DE3242702A1

DE3242702A1 - Verfahren zum herstellen eines kommutatorsegmentringes

Info

Publication number: DE3242702A1
Application number: DE19823242702
Authority: DE
Inventors: Peter 3201 Diekholzen Franz; Werner Dipl.-Ing. 3200 Hildesheim Roß
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-11-19
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1984-05-24
Also published as: EP0110127B1; EP0110127A1; DE3372260D1; JPS59103541A; US4611391A

Description

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8.11. 1982 Wo/Kc

ROBERT BOSCH OMBH, TOOO Stuttgart 1

Verfahren zum Herstellen eines Kommutatorsegmentringes Stand der Technik

Die Erfindung' geht von einem Verfahren zum Herstellen eines Kommutatorsegmentringes nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Es ist schon ein Verfahren zum Herstellen eines Kommutatorsegmentringes mit einem Flansch an einem Ende "bekannt, bei dem ein Werkzeug zum Kaltumformen verwendet wird. Bei dem Kaltumformen bildet sich Jedoch in nachteiliger Weise ein einer Innenringschulter ähnlicher Grat an der Stirnseite des Flansches, der sich radial in das Innere des Kommutatorsegmentringes erstreckt. Außerdem ist bei dem Umformwerkzeug für das bekannte Verfahren von Nachteil, daß der an der Stirnseite des oberen Stempels angeordnete Formstempel mit einer Schraube befestigt ist, welche selbst bei größtmöglichem Schaftdruchmesser das Ausbilden des Grates am Kommutatorsegmentring nicht verhindern kann. Zudem wird je größer der Schaftdurchmesser der Schraube ist, desto mehr die Druckstabilität des Formstempels und somit die Lebensdauer des Umformwerkzeugs verkürzt.

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Vorteile der Erfindung

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Das erfinderische Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch eine elastische, krafteinstellbare Gegenhaltung, welche während des Umformvorgangs der Formstempelbewegung entgegenwirkt, das Ausbilden des Grates an der Stirnseite des'Flansches des Kommutatorsegmentringes verhindert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die die Druckdichtheit am Formstempel unterstützende elastische Gegenhaltung das Verwenden einer Schraube mit wesentlich kleinerem Schaftdurchmesser zum Befestigen des Formstempels ermöglicht, wodurch die Druckstabilität und somit die Lebensdauer des Formstempels erhöht wird. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß der Gegenstempel beim Rückhub in seine Ausgangsstellung als Auswerfer dient und den umgeformten Kommutatorsegmentring in seine Entnahmestellung bringt. ·

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Figur 1 einen Rohling für einen Kommutatorsegmentring im Längsschnitt, Figur 2 einen Kommutatorsegmentring im Längsschnitt, Figur 3 den Kommutatorsegmentring im Teilq.uersch.nitt entlang der Linie III-III in Figur 2 und Figur k ein Ausführungsbeispiel eines Umformwerkzeugs am Ende des Arbeitshubes im Längsschnitt .

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Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Ein Rohling 1 für einen Kommutatorsegmentring 2 eines Kommutators ist aus einem für Kommutatoren geeigneten Werkstoff, beispielsweise aus Kupfer hergestellt. Der Rohling 1 hat die Form eines Ringes mit rechteckigem oder rundem Querschnitt. Der Rohling 1 kann ein Abschnitt von einem Hohlzylinder sein. Desgleichen kann der Rohling 1 aus einem Strangabschnitt gebildet sein, der zu einem Ring gebogen ist.

Um den Rohling 1 in den Kommutatorsegmentring 2^rkaltumzuformen, wird in einem erfinderischen Verfahren aus dem ringförmigen Rohling 1 ein Schaft 3 mit einem Flansch k gebildet, wobei mittels eines Formstempels an der Innenseite des Schaftes 3 des Rohlings 1 eine Vielzahl axialer Innenrippen ausgebildet werden, welche in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Innenrippen bilden die" Ausgangsform für Kommutatorsegmente 5, welche durch Segmentteilnuten 6 voneinander getrennt und nur noch durch schmale Stege 7 verbunden sind. Die Stege 7 können auch nach außen gewölbt sein, um die für den Kommutatorsegmentring 2 benötigte Werkstoffmenge noch zu verringern. Oder der Rohling 1 kann in einer an sich bekannten und nicht näher dargestellten anschließenden Reduzierstufe zusammengedrückt werden, wobei sich die Stege J nach außen wölben.

Das Kaltumformen des Rohlings 1 in den Kommutatorsegmentring 2 erfolgt in einem mehrteiligen Umformwerkzeug in einem Arbeitshub.

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Ein Ausführungsbeispiel des Umformwerkzeugs ist in Figur K in der Stellung am Ende des Arbeitshubes dargestellt. In einer unteren Stempelplatte 8 ist eine Längsbohrung 9 ausgebildet mit einem erweiterten Aufnahmeabschnitt .10. In den Aufnahmeabschnitt 10 ist eine hohlzylindrische Fließpreßmatrize 11 eingesetzt, deren Innenform der Außenform des umzuformenden Kommutatorsegmentringes entspricht. In der Längsbohrung 9 ist ein Führungsschiit ζ .12 ausgebildet. In der Längsbohrung 9 ist ein unterer Stempel längsbewegbar geführt. Ein radial im Stempel 13 angeordneter Stift 1h ragt in den Führungsschlitz 12 als Ausführungsbeispiel einer Drehsicherung und Begrenzung der Längsbewegung des unteren Stempels 13. Der Stempel 13 kann auch durch an sich bekannte und nicht näher dargestellte Begrenzungs- und Führungsmittel der Steuer- und/ oder Betätigungseinrichtung des Umformwerkzeugs oder dreh- und längsrichtungssichernde Bauelemente in seiner Lage gehalten und seiner Bewegung begrenzt sein. An der unteren Stirnseite 15 des Stempels 13 liegt ein in.die Längsbohrung 9 ragender_ Steuerstempel 16 an. Der Steuerstempel liegt mit seinem anderen Ende in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise an einem elastischen Steuermittel an, beispielsweise eines* hydraulischen Gegenhaltung oder einer Gasfeder. Die obere Stirnseite 17 des unteren Stempels 13 ist mit einer koaxialen Vertiefung 18 mit einem Absatz 19 versehen. Die Vertiefung 18 kann auch als durchgehende Längsbohrung ausgebildet sein.

In einer mittleren Stempelplatte 20, welche gegenüber der unteren Stempelplatte 8 bewegbar ist, ist ein Ringstempel 21 befestigt. Sein Außendurchmesser entspricht dem Durchmesser des Aufnahmeabschnitts 10 in der unteren Stempelplatte 8. In dem Ringstempel 21 ist ein oberer Stempel 22 längsbewegbar geführt, der in einer oberen Stempelplatte 23 aufgenommen ist. Die mittlere und die

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obere Stempelplatte 20 bzw. 23 sind miteinander und relativ zueinander bewegbar. An der Stirnseite 2h des oberen Stempels 22 ist ein Formstempel 25 angeordnet. Der Formstempel 25 ist an seinem Umfang mit in gleichem Winkelabstand voneinander angeformten Zähnen 26 versehen, deren. Profil den Segmentteilnuten 6 des Kommut.atorringes 2 entspricht. An der dem oberen Stempel 22 abgewandten Stirnseite 27 des Formstempels 25 liegt ein Druckring 28 an, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser des Zahngrundkreises des Formstempels 25· Mit einer Schraube 29» deren Kopf am Druckring 28 anliegt, ist der Formstempel 25 samt Druckring 28 an der Stirnseite 2k des oberen Stempels 22 befestigt. Die Verwendung des Druckringes 28 trägt dazu bei, eine weitgehend druckdichte Befestigung des Formstempels 25 mit einer Schraube 29 verhältnismäßig kleinen Durchmessers zu ermöglichen. Durch die dünnere Schraube 29 wird eine erhöhte Standzeit des Formstempels erreicht, da der Formstempelq.uerschnitt verhältnis mäßig groß bleiben kann und somit eine große Gegendruckaufnahmefläche aufweist.

Die in den Aufnahmeabschnitt 10 der unteren Halteplatte eingesetzte Matrize 11 hat eine nach innen leicht konisch verlaufende Stirnseite 30. Der übergang zwischen der Stirnseite 30 und der Mittelbohrung der Matrize 11 ist als Fase 31 ausgebildet.

In der Ausgangsstellung des Werkzeugs zum Einlegen des Rohlings 1 sind die mittlere und die obere Stempelplatte 20 bzw. 23 mit dem Ringstempel -21 und dem oberen Stempel 22 samt Formstempel 25 von der unteren Stempelplatte 8 abgehoben und in ihrer obersten Stellung gehalten. Der obere Stempel 22 ist dabei weit in den Ringstempel 21

zurückgezogen. Der untere Stempel 13 ist durch den Steuerstempel 16" soweit in die Matrize 11 geschoben, daß seine Stirnseite 17 an die Stirnseite 30 der Matrize 11 grenzt.

Der Rohling 1 wird in den Aufnahmeabschnitt 10 der unteren

Stempelplatte 8 eingesetzt, so daß er auf der die Werk-

stückaufnähme bildenden Stirnseite 30 der Matrize 11 liegt.

Während des Arbeitshubes werden zunächst die mittlere und die obere Stempelplatte 20 und 23 mit Ringstempel 21 und oberem Stempel 22 mit Formstempel 25 auf den Rohling 1 zubewegt. Liegt der nunmehr im Aufnahmeabschnitt 10 geführte Ringstempel 21 auf dem Rohling 1 auf, wird der obere Stempel 22 mit dem Formstempel 25 weiter in den Rohling 1 bewegt, bis der Formstempel 25 mit seiner an der Stirnseite 2.h des oberen Stempels 22 druckdicht anliegenden Stirnseite mit der Stirnseite des Ringstempels 21 in einer Ebene liegt. Die obere Stempelplatte 23 liegt dann am Ringstempel 21 auf der mittleren Stempelplatte 20 an. Trifft der Formstempel 25 bei der Bewegung durch den Rohling 1 in die Matrize 11 mit seiner Stirnseite 27 bzw. mit dem Druckring 28 auf den unteren Stempel 13s so drückt er ihn entgegen der Kraft des sich an dem einstellbaren elastischen Steuermittel abstützenden Steuerstempels 16 entsprechend weit aus der Matrize 11 in die Längsbohrung 9 der unteren Halteplatte 8 zurück.

Die Stempelplatten 20 und 23 mit Ringstempel 21 und oberem Stempel 22 mit Formstempel 25 und Druckring 28 werden dann gemeinsam weiterbewegt. Der Ringstempel 21 formt nunmehr den Flansch h an. Das dabei verdrängte Material des Rohlings 10 wird in den Schaft 3 mit sich zwischen den Zähnen 26 des Formstempels 25 ausbildenden Kommuta-

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torsegmenten 5 und sich zwischen der Innenwand der Matrize 11 und der Außenseite der Zähne 26 ausbildenden Stegen fließgepreßt. Die bei diesem Vorgang über den Druckring 28 auf die Stirnseite 27 des Formstempels 25 und somit vom Formstempel 25 auf die Stirnseite 2k des oberen Stempels übertragene Kraft, mit welcher der untere Stempel 13 als Gegenhältestempel gegen den Formstempel 25 und den Druckring 28 drückt, gewährleistet beim Umformvorgang ausreichende Druckdichtheit an den Stirnseiten 2h und 27₅. so daß sich am Kommutatorsegmentring 2 kein unerwünschter Grat ausbilden kann, der sich radial in das Innere des Kommutatorsegmentringes 2 erstreckt. Der untere Stempel 13 bildet zugleich die Begrenzung der Länge des Schaftes 3 an der dem Flansch k abgewandten Stirnseite des Kommutatorsegmentringes 2. Am Ende des Arbeitshubes zum Umformen des Rohlings 1 in den Kommutatorsegmentring 2 liegt die mittlere Stempelplatte 20 auf der unteren Stempelplatte 8 auf.

Zur Entnahme des umgeformten Kommutatorsegmentringes 2 aus dem Umformwerkzeug wird es derart geöffnet, daß die mittlere und obere Stempelplatte 20 und 23 mit Ringstempel 21 und oberem Stempel 22 samt Formstempel 25 in die Ausgangsstellung zurückbewegt werden, während der untere Stempel 13 als Auswerfer das Kommutatorsegment 2 aus der Matrize 11 und dem Aufnahmeabschnitt 10 der unteren Stempelplatte 8 in Entnahmestellung schiebt, ehe er in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.

Der Kommutatorsegmentring 2 kann nunmehr in an sich bekannter und nicht näher dargestellter Weise mit Verankerungsmitteln und einer Isolierstoffnabe versehen werden, in der die Kommutatorsegmente 5 verankert werden. Desgleichen werden dann die KommutatorSegmente 5 durch Entfernen der Stege 7 getrennt und im Flansch h ausgebildete Anschlußfahnen mit Fahnenschlitzen versehen und somit der Kommutator fertiggestellt.

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Mit dem erfinderischen Verfahren kann der Kommutatorsegmentring 2 sowohl durch Vorwärts- als auch durch Rück wärtsfließpressen aus dem Rohling 1 geformt werden.

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Claims

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8.11. 1982 Wo/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

(1. )Verfahren zum Herstellen eines Kommutatorsegmentringes für einen Kommutator mit einer Vielzahl axialer Innenrippen und einem Flansch an einem Ende durch Kaltumformen eines ringförmigen Rohlings, dadurch gekennzeichnet, daß der in eine Werkstüekaufnähme eines Umformwerkzeugs eingelegte Rohling durch einen die Stirnseite bildenden Ringstempel und einen die Innenrippen "bildenden Formstempel eines oberen Stempels in einem Arbeitshub der Stempel in einen Kommutatorsegmentring umgebildet wird, wobei während des ganzen Umformvorgangs eine Gegenhalteeinrichtung an die Stirnseite des die Innenrippen bildenden Formstempels des oberen Stempels mit einer einstellbaren, gegebenenfalls elastischen Gegenkraft angepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen des Rohlings mittels eines Ring- und eines oberen Stempels erfolgt, dessen die Irinenrippen bildender Formstempel an der Stirnseite des oberen Stempels druckdicht anliegend durch die Druckstabilität des Formstempels erhöhende Mittel befestigt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rückhub von Ring- und Formstempel das Umformwerkzeug geöffnet und der Kommutatorsegmentring durch den Stempel der Gegen^haltevorrichtung in Entnahmehöhe geschoben wird. /t)

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