DE4140475A1 - Verfahren zur herstellung eines pressstoff-plankommutators - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines pressstoff-plankommutatorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Preßstoff-Plankommutators, das die Merkmale des Oberbegriffs
des Anspruches 1 aufweist.
Ein bekanntes Verfahren dieser Art (US 38 12 576) ist vor allem
wegen seiner relativ großen Anzahl einzelner Arbeitsgänge nach
teilig, die Übergänge zwischen mehreren Maschinen erforderlich
machen. Außerdem kann es bei diesem Verfahren zu einer Beein
trächtigung des sicheren Verbundes zwischen den Segmenten und
der Preßmasse kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art anzugeben, das ohne eine Beeinträch
tigung der Qualität des Kommutators eine wirtschaftlichere
Fertigung ermöglicht. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit
den Merkmalen des Anspruches 1.
Die Trennung der Segmente im Bereich des Mantels des Rohlinges
bei der Anformung des Ringflansches vereinfacht das Herstellungs
verfahren wesentlich, da zum einen ein separater Arbeitsgang
zum Trennen der Segmente im Bereich des Mantels entfällt und
zum anderen diese Trennung vorgenommen werden kann, ehe in
den Rohling der Preßstoff eingebracht wird. Das Trennen der
Segmente im Bereich des Mantels kann deshalb sich nicht negativ
auf die sichere Verbindung der Segmente mit der Preßmasse aus
wirken.
Vorzugsweise wird der Rohling durch Fließpressen hergestellt,
da dann problemlos bei dieser Umformung der Planteil auf seiner
Innenseite mit radialen Rillen versehen werden kann, die auf
die Nuten ausgerichtet sind und in diese übergehen. Diese ra
dialen Rillen, längs deren die Trennschnitte zur Teilung der
Segmente im Planteil geführt werden, reduzieren die erforder
liche Tiefe dieser Trennschnitte, was nicht nur den Aufwand
für das Trennen reduziert, sondern wesentlich dazu beiträgt,
die sichere Verankerung der Segmente im Preßstoff nicht zu
gefährden.
Das Umformen durch Fließpressen ermöglicht ferner die gleich
zeitige Anformung eines Kranzes von inneren Verankerungselementen
gemäß Anspruch 3 ohne zusätzlichen Aufwand. Dabei werden zweck
mäßigerweise die inneren Verankerungselemente durch die bis
zum Rand der zentralen Bohrung verlaufenden Rillen voneinander
getrennt.
Den Nuten und vorzugsweise auch den Rillen gibt man vorteil
hafterweise eine sich gegen den freien Rand des Mantels hin
keilförmig erweiternde Form. Zum einen ist eine solche Form
aus umformungstechnischen Gründen günstig. Zum anderen ist
es bei einer solchen Form der Nuten nicht schwierig, diese
beim späteren Einbringen der Preßmasse abzudichten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird als Ausgangsmaterial
eine Ronde verwendet. Diese kann aus einem Blech oder Band
ausgestanzt werden. Einen geringeren Materialverbrauch hat
man allerdings dann, wenn man die Ronde aus einer von einem
Stangenmaterial abgeschnittenen Scheibe bildet.
Vorteilhafterweise werden die inneren Verankerungselemente
zur Erhöhung ihrer Wirksamkeit radial nach außen umgebogen.
Dieser Biegevorgang kann in einem Arbeitsgang mit dem Abspalten
von äußeren Verankerungelementen von der Innenseite des Mantels
erfolgen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt einer Ronde,
Fig. 2 einen Querschnitt des aus der Ronde hergestellten
Formlings,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Rückseite des Rohling nach
dem Anformen des Ringflansches,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Rückseite des Rohlings nach
dem Freistanzen der Anschlußelemente und dem Formen
der Verankerungselemente,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6,
Fig. 8 einen unvollständig und vergrößert dargestellten Schnitt
durch den Planteil mit einer Draufsicht auf die Innen
fläche des Mantels nach der Anformung des Flansch
ringes,
Fig. 9 einen Schnitt und eine Ansicht entsprechend Fig. 8
nach dem Freistanzen der Anschlußelemente,
Fig. 10 eine perspektivisch dargestellte Ansicht des Aus
führungsbeispiels im fertigen Zustand,
Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 10 des
Ausführungsbeispiels vor dem Biegen der Anschlußele
mente,
Fig. 12 einen unvollständig dargestellten Schnitt nach der
Linie XII-XII der Fig. 11.
Zur Herstellung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungs
beispiels eines erfindungsgemäßen Preßstoff-Plankommutators
wird von einem Stangenmaterial eine Ringscheibe abgeschnitten.
Handelt es sich bei dem Stangenmaterial um ein dickwandiges
Rohr, dann bildet die Scheibe eine Ronde 1. Wird hingegen die
Scheibe von einem Vollmaterial abgeschnitten, dann wird an
schließend zur Bildung der Ronde 1 ein zentrales Loch 2 ausge
stanzt. Im Ausführungsbeispiel hat die Ronde 1 bei einem Außen
durchmesser von etwas mehr als 20 mm eine Dicke von 4 mm. An
schließend wird durch Fließpressen der in den Fig. 2 und 3
dargestellte topfförmige Rohling 3 gebildet, der einen kreis
ringförmigen Planteil 4 und einen sich daran anschließenden,
rohrförmigen Mantel 5 bildet. Bei der Umformung der Ronde 1
werden an der Innenseite des Mantels 5 in diesen in axialer
Richtung verlaufende und zum Zentrum hin offene Nuten 6 ein
geformt, deren Anzahl der Zahl der Segmente 7 des Kommutators
entspricht. Die Nuten 6 sind deshalb gleichmäßig über den Umfang
des Mantels 5 verteilt. Wie insbesondere die Fig. 8 und 9 zeigen,
nimmt die Breite der Nuten von der freien Stirnseite des Mantels
5 aus gegen den Planteil 4 hin gleichmäßig ab. Der von den
Nutflanken eingeschlossene Winkel beträgt im Ausführungsbeispiel
etwa 15°. Radial nach außen sind die Nuten 6 nach ihrer Bildung
durch je eine Materialpartie 8 geschlossen. Bei der Umformung
der Ronde 1 wird außerdem der Planteil 4 auf seiner Innenseite
mit radial verlaufenden Rillen 9 versehen, von denen je eine
auf jede Nut 6 ausgerichtet ist und, wie insbesondere Fig.
3 zeigt, in diese übergeht. Die Breite der Rillen 9 entspricht
deshalb der Breite der Nuten 6 an deren planteilseitigem Ende.
Da die Segmente 7 durch längs der Rillen 9 verlaufende Trenn
schnitte voneinander getrennt werden, wird durch die Rillen
9 die erforderliche Schnittiefe erheblich reduziert, im Aus
führungsbeispiel auf weniger als 2 mm. Da sich die Rille 9
bis zum Rand des zentralen Loches 2 erstrecken, wird durch
die Rille 9 ein beim Umformen innen an den Planteil angeform
ter, das zentrale Loch 2 berandender Bund in eine der Zahl
der Segmente 7 entsprechende Anzahl von gleich ausgebildeten
Verankerungselementen 10 unterteilt.
Im nächsten Arbeitsgang wird an das freie Ende des Mantels
5 des Rohlinges 3 ein radial nach außen abstehender Ringflansch
11 angeformt. Gleichzeitig werden die Materialpartien 8 ent
fernt, wodurch die Segmente 7 im Bereich des Mantels voneinander
getrennt werden. Mittels eines Werkzeuges in Form einer zy
lindrischen Buchse wird, an der äußeren Stirnfläche des Plan
teiles 4 beginnend, eine Materialschicht, deren Dicke gleich
der Dicke der Materialpartien 8 oder nur unwesentlich größer
ist, in axialer Richtung gegen das freie Ende des Mantels 5
hin verdrängt, wo in einem den Rohling 3 aufnehmenden Werkzeug
ein dem zu bildenden Ringflansch 11 entsprechender Ringraum
vorhanden ist, in den hinein das verdrängte Material fließt.
Die radiale Dicke der Materialpartien 8 ist deshalb so gewählt,
daß das Volumen der verdrängten Materialschicht zur Bildung
des Ringflansches 11 ausreicht.
Anschließend kann der Ringflansch 11, falls erforderlich, ka
libriert werden. Diese Kalibrierung kann mittels derselben
Presse erfolgen, mit der das Fließpressen der Ronde 1 und das
Bilden des Ringflansches 11 sowie das Segmentieren des Mantels
5 durchgeführt wird.
In einem weiteren Arbeitsgang, der mittels einer Presse durch
geführt werden kann, deren Preßkraft wesentlich kleiner ist
als diejenige, die beim Fließpressen benutzt wird, werden nun
die aus dem Ringflansch 11 zu bildenden, mittig bezüglich der
Segmente 7 angeordneten Anschlußelemente freigestanzt. Bei
diesem Stanzvorgang werden außerdem an der Innenseite des Mantels
5 von der Flanschseite her äußere Verankerungselemente 13 abge
spalten. Ferner werden die inneren Verankerungselemente 10
zur Verbesserung ihrer Verankerungswirkung radial nach außen
gebogen. In dem folgenden Verfahrensschritt wird der Rohling
unter Freilassung einer zentralen Nabenbohrung 14 mit Preßstoff
15 gefüllt. Die Form, die dabei den Rohling 3 aufnimmt, ist
mit Rippen versehen, die geringfügig von außen her in die Nuten
6 eindringen und diese dicht verschließen. Der hierfür erforder
liche Anpreßdruck der Flanken der Rippen an die Flanken der
Nuten 6 läßt sich dank der keilartigen Verjüngung der Nuten 6
gegen den Planteil 4 hin problemlos erreichen. Die Eindringtiefe
der Rippen ist in Fig. 12 dargestellt. Nach dem Aushärten des
Preßstoffes 15 wird zum Schluß der Planteil 4 durch längs der
Rillen 9 verlaufende, von der Bürstenlauffläche 4′ her ein
dringende Schnitte segmentiert. Die durch diese Schnitte ge
bildeten Schlitze, die, wie Fig. 10 zeigt, auch noch etwas
in den Preßstoff 15 eindringen, sind mit 16 bezeichnet. Außerdem
werden noch die Anschlußelemente 12 zur Bürstenlauffläche 4′
hin abgebogen. Sofern erforderlich, wird ferner die Nabenbohrung
14 ausgedreht und der Anguß des vom Preßstoff 15 gebildeten
Nabenkörpers durch Senken entfernt. Schließlich kann natürlich,
falls erforderlich, die Bürstenlauffläche 4′ überdreht werden.
Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch
die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind
als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch
wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht
in den Ansprüchen erwähnt sind.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung eines Preßstoff-Plankommutators
mit Anschlußelementen an den freien Enden der in einer Zy
linderfläche liegenden Teile der Segmente, bei dem
- a) aus einem plattenförmigen Material durch Umformung ein topfförmiger Rohling mit einem äußeren Ringflansch und mit einer der Zahl der Segmente entsprechenden Anzahl von axial verlaufenden, radial nach innen offenen sowie gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Nuten im zylindrischen Teil des Rohling gebildet wird,
- b) der Innenraum des Rohlings unter Freilassung einer zentra len Bohrung mit Preßstoff gefüllt wird,
- c) der Ringflansch bis auf die für die Anschlußelemente benötigten Teile entfernt wird und
- d) der Rohling durch Einarbeiten von radial verlaufenden Schlitzen in den Planteil und Entfernen des die Nuten radial nach außen verschließenden Materials in die Seg mente geteilt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des zylin
drischen Mantels (5) des Rohlinges (3) eine Schicht mit
einer Dicke, welche mindestens der radialen Dicke der die
Nuten (6) radial nach außen verschließenden Materialpartien
(8) entspricht, von der der späteren Bürstenlauffläche (4′)
entsprechenden Außenseite des Planteiles (4) aus gegen das
freie Ende des Mantels (5) hin unter Bildung des Ringflansches
(11) und Öffnung der Nuten (6) verdrängt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rohling (3) durch Fließpressen hergestellt wird und daß
bei dieser Umformung der Planteil (4) auf seiner Innenseite
mit radialen Rillen (9) versehen wird, die auf die Nuten
(6) ausgerichtet sind und in diese übergehen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei
der durch das Fließpressen bewirkten Umformung in der das
zentrale Loch (2) berandenden Ringzone ein Kranz von inneren
Verankerungselementen (10) gebildet wird, die in axialer
Richtung von der Innenseite des Planteiles (4) abstehen
und durch die in den Planteil (4) eingeformten Rillen (9)
voneinander getrennt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß den Nuten (6) und vorzugsweise auch den Rillen (9) eine
sich vom Planteil (4) gegen den freien Rand des Mantels
(5) hin keilförmig erweiternde Form gegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Ausgangsmaterial eine Ronde (1) verwendet
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ronde (1) aus einer von einem Stangenmaterial abgeschnit
tenen Scheibe gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die inneren Verankerungselemente (10) radial
nach außen gebogen und bei diesem Verfahrensschritt von
der Innenseite des Mantels (5) äußere Verankerungselemente
(13) abgespalten werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Gießform, in die der Rohling (3) für
das Füllen mit Preßstoff (15) eingebracht wird, mittels
Dichtungsrippen, welche in die Nuten (6) eingreifen und
an deren Flanken dicht anliegen, der Austritt von Preßstoff
(15) aus den Nuten (6) verhindert wird.
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