DE4138829A1 - Motorkommutator und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Motorkommutator und verfahren zu dessen herstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kommutator
zur Verwendung in einem Miniaturmotor und ein Verfahren zu
dessen Herstellung. Im einzelnen ist die Erfindung darauf
gerichtet, den Aufbau der Innenklauen zum Halten eines
Isolierharzes zu verbessern, das an der Innenumfangsseite
des Kommutators vorgesehen ist, um zu verhindern, daß die
Kommutatorsegmente, die an dem Isolierharzbereich mit
ihrer Innenumfangsfläche anhaften, sich während der Drehung
des Motors wegwärts verstreuen, und um außerdem die
Festigkeit des Isolierbereiches durch Reduzieren des
Anteils der Unterschnitte zum Isolieren jedes
Kommutatorsegments zu verbessern.
Eine Art Kommutator zur Verwendung in einem Miniaturmotor,
wie er herkömmlicherweise aufgebaut ist, ist in Fig. 1
gezeigt. Auf der Außenumfangsfläche des zylindrischen
Isolationsharzbereichs 1 zum Anbringen einer Motorwelle in
der Wellenmitte, sind eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten
2 so befestigt, daß sie voneinander durch Vorsehen einer
Mehrzahl von Unterschnitten 3 voneinander isoliert sind. Der
Kommutator wird durch Ausbilden einer zylindrischen Röhre,
die aus einem leitenden Material hergestellt ist, durch
daran anschließendes Einfüllen eines Isolationsharzes in die
Röhre, so daß diese an dem Harz anhaftet, und durch
anschließendes Vorsehen von Unterschnitten an der
Innenfläche der zylindrischen Röhre mit einem Abstand in
Umfangsrichtung, hergestellt.
In einem Miniaturmotor, der solch einen herkömmlichen
Kommutator enthält, sind die Kommutatorsegmente 2 einer
Zentrifugalkraft, einer Rotationskraft und einer Zugkraft
während der Drehung ausgesetzt, so daß die
Kommutatorsegmente, die an dem Isolierharzbereich 1
befestigt sind, sich von diesem ablösen und sich verstreuen
können.
Um eine Abtrennung der Kommutatorsegmente 2 zu verhindern,
werden herkömmlicherweise Innenklauen 5A, 5B und 5C zum
Halten des Isolierharzes, wie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt
ist, vorgesehen, die von den Innenumfangsflächen der
Kommutatorsegmente 2 vorstehen. Mehr im einzelnen sind die
Innenklauen 5A, wie in Fig. 2 gezeigt, auf der
Innenumfangsfläche der zylindrischen Röhre, die aus einem
leitenden Material hergestellt ist, ausgebildet durch
Einschneiden und Hochbiegen derselben in einem Abstand in
Umfangsrichtung. Die Innenklauen 5B, wie in Fig. 3 gezeigt,
sind solchermaßen ausgebildet, daß Vorsprünge, die als
Innenklauen dienen, zuvor an beiden Enden einer ebenen
Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist,
mit einem Abstand eingeformt ist und nachdem die Platte in
eine zylindrische Form gebracht wurde, die Vorsprünge so
gebogen werden, daß sie nach innen in die zylindrische Röhre
vorstehen. Die Innenklauen 5C, wie in Fig. 4 gezeigt, sind
als gewalzte Vorsprünge ausgebildet, die durch Walzen einer
flachen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt
wurde, gebildet werden, wodurch Vorsprünge entlang der
Längsrichtung, wie veranschaulicht, hergestellt sind. Somit
sind die Innenklauen 5A und 5B an der Innenumfangsfläche der
zylindrischen Röhre mit einem Abstand in Umfangsrichtung
vorgesehen, währenddessen die Innenklauen 5C auf der
gesamten Umfangslinie der Röhre vorgesehen sind.
Bei Vorsehen der eingeschnittenen und hochgebogenen
Innenklauen 5A, wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine große Anzahl
von Arbeitsvorgängen hinsichtlich der Arbeitsvorgänge des
Einschneidens und Hochbiegens der Klauen nach dem Biegen der
zylindrischen Röhre einbezogen. Auch zieht das Vorsehen der
gebogenen Innenklauen 5B, wie in Fig. 3 gezeigt, ein
größeres Volumen an Isolierharz nach sich, um die Festigkeit
gegen Abtrennung zu sichern, was zu einem Nachteil führt,
daß die Innen- und Außendimensionierung des Kommutators
hinsichtlich seiner Formgebung beschränkt sind. Desweiteren
ist durch das Vorsehen der Innenklauen 5C, die durch
gewalzte Vorsprünge ausgebildet sind, wie in Fig. 4 gezeigt
ist, ein Walzprozeß eingeschlossen, was nachteilig höhere
Ausrüstungskosten verursacht. Darüber hinaus ist es durch
Vorsehen der Unterschnitte im Kommutator nach Einfüllen des
Isolierharzes in der zylindrischen Röhre erforderlich, den
Harzbereich tief einzuschneiden, da die Innenklauen 5C auf
der gesamten Umfangslinie vorgesehen sind, was dazu führt,
daß die Festigkeit des Isolierharzbereiches vermindert wird
und der Verschleiß der Unterschnittwerkzeuge beschleunigt
wird.
Zusätzlich tritt bei jedem der Innenklauen 5A, 5B und 5C das
Problem auf, daß diese zu einer Deformation oder einem
Defekt neigen beim Einfüllvorgang des Isolierharzes
bezüglich des Drucks beim Einfüllen des Isolierharzes.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen
schaffen, mit dem es ermöglicht wird, Innenklauen zum Halten
eines Isolierharzes einfach herzustellen ohne Einbeziehung
einer großen Anzahl von Arbeitsvorgängen bzw. -abläufen und
daß keine teueren Ausrüstungen, wie z. B. eine
Walzwerkausrüstung, erforderlich sind, wobei die Innenklauen
ohne Deformierung hinsichtlich des Drucks beim Eingießen von
Isolierharz ausgebildet sind gegenüber herkömmlichen
Innenklauen, und wobei die Klauen eine solche Festigkeit
gegen Abtrennung aufweisen, daß sie sicher das Isolierharz
halten, fester als die herkömmlichen Innenklauen. Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die
Festigkeit des Isolierharzbereiches zu verbessern durch
Verminderung des Anteils des Unterschnittes, der ausgeführt
wird nach Einfüllen des Isolierharzes.
Um die oben angegebenen Ziele zu erreichen, ist entsprechend
einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ein Kommutator
vorgesehen, an dem eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten
abwechselnd mit Unterschnitten adhäsiv auf der
Außenumfangsfläche eines zylindrischen Isolierharzbereiches
angeordnet sind, wobei das Kommutator umfaßt:
Eine rechteckige Vertiefung, die in dem Mittelbereich der Innenumfangsfläche auf der Adhäsionsseite des Isolierharzes in jedem Kommutatorsegment vorgesehen ist; und Innenklauen sowie eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge, die auf vier Seiten den gesamten Umfang der Vertiefung umgeben, wobei die Klauen nach innen so abgeschrägt sind, daß sie an der Vertiefung überstehen.
Eine rechteckige Vertiefung, die in dem Mittelbereich der Innenumfangsfläche auf der Adhäsionsseite des Isolierharzes in jedem Kommutatorsegment vorgesehen ist; und Innenklauen sowie eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge, die auf vier Seiten den gesamten Umfang der Vertiefung umgeben, wobei die Klauen nach innen so abgeschrägt sind, daß sie an der Vertiefung überstehen.
