DE3003825C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Distanzierelement für Kommutatorlamellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Distanzierelemente dieser Art sind beispielsweise aus der FR-PS 9 45 445 in mehrteiliger wie auch in ein­ stückiger Form bekannt und dienen dazu, die als Einzelteile vorliegenden Kupferlamellen eines Preß­ stoffkommutators für den Preßvorgang in einer Form ausgerichtet zu halten und mit dem für die gegensei­ tige Isolation erforderlichen Zwischenabstand zuein­ ander zu versehen. Nach dem Verpressen werden solche Distanzierelemente üblicherweise entfernt, um zwischen den Kupferlamellen nutartige Luftschlitze entstehen zu lassen. Das Entfernen kann auf chemische Weise erfol­ gen, indem für solche Distanzierelemente hierzu als geeignet bekannte, in Lösungsmitteln auswaschbare Kunststoffe verwandt werden.

Die bekannten Distanzierelemente besitzen einen ring- oder scheibenförmigen Leistenträger, mit dem sie eine starre Einheit bilden. Damit soll nicht nur eine durch die Stärke der Leisten bestimmte Weite der Isolier­ schlitze, sondern auch eine exakte Sollage der Kupfer­ lamellen zueinander vorgegeben werden.

In der Praxis hat sich allerdings gezeigt, daß die bei Kupferlamellen anzusetzenden Toleranzen selbst bei überaus geringen Einzelwerten in der in Umfangsrich­ tung eines Distanzierelementes fortschreitenden Be­ füllung einen summarischen Wert annehmen können, der schließlich zu Verschiebungen und entsprechenden Fehlern führt. Dieses macht Korrekturarbeiten in Form eines Nachrichtens der Kupferlamellen oder in Form von Zwischen- oder Endstücken abweichenden Querschnitts erforderlich, die von der Bereitstellung des Materials, vom Arbeitsaufwand und von der erzielten Ungleichmäßigkeit des Kommutators her nachteilig sind.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Distanzierelement zu schaffen, das schnell und einfach von Hand oder auch maschinell mit Kupferlamellen zu befüllen ist, ohne daß sich beim Füllen toleranzbedingte Anordnungs­ fehler der Kupferlamellen bzw. das Erfordernis beson­ derer Einpaßbearbeitungen ergeben.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe von einem Distanzierelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgehend mit den kennzeichnenden Merkmalen dieses An­ spruchs gelöst.

Indem der Leistenträger durchgehend oder zumindest bereichsweise mit Spreizstellen versehen ist, lassen sich Querschnittstoleranzen der in diesen einzusetzen­ den Kupferlamellen in der Spreizung des Leistenträgers ausgleichen und dabei insbesondere Fehlanpassungen oder ein Ausweichen der Kupferlamellen nach außen ver­ meiden. Die Kupferlamellen sind also fortlaufend gleichmäßig in den für sie vorgesehenen Bereich ein­ setzbar und die Spreizmöglichkeit erlaubt es, daß auch die letzte eingesetzte Kupferlamelle bündig mit der ersten eingesetzten Lamelle abschließt. Herkömmlich oft erforderliche Korrekturmaßnahmen sind damit über­ flüssig geworden und die damit oft auf überraschend einfache und wirksame Weise erzielte Verbesserung und Arbeitsersparnis ist nicht nur für die Herstellungs­ kosten, sondern auch für die runde, unwuchtfreie Qualität des herzustellenden Preßstoffkommutators von einschneidender Bedeutung. Gerade bei der Herstellung von Massenartikeln, wie es Preßstoffkommutatoren dar­ stellen, sind Arbeitszeiteinsparungen von einschnei­ dendem Wert. Desgleichen ist es für die Qualität solcher hochbelasteter Kommutatoren bedeutsam, wenn sich schon bei der Montage eine regelmäßige, fehl­ stellenfreie Anordnung ergibt und damit Ansätze zu Unsymmetrien und Unregelmäßigkeiten vermieden werden.

Aus der DE-PS 19 56 340 ist noch ein Distanzierelement bekannt, dessen Leisten als Teile eines in sich ge­ schlossenen Korbes in Form einer konischen Hülse aus­ gebildet sind. Ein solcher Korb ist bei ausreichender Durchmesservorgabe für das Einbringen und Arrangieren der Kupferlamellen gut geeignet. Danach sind aller­ dings die Kupferlamellen mitsamt dem weiten Korb in eine Preßform einzuschrumpfen. Der zunächst locker zusammengestellte Kommutator erhält seine vergußfer­ tige Form erst durch einen kritischen Quetschvorgang. mit dem der Korb und die Lamellen verengt und zu­ sammengerückt werden. Bei dem Distanzierelement nach der vorliegenden Erfindung entsteht die eng anliegende Form des Kommutators bereits beim Einbringen der Kupferlamellen.

Aus der DE-PS 7 47 126 ist weiterhin ein Kohleschleif­ ring aus einem innenliegenden Kupferring und einem außenliegenden Kohlemantel bekannt, bei dem der Kupferring mit Rücksicht auf das unterschiedliche Wärmedehnungsverhalten von Kupfer und Kohle wechsel­ seitig einspringende Längsschlitze erhält. Der Kupfer­ ring ist damit in Längsrichtung nachgiebiger gestal­ tet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert sind. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 4 jeweils eine perspektivische Ansicht von vier verschiedenen Distanzier­ elementen.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Distanzierelemente 1, 2, 3 und 4 bestehen jeweils aus einer Anzahl von Di­ stanzierleisten 5 und einem Leistenträger, an dem die Distanzierleisten 5 endseitig ansetzen. Die Distanzierele­ mente sind als einstückige Kunststoffpreßteile oder Kunststoffspritzteile ausgebildet, bei denen der Leisten­ träger die Lagefixierung der Distanzierleisten 5 über­ nimmt. Die Distanzierleisten 5 sind dann an dem kreis- oder ringförmigen Leistenträger an einem ringförmigen Halterungsbereich angeordnet und erstrecken sich in einer Achsrichtung der rotationssymmetrischen, insgesamt trommelartigen Anordnung, deren Umriß dem Umriß des her­ zustellenden Kommutators entspricht. Dabei besitzen die mit ihrem Querschnitt radial ausgerichteten Distanzierleisten eine Querschnittsform, die der Querschnittsform der her­ zustellenden Kommutatornuten entspricht, während der Zwischenraum zwischen den Leisten jeweils eine Trapezform zur Aufnahme von Kommutatorlamellen erhält.

Insoweit stimmt das Distanzierelement mit herkömmlichen Ausführungsformen überein, wobei bekannte Distanzierele­ mente einen Leistenträger in durchlaufender und damit re­ lativ starrer Ringform besitzen. Gemäß der Erfindung sind die in der Zeichnung dargestellten Leistenträger von der starren Ringform abweichend ausgebildet, um diese zwischen den Distanzierleisten spreizbar und damit an Querschnitts­ toleranzen der Kommutatorlamellen anpaßbar zu gestalten.

Das Distanzierelement 1 nach Fig. 1 besitzt einen Leisten­ träger 6 in Form einer flachen Ringplate mit einem freien Innenraum 7. Dieser Leistenträger 6 weist vom Umfang zur Mitte hin einspringende Ausnehmungen 8 in Form von Schlit­ zen auf, die jeweils zwischen zwei Distanzierleisten 5 hin­ durch radial nach innen verlaufen. In entgegengesetzter Richtung, d. h. radial nach außen verlaufend, münden aus dem Innenbereich 7 Ausnehmungen 9 aus, die zwischen die Ausnehmungen 8 einspringen.

Die dargestellte Ausführungsform sieht vor, daß, in Umfangsrichtung betrachtet, jeder zweite Leisten-Zwischenraum eine nach innen einspringende Ausnehmung 8 erhält, wäh­ rend die dazwischen liegenden Leisten-Zwischenräume einer nach außen gerichteten Ausnehmung 9 zugeordnet sind.

Setzt man nun in einem von Hand oder maschinell ausführ­ baren Montageverfahren zwischen die Distanzierleisten Kupferlamellen 10 ein, wie sie als Teil der Gesamtbe­ stückung in Fig. 1 dargestellt sind, dann finden diese dort ihren vorgegebenen Platz, auch wenn die Kupferlamel­ len herstellungsbedingt geringfügige Toleranzen aufwei­ sen, die sich bei fortschreitender Bestückung des Distan­ zierelements aufsummieren und über die vorgegebene Sollage hinausreichen können. Während bei herkömmlichen Distan­ zierelementen ein Ausweichen der Bestückung nach innen oder außen auftritt, sind hier die Spreizstellen, wie sie mit den Ausnehmungen 8, 9 gegeben sind, zur Berücksichti­ gung von Toleranzen und Beibehaltung der Rotationssymme­ trie und eines fortlaufenden Arbeitsgangs bei der Bestüc­ kung geeignet. Die Schlitze 8, 9 ermöglichen ein Auswei­ chen der Leisten 5 zueinander in Umfangsrichtung mit ent­ sprechend kleinen elastischen Verformungen. Durch die wechselweise nach außen und innen gerichteten Schlitze entsteht darüber hinaus eine Mäanderform des Leistenträ­ gers, die auch dessen elastische Gesamt-Aufweitung bzw. -Verengung, d. h. eine Umfangsveränderung der Bestückung bei einheitlichem Über- bzw. Untermaß der Kupferlamellen zuläßt.

Es versteht sich, daß die Spreizstellen zwischen den Leisten, wie sie mit den Schlitzen 8 und 9 gebildet sind, nicht zwischen sämtlichen Leisten vorgesehen sein müssen, zumal die Fig. 1 (wie auch die übrigen Figuren) Ausführungs­ beispiele mit relativ wenigen Kupferlamellen veranschau­ lichen. Es können auch auf dem Umfang nur einzelne Leisten- Zwischenräume mit Spreizstellen versehen sein, um eine zum Ausgleich von Lamellentoleranzen hinreichende Nachgiebig­ keit zu schaffen. Andererseits ist es ersichtlich auch möglich, jeden Leisten-Zwischenraum mit einer nach innen gerichteten Ausnehmung zu versehen und zwischen diesen von innen nach außen gerichtete Ausnehmungen vom Innenbe­ reich 7 her einspringen zu lassen, um eine noch bessere Spreizbarkeit zu erreichen.

Das in Fig. 2 veranschaulichte Distanzierelement 2 be­ sitzt ausschließlich vom Umfang nach innen einspringende Ausnehmungen 11, die zwischen jedem Paar einander be­ nachbarter Distanzierleisten 5 nach innen durchlaufen. Die Distanzierleisten sind also über radial nach innen verlaufende Stege 12 gehalten und innenseitig über einen Ring 13 miteinander verbunden. Es versteht sich, daß der Ring auch durch eine geschlossene Scheibe ersetzt sein kann, ohne daß sich an der nachgiebigen Halterung und Zu­ ordnung der Distanzierleisten 5 etwas ändert. Der so ge­ bildete, insgesamt mit 13 bezeichnete Leistenträger bildet wiederum zwischen allen einander benachbarten Distanzier­ leisten 5 Spreizstellen aus. Die Nachgiebigkeit gegenüber Toleranzen der einzusetzenden Kupferlamellen ist hier hauptsächlich in Umfangsrichtung vorgegeben, so daß Tole­ ranzschwankungen der Kupferlamellen über den Gesamtum­ fang ohne Radialaufweitung ausgeglichen werden können.

Das in Fig. 3 veranschaulichte Distanzierelement 3 ist wie­ derum mit Spreizstellen zwischen allen einander benach­ barten Distanzierleisten 5 versehen, die allerdings nicht durch radial nach innen oder außen gerichtete Ausnehmung­ en, sondern durch axial gerichtete Ausnehmungen gebildet sind. Ein grobhin ringförmiger Leistenträger, der hier in der radialen Abmessung der Höhe der Leisten entspricht, bildet ein mäanderförmig gewundenes Ringband mit in axia­ ler Richtung zwischen den Leisten 5 zum Rücken des Lei­ stenträgers 14 einspringenden Ausnehmungen 15 und mit in Gegenrichtung im Bereich der Leisten 5 vom Rücken her einspringenden Ausnehmungen 16. Ersichtlich läßt sich der Abstand zwischen den Leisten auch hier entsprechend der mäanderförmigen Gestaltung des Leistenträgers und der damit erzielten Nachgiebigkeit zur Berücksichtigung von Querschnittstoleranzen eingesetzter Kupferlamellen verän­ dern. Hierbei können sowohl wechselnde Toleranzen der Kupferlamellen über den Umfang ausgeglichen werden, wie auch ein insgesamt auftretendes Über- oder Untermaß mit entsprechender Verformung und Umfangsveränderung des Leistenträgers berücksichtigt werden.

Das in Fig. 4 dargestellte Distanzierelement 4 weist ei­ nen Leistenträger 17 auf, der - insoweit mit dem nach Fig. 3 übereinstimmend - wechselseitig axial vorspringen­ de Ausnehmungen 18 bzw. 19 besitzt. Die Mäanderform des Leistenträgers 14 nach Fig. 3 ist zu einer Zickzackform vereinfacht, die jedoch gleichfalls Spreizstellen zwischen den einzelnen Leisten 5 darbietet und damit die Berücksichtigung von Toleranzen der Kupferlamellen er­ laubt.

Die vorstehend betrachteten Distanzierelemente erhalten die vorteilhaften Eigenschaften herkömmlicher Elemente, indem sie preiswert einstückig herstellbar, leicht hand­ habbar und sowohl von Hand wie maschinell bestückbar sind. Sie vermeiden jedoch die bei herkömmlichen Distan­ zierelementen immer wieder auftretenden Schwierigkeiten mit Toleranzen von Kupferlamellen, welche zu Korrektur­ maßnahmen und Nacharbeiten zwingen. Die zwischen einzel­ nen, mehreren oder auch allen Distanzierleisten vorge­ sehenen Spreizstellen schaffen einen Ausgleich für Tole­ ranzabweichungen der Kupferlamellen. Das bestückte Distan­ zierelement bleibt unbeschadet aller zu berücksichtigen­ den Lamellentoleranzen rund, kann dann ohne weitere Bear­ beitung in eine Form zum Verpressen oder Vergießen einge­ geben werden und führt damit ohne weiteres zu einem ein­ heitlichen, unwuchtfreien Kommutator, dessen Umfang allen­ falls noch Feinbearbeitungen, nicht jedoch allein aus Bestückungsfehlern resultierende Bearbeitungen verlangt.

Das Distanzierelement besteht vorzugsweise aus Kunst­ stoff, insbesondere aus chemisch lösbarem Kunststoff diesbezüglich bekannter Art, der ein Auswaschen aus dem Preßling erlaubt und dann zwischen den Kupferlamel­ len Nuten hinterläßt, die in dem von den Distanzier­ leisten zuvor eingenommenen Bereich Luft-Isolierspalte bilden. Der Kommutator ist im übrigen dann durch das Ver­ pressen in seiner Form zu einem einstückigen Ganzen vereinigt, wobei die zuvor nicht von den Distanzierlei­ sten 5 eingenommenen Bereiche mit Preßstoff ausgefüllt sind.

Claims (10)

1. Distanzierelement für Kommutatorlamellen, die als Kupferlamellen zu einem trommelförmigen Preßstoff­ kommutator zusammensetzbar sind, mit einem Leistenträger und an diesem über einen ringförmigen Halterungsbereich verteilt ansetzenden und sich in Achsrichtung er­ streckenden Distanzleisten, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistenträger (6, 13, 14, 17) innerhalb des ringförmi­ gen Halterungsbereichs Spreizstellen (8, 9, 11, 15, 16, 18, 19) zwischen benachbarten Ansätzen der Leisten (5) aufweist, über die die Leisten (5) über vom direkten Ringverlauf abweichend verlaufende Trägerbereiche elastisch auseinanderbeweglich gehalten sind.

2. Distanzierelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Leistenträger (6, 13) von seinem Umfang zur Mitte hin jeweils zwischen benachbarten Leisten einspringende Ausnehmungen (8, 11) aufweist.

3. Distanzierelement nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Leistenträger (6) einen freien Innen­ bereich (7) aufweist, aus dem nach außen gerichtete, zu den nach innen einspringenden Ausnehmungen (8) auf Lücke gesetzte Ausnehmungen (9) ausmünden.

4. Distanzierelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (8, 9, 11) in Form schmaler Schlitze ausgebildet sind.

5. Distanzierelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmungen (15, 16, 18, 19) in axialer Richtung einspringend in einem insgesamt ringförmigen Leistenträger (14, 17) ausgebildet sind.

6. Distanzierelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmungen (15, 16, 18, 19) abwechselnd zueinander in jeweils gegensinniger Richtung angeordnet sind.

7. Distanzierelement nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmungen (15, 16) eine Mäanderform des Leistenträgers (14) ausbilden.

8. Distanzierelement nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmungen (18, 19) eine Zickzackform des Leistenträgers (17) ausbilden.

9. Distanzierelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Leisten-Zwischenräume eine Ausnehmung zugeordnet ist.

10. Distanzierelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus chemisch lösbarem Kunststoff besteht.