PL136484B1 - Method of manufacturing commutator segments - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania segmentów komutatora, a zwlaszcza jego wewnetrznych zeber wzdluznych, które stanowia elementy usztywniajace wzglednie osadcze dla segmentów komutatora, z których wykonuje sie elementy osadcze.Elementy osadcze segmentów sa waznymi czesciami konstrukcyjnymi z punktu widzenia warunków wytrzymalosciowych, jak równiez konstrukcji komutatora. Segmenty musza byc utrzymywane w swym pierwotnym polozeniu przez te elementy równiez przy duzych predkosciach obrotowych, czemu przeciwstawiaja sie jednakze z jednej strony sila odsrodkowa dzialajaca na segmenty, a z drugiej momentom wywracajacym, powstajacym w tym ostatnim podczas uderzenia szczotki kolektora o jego wzdluzna krawedz w kierunku obwodowym. Spelnienie przedstawionych warunków obciazenia segmentów wzglednie samego kolektora przy zachowaniu kosztów wykonania komutatora w odpowiednich granicach, znanych róznych rozwiazan w za¬ leznosci od wyjsciowej postaci segmentu zwlaszcza wytwarzanego z tasmy lub rury miedzianej.Znane jest z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 1 223 677 stosowanie do wytwarzania komutatora materialu wyjsciowego tasmy o stalej grubosci, w której wzdluz jednego brzegu wytlacza sie w równych odstepach prostokatne wystepy, podczas gdy wzdluz drugiego brzegu wykonuje sie równiez w równych odstepach, wystepy stopniowane, z których kazdy w obszarze stopniowania jest wyciety poprzecznie do kierunku wzdluznego tasmy. Wytworzone lapki o wiekszej dlugosci, stanowia koncówki przylaczeniowe, zas krótsze o dlugosci równej lapce o prostokatnych wystepach polozonych wzdluz przeciwleglego brzegu tasmy i sa przewidziane na haki osadcze.Poniewaz wzdluz jednego brzegu tasmy usytuowane sa na przemian lapki przylaczeniowe i osadcze, stad wymagania wytrzymalosciowe ograniczaja ze wzgledów geometrycznych do komutatorów skladajacych sie tylko z mniejszej liczby segmentów, co ogranicza zakres ich zastosowan. Haki osadcze tworzy sie przez zagiecie wspomnianych krótszych lapek do wewnatrz tym samym segmenty sa osadzone swymi koncami, wskutek czego podczas pracy caly ich zespól jest wystawiony na dzialanie sily odsrodkowej i zarazem niebezpieczenstwo oderwania sie ich od masy, w która sa wcisniete. Rowki izolacyjne sa bardzo glebokie. Do wykonania tloczonego segmentu, gdzie wystepuje jednoczesnie wytlaczanie i wcinanie, wymaga skomplikowanych procesów technologicznych specjalnych narzedzi.Znane jest z opisu patentowego RFN DE-Os 1 955 122 jako wytwarzanie komutatora z tasmy, najpierw walcowanej w kierunku wzdluznym i przy tym dzieki odksztalceniom materialu wykonuje sie poprzeczne zebra2 136 484 oraz dodatkowo gladko wywalcowany pas brzegowy, którego odcinek moze miec zmniejszona grubosc.Nastepnie w tym pasie brzegowym w obszarze miedzy zebrami wycina sie koncówki przylaczeniowe.Odpowiedniej dlugosci odcinkom tak obrobionej tasmy nadaje sie nastepnie postac pierscienia. W jednej operacji odgina sie na zewnatrz koncówki przylaczeniowe, a zebra znajdujace sie wewnatrz podcina sie z obu konców w kierunku osiowym. Powstale luzne odcinki zeber zagina sie w kierunku osi wzdluznej wyrobu. W ten sposób powstaja elementy osadzone segmentów. Stwierdzono, ze do walcowania tasmy niezbedne sa kosztowne i pracochlonne narzedzia profilowe, zas material jest w kierunku wzdluznym i poprzecznym wyprofilowany nierównomiernie, przy czym (zwlaszcza w zwiazku z tym ostatnim) w tasmie wystepuja naprezenia szczatkowe, które staraja sie odksztalcic wywalcowany przedmiot w kierunku wzdluznym. Zmienna twardosc miedzi wzdluz szerokosci segmentów powoduje nierównomierne zuzywanie sie szczotek. Przy wytwarzaniu komutatorów z rury miedzianej jako pólwyrobu podejscie poczatkowo jest analogiczne, jak przy zastosowaniu tasmy. W niektórych przypadkach wychodzi sie z rur gladkich, w innych — z profilowanych. Zreszta wystepuja tu wady analogiczne do wyzej opisanych.Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania segmentów komutatorów, jak równiez i samego komutatora, aby uzyskac rozwiazanie korzystne z punkty widzenia kosztów i ze wzgledów konstrukcyjno-technologicznych. W sposobie wedlug wynalazku z warstwy wewnetrznej materialu pasa srodkowego cylindrycznego pierscienia formuje sie obróbka bezwiórowa wzdluzne zebra posiadajace po dwie wzdluzne wyplywki, przy czym wzdluzne wyplywki zeber przyszlych segmentów komutatora odgina sie i splaszcza w obszarze rowków wzdluznych powstalych przy formowaniu zeber.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym na fig. 1a uwidoczniono segment walcowany z tasmy majacej dwa pasy wzdluzne o zmniejszonej grubosci, fig. 1b —seg¬ ment walcowany z tasmy, majacy dwa pasy brzegowe i jeden srodkowy o zmniejszonej grubosci, fig. 1c —seg¬ ment rurowy o gladkiej sciance, fig. 2a — odciety kawalek segmentu z fig. 1 a, z zaznaczonym wyjeciem ustalajacym; fig. 2b — element z fig. 2a z wycietymi lapkami przylaczeniowymi; fig. 2c — segment z fig. 1c po zakonczeniu zmniejszania grubosci scianki przez speczanie i po wykonaniu wyjecia ustalajacego fig. 3a — segment z fig. 2a po nadaniu mu ksztaltu cylindrycznego, fig. 3b — segment z fig. 2c po odjeciu nadmiaru materialu, fig. 4a — segment po zakonczeniu operacji speczania wewnetrznej warstwy materialu; fig. 4b — segment z fig. 4a po zakonczeniu operacji splaszczania wyplywek zeber dwuwyplywkowych, utworzonych przez speczanie materialu, fig. Sa, 5b — dwa przyklady realizacji znanego sposobu wytwarzania elementów osadczych przez rozszczepianie zeber wykonanych sposobem wedlug wynalazku oraz fig. 6 - komutator wypelniony sprasowana masa izolacyjna, w przekroju czesciowym.Na fig. 1 do 3 uwidoczniono segmenty komutatora o ksztalcie zapewniajacym prosta konstrukcje i korzystna pod wzgledem ekonomicznym. Rozwiazanie wedlug wynalazku wystepuje dopiero w operacji przedstawionej na fig. 4a a wiec ze wzgledów praktycznych wystepuje potrzeba opisu operacji poprzednich.Elementem wyjsciowym dla realizacji wynalazku stanowi cylindryczny plaszcz 1 w postaci uwidocznionej na fig. 3a lub 3b. Plaszcz ten ma ewentualnie ciensze obszary brzegowe 1a, 1b oraz grubszy obszar srodkowy 1c. Dla umozliwienia przeprowadzenia dalszych operacji wykonano w obszarze 1a, szerszym od przeciwleglego obszaru 1b i przewidzianym do wykonania w nim koncówek przylaczeniowych (fig. 6) wciecia ustalajacego 1d.Na fig. 4a przedstawiono stan plaszcza 1 po zakonczeniu formowania wewnetrznej warstwy jego materialu.Linia punktowo-kreskowa „A" zaznaczono pierwotny zarys wewnetrzny obszaru grubszego 1c. Zostal on poddany odksztalceniu poprzez speczenie, przy czym material wewnetrznej warstwy obszaru 1c zostal rozsuniety i wskutek plyniecia,glównie w kierunku promieniowym tworzac wzdluzne zebra 2 o dwóch ostrych wyplywkach 2a. Po wyciagnieciu nie pokazanego narzedzia ugniatajacego, które sklada sie z prostych elementów w ksztalcie igiel uloznych w wieniec, otrzymuje sie miedzy zebrami 2 wzdluzne rowki 3 o dnie 3a lezacym znacznie blizej zewnetrznej powierzchni plaszcza 1, niz pierwotny zarys „A" Uzyskuje sie w ten sposób zadane zmniejszenie grubosci pierscienia materialu, który zostaje nastepnie rozciety w kierunku wzdluznym (fig. 6).Na fig. 4a widoczne jest równiez w przekroju zebro 2, posiadajace korzystne uksztaltowanie z punktu widzenia wytrzymalosciowego. W zasadzie jest to w przekroju zarys prostokatny, który ze wzgledów wytrzymalosciowych jest korzystniejszy od zarysu w przekroju znanych zeber tworzacych przez walcowanie imajacych zarys ewolwentowy lub podobny. W nastepnej operacji wciska sie do wnetrza wyprofilowanego plaszcza 1 nie pokazany trzpien walcowy, który rozpycha wzdluzne wyplywki 2a w kierunku stycznym na obie strony zeber 2, do wnetrza sasiadujacych rowków 3. Fig. 4b przedstawia uksztaltowanie wyrobu po tej operaqi.Pierwotne wyplywki 2a zostaly obecnie przetworzone w wyplywki 2b, które z tytulu swego ksztaltu i ustawienia tworza elementy osadcze przyszlych segmentów.W zaleznosci od danych warunków geometrycznych lub dynamicznych mozna segment poddac dalszej obróbce w znany sposób albo juz wstanie z fig. 4a, albo tez dopiero po operacji z fig. 4b. Podcina sie wtedy zebra 2 w kierunku wzdluznym i nastepnie tworzy wasy osadcze 3' jak pokazano na fig. 5a, 5b. Nastepnie wyciska sie do komutatora prasowana mase izolacyjna, po czym nie wypelniona nia czesc koncowa 1a136 484 3 rozpilowuje sie w celu utworzenia koncówek przylaczeniowych 4. Równiez i plaszcz 1 zostaje rozpilowany w kierunku wzdluznym, wskutek czego powstaja segmenty 5, rozdzielone szczelinami powietrznymi 6 (fig. 6).Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania segmentów komutatora, w którym plaska tasme mocuje sie w kierunku stycznym, zas jej pasy brzegowe, a takze srodkowe odcinki wzdluzne poddaje sie procesowi scieniania poprzez gladkie walcowanie, jak równiez wykonuje sie wycinanie koncówek przylaczeniowych dla uformowania cylindrycznych pierscieni, znamienny tym, ze z warstwy wewnetrznej materialu pasa srodkowego cylindrycznego pierscienia (1) formuje sie obróbka bezwiórowa wzdluzne zebra (2) posiadajace po dwie wzdluzne wyplyw- ki (2a), przy czym wzdluzne wyplywki (2a) zeber (2) przyszlych segmentów (5) komutatora odgina sie i spla¬ szcza w obszarze rowków wzdluznych (3) powstalych przy formowaniu zeber (2).136 484 Fig.4a Fig.tb Fig.5a Fig.6 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 Cena 100 zl egz. PL PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania segmentów komutatora, w którym plaska tasme mocuje sie w kierunku stycznym, zas jej pasy brzegowe, a takze srodkowe odcinki wzdluzne poddaje sie procesowi scieniania poprzez gladkie walcowanie, jak równiez wykonuje sie wycinanie koncówek przylaczeniowych dla uformowania cylindrycznych pierscieni, znamienny tym, ze z warstwy wewnetrznej materialu pasa srodkowego cylindrycznego pierscienia (1) formuje sie obróbka bezwiórowa wzdluzne zebra (2) posiadajace po dwie wzdluzne wyplyw- ki (2a), przy czym wzdluzne wyplywki (2a) zeber (2) przyszlych segmentów (5) komutatora odgina sie i spla¬ szcza w obszarze rowków wzdluznych (3) powstalych przy formowaniu zeber (2).136 484 Fig.4a Fig.tb Fig.5a Fig.6 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 Cena 100 zl egz. PL PL PL