Vorzugsweise ist für jeden Kommutator eine V-förmige Nut,
eine nach außen abgeschrägte Innenklaue und eine Nut mit
tiefem Nutboden jeweils an der Außenseite der Innenklauen in
Umfangsrichtung an beiden Seiten der Vertiefung vorgesehen,
wobei die Unterschnitte vorzugsweise in der Mitte der Nut
mit tiefem Nutboden vorgesehen ist.
Entsprechend einem anderen Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines
Kommutators vorgesehen, daß folgende Stufen umfaßt:
Ausbilden von Nuten, die in Breitenrichtung schmaler und von Vertiefungen, die in Breitenrichtung breiter sind, abwechselnd auf einer Fläche einer dünnwandigen, streifenförmigen ebenen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist;
anschließendes Ausbilden zweier Teile von Vorsprüngen zwischen der Nut und der Vertiefung durch Offenschneiden eines Stegbereiches zwischen der Nut und der Vertiefung in eine V-Form;
Vorsehen von Innenklauen mit den zwei Teilen der Vorsprünge, die jeweils zu der Vertiefung und der Nut abgeschrägt sind durch Erweitern des offen geschnittenen Bereichs der V-Form;
Vorsehen eines eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprungs, der zu beiden Kantenbereichen der Vertiefung entlang dessen Achsrichtung abgeschrägt ist;
anschließendes Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen einer ebenen Platte;
anschließendes Einfüllen eines Isolierharzes in die zylindrische Röhre, das an dieser anhaftet; und
anschließendes Vorsehen von Unterschnitten durch Schneiden der zylindrischen Röhre entlang des Mittelbereichs der Nut.
Ausbilden von Nuten, die in Breitenrichtung schmaler und von Vertiefungen, die in Breitenrichtung breiter sind, abwechselnd auf einer Fläche einer dünnwandigen, streifenförmigen ebenen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist;
anschließendes Ausbilden zweier Teile von Vorsprüngen zwischen der Nut und der Vertiefung durch Offenschneiden eines Stegbereiches zwischen der Nut und der Vertiefung in eine V-Form;
Vorsehen von Innenklauen mit den zwei Teilen der Vorsprünge, die jeweils zu der Vertiefung und der Nut abgeschrägt sind durch Erweitern des offen geschnittenen Bereichs der V-Form;
Vorsehen eines eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprungs, der zu beiden Kantenbereichen der Vertiefung entlang dessen Achsrichtung abgeschrägt ist;
anschließendes Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen einer ebenen Platte;
anschließendes Einfüllen eines Isolierharzes in die zylindrische Röhre, das an dieser anhaftet; und
anschließendes Vorsehen von Unterschnitten durch Schneiden der zylindrischen Röhre entlang des Mittelbereichs der Nut.
Entsprechend einem noch anderen Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist ein Kommutator für einen Miniaturmotor
vorgesehen, der eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten
aufweist, die an der Außenumfangsfläche eines zylindrischen
Isolierharzbereiches abwechselnd mit Unterschnitten
vorgesehen ist, umfassend:
eine Vertiefung, die in der Mitte der Innenumfangsfläche jedes Kommutatorsegmentes definiert ist, um adhäsiv mit der Außenfläche des Isolierharzes befestigt zu sein;
einen konvexen Mittelbereich in der Mitte der Vertiefung;
einen konvexen Endbereich auf einer Seite der Vertiefung;
eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge, die an beiden axialen Enden des konvexen Mittelbereiches vorgesehen sind, so daß diese nach außen abgeschrägt sind, um an der Vertiefung überzustehen;
eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge, die an dem Innenende des konvexen Endbereiches vorgesehen sind, die nach innen abgeschrägt sind, um an der Vertiefung überzustehen; und
Innenklauen und Nuten, die an beiden Seiten in Umfangsrichtung der Vertiefung entlang seiner gesamten Länge in Axialrichtung vorgesehen sind, die nach innen abgeschrägt sind, wobei die Unterschnitte in der Mitte der Vertiefung vorgesehen sind.
eine Vertiefung, die in der Mitte der Innenumfangsfläche jedes Kommutatorsegmentes definiert ist, um adhäsiv mit der Außenfläche des Isolierharzes befestigt zu sein;
einen konvexen Mittelbereich in der Mitte der Vertiefung;
einen konvexen Endbereich auf einer Seite der Vertiefung;
eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge, die an beiden axialen Enden des konvexen Mittelbereiches vorgesehen sind, so daß diese nach außen abgeschrägt sind, um an der Vertiefung überzustehen;
eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge, die an dem Innenende des konvexen Endbereiches vorgesehen sind, die nach innen abgeschrägt sind, um an der Vertiefung überzustehen; und
Innenklauen und Nuten, die an beiden Seiten in Umfangsrichtung der Vertiefung entlang seiner gesamten Länge in Axialrichtung vorgesehen sind, die nach innen abgeschrägt sind, wobei die Unterschnitte in der Mitte der Vertiefung vorgesehen sind.
Entsprechend einem noch anderen Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines
Kommutators vorgesehen, das folgende Stufen umfaßt:
Ausbilden von Nuten, die schmal in Breitenrichtung sind, und von Vertiefungen, die einen konvexen Endbereich und einen konvexen Mittelbereich abwechselnd auf einer Fläche einer dünnwandigen, streifenförmigen ebenen Platte aus leitfähigem Material aufweisen;
anschließendes Vorsehen von Innenklauen, die in Umfangsrichtung nach innen abgeschrägt sind durch Erweitern der Nut, während eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge zu der Vertiefung an beiden axialen Enden und an dem Innenende des konvexen Endbereiches vorgesehen sind;
anschließendes Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen der ebenen Platte;
nachfolgendes Einfüllen eines Isolierharzes in die zylindrische Röhre, so daß diese adhäsiv mit diesem befestigt wird; und
anschließendes Vorsehen von Unterschnitten durch Schneiden der zylindrischen Röhre entlang des Mittelbereichs der Nut.
Ausbilden von Nuten, die schmal in Breitenrichtung sind, und von Vertiefungen, die einen konvexen Endbereich und einen konvexen Mittelbereich abwechselnd auf einer Fläche einer dünnwandigen, streifenförmigen ebenen Platte aus leitfähigem Material aufweisen;
anschließendes Vorsehen von Innenklauen, die in Umfangsrichtung nach innen abgeschrägt sind durch Erweitern der Nut, während eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge zu der Vertiefung an beiden axialen Enden und an dem Innenende des konvexen Endbereiches vorgesehen sind;
anschließendes Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen der ebenen Platte;
nachfolgendes Einfüllen eines Isolierharzes in die zylindrische Röhre, so daß diese adhäsiv mit diesem befestigt wird; und
anschließendes Vorsehen von Unterschnitten durch Schneiden der zylindrischen Röhre entlang des Mittelbereichs der Nut.
Wie zuvor beschrieben, sind die Kommutatorsegmente mit
Innenklauen und eingeschnittenen und hochgebogenen
Vorsprüngen vorgesehen, die so angeordnet sind, daß die
Klauen und Vorsprünge an der Vertiefung in einer solchen
Weise überstehen, daß sie über die gesamte Peripherie diese
umgeben, oder daß sie an dem konvexen Mittelbereich
überstehen, so daß sie dessen Umfang umgeben, wodurch die
Kommutatorsegmente gesichert im Eingriff mit dem
Isolierharz, das in die Vertiefung eingefüllt ist, gegen
eine Zentrifugalkraft, Rotationskraft oder eine
Umfangskraft, die während der Drehung auftreten, befindlich
sind. Als ein Ergebnis wird die Festigkeit der
Kommutatorsegmente gegenüber der Abtrennung erhöht, wodurch
ein Verstreuen dieser verhindert wird. Zusätzlich kann
verhindert werden, daß die Kommutatorsegmente hinsichtlich
eines hohen Wärmeniveaus, das beim Verdrahten erzeugt wird,
verschoben werden, durch Ausbilden von widerstandsfähigen
eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprüngen, die sich in
der Nähe der Verbindungsklaue gegenüberliegen.
Außerdem kann durch Vorsehen der Unterschnitte durch
Schneiden der tiefgeschnittenen Nut entlang der
Axialrichtung, der Grad der Unterschnitte reduziert werden,
wodurch die Festigkeit des Isolierharzes vergrößert wird.
Außerdem ist die zylindrische Röhre, die für die
Kommutatorsegmente dient, einfach durch zylindrisches Biegen
einer Platte ausgebildet, nachdem ein Arbeitsvorgang zum
Ausbilden einer Vertiefung und zum Ausbilden eines
eingeschnittenen und hochgebogenen Teils auf einer Fläche
ausgeführt ist, wodurch die Kommutatorsegmente mit
Folgewerkzeugen mit hoher Produktivität hergestellt werden
können.
Diese und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden augenscheinlich aus der nachfolgenden
Beschreibung, die in Verbindung mit der bevorzugten
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erfolgt. Diese zeigen:
Fig. 1 eine teilweise herausgebrochene Perspektivansicht
eines herkömmlichen Kommutators;
Fig. 2 eine teilweise herausgebrochene Seitenansicht, die
Innenklauen eines herkömmlichen Kommutators zeigt;
Fig. 3 eine teilweise herausgebrochene Seitenansicht, die
Innenklauen eines anderen herkömmlichen Kommutators
zeigt; und
Fig. 4 eine teilweise herausgebrochene Seitenansicht, die
Innenklauen eines weiteren herkömmlichen Kommutators
zeigt;
Fig. 5 bis 20 Darstellungen, die einen Kommutator einer
ersten Ausführungsform entsprechend der vorliegenden
Erfindung zeigen, wobei
Fig. 5 eine teilweise herausgebrochene Perspektivansicht
des Kommutators ist;
Fig. 6 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht von Fig. 5
ist;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Kommutatorsegmente
ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in Fig.
7 ist;
Fig. 9 eine Teilansicht entlang einer Linie B-B in Fig. 7
ist;
Fig. 10 eine Perspektivansicht einer ebenen Platte zur Bil
dung von Kommutatorsegmenten ist;
Fig. 11 eine Perspektivansicht des ersten Arbeitsvorgangs
zur Herstellung der Kommutatorsegmente ist;
Fig. 12 eine Teilansicht von Fig. 11 ist;
Fig. 13 eine Perspektivansicht des zweiten Arbeitsvorgangs
zur Herstellung der Kommutatorsegmente ist;
Fig. 14 eine Schnittansicht von Fig. 13 ist;
Fig. 15 eine Perspektivansicht des dritten Arbeitsvorgangs
zur Herstellung der Kommutatorsegmente ist;
Fig. 16 eine Schnittansicht von Fig. 15 ist;
Fig. 17 eine Perspektivansicht des vierten Arbeitsvorganges
zur Herstellung der Kommutatorsegmente ist;
Fig. 18 eine Schnittansicht von Fig. 15 ist;
Fig. 19 eine Perspektivansicht des fünften Arbeitsvorganges
zur Herstellung der Kommutatorsegmente ist; und
Fig. 20 eine Schnittansicht von Fig. 17 ist.
Die Fig. 21 bis 38 zeigen eine zweite Ausführungsform eines
Kommutators entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei
Fig. 21 eine teilweise herausgebrochene Perspektivansicht
des Kommutatorsegments ist;
Fig. 22 eine Perspektivansicht des Kommutatorsegments ist;
Fig. 23 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in
Fig. 22 ist;
Fig. 24 eine Schnittansicht der Linie D-D in Fig. 22 ist;
Fig. 25 eine Perspektivansicht ist, die eine ebene Platte
zeigt, die für die Kommutatorsegmente dient;
Fig. 26 eine Perspektivansicht ist, die den ersten Herstel
lungsvorgang der Kommutatorsegmente zeigt;
Fig. 27 eine quer verlaufende Schnittansicht von Fig. 26
ist;
Fig. 28 eine Längsschnittansicht von Fig. 26 ist;
Fig. 29 eine Perspektivansicht ist, die den zweiten Herstel
lungsvorgang der Kommutatorsegmente zeigt;
Fig. 30 eine quer verlaufende Schnittansicht von Fig. 29
ist;
Fig. 31 eine Längsschnittansicht von Fig. 29 ist;
Fig. 32 eine Perspektivansicht ist, die den dritten Herstel
lungsvorgang der Kommutatorsegmente zeigt;
Fig. 33 eine quer verlaufende Schnittansicht von Fig. 32
ist;
Fig. 34 eine Längsschnittansicht von Fig. 32 ist;
Fig. 35 eine Perspektivansicht des dritten Herstellungs
vorgangs der Kommutatorsegmente ist;
Fig. 36 eine Schnittansicht von Fig. 35 ist;
Fig. 37 eine Perspektivansicht des vierten Herstellungsvor
gangs der Kommutatorsegmente ist; und
Fig. 38 eine Schnittansicht von Fig. 35 ist.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nachstehend mehr im Detail unter Bezugnahme
auf die Fig. 5 bis 20 beschrieben. In den Fig. 5 und 6 ist
mit dem Bezugszeichen 10 ein Kommutatorsegment angegeben,
das aus einem leitenden Material hergestellt ist; mit dem
Bezugszeichen 11 ist ein Isolierharzbereich zylindrischer
Form angegeben; mit dem Bezugszeichen 12 ist ein
Unterschnitt (undercut) angegeben, der durch Schneiden in
konstanten Abständen in Umfangsrichtung nach innen von der
Außenfläche des Kommutatorsegments 10 ausgehend in den
Isolierharzbereich 11 ausgebildet ist. Eine Mehrzahl von
Kommutatorsegmenten sind adhäsiv auf der Außenumfangsfläche
des Isolierharzbereichs 11 abwechselnd zu den Unterschnitten
12 befestigt.
Das Kommutatorsegment 10 ist mit einer solchen Form
ausgebildet, wie sie in den Fig. 7 bis 9 veranschaulicht
ist, wobei die Außenumfangsfläche 15 eine Kreisbogenfläche
ist, und wobei auf der Innenumfangsfläche 16 Nuten
ausgebildet sind, nach innen vorstehende Innenklauen zum
Halten des Isolierharzes vorgesehen sind und dergleichen in
Umfangsrichtung der Wand vorgesehen ist. Mehr im einzelnen
weist das Kommutatorsegment 10 auf:
In Breitenrichtung extrem schmale rechteckige Nuten 17A und 17B mit tiefem Nutboden an beiden Enden in Umfangsrichtung;
nach außen weisende Innenklauen 18A und 18B, die nach innen von den Innenenden der Nuten 17A und 17B vorstehen und zu dem Boden des Unterschnitts 12 abgeschrägt sind;
V-förmige Nuten 19A und 19B, die in der Mitte der nach außen weisenden Innenklauen 18A und 18B definiert sind;
nach innen weisende Innenklauen 20A und 20B, die vorgesehen sind durch Ausbildung der Innenseitenwände der Nuten 19A und 19B solcherart, daß sie nach innen vorstehen und zueinander abgeschrägt sind; und
eine in Breitenrichtung breite rechteckige flache Vertiefung 21, die innerhalb der nach innen weisenden Innenklauen 20A und 20B definiert ist.
In Breitenrichtung extrem schmale rechteckige Nuten 17A und 17B mit tiefem Nutboden an beiden Enden in Umfangsrichtung;
nach außen weisende Innenklauen 18A und 18B, die nach innen von den Innenenden der Nuten 17A und 17B vorstehen und zu dem Boden des Unterschnitts 12 abgeschrägt sind;
V-förmige Nuten 19A und 19B, die in der Mitte der nach außen weisenden Innenklauen 18A und 18B definiert sind;
nach innen weisende Innenklauen 20A und 20B, die vorgesehen sind durch Ausbildung der Innenseitenwände der Nuten 19A und 19B solcherart, daß sie nach innen vorstehen und zueinander abgeschrägt sind; und
eine in Breitenrichtung breite rechteckige flache Vertiefung 21, die innerhalb der nach innen weisenden Innenklauen 20A und 20B definiert ist.
Die Nuten und Klauen, die auf dem Kommutatorsegment 10
ausgebildet sind, erstrecken sich über dessen gesamte axiale
Länge außer der Vertiefung 21, die in der Mitte des Segments
10 mit Abständen zu den oberen und unteren Enden des
Segments 10 ausgebildet ist. In den Abständen sind
eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge (cut-and-raised
protrusions) 22A und 22B vorgesehen, die in Richtung der
Vertiefung 21 entlang der oberen und unteren Seite
abgeschrägt sind, d. h. in Umfangsrichtung. Somit sind
V-förmige Nuten 23A und 23B zwischen den eingeschnittenen
und hochgebogenen Vorsprüngen 22A, 22B und der oberen und
unteren Seite des Segments 10 jeweils definiert.
Die Innenfläche des Kommutatorsegments 10, die Nuten,
Vertiefungen, Innenklauen und eingeschnittene und
hochgebogene Vorsprünge aufweist, die in diesem ausgebildet
sind, ist adhäsiv mit der Außenfläche des zylindrischen
Isolierharzbereichs 11 befestigt, wobei die Unterschnitte 12
in einer solchen Weise geöffnet sind, daß die Nuten 17A und
17B an beiden Seiten in Umfangsrichtung den Unterschnitten
12 gegenüberstehen. Das Isolierharz, das in die Vertiefung
21 eingefüllt wird, die durch den Mittelbereich der
Innenumfangsfläche des Kommutatorsegments 10 definiert wird,
wird durch die innenliegenden Innenklauen 20A und 20B
umgeben, die nach innen von beiden Umfangsflächen
hervorstehen und ist umgeben von den eingeschnittenen und
hochgebogenen Vorsprüngen 22A und 22B, die nach innen von
der oberen und unteren Seite der Vertiefung 21 vorstehen.
Dementsprechend stehen vier Seitenwände zu der Vertiefung 21
nach innen vor, wodurch abgesichert wird, daß das
Isolierharz, das in die Vertiefung 21 eingefüllt ist,
wirksam mit dieser im Eingriff befindlich ist. Diese
Anordnung sichert ab, daß das Kommutatorsegment 10 wirksam
mit dem Isolierharzbereich 11 in den dreiachsigen Richtungen
in Eingriff befindlich ist, wie in den Fig. 7 bis 9 gezeigt
ist, durch Vorsehen von vier Seitenwänden, d. h. durch die
nach innen weisenden Innenklauen 20A, 20B und die
eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprünge 22A, 22B gegen
die Zentrifugalkraft β, die die Rotation des Motors nach
sich zieht, durch die nach innen weisenden Innenklauen 20A,
20B gegen die Rotatationskraft γ und durch die
eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprünge 22A, 22B gegen
die Zugkraft α.
Darüberhinaus stehen die Kommutatorsegmente 10, die an den
Unterschnitt 12 angrenzen, der dazwischengesetzt ist, zu dem
Isolierharz, das in die Nuten 17A und 17B eingefüllt ist,
mittels der nach außen weisenden Innenklauen 18A und 18B
über. Somit ist der Isolierharzbereich 11, der dem
Unterschnitt 12 gegenübersteht, sicher mit den nach außen
weisenden Innenklauen 18A und 18B gegenüber der
Rotationskraft γ in Eingriff.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des
Kommutators der obigen Ausführungsform unter Bezugnahme auf
die Fig. 10 bis 20 beschrieben.
Unter Verwendung einer dünnwandigen, streifenförmigen ebenen
Platte 30, die aus einem leitenden Material hergestellt ist,
wie in Fig. 4 gezeigt, sind auf einer Fläche und von einer
Seite (die untere Seite in der Figur) abwechselnd
rechteckige Nuten 17, die in Breitenrichtung schmal sind
sowie Vertiefungen 21, die in Breitenrichtung breiter, aber
kürzer in Längenrichtung als die Nuten 17 sind, geformt, wie
in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist. Die Vertiefungen 21 sind
in der Tiefe flacher, als die Nuten 17 und sind mit einem
spezifizierten Zwischenraum für sich von den beiden Seiten
der Platte 30 geformt, während die Nuten 17 durch
Einschneiden der Platte an einer Seite der Platte 30 geformt
sind. Sowohl die Nuten 17 als auch die Vertiefungen 21 sind
von der anderen Seite (der oberen Seite in der Figur)
beabstandet, wodurch ein Stanzbereich 41 für einen gebogenen
Flanschbereich stehengelassen wird. Das Formen wird so
ausgeführt, daß eine Mehrzahl von Nuten und Vertiefungen
durch einen einmaligen Preßarbeitsgang ausgebildet werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 13 und 14 sind ein Paar
hervorstehender Bereiche 32A und 32B ausgebildet, die eine
V-förmige Nut 19 bilden, die zwischen die Nut 17 und die
Vertiefung 21 plaziert wird durch Offenschneiden eines
Stegbereiches 31, der zwischen der Nut 17 und der Vertiefung
21 liegt, in eine V-Form unter Verwendung eines Keils (nicht
gezeigt). In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der
Winkel der V-förmigen Nut 19 annähernd 30°. Sowohl auf der
oberen als auch der unteren Seite der Vertiefung 21 sind
außerdem eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge 22A und
22B vorgesehen, die nach innen gerichtet sind (in Richtung
der Vertiefung 21). Diese eingeschnittenen und hochgebogenen
Vorsprünge 22A und 22B werden ausgebildet durch Vorsehen von
V-förmigen Nuten 23A und 23B an deren jeweiligen oberen und
unteren Außenseite.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 wird die Nut 19, die
durch den Keil offengeschnitten ist (auf einen Winkel von
ungefähr 90° in dieser Ausführungsform) in solcher Weise
erweitert, daß die hervorstehenden Teile 32A und 32B auf
beiden Seiten der Nut voneinander abgeschrägt sind, um an
der Nut 17 durch das hervorstehende Teil 32A und an der
Vertiefung 21 durch das hervorstehende Teil 32B
überzustehen, wodurch die nach außen weisenden Innenklauen
18 und die nach innen weisenden Innenklauen 20 ausgebildet
werden. Danach wird die obere Seite der ebenen Platte 30 in
eine erforderliche Form gestanzt, wie das in der Figur
veranschaulicht ist, wodurch die hervorstehenden Bereiche 33
ausgebildet werden, die als Verbindungsklauen dienen.
Danach wird die ebene Platte 30 einem Schnittvorgang
unterworfen, zum Schneiden der ebenen Platte in eine
Mehrzahl von Kommutatorplatteneinheiten, von denen jede eine
vorbestimmte Länge hat, die einer Form einer
Kommutatorplatteneinheit entspricht. Das heißt, die
dünnwandige streifenförmige, ebene Platte 30, die aus einem
leitfähigen Material hergestellt ist, besteht aus einer
Mehrzahl von Kommutatoreinheiten, die aufeinanderfolgen, und
die Kommutatoreinheiten werden aufeinanderfolgend zugeführt,
um mittels einem Preßvorgang hergestellt zu werden. Durch
Schneiden der ebenen Platte in eine vorbestimmte Form,
entspricht jede der geschnittenen Platten einer
Kommutatoreinheit, die aus einer Mehrzahl von
aufeinanderfolgenden Kommutatorsegmenten besteht.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 17 und 18 wird die ebene
Platte 30 einem zylindrischen Biegevorgang unterworfen,
wobei beide Seiten adhäsiv verbunden werden, um eine
zylindrische Röhre 35 zu bilden, die Nuten 17, 19, 23A, 23B
und Innenklauen 18 und 20, Vertiefungen 21, und
eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge 22A und 22B, die
an deren Innenumfangsfläche ausgebildet sind, aufweist.
Die Arbeitsvorgänge zum Formen der Nuten und Vertiefungen
beim zylindrischen Biegen werden mittels einem
Preßarbeitsvorgang ausgeführt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 19 und 20 wird ein Isolierharz
in die zylindrische Röhre 35 eingefüllt, wobei der
zylindrische Isolierharzbereich 11 gebildet wird, an den die
zylindrische Röhre 35 adhäsiv an seiner Außenumfangsfläche
befestigt wird. Der Innendurchmesser des Isolierharzbereichs
11 ist auf einen Wert festgesetzt, der dem Außendurchmesser
einer Motorwelle, die in diesen eingesetzt wird, entspricht.
Zum Schluß wird der Mittelbereich der Nut 17 von der
Außenumfangsfläche unterschnitten, um einen
Unterschnittbereich 12 zu bilden, wodurch die zylindrische
Röhre 35 in eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten 10
getrennt wird. Ebenso werden die hervorstehenden Bereiche 33
einem Biegearbeitsgang unterworfen, um Verbindungsklauen 40
(siehe Fig. 5) zu bilden. Jede Verbindungsklaue 40 ist mit
einer Wicklung 39 (siehe Fig. 9) verbunden.
Mittels der zuvor erläuterten Arbeitsvorgänge kann ein
Kommutator hergestellt werden, der eine Anzahl von
Kommutatorsegmenten 10 aufweist, die durch Unterschnitte 12
getrennt sind und der adhäsiv fest auf der
Außenumfangsfläche des Isolierharzbereichs 11, wie in den
Fig. 5 und 6 gezeigt ist, befestigt ist.
Die Fig. 21 bis 38 betreffen eine zweite bevorzugte
Ausführungsform für einen Kommutator entsprechend der
vorliegenden Erfindung. In Fig. 21 ist mit dem Bezugszeichen
50 ein Kommutatorsegment angegeben; mit dem Bezugszeichen 51
ist ein zylindrisches Isolierharz angegeben; mit dem
Bezugszeichen 52 ist ein Unterschnitt in das
Kommutatorsegment 50 von der Außenumfangsfläche in den
Isolierharzbereich 51 mit konstanten Zwischenräumen in
Umfangsrichtung angegeben. Eine Mehrzahl von
Kommutatorsegmenten 50 sind abwechselnd zu den
Unterschnitten 52 adhäsiv auf der Umfangsfläche des
Isolierharzbereichs 51 angeordnet.
Das Kommutatorsegment 50 ist von einer solchen Form, wie es
von den Fig. 22 bis 24 veranschaulicht wird, wobei dessen
Außenumfangsfläche 55 eine Kreisbogenfläche ist und wobei
auf seiner Innenumfangsfläche 56 in Umfangsrichtung der Wand
Nuten vorgesehen sind, nach innen hervorstehende Innenklauen
zum Halten des Isolierharzes vorgesehen sind und konvexe
Bereiche vorgesehen sind. Mehr im einzelnen hat das
Kommutatorsegment 50 in Breitenrichtung extrem schmale und
rechteckige Nuten 57A und 57B an beiden Seiten in
Umfangsrichtung; außen liegende Innenklauen 58A und 58B, die
nach innen hervorstehen und die von den Innenseiten der
Nuten 57A und 57B abgeschrägt sind, nähern sich einander an;
eine Vertiefung 59 ist innerhalb der außen liegenden
Innenklauen 58A und 58B vorgesehen; ein konvexer
Mittelbereich 60 ist in der Mitte der Vertiefung 59
vorgesehen; und ein konvexer Endbereich 62 ist an der Seite
eines Endes der Vertiefung 59 vorgesehen; eingeschnittene
und nach oben gebogene Vorsprünge 62A und 62B, die nach
außen an beiden axialen Enden des konvexen Mittelbereichs 60
abgeschrägt sind, sind vorgesehen; und ein eingeschnittener
und hochgebogener Vorsprung 62C, der nach innen an der
Innenseite des konvexen Endbereichs 61 abgeschrägt ist, ist
vorgesehen.
Die Nuten 57A und 57B und die außen liegenden Klauen 58A und
58B, die auf dem Kommutatorsegment 50 ausgebildet sind, sind
über ihre gesamte axiale Länge ausgebildet, während die
Vertiefung 59 mit Abständen von dem oberen Ende und dem
konvexen Endbereich 61 ausgebildet ist.
Die Innenseite des Kommutatorsegments 50, die die Nuten, die
Innenklauen, die Vertiefungen, die Konvexbereiche, die
Klauen und die eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprünge
aufweist, die darauf ausgebildet sind, ist adhäsiv mit der
Außenfläche des zylindrischen Isolierharzbereichs 51 zu den
Unterschnitten 52 befestigt, die so geöffnet sind, daß die
Nuten 57A und 57B, die an beiden Enden in Umfangsrichtung
angeordnet sind, den Unterschnitten 52 gegenüberstehen. Das
Isolierharz, das in die Vertiefung 59 eingefüllt ist, die in
der Mitte des Innenumfangsbereichs des Kommutatorsegments 50
festgelegt ist, wird durch die außen liegenden Innenklauen
58A und 58B umgeben, die nach innen von beiden Umfangsenden
und dem konvexen Mittelbereich 60 hervorstehen, und wird
ebenso von den eingeschnittenen und hochgebogenen
Vorsprüngen 62A und 62B umgeben, die nach außen von beiden
axialen Enden des konvexen Mittelbereichs 60 abgeschrägt
sind und wird von den eingeschnittenen und nach oben
gebogenen Vorsprüngen 62C, die nach innen von dem Ende des
konvexen Endbereichs 61 abgeschrägt sind, umgeben.
Als ein Ergebnis stehen die Innenklauen 58A und 58B und die
eingeschnittenen und nach oben gebogenen Vorsprünge 62A und
62B und 62C an der Vertiefung 59 nach innen über, wodurch
sichergestellt wird, daß das in die Aussparung 59
eingefüllte Isolierharz sicher mit diesen in Eingriff
befindlich ist. Durch diese Anordnung wird das
Kommutatorsegment 50 mit dem Isolierharzbereich 51 in
dreiachsigen Richtungen, wie in den Fig. 22 und 23 gezeigt,
durch fünf Seitenwandungen in Eingriff gebracht, d. h., durch
die Innenklauen 58A und 58B und die eingeschnittenen und
hochgebogenen Vorsprünge 62A, 62B und 62C gegenüber der
Zentrifugalkraft β, die die Rotation des Motors
nachsichzieht, durch die Innenklauen 58A und 58B gegen die
Rotationskraft γ und durch die eingeschnittenen und
hochgebogenen Vorsprünge 62A, 62B und 62C gegenüber der
Zugkraft α.
Darüberhinaus stehen die Kommutatorsegmente 50, die an den
dazwischen angeordneten Unterschnitt 52 angrenzen, über das
in die Nuten 57A und 57B eingefüllte Harz über mittels der
Innenklauen 58A und 58B. Somit ist ebenfalls der
Isolierharzbereich 51, der den Unterschnitten 52
gegenübersteht, mit den äußeren Innenklauen 58A und 58B
gegenüber der Rotationskraft γ in Eingriff befindlich.
Außerdem haben die harten, eingeschnittenen und
hochgebogenen Vorsprünge 62A und 62B, die in der Nähe der
Verbindungsklaue 69 ausgebildet ist, eine Funktion, das
Kommutatorsegment 50 daran zu hindern, hinsichtlich eines
hohen Wärmeniveaus, das bei der Verdrahtung erzeugt wird,
sich zu verschieben. Außerdem kann die zweite
Ausführungsform, verglichen mit der ersten Ausführungsform,
einen größeren Bereich zum Halten des Isolierharzbereiches
51 bieten, sogar bei einem Miniatur- und
Multipolarkommutator, der eine kürzere Breite und Länge hat,
um eine Festigkeit gegenüber einer Abtrennung in genügendem
Ausmaß sicherzustellen.
Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des
Kommutators nach der zweiten Ausführungsform unter
Bezugnahme auf die Fig. 25 bis 38 beschrieben.
Unter Verwendung einer dünnwandigen, streifenförmigen,
ebenen Platte 66, die aus einem leitenden Material
hergestellt ist, wie in Fig. 25 gezeigt, werden auf der
einen Fläche und von einer Seite her (die untere Seite in
der Figur) in Breitenrichtung schmalere rechteckige Nuten 57
und in Breitenrichtung breitere Vertiefungen 59 abwechselnd
eingeformt, wie in den Fig. 26 bis 28 gezeigt ist. Ein
rechteckiger, konvexer Mittelbereich 60 wird in der Mitte
der Vertiefung 59 eingeformt, während ein konvexer
Endbereich 61 an der Seite des einen Endes der Vertiefung 59
geformt wird. Die Vertiefung 59 und die Nuten 57 haben die
gleiche Tiefe und sowohl die Vertiefung 59 als auch die
Nuten 57 sind durch Schneiden in die Platte von der Kante
des einen Endes ausgebildet. Die Vertiefung 59 und die Nuten
57 sind beide von der anderen Seite her beabstandet (der
oberen Seite in der Figur), wodurch ein Stanzbereich 67 für
einen umgebogenen Flanschbereich zurückgelassen wird. Das
Ausformen wird solcherart ausgeführt, daß eine Mehrzahl von
Nuten, Vertiefungen und konvexen Bereichen mittels einen
einmaligen Preßarbeitsgang ausgebildet werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 29 bis 31, werden die Nuten 57
erweitert (auf einen Winkel von annähernd 90° in dieser
Ausführungsform) , um die Innenklauen 58A und 58B beiderseits
der Nut 57 in solche Richtungen abzuschrägen, daß sie
voneinander abstehen, d. h. die Innenklauen 58A und 58B
stehen über die Vertiefung 59 über und sind nach innen
abgeschrägt. Beide axialen Enden des konvexen Mittelbereichs
60 sind eingeschnitten und auswärts nach oben gebogen, um
eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge 62A und 62B zu
schaffen, während das Innenende des konvexen Endbereichs 62
eingeschnitten und nach innen hochgebogen ist, um einen
eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprung 62C zu bilden.
Die eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprünge 62A, 62B
und 62C sind abgeschrägt, um an der Vertiefung 59
überzustehen. Danach wird die obere Seite der ebenen Platte
66 in eine erforderliche Form gestanzt, wie in der Figur
veranschaulicht ist, wodurch hervorstehende Bereiche 67
gebildet werden, die als Verbindungsklauen dienen.
Danach wird die dünnwandige, streifenförmige, ebene Platte
66, die aus einem leitenden Material hergestellt ist, und
die eine Reihe einer Mehrzahl von Kommutatoreinheiten
aufweist, einem Preßformvorgang mit Folgewerkzeugen
unterworfen. Durch den Arbeitsvorgang des Schneidens der
ebenen Platte in eine spezifizierte Länge ergibt sich eine
Mehrzahl von geschnittenen Platten in einer Reihe von
Kommutatorsegmenten, die einer Kommutatoreinheit
entsprechen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 35 und 36 wird die ebene
Platte 66 einem zylindrischen Biegeprozeß unterworfen, und
beide Enden werden adhäsiv miteinander verbunden, wodurch
eine zylindrische Röhre 68 mit Nuten 57, Innenklauen 58,
eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprüngen 62,
Vertiefungen 59, konvexen Bereichen 60 und dergleichen auf
ihrer Innenumfangsfläche hergestellt wird. Die
Arbeitsvorgänge des Formens der Nuten und Vertiefungen beim
zylindrischen Biegen werden durch Preßarbeitsgänge
ausgeführt.
Bezugnehmend auf die Fig. 37 und 38 wird ein Isolierharz in
die zylindrische Röhre 68 eingefüllt, wodurch der
zylindrische Isolierharzbereich 51 gebildet wird. Die
zylindrische Röhre 68 ist adhäsiv auf der Außenumfangsfläche
des Isolierharzbereiches 51 befestigt. Der Innendurchmesser
des Isolierharzbereichs 51 wird auf einen Wert festgesetzt,
der dem Außendurchmesser der Motorwelle, die darin
eingesetzt wird, entspricht.
Abschließend der Mittelbereich der Nut 57 der zylindrischen
Röhre 68 von seine Außenumfangsfläche unterschnitten,
wodurch die zylindrische Röhre 68 in eine Mehrzahl von
Kommutatorsegmenten 50 getrennt wird. Auch werden die
hervorstehenden Bereiche 67 so gebogen, daß sie
Verbindungsklauen bilden, von denen jede mit einer Wicklung
70 gekoppelt ist.
Durch die zuvor erwähnten Arbeitsvorgänge können eine
Mehrzahl von Kommutatoren mit einer Anzahl von
Kommutatorsegmenten 50, die durch die Unterschnitte 52, wie
in den Fig. 21 gezeigt, getrennt sind, und adhäsiv mit der
Außenumfangsfläche des Isolierharzbereichs 51 befestigt
sind, hergestellt werden. Wie aus der zuvor erwähnten
Beschreibung ersichtlich ist, hat der Kommutator
entsprechend der vorliegenden Erfindung die Vorteile, wie
sie nachstehend aufgelistet sind:
- 1) Da die vier Seiten- oder fünf Seitenwandungen, die die Vertiefung umgeben, in der Mitte jedes Kommutatorsegmentes vorgesehen sind und mittels Innenklauen und eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprüngen hergestellt sind, um gegenüber der Vertiefung vorzustehen, kann deshalb das Kommutatorsegment sicher mit dem Isolierharz, das in die Vertiefung eingefüllt wurde, gegen dreiachsige Beanspruchungen, die durch die Zentrifugalkraft, Rotationskraft und Zugkraft entstehen, sicher in Eingriff gebracht werden. Somit kann die Festigkeit des Kommutatorsegments gegenüber einer Abtrennung vergrößert werden, wodurch sichergestellt wird, daß der Kommutator wirksam von einer Abtrennung und einer Zerstreuung während einer Drehbewegung geschützt werden.
- 2) Da die Innenklauen und die eingeschnittenen und
hochgebogenen Vorsprünge eine hohe Festigkeit gegenüber
einer Abtrennung haben, sogar mit einer geringen Höhe, z.B.
von 0,5 mm oder einer ähnlichen Größenordnung, können die
Innenklauen und die eingeschnittenen und hochgebogenen
Vorsprünge in ihrer Höhe reduziert werden. Somit:
- a) Die Dicke der aus einem leitenden Material hergestellten Platte zur Bildung der Kommutatorsegmente kann reduziert werden, so daß die Materialkosten gesenkt werden können.
- b) Da die Festigkeit gegenüber einer Abtrennung des Segmentes erhöht werden kann, sogar wenn die Innenklauen und die eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprünge eine niedrige Höhe haben, kann der Anteil des Isolierharzes, das eingefüllt wird zum Sicherstellen der Festigkeit, reduziert werden, wodurch gestattet wird, daß die Freiheitsgrade bei der Formgebung eines Miniaturkommutators wachsen.
- c) Eine Reduzierung bezüglich der Höhe der Innenklauen und der eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprünge macht es möglich, die Probleme zu lösen, die die Arbeitsvorgänge nachsichziehen, wie z.B. eine Deformierung oder ein Defekt der Innenklauen und eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprünge bezüglich des Drucks, wenn das Harz eingegossen wird.
- 3) Da die Unterschnitte in der zylindrischen Röhre vorgesehen sind, unterteilt zu werden zur Ausbildung der Kommutatorsegmente durch Schneiden dieser in der axialen Mitte der tiefgeschnittenen Vertiefung in Axialrichtung, d. h., da die Unterschnitte in Bereichen geschnitten werden, wo die Wanddicke des leitenden Materials extrem dünn ist, können die Unterschnitte niedrig sein. Da das Volumen des Einschnitts in dem Isolierharz an den Unterschnittbereichen reduziert wird, kann dadurch die Festigkeit der Harzbereiche vergrößert werden. Darüberhinaus kann die Lebensdauer der Werkzeuge zum Unterschneiden verlängert werden.
- 4) Im einzelnen können die Kommutatorsegmente durch Ausbilden von harten eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprüngen, die einander in der Nähe der Verbindungsklauen sich gegenüberliegen, vor einer Verschiebung bezüglich eines hohen Wärmeniveaus, das bei der Verdrahtung entsteht, geschützt werden.
- 5) Da das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung es gestattet, die Innenklauen und die eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprünge, die zu formen sind, durch zylindrische Biege-Folgewerkzeuge aus einem Plattenmaterial herzustellen, kann die Produktivität erhöht werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig nur auf dem
Beispielswege beschrieben wurde unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen, wird hierdurch angemerkt, daß
verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann
augenscheinlich werden können, ohne den Geist und
Schutzumfang der Erfindung, wie sie durch die beigefügten
Ansprüche definiert sind, zu verlassen.
Claims (10)
1. Kommutator zur Verwendung in einem Motor mit einer
Mehrzahl von Kommutatorsegmenten, die an einer
Außenumfangsfläche eines zylindrischen Isolierharzes
befestigt sind, gekennzeichnet durch
eine Vertiefung (21), die an der Innenumfangsfläche (16) jeder der Kommutatorsegmente (10), die mit dem Isolierharz (11) befestigt sind, ausgebildet ist; und
Klauenelemente (20A, 20B; 22A, 22B), die an der Vertiefung (21) durch Abschrägen der Peripherie der Vertiefung (21) nach innen überstehen.
eine Vertiefung (21), die an der Innenumfangsfläche (16) jeder der Kommutatorsegmente (10), die mit dem Isolierharz (11) befestigt sind, ausgebildet ist; und
Klauenelemente (20A, 20B; 22A, 22B), die an der Vertiefung (21) durch Abschrägen der Peripherie der Vertiefung (21) nach innen überstehen.
2. Kommutator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vertiefung (21) in rechteckiger Form ausgebildet ist,
und daß vier Seitenwände, die die Vertiefung (21) umgeben,
nach innen abgeschrägt sind, damit die Klauenelemente (20A,
20B; 22A, 22B) an der Vertiefung (21) überstehen.
3. Kommutator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Klauenelemente aus ersten Innenklauen (20A, 20B) auf
beiden Umfangsseiten der Vertiefung (21) und aus einem
eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprung (22A, 22B) an
beiden axialen Seiten der Vertiefung (21) bestehen, wobei
der Kommutator außerdem umfaßt:
V-förmige Nuten (19A, 19B), von denen jede entlang der Axialrichtung außerhalb der Innenklaue (20A, 20B) ausgebildet ist;
eine zweite Innenklaue (18A, 18B), von denen jede nach außen abgeschrägt entlang der Axialrichtung außerhalb der V-förmigen Nut (19A, 19B) ausgebildet ist; und
Nuten (17A, 17B) mit tiefem Nutboden, von denen jede entlang der Axialrichtung außerhalb der zweiten Innenklaue (18A, 18B) ausgebildet ist, wobei die Nut (17A, 17B) daran vorgesehene Unterschnitte aufweist, wodurch der Kommutator in eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten (10) geteilt wird.
V-förmige Nuten (19A, 19B), von denen jede entlang der Axialrichtung außerhalb der Innenklaue (20A, 20B) ausgebildet ist;
eine zweite Innenklaue (18A, 18B), von denen jede nach außen abgeschrägt entlang der Axialrichtung außerhalb der V-förmigen Nut (19A, 19B) ausgebildet ist; und
Nuten (17A, 17B) mit tiefem Nutboden, von denen jede entlang der Axialrichtung außerhalb der zweiten Innenklaue (18A, 18B) ausgebildet ist, wobei die Nut (17A, 17B) daran vorgesehene Unterschnitte aufweist, wodurch der Kommutator in eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten (10) geteilt wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines Kommutators zur
Verwendung in einen Motor, an der eine Mehrzahl von
Kommutatorsegmenten an einer Außenumfangsfläche eines
zylindrischen Isolierharzes befestigt sind, gekennzeichnet
durch folgende Stufen:
Ausbilden einer Mehrzahl von ausgerichteten Vertiefungen an einer Fläche einer dünnwandigen streifenförmigen ebenen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist;
Ausbilden von Klauenelementen, die an der Vertiefung überstehen durch Abschrägen der Peripherie der Vertiefung nach innen;
Schneiden der ebenen Platte in eine spezifizierte Länge;
Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen der geschnittenen ebenen flachen Platte;
Einfüllen eines Isolierharzes in die Innenseite der zylindrischen Röhre, um diese darauf zu befestigen; und
Vorsehen von Unterschnitten in der zylindrischen Röhre, um die zylindrische Röhre in eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten zu trennen.
Ausbilden einer Mehrzahl von ausgerichteten Vertiefungen an einer Fläche einer dünnwandigen streifenförmigen ebenen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist;
Ausbilden von Klauenelementen, die an der Vertiefung überstehen durch Abschrägen der Peripherie der Vertiefung nach innen;
Schneiden der ebenen Platte in eine spezifizierte Länge;
Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen der geschnittenen ebenen flachen Platte;
Einfüllen eines Isolierharzes in die Innenseite der zylindrischen Röhre, um diese darauf zu befestigen; und
Vorsehen von Unterschnitten in der zylindrischen Röhre, um die zylindrische Röhre in eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten zu trennen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufen von der Bildung der Vertiefung bis zur Bildung
der zylindrischen Röhre mittels Pressen ausgeführt wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines Kommutators zur
Verwendung in einem Motor, indem eine Mehrzahl von
Kommutatorsegmenten an einer Außenumfangsfläche eines
zylindrischen Isolierharzes befestigt sind, gekennzeichnet
durch die Stufen:
Ausbilden eines rechteckigen, in Breitenrichtung schmaleren Nuten und in Breitenrichtung breiteren Vertiefungen abwechselnd auf einer Seite einer dünnwandigen streifenförmigen ebenen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist;
Ausbilden eines Vorsprungsbereiches zwischen der Nut und dem Vorsprung durch Offenschneiden eines Stegbereichs, der zwischen der Vertiefung und der Nut angeordnet ist in einen V-förmigen Bereich;
Ausbilden von Innenklauen durch Erweitern des offengeschnittenen V-förmigen Bereichs und Abschrägen des vorspringenden Bereichs zur Nut hin und zur Vertiefung hin, sowie Ausbilden von eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprüngen durch Abschrägen beider axialer Enden der Vertiefung in Richtung der Vertiefung;
Schneiden der ebenen Platte in eine spezifizierte Länge;
Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen der geschnittenen ebenen Platte;
Einfüllen eines Isolierharzes in die Innenseite der zylindrischen Röhre, um sie darauf zu befestigen; und
Vorsehen von Unterschnitten an Bereichen, die den Vertiefungen entlang der zylindrischen Röhre entsprechen, um die zylindrische Röhre in eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten zu trennen.
Ausbilden eines rechteckigen, in Breitenrichtung schmaleren Nuten und in Breitenrichtung breiteren Vertiefungen abwechselnd auf einer Seite einer dünnwandigen streifenförmigen ebenen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist;
Ausbilden eines Vorsprungsbereiches zwischen der Nut und dem Vorsprung durch Offenschneiden eines Stegbereichs, der zwischen der Vertiefung und der Nut angeordnet ist in einen V-förmigen Bereich;
Ausbilden von Innenklauen durch Erweitern des offengeschnittenen V-förmigen Bereichs und Abschrägen des vorspringenden Bereichs zur Nut hin und zur Vertiefung hin, sowie Ausbilden von eingeschnittenen und hochgebogenen Vorsprüngen durch Abschrägen beider axialer Enden der Vertiefung in Richtung der Vertiefung;
Schneiden der ebenen Platte in eine spezifizierte Länge;
Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen der geschnittenen ebenen Platte;
Einfüllen eines Isolierharzes in die Innenseite der zylindrischen Röhre, um sie darauf zu befestigen; und
Vorsehen von Unterschnitten an Bereichen, die den Vertiefungen entlang der zylindrischen Röhre entsprechen, um die zylindrische Röhre in eine Mehrzahl von Kommutatorsegmenten zu trennen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufen von der Ausbildung der Vertiefungen bis zur
Ausbildung der zylindrischen Röhre durch Pressen ausgeführt
werden.
8. Kommutator zur Verwendung in einem Motor, der eine
Mehrzahl von Kommutatorsegmenten aufweist, die an einer
Außenumfangsfläche eines zylindrischen Isolierharzbereiches
abwechselnd mit Unterschnitten befestigt ist, gekennzeichnet
durch
eine Vertiefung (59), die in einem Mittelbereich einer Innenumfangsfläche (56) jedes Kommutatorsegments (50) definiert ist, um mit der Außenfläche des Isolierharzes (51) befestigt zu werden;
einen konvexen Mittelbereich (60) in der Mitte der Vertiefung (59);
einen konvexen Endbereich (61) auf einer Seite der Vertiefung (59) ;
erste eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge (62A, 62B), die an beiden axialen Enden des ersten konvexen Bereichs (60) so ausgebildet sind, daß sie nach außen abgeschrägt sind, um an der Vertiefung (59) überzustehen;
zweite eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge (62), die an dem Innenende des konvexen Endbereichs (61) vorgesehen sind, um nach innen abgeschrägt zu sein und um an der Vertiefung (59) überzustehen; und
Innenklauen (58A, 58B) und Nuten (57A, 57B), die auf beiden Seiten in periphärer Richtung der Vertiefung (59) entlang der gesamten Länge in Axialrichtung vorgesehen sind, um nach innen abgeschrägt zu sein, wobei die Unterschnitte in der Mitte der Vertiefung (59) vorgesehen sind.
eine Vertiefung (59), die in einem Mittelbereich einer Innenumfangsfläche (56) jedes Kommutatorsegments (50) definiert ist, um mit der Außenfläche des Isolierharzes (51) befestigt zu werden;
einen konvexen Mittelbereich (60) in der Mitte der Vertiefung (59);
einen konvexen Endbereich (61) auf einer Seite der Vertiefung (59) ;
erste eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge (62A, 62B), die an beiden axialen Enden des ersten konvexen Bereichs (60) so ausgebildet sind, daß sie nach außen abgeschrägt sind, um an der Vertiefung (59) überzustehen;
zweite eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge (62), die an dem Innenende des konvexen Endbereichs (61) vorgesehen sind, um nach innen abgeschrägt zu sein und um an der Vertiefung (59) überzustehen; und
Innenklauen (58A, 58B) und Nuten (57A, 57B), die auf beiden Seiten in periphärer Richtung der Vertiefung (59) entlang der gesamten Länge in Axialrichtung vorgesehen sind, um nach innen abgeschrägt zu sein, wobei die Unterschnitte in der Mitte der Vertiefung (59) vorgesehen sind.
9. Verfahren zur Herstellung eines Kommutators,
gekennzeichnet durch die Stufen:
Ausbilden von in Breitenrichtung schmaleren Nuten und von Vertiefungen, die einen konvexen Endbereich und einen konvexen Mittelbereich abwechselnd ausgeformt auf einer Seite einer dünnwandigen streifenförmigen ebenen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist, aufweisen;
anschließendes Vorsehen von Innenklauen, die in Umfangsrichtung nach innen abgeschrägt sind, während eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge vorgesehen sind, die in Richtung der Vertiefung an beiden axialen Enden und an dem Innenende des konvexen Endbereichs vorgesehen sind;
Schneiden der ebenen Platte in eine spezifizierte Länge;
anschließendes Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen der geschnittenen ebenen Platte;
anschließendes Einfüllen eines Isolierharzes in die zylindrische Röhre, um diese mit der zylindrischen Röhre zu befestigen; und
anschließendes Vorsehen von Unterschnitten durch Schneiden in die zylindrische Röhre entlang des Mittelbereichs der Nut.
Ausbilden von in Breitenrichtung schmaleren Nuten und von Vertiefungen, die einen konvexen Endbereich und einen konvexen Mittelbereich abwechselnd ausgeformt auf einer Seite einer dünnwandigen streifenförmigen ebenen Platte, die aus einem leitenden Material hergestellt ist, aufweisen;
anschließendes Vorsehen von Innenklauen, die in Umfangsrichtung nach innen abgeschrägt sind, während eingeschnittene und hochgebogene Vorsprünge vorgesehen sind, die in Richtung der Vertiefung an beiden axialen Enden und an dem Innenende des konvexen Endbereichs vorgesehen sind;
Schneiden der ebenen Platte in eine spezifizierte Länge;
anschließendes Ausbilden einer zylindrischen Röhre durch zylindrisches Biegen der geschnittenen ebenen Platte;
anschließendes Einfüllen eines Isolierharzes in die zylindrische Röhre, um diese mit der zylindrischen Röhre zu befestigen; und
anschließendes Vorsehen von Unterschnitten durch Schneiden in die zylindrische Röhre entlang des Mittelbereichs der Nut.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufen von der Ausbildung der Vertiefung bis zur
Ausbildung der zylindrischen Röhre durch Pressen ausgeführt
werden.
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