Dicke der Isolierelement zwischen den Lamellen und dem ange-

Lamellen ist verwendet wird, daß die Lamellen zwi- 20 gossenen Körper aufweist wobei die Lamellen an ihrer

sehen die Verstärkungsrippen eingelegt und die Ver- der Nutzseite gegenüberliegenden Seite Verankerungs-

stärkungsvarsprünge der einzelnen Lamellen in die vorsprünge aufweisen, die in den Werkstoff des ange-

Öffnungen eingeführt und darin befestigt werden gossenen Isolierkörpers ragen.

und daß dann der Isolierkörper angegossen wird. Aus der DE-AS 15 38 941 ist ein Verfahren zur Herwobei der Montageträger den Zusammenhalt der 25 stellung von StimkoUektoren bekannt bei welchem die einzelnen Lamellen sichert und wobei zwischen den Kollektorlamellen auf einer als Montageträger dienen-Lamellen Isolierzwischenräume freigelassen wer- den Kreisplatte angeklebt und dann umgegossen werden, wovon mindestens der dt? aktiven Seite des den. Danach wird die Platte wieder entfernt dient also Stirnkollektors am nächsten gelegene Teil nur Luft nicht als ringförmiges Isolierelement Somit kann dieser enthält 30 Montageträger nicht dazu ausgenutzt werden, die Fe-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- stigkeit des Stirnkollektors und die Halterung der Lazeichnet daß die Lamellen geschlagen oder geprägt mellen zu verbessern.

werden, wobei jeder Lamelle die Verankerungsvor- Aus dem DE-GM 19 79 700 ist ein Stirnkollektor bespränge und eine auf ihrer NuK eite mündende Ein- kannt bei welchem zwar zwischen den Metall-Lamellen kerbung angeformt werden. 35 und einem aus Kunststoff bestehenden Tragring ein Iso-

3. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekenn- lierelement eingesetzt wird, welches jedoch ein Papierzeichnet, daß die Lamellen aus vorgestanzten Schei- blatt ist seinerseits also nicht dazu geeignet ist die Laben durch Zusammenfalten dieser Scheiben geformt mellen daran zu verankern und zur Festigkeit des Stirn- und durchgehend eingekerbt werden. kollektors etwas beizutragen. Auch werden die Lamel-

4. Stirnkollektor, hergestellt durch das Verfahren 40 Ien nicht einzeln mit diesem nicht tra^fähigen Isolierelenach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, ment aus Papier verbunden, sondern erst nach dem Verdaß der Montageträger einen zentralen röhrenför- binden aus einem sie alle zusammenfassenden Rohling migen Teil (3) und einen Bund oder äußeren Rand (5) ausgestanzt Die Verbindung zwischen der die späteren aufweist und daß zwischen dem röhrenförmigen Lamellen bildenden Kupferplatte und dem papierenen Teil (3) und dem äußeren Rand (5) die radialen Ver- 45 Isolierelement erfolgt durch Verkleben.
Stärkungsrippen (7) verlaufen. Aus der CH-PS 4 12 086 ist die Herstellung eines

5. Stirnkollektor nach Anspruch 4, dadurch ge- Stirnkollektors bekannt, bei welchem ein Tragkörper kennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (7) in ih- aus elektrisch isolierendem Material mit den einzelnen rem Verlauf von dem Rand (5) zu dem zentralen Teil Lamellen verbunden wird. Dabei wird jedoch kein Iso-(3) unterbrochen sind. 50 lierkörper angegossen, in welchen Verankerungsvor-

6. Stirnkollektor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch spränge der Lamellen ragen.

gekennzeichnet daß der zentrale röhrenförmige Aus dem DE-GM 66 04 115 ist ein Stirnkollektor be-

Teil (3) eine Metaühülse (11) enthält, die einen ring- kannt, bei welchem zwar die Lamellen mit einem Isolier-

förmigen Bund (12) hat, der ein Ende des Teils (3) stoff verbunden werden, wobei jedoch kein sie zunächst

hintergreift. 55 aufnehmender und haltender Montageträger vorgese-

7. Stirnkollektor nach Anspruch 6, dadurch ge- hen ist, den die Lamellen mit Verankerungsvorsprüngen kennzeichnet daß die Metallhülse (11) symmetrisch durchsetzen könnten, um damit in den Werkstoff des ist. angegossenen Isolierkörpers zu ragen. Somit hängt die

8. Stirnkollektor nach Anspruch 4, dadurch ge- Festigkeit des Stirnkollektors und der Verankerung der kennzeichnet, daß jede geprägte Lamelle (2) entlang ω Lamellen ausschließlich von dem Isolierkörper ab.
ihrer radialen Kante auf ihrer Nutzseite (9) Abschrä- Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur gungen oder gerundete Kanten hat. Herstellung eines Stirnkollektors der eingangs erwähn-

9. Stirnkollektor nach Anspruch 4, dadurch ge- ten Art zu schaffen, womit ein Stirnkollektor mit großer kennzeichnet, daß die Schichten einer aus einer zu- mechanischer Festigkeit und verbesserter Halterung sammengefalteten Scheibe gebildeten Lamelle (2) 65 der Lamellen hergestellt werden kann, wobei gleichzeiverschieden lang sind und die Lamelle somit ver- tig der Kupferverlust kleingehalten werden kann,
schieden dicke Bereiche aufweist, wobei der dickere Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß als IsoBereich die Einkerbung (10) hat. lierelement ein steifer Montageträger mit mehreren mit