<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung des Ständers oder Läufers von elektrischen Maschinen mit genutetem Ständer-bzw. Läufereisen und nach diesem Verfahren hergestellter Ständer oder Läufer
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Aushärtungsprozess an sich aus, der kostspielige Einrichtungen und grossen Raumbedarf erfordert und den Fabrikationsgang wieder erheblich verlangsamt. Es ist aber auch nicht von der Hand zu weisen, dass die Notwendigkeit, die bewickelten Ständer längere Zeit hohen Temperaturen aussetzen zu müssen, eine Gefahr für die Wicklungsisolation darstellt. Um ihr zu begegnen, ist die harte Forderung zu erfüllen, dass im Normalbetrieb die Ofentemperatur über den gesamten genutzten Ofenraum hinweg eine bestimmte Maximaltemperatur mit Sicherheit nicht überschreitet.
Schliesslich sei noch darauf hingewiesen, dass Klebemittel Alterungserscheinungen zeigen, die stark beschleunigt werden, wenn betriebsmässig hohe Temperaturen und starke temperaturschwankungen auftreten, was hier der Fall ist, wo überdies die Temperaturschwankungen zu wechselndem Temperaturgefälle zwischen Zähnen und Jochring und damit zu einem Gegeneinanderarbeiten von deren Klebeflächen führen, so dass eine Gefährdung des Klebemittels durch Zermürbung gegeben ist.
Ohne Eisenkleber kommt ein anderes bekanntes Verfahren aus, das ein Einschieben einzelner Bleche je Zahn in entsprechend ausgebildete Jochringe vorsieht, wobei die Zahnbleche in ihrer Endlage dadurch verriegelt werden, dass federnde Zungen an den lochringen in geeignete Lochungen am Fuss der Zahnbleche einschnappen.
Für elektrische Maschinen mit ausgeprägten Polen werden seit jeher lose Pole verwendet, die durch Schraubverbindungen und andere klassische Verfahren an den Jochringen befestigt werden. Auch am Fusse federnd ausgebildete Pole oder Poleinsätze, die in geeignet gestaltete Aussparungen am Jochring einschnappen, sind in diesem Zusammenhang bekannt.
Schliesslich sei noch eine andere bekannte Ausführung erwähnt, bei der für elektrische Maschinen mit genutetem Ständer lose Zahnköpfe verwendet werden, die erst nach dem Einbringen der Wicklung auf die Zahnstümpfe aufgesetzt werden. Hiebei ist die bei der Erfindung vorteilhafte Verwendung vorgefertigter, in den glatten Jochring einzubringender Wicklungen und die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften der Zähne als Ganzes nicht möglich. Ausserdem kommt für die Befestigung der Zahnköpfe auf den Zahnstümpfen der durch die Erfindung vorgeschlagene Presssitz deshalb nicht in Betracht, weil die Zahnstümpfe, wie im nächsten Absatz näher erläutert, nicht genügend stabil sind.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des Ständers oder Läufers von elektrischen Maschinen mit genutetem Ständer- bzw. Läufereisen, bei denen Zahnstücke einzeln in den Jochring eingesetzt werden, wobei das Ständer- bzw. Läuferjoch aus einem Ringkörper mit flachen Nuten gebildet wird und die Zahnstücke, die in axialer Richtung aus einem Stück oder aus mehreren Teilstücken bestehen können, am jochseitigen Ende mit Fussfortsätzen versehen werden. Die Erfindung betrifft ferner einen nach diesem Verfahren hergestellten Ständer oder Läufer.
Erfindungsgemäss werden die Fussfortsätze in radialer Richtung mit einem solchen Presssitz in die Nuten des Ringkörpers eingedrückt, dass Reibungshaftung oder Fressen zwischen den aneinanderliegenden Passflächen des Ringkörpers und der Fussfortsätze bewirkt wird. Hiezu ist zu bemerken, dass ein Presssitz grundsätzlich nur zwischen zwei massiven Körpern oder Körperteilen hergestellt werden kann, die unter der Wirkung des Presssitzes senkrecht zu den Passflächen zusammengedrückt werden und nicht etwa federnd nachgeben können. Bei entsprechender Einstellung des Presssitzes lassen sich ausserordentlich hohe Reibungskräfte erzielen, die eine betriebssichere Befestigung der Zahnstücke am Jochring gewährleisten.
Es kann auch zu einem Fressen der Passflächen kommen, wobei praktisch unlösbare Verbindungen entstehen, insbesondere dann, wenn es sich bei den Passflächen um Schnitt- bzw. Stossflächen von Blechpaketen handelt.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass durch die betriebsmässige Erwärmung der elektrischen Maschinen keine Lockerung der Zahnstücke zu befürchten ist, da die nahezu allseitig von der Wicklung umschlossenen Zahnstücke stärker erwärmt werden als der Jochring und dieser anderseits stärker gekühlt wird. Bei betriebsmässiger Erwärmung besteht also ein Temperaturgefälle von den Zahnstücken zum Jochring, so dass sich die Fussfortsätze der Zahnstücke stärker auszudehnen suchen als die Nuten in den Jochringen.
Auf der Ständer-Innenfläche bzw. Läufer-Aussenfläche können zylindrische Beläge oder Ringe aufgebracht werden zu dem Zweck, die Betriebssicherheit der durch die Erfindung vorgeschlagenen Befestigung der Zahnstücke am Jochring zu erhöhen oder sicherzustellen. Auch der Verwendung von Klebemitteln oder Stoffen mit klebenden Eigenschaften, wie z. B. Lacken, als einer in diese Richtung zielenden Zusatzmassnahme steht nichts im Wege, umso weniger, als eine ganze Reihe der in obigen Ausführungen zum Stande der Technik genannten, bei der alleinigen Verwendung von Klebemitteln zu befürchtenden Nachteile entfallen, so vor allem die Gefahr der Lockerung oder Verschiebung der Zähne bzw. Zahnstücke vor Beendigung des Aushärtungsprozesses des Klebemittels und die Notwendigkeit der
<Desc/Clms Page number 3>
Verwendung von Haltevorrichtungen für die Zähne bzw.
Zahnstücke während dieses Prozesses. Ausserdem erscheinen hier zu dessen Durchführung Öfen entbehrlich, insofern als die erforderliche Erhitzung in Form der betriebsmässigen Erwärmung während eines Probelaufs oder bei der Inbetriebnahme der elektrischen Maschinen erfolgen kann. Im übrigen kommen hier auch kalthärtende Klebemittel in Betracht, da die Aushärtungsdauer keine Rolle spielt. Schliesslich sei noch bemerkt, dass der Presssitz zwischen den Fussfortsätzen der Zahnstücke und den Nuten des Jochrings ein Gegeneinanderarbeiten der Klebeflächen und damit eine Zermürbung des Klebemittels infolge eines solchen Gegeneinanderarbeitens verhindert.
Die Verwendung loser Zähne ermöglicht das Einbringen einer vorgefertigten Wicklung als Ganzes in axialer Richtung in den glatten Jochring bzw. die Aufbringung darauf und damit eine radikale Lösung des Bewicklungsproblems von elektrischen Maschinen mit genutetem Ständer- bzw. Läufereisen. Selbstverständlich kann die Wicklung auch in Teilstücken, in aufgerollter Form oder sonst irgendwie einbzw. aufgebracht werden. Wesentlich ist, dass grundsätzlich die Notwendigkeit eines Einlegens der einzelnen Spulen in Nuten entfällt. Im Zusammenhang damit besteht die Möglichkeit zu einer umfassenden Verbesserung der Wicklungs- und Nutenisolation und auch der Ausnutzung des Wickelraum, was weitreichende und vielseitige Konsequenzen haben kann.
Auch die Freizügigkeit in der Bemessung des Nutenschlitzes, der praktisch vollkommen entfallen kann, ist hier zu erwähnen.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Ständers oder Läufers besteht darin, dass für den Ringkörper und die Zahnstücke verschiedene Materialien und solche unterschiedlicher magnetischer Eigenschaft vorgesehen sind. Zweckmässigerweise sind die Vorzugsrichtungen der für den Ringkörper und die Zahnstücke verwendeten Materialien, hauptsächlich hinsichtlich deren magnetischen Eigenschaften, ausgenutzt. Im allgemeinen wird man sowohl den Jochring als auch die Zahnstücke als Blechpaket bauen, wobei es naheliegt, die Blechlamellen für die Zahnstücke zusammenzukleben. Es lassen sich jedoch auch ganz andere Bauweisen verwenden, z. B. die Herstellung aus ferromagnetischem Metallpulver.
Die Erfindung bietet somit sehr weitreichende Möglichkeiten, der Tatsache Rechnung zu tragen, dass es wegen der Sättigungsverhältnisse vor allem auf gute magnetische Eigenschaften der Zähne ankommt und dies kann allein schon ein ausreichender Grund für ihre Anwendung sein. Die Erhöhung der Eisenverluste, die als Folge von Unregelmässigkeiten der Stossflächen von Jochring und Zahnstücken zu erwarten ist, fällt nicht ins Gewicht.
In der Regel wird man je Zahn ein einziges Zahnstück vorsehen und also die Länge der Zahnstücke gleich der ganzen Länge des Ständer- bzw. Läufereisens wählen, jedoch kann auch eine Unterteilung in mehrere Zahnstücke je Zahn vorgenommen werden.
Um eine Beschädigung der Isolation zu vermeiden, können die beim Einsetzen der Zahnstücke an den Wicklungen entlanggleitenden Kanten am Fuss der Zahnstücke abgerundet werden.
Durch entsprechende Ansätze an der Wicklungs- bzw. Nutenisolation ist es möglich, vorhandene Nutenschlitze auszufüllen.
DieZahnstücke können eines nach dem andern oder auch zu mehreren gleichzeitig eingesetzt werden. Zur Durchführung dieses Arbeitsganges lassen sich sehr verschiedenartige Einrichtungen verwenden, die nach wohlbekannten Prinzipien arbeiten und mechanisch, hydraulisch, mit Pressluft oder elektrisch betrieben werden können. Sehr in Betracht kommt die Verwendung vonVibrationseinrichtungen allerArt.
Werden in den Jochring eines Ständers gleichzeitig mehrere, gleichmässig über den Umfang verteilte Zahnstücke eingesetzt, so halten sich die auf die Zahnstücke auszuübenden Kräfte gegenseitig im Gleichgewicht. Es sind dann zwar von aussen keine Kräfte aufzunehmen, aber doch Vorkehrungen zu treffen, die Deformationen des Jochrings während des Einsetzens der Zahnstücke verhindern oder, besser noch, überkompensieren, um eine gewisse Spreizung der Jochringnuten zu erzielen.
In Betracht kommt auch ein Einsetzen der Zahnstücke in zwei oder mehrere Stufen unter Steigerung der auf die Zahnstücke ausgeübten Kräfte von Stufe zu Stufe. Die letzte Stufe kann in einem Einwalzen der Zahnstücke bestehen.
Zum bequemen Halten der Zahnstücke beim Einsetzen können Haltevorrichtungen benutzt werden, die mit Permanentmagneten oder Elektromagneten arbeiten.
Die Erfindung wird an Hand der Fig. 1-3 noch näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem nach der Erfindung aufgebauten bzw. im Aufbau befindlichen Ständer, in Achsrichtung gesehen, bei bereits eingebrachter Wicklung, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für die Stossfläche von Jochring und Zahnstücken, in Achsrichtung gesehen, und Fig. 3 eine Einrichtung zum Einsetzen der Zahnstücke in den Jochring eines Ständers, in den bereits die Wicklung eingebracht ist, schematisch in einem Schnitt, in zwei Arbeitsphasen.
<Desc/Clms Page number 4>
In Fig. 1 stellt 1 den Jochring, 2 die bereits eingebrachte Wicklung dar. Durch die Lücken 3 dieser Wicklung werden radial nach aussen die Zahnstücke 4 eingesetzt.
In Fig. 2 sind 7 die Fussfortsätze der Zahnstücke 4, die in entsprechende Nuten des Jochrin- ges 1 mit dem zur Erzielung der gewünschten Reibungshaftung erforderlichen engen Sitz der zur Zahnachse parallelen Flächen passen. Die Ecken 8 am Fuss der Zahnstücke 4 sind zwecks Vermeidung einer Beschädigung der Wicklungsisolation während des Einsetzens der Zahnstücke abgerundet. Die äusse- ren Ecken 9 der Fussfortsätze 7 der Zahnstücke 4 sind, wie dies in solchen Fällen üblich ist, abgeschrägt, wodurch eine gewisse Lenkung der Fussfortsätze 7 beim Eindringen in die Nuten des
Jochrings 1 erfolgt, so dass hiebei Klemmungen ausgeschaltet werden.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Einrichtung 12 zum Einsetzen der Zahnstücke in den Joch- ring eines Ständers ist in horizontaler Richtung verschiebbar. Sie weist einen Arm 13 mit einem
Elektromagneten 14 auf. Mittels dieser Elektromagneten kann ein Zahnstück 15 auf den Arm 13 aufgespannt werden. An einer Platte 16 ist das Ständergehäuse 17 mit dem Jochring 18 und der bereits eingebrachten Wicklung 19 befestigt. Die Platte 16 kann um die Achse des Jochrings 18 gedreht werden, u. zw., z. B. unter Verwendung einer nicht dargestellten Rasteinrichtung, jeweils um eine Zahnteilung. In Fig. 3a befindet sich die Einrichtung 12 ganz ausserhalb des Ständers.
In dieser
Phase erfolgt das Aufspannen des Zahnstücks 15 auf den Arm 13 mittels des Elektromagneten 14.
Nach horizontaler Verschiebung der Einrichtung 12 in den Ständer hinein ergibt sich die in Fig. 3b dargestellte Lage, in welcher als Arbeitsphase durch Aufwärtsbewegung des Armes 13 das Zahnstück 15 zwischen Spulen der Wicklung 19 hindurch in den Jochring 18 eingesetzt bzw. einge- rückt wird.
Von den im folgenden angegebenen Patentansprüchen wird für die Gegenstände der Ansprüche 2-6 kein selbständiger Schutz beansprucht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung des Ständers oder Läufers von elektrischen Maschinen mit genutetem Ständer- bzw. Läufereisen, bei denen Zahnstücke einzeln in den Jochring eingesetzt werden, wobei das Ständer- bzw. Läuferjoch aus einem Ringkörper mit flachen Nuten gebildet wird und die Zahnstük- ke, die in axialer Richtung aus einem Stück oder aus mehreren Teilstücken bestehen können, am joch-
EMI4.1
sätze in radialer Richtung mit einem solchen Presssitz in die Nuten des Ringkörpers eingedrückt werden, dass Reibungshaftung oder Fressen zwischen den aneinanderliegenden Passflächen des Ringkörpers und der Fussfortsätze bewirkt wird.