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Verfahren zum Herstellen von Stromwendern Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zum Herstellen von Stromwendern aus einem metallischen Hohlzylinder,
dessen Wandung nach dem Einbringen eines fließfähigen und danach in Gestalt einer
Tragnabe erhärtenden Isolierstoffes in einzelne Stromwenderstege unterteilt wird.
Es ist an sich bekannt, daß die Herstellung von Stromwendern dadurch vereinfacht
werden kann, daß ein metallischer Hohlzylinder gleichachsig zu einem hohlen Metallkern
oder zur Ankerachse in eine Form eingesetzt und der zwischen dem Hohlzylinder und
dem Kern befindliche Ringraum mit einem fließfähigen Isolierstoff ausgefüllt wird.
Dieser Isolierstoff bildet nach dem Aushärten eine Tragnabe, so daß nunmehr der
metallische Außenmantel durch spanabnehmende Bearbeitung in einzelne nur durch den
Isolierstoff miteinander verbundene Stege aufgeteilt werden kann. Bei den bekannten
Stromwendern dieser Art ergeben sich durch diesen Trennvorgang tiefe Einschnitte,
in denen sich bei der betriebsmäßigen Verwendung des Stromwenders leitende Bestandteile
ablagern, die von den Stromwenderbürsten und den Laufflächen herrühren und zur Entstehung
von Nebenschlüssen Anlaß geben können.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den metallischen Hohlzylinder
vor dem Einbringen des Isolierstoffes von innen her so weit einzusägen, daß eine
der Zahl der Stromwenderstege entsprechende Anzahl von Zylindersegmenten entsteht,
die zunächst noch durch die erst nach dem Aushärten des Isolierstoffes zu durchschneidende
Außenwandschicht zusammengehalten werden. Bei diesem Verfahren wird zwar der besonders
unzugängliche Teil der Trennfugen durch den von der Innenseite her eindringenden
Isolierstoff ausgefüllt, und damit wird der vorerwähnte Mißstand beseitigt. Die
zahlreichen für diesen Zweck benötigten Schnittvorgänge
erfordern
jedoch einen großen Zeit- und Arbeitsaufwand.
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Diese Aufwendungen können erheblich eingeschränkt werden, wenn die
der gewünschten Stegzahl entsprechende Anzahl von Längsnuten im Innern des Hohlzylinders
vor dem Einbringen des Isolierstoffes erfindungsgemäß in einem einzigen Arbeitsgang,
und zwar vorzugsweise durch ein Räumwerkzeug erzeugt wird, das eine der Nutenzahl
entsprechende Anzahl von radial vorspringenden sägeblattartigen Schneidrippen besitzt
und zweckmäßigerweise so ausgestaltet ist, daß die von ihm erzeugten Längsnuten
in der Breite nach außen stufenförmig abnehmen, so daß die verbleibenden Stege innen
schmale für die Verankerung zu verwendende leistenförmige Ansätze bilden.
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Aus diesen Ansätzen können in weiterer Ausbildung der Erfindung besonders
fest im Isolierstoff haftende Verankerungen auf einfache Weise dadurch gebildet
werden, daß in den genuteten Hohlzylinder, und zwar mindestens annähernd gleichachsig
zu ihm, wenigstens ein Werkzeug eingetrieben wird, dessen Stirnkante als kreisförmige
Schneide ausgebildet ist, an die sich stirnseitig eine ringförmige Hinterdrehung
anschließt, welche die von der Innenseite der Stromwenderstege durch die Schneide
beim Eintreiben abgeschälten Metallstreifen hakenförmig abbiegt.
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Diese und noch weitere Erfindungsmerkmale sind der nachstehenden Beschreibung
zu entnehmen, die sich auf die Zeichnung bezieht, welche das erfindungsgemäße Verfahren
an Hand von drei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
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Fig. i zeigt den ersten Verfahrensschritt in Verbindung mit einem
im Längsschnitt dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 und 3 je einen
teilweisen Querschnitt nach Linie II-11 in Fig. i bzw. III-111 in Fig. 4; Fig. 4
zeigt einen Längschnitt durch dieses Ausführungsbeispiel; Fig. 5 veranschaulicht
eine Stirnansicht auf den fertig ausgeräumten Hohlzylinder einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 6 veranschaulicht einen für dieses Ausführungsbeispiel geeigneten weiteren
Verfahrensschritt; Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt
durch den noch nicht ganz fertig bearbeiteten Hohlzylinder, und Fig. 8 stellt das
gleiche Ausführungsbeispiel im Längsschnitt durch den fertig bearbeiteten Stromwender
dar.
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Zur Durchführung des in Fig. i veranschaulichten Verfahrensschrittes
wird durch den Hohlraum eines mit einem Flanschteil i i auf eine passende Unterlage
12 aufgesetzten, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Hohlzylinders io ein Dorn 15
hindurchgezogen. Dieser Dorn ist an seiner Mantelfläche mit radial vorspringenden
und in der Längsrichtung keilförmig gestalteten sägeblattartigen Schneidrippen versehen.
Jede dieser Schneidrippen besteht aus einem ausreichend breiten Grundteil 16 und
einem etwas schmäleren Kopfteil 17, dessen Stirnbreite gerade dem zwischen zwei
benachbarten Stromwenderstegen an der Lauffläche gewünschten Abstand entspricht.
Durch diesen Räumdorn 15, 16, 17 werden in die Wandung des Hohlzylinders
io in einem Arbeitsgang Längsnuten eingeschnitten, so daß eine der gewünschten Stegzahl
entsprechende Anzahl von Segmenten 2o entsteht. Diese Segmente hängen nur durch
schmale und dünne Brücken i9 zusammen. Jedes von ihnen trägt innen einen für die
Verankerung geeigneten Ansatz 18.
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Wie aus Fig. q hervorgeht, können die Ansätze mit für die Verankerung
besonders geeigneten schwalbenschwanzförmigen Ausschnitten versehen werden, die
durch Ringnuten 22 und 23 von dreieckigem bzw. von trapezförmigem Querschnitt erzielt
werden, welche zweckmäßig schon vor dem Räumvorgang der Längsnuten eingestochen
werden.
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Das auf diese Weise vorbereitete Werkstück wird sodann zusammen mit
einem konzentrischen Kern, der in der Regel aus einer metallischen Hohlnabe 21 (Fig.
3) besteht, in eine nicht gezeichnete Preßform eingesetzt, in der sämtliche zwischen
dem Außenmantel und dem Kern befindliche Hohlräume mit unter Hitze und Druck fließfähigem
und anschließend aushärtbarem Isolierstoff ausgefüllt werden. Wenn nach dem Aushärtevorgang
die Wandsegmente fest im Isolierstoffträger verankert sind, können die Brücken i9
durch Überdrehen der Lauffläche entfernt werden, wodurch der vorher mit den Längsnuten
versehene metallische Hohlzylinder in einzelne in der genau richtigen Lage angeordnete
und durch den Isolierstoff fest verankerte Stromwenderstege 20 zerlegt wird. Die
Nuten zwischen diesen Stegen sind bis an die Lauffläche voll mit Isolierstoff ausgefüllt,
so daß sich keine Rückstände in den Nuten festsetzen können. Der Flansch i i wird
sodann mit einzelnen in Fig. 3 strichpunktiert angedeuteten Einschnitten 24 versehen,
und dadurch wird die erforderliche Anzahl von Anschlußfahnen abgetrennt. Zwischen
je zwei dieser Einschnitte werden die in Fig. 3 ebenfalls strichpunktiert angedeuteten
Schlitze 25 zum Einlegen und Befestigen der nicht dargestellten Wicklungsenden eringeschnitten.
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Das beschriebene Räumverfahren bringt sehr wesentliche Ersparnisse,
da hierdurch die Einzelfertigung und vor allem das zeitraubende Zusammensetzen der
Stromwenderstege in Fortfall kommt. Diesen Ersparnissen gegenüber fällt die verhältnismäßig
große Zerspanungsarbeit mit erheblichem Späneanfall kaum ins Gewicht. Der Späneanfall
kann jedoch herabgesetzt werden, wenn gemäß den weiteren Ausführungsbeispielen in
den genuteten Hohlzylinder, und zwar mindestens annähernd gleichachsig zu ihm, Werkzeuge
26, 27 eingetrieben werden, deren Stirnkante 3o als kreisförmige Schneide ausgebildet
ist, an die sich stirnseitig eine ringförmige Hinterdrehung 31 anschließt. Diese
Werkzeuge schälen von der Innenseite der Stromwenderstege Metallstreifen ab und
biegen diese zu Verankerungshaken 28 um. Die Wandstärke des Hohlzylinders io und
damit auch die auszuräumende Spanmenge kann hierbei wesentlich herabgesetzt
werden.
Da mit diesem Verfahren bei Verwendung von zwei gegenläufig zueinander nach der
Mitte des Hohlzylinders hin bewegten Schälwerkzeugen 26 und 27 alle Segmente 20
in einem einzigen Arbeitsgang mit je einem Paar von besonders zweckmäßig gestalteten
hakenförmigen Verankerungen 28 versehen werden können, bringt dieser Verfahrensschritt
große technische und wirtschaftliche Vorteile bei der Fertigung von Stromwendern.
Bei verhältnismäßig kurzen Stromwenderstegen (Fig. 6) dürfte in der Regel das in
einem einzigen Arbeitsgang herzustellende Hakenpaar 28 genügen. Im Bedarfsfalle
können jedoch durch unterschiedlich groß bemessene und gegebenenfalls auch verschiedenartig
gestaltete Schälwerkzeuge, die paarweise nacheinander in den Hohlzylinder eingetrieben
werden, mehrere Hakenpaare an jedem Segment erzeugt werden. Zur Erleichterung dieses
Arbeitsvorganges können in einer vorbereitenden Arbeitsstufe gemäß Fig.7 an der
Innenseite des Hohlkörpers Randausnehmungen 29 vorgesehen werden. Fig.8 zeigt einen
Ausschnitt aus einem Stromwender dieser Art in fertig bearbeitetem Zustand.