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Verfahren zur Herstellung eines die Eisenteile des Ankers eines elektrischen
Spielzeugmotors ganz oder teilweise bedeckenden isolierenden Überzuges Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines die Eisenteile des Ankers eines elektrischen
Spielzeugmotors ganz oder teilweise bedeckenden isolierenden Überzuges durch Umspritzen
oder Umpressen des Ankereisens vor dem Aufbringen der Drahtwicklung mit thermoplastischem
oder mit durch Pressung zu verarbeitendem Kunststoff in einer geschlossenen Form.
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Solche Verfahren sind an und für sich bereits bekannt. Man hat diese
bekannten Verfahren aber für Spielzeugmotoren bisher als nicht geeignet angesehen,
weil man von den Vorstellungen ausgegangen ist, die bei großtechnischen Elektromotoren
gegeben sind und die von den Gegebenheiten bei der Herstellung von Spielzeugelektromotoren
zum Teil erheblich abweichen. Insbesondere hat man das Einsetzen jeweils passender
Formkerne in die Form bei kleinen Maschinen als unwirtschaftlich angesehen.
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Auf Grund dieses technischen Vorurteils ist man bei kleinen Elektromotoren
von dem Verfahren des Umspritzens oder Umpressens des Ankereisens wieder abgegangen,
und es ist daher auch ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem ohne Verwendung einer
Form auf die zu isolierenden Wände des Ankers eine flüssige Mischung von Kunstharzlack
und feinpulvrigen isolierenden Füllmitteln aufgetragen und dann gehärtet wird. Dieses
Auftragen und Härten geschieht bei diesem Verfahren durch mehrmaliges Eintauchen
des zu isolierenden
Körpers in die Mischung; wobei dann der jeweils
zuletzt aufgebrachte Überzug vor dem neuen Eintauchen bei $o bis Ioo° gehärtet wird.
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Das zuletzt genannte Verfahren hat den Nachteil, daß es in seiner
Handhabung umständlich ist wegen des mehrmaligen Eintauchens und des jedesmaligen
zwischenzeitlichen Härtens. Außerdem hat die nach diesem Verfahren hergestellte
Isolierung den Nachteil, daß sie insbesondere an den Kanten der Eisenteile verhältnismäßig
schwach ausfällt, während sie an den Flächen stärker ist. Dieser Unterschied der
Stärke der Isolierung an den verschiedenen Stellen ist bedingt durch die Oberflächenspannung
der flüssigen Lackmasse, die bekanntlich zu einer Anhäufung von Flüssigkeitsteilchen
auf den Flächen und einer Abwanderung von Flüssigkeitsteilchen von den Kanten führt.
Gerade an den Kanten ist aber eine ausreichende Dicke der Isolierung von besonderer
Bedeutung, da beim Aufbringen der Drahtwicklung an den Kanten der größte Druck zwischen
Wicklung und der Isolierunterlage entsteht und an den Kanten daher leicht die Isolierschicht
beim Wickeln durchgedrückt wird, was zu Wicklungs- und Isolationsfehlern führt.
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Durch die Erfindung werden die Nachteile der beschriebenen bekannten
Verfahren vermieden, und es ergibt sich eine sehr vorteilhafte Herstellung einer
vollkommen zuverlässigen Isolierung, die insbesondere für eine preisgünstige Massenfertigung,
wie sie in der Spielzeugindustrie anzustreben ist, geeignet ist.
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Nach der Erfindung sind die beim Spritzen oder Pressen den Wickelraum
des Ankers bis auf eine dünne Schicht von Isoliermaterial freihaltenden Formteile
mit der Form oder dem Formdeckel fest, vorzugsweise einstückig verbunden, so daß
unter Vermeidung einsteckbarer Formkerne nach dem Einsetzen des zusammengefügten
Ankers in die Form diese sofort zum Spritzen oder Pressen geeignet ist.
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Das Spritzen oder Pressen--in der beschriebenen Weise in einer Form
unterscheidet sich auch wesentlich von den Verfahren dieser Art im großtechnischen
Elektromotorenbau. Dort sind Verfahren bekanntgeworden, bei denen der Anker mitsamt
der Wicklung in einer Form umspritzt oder umpreßt wird. Bei. diesen Verfahren muß
aber zuvor auf andere Weise zwischen dem Ankereisen und der Wicklung eine Isolierung
hergestellt sein, wobei entweder die Nuten des Ankereisens mit Isolierschichten
ausgelegt oder die eingelegten Wicklungsteile mit einer Isolierung umkleidet sein
müssen.
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Demgegenüber stellt das erfindungsgemäße Verfahren etwas völlig anderes
dar. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere eingestellt auf das Herstellen
der Isolierung bei kleinen Ankern, wie sie bei Spielzeugelektromotoren verwendet
werden. Bei solchen Ankern ist es unerheblich, -den Anker und die Wicklung gemeinsam
mit einer Isolierung zu Umspritzen öder zu umpressen. Wesentlich ist; das Ankereisen
mit einer Isolierschicht zu umgeben, auf die dann die Wicklung aufgebracht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren,
bei dem isolierende geteilte Spulenkörper verwendet werden, eine bessere Raumausnutzung
des Wickelraumes, da die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Isolierschicht
eng und dicht am Ankereisen anliegt.
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Darüber hinaus kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Isolierschicht
an jeder gewünschten Stelle mit geeigneter Dicke hergestellt werden. Insbesondere
können auch die Kanten des Ankereisens von einer Isolierschicht gleicher Stärke
umkleidet werden wie die Flächen des Ankereisens. Wenn man dies wünscht, kann die
Dicke der Isolierschicht an den Kanten auch stärker ausgebildet sein als an den
Flächen.
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Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist auch in keiner Weise
umständlich, da die vorgesehene Form mit allen dazugehörenden Teilen, die mit der
Form fest verbunden sind, insbesondere beim Umspritzen des Ankers eine leichte Handhabe
gestatten und auch ein mehrfaches Aufbringen der Isolierschicht, wie es beim Tauchverfahren
vorgesehen ist, entfällt.
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In weiterer Vervollkommnung der Erfindung umschließen diejenigen Wandungsteile
der Form, die den zylindrischen Umfangsbögen des Ankers entsprechen, diese Bögen
sowie eventuell seitliche Fortsetzungen dieser Bögen ohne Zwischenraum, so daß diese
Teile des Ankers von einem isolierenden Überzug frei bleiben und zugleich die Eisenbleche
des Ankers durch das Umschließen zentriert in der Form gehaltert sind. Durch diese
Ausbildung der Form kommt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Isolierung nur
auf diejenigen Teile des Ankers, an denen eine Isolierung gewünscht ist. Der aus
der Form herausgenommene und mit Isolierung versehene Anker benötigt also keine
Nacharbeit mehr im Hinblick auf eine nachträgliche Entfernung der Isolierung an
solchen Stellen, an denen eine Isolierung nicht gewünscht oder nicht brauchbar ist.
In dieser Hinsicht unterscheidet sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
vorteilhaft von dem bekannten Tauchverfahren, bei dem es' nicht ohne weiteres möglich
ist, daß bestimmte Stellen von selbst von einer Isolierung frei bleiben. Ein nach
dem bekannten Tauchverfahren mit Isolierung versehener Anker benötigt eine. entsprechende
Nacharbeit, um die Isolierung von den Stellen wieder 'zu entfernen, an denen sie
nicht gewünscht ist.
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rn weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahtens
wird das Eisenblechpaket des Ankers durch in der Form angeordnete Drucknasen od.
dgl., vorzugsweise Druckstifte; zusammengedrückt und im gewünschten Abstand von
den betreffenden Flächen der Form gehalten. Hierdurch ist es möglich, daß das Efsenblechpaket
des Ankers oder auch die einzelnen Bleche einfach in die Form hineingelegt werden
können, ohne daß das Blechpaket zuvor durch besondere Maßnahmen zum Zusammenhalten
gebracht- werden muß:
Zweckmäßig ist die Form so ausgebildet, daß
der isolierende Überzug an den Kanten abgerundet ist. Hierdurch werden Beschädigungen
der nachträglich auf den Anker aufgebrachten und vorzugsweise dünndrähtigen Wicklung
an den Kanten des Ankers vermieden. Die Stärke der Abrundung an den Kanten kann
leicht durch die Ausbildung der Form auf jedes gewünschte Maß gebracht werden. Hierin
ist wiederum ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem bekannten
Tauchverfahren zu erblicken.
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In weiterer Vervollkommnung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
besitzt die Form eine zusätzliche zylindrische Ausnehmung, die zum Anspritzen einer
einstöckig mit dem isolierenden Überzug zusammenhängenden Achsbuchse dient, wobei
die Achsbohrung in dieser Buchse beim Spritz- oder Preßvorgang mit hergestellt wird,
indem das Eisenblechpaket des Ankers bereits vor dem Einlegen in die Form mit der
Ankerachse versehen ist.
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In den Fig. I bis 3 ist die Erfindung an einem Beispiel dargestellt.
Es zeigt Fig. I einen fertig umspritzten Anker ohne Wicklung, ohne Kollektor und
ohne Ankerachse in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt durch die
mit Deckel versehene Spritzform mit eingelegtem Anker und eingespritzter, den Anker
umgebender Isolierung und Fig. 3 eine Ansicht von oben auf das Unterteil der Spritzform
gemäß Fig. 2.
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Bei dem in Fig. I dargestellten fertig umspritzten Anker sind die
Ankerbleche 2 von dem Kunststoffspritzüberzug I umgeben, wobei jedoch die zylindrischen
Umfangsteile der Ankerbleche 2 und die seitlichen Fortsetzungen 2' von einem Isolierüberzug
frei sind. Außerdem sind die Stellen 5, die vom Andrücken der Druckstifte 8 und
g bzw. g' herrühren, frei von Isolierung. Daß die Stellen 5 von Isolierung frei
sind, hat keinen funktionstechnischen Grund, bedeutet aber auch andererseits keinen
Nachteil, da die nachträglich aufzubringende Wicklung in der Hauptsache an den Kanten
der Polschenkel des Ankers anliegt und selbst bei kleiner Stärke der aufgebrachten
Isolierschicht nicht die Möglichkeit hat, sich in die vertieften Stellen 5 hineinzudrücken.
Außerdem ist die Betriebsspannung bei Spielzeugelektromotoren derart klein, daß
schon ein geringfügiger Abstand zwischen der Wicklung und den Ankerblechen für eine
einwandfreie Isolation ausreichend ist, wenn nur dieser geringfügige Abstand zuverlässig
eingehalten wird. Dies trifft aber im vorliegenden Fall zu. Andererseits wird aber
durch die Druckstifte 8 und g bzw. g' das Herstellungsverfahren bei der Umspritzung
des Ankers wesentlich erleichtert, da die Ankerbleche während des Umspritzens zu
einem Paket zusammengedrückt werden.
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Der fertig umspritzte Anker besitzt beispielsweise auch noch die mit
dem Achsloch 4 versehene Achsbuchse 3, die einstöckig mit der Isolierung I zusammenhängend
gespritzt ist.
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Die Kanten I2 und eventuell auch noch andere in Frage kommende Kanten
des Isolierüberzuges I sind abgerundet ausgeführt.
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Es können auch noch weitere Ausbildungen vorgesehen sein. So können
sich in den Ankerblechen beispielsweise auch Löcher befinden, die beim Spritzen
mit Spritzmasse ausgefüllt werden. Diese eingespritzte Bolzen aus Kunststoff bildenden
Ausfüllungen bewirken dann einen zusätzlichen Zusammenhalt der Ankerbleche an Stelle
eines Zusammenhaltes durch Niete.
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Um die geschilderte Kunststoffisolierung des Ankers einfach herstellen
zu können, wird eine Form benutzt, wie sie beispielsweise in Fig. 2 und 3 dargestellt
ist. In das Formunterteil 7 wird das Ankerblechpaket 2 eingelegt. Im Formunterteil
7 kann dabei ein Achsdorn Io vorgesehen sein. Der Achsdorn Io kann aber auch durch
die Ankerachse selbst gebildet sein.
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Nach dem Einlegen des Ankerblechpaketes 2 wird der Formdeckel 6 aufgesetzt.
Dabei drücken dann die Stifte 8 und g bzw. g' auf die Ankerbleche 2 und halten diese
zusammen. Durch die Einspritzöffnung i i wird danach eine erwärmte thermoplastische
Kunststoffmasse in die Form eingespritzt, die in dünner Schicht i die in Frage kommenden
Teile des Ankers umhüllt. Dabei entsteht zugleich einstöckig mit der Schicht i zusammenhängend
die Achsbuchse 3 mit der Bohrung q.. Die Bohrung q. bleibt frei von Kunststoffmaterial
durch das Vorhandensein des Achsdornes io.
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Die zylindrischen Umfangsteile des Ankers und die seitlichen Fortsetzungen
2' bleiben ebenfalls frei, da diese Teile unmittelbar an der Wandung des Formunterteiles
7 anliegen, während an den übrigen Stellen zwischen den Formwandungsteilen und den
Ankerblechen ein geringer Zwischenraum gegeben ist, der das Einspritzen der Isolierschicht
i ermöglicht.
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Durch entsprechende Ausbildung der Form ergeben sich die Abrundungen
i2 an den gewünschten Stellen beim Spritzvorgang von selbst.