DE804815C

DE804815C - Process for the production of collector segments from copper for dynamo machines and motors

Info

Publication number: DE804815C
Application number: DES922A
Authority: DE
Inventors: Erich Keuchen
Original assignee: Sintermetallwerk Krebsoege GmbH
Current assignee: Sintermetallwerk Krebsoege GmbH
Priority date: 1949-12-06
Filing date: 1949-12-06
Publication date: 1951-04-30

Description

Die bekannten Kollektoren für Dynamomaschinen und Motoren bestehen aus einer Reihe von Kupfersegmenten, die durch eine dünne Isolierschicht voneinander getrennt sind. Als Isolation wird dabei u. a. das aus Glimmerabfällen durch eine Schellacklösung gebundene Mikanit verwendet. Die Herstellung solcher Kollektorsegmente ist zeitraubend und deswegen besonders materialintensiv, weil ein erheblicher Teil des aus Walzkupfer bestehenden Segmentes, nachdem die aus den Lamellen zusammengesetzte Kollektorbüchse fertig ist, herausgearbeitet werden muß. Hinzu kommen dann noch die für das Anschließen der Ankerdrähte erforderlichen Nutungen in den Flanschen der Kollektoren.The known collectors for dynamo machines and motors exist made up of a series of copper segments separated by a thin layer of insulation are separated. The insulation used is, inter alia, that from mica waste through a Shellac solution-bound micanite is used. The manufacture of such collector segments is time-consuming and therefore particularly material-intensive, because a considerable part of the segment consisting of rolled copper, after the one composed of the lamellas Collector box is ready, must be worked out. Then there are still the grooves in the flanges required for connecting the anchor wires the collectors.

Es hat aus diesen Gründen nicht an Versuchen gefehlt, die Kollektorsegmente in an sich bekannter Weise aus Kupferpulver gleich in die richtige Form zu pressen und den Preßling anschließend zu sintern. Alle diese Bemühungen konnten aber nicht zum Erfolg führen, weil es nicht gelang, der hoch auf Verschleiß beanspruchten Kollektorlauffläche die notwendige Widerstandsfähigkeit zu verschaffen. Bei der Anwendung erhöhter Preßdrücke oder beim Sintern mit höheren Temperaturen wurden die sonstigen Festigkeitseigenschaften des Segmentes so schlecht, daß die Bemühungen auf Anwendung pulvermetallurgischer Herstellungsverfahren für diesen Zweck bereits als gescheitert galten.For these reasons, there has been no lack of attempts to create the collector segments to press in a known manner from copper powder into the correct shape and then sintering the compact. But none of these efforts could lead to success because it did not succeed in removing the collector surface, which is subject to high wear and tear to provide the necessary resilience. When using increased pressing pressures or when sintering at higher temperatures, the other strength properties were reduced of the segment so bad that efforts are made to apply powder metallurgy Manufacturing processes for this purpose were already considered to have failed.

