EP2206206B1 - Verfahren zum Herstellen eines Kommutatorrings für einen Rollkommutator einer Elektromaschine, sowie Elektromaschine - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Kommutatorrings für einen Rollkommutator einer Elektromaschine, sowie Elektromaschine Download PDF

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EP2206206B1
EP2206206B1 EP08845722A EP08845722A EP2206206B1 EP 2206206 B1 EP2206206 B1 EP 2206206B1 EP 08845722 A EP08845722 A EP 08845722A EP 08845722 A EP08845722 A EP 08845722A EP 2206206 B1 EP2206206 B1 EP 2206206B1
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EP
European Patent Office
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commutator
ring
recess
laminations
commutator ring
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Olaf Pflugmacher
Christian Anders
Wolfgang Hecht
Normen Sach
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/06—Manufacture of commutators
    • H01R43/08—Manufacture of commutators in which segments are not separated until after assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
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    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49011—Commutator or slip ring assembly

Definitions

  • a hollow cylindrical carrier is then inserted into the closed commutator ring coaxially with the commutator ring, and then the gap between the inner circumference of the commutator ring and the outer periphery of the carrier is potted with a flowable insulating compound surrounding the inner circumference of the commutator ring circumferential dovetailed recesses and the axial notches between the fins fills and hardens after casting to a secure positive connection between the carrier and the
  • the commutator Since the equipped with the commutator electric machine can rotate in operation at speeds of up to 30 000 revolutions per minute, the commutator is subject to strong centrifugal forces, which without suitable countermeasures to an undesirable deformation of the metallic Kommutatorrings and thus possibly to increased sparking between the Carbon brushes and the commutator can lead. To counteract this, it is from the DE 103 19 460 A1 among other things, already known to provide the ends of the slats with groove-like recesses, which are penetrated by a prestressable ring anchor, which holds each slat biased radially inwardly on the carrier of the commutator ring.
  • a commutator for electric machines and a method for its manufacture is provided.
  • To attach a reinforcing ring in a circumferential groove of the commutator is provided to brace the armature of the commutator segments (lamellae) by caulking a notched groove on the front side or by bending the armature of the lamellae a reinforcing ring in the outward direction.
  • the invention has the object to improve a method of the type mentioned in that arming of the commutator ring is facilitated by Rollkommutatoren and to provide an electric machine of the type mentioned with a simple to manufacture and to be mounted armored Kommutatorring.
  • a cylindrical mandrel having an outer diameter corresponding to the inner diameter of an inner circumferential surface of the commutator ring and having a tapered front end end is urged from a shorter end of the commutator ring into a cavity enclosed by the commutator ring to a previously towards the end face diverging inner boundary of the groove in the region of the fins to press outward against an inner peripheral surface of the reinforcing ring.
  • the reinforcing ring can be made of any suitable material and with any suitable shape.
  • the reinforcing ring is secured by the deformation of the commutator in the recess so that it is protected against accidental loss in further processing operations.
  • the temperature and centrifugal strength of the finished commutator can be improved in this way and can be dispensed with a complex biasing of the reinforcing ring by the deformation of the commutator ring.
  • the recess in the slats is preferably open in the axial direction of the closed Kommutatorrings, so that the reinforcing ring can be inserted in this direction in the recess.
  • the recess may remain open in the axial direction, but it can also be closed by the cured potting or insulating compound, which connects the commutator ring in the finished commutator with its carrier.
  • the potting or insulating penetrates not only in the spaces between the slats but also in the recess, whereby the reinforcing ring is additionally secured in the recess.
  • the fins of the commutator have a single recess for a reinforcing ring
  • this recess is expediently arranged in the region of an armature bearing of the electric machine.
  • the lamellae may also have two recesses which are arranged at the opposite ends of the commutator ring, that in each recess a reinforcing ring can be fixed.
  • the fixation of the reinforcing ring in the recess under plastic deformation of the fins of the commutator preferably takes place by
  • the reinforcing ring can also be fixed in the recess, that a boundary thereof is bent inward in the direction of the axis of rotation of the commutator in the closed Kommutatorring and by passing a mandrel through the opening enclosed by the commutator from the inside is pressed against an opposite inner peripheral surface of the reinforcing ring.
  • the reinforcing ring is preferably made of a fiber reinforced resin or plastic material so that it can be easily and inexpensively manufactured.
  • the in the Figures 1 and 2 illustrated hollow commutator 2 of an electrical machine is intended for mounting on a rotor shaft of a rotor of the electric machine.
  • the commutator 2 consists essentially of a spirally wound tubular support 4 arranged on its inner circumference, a metallic commutator ring 6 arranged on the outer circumference of the commutator 2 and comprising a plurality of axial lamellae 8, and one made of a resin or plastic material hardened insulating or potting compound 10 which connects the commutator ring 6 positively to the carrier 4 and fills the gaps 12 between each adjacent lamellae 8 of the commutator 6.
  • the commutator 2 further comprises a reinforcing ring 14 (FIG. Fig. 1 .
  • reinforcing rings 14, 15, 16 prevent the commutator ring 6 from becoming deformed or becoming detached from the carrier 4 as a result of the centrifugal forces occurring during operation at high rotational speeds.
  • the fins 8 of the commutator ring 6 have an L-shaped profile, as best in Fig. 2 and 7 to 12 shown.
  • a longer, parallel to the axis of rotation 24 of the commutator 2 leg 26 forms with its outer side 27, the mating contact for the sliding on the circumference of the commutator 2 carbon brushes, while serving at a front end of the longer leg 26 shorter leg 28 serves as a winding connection, according to the assembly of the commutator 2 on the rotor shaft is connected to the rotor windings.
  • the commutator 6 has three recessed about dovetail-shaped fastening grooves 30 which fill as well as the gaps 12 between the fins 8 during assembly of the commutator 6 on the support 4 with the flowable insulating or potting compound 10.
  • the insulating or potting compound 10 forms a collar 32 and 34, which overlaps a portion of the adjacent end faces of the lamellae 8 of the commutator 6 and the receiving groove 18 and the receiving grooves 20 and 22 closes.
  • the reinforcing ring 14 or the two reinforcing rings 15 and 16 consist of a reinforced with glass fibers, carbon fibers or aramid fibers plastic or resin material and each have a rectangular cross-section.
  • a profiled strip material 34 made of copper or another deformable electrically conductive metal is used, from the in Fig. 3 a section is shown.
  • the cross-section of the profiled strip material 34 essentially corresponds to the cross-section of the lamellae 8, but with the difference that the receiving groove 18 serving to receive the reinforcing ring 14 or the receiving grooves 20, 22 serving to receive the reinforcing rings 15, 16 move in the direction of the adjacent one Expand face of the fins 8 and compared to the cross section of the associated Arm michsrings 14, 15, 16 have a slightly larger groove cross-section. Specifically, at least one of the two opposing boundaries of the receiving groove 18 or 20 and 22 diverges in the direction of the adjacent end face.
  • a multiplicity of parallel notches 38, 40 (FIG. 2) extending transversely to the longitudinal direction of the strip material 34 are produced.
  • Fig. 4 formed in the opposite sides of the strip material 34, whereby when looking at the receiving groove 18 provided with the end face of the strip material 34 in Fig. 3 the in Fig. 4 shown cross section with a plurality of parallel slats 8, which is separated from the two adjacent lamellae 8 respectively by an upper and a lower notch 38 and 40 and connected to these lamellae 8 each by a thin web 42.
  • a predetermined number of lamellae 8 are separated from the strip material 34, which is notched transversely to the longitudinal direction, by cutting the strip material 34 along one of the webs 42.
  • the separated lamellae 8 are then formed in a further process step by means of a rolling tool to the closed commutator ring 6, as in Fig. 5 shown as a section, wherein the lower notches 40 close between the longer legs 26 to narrow gaps, while the upper notches 38 between the shorter legs 28 on.
  • the reinforcing ring 14 or 15, 16 is fixed under plastic deformation of the commutator ring in the associated receiving groove 18 or 20, 22.
  • the respective adjacent front end of the commutator 6 is compressed by a radially inwardly from the inside and from the outside to the inner and outer circumference of the fins 8 applied compressive force F under plastic deformation, as in Fig. 9 or 12, to clamp the reinforcing ring 14 or 15, 16 in the associated receiving groove 18 or 20, 22, so that the opposite inner and outer boundaries of the groove 18, 20, 22 in the region of the lamellae 8 against the inner or outer circumferential surface of the reinforcing ring 14; 15, 16 are pressed.
  • FIGS. 1 to 9 This can be done, for example, by a cylindrical mandrel having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the inner circumferential surface 50 of the commutator ring 6 and having a tapered front end end of the front end of the commutator ring 6 provided with the shorter legs 28 or winding connections in the direction of the arrow A in Fig. 9 is pressed by the cavity 52 enclosed by the commutator ring 6, in order to press outwardly against the inner circumferential surface of the reinforcing ring 14 an inner boundary 56 of the groove 18 in the region of the lamellae 8 that diverges toward the end face 54.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Aus der DE 195 43 998 A1 und der DE 197 43 086 A1 sind bereits Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung von sogenannten Rollkommutatoren bekannt. Bei diesen Verfahren wird ein zuvor geprägtes, mit einem gewünschten Profil versehenes Endlosband aus Kupfer oder einem anderen elektrisch leitenden verformbaren Metall quer zu seiner Bewegungsrichtung gekerbt, um die Lamellen zu formen, die durch einen schmalen Steg mit den benachbarten Lamellen verbunden sind und bei dem Kommutator aus der DE 195 43 998 A1 mehrere in Längsrichtung des Bandes verlaufende schwalbenschwanzförmige Ausnehmungen aufweisen. Von dem derart umgeformten Endlosband wird eine gewünschten Anzahl von Lamellen abgetrennt und durch Rollen mittels eines Rollwerkzeugs zum Kommutatorring geschlossen.
  • In den geschlossenen Kommutatorring wird anschließend ein hohlzylindrischer Träger so eingeführt, dass er koaxial zum Kommutatorring ausgerichtet ist, und dann der Zwischenraum zwischen dem inneren Umfang des Kommutatorrings und dem äußeren Umfang des Trägers mit einer fließfähigen Isoliermasse vergossen, welche die um den inneren Umfang des Kommutatorrings umlaufenden schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen und die axialen Kerben zwischen den Lamellen füllt und nach dem Vergießen aushärtet, um eine sichere formschlüssige Verbindung zwischen dem Träger und dem
    • Neue Beschreibungsseite 2
  • Kommutatorring herzustellen und die benachbarten Lamellen an der Kontaktfläche der Kohlebürsten elektrisch voneinander zu isolieren.
  • Da sich die mit dem Kommutator ausgestatteten Elektromaschine im Betrieb mit Drehzahlen von bis zu 30 000 Umdrehungen pro Minute drehen kann, unterliegt der Kommutatorring starken Zentrifugalkräften, die ohne geeignete Gegenmaßnahmen zu einer unerwünschten Verformung des metallischen Kommutatorrings und damit ggf. zu einer vermehrten Funkenbildung zwischen den Kohlebürsten und dem Kommutator führen können. Um dem entgegenzuwirken, ist es aus der DE 103 19 460 A1 unter anderem bereits bekannt, die Stirnenden der Lamellen mit nutartigen Ausnehmungen zu versehen, die von einem vorspannbaren Ringanker durchgriffen werden, der jede einzelne Lamelle radial nach innen auf den Träger des Kommutatorrings vorgespannt hält. Dadurch werden zumindest die Stirnenden der Kommutatorlamellen daran gehindert, sich bei hohen Betriebsdrehzahlen des Kommutators radial nach außen vom Träger bzw. von der Isoliermasse zu lösen. Zur Vermeidung von Unwuchten sollte der Ringanker allerdings rotationssymmetrisch ausgebildet sein, was die Konstruktion vorspannbarer Ringanker aus zugfesten, nicht dehnbaren Materialien erheblich erschwert. Darüber hinaus ist auch die Fertigung und Montage von vorspannbaren Ringankern im Kommutatorring relativ aufwändig.
  • Aus der WO 95/22185 ist ein Kommutator für elektrische Maschinen und ein Verfahren zur seiner Herstellung offenbart. Zur Befestigung eines Armierungsrings in einer umlaufenden Nut der Kommutatorlamellen ist vorgesehen, die Anker der Kommutatorsegmente (Lamellen) durch Einstemmen einer kerbförmigen Nut an deren Stirnseite oder durch Biegen der Anker der Lamellen einen Armierungsring in Richtung nach außen zu verspannen.
  • Ausgehend von einem Rollkommutator liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass ein Armieren des Kommutatorrings von Rollkommutatoren erleichtert wird und eine Elektromaschine der eingangs genannten Art mit einem einfach herzustellenden und zu montierenden armierten Kommutatorring bereitzustellen.
    • Neue Beschreibungsseite 2a Offenbarung der Erfindung
  • Zum Fixieren des Armierungsrings durch Verformung der Lamellen wird ein zylindrischer Dorn mit einem dem Innendurchmesser einer inneren Umfangsfläche des Kommutatorrings entsprechenden Außendurchmesser und mit einem verjüngten vorderen Stirnende von einem mit kürzeren Schenkeln versehenen Stirnende des Kommutatorrings her in einen vom Kommutatorring umschlossenen Hohlraum gedrückt, um eine zuvor zur Stirnfläche hin divergierende innere Begrenzung der Nut im Bereich der Lamellen nach außen gegen eine innere Umfangsfläche des Armierungsrings zu drücken.
    • Neue Beschreibungsseite 3
  • Durch diese Maßnahme kann zum einen der Armierungsring aus einem beliebigen geeigneten Material und mit einer beliebigen geeigneten Form hergestellt werden. Zum anderen wird der Armierungsring durch die Verformung des Kommutatorrings in der Ausnehmung gesichert, so dass er vor versehentlichem Verlieren bei weiteren Bearbeitungsvorgängen geschützt ist. Außerdem kann auf diese Weise die Temperatur- und Schleuderfestigkeit des fertigen Kommutators verbessert und durch die Verformung des Kommutatorrings auf ein aufwändiges Vorspannen des Armierungsrings verzichtet werden.
  • Die Ausnehmung in den Lamellen ist vorzugsweise in axialer Richtung des geschlossenen Kommutatorrings offen, so dass der Armierungsring in dieser Richtung in die Ausnehmung eingeführt werden kann. Nach dem Verformen des Kommutatorrings kann die Ausnehmung in axialer Richtung offen bleiben, jedoch kann sie auch durch die ausgehärtete Verguss- oder Isoliermasse verschlossen werden, die den Kommutatorring beim fertigen Kommutator mit seinem Träger verbindet. In diesem Fall dringt die Verguss- oder Isoliermasse nicht nur in die Zwischenräume zwischen den Lamellen sondern auch in die Ausnehmung ein, wodurch der Armierungsring zusätzlich in der Ausnehmung gesichert wird.
    • Neue Beschreibungsseite 3a
  • Dort, wo die Lamellen des Kommutatorrings eine einzige Ausnehmung für einen Armierungsring aufweisen, ist diese Ausnehmung zweckmäßig im Bereich eines Ankerlagers der Elektromaschine angeordnet. Jedoch können die Lamellen auch zwei Ausnehmungen aufweisen, die so an den entgegengesetzten Stirnenden des Kommutatorrings angeordnet sind, dass in jeder Ausnehmung ein Armierungsring fixiert werden kann.
  • Die Fixierung des Armierungsrings in der Ausnehmung unter plastischer Verformung der Lamellen des Kommutatorrings erfolgt vorzugsweise durch
  • Verstemmen von mindestens einem Randbereich der Ausnehmung, jedoch kann der Armierungsring auch dadurch in der Ausnehmung fixiert werden, dass eine Begrenzung derselben beim geschlossenen Kommutatorring in Richtung der Drehachse des Kommutators nach innen gebogen ist und durch Hindurchführen eines Dorns durch die vom Kommutatorring umschlossene Öffnung von innen her gegen eine gegenüberliegende innere Umfangsfläche des Armierungsrings angepresst wird.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich, den Armierungsring in einer Ausnehmung der Lamellen zu fixieren, die in radialer Richtung in die als Lauffläche für die Kohlebürsten dienende Umfangsfläche des Kommutatorrings mündet. Diese Lösung ist jedoch ungünstiger als eine in axialer Richtung offene Ausnehmung, da sich ein in Umfangsrichtung geschlossener Armierungsring nur in eine in axialer Richtung offene Ausnehmung einführen lässt, die dann durch Verformung des Kommutatorrings an der offenen Seite geschlossen werden muss, was eine stärkere Verformung der Lamellen erforderlich macht.
  • Der Armierungsring besteht vorzugsweise aus einem faserverstärkten Harz- oder Kunststoffmaterial, so dass er sich einfach und preiswert herstellen lässt.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines sogenannten Rollkommutators für eine elektrische Maschine;
    • Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht des Kommutators;
    • Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines profilierten metallischen Bandmaterials, das zur Fertigung eines Kommutatorrings des Kommutators verwendet wird;
    • Fig. 4 eine Stirnseitenansicht eines Abschnitts des Bandmaterials nach dem Formen von Lamellen des Kommutatorrings;
    • Fig. 5 eine Stirnseitenansicht eines Abschnitts des Bandmaterials nach dem Schließen der Lamellen zum Kommutatorring;
    • Fig. 6 eine Stirnseitenansicht entsprechend Fig. 5, jedoch nach dem Einführen eines Armierungsrings in eine in den Lamellen ausgesparte Nut;
    • Fig. 7 eine Schnittansicht des Kommutatorrings entlang der Linie VII-VII der Fig. 5;
    • Fig. 8 eine Schnittansicht des Kommutatorrings nach dem Einführen des Armierungsrings in die Nut entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 6;
    • Fig. 9 eine Ansicht entsprechend Fig. 8, jedoch nach einem Fixieren des Armierungsrings in der Nut unter plastischer Verformung des Kommutatorrings;
    • Fig. 10 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 7, jedoch von einem Kommutatorring mit zwei Armierungsringen;
    • Fig. 11 eine Ansicht des Kommutatorrings aus Fig. 10, entsprechend Fig. 8.
    • Fig. 12 eine Ansicht des Kommutatorrings aus Fig. 10, entsprechend Fig. 9.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte hohle Kommutator 2 einer elektrischen Maschine ist zur Montage auf einer Rotorwelle eines Rotors der elektrischen Maschine bestimmt. Der Kommutator 2 besteht im Wesentlichen aus einem an seinem inneren Umfang angeordneten spiralig gewundenen röhrenförmigen Träger 4, einem am äußeren Umfang des Kommutators 2 angeordneten metallischen Kommutatorring 6, der eine Mehrzahl von axialen Lamellen 8 umfasst, sowie einer aus einem Harz- oder Kunststoffmaterial bestehenden ausgehärteten Isolier- oder Vergussmasse 10, die den Kommutatorring 6 formschlüssig mit dem Träger 4 verbindet und die Lücken 12 zwischen jeweils benachbarten Lamellen 8 des Kommutatorrings 6 füllt. Der Kommutator 2 umfasst weiter einen Armierungsring 14 (Fig. 1, 8 und 9) oder zwei Armierungsringe 15, 16 (Fig. 11 und 12), die jeweils in einer zugehörigen, im Wesentlichen ringförmigen Aufnahmenut 18 bzw. 20 und 22 der Lamellen 8 des Kommutatorrings 6 angeordnet sind. Die Armierungsringe 14, 15, 16 verhindern, dass sich der Kommutatorring 6 infolge der im Betrieb bei hohen Drehzahlen auftretenden Zentrifugalkräfte verformt bzw. vom Träger 4 löst.
  • Im Längsschnitt des Kommutators 2 gesehen besitzen die Lamellen 8 des Kommutatorrings 6 ein L-förmiges Profil, wie am besten in Fig. 2 und 7 bis 12 dargestellt. Ein längerer, zur Drehachse 24 des Kommutators 2 paralleler Schenkel 26 bildet mit seiner Außenseite 27 den Gegenkontakt für die auf dem Umfang des Kommutators 2 gleitenden Kohlebürsten, während ein an einem Stirnende des längeren Schenkels 26 radial überstehender kürzerer Schenkel 28 als Wicklungsanschluss dient, der nach der Montage des Kommutators 2 auf der Rotorwelle mit den Rotorwicklungen verbunden wird. An seinem inneren Umfang weist der Kommutatorring 6 drei ausgesparte etwa schwalbenschwanzförmige Befestigungsnuten 30 auf, die sich ebenso wie die Lücken 12 zwischen den Lamellen 8 bei der Montage des Kommutatorrings 6 auf dem Träger 4 mit der fließfähigen Isolier- oder Vergussmasse 10 füllen.
  • An den beiden entgegengesetzten Stirnenden des Kommutators 2 bildet die Isolier- oder Vergussmasse 10 jeweils einen Bund 32 bzw. 34, der einen Teil der benachbarten Stirnflächen der Lamellen 8 des Kommutatorrings 6 überlappt und die Aufnahmenut 18 bzw. die Aufnahmenuten 20 und 22 verschließt.
  • Der Armierungsring 14 bzw. die beiden Armierungsringe 15 und 16 bestehen aus einem mit Glasfasern, Kohlefasern oder Aramidfasern verstärkten Kunststoff- oder Harzmaterial und weisen jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf.
  • Zur Herstellung des Kommutatorrings 6 wird ein profiliertes Bandmaterial 34 aus Kupfer oder einem anderen verformbaren elektrisch leitenden Metall verwendet, von dem in Fig. 3 ein Abschnitt dargestellt ist. Der Querschnitt des profilierten Bandmaterials 34 entspricht im Wesentlichen dem Querschnitt der Lamellen 8, jedoch mit dem Unterschied, dass sich die zur Aufnahme des Armierungsrings 14 dienende Aufnahmenut 18 bzw. die zur Aufnahme der Armierungsringe 15, 16 dienenden Aufnahmenuten 20, 22 in Richtung der benachbarten Stirnfläche der Lamellen 8 erweitern und im Vergleich zum Querschnitt des zugehörigen Armierungsrings 14, 15, 16 einen etwas größeren Nutquerschnitt aufweisen. Speziell divergiert mindestens eine der beiden gegenüberliegenden Begrenzungen der Aufnahmenut 18 bzw. 20 und 22 in Richtung der benachbarten Stirnfläche.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Vielzahl von quer zur Längsrichtung des Bandmaterials 34 verlaufenden parallelen Kerben 38, 40 (Fig. 4) in die entgegengesetzten Seiten des Bandmaterials 34 eingeformt, wodurch sich bei Betrachtung der mit der Aufnahmenut 18 versehenen Stirnfläche des Bandmaterials 34 in Fig. 3 der in Fig. 4 dargestellte Querschnitt mit einer Vielzahl von parallelen Lamellen 8 ergibt, die von den beiden benachbarten Lamellen 8 jeweils durch eine obere und eine untere Kerbe 38 bzw. 40 getrennt und mit diesen Lamellen 8 jeweils durch einen dünnen Steg 42 verbunden ist.
  • In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird von dem quer zur Längsrichtung gekerbten Bandmaterial 34 eine vorbestimmte Anzahl von Lamellen 8 abgetrennt, indem das Bandmaterial 34 entlang von einem der Stege 42 durchschnitten wird.
  • Die abgetrennten Lamellen 8 werden anschließend in einem weiteren Verfahrensschritt mittels eines Rollwerkzeugs zum geschlossenen Kommutatorring 6 geformt, wie in Fig. 5 als Ausschnitt dargestellt, wobei sich die unteren Kerben 40 zwischen den längeren Schenkeln 26 bis auf schmale Spalte schließen, während die oberen Kerben 38 zwischen den kürzeren Schenkeln 28 weiter werden.
  • Bei diesem Verfahrensschritt wird auch jede der zuvor in gerader Linie durch ein bzw. beide Stirnenden des längeren Schenkels 26 verlaufende Aufnahmenuten 18, 20, 22 zu einer polygonal geformten Aufnahmenut 18, 20, 22, wie in Fig. 5 am Beispiel der Aufnahmenut 18 dargestellt.
  • Wie in Fig. 6 am Beispiel der Aufnahmenut 18 dargestellt, wird beim nächsten Verfahrensschritt in jede dieser in axialer Richtung offenen, in die benachbarte Stirnfläche des Kommutatorrings 6 mündenden Aufnahmenuten 18, 20, 22 der zugehörige Armierungsring 14 bzw. 15, 16 in axialer Richtung eingeführt.
  • Beim folgenden Verfahrensschritt wird der Armierungsring 14 bzw. 15, 16 unter plastischer Verformung des Kommutatorrings in der zugehörigen Aufnahmenut 18 bzw. 20, 22 fixiert. Dazu wird das jeweils benachbarte Stirnende des Kommutatorrings 6 durch eine in radialer Richtung von innen und von außen auf den inneren und den äußeren Umfang der Lamellen 8 aufgebrachte Druckkraft F unter plastischer Verformung zusammengedrückt, wie in Fig. 9 bzw. 12 dargestellt, um den Armierungsring 14 bzw. 15, 16 in der zugehörigen Aufnahmenut 18 bzw. 20, 22 festzuklemmen, so dass die gegenüberliegenden inneren und äußeren Begrenzungen der Nut 18, 20, 22 im Bereich der Lamellen 8 gegen die innere bzw. äußere Umfangsfläche des Armierungsrings 14; 15, 16 angepresst werden.
  • Bei dem in den Figuren 1 bis 9 dargestellten Kommutatorring 6 kann dies zum Beispiel auch dadurch erfolgen, dass ein zylindrischer Dorn mit einem dem Innendurchmesser der inneren Umfangsfläche 50 des Kommutatorrings 6 entsprechenden Außendurchmesser und mit einem verjüngten vorderen Stirnende von dem mit den kürzeren Schenkeln 28 bzw. Wicklungsanschlüssen versehenen Stirnende des Kommutatorrings 6 her in Richtung des Pfeils A in Fig. 9 durch den vom Kommutatorring 6 umschlossenen Hohlraum 52 gedrückt wird, um eine zuvor zur Stirnfläche 54 hin divergierende innere Begrenzung 56 der Nut 18 im Bereich der Lamellen 8 nach außen gegen die innere Umfangsfläche des Armierungsrings 14 zu drücken.
  • In beiden Fällen verhindert ein den Umfang des Kommutatorrings 6 umgebendes hohlzylindrisches Widerlager (nicht dargestellt) ein übermäßiges Aufweiten der Stirnenden der Lamellen 8.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Kommutatorrings für einen Kommutator einer Elektromaschine, bei dem aus einem elektrisch leitenden verformbaren Bandmaterial Lamellen des Kommutatorrings geformt werden, die mindestens eine in Längsrichtung des Bandmaterials verlaufende Ausnehmung aufweisen, und bei dem dann eine gewünschte Anzahl der geformten Lamellen zum Kommutatorring geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schließen der Lamellen (8) zum Kommutatorring (6) ein Armierungsring (14) aus einem elektrisch nicht-leitenden verformungsbeständigen Material in die Ausnehmung (18) eingeführt und durch plastische Verformung der Lamellen (8) des Kommutatorrings (6) in der Ausnehmung (18; 18, 20) fixiert wird, wobei ein zylindrischer Dorn mit einem dem Innendurchmesser einer inneren Umfangsfläche (50) des Kommutatorrings (6) entsprechenden Außendurchmesser und mit einem verjüngten vorderen Stirnende von einem mit kürzeren Schenkeln (28) versehenen Stirnende des Kommutatorrings (6) her in einen vom Kommutatorring (6) umschlossenen Hohlraum (52) gedrückt wird, um eine zuvor zur Stirnfläche (54) hin divergierende innere Begrenzung (56) der Nut (18) im Bereich der Lamellen (8) nach außen gegen eine innere Umfangsfläche des Armierungsrings (14) zu drücken.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (18) in den Lamellen (8) in axialer Richtung des Kommutatorrings (6) offen ist.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an entgegengesetzten Stirnenden des Kommutatorrings (6) jeweils mindestens eine Ausnehmung (18; 18, 20) für einen Armierungsring (14; 15, 16) angeordnet ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Armierungsring (14; 15, 16) durch Verstemmen von mindestens einem Randbereich der Ausnehmung (18; 18, 20) fixiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Armierungsring (14; 15, 16) durch Aufweiten einer vom Kommutatorring (6) umschlossenen Öffnung (52) in der Ausnehmung (18; 18, 20) fixiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Armierungsring (14; 15, 16) aus einem faserverstärkten Harz- oder Kunststoffmaterial besteht.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Armierungsring (14; 15, 16) einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt besitzt.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Umfang des Kommutatorrings (6) umgebendes hohlzylindrisches Widerlager ein übermäßiges Aufweiten der Stirnenden der Lamellen (8) verhindert.
  9. Kommutator hergestellt nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  10. Elektromaschine mit einem Kommutator nach Anspruch 9.
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