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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ausgeprägte Pole aufweisenden Stators einer elektrischen Maschine, bei welchem Blechpakete mit Hauptpolspulen bestückt und in ein Statorgehäuse eingepresst oder von letzterem umpresst werden.
Derartige Statoren werden in steigendem Masse für Gleichstrommotoren verwendet, die über eine Phasenanschnittsteuerung aus einem ein-oder mehrphasigen Wechselstromnetz gespeist werden. Die steilen Stromspitzen des dabei entstehenden, pulsierenden Gleichstromes bewirken gegenüber der Speisung mit reinem Gleichstrom, z. B. aus Batterien, höhere Kupfer- und Eisenverluste, erschweren die Stromwendung und beanspruchen den Kollektor und die Isolationen in hohem Masse. Diesen Nachteilen wird nun dadurch entgegengewirkt, dass die magnetflussführenden Ständerteile lamelliert sind, d. h. aus Blechpaketen bestehen. Diese Blechpakete hat man bis jetzt durch axial gerichtete Nieten oder Schrauben zusammengehalten oder auch dadurch, dass man die Bleche stellenweise miteinander verschweisst hat.
Diese Verbindungen haben aber den Nachteil, dass sie die Entstehung von Wirbelströmen begünstigen, die eine unerwünschte Dämpfung und eine Verschlechterung des Wirkungsgrades zur Folge haben. Um ein möglichst entdämpftes Magnetfeld zu erzielen, hat man die zum Zusammenhalten der Blechpakete dienenden Schrauben oder Nieten von den Blechen isoliert, was aber recht aufwendig ist, namentlich bei kleineren Maschinen.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine noch bessere Entdämpfung des Magnetfeldes unter gleichzeitiger Verminderung der Herstellungskosten des Stators zu erzielen.
Ausgehend von einem Verfahren der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, dass die Bleche jedes Hauptpolpaketes in an sich bekannter Weise unter Pressdruck in die zugehörige Hauptpolspule eingefüllt werden, so dass alle Bleche unter Vermeidung jeglicher Niet-, Schraub- oder Schweissverbindungen lediglich durch den Druck zusammengehalten werden, den das Gehäuse und die Spulen auf sie ausüben. Durch diese erfindungsgemässe Massnahme werden alle die Entstehung von Wirbelströmen begünstigenden Verbindungen der Bleche jedes Hauptpolpaketes vermieden, so dass ein weitgehend ungestörtes, nicht gedämpftes Magnetfeld entstehen kann.
Das Verfahren ist nicht auf die Herstellung von Statoren von Gleichstrommotoren beschränkt, obwohl es bei letzteren besonders vorteilhaft ist, namentlich bei kleineren Motoren, die mit Rücksicht auf die erwähnte Phasenanschnittspeisung mit lamellierten Wendepolen ausgerüstet werden. Um dabei auch möglichst ungestörte Wendelpolfelder zu erhalten, können auch die Wendepolpakete in an sich bekannter Weise unter Pressdruck in die Wendepolspulen eingepresst werden.
Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich nach der Erfindung, wenn mehrere längsseitig mit komplementären Flächen ineinander greifende Jochpakete je mit einem Hauptpol und einem Wendepol versehen werden. Diese aktiven Statorteile werden dann als Ganzes durch axialen Pressdruck in ein, z. B. aus Aluminiumpressguss bestehendes, Statorgehäuse eingeführt, das eine leicht konische Eingangsinnenfläche aufweist, die bei der Einführung einen radialen Druck auf die aktiven Teile ausübt. Ausser der Entdämpfung und der Vereinfachung des Zusammenbaues ergibt sich dabei noch als zusätzlicher Vorteil, dass die Stanzwerkzeuge nur für einen Sektor des Stators, d. h. ein Jochpaket, ein Hauptpolpaket und ein Wendepolpaket vorgesehen werden müssen, was eine weitere bedeutende Kostenersparnis mit sich bringt.
Zur Verringerung der Anzahl der erforderlichen Stanzwerkzeuge und zur Einsparung von Blecn kann gemäss der Erfindung ein Fussteil eines Polpaketes gleichzeitig mit einer Nut eines Jochpaketes mit demselben Stanzwerkzeug erzeugt und dabei mit einem Schlitz versehen werden, der eine elastische Verkleinerung des Fussteiles und dadurch eine Einführung desselben in die Nut gestattet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles entnommen werden.
In den Zeichnungen wird das erfindungsgemässe Verfahren an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Teil des Stators eines vierpoligen Gleichstrommotors und Fig. 2 einen Längsschnitt eines Stators im Aufbau.
Gemäss Fig. 1 weist der Magnetkreis des Stators eines vierpoligen Gleichstrommotors vier lamellierte Jochpakete--l--auf, die sich je über einen Zentriwinkel von 900 erstrecken. In eine schwalbenschwanzförmige Nut-2-des Jochpaketes-l-greift ein entsprechender Fussteil-3-eines lamellierten Hauptpolpaketes --4-- ein, auf dem eine Hauptpolspule--5--sitzt. Die Hauptpolspule-S--
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--6-- aus Isoliermaterial- eines lamellierten Wendepolpaketes-10-ein, auf dem eine Wendepolspule-11-sitzt. Die Wendepolspule besteht aus einem Spulenkörper --12-- aus Isoliermaterial und einer darauf angebrachten Wendepolwicklung-13--.
Beim Aufbau des Stators wird wie folgt vorgegangen :
Zuerst wird das aus lose aufeinanderliegenden, in üblicher Weise durch Papier voneinander isolierten gestanzten Eisenblechen bestehende Hauptpolpaket-4--in die Hauptpolspule-5-eingelegt, so dass die Hörner-14-des Paketes-4-auf die entsprechenden Flanschen-15-des Spulenkörpers-6--zu liegen kommen.
Dann werden an einem oder an beiden Stirnenden des Paketes --4-- demselben noch weitere
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Bleche gleicher Art hinzugefügt, indem dieselben zwischen den spulenkörper --6-- und die bereits in dessen Innerem befindlichen Bleche hineingeschlagen werden, so dass schliesslich der Spulenkörper das ganze Blechpaket nicht nur seitlich, sondern auch in axialer Richtung ganz fest zusammenhält. Der noch relativ leicht
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Pressen in die Nut --2-- eingeführt werden kann.
Das Wendepolpaket--10--wird in entsprechender Weise lose in den Spulenkörper--12-- hineingesteckt und dann durch Einfügen von zusätzlichen Blechen so weit ergänzt, dass es durch den
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Es ist ersichtlich, dass bei dem beschriebenen Verfahren die Spulen--5 und 11--die Funktion übernehmen, die bisher meistens durch Schrauben oder Nieten erfüllt wurde, nämlich, die Pakete--4 und 10--in axialer Richtung fest zusammenzuhalten. Der wesentliche Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist erstens der, dass die dämpfende Wirkung der bisherigen Wirbelströme erzeugenden Mittel, wegfällt ; und zweitens der, dass die Fertigung des Stators vereinfacht und verbilligt wird.
Die vier Jochpakete --1-- sind an ihren aufeinander stossenden Längsseiten mit komplementären Flächen --17 und 18--versehen. Nachdem die Jochpakete --1-- mit den Haupt- und Wendepolpaketen --4 und 10--und deren Spulen--5 und 11--bestückt und in Umfangsrichtung zusammengebaut worden sind, werden diese in Fig. 2 als Ganzes mit--19--bezeichneten, aktiven Statorteile gemeinsam in ein, z. B. aus Aluminium-Pressguss bestehendes, zylindrisches Statorgehäuse --20-- eingepresst.
Das Gehäuse-20-weist an seinem in Fig. 2 oberen Ende eine leicht konische Innenfläche--21--auf, so dass beim axialen Hineinpressen der aktiven Statorteile--19--in das Gehäuse --20-- diese Teile --19-- eine radiale Zusammenpressung auf den Durchmesser der zylindrischen Hauptinnenfläche --22-- des Gehäuses --20-erfahren, die unten durch eine Ringschulter--23--begrenzt ist. Schliesslich werden die aktiven Statorteile --19-- in ihrer strichpunktiert gezeichneten, mit--19'-bezeichneten definierten Lage durch einen
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dgl.Die aktiven Statorteile--19--werden nach dem Einpressen in das Statorgehäuse mit Lack imprägniert und im Ofen ausgehärtet, wobei sie miteinander verbacken.
Das beschriebene Verfahren kann im Rahmen der Erfindung auf verschiedene Weise abgewandelt werden.
Es kann in gewissen Fällen, z. B. bei sehr kleinen zweipoligen Gleichstrommotoren, vorteilhaft sein, die Wendepolpakete mit den Jochpaketen aus einem einzigen Stück herzustellen, so dass dann nur die Hauptpolpakete--4--durch die entsprechenden Spulen--5--zusammengehalten werden. Diese Hauptpolpakete--4--kann man nicht mit den Jochpaketen --1-- aus einem Stück herstellen, weil man die
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--26-- der- abgestützte Haltestreifen aus Hartpapier oder Pressspan. Die Spulen--5 und 11-- müssen nicht unbedingt einen Spulenkörper--6 bzw. 12--aufweisen, da die Wicklungen--7 bzw. 13-die Pakete--4 bzw. 10--auch unmittelbar zusammenhalten können.
Bei kleinen Motoren kann es ferner vorteilhaft sein, das Joch aus einem einzigen kreisförmigen Jochpaket herzustellen, wie dies früher auch bei grösseren Maschinen üblich war, abgesehen von sehr grossen Motoren oder Generatoren, deren Stator zur Verminderung der Transportschwierigkeiten aus mehreren Sektoren zusammengeschraubt wurde, wobei aber auch das Statorgehäuse selbst entsprechend unterteilt war.
Bei Gleichstrommotoren von weniger als etwa 20 kW, für welche sich das an Hand von Fig. 1 und 2 beschriebene Verfahren besonders gut eignet, hat man noch den zusätzlichen Vorteil, dass man bedeutend billigere Stanzwerkzeuge verwenden kann und auch beim Stanzen der Bleche weniger Abfall hat. Das Statorgehäuse kann statt aus Aluminium auch aus Gusseisen oder Stahl bestehen.
Statt die aktiven Statorteile in
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B.Jochpaketen eine Rundkopfführung --8,9-- vorgesehen sein, wie bei den Wendepolpaketen--10--im Falle von Fig. 1. Der Fussteil--3 oder 9--mit Schwalbenschwanz-oder Rundkopfführung, kann eventuell mit einem Schlitz --27-- und einem Loch --28-- versehen sein, die eine elastische Verkleinerung des Fussteiles --3 bzw. 9-- beim Einführen in die Nut--2 bzw. 8--gestatten. Dadurch wird es möglich, auch mit dem gleichen Stanzwerkzeug gleichzeitig erzeugte Fussteile-3, 9--und Nuten--2, 8--miteinander zusammenzusetzen.