In umfangreichen Untersuchungen ergab sich nun die überraschende Feststellung, daß es sehr wohl möglich ist, Segmente für Kollektoren auf pulvermetallurgische Weise herzustellen, wenn man nur einige an sich herstellungsmäßig einfache Verfahrensmaßnahmen einhält. Es ergab sich nämlich, daß man durch Sintern Kollektorsegmente aus Kupferpulver herstellen kann, die sowohl die genügenden Festigkeitseigenschaften als auch auf ihrer Lauffläche eine hohe Verschleißfestigkeit besitzen, sofern man das Segment in üblicher Weise aus Kupferpulver preßt, anschließend bei Temperaturen von etwa 8oo bis goo° C sintert und erfindungsgemäß nach dem Erkalten die Lauffläche des Segmentes durch Kaltverformen verdichtet. Wesentlich ist dabei, daß die Verdichtung des Segmentes sich nicht auf dessen übrige Teile erstreckt, beispielsweise auf den Flansch oder den Segmentfuß, da der Werkstoff an diesen Stellen dann eine zu große Sprödigkeit annimmt. Wird andererseits aber die Verdichtung nur auf der Lauffläche vorgenommen, dann genügen die Festigkeiten in den übrigen Querschnitten durchaus, um den bekannten über die Schmelzphase aus Kupfer hergestellten Segmenten zu entsprechen.Extensive investigations have now resulted in the surprising finding, that it is very possible to use powder metallurgical segments for collectors Way to manufacture if you only have a few procedural measures that are simple in terms of manufacture adheres to. It was found that collector segments made of copper powder can be produced by sintering can produce that both the sufficient strength properties as well their running surface have a high wear resistance, provided that the segment pressed in the usual way from copper powder, then at temperatures of about 800 to goo ° C sinters and, according to the invention, the running surface of the after cooling The segment is compacted by cold forming. It is essential that the compression of the segment does not extend to its remaining parts, for example to the Flange or the segment foot, as the material at these points is then too large Adopts brittleness. On the other hand, the compaction is only on the tread made, then the strengths in the remaining cross-sections are quite sufficient, in order to correspond to the known segments made of copper via the melting phase.

In der Zeichnung ist das Verfahren zur Herstellung von Segmenten für Kollektoren o. dgl. an einem Ausführungsbeispiel schematisch erläutert, und zwar zeigt Fig. i ein Segment im Längsschnitt; Fig. 2 ist eine Aufsicht auf das Segment, Fig. 3 eine Seitenansicht dazu.In the drawing is the process of making segments for Collectors o. The like. Illustrated schematically in one embodiment, namely Fig. i shows a segment in longitudinal section; Fig. 2 is a plan view of the segment, Fig. 3 is a side view of this.

Das in bekannter Weise ausgebildete Kollektorsegment i wird auf pulvermetallurgische Weise dadurch hergestellt, daß ein Kupferpulver in entsprechend gestalteten Formen gepreßt und der Preßling anschließend bei Temperaturen von etwa 8oo bis goo° gesintert wird. Um bei der sich nun erfindungsgemäß anschließenden Kaltverfestigung der Lauffläche 2 genügend Werkstoff zur Verfügung zu haben, wird bei der Herstellung des Preßlings der Querschnitt um das in den Fig. 2 und 3 schraffiert gezeichnete Maß verstärkt. Anschließend findet dann das Nachpressen der Lauffläche 2 statt, wobei sich die Preßdrücke je nach der zu erzielenden Verfestigung richten und der Reduzierung des ursprünglich bewußt verstärkten Materialquerschnitts auf den gewünschten Endquerschnitt.The collector segment i, which is designed in a known manner, is converted to powder metallurgy Way made by having a copper powder in appropriately designed shapes pressed and the compact is then sintered at temperatures of about 8oo to goo ° will. In order to work hardening of the running surface which now follows according to the invention 2 Having enough material available is essential during the manufacture of the compact the cross-section is reinforced by the amount shown hatched in FIGS. Subsequently, the pressing of the running surface 2 then takes place, with the Judging pressing pressures depending on the consolidation to be achieved and the reduction of the originally consciously reinforced material cross-section to the desired final cross-section.

In Fig. i zeigen die schraffierten Stellen die nichtverdichteten Teile des Segmentes, während die unschraffiert gebliebene Lauffläche 2 durch Pressen nachverdichtet worden ist.In Fig. I, the hatched areas show the uncompacted parts of the segment, while the unshaded running surface 2 is compacted by pressing has been.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of collector segments from copper for dynamo machines and motors, characterized in that the segments are produced in a powder-metallurgical manner and their structure is then only compacted in the area of the collector running surface by cold forming.

2. Procedure according to claim i, characterized in that during the production of the to be sintered Kollektorsegmentpreßlings kept the cross-section of the post-compression zone thicker will.