Elektrische Maschine mit ausgeprägten Polen Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit ausgeprägten Polen, bei welcher die Pol kerne mit einem zugehörigen Jochring sowie trennbare Polschuhe aus geschichteten Blechpaketen bestehen.
Es ist bekannt, Polkerne und Polschuhe eines Rotors von Wechselstromgeneratoren als zusammenhängendes Maschinenteil auszubilden und in einem Guss herzu stellen, wobei die Polkerne auf einer aufgepressten Ge windehülse festgezogen werden. Da das Gefüge der gegossenen Polkerne nicht homogen ist, treten erheb liche Gewichtsunterschiede zwischen den einzelnen Stük-. ken auf, so dass zur Beseitigung der Unwucht bei der Montage ein grosser Zeitaufwand -nötig wird.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Ro- torsterne, die aus den Polkernen mit einem dazugehöri gen Jochring bestehen, aus Vollmaterial gehobelt oder gefräst, wobei die Nabe und die Polkerne ein zusam menhängendes Stück bilden. Die Polschuhe werden nach der Montage der Polspulen mit Schrauben befestigt. Nachteilig bei dieser Ausführungsform sind der erheb liche Materialabfall und die grosse erforderliche Ge nauigkeit in der Bearbeitung der Werkstücke.
Es ist ferner bekannt, bei kleinen Synchronmaschi nen einen direkt auf der Welle sitzenden Jochring zu verwenden, der aus zusammengenieteten Blechen be steht und der mit eingestanzten Schwalbenschwanznuten versehen ist, die zur Befestigung von ebenfalls geschich teten, mit entsprechenden Schwalbenschwänzen verse- henen Polen vorgesehen sind. Hierbei werden die Schwalbenschwänze der Pole durch eingetriebene Bolzen gespreizt. Nachteilig ist hierbei, dass die Befestigung ungenau ist und die Bolzen sich lockern können.
Zweck der Erfindung ist, die genannten Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäss ist die elektrische Ma schine mit ausgeprägten Polen dadurch gekennzeichnet, dass jeder Polkern mindestens eine axiale Bohrung mit einem eingepressten Stab aufweist, der radiale Gewinde löcher aufweist in denen Schrauben für die Befestigung des Polschuhes am Polkern vorgesehen sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach stehend anhand von Figurenerläutert.
Es zeigen: Fig. 1 Blechschnitte für eine Wechselstrommaschine mit ausgeprägten Innenpolen, Fig. 2 die Ausbildung der Blechschnitte von Fig. 1 für die Schraubbefestigung der Polschuhe, Fig. 3 einen Schnitt durch einen auf den Polkern geschraubten Polschuh, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Blechpartie der zusammengestellten Wechselstrommaschine,
Fig. 5 Blechschnitte für eine Gleichstrommaschine mit Aussenpolen, Fig. 6 die Ausbildung der Blechschnitte von Fig. 5 für die Schraubbefestigung der Polschuhe, Fig. 7 einen Schnitt durch einen auf den Polkern geschraubten Polschuh, Fig. 8 einen Längsschnitt durch die Blechpartie der zusammengestellten Gleichstrommaschine, Fig. 9 einen Schnitt durch den Polkern eines Wende pols.
Die in Fig. 1 dargestellten Blechschnitte für einen Wechselstromgenerator bestehen aus einem einteiligen Rotorstern 1 mit Polkernen und einem Jochring, Pol schuhen 5 für die Polkerne und dem Stator 3. Das Blech des Rotorsterns 1 ist mit mehreren gestanzten Löchern 9 zur Aufnahme von Nieten, welche das aus den geschichteten Blechen gebildete Blechpaket zusam= menhalten, sowie mit einem Kreisausschnitt 7 zum Aufziehen des Blechpaketes auf eine Welle versehen.
Auch das Blech des Polschuhs 5 ist mit mehreren ge stanzten Löchern 15 zur Aufnahme von Nieten, welche die paketierten Bleche zusammenhalten, versehen. Das Statorblech 3 weist wie üblich über den ganzen Umfang verteilte Nuten 13 für die Aufnahme der Statorwick- lung auf.
Das Blech des Rotorsterns 1 ist in seinen Polkern teilen mit Löchern 11 versehen, in welche beim ge schichteten Blechpaket mit radialen Gewindebohrungen versehene zylindrische Stäbe eingepresst werden. Ferner ist das Blech des Rotorsterns 1 auf den Umfangsseiten, auf welche das Polschuhblech 5 zu liegen kommt, mit einer Nase 17 versehen, die in einen entsprechenden Einschnitt 19 des Polschuhblechs passt.
Während die Statorbleche 3 für die gesamte Ma schine gemäss Fig. 1 ausgebildet sind, weisen die Rotor bleche im Blechpaket an denjenigen Stellen, die zur Befestigung der Polschuhe vorgesehen sind, einen ande ren Schnitt auf, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Um die Bolzen radialer Befestigungsschrauben aufnehmen zu können, ist in den Polkernteilen des Rotorsterns 21 ein von jedem für das Einpressen des Stabes bestimm ten Loch 11 radial zum Rand des Polkerns verlaufen der Schlitz 29 angebracht.
Entsprechende Schlitze zur Aufnahme der Schraubenbolzen und Schraubenköpfe sind auch in den Blechen der Polschuhe angebracht, so dass diese aus drei Teilen 23, 25 und 27 bestehen, da im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Befesti gungsschrauben für jeden Polschuh vorgesehen sind. Die gegenüberliegenden Seiten der einzelnen Polschuh teile 23, 25 und 27 sind an der Trennstelle, also zwi schen den Polschuhteilen 23 und 25 bzw. 25 und 27, gestuft ausgebildet, so dass im zusammengestellten Blechpaket der Polschuh die Köpfe der radialen, von der Aussenseite der Polschuhe her eingesetzten Befe stigungsschrauben im Blechpaket versenkt sind und dort aufliegen.
Zum Festhalten der einzelnen Polschuhteile 23, 25 und 27 im gesamten Polschuhblechpaket mittels Niete sind wiederum Löcher 15 ausgestanzt, die natür lich den Löchern 15 der Polschuhbleche <B>5</B> gemäss Fig. 1 entsprechen. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersicht lich ist, kann das beim Stanzen des Statorblechs 3 an fallende Abfallblech restlos zur Herstellung der Rotor sternbleche 1 bzw. 21 und der Polschuhbleche 5 bzw. 23, 25, 27 verwendet werden.
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen auf einen Pol kern aufgeschraubten Polschuh dargestellt. In jedem der Löcher 11 des Rotorsternbleches 21 ist ein einge- presster zylindrischer Stab 31 ersichtlich, der sich über die Höhe des ganzen Blechpaketes erstreckt. Der Stab 31 ist mit mehreren radialen Gewindebohrungen 33 versehen, von welchen in Fig. 3 eine ersichtlich ist.
Befestigungsschrauben 35 liegen mit ihren Köpfen über Federscheiben 37 auf den Polschuhteüen 25 und 27 bzw. 23 und 25 auf und sind in die Gewindebohrun gen 31 eingeschraubt. Dadurch wird das Paket der Polschuhbleche fest gegen das Paket der Polkernbleche gepresst, wobei ein Ausreissen der Schrauben aus dem geschichteten Blechpaket ausgeschlossen ist.
Die zusammengestellte Blechpartie des Wechsel stromgenerators ist in einem Längsschnitt aus Fig. 4 ersichtlich. Die Rotorsternbleche 1 und 21, deren Schnittformen in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, sind mittels axialer Niete 30 und den axialen Stäben 31 zu einem Paket zusammengepresst. Hierbei sind die Niete 30 und die Stäbe 31 mit den Endblechen des Paketes unter Druck verschweisst. Die Polschuhbleche 5 sowie die in der Schnittzeichnung nicht sichtbaren Pol schuhbleche 23, 25, 27 sind mit Nieten ebenfalls zu einem Paket zusammengestellt.
Die axial angeordneten Schrauben 3'5 liegen in den nicht sichtbaren Polschuh blechen 23, 25 bzw. 25, 27 auf und sind in radiale Gewindelöcher der Stäbe 31 eingeschraubt, so dass das gesamte Paket der Polschuhbleche fest mit dem Paket der Rotorsternbleche verbunden ist. Mit 3 sind wie derum die Statorbleche bezeichnet, die ebenfalls zu einem Paket zusammengefasst sind.
Zur Herstellung des Rotorkörpers werden die ge stanzten Rotorbleche 1 und 21 auf einen Lehrdorn paketiert, wobei die Niete 30 in die Löcher 9 und die Gewindestäbe 31 in die Löcher 11 eingepresst werden und mit den Endblechen des Paketes verschweisst wer den. Der Rotorkörper wird hierauf auf die Maschinen welle gepresst. Die Polschuhe werden nun ebenfalls durch Zusammenstellen der Bleche 5 bzw. 23, 25, 27 und Einpressen von Nieten in die Löcher 15 paketiert und mittels der Schrauben 35 auf den Rotorkörper montiert. Schliesslich werden die Polschuhe auf den tolerierten Durchmesser gedreht.
Die beschriebene Ausbildung der Polkerne und Pol schuhe sowie die Befestigung der Polschuhe auf den Polkernen kann auch für Gleichstrommaschinen mit Aussenpolen angewendet werden. Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Statorbleche 41 bzw. 51 für eine Gleichstrommaschine weisen Hauptpolkerne 43 bzw. 53 und Wendepolkerne 45 bzw. 55 auf. Die Hauptpol kerne 43 bzw. 53 sind mit je einem Loch 47 und die Wendepolkerne 45 bzw. 55 mit je einem Loch 48 zum Einpressen eines Stabes versehen.
Bei den Stator- blechen 51, die für die Befestigungsstellen von Pol schuhen vