DE3307312A1 - Verfahren zur rationellen herstellung von kollektoren mit erhoehter festigkeit fuer elektrische rotierende maschinen - Google Patents

Description

• BESCHREIBUNG:
• Verfahren zur rationellen Herstellung von Kollektoren mit erhöhter Festigkeit für elektrische rotierende Maschinen.
• Die Großserienfertigung von Kollektoren seien es Haken-oder Schlitzkollektoren erfolgt über ein band- oder rohrförmiges Vormaterial. An der Innenseite werden mittels spannehmender oder spanloser Bearbeitungsverfahren oder auch durch Anschweißen oder Löten sog. Anker gebildet. Nach dem Ausspritzen der Kollektorhülse mit Kunststoffmaterial wird diese durch Schneiden, Sägen etc.
• in einzelne Lamellen oder Segmente zerteilt die jeweils durch einen oder mehrere solcher Anker im Kunststoffkörper gehalten werden.
• Um eine einwandfreie elektrische Isolation der Segmente untereinander zur gewährleisten weist der Trennvorgang im allgemeinen eine gewisse Eintauchtiefe in die Kunststoffmasse auf wodurch die Festigkeit des Kollektors beeinträchtigt wird.
• Kollektoren hoher Festigkeit werden aus einzeln durch Stanzen, Prägen etc. vorgefertigten Segmenten manuell oder unter Verwendung mechanischer Vorrichtungen aufgebaut. Im allgemeinen werden Isolierplättchen ( Glimmer zwischen die einzelnen Segmente gelegt und in die speziell gestalteten Anker Ringe eingelegt oder gepreßt, die nach dem Ausspritzen dem Kollektor die erforderlich Festigkeit verleihen.
• Das als erstes genannte Verfahren ergibt- bei Kollektoren von größerem Durchmesser und höherer Drehzahlbelastung oft eine nicht ausreichnende Festigkeit. Das zweite Verfahren ist für die Großserienfertigung weniger geeignet.
• Bei den zum Patent angemeldeten Verfahren werden zwei Wege aufgezeigt, die eine rationelle Großserienfertigung von Kollektoren erhöhter Festigkeit ermöglichen.
• 1. Halteringverfahren: Bei der Kollektorfertigung aus Band- oder Rohrmaterial Fig. la, ib und 1c wird ein Vormaterial eingesetzt, das zur Sollänqe 'A' beim Haken- bzw. Schlitzkollektor Fig. 2a, 2b und 2c ein tJbermaß 'B' aufweist Fig. 2d und 2e. Dieses Übermaß dient dazu um auf einer oder auf beiden Seiten der Kollektorhülse einen Haltering zu bilden, der in der noch nicht mit Kunststoff ausgespritzten Kollektorhülse die einzelnen über die Sollänge 'A' durch Sägen oder andere bekannte Verfahren getrennten Segmente zusammenhält.
• Bei der Verwendung von bandförmigen Vormaterial kann dieses auf der Innenseite schwalbenschwanz- oder rillenförmige Profilierung aufweisen Fig.8 wodurch jedes Einzelsegment nach dem Trennen die entsprechenden Innenanker erhält.
• Die oben beschriebenen Kollektorhülsen können aus bekannten Vormaterialien und mit bekannten Herstellungsverfahren rationell gefertigt werden.
• Im Zuge der Weiterbearbeitung können bei diesen Hülsen Fig. 3a, 3b und 3c nach konventioneller Art z.B.
• Glimmerplättchen in die Schlitze zwischen den Segmenten gelegt werden und bei entsprechend gestalteten Innenanker auch die Ringe zur Erhöhung der Festigkeit eingelegt werden. Die an einem oder an beiden Hülsenenden vorhandenen Halteringe können vor oder nach dem Verspritzen abgedreht werden.
• Fertigungstechnisch vorteilhaft ist es diese Kollektorhülsen bei entsprechender Gestaltung der Innenanker -wobei Fertigungsmethode und Materialaufwand zu beachten sind - direkt auf die Kunststoffpresse zu bringen.
• Die heute bekannten Kunststoffe haben sehr gute elektrische Isolationswerte, hohe mechanische Festigkeit und großes Haftvermögen an Kupferoberflächen. Die durch die Gestaltung der Innenverankerung und durch Trennen der Einzelsegmente erzeugte relativ große Segmentoberfläche die nun in Kunststoff eingebettet ist gibt jedem Einzelsegment und damit dem gesamten Kollektor eine hohe Festigkeit. Nach dem Verspritzen werden die Halteringe abgedreht.
• Um an der Außenfläche des Kollektors Luftschlitze von bestimmter Tiefe zwischen den Segmenten zu erhalten kann das Kunststoffmaterial in den Schlitzen mit bekannten Verfahren entfernt werden. Vorteilhaft ist es jedoch über die Breite 'B' eines oder beider Halteringe Rillen 'R' Fig.5 zu schneiden, deren Tiefe der geforderten Kollektorluftschlitztiefe entspricht. Das Aufnahmewerkzeug der Kunststoffpresse hat nun seinerseits entsprechende Lamellen, die durch die Rillen 'R' in die Schlitze zwischen die einzelnen Segmente hineinragen.
• Dieser dem geforderten Luft schlitz entsprechende Raum wird nun bei Ausspritzen nicht von Kunststoff ausgefüllt.
• Der restliche Teil der Seqmentseitenflächen verbleibt in Kunststoff eingebettet und trägt wesentlich zur Festigkeit des Kollektors bei.
• 2. Restmantelverfahren: Bei der Kollektorfertigung aus Band- oder Rohrmaterial wird ein Vormaterial eingesetzt mit einer Breite, die der geforderten Sollänge 'A' Fig. 2a, 2b und 2c entspricht. Bei Bandmaterial wird zweckmäßigerweise ein solches verwendet, das an der Innenseite ein Profil Fig.8 in Bandlängsrichtung aufweist wodurch die Einzelsegmente nach dem Trennen die eiforderlichen Innenanker erhalten. Bei Rohrmaterial werden die Innenanker jetzt durch einen Schab- oder Stauchprozess über den gesamten Innenumfang in einem Arbeitgang gebildet.
• An diesen Kollektorhülsen erfolgt nun der Trennprozess der einzelnen Segmente von Innen her mittels Räumen, Sägen oder Schneiden derart daß die Trennung nicht über die gesamte Wandstärke erfogt sondern, daß am Außenumfang eine Restwandstärke zwischen den Segnenten verbleibt die der geforderten Luftschlitztiefe entspricht.
• Fig. 6a, 6b.-Beim Herstellen der Schlitze zwischen den Segmenten oder in einem späteren Arbeitsvorgang können Teile der Segmentseitenflächen mit Rillen oder ähnlichen Vertiefungen in Kollektorlängsachse versehen werden. Fig. 7 Nachdem die Kollektorhülsen mit Kunststoff ausgespritzt wurden wird die Restwandstärke in den Schlitzen durch Sägen, Schneiden oder andere bekannte Verfahren entfernt und damit der Luftschlitz gebildet. Ein Teil der Segmentseitenfläche verbleibt im Kunststoff eingebettet und trägt zur Gesamtfestigkeit bei.

Claims (7)

1. PATENTANSPRUCHE: !i. Kollektorhülse, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen U Kollektorsegmente in ihrer richtigen und endgültigen Lage zueinander durch einen oder mehrere 01aterialringe gehalten werden, die mit den Segmenten ein Stück bilden, und die sich im Zuge der Segmentherstellung aus diesem einen Stück ergeben, und nach Kollektorfertigstellung ganz, teilweise oder auch nicht Segmentbestandteil werden.
2. 2. Kollektorhülse, wie unter 1., dadurch gekennzeichnet, daß diese nach bekannten Verfahren aus Band- oder Rohrmaterial hergestellt wird, und daß mittels einer bestimmten Überbreite des Vormaterials auf einer oder auf beiden Seiten der Kollektorhülse nach dem Längstrennen der einzelnen Segmente über die vorgegebene Sol länge des eigentlichen Kollektors ein sogenannter Haltering verbleibt, der die längsseitig getrennten Segmente in richtiger Position zusammenhält.
3. 3. Kollektorhülse wie unter 2., jedoch dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide Halteringe am jeweiligen Hülsenende Rillen bzw. Schlitze in geradliniger Fortsetzung der Segmentschlitze aufweisen.
4. 4. Kollektorhülse wie unter 2., jedoch dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide Halteringe am Hülsenende einen im Vergleich zum Hülsendurchmesser kleineren Außendurchmesser aufweisen.
5. 5. Kollektorhülse wie unter 1., dadurch gekennzeichnet, daß diese nach bekannten Verfahren aus Band- oder Rohrmaterial mit einer, der geforderten Sollänge entsprechenden Gesamtlänge hergestellt wird, und daß beim Abtrennen der Einzelsegmente mittels Räumen, Schneiden, etc. vom Innendurchmesser her am Außendurchmesser der Trennschlitze eine Restmantelstärke verbleibt, die der geforderten Luftschlitztiefe entspricht, die die Segmente zusammenhält.
6. 6. Kollektorhülse wie unter 1., dadurch gekennzeichnet, daß diese nach bekannten spanlosen Verformungsverfahren, wie Druckgießen, Kaltfließpressen, etc. hergestellt wird, und daß Lage und Gestaltung der die Segmente in richtiger Position zusammenhaltenden Materialringe den Halteringen wie unter 2. oder dem Restmantel wie unter 5. entsprechen.
7. 7. Kollektorhülse wie unter 1., 2., 3., 4., 5.+6., jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentseitenflächen eine oder mehrere rillenähnliche, in Seqmentlangsrichtung verlaufende, Vertiefungen aufweisen.