WO2006007952A1 - Verfahren zur herstellung eines plankommutators sowie leiterrohling für einen plankommutator - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines plankommutators sowie leiterrohling für einen plankommutator Download PDF

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WO2006007952A1
WO2006007952A1 PCT/EP2005/007084 EP2005007084W WO2006007952A1 WO 2006007952 A1 WO2006007952 A1 WO 2006007952A1 EP 2005007084 W EP2005007084 W EP 2005007084W WO 2006007952 A1 WO2006007952 A1 WO 2006007952A1
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edge
band
blank
conductor
segments
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PCT/EP2005/007084
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French (fr)
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Jose Potocnik
Boris Kogej
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Kolektor Group D.O.O.
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49011—Commutator or slip ring assembly

Definitions

  • the present invention relates to a method for the production of a planar commutator, which comprises a support body made of molded material, a plurality of conductor segments arranged uniformly around an axis, anchored in the support body, and an equally large number of electrically conductive ones Having Bürstenlaufflä ⁇ che defining carbon segments, comprising the following steps:
  • Molding the carrier body by injecting plasticized molding material into the injection mold; Removing the commutator blank from the injection mold;
  • Dividing the carbon ring disk into individual segments and removing or cutting through the bridge elements is used, for example, for the production of the flat commutators known from DE 19956844 A1 and DE 19752626 A1.
  • a Plankommuta ⁇ gate with carbon tread is made according to the generic Ver ⁇ drive.
  • the conductor blank is provided in each case by extrusion-forming a sheet punched out of a metal sheet (in particular copper sheet), the later contact seams of the conductor segments emerging from the center of the sheet, the later connection hooks from the edge portion of the sheet and the later hooks ⁇ lying ring area the later terminal areas of the conductor segments.
  • Such Leiterrohlin ⁇ prefabricated by extrusion molding Leit are also used in the production of plan commutators with carbon bearing surface by other methods, for example, the bridge parts are removed before spraying the carrier body, after previously the conductor blank with the carbon ring was assembled into a composite part (see DE 4028420 A1), or else the carbon ring disk is first applied to the already separated conductor segments after the carrier body has been injection-molded onto the conductor blank and then the bridge parts have been removed (see WO 97/03486 A1).
  • the flat commutator according to DE 19956844 A1 produced using the generic method meets high requirements.
  • the prefabrication of the blank blank is distinguished by the following features: provision of a metallic longitudinal strip shaped by a first edge and a pa rallel thereto the second edge is limited, wherein the band has a main portion, which by a on one, first side of the band adjacent to the first edge angeord ⁇ designated first stage and on the other, second side of the band adjacent to the second edge second stage is limited, a arranged between the first edge and the first stage first Randab ⁇ section and arranged between the second edge and the second stage second edge portion auf ⁇ has and the material thickness of the band at the first and the second stage respectively from the main section to the corresponding Edge portion decreases, and wherein, in addition, the band has on its first side in the region of the second edge section a third step, at which the material thickness increases in the direction of the second edge;
  • the method according to the invention does not require any flow molding, because a strip-shaped pre-profiled strip starting material is used for producing the conductor blank, because the wall thickness of the bridge parts is the same as the wall thickness of the terminal regions Conductor segments and because the contact tongues, in order to ensure optimum connection to the carbon segments and with the carrier body, are profiled on their axial end faces solely by an axial shear.
  • the technical complexity for the implementation of the method according to the invention is correspondingly reduced;
  • all soft annealing of the material in the context of the production process can be dispensed with.
  • the bridge elements are completely removed by twisting off in a single operation. This is made possible by the fact that the connecting hooks of the commutator blank are aligned in the axial direction, so that they do not hinder the twisting off of the bridge parts. In contrast, in the prior art, as a result of the radially aligned connection ken complete twisting the bridge parts in a single operation is not possible.
  • the section of the metallic strip is first cut to length from a supply before the two edge sections of the strip are subsequently punched out in the first edge section and the contact tongues in the second edge section to form the connection hooks.
  • the section of the metallic strip is cut to length after the two edge sections of the strip have been punched out in the first edge section and the contact tongues in the second edge section to form the connection hooks.
  • the section of the metallic strip is cut to length and the two edge sections of the strip are punched out to form the connection hooks and the contact tongues.
  • the invention allows several possibilities.
  • the section of the strip is first rolled to form a closed ring structure, before the corrugation is subsequently introduced into the section of the strip;
  • the corrugation is subsequently introduced into the section of the strip;
  • the conductor segments are radially displaced radially inward by corresponding radial punches until they have profiled on a correspondingly profiled section Lie against the inner tool.
  • the section of the strip is rolled to form a closed ring structure, after the corrugation has previously been introduced into the section of the strip, in particular in a stamping press. And here, too, comes into consideration, according to a third variant of the method, after the contour has been punched out beforehand, to roll the section in a single working step to form a closed ring structure and at the same time introduce the corrugation.
  • the contact pads are bent inwards in two steps in the direction of the axis, the second step being a calibration step.
  • the conductor blank is to be manufactured with particularly low tolerances in order to be able to be joined together with the carbon ring disk to form reliably electrically conductive connections.
  • this applies in the case of a positive engagement of the profi ⁇ profiled contact tongues of the conductor segments in korrespondie ⁇ profiled recordings of the carbon ring disc.
  • Anchor parts as they are to be arranged on the radial inner side of the Porter ⁇ segments to be embedded when spraying the Sukör ⁇ pers in the molding material and there to anchor the conductor segments, are preferred in the context of the inventive method by axially splitting the radial inner surfaces the terminal areas of the conductor segment manufactured. Two anchor parts are preferably split off from the respective connection region per conductor segment, specifically after the corrugation has been introduced.
  • the punching of the contact tongues extends only in the second edge portion of the band.
  • the second stage is circumferentially closed as a sealing surface for a seal of the injection molding tool.
  • the punching preferably extends from the first edge beyond the first step into the main section of the band.
  • the corresponding punching of the connection hooks in the region of the main section is particularly preferably limited by conical edges against which the injection molding tool bears in a sealing manner.
  • a particularly preferred annular closed conductor blank suitable for use in a method for producing a planar commutator connects a plurality of conductor segments uniformly arranged around an axis and two adjacent conductor segments each Bridge parts comprises, wherein the conductor segments have substantially axially aus ⁇ directed terminal areas, each with a connection hook and substantially radially inwardly aligned Kon ⁇ taktzept, wherein the conductor blank from a longitudinal step profiled metallic strip herge ⁇ presents and in the region of one of the bridge parts before a shock ⁇ hand is and the bridge parts are designed in the form of waves that protrude outwards relative to the conductor segments and have substantially the same wall thickness as the conductor segments.
  • Such a conductor blank can obviously be used advantageously not only in the above-explained method. Rather, it can be used with matching advantages even in modified processes with a modified sequence of production steps.
  • the surface of the conductor blank as a whole, but at least in the areas provided for contact with the - later emerging from the Kohstofstoffringin - carbon segments provided areas the tongues silvered or tinned.
  • mög ⁇ Lich for producing a plurality of matching Lei ⁇ terrohlinge use a longitudinal step pre-profiled metallic strip material whose width substantially equal to a multiple of the width of the metallization required for the manufacture of a single conductor blank metalli ⁇ 's band.
  • the term "edge" in the context of the present application is to be understood as meaning that it defines a physical edge of the strip-shaped strip only in the event that a metallic strip flat material with such a width is used as the starting material. that can not punch out several adjacent band sections.
  • edge indicates a fictitious limitation of the relevant section from the starting material used to produce the respective strip section.
  • FIG. 1 is a perspective view of a conductor blank prefabricated in application of the present invention, as used for producing the planar commutator shown in FIG. 4, FIG.
  • FIG. 2 shows a cross section through the longitudinal step-shaped band used for producing the conductor blank shown in FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 shows a side view of the later radial inner side of the strip section used for producing the conductor blank shown in FIG. 1 after the edge sections have been punched out and
  • FIG. 3 shows a side view of the later radial inner side of the strip section used for producing the conductor blank shown in FIG. 1 after the edge sections have been punched out and
  • Fig. 4 in axial section a produced in accordance with the present invention Plankommutator.
  • the annularly closed conductor blank 1 illustrated in FIG. 1 comprises eight conductor segments 3, which are arranged uniformly around the axis 2, and eight bridge parts 4, which connect two adjacent conductor segments 3 to one another.
  • Each conductor segment has on the one hand a substantially axially aligned connection region 5 with a likewise axially aligned connection hook 6 and on the other hand a substantially radially inwardly aligned contact tongue 7.
  • the bridge parts 4 project in waveform radially outward beyond the terminal portions 5 of the conductor segments 3.
  • Their wall thickness D 1 corresponds to the wall thickness D 2 of the terminal portions 5 of the conductor segments 3. The waves rise so far that the maximum distance of its inner wall from the axis 2 is greater than the distance of the outer wall of the terminal portions 5 of the axis.
  • the conductor blank has been produced by a series of simple forming steps from a metallic longitudinal strip-shaped band 8 with the cross section shown in FIG.
  • the band 8 On its one, first side 9, which represents the later radial inner surface, the band 8 has a first step 10 which, from the first edge 11 of the band 8 adjacent to this step, forms an increase in material thickness.
  • the band 8 On its first side 9 opposite slaughter ⁇ th page 12, which forms the later radial outer surface, the band 8 on a second stage 13, which in turn forms an increase in the material thickness of the adjacent her second edge 14 of the belt 8 ago.
  • the first stage 10 and the second stage 13 maintain a distance A to one another.
  • the region of the band 8 lying between the first step 10 and the second step 13 forms the main section H.
  • the region of the band 8 lying between the first edge 11 and the first step 10 forms the first edge section 17 thereof
  • Edge 14 and the second stage 13 lying portion of the belt 8 forms the second edge portion 18th
  • the band 8 also has a third step 15 in the second edge section 18 on the first side 9. At the third stage 15, the material thickness increases in the direction of the second edge 14.
  • a section 16 is first of all punched out of a supply of the longitudinally profiled metal strip (FIG. 3) in a first working step.
  • the connection hooks 6 in the first edge section 17, the contact tongues 7 in the second edge section 18 and partly the main section H and the end regions are punched out with two mutually corresponding engagement sections 19 and 20 of a dovetail-shaped lock 21.
  • the band portion 16 is rolled to form a closed ring structure, wherein the shock-locking lock 21 is closed.
  • the corrugation is introduced into the ring-shaped closed band section 16, in which the conductor segments 3 are displaced radially inwardly by corresponding radial punches in a corresponding tool, while a profiled internal tool supports the bridge components 4 from radially inward.
  • the contact tongues 7 are bent inwards in the direction of the axis 2 in two work steps.
  • the contact regions are then profiled by axial shearing in complementary upper and lower tools, before finally, by means of a gap step, armature parts 22 are produced on the radial inner surfaces of the connection regions 5 of the conductor segments 3.
  • the conductor blank 1 produced in this way is further processed in a substantially known process (cf., DE 19956844 A1) for producing a planar commutator 23 with a carbon brush running surface 24.
  • a carbon ring disk is joined together with the conductor blank 1 to form a composite part, thereby producing electrically conductive connections between the contact tongues 7 of the conductor segments 3 and the carbon ring disk.
  • the composite part is then placed in an open injection mold. The injection mold is closed.
  • a first part tool rests against a first sealing surface formed by the first step 10, the side surfaces 25 of the conical foot sections 26 of the connection hooks 6 and the associated end faces 27 of the bridge parts 4; and a second part tool abuts against a second sealing surface formed by the second step 13 and the associated end faces of the bridge parts 4.
  • the carrier body 28 is formed by injecting plasticized material into the injection mold. After the molding material has hardened, the injection molding tool is opened and the resulting commutator blank is removed from the mold Removed injection mold. Finally, the bridging parts 4 are removed by twisting off, and the carbon ring disk is subdivided into individual carbon segments 29 by cuts.
  • the band 8 has on its second side 12 in the region of the main section H a fourth step 30 at which the material thickness in the direction of the first edge 11 decreases towards.

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Abstract

Bei der Herstellung eines Plankommutators mit Kohlenstofflauffläche wird ein ringförmig geschlossener, Leitersegmente (3) und diese miteinander verbindende Brükkenteile (4) aufweisender, gewellter Leiterrohling (1) durch Rollieren aus einem längsstufenförmig profilierten Bandabschnitt, der randseitig zur Ausbildung von Kontaktzungen (7) und Anschlußhaken (6) ausgestanzt ist, hergestellt. Nach dem Rollieren des Bandabschnitts werden Kontaktzungen (7) der Leitersegmente einwärts in Richtung auf die Achse (2) gebogen und auf beiden axialen Stirnflächen durch einen Scherprozeß in axialer Richtung profiliert. Der Leiterrohling wird mit einer Kohlenstoffringscheibe zu einem Verbundteil zusammengefügt, an welches ein Trägerkörper angespritzt wird. Die Kohlenstoffringscheibe wird anschließend in einzelne Kohlenstoffsegmente unterteilt, und die Brückenteile werden entfernt oder durchtrennt.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Plankoimnutators sowie Leiterrohling für einen Plankommutator
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her¬ stellung eines Plankommutators, welcher einen aus Preßstoff gefertigten Trägerkörper, eine Mehrzahl von gleichmäßig um eine Achse herum angeordneten, in dem Trägerkörper veran¬ kerten Leitersegmenten und eine ebenso große Anzahl von mit diesen elektrisch leitend verbundenen, die Bürstenlaufflä¬ che definierenden KohlenstoffSegmenten aufweist, mit den folgenden Schritten:
Bereitstellen eines ringförmig geschlossenen Leiterroh¬ lings mit Leitersegmenten und jeweils zwei benachbarte Leitersegmente miteinander verbindenden Brückenteilen, wobei die Leitersegmente im wesentlichen axial ausge¬ richtete Anschlußbereiche mit jeweils einem Anschlußha¬ ken und im wesentlichen radial ausgerichtete Kontaktzungen aufweisen;
Bereitstellen einer Kohlenstoffringscheibe; Zusammenfügen der Kohlenstoffringscheibe und des Leiter¬ rohlings zu einem Verbundteil unter Herstellung elek¬ trisch leitender Verbindungen zwischen den Kontaktzungen der Leitersegmente und der Kohlenstoffringscheibe; Einlegen des Verbundteils in ein geöffnetes Spritzgie߬ werkzeug;
Schließen des Spritzgießwerkzeugs;
Formen des Trägerkörpers durch Einspritzen von plastifi- ziertem Preßstoff in das Spritzgießwerkzeug; Entnehmen des Kommutatorrohlings aus dem Spritzgießwerk¬ zeug;
Unterteilen der Kohlenstoffringscheibe in einzelne Seg¬ mente sowie Entfernen oder Durchtrennen der Brückentei¬ le. Ein solches Verfahren wird beispielsweise zur Herstellung der aus der DE 19956844 Al sowie der DE 19752626 Al bekann¬ ten Plankommutatoren eingesetzt. Auch gemäß der schwebenden deutschen Patentanmeldung 10359473.6 wird ein Plankommuta¬ tor mit Kohlenstofflauffläche nach dem gattungsgemäßen Ver¬ fahren hergestellt. Bereitgestellt wird der Leiterrohling dabei jeweils durch Fließpreß-Umformen einer aus einem Me¬ tallblech (insbesondere Kupferblech) ausgestanzten Scheibe, wobei aus dem Zentrum der Scheibe die späteren Kontaktzun¬ gen der Leitersegmente hervorgehen, aus dem Randabschnitt der Scheibe die späteren Anschlußhaken und aus dem dazwi¬ schenliegenden Ringbereich die späteren Anschlußbereiche der Leitersegmente.
Solche durch Fließpreß-Umformen vorgefertigte Leiterrohlin¬ ge werden auch bei der Herstellung von Plankommutatoren mit Kohlenstofflauffläche nach anderen Verfahren eingesetzt, wobei beispielsweise die Brückenteile bereits vor dem Spritzen des Trägerkörpers entfernt werden, nachdem zuvor der Leiterrohling mit der Kohlenstoffringscheibe zu einem Verbundteil zusammengefügt wurde (vgl. DE 4028420 Al) , oder aber die Kohlenstoffringscheibe erst auf die bereits von¬ einander getrennten Leitersegmente aufgebracht wird, nach¬ dem zuvor der Trägerkörper an den Leiterrohling angespritzt wurde und anschließend die Brückenteile entfernt wurden (vgl. WO 97/03486 Al) .
Insbesondere der in Anwendung des gattungsgemäßen Verfah¬ rens hergestellte Plankommutator gemäß der DE 19956844 Al genügt hohen Anforderungen. Indessen wird vor dem Hinter¬ grund des allgemeinen Kostendrucks angestrebt, einen Plan¬ kommutator mit denselben günstigen Eigenschaften (Lang¬ lebigkeit und hohe Zuverlässigkeit) , wie sie dieser Plankommutator aufweist, zu geringeren Herstellungskosten fertigen zu können. Gelöst wird diese Zielsetzung gemäß der vorliegenden Erfin¬ dung, indem sich bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Plankommutators die Vorfertigung des Lei¬ terrohlings durch die folgende Merkmale auszeichnet: Bereitstellen eines metallischen längsstufenförmigen Bandes, das durch einen ersten Rand und einen hierzu pa¬ rallelen zweiten Rand begrenzt ist, wobei das Band einen Hauptabschnitt, welcher durch eine auf der einen, ersten Seite des Bandes benachbart zu dem ersten Rand angeord¬ nete erste Stufe und eine auf der anderen, zweiten Seite des Bandes benachbart zu dem zweiten Rand angeordnete zweite Stufe begrenzt ist, einen zwischen dem ersten Rand und der ersten Stufe angeordneten ersten Randab¬ schnitt und einen zwischen dem zweiten Rand und der zweiten Stufe angeordneten zweiten Randabschnitt auf¬ weist und die Materialstärke des Bandes an der ersten und der zweiten Stufe jeweils vom Hauptabschnitt zum entsprechenden Randabschnitt hin abnimmt, und wobei fer¬ ner das Band auf seiner ersten Seite im Bereich des zweiten Randabschnitts eine dritte Stufe aufweist, an der die Materialstärke in Richtung auf den zweiten Rand zunimmt;
Ablängen eines Abschnitts des metallischen Bandes und Ausstanzen der beiden Randabschnitte des Bandes zur Bil¬ dung der Anschlußhaken in dem ersten Randabschnitt und der Kontaktzungen in dem zweiten Randabschnitt; Rollieren des Bandabschnitts zur Bildung einer geschlos¬ senen Ringstruktur und Einbringen einer Wellung in den Hauptabschnitt mit im Bereich der Brückenteile vorsprin¬ genden Wellen, wobei die Ringstruktur im Bereich der Wellen im wesentlichen dieselbe Wandstärke aufweist wie zwischen den Wellen;
Biegen der Kontaktzungen einwärts in Richtung auf die Achse;
Profilieren der Kontaktzungen auf beiden axialen Stirn¬ flächen durch einen Scherprozeß in axialer Richtung. In Anwendung eines durch die Kombination dieser Merkmale gekennzeichneten Verfahrens lassen sich Plankommutatoren mit Kohlenstofflauffläche zu Kosten herstellen, die unter denjenigen liegen, wie sie bei der Herstellung von Plankom¬ mutatoren mit im wesentlichen gleicher Charakteristik nach dem Stand der Technik entstehen. In diesem Zusammenhang kommen insbesondere zwei Einflußfaktoren zum Tragen. Zum einen ist in Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Grad der Ausnutzung des Ausgangsmaterials höher als nach dem Stand der Technik; der demgemäß reduzierte Verschnitt wirkt sich entsprechend kostensenkend aus. Und des weiteren kommt das erfindungsgemäße Verfahren ohne jegliches Fließ- preß-Umformen aus, weil ein längstufenförmig vorprofilier¬ tes Band-Ausgangsmaterial für die Herstellung des Leiter¬ rohlings eingesetzt wird, weil die Wandstärke der Brückenteile dieselbe ist wie die Wandstärke der Anschlu߬ bereiche der Leitersegmente und weil die Kontaktzungen, um eine optimale Verbindung zu den KohlenstoffSegmenten und mit dem Trägerkörper zu gewährleisten, an ihren axialen Stirnflächen allein durch eine axiale Scherung profiliert werden. Indem auf jegliche Fließpreß-Umformung verzichtet werden kann, ist der technische Aufwand für die Durchfüh¬ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend redu¬ ziert; so kann in Anwendung der vorliegenden Erfindung insbesondere auf jegliches Weichglühen des Materials im Rahmen des Herstellungsprozesses verzichtet werden. Die dementsprechend, verglichen mit dem Stand der Technik, er¬ höhte Wandstärke der Brückenteile erweist sich im übrigen als günstig für deren axiale Tragfähigkeit, so daß das zum Einspritzen des Trägerkörpers verwendete Spritzgießwerk¬ zeug, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung der eingeleg¬ ten Leiterrohlinge besteht, selbst dann mit entsprechend hohen Schließkräften beaufschlagt werden kann, wenn die jeweils zwischen zwei einander benachbarten Brückenteilen bestehenden Dichtflächen vergleichsweise schmal sind. In diesem Zusammenhang spielt eine Rolle, daß zum Abdichten des Spritzgießwerkzeugs an dem Leiterrohling an der den Kontaktzungen gegenüberliegenden Seite im Bereich der axial ausgerichteten Anschlußhaken (nur) die erste Stufe zur Ver¬ fügung steht, so daß der überwiegende Anteil der Schlie߬ kraft über die Brückenteile abzutragen ist .
Im Hinblick auf das für die vorliegende Erfindung wesentli¬ che Profilieren der Kontaktzungen, nachdem diese in ihre im wesentlichen radial nach innen gerichtete Stellung gebogen worden sind, durch eine rein axiale Scherung in zueinander korrespondierenden Ober- und Unterwerkzeugen wird auf die schwebende deutsche Patentanmeldung 10359473.6 der Anmelde¬ rin der vorliegenden Patentanmeldung Bezug genommen, die hiermit zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Die nach der vorliegenden Erfindung an der ersten Seite des Bandes im zweiten Randabschnitt vorgesehene dritte Stufe bewirkt, daß die Kontaktzungen endseitig eine größere Wandstärke aufweisen als an Über¬ gangsbereichen, mittels derer sie mit den Anschlußbereichen verbunden sind. Dies ist von Vorteil im Hinblick auf eine langlebige Verbindung der Kohlenstoffsegmente mit den Kon¬ taktbereichen der Leitersegmente; und die endseitig vergrö¬ ßerte Materialstärke der Kontaktzungen gestattet, dort in diese mittels der bereits erläuterten Scherung eine ausge¬ prägte Profilierung einzubringen.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Brückentei¬ le in einem einzigen Arbeitsgang durch Abdrehen vollständig entfernt werden. Dies wird ermöglicht dadurch, daß die An¬ schlußhaken des Kommutatorrohlings in axialer Richtung aus¬ gerichtet sind, so daß sie das Abdrehen der Brückenteile nicht behindern. Beim Stand der Technik ist demgegenüber infolge der von Anbeginn radial ausgerichteten Anschlußha- ken ein vollständiges Abdrehen der Brückenteile in einem einzigen Arbeitsgang nicht möglich.
Was die Reihenfolge des Ablängens des Abschnitts des metal¬ lischen Bandes einerseits und des Ausstanzens der beiden Randabschnitte des Bandes andererseits angeht, so läßt die Erfindung mehrere Möglichkeiten zu. Gemäß einer ersten Ver¬ fahrensvariante wird zuerst der Abschnitt des metallischen Bandes von einem Vorrat abgelängt, bevor anschließend die beiden Randabschnitte des Bandes zur Bildung der Anschlu߬ haken in dem ersten Randabschnitt und der Kontaktzungen in dem zweiten Randabschnitt ausgestanzt werden. Gemäß einer zweiten Verfahrensvariante ist vorgesehen, daß der Ab¬ schnitt des metallischen Bandes abgelängt wird, nachdem zuvor die beiden Randabschnitte des Bandes zur Bildung der Anschlußhaken in dem ersten Randabschnitt und der Kontakt- zungen in dem zweiten Randabschnitt ausgestanzt worden sind. Gemäß einer dritten Verfahrensvariante werden gleich¬ zeitig, in demselben Arbeitsschritt, der Abschnitt des me¬ tallischen Bandes abgelängt und die beiden Randabschnitte des Bandes zur Bildung der Anschlußhaken und der Kontakt- zungen ausgestanzt .
Auch was die Reihenfolge des Rollierens des Abschnitts des Bandes und des Einbringens der Wellung angeht, läßt die Erfindung mehrere Möglichkeiten zu. Gemäß einer insoweit ersten Verfahrensvariante wird zuerst der Abschnitt des Bandes zur Bildung einer geschlossenen Ringstruktur rol- liert, bevor anschließend die Wellung in den Abschnitt des Bandes eingebracht wird; in diesem Falle wird zum Einbrin¬ gen der Wellung in den bereits ringförmig geschlossenen Abschnitt des Bandes dieses insbesondere im Bereich der Brückenteile radial innen abgestützt, während die Leiter¬ segmente durch entsprechende Radialstempel radial nach in¬ nen verschoben werden, bis sie an einem entsprechend profilierten Innenwerkzeug anliegen. Gemäß einer insoweit zweiten Verfahrensvariante ist vorgesehen, daß der Ab¬ schnitt des Bandes zur Bildung einer geschlossenen Ring¬ struktur rolliert wird, nachdem zuvor, insbesondere in einer Gesenkpresse, die Wellung in den Abschnitt des Bandes eingebracht worden ist. Und auch hier kommt in Betracht, gemäß einer dritten Verfahrensvariante den Abschnitt des Bandes, nachdem zuvor die Kontur ausgestanzt worden ist, in einem einzigen Arbeitsschritt zur Bildung einer geschlosse¬ nen Ringstruktur zu rollieren und gleichzeitig die Wellung einzubringen. Bei sämtlichen Varianten erfolgt beim Ein¬ bringen der Wellung bevorzugt auch ein leichtes Verformen der Bereiche zwischen den Wellen, d.h. der zunächst ebenen Anschlußbereiche der Leitersegmente, so daß diese leicht gewölbt sind; dies trägt dazu bei, die erforderliche span¬ abhebende Endbearbeitung des Kommutatorrohlings zu minimie¬ ren.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Kontaktzun¬ gen in zwei Schritten einwärts in Richtung auf die Achse gebogen werden, wobei es sich bei dem zweiten Schritt um einen Kalibrierschritt handelt. Dies ist günstig im Hin¬ blick darauf, daß der Leiterrohling mit besonders geringen Toleranzen zu fertigen ist, um mit der Kohlenstoffring- scheibe unter Bildung zuverlässig elektrisch leitender Ver¬ bindungen zusammengefügt werden zu können. Namentlich gilt dies im Falle eines formschlüssigen Eingriffs der profi¬ lierten Kontaktzungen der Leitersegmente in korrespondie¬ rend profilierte Aufnahmen der Kohlenstoffringscheibe.
Ankerteile, wie sie an der radialen Innenseite der Leiter¬ segmente anzuordnen sind, um beim Spritzen des Trägerkör¬ pers in den Preßstoff eingebettet zu werden und dort die Leitersegmente zu verankern, werden im Rahmen des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens bevorzugt durch axiales Spalten der radialen Innenflächen der Anschlußbereiche der Leiterseg- mente hergestellt . Bevorzugt werden dabei pro Leitersegment zwei Ankerteile von dem jeweiligen Anschlußbereich ab¬ gespalten, und zwar nach dem Einbringen der Wellung.
Gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Ausstanzung der Kontaktzungen ausschließlich in dem zweiten Randabschnitt des Bandes. In diesem Falle steht bei dem Leiterrohling die zweite Stufe umlaufend geschlossen als eine Abdichtfläche für eine Ab¬ dichtung des Spritzgießwerkzeugs zur Verfügung.
Auf der gegenüberliegenden Seite, nämlich im Bereich der Anschlußhaken, erstreckt sich die Ausstanzung indessen be¬ vorzugt von dem ersten Rand her über die erste Stufe hinaus in den Hauptabschnitt des Bandes hinein. Dabei ist die ent¬ sprechende Ausstanzung der Anschlußhaken im Bereich des Hauptabschnitts besonders bevorzugt durch konische Kanten begrenzt, an denen das Spritzgießwerkzeug dichtend anliegt.
Aus den vorstehenden Erläuterungen des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich ableiten, daß ein besonders bevorzug¬ ter, zur Verwendung bei einem Verfahren zur Herstellung eines Plankommutators verwendbarer ringförmig geschlossener Leiterrohling eine Mehrzahl von gleichmäßig um eine Achse herum angeordneten Leitersegmenten und jeweils zwei benach¬ barte Leitersegmente miteinander verbindende Brückenteile umfaßt, wobei die Leitersegmente im wesentlichen axial aus¬ gerichtete Anschlußbereiche mit jeweils einem Anschlußhaken und im wesentlichen radial nach innen ausgerichtete Kon¬ taktzungen aufweisen, wobei der Leiterrohling aus einem längsstufenförmig profilierten metallischen Band herge¬ stellt und im Bereich eines der Brückenteile ein Stoß vor¬ handen ist und die Brückenteile in Form von Wellen ausgeführt sind, die gegenüber den Leitersegmenten nach außen vorspringen und im wesentlichen dieselbe Wandstärke aufweisen wie die Leitersegmente. Ein solcher Leiterrohling läßt sich erkennbar mit Vorteil nicht nur bei dem vorste¬ hend erläuterten Verfahren einsetzen. Vielmehr kann er mit übereinstimmenden Vorteilen auch bei abgewandelten Verfah¬ ren mit einer modifizierten Abfolge der Herstellungsschrit¬ te zum Einsatz kommen.
Zur Verbesserung des elektrischen Kontakts zwischen den Leitersegmenten und den KohlenstoffSegmenten ist gemäß ei¬ ner bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung die Oberfläche des Leiterrohlings insgesamt, jedoch zumin¬ dest in den für einen Kontakt mit den - später aus der Koh¬ lenstoffringscheibe hervorgehenden - KohlenstoffSegmenten vorgesehenen Bereichen der Kontaktzungen versilbert oder verzinnt .
Erkennbar ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung mög¬ lich, zur Herstellung einer Vielzahl übereinstimmender Lei¬ terrohlinge ein längsstufenförmig vorprofiliertes metallisches Bandmaterial einzusetzen, dessen Breite im wesentlichen einem Vielfachen der Breite des zur Herstel¬ lung eines einzigen Leiterrohlings erforderlichen metalli¬ schen Bandes entspricht. Dabei können sogar jeweils zwei nebeneinander liegende Zuschnitte im Bereich der späteren Anschlußhaken ineinandergreifen, wodurch der Grad der Mate¬ rialausnutzung nochmals gesteigert wird. Insoweit ist der Begriff "Rand" im Rahmen der vorliegenden Anmeldung so zu verstehen, daß er nur in dem Falle einen körperlichen Rand des streifenförmigen Bandes definiert, daß als Ausgangsma¬ terial ein metallisches Band-Flachmaterial mit einer sol¬ chen Breite zum Einsatz kommt, daß sich nicht mehrere nebeneinanderliegende Bandabschnitte ausstanzen lassen. Ist indessen letzteres der Fall, so gibt der Begriff "Rand" eine fiktive Begrenzung des betreffenden Ausschnitts aus dem Ausgangsmaterial, der zur Herstellung des jeweiligen Bandabschnitts dient, an. Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbei¬ spiels näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 in perspektivischer Angesicht einen in Anwendung der vorliegenden Erfindung vorgefertigten Leiter¬ rohling, wie er zur Herstellung des in Fig. 4 ge¬ zeigten Plankommutators verwendet wird,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Leiterrohlings verwendete längs¬ stufenförmige Band,
Fig. 3 in Seitenansicht von der späteren radialen Innen¬ seite hier den zur Herstellung des in Fig. 1 ge¬ zeigten Leiterrohlings verwendeten Bandabschnitt nach dem Ausstanzen der Randabschnitte und
Fig. 4 im Axialschnitt einen in Anwendung der vorliegenden Erfindung hergestellten Plankommutator.
Der in Fig. 1 veranschaulichte ringförmig geschlossene Lei¬ terrohling 1 umfaßt acht gleichmäßig um die Achse 2 herum angeordnete Leitersegmente 3 und acht Brückenteile 4, wel¬ che jeweils zwei benachbarte Leitersegmente 3 miteinander verbinden. Jedes Leitersegment weist einerseits einen im wesentlichen axial ausgerichteten Anschlußbereich 5 mit einem ebenfalls axial ausgerichteten Anschlußhaken 6 und andererseits eine im wesentlichen radial nach innen ausge¬ richtete Kontaktzunge 7 auf. Die Brückenteile 4 springen in Wellenform radial nach außen über die Anschlußbereiche 5 der Leitersegmente 3 vor. Ihre Wandstärke D1 entspricht der Wandstärke D2 der Anschlußbereiche 5 der Leitersegmente 3. Die Wellen erheben sich dabei so weit, daß der maximale Abstand ihrer Innenwand von der Achse 2 größer ist als der der Abstand der Außenwand der Anschlußbereiche 5 von der Achse 2. Hervorgegangen ist der Leiterrohling durch eine Reihe ein¬ facher Umformschritte aus einem metallischen längsstufen¬ förmigen Band 8 mit dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt. Das Band 8 weist auf seiner einen, ersten Seite 9, die die spätere radiale Innenfläche darstellt, eine erste Stufe 10 auf, die von dem dieser Stufe benachbarten ersten Rand 11 des Bandes 8 her eine Vergrößerung der Materialstärke bil¬ det. Auf seiner der ersten Seite 9 gegenüberliegenden zwei¬ ten Seite 12, die die spätere radiale Außenfläche bildet, weist das Band 8 eine zweite Stufe 13 auf, die ihrerseits von dem ihr benachbarten zweiten Rand 14 des Bandes 8 her eine Vergrößerung der Materialstärke bildet. Die erste Stu¬ fe 10 und die zweite Stufe 13 halten einen Abstand A zuein¬ ander ein. Der zwischen der ersten Stufe 10 und der zweiten Stufe 13 liegende Bereich des Bandes 8 bildet dessen Haupt¬ abschnitt H. Der zwischen dem ersten Rand 11 und der ersten Stufe 10 liegende Bereich des Bandes 8 bildet dessen ersten Randabschnitt 17. Und der zwischen dem zweiten Rand 14 und der zweiten Stufe 13 liegende Bereich des Bandes 8 bildet dessen zweiten Randabschnitt 18.
Das Band 8 weist darüber hinaus im zweiten Randabschnitt 18 auf der ersten Seite 9 eine dritte Stufe 15 auf. An der dritten Stufe 15 nimmt die Materialstärke in Richtung auf den zweiten Rand 14 zu.
Zur Herstellung des Leiterrohlings 1 wird zunächst in einem ersten Arbeitsschritt von einem Vorrat des längsstufenför¬ mig profilierten metallischen Bandes (Fig. 3) ein Abschnitt 16 ausgestanzt. Dabei werden zugleich die Anschlußhaken 6 in dem ersten Randabschnitt 17, die Kontaktzungen 7 in dem zweiten Randabschnitt 18 und teilweise dem Hauptabschnitt H und die Endbereiche mit zwei zueinander korrespondierenden Eingriffsabschnitten 19 und 20 eines schwalbenschwanzförmi- gen Schlosses 21 ausgestanzt. Sodann wird der Bandabschnitt 16 zur Bildung einer geschlossenen Ringstruktur rolliert, wobei das den Stoß sichernde Schloß 21 geschlossen wird. In einem weiteren Arbeitsschritt wird die Wellung in den ring¬ förmig geschlossenen Bandabschnitt 16 eingebracht, indem - in einem entsprechenden Werkzeug - die Leitersegmente 3 durch entsprechende Radialstempel radial nach innen ver¬ schoben werden, während ein profiliertes Innenwerkzeug die Brückenteile 4 von radial innen abstützt. Anschließend wer¬ den in zwei Arbeitsschritten die Kontaktzungen 7 einwärts in Richtung auf die Achse 2 gebogen. Als nächstes werden dann die Kontaktbereiche durch eine axiale Scherung in zu¬ einander korrespondierenden Ober- und Unterwerkzeugen pro¬ filiert, bevor abschließend durch einen Spaltschritt an den radialen Innenflächen der Anschlußbereiche 5 der Leiterseg¬ mente 3 Ankerteile 22 hergestellt werden.
Der so hergestellte Leiterrohling 1 wird in einem im we¬ sentlichen bekannten Verfahren (vgl. DE 19956844 Al) zur Herstellung eines Plankommutators 23 mit Kohlenstoff- Bürstenlauffläche 24 weiterverarbeitet. Hierzu wird eine Kohlenstoffringscheibe mit dem Leiterrohling 1 unter Her¬ stellung elektrisch leitender Verbindungen zwischen den Kontaktzungen 7 der Leitersegmente 3 und der Kohlenstoff— ringscheibe zu einem Verbundteil zusammengefügt . Das Ver¬ bundteil wird sodann in ein geöffnetes Spritzgießwerkzeug eingelegt. Das Spritzgießwerkzeug wird geschlossen. Dabei liegt ein erstes Teilwerkzeug an einer durch die erste Stu¬ fe 10, die Seitenflächen 25 der konischen Fußabschnitte 26 der Anschlußhaken 6 und die zugeordneten Stirnflächen 27 der Brückenteile 4 gebildeten ersten Dichtfläche an; und ein zweites Teilwerkzeug liegt an einer durch die zweite Stufe 13 und die zugeordneten Stirnflächen der Brückenteile 4 gebildeten zweiten Dichtfläche an. Alsdann wird der Trä¬ gerkörper 28 durch Einspritzen von plastifiziertem Pre߬ stoff in das Spritzgießwerkzeug geformt. Nachdem der Preßstoff ausgehärtet ist, wird das Spritzgießwerkzeug ge¬ öffnet und der so entstandene Kommutatorrohling aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen. Abschließend werden die Brük- kenteile 4 durch Abdrehen entfernt, und die Kohlenstoff- ringscheibe wird durch Schnitte in einzelne KohlenstoffSegmente 29 unterteilt. In Anbetracht dessen, daß das insoweit angewandte Verfahren aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, kann auf eingehende Erläu¬ terungen verzichtet werden. Hinzuweisen ist allerdings noch darauf, daß das Band 8, um das vorstehend beschriebene Ab¬ drehen der Brückenteile 4 zu erleichtern, auf seiner zwei¬ ten Seite 12 im Bereich des Hauptabschnitts H eine vierte Stufe 30 aufweist, an der die Materialstärke in Richtung auf den ersten Rand 11 hin abnimmt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Plankommutators (23) , welcher einen aus Preßstoff gefertigten Trägerkörper (28) , eine Mehrzahl von gleichmäßig um eine Achse (2) herum angeordneten, in dem Trägerkörper verankerten Lei¬ tersegmenten (3) und eine ebenso große Anzahl von mit diesen elektrisch leitend verbundenen, die Bürstenlauf¬ fläche (24) definierenden KohlenstoffSegmenten (29) auf¬ weist, mit den folgenden Schritten:
Bereitstellen eines ringförmig geschlossenen Leiter¬ rohlings (1) mit Leitersegmenten (3) und jeweils zwei benachbarte Leitersegmente miteinander verbindenden Brückenteilen (4) , wobei die Leitersegmente im wesent¬ lichen axial ausgerichtete Anschlußbereiche (5) mit jeweils einem Anschlußhaken (6) und im wesentlichen radial ausgerichtete Kontaktzungen (7) aufweisen; Bereitstellen einer Kohlenstoffringscheibe; Zusammenfügen der Kohlenstoffringscheibe und des Lei¬ terrohlings (1) zu einem Verbundteil unter Herstellung elektrisch leitender Verbindungen zwischen den Kon¬ taktzungen (7) der Leitersegmente (3) und der Kohlen¬ stoffringscheibe;
Einlegen des Verbundteils in ein geöffnetes Spritz¬ gießwerkzeug;
Schließen des Spritzgießwerkzeugs;
Formen des Trägerkörpers (28) durch Einspritzen von plastifiziertem Preßstoff in das Spritzgießwerkzeug; Entnehmen des Kommutatorrohlings aus dem Spritzgie߬ werkzeug;
Unterteilen der Kohlenstoffringscheibe in einzelne Kohlenstoffsegmente (29) sowie Entfernen oder Durch¬ trennen der Brückenteile (4) ; gekennzeichnet durch die folgende Vorfertigung des Lei¬ terrohlings : Bereitstellen eines metallischen längsstufenförmigen Bandes (8) , das durch einen ersten Rand (11) und einen hierzu parallelen zweiten Rand (14) begrenzt ist, wo¬ bei das Band einen Hauptabschnitt (H) , welcher durch eine auf der einen, ersten Seite (9) des Bandes be¬ nachbart zu dem ersten Rand angeordnete erste Stufe (10) und eine auf der anderen, zweiten Seite (12) des Bandes benachbart zu dem zweiten Rand angeordnete zweite Stufe (13) begrenzt ist, einen zwischen dem er¬ sten Rand und der ersten Stufe angeordneten ersten Randabschnitt (17) und einen zwischen dem zweiten Rand und der zweiten Stufe angeordneten zweiten Randab¬ schnitt (18) aufweist und die Materialstärke des Ban¬ des an der ersten und der zweiten Stufe jeweils vom Hauptabschnitt zum entsprechenden Randabschnitt hin abnimmt, und wobei ferner das Band auf seiner ersten Seite (9) im Bereich des zweiten Randabschnitts (18) eine dritte Stufe (15) aufweist, an der die Material¬ stärke in Richtung auf den zweiten Rand zunimmt; Ablängen eines Abschnitts (16) des metallischen Bandes (8) und Ausstanzen der beiden Randabschnitte (17, 18) des Bandes zur Bildung der Anschlußhaken (6) in dem ersten Randabschnitt (17) und der Kontaktzungen (7) in dem zweiten Randabschnitt (18) ;
Rollieren des Bandabschnitts (16) zur Bildung einer geschlossenen Ringstruktur und Einbringen einer Wel¬ lung in den Hauptabschnitt mit im Bereich der Brücken¬ teile (4) vorspringenden Wellen, wobei die Ringstruk¬ tur im Bereich der Wellen im wesentlichen dieselbe Wandstärke (Dl) aufweist wie zwischen den Wellen; Biegen der Kontaktzungen (7) einwärts in Richtung auf die Achse (2) ;
Profilieren der Kontaktzungen (7) auf beiden axialen Stirnflächen durch einen Scherprozeß in axialer Rich¬ tung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich ein Abschnitt (16) des metallischen Bandes (8) abgelängt wird und die beiden Randabschnitte (17, 18) des Bandes ausgestanzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein Abschnitt (16) des metallischen Bandes (8) abgelängt wird und anschließend die beiden Randabschnitte (17, 18) des Bandes ausgestanzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (16) des metallischen Bandes (8) abge¬ längt wird, nachdem die beiden Randabschnitte (17, 18) des Bandes ausgestanzt wurden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandabschnitt (16) zuerst rolliert und anschlie¬ ßend die Wellung eingebracht wird. _
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandabschnitt (16) rolliert wird, nachdem die Wellung eingebracht wurde.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandabschnitt (16) in einem einzigen Arbeits- schritt zur Bildung einer geschlossenen Ringstruktur rol¬ liert und gleichzeitig die Wellung eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rollieren des Bandabschnitts (16) zwei endseitig an dem Hauptabschnitt (H) vorgesehene, zueinander korre¬ spondierende Eingriffsabschnitte (19, 20) eines schwal- benschwanzförmigen Schlosses (21) miteinander verbunden werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen der Kontaktzungen (7) einwärts in Richtung auf die Achse (2) in zwei Schritten erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Spaltschritt an den radialen Innenflächen der Anschlußbereiche (5) der Leitersegmente Ankerteile (22) hergestellt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzung der Kontaktzungen (7) sich aus¬ schließlich in dem zweiten Randabschnitt (18) erstreckt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzung der Anschlußhaken (6) sich in den Hauptabschnitt (H) hinein erstreckt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzung der Anschlußhaken (6) in dem Hauptab¬ schnitt (H) durch konische Kanten begrenzt ist .
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenteile (4) in einem einzigen Arbeitsgang durch Abdrehen vollständig entfernt werden
15. Ringförmig geschlossener Leiterrohling (1) zur Verwendung bei einem Verfahren zur Herstellung eines Plankommutators (23) , umfassend eine Mehrzahl von gleichmäßig um eine
Achse (2) herum angeordneten Leitersegmenten (3) und je¬ weils zwei benachbarte Leitersegmente miteinander verbin¬ denden Brückenteilen (4) , wobei die Leitersegmente im wesentlichen axial ausgerichtete Anschlußbereiche (5) mit jeweils einem Anschlußhaken (6) und im wesentlichen radi¬ al nach innen ausgerichtete Kontaktzungen (7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterrohling (1) aus einem metallischen längs¬ stufenförmigen Band (8) hergestellt ist, wobei im Bereich eines der Brückenteile (4) ein Stoß vorhanden ist, und daß die Brückenteile in Form von Wellen ausgeführt sind, die gegenüber den Leitersegmenten (3) nach außen vor¬ springen und im wesentlichen dieselbe Wandstärke (D2) aufweisen wie die Leitersegmente.
16. Leiterrohling nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Stoßes ein schwalbenschwanzförmiges Schloß (21) mit zwei endseitig an dem Band (8) angeordne¬ ten, zueinander korrespondierenden, ineinandergreifenden Eingriffsabschnitten (19, 20) vorgesehen ist.
17. Leiterrohling nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche zumindest in den für einen Kontakt mit den KohlenstoffSegmenten (29) vorgesehenen Bereichen der Kontaktzungen (7) versilbert oder verzinnt ist.
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