DE953100C

DE953100C - Method for producing a commutator for electrical machines

Info

Publication number: DE953100C
Application number: DEB31859A
Authority: DE
Inventors: Fridolin Schaefer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1954-07-16
Filing date: 1954-07-17
Publication date: 1956-11-29
Also published as: CH329885A; JPS328009B1; GB773921A; FR1127695A

Description

AUSGEGEBEN AM 29. NOVEMBER 1956ISSUED NOVEMBER 29, 1956

B 3185p VIIIb j'sid¹ B 3185p VIIIb j'sid ¹

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Stromwenders für elektrische Maschinen, bei dem in einen schrittweise in seiner Längsrichtung bewegten Metallstreifen Quernuten eingeprägt und aus den durch diese Nuten begrenzten Stegen hakenförmige Verankerungsmittel herausgeschält werden.The invention relates to a method for producing a commutator for electrical Machines in which transverse grooves are made in a metal strip that is gradually moved in its longitudinal direction embossed and peeled out of the webs delimited by these grooves hook-shaped anchoring means will.

Das bekannte Verfahren läßt sich fast vollkommen unter Vermeidung von Zerspanungsarbeiten und -Verlusten durchführen, sofern Stromwender mit zahlreichen Stegen hergestellt werden sollen. Wenn jedoch mit den bisher bekannten Verfahrensschritten Stromwender, für kleine Maschinen mit nur wenigen, beispielsweise mit weniger als acht oder gar nur mit fünf Stegen gefertigt werden sollen, ergibt sich beim Zusammenrollen der genuteten Metallbahn kein nahezu zylindrischer, sondern ein vieleckiger prismatischer Hohlkörper entsprechend Fig. 4 der Zeichnung. Wenn aus einem solchen Werkstück ein aus Metallsegmenten von der Min- ao destwandstärke s bestehender Zylinder herausgearbeitet werden soll, muß ein beträchtliches, durch den strichpunktierten Kreis in Fig. 4 begrenztes Spänevolumen abgedreht werden. Da somit für einen solchen Stromwender eine Metallbahn von der Dicke s 1 benötigt wird, muß auch eine sehr große Verformungsarbeit beim Einprägen der entsprechend tiefen und weitwinkligen Nuten aufgewen-The known method can be carried out almost completely while avoiding machining work and losses if commutators with numerous webs are to be produced. However, if the previously known process steps are used to manufacture commutators for small machines with only a few, for example with fewer than eight or even only five webs, the result when the grooved metal sheet is rolled up is not an almost cylindrical, but a polygonal prismatic hollow body as shown in FIG. 4 of the drawing. If a cylinder consisting of metal segments with a minimum wall thickness s is to be machined from such a workpiece, a considerable volume of chips, delimited by the dot-dash circle in FIG. 4, must be turned off. Since a metal track with the thickness s 1 is required for such a commutator, a very large amount of deformation work must also be carried out when embossing the correspondingly deep and wide-angled grooves.

det werden. Dieser Arbeitsaufwand ist besonders deshalb sehr hoch, weil mit abnehmender Stegzahl der Spitzenwinkel des Nutquerschnittes, stetig größer wird. Bei einem Stromwender mit fünf Stegen beträgt dieser Winkel bereits 36o°/5 = 72°. Schließlich ergibt sich auch ein so geringer Mindestabstand α der Steginnenseite von der Achsbohrung b, daß die Unterbringung der erforderlichen Verankerungsmittel Schwierigkeiten bereitet. Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die durch eingeprägte Nuten abgeteilten und durch dünne Brücken zusammenhängenden Stege quer zu den Stegflanken so gewölbt werden, daß sie einzelne Zylinders egmente bilden. Da die Segmente bereits eine ihrer endgültigen Gestalt angenäherte Form haben, brauchen die zur Herstellung des Stromwenders verwendeten Metallstreifen nur wenig stärker zu sein als der aus den einzelnen Segmenten bestehende metallische Mantel des fertig bearbeiteten Stromwenders. Schon hieraus ergibt sich eine große Ersparnis an Werkstoff und an Verformungsarbeit beim Einprägen der Nuten. Außerdem können die in die Metallbahn einzuprägenden· Nuten eine spitzere Querschnittsform erhalten, da die Nutenflanken beim Auswölben der Stege noch auseinanderklaffen. Ferner ergibt sich, da die einzelnen Stege bereits Zylindersegmente bilden, zwischen den Innenseiten der Stege und der Achse ein gleichmäßiger Abstand von solcher Größe, daß Verankerungsmittel ausreichender Festigkeit, die in bekannter Weise durch einen Schälvorgang erzeugt werden, leicht untergebracht werden können.be det. This workload is particularly high because the point angle of the groove cross-section increases steadily as the number of lands decreases. With a commutator with five bars, this angle is already 36o ° / 5 = 72 °. Finally, the minimum distance α between the inside of the web and the axis bore b is so small that it is difficult to accommodate the necessary anchoring means. These disadvantages are avoided according to the invention in that the webs divided by embossed grooves and connected by thin bridges are arched transversely to the web flanks so that they form individual cylinder segments. Since the segments already have a shape that approximates their final shape, the metal strips used to manufacture the commutator only need to be slightly thicker than the metallic jacket of the finished commutator consisting of the individual segments. This alone results in a large saving in terms of material and deformation work when embossing the grooves. In addition, the grooves to be embossed in the metal track can have a more pointed cross-sectional shape, since the groove flanks still gape apart when the webs bulge out. Furthermore, since the individual webs already form cylinder segments, there is a uniform distance between the inner sides of the webs and the axis of such a size that anchoring means of sufficient strength, which are produced in a known manner by a peeling process, can easily be accommodated.

Schließlich besteht ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung darin, daß die aus der konkaven Innenfläche der Stege herausgeschälten Verankerungshaken infolge ihrer Querschnittsgestalt ein hohes Widerstandsmoment haben. Daher kann das angegebene Verfahren mit großem Vorteil auch, bei Stromwendern mit beliebig vielen Segmenten angewendet werden. In der Zeichnung zeigtFinally, another advantage of the method according to the invention is that the anchoring hooks peeled out of the concave inner surface of the webs have a high section modulus due to their cross-sectional shape. Therefore, the mentioned method may also with great advantage in commutators with any number of segments are used. In the drawing shows

Fig. ι die einzelnen Verfahrensschritte in raumbildlicher Darstellung,Fig. Ι the individual process steps in three-dimensional form Depiction,

Fig. 2 eine Stirnansicht eines nahezu fertigen Stromwenders undFig. 2 is an end view of an almost finished commutator and

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den fertigen Stromwender;3 shows a longitudinal section through the finished commutator;

Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht eines in bekannter Weise hergestellten Stromwenders.4 shows an end view of a commutator manufactured in a known manner.

In einen schrittweise in Richtung des Pfeiles P bewegten Metallstreifen 15 prägt nach jedem Bewegungsschritt ein Werkzeug 10 eine keilförmige Nut 16 ein (Fig. 1). Durch diese Nuten wird die Metallbahn in einzelne Stege 18 aufgeteilt, die durch kurze und dünne Brücken 17 miteinander verbunden sind. Die Stege werden in einem zweiten Arbeitsgang durch ein weiteres Prägewerkzeug 11 so gewölbt, daß sie einzelne Hohlzylindersegmente bilden. Der Keilwinkel der Nuten, der nach dem ersten Prägevorgang bei einem Stromwender mit fünf Stegen etwa 63 ° beträgt, vergrößert sich durch den zweiten Prägevorgang auf etwa 72⁰. Durch paarweise gleichzeitig von den Stirnkanten der Stege her gegen die Mitte bewegte (nicht gezeichnete) Schäl werkzeuge werden sodann hakenförmige Ansätze 20 aus den Stegen herausgeschält.After each movement step, a tool 10 impresses a wedge-shaped groove 16 into a metal strip 15 which is moved step by step in the direction of arrow P (FIG. 1). By means of these grooves, the metal web is divided into individual webs 18 which are connected to one another by short and thin bridges 17. In a second operation, the webs are arched by a further stamping tool 11 in such a way that they form individual hollow cylinder segments. The wedge angle of the grooves, which is after the first stamping process in a commutator with five webs about 63 °, increases by the second embossing operation to about 72 ^0th By peeling tools (not shown) that are simultaneously moved in pairs from the front edges of the webs towards the center, hook-shaped attachments 20 are then peeled out of the webs.

Ein aus der erforderlichen Anzahl von Stegen und den zugehörigen Brücken bestehender Abschnitt der genuteten Metallbahn wird schließlich zu einem Ringzylinder gerollt (vgl. Fig. 2), wobei lediglich die dünnen und daher leicht biegsamen Brücken 17 verbogen zu werden brauchen. Die von diesem Ringzylinder und einem zylindrischen Kern 19 begrenzten Hohlräume werden in bekannter, nicht näher erläuterter Weise mit zunächst fließfähigem und sodann zu einer festen Tragnabe erstarrenden Isolierstoff ausgefüllt. Beim Überdrehen des auf der Welle einer elektrischen Maschine, z. B. eines Elektromotors, befestigten Stromwenders, werden die vorspringenden Brücken 17 zerspant; dabei wird der metallische Mantel in einzelne elektrisch voneinander isolierte Stege unterteilt. Hierzu braucht im Gegensatz zu dem nach dem bekannten Verfahren hergestellten Stromwender nach Fig. 4 nur eine dünne Oberflächenschicht entfernt zu werden.A section made up of the required number of piers and their associated bridges the grooved metal web is finally rolled into a ring cylinder (see. Fig. 2), wherein only the thin and therefore easily flexible bridges 17 need to be bent. The from this ring cylinder and a cylindrical core 19 delimited cavities are known in unspecified manner with initially flowable and then solidifying to a solid support hub Filled with insulating material. When overturning the on the shaft of an electrical machine, z. B. an electric motor, attached commutator, the projecting bridges 17 are machined; the metallic jacket is divided into individual webs that are electrically isolated from one another. In contrast to the commutator manufactured according to the known method, this requires a commutator to be removed according to Fig. 4 only a thin surface layer.

Claims

Claim:

Method for producing a commutator for electrical machines, in which in embossed transverse grooves in a metal strip that is moved gradually in its longitudinal direction and peeled out hook-shaped anchoring means from the webs delimited by these grooves are, characterized in that the divided by embossed grooves and connected by thin bridges Bars are arched transversely to the web flanks so that they form individual cylinder segments.

1 sheet of drawings