DE322437C - Verfahren zur Herstellung von Stromwendern fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Stromwendern für elektrische Maschinen und behandelt im besonderen die Stromwender, bei denen die Kontaktfläche für die Bürsten nicht durch die äußere Oberfläche gebildet wird. Die Erfindung erstrebt im besonderen, Stromwender in einfacher Weise so herzustellen, daß sie eine hohe Festigkeit besitzen.

Im Prinzip besteht die Erfindung darin, die einzelnen Stromwenderstege isoliert voneinander in eine Umhüllung aus hämmerbarem Metall mit Zwischenlage einer Isolierschicht einzupacken und die gesamte Anordnung einem starken radialen Druck zu unterwerfen. Das Verfahren läßt sich auf verschiedene Weisen ausführen, die weiter unten näher an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert werden.

Gemäß der besonderen in der Fig. 1 darge-

ao stellten Verwirklichung des Erfindungsgedankens wird der Stromwender, dessen äußere Oberfläche nicht als Kontaktfläche für die Bürsten dienen soll, in folgender Weise her-. gestellt.

Man verwendet einen Ring α von entsprechender Dicke, der aus einem hämmerbaren Metall besteht und einen solchen inneren Durchmesser besitzt, daß in ihn ohne Reibung ein Isolierring b,_ z. B, aus Mikanit, eingesetzt werden kann. Dieser Ring b besteht entweder aus mehreren dünnen Bandlagen, die an den zusammenstoßenden Punkten gegeneinander versetzt sind, oder aus einem einzigen spiralförmig aufgewickelten Bande. Nach Einsetzen des Ringes α werden die Stromwenderstege c in diesen Ring δ eingelegt, wobei gleichzeitig zwischen die einzelnen Stege c Isolierstege d gelegt werden.

Hiernach drückt man den Ring α radial zur Mitte zusammen. Als Preßvorrichtung für diesen Arbeitsvorgang eignen sich verschiedene Hilfsmittel, wie z. B. eine mechanische oder hydraulische Presse. Man erhält auf diese Weise einen Stromwender, bei dem die einzelnen Stege in ihrer Stellung durch den hämmerbaren Ring α gehalten werden, da die radiale Beanspruchung dieses Ringes α zwischen den einzelnen Stegen außerordentlich starke Drücke erzeugt.

Das an Hand der Fig. 1 erläuterte Arbeitsverfahren liefert für die Praxis bereits gute Ergebnisse. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieses Arbeitsverfahren noch insofern verbessert werden kann, daß man den Vorteil der Verwendungsmöglichkeit eines sehr dünnen Ringes a erhält. Dabei ist es nur notwendig, dem Ring a die aus Festigkeitsgründen genügende Abmessung zu geben, während bei dem beschriebenen Arbeitsverfahren der Ring α wesentlich dicker gehalten sein muß. Es besteht nämlich die Gefahr, daß bei zu dünnem Ring a - ein ge- . wisses Erschlaffen desselben nach der Korn-

pression eintreten kann, so daß infolgedessen die einzelnen Stege in ihrer Fassung locker, werden könnten. Anderseits ist zu berücksichtigen, daß bei einer dicken Wandstärke für den Ring a die Möglichkeit vorliegt, daß das Maximum an Beanspruchung beim Zusammendrücken'des Ganzen vom Umfang des Ringes α aufgenommen wird. Sobald man daher an die Nacrbearbeitung dieses Ringes a ίο geht, kann sehr leicht die bei sehr dünnem Ring α. bereits erwähnte Gefahr des Erschlaffens auftreten. Um diese Nachteile und Gefahr zu vermeiden, eignet sich ein an Hand der Fig. 2 erläutertes Arbeitsverfahren. Gemäß diesem gelangt ein dünner *Ring α zur Verwendung, der vorteilhaft aus Messing hergestellt ist. Dieser Ring α besitzt einen Boden a°, der den Ring α auf einer Seite vollständig abschließt. In das Innere des Ringes, sind wie beschrieben, ein Isolierring δ und die Stege c * eingelegt, zwischen denen sich die Isolierstege d befinden. Vorher ist jedoch vorteühafterweise auf den Boden a° des Ringes α eine Metallplatte e von zylindrischer Form eingelegt. Diese Platte e besitzt eine geeignete Dicke und einen äußeren Durchmesser, der beträchtlich kleiner als der innere Durchmesser des Ringes α ist. Der Übergang zwischen dem Boden a° und dem Ring α wird stark "abgerundet ausgeführt. In gleicher Weise erhält auch die Platte e eine starke Abrundung e° an der Seite, mit der die Platte gegen den Boden «° anliegt. Wenn man wünscht, daß die Mikanitisolierstege d seitlich die Stromwenderstege c übergreifen, so wird man vorteilhaft an der Platte e entsprechende Vertiefungen vorsehen.

Zum Zusammenpressen des Ganzen gemäß

dem Arbeitsverfahren nach Fig. 2 gelangt ein Ring f von starkem Querschnitt und sehr widerstandsfähigem Material zur Verwendung.

In diesem Ring ist eine zylindrische Bohrung f° vorgesehen, deren Durchmesser längs eines

Konus f¹ sich nach außen erweitert. Der Durchmesser der Eintnttsöfmung f¹ ist etwas größer gehalten, als der ■ äußere Durchmesser des Ringes a, während der innere Durchmesser der zylindrischen Bohrung f° gleich dem äußeren Durchmesser ist, auf dem der Ring a zusammengepreßt werden soll.

Das eigentliche Arbeitsverfahren gestaltet sich dann derartig, daß der Ring a mit seinem Boden in den Konus f¹ gesetzt und mit Hilfe eines auf der Seite der Stromwenderstege c angreifenden Kolbens schrittweise in die Druckform f gepreßt wird, bis der Ring α sich in der zylindrischen Bohrung f° befindet. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß während dieses Arbeitsganges der Ring α am Boden a° unter der Wirkung des auf die Stromwenderstege ausgeübten Druckes abreißen könnte.

Daher ist, wie schon beschrieben, zwischen dem Stromwenderstege und dem Boden a° des Ringes α die Platte e eingelegt, die den Druck auf die ganze Oberfläche des Bodens verteilt und dann der abgerundeten Kante e° ein Anschmiegen des Ringes α an die Preßform gestattet. Auch wird durch diese Abrundung e° der Scheibe β verhindert, daß der Boden a° zerschnitten wird, was eintreten könnte, wenn der Ring α unter einem falschen Winkel aufgesetzt wird. Der äußere Durchmesser des Ringes α verengt sich durch das Eindringen in die konische Form f¹ und preßt die Isoliermasse δ gegen die Kanten der Platte e. Hierdurch wird eine teilweise Verschiebung dieser Isoliermasse verhindert, die eintreten könnte durch Verbeulungen, die bei dem Preßvorgang an dem Ring α sich u. U. zeigen könnten. Selbstverständlich darf der zusammengepreßte Stromwender nicht aus der Zylinderbohrung f ° herausgenommen werden, da in diesem Fall durch die zwischen den Stromwenderstegen vorhandene Spannung ein Bruch der dünnen, zerbrechlichen Messinghülse α eintreten könnte. Um den Kollektorring auch praktisch verwenden zu können, ist aus diesem Grunde in der Verlängerung der zylindrischen Bohrung f° ein Ring g angesetzt,, in den der zusammengepreßte Stromwender eingeschoben wird". Die zentrische Lage des Ringes g. zu der Preßform f kann dabei beispielsweise durch eine Einsenkung f ¹⁰ erhalten werden. Der Ring g besteht aus irgendeinem geeigneten Material, das schmiedbar oder nicht schmiedbar ist. Sein innerer Durchmesser ist gleich dem inneren Durchmesser der zylindrischen Bohrung f°; er kann jedoch auch u. U. ein wenig kleiner ausgeführt sein.

Dem Ring g ist ein solcher Querschnitt zu geben, daß er die Beanspruchung des zusammengepreßten Stromwenders aushält. Der Ring g kann durch eine einfache Bohrung .ersetzt werden, die an einer geeigneten Stelle der mit dem Stromwender zu versehenden Maschine vorgesehen ist. In diesem Fall würde es genügen, den Stromwender genau zu führen, um ihn von der zylindrischen Bohrung f° in der Preßform in diese Bohrung einzubringen. Befindet sich der Stromwender einmal an Ort und Stelle, so wird der Boden a° des Ringes a abgeschnitten, die Platte e entfernt und der Stromwender dann in der Weise, wie man es wünscht, verwendet, indem die Bürsten entweder innen oder seitlich schleifen.

Die Preßform kann sehr kräftig ausgeführt werden, so daß sie mehrere Male zur Herstellung von Stromwendern von dem gleichen äußeren Durchmesser verwendet werden kann.

Selbstverständlich kann die Erfindung auch in anderen Fällen verwendet werden, als bei den in den Zeichnungen dargestellten Aus-

führungen, die lediglich gegeben wurden, um das Wesen der Erfindung besser zu erläutern. So kann sie auch^bei solchen Stromwendern benutzt werden, bei denen die Bürsten auf der äußeren Fläche des Stromwenders schleifen sollen. Für eine derartige Einrichtung würde man in- der gleichen Weise vorgehen. Natürlich müssen dann der Preßring und der darunterliegende Isolierring entfernt werden, nachdem

ίο durch Auflegen bestimmter Distanzringe einem Auseinanderfallen der Stromwenderstege vorgebeugt worden ist.

An Stelle dieser letztbeschriebenen Ausführung ist es a.uch möglich, den Preßring und den darunterliegenden Isolierring nur an den Stellen zu entfernen, auf welchen die Bürsten schleifen sollen. Bei einer derartigen Ausführung werden dann die Stromwenderstege außerhalb der Laufbahn der Bürsten durch die Preßringe zusammengehalten, so daß besondere Distanzringe nicht mehr erforderlich sind.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Stromwendern für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwenderstege isoliert voneinander in eine Umhüllung aus hämmerbarem Metall unter Zwischenlage einer Isolierschicht eingesetzt werden, und darauf diese Umhüllung, um das Festliegen der Stege zu sichern, in an sich bekannter Weise einem starken radialen Druck unterworfen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Zusammenpressen der Umhüllung und der in dieser angeordneten Stege in bekannter Weise bei dem Durchgang durch ein aus einem Ring bestehendes Werkzeug erhalten wird, dessen Durchbohrung von einer zylindrischen Form aus konisch sich nach außen im Durchmesser vergrößert, wobei der größte Durchmesser etwas größer als der äußere Durchmesser der nicht zusammengepreßten Umhüllung ist, und der zylindrische Teil der Bohrung im Werkzeug den gleichen Durchmesser besitzt, wie ihn die zusammengepreßte Umhüllung des fertigen Stromwenders aufweisen soll.
3. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Einfahrens der Umhüllung mit den eingebrachten Teilen in das Werkzeug die Umhüllung mit einem Boden versehen ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Boden der Umhüllung und den Stromwenderstegen eine Metallplatte eingelegt wird, deren gegen den Boden hegende Kanten abgerundet sind.
5. 5. Einrichtung zur Ausübung des Ver-, fahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch ' gekennzeichnet, daß die Umhüllung, in der die Stromwenderstege zusammengepreßt werden sollen, nur dünn gehalten ist, und zusammen mit den einliegenden Teilen nach ihrer Zusammenpressung in dem Werkzeug in einen besonderen Ring oder eine entsprechende Vertiefung an der mit dem Stromwender zu versehenden Maschine eingeschoben wird, um eine Vergrößerung des durch Pressung erhaltenen Ringdurchmessers zu verhindern.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 zur Herstellung von Stromwendern, bei denen die Bürsten auf der äußeren zylindrischen Oberfläche laufen sollen, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßring und der darunterliegende Isolierring entfernt werden, nachdem durch Auflegen bestimmter Distanzringe einem Auseinanderfallen der Stromwenderstege vorgebeugt worden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.