DE2709433C2

DE2709433C2 - Verfahren zur Herstellung eines Kommutators für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE2709433C2
Application number: DE2709433A
Authority: DE
Inventors: Otto 8853 Wemding Klein
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: SWF Auto Electric GmbH
Priority date: 1977-03-04
Filing date: 1977-03-04
Publication date: 1988-06-16
Also published as: FR2382784A1; JPS53133707A; JPS568987B2; US4290191A; ES467528A1; GB1596004A; FR2382784B1; US4180900A; DE2709433A1; IT7820549A0; IT1092795B; BR7801307A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kommutators für einen Elektromotor, bei dem die Lamellen einzeln in eine Formeinsatzplatte eingelegt werden, die mit einem Kunststoff, vorzugsweise einem Duroplast ausgefüllt wird.

Kommutatoren bestehen üblicherweise aus einem zylindrischen Grundkörper aus Kunststoff, auf dessen Umfang mehrere Lamellen verankert sind. Bei der Herstellung eines solchen Kommutators muß darauf geachtet werden, daß die Lamellen durch Schlitze voneinander getrennt sind, die nicht mit Kunststoff ausgefüllt sein dürfen. Der üblicherweise verwendete Kunststoff nutzt sich nämlich im Betrieb nicht in dem Maße ab wie die Lamellen, so daß sich im Laufe der Zeit zwischen zwei benachbarten Lamellen hervorstehende Kunslstoffstege bilden würden. Dies hätte eine verstärkte Kohlenbürstenabnutzung und eine stärkere Geräuschbildung zur Folge. Wesentlich nachteiliger ist aber, daß die hervorstehenden Kunststoffstege ein Wiederanlaufen des Motors dann unmöglich machen, wenn der Motor in einer solchen Stellung stillgesetzt wird, in der eine Bürste genau auf diese Kunststoffstege zurückfedert Die Bildung derartiger Kunststoffstege bei der Herstellung des Kommutators muß also unter allen Umständen vermieden werden.

In der Praxis muß man bei der Herstellung der j Einzellamellen mit Toleranzen von ±0,02 mm rechnen. Bei derartigen Toleranzen können sich schon Kiinststoffhäutehen am Rand der Einzellamellen ausbilden, die sich im geschilderten Sinne nachteilig auswirken und bisher in umständlicher Nacharbeit, die nicht t'itomati-

lu siert werden konnte, wieder weggekratzt werden mußten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem derartige Kommutatoren mit sauberen Lufuchlitzen zwischen den Lamellen

ι ϊ automatisch und damit kostengünstig gefertigt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Lamellen in der Formeinsatzplatte durch ein Werkzeug in Kommutatorumfangsrichtung derart ver formt werden, daß sie sich an zur Bildung der Lamellenschlitze radial in den Einsatz hineinragende Trennstege anschmiegen.

Durch diese Materialverformung der Lamellen in der Formeinsatzplatte werden sowohl die Toleranzen der Lamellen selbst wie auch die Toleranzen bezüglich der Ausrichtung der Trennstege, die in der Größenordnung von 15 min. liegen, voll ausgeglichen. In der Praxis können nun die Lamellen sogar mit größerer Toleranz und daher kostengünstiger als bisher gefertigt werden.

to Damit wird auch das automatische Einlegen der Lamellen in die Formeinsatzplatte wesentlich erleichtert

An sich ist es denkbar, die Verformung der Lamellen mit einem Werkzeug durchzuführen, welches radial ausfahrende Preßstempel hat Ein derartiges Werkzeug ist aber sehr teuer und außerdem praktisch dann nicht realisierbar, wenn der Durchmesser des Kommutators nur in der Größenordnung von einigen Millimetern liegt Dieses Verfahren wird man daher vorzugsweise bei Kommutatoren für größere Motoren anwenden, wobei die Lamellen dann in radialer Richtung derart gestaucht werden, daß sich ihre Abmessungen in

Umfangsrichtung vergrößern. Bei kleineren Kommutatoren wird man gemäß einer

vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Verformung der Lamellen mit einem koaxial in die Formeinsatzplatte eingeführten Werkzeug durchführen. Dieses Werkzeug kann keilförmig ausgebildet sein. Damit keine allzu hohen Preßdrücke erforderlich werden, ist dabei der Stempel vorzugsweise derart ausgebildet, daß nur einer oder beide Randbereiche der Lamellen verformt werden. Eine Verformung im mittleren Bereich der Lamelle ist also nicht notwendig und zudem auch dann schlecht möglich, wenn die Lamelle — wie an sich bekannt — Widerhaken zur Verankerung im Grundkörper aufweist.

In der Praxis hat sich ein Verfahren besonders bewährt bei dem durch das Werkzeug mit Abstand von den Trennstegen spanlos längsgerichtete Riefen in die Lamellen eingearbeitet werden und dadurch ein Verstemmen der Lamellen in der Formeinsatzplatte zwischen den Trennstegen erfolgt. Bei dieser Art der Verformung werden nur am inneren Rand der Lamellen Dichtwülste gebildet, während der äußere Rand nicht notwendigerweise an den Trennstegen anliegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig, 1 einen Längsschnitt durch das Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens,

Fig.2 eine Aufsicht auf die Formeinsatzplatte vor Durchführung des Verfahrens,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen bekannten Kommutator,

Fig.4 eine Darstellung entsprechend Fig.2 nach Durchführung des Verfahrens,

F i g. 5 eine Einzellamelle in perspektivischer Ansicht nach Durchführung des Verfahrens und

F i g. 6 einen Schnitt durch einen Kommutator.

Die in den Zeichnungen dargestellte Formeinsatzplatte 10 hat einen zylindrischen Hohlraum 11, in den radial mehrere Trennsfege 12 hineinragen. Diese Trennstege nutzen sich verhältnismäßig schnell ab und sind daher auswechselbar in der Formeinsatzplatte gelagert, wie dies bei 13 angedeutet ist.

In den zylindrischen Hohlraum 11 der Formeinsatzplatte ragt ein Lamellenauflagebolzen 14 hinein. Ein Niederhalter 15 sorgt während der Durchführung des Verfahrens für eine einwandfreie Verankerung der Lamellen 20 in der Fonneinsatzplatte.

Die Lamellen 20 sind aus einem Grundmaterial kalt verformt und haben einen Anschlußhaken 2f für die Wicklungsdrähte des Motors sowie Widerhaken 22, die für eine einwandfreie Verankerung der Lamellen in dem Grundkörper des Kommutators sorgen.

Die Lamellen 20 werden automatisch in die Formeinsatzplatte 10 derart eingesetzt, daß ihre Anschlußhaken 21 in entsprechenden Ausbuchtungen 17 der Formeinsatzplatte liegen. Wie Fig.2 deutlich zeigt, ist die Ausdehnung der Lamellen in Umfangsrichtung geringer als die lichte Weite zwischen zwei Trennstegen IZ Dies liegt einerseits an den Toleranzen der Lamellen 20 und andererseits an der eventuell ungenauen Ausrichtung der Trennstege. Würde man nun den Hohlraum 11 dieser Formeinsatzplatte 10 in einem Spritzwerkzeug mit Kunststoff ausspritzen, würden sich zwischen dem Rand einer jeden Lamelle und dem benachbarten Trennsteg 12 Kunststoffstege 30 bilden, wie dies in Fig.3 dargestellt ist. Dies hätte die eingangs geschilderten nachteiligen Auswirkungen,

Um hier Abhilfe zu schaffen, wird nun vor dem . Spritzvorgang in die Formeinsatzplatte 10 koaxial ein Stempel 40 eingeführt, der die in Fig.4 dargestellte Außenkontur hat. Dieser Stempel 40 hat sternförmige Vorsprünge 41, die in die Lamelle 20 im Abstand von den Trennstegen 12 längsgerichtete Riefen 25 spanlos

in einarbeiten. Das Material am Rand einer jeden Lamelle wird dadurch nach außen gedrückt, so daß sich ein Dichtwulst 26 bildet, der sich an die Trennstege 12 anschmiegt. Wie insbesondere aus den Fig.4 und 6 ersichtlich ist, wird also nur der innere Rand der

v, Lamellen 20 verformt. Diese liegen also nicht mit ihrer gesamten Seitenfläche an den Trennstegen 12 an. Durch diese Verformung der Lamellen 20 in der Formeinsatzplatte 10 werden also sämtliche Toleranzen ausgeglichen. Damit wird verhindert, daß Kunststoff beim

m Spritzvorgang zwischen den Rand der Lamellen 20 und die Trennstege 12 fließen kann. Dii- Lamellen 20 sind dann am fertigen Kommutator — wie i'ig.6 zeigt — durch saubere Luftschlitze 50 voneinander getrennt.

Nach der Durchführung dieser Verfahrensschritte wird die Formeinsaizplatte 10 in eine Spritzgußvorrichtung eingelegt. Diese Spritzgußvorrichtung kann so ausgebildet sein, daß ein Kommutator als separates Teil hergestellt wird. Es ist aber auch denkbar, in diese Spritzgußvorrichtung eine Motorwelle mit einem

ω Ankerblechpaket einzulegen, so daß zugleich mit der Herstellung des Kommutators in einem Spritzvorgang die gesamte Ankereinheit umspritzt und dabei der Kommutator in lagerichtiger Zuordnung zu den Ankerblechen auf der Welle festgelegt wird. Nach diesem Spritzvorgang ist dann gegebenenfalls nur noch ein Überdrehen des Kommutators notwendig. Auf diese Weise kann also automatisch und damit kostengünstig ein kompletter Anker für einen Elektromotor hergestellt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;'

1. Verfahren zur Herstellung eines Kommutators für einen Elektromotor, bei dem die Lamellen einzeln in eine Formeinsatzplatte eingelegt werden, die mit einem Kunststoff, vorzugsweise einem Duroplast ausgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen in der Formeinsatzplatte durch ein Werkzeug in Kommutatorumfangsrichtung derart verformt werden, daß sie sich an zur Bildung der Lamellenschlitze radial in den Einsatz hineinragende Trennstege anschmiegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung der Lamellen mit einem koaxial in die Formeinsatzplatte eingeführten Stempel erfolgt

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer oder beide Randbereiche der Lamellen verformt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d»ß durch das Werkzeug mit Abstand von den Trennstegen spanlos längsgerichtete Riefen in die Lamellen eingearbeitet werden und dadurch ein Verstemmen der Lamellen in der Formeinsatzplatte zwischen den Trennstegen erfolgt

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verformung nur am inneren Rand der Lamelle ein Dichtwulst gebildet wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen automatisch in die Formeinsatzplatte eingelegt wc.-den.

7. Verfahren nach wenigstem einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Materiaiverformung r%r Lamellen koaxial die Ankerwelle in die Formeinsatzplatte eingeführt und der Kommutator durch Umspritzen an der Ankerwelle verankert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwelle das Ankerblechpaket trägt, welches zugleich mit der Herstellung des Kommutators mit Kunststoff umspritzt wird.