DE2838405C2 - Verfahren zur herstellung eines Ankers für einen Elektromotor und Gussform zur Durchfuerung des Verfahrens - Google Patents

Description

a) die einzelnen Kommutatorsegmente (30) mit oder ohne zwischengefügte Isolierlamellen zu einem Zylinder zusammengefügte Isolierlamellen zu einem Zylinder zusammenfügt und so im Preßsitz in der Form festlegt,

b) den Eisenkern (2) in der Form (5) durch zwischen seine radialen Zähne (2a) eingreifende, mit voraestimmtem Abstand in die Kernschlitze ragende Formvorsprünge (Sä, 14) unverdrehbar festlegt und an seinen Zähnen (2a) in der Form (5) axial unverschiebbar festklemmt und

c) nach dem Entformen des Ankers gegebenenfalls zwischen sich berührenden Kommutatorsegmenten (30) elektrisch trennende Schlitze einschneidet.

2. Gußform zur Herstellung eines Ankers für einen Elektromotor, bei welchem die Ankerwelle, der Eisenkern u.d der Kommutator in Abständen voneinander in einem verfestigten Isoliermaterial eingebettet sind, gekennzeichnet durch

a) ein Formunterteil (5) mit emer HalterungsausnehiTiung für ein Ende der Ankenveüe (i),

b) ein Formeinsatzteil (6) zur Halterung der darin im Preßsitz umschlossenen, zylindrisch zusammengefügten Kommutatorsegmente (30),

c) ein den Eisenkern (2) umschließendes Formmittelteil (8) mit radial einwärts zwischen die Zähne (2a) des Eisenkerns (2) eingreifenden, rrn vorbestimmtem Abstand in dessen Kernschlitze ragenden Formvorsprüngen (8a, 14) und

d) ein mit einem Spritzkanal (11) und einer Halterungsausnehmung für das andere Ende der Ankerwelle (1) versehenes Formteil (9,10), das unterseitig die Zähne (2a) des Eisenkerns (2) zwischen sich und der Oberseite des Formeinsatzteils (6) festklemmt.

3. Gußform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formeinsatzteil (6) aus zwei durch einen Klemmring (7) zusammengehaltenen Teilen (6a, 6b) besteht.

4. Gußform nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkanal (11) und die HaI-terungsausnehmung für das obere Ende der Ankerwelle (1) in einem auf dem Formobertsil (9) aufliegenden Deckeltcil (10) angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ankers für einen Elektromotor, bei welchem man in einer Form die Ankerwelle, die von dieser beabstandeten Kommutatorsegmente und den von beiden beabstandeten Eisenkern festlegt, in die Form ein flüssiges Isoliermaterial einführt und darin verfestigt sowie eine Gußform zur Durchführung des Verfahrens.
Bei dem aus der DE-OS 24 05 013 bekannten Anker der eingangs genannten Art sind die Ankerwelle, die Kommutatorsegmente und der Eisenkern jeweils voneinander beabstandet in ein gemeinsames isolierendes Kunststoffseil eingebettet. Dazu werden die Kommutatorsegmente, der Eisenkern und die von diesem, umgebene Ankerwelle in eine Spritzgußform eingebracht und dann durch Einspritzen und Verfestigen eines isolierenden Kunststoffs zu einer Einheit verbunden, wobei der Kunststoff die Zwischenräume zwischen der Ankerwelle, dem Eisenkern und dem Kommutator sowie die Zwischenräume zwischen den Lamellen des Eisenkerns und zwischen den Kommutatorsegmenten isolierend ausfüllt Die DE-OS 24 05 013 enthält jedoch keinerlei Angaben über die Ausbildung der Form und dh für die Herstellung des Ankers anzuwendenden Maßnahmen zur exakt ausgerichteten Festlegung von Ankerwelle, Koniinutatorsegmenien und Eisenkern zueinander.

Auch aus dem DE-GM 74 15 534 ist nicht zu entnehmen, wie bei der Herstellung des dort beschriebenen Ankers der eingangs genannten Art die Ankerwelle, der Eisenkern und die Kommutatorsegmente in der Spritzform vor und während des Einspritzens und Aushärtens eines isolierenden Kunststoffs zueinander zuverlässig ausgerichtet festgelegt werden können.
Aus der DE-OS 25 33 557 ist schließlich ein Antriebsmotor mit einem auf einer Motorwelle angeordneten Läuferblech-Paket bekannt, bei welchem zwischen der Motorwelle und dem Läuferblech-Paket eine umständlich gesondert aufgebrachte Wellenisolation vorgesehen ist.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zur Hersteilung eines Ankers für einen Elektromotor der eingangs genannten Art und eine Gußform zur Durchführung dieses Verfahren? zu schaffen, die eine schnelle und unaufwendige Fertigur? mit zuverlässiger und exakter Festlegung der einzelnen Elemente gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe weit das Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Mcrkma-Ie auf.

Die erfindungsgemäße Gußform zur Herstellung eines Ankers der im Oberbegriff des Anspruchs 2 genannten Art ist mit den im Kennzeichen dieses Anspruchs 2 angegebenen Merkmalen ausgestattet.

so Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Gußform sind in den Ansprüchen 3 und 4 beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert jegliches Verschieben der Einzelteile des Ankers beim Spritz- und Aushärtvorgang und vermindert dadurch in einfacher und unaufwendiger Weise den Ausschuß. Die Vorteile des Spritzens und Aushärtens in einem Gang bleiben gewahrt, während höchste Maßhaltigkeit und Präzision ohne aufwendige technische Mittel oder zusätzliche Maßnahmen erreicht werden.

Im folgenden werden vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Ankers ohne Ankerwicklung;

F i g. 2 einen Teilschnitt des Ankers in einer Gußform; F i g. 3 einen Querschnitt eines Eisenkerns;
F i g. 4 einen Querschnitt eines Kommutators;
F i g. 5a ein Kommutatorsegment;

F i g. 5b einen Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 5a und

F i g. 6a—c Teilschnitte bei der Herstellung des Kommutators aus einem Rohrstück.

F i g. 1 zeigt einen Anker mit einer Ankerwelle 1, einem Eisenkern 2, einem Kommutator 3 und einem verfestigten Isoliermittei 4. Der Anker besitzt eine Doppelisolierung, die die Ankerweüe 1 vom Eisenkern 2 und gleichzeitig von? Kommutator 3 sowie die einzelnen Kommutatorsegmente voneinander isoliert, dabei die Ankerwelle 1, den Eisenkern 2 und den Kommutator 3 zu einer formstabilen Baueinheit verbindet und ferner die Segmente und die Endflächen des Eisenkerns 2 isoliert.

F i g. 2 zeigt eine Gußform mit einem Formunterteil 5 und einem Formeinsatzteil 6 zur Halterung von in Umfangsrichtung aufeinander folgend im Preßsitz in die innere Umfangsfläche eingesetzten Kommutatorsegmenten. Das Formeinsatzteil 6 und ein Klemmring 7 werden innerhalb des Formunterteiles 5 angeordnet Ein Formmitieiteil 8 wird dann, wie dargestellt auf das Formunterteil 5 aufgesetzt, worauf die Ank'.rweile 1 und der Eisenkern 2 in das Formunterteil 5 und das Formmittelteil 8 der Gußform eingesetzt werden. Nachfolgend aufgesetzte Formoberteile 9 und 10 vervollständigen die Gußform, in welche die Ankerwelle 1, der Eisenkern 2 und die Kommutatorsegmente 30 so eingesetzt sind, daß auch zwischen den Endflächen des Eisenkerns 2 und den Formteilen 6 und 9 jeweils ein Ringspalt frei bleibt. Ein flüssiges Isoliermittel wird danach unter vorgegebenem Druck in die auf einer geeigneten Temperatur gehaltene Gußform eingeführt, um die Zwischenräume zwischen der Form und den Ankerbauteilen auszufüllen. Die Gußform bleibt für eine vorgegebene Zeit stehen, in der das Isoliermittel aushärtet. Das aushärtete Isoliermittel isoliert die einzelnen Bauteile voneinander und verbindet sie gleichzeitig zu einer einstückigen formstabilen und maßhaltigen Einheit. Anschließend wird dann die Gußform geöffnet und der verfestigte Anker entnommen, auf weichen dann zur endgültigen Fertigstellung die Ankerwicklungen aufgebracht werden.

Unter Isoliermittel ist hier eine zum Spritzgießen etc. geeignete Formmasse oder ein Gießharz zu verstehen. Geeignete Formmassen sind beispielsweise hitzehärtbare Harze, deren thermische und mechanische Eigenschaften den vorliegenden Anforderungen genügen und die im wesentlichen aus Phenolharz, ungesättigtem Polyesterharz, Epoxydharz oder dergleichen bestehen können. Für Motoren ην", mäßigen Belastungen während des Betriebes sind thermoplastische Harze wie z. B. gesättigtes Polyesterharz, Polyamidharz oder PoIyphenylenoxidharz besonders vorteilhaft, weil diese zum Spritzgießen besser geeignet sind. Brauchbar sind auch Gießharze, die überwiegend aus Epoxydharz bestehen, während Urethanharz, welches verhältnismäßig schnell aushärtet, besonders vorteilhaft ist.

Fig.2 zeigt eine Spritzgußform. Das durch einen Spritzkanal 11 eingeführte Isoliermittel 4 fließt über einen Einspritzring 12 und eine Einspritzrinne 13 in den Forminnenraum und bildet Isolierschichten 4a und 4c auf der Außenfläche der Ankerwelie 1 und eine Isolierschicht 4b zwischen der Ankerwelle 1 und dem Eisenkern 2. Gleichzeitig verbindet das Isoliermittel 4 die voneinander isolierten Kommutatorseg'mente 30 mit einer zwischen diesen und der Ankerwelle 1 ausgebildeten Isolierschicht 4c/. Da? Isoliermittel verbindet so die in die Spritzgußform eingesetzten Bauteile zu einem eingestückigen, formstabilen Körper. Ferner verbindet das Isoliermittel die den Eisenkern 2 bildenden Segmente durch beim Spritzvorgang ausgebildete Isolierschichten 4e und 4/an den Endflächen des Eisenkerns 2 und bildet Isolierschichten Ag in den Kernschlitzen.

F i g. 3 zeigt das Formmittelteil 8 zur Ausbildung der Isolierschichten 4g in den Kernschlitzen. Der Eisenkern 2 ist durch zwischen dem oberen Ende des Formeinsatzteils 6 und dem unteren Ende des Formoberteüs 9 festgeklemmte Zähne 2a axial unverschiebbar und in Umfangsrichtung durch Formvorsprünge 8a unverdrehbar, die von der inneren Umfangsfläche des Formmittelteils 8 vorstehen und zwischen die Zähne 2a des Eisenkerns 2 eingreifen. Ober die Formvorsprünge 8a hinaus sich radial einwärts erstreckende Form vorspränge 14 ragen in die Kernschlitze, so daß Isolierschichten 4g vorbestimmter Dicke zur Isolierung der geschlitzten Kernteile über den Außenflächen der Formvorsprünge 14 ausgebildet werden können. Die Formvorsprünge 14 können am Fonneinsatzteil 6 oder am Formoberteil 9 vorgesehen sein.

Fig.4 zeigt das Formeinsatzteil 6 unc. den Klemmring 7. Die Kommutatorsegmente 30 stehen mit Stegbereichen in Klemmverbindung mit der inneren Umfpngsfläche des Formeinsatzteils 6, während ihre Fußteile 30a radial einwärts zur Mittelachse der Form gerichtet sind. Das Formeinsatzteil 6 besteht aus zwei zusammenpassenden Teilen 6a, 6b, die durch den Klemmring 7 fest miteinander verbunden sind. Wenn die zylindrisch zusammengefügten Kommutatorsegmente 30 in der Form zu einem festen Körper vergossen sind, wird das Formeinsatzteil 6 entfernt und der zylindrische Kommutator, beispielsweise durch Schneiden, zwischen den einzelnen Segmenten geschlitzt, um die Segmente elektrisch voneinander zu trennen. In F i g. 5a und 5b ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kommutatorsegmentes 30 gezeigt. Das Stegteil 306 des Kommutatorsegmentes ist mit Ausschnitten versehen, damit das isoliermittei die Zwischenräume ausfüllt, so daß die benachbarten Segmente einander nicht an den Stegteilen 306 berühren, wen*¹ die Enden der Ankerspulen mit dem Kommutator verbunden werden. Eine Nut 30c kann an der Stirnseite der Segmente vorgesehen sein.

Als Kommutatorsegmente eignen sich a\\2 für die Herstellung des Kommutators 3 eines Ankers verwendbaren Segmente, die mit der Ankerwelle zu einer geschlossenen Einheit verbunden werden können. Sie müssen für die Herstellung des vorgefertigten Zylinders nicht notwendig in Form einzelner, unabhängiger Kommutatorsegmente 30 ausgebildet sein. In Fig.6a bis 6c sind beispielsweise die Schritte zur Herstellung solcher Kommutatorsegmente aas einem Rohrstück 15 veran schaulicht, an dessen innerer Mantelfläche durch Ziehen ooer Räumen Vorsprünge 16 ausgebildet werden (F i g. 6a und 6b). Beide Enden der Vorsprünge 16 verden zur Bildung der Fußteile abgeschnitten und einwärts abgebogen (F i g. 6c). Dieses Rohrstück 15 wird dann mit der Ankerwelle 1 und dem Eisenkern 2 zu einer Baueinheit ergossen und anschließend durch Schneiden in elektrisch getrennte Kommutatorsegmente 30 unterteilt. Statt dessen können auch getrennte Kommutatorsegmente 30 unter Einfügung Von Glimmerscheiben oder entsprechenden Isolierlamellen zwischen den einzelnen Segmenten im Preßsitz in dem Formeinsatzteil 6 festgelegt und so vergossen werden.

Zur Erzielung einer besonders guten Haftung zwischen der Ankerwelle 1 und der aufgebrachten Isolierschicht 4a—d kann die Wellenoberfläche geriffelt, mit

Kerben versehen oder unter Verwendung eines Phosphates durch Parkerisieren beschichtet werden. Zum gleichen Zweck und zur Erhöhung der Festigkeit kann die Ankerwelle i beispielsweise durch Nitrieren gehärtet werden.

Der Eisenkern kann Segmente in Form übereinandergelegter Eisenblechlamellen aufweisen, die jedoch nicht mit Bolzen oder durch Schweißen miteinander verbunden werden müssen. Die Blechlamellen können zur Vorfertigung des Eisenkerns 2 beispielsweise in einem Bereich Kerben und Vorsprünge aufweisen, die beim Zusammenfügen miteinander in Eingriff kommen. Die passend zusammengefügten Eisenblechlamellen werden dann durch das Isoliermittel zu einem festen Körper verbunden.

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Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Ankers für einen Elektromotor, bei welchem man in einer Form (5) die Ankerwelle (1), die von dieser faeabsiandeten Kommutatorsegmente (30) und den von beiden beabstandeten Eisenkern (2) festlegt, in die Form (5) ein flüssiges Isoliermaterial (4) einführt und darin verfestigt, dadurch gekennzeichnet, daß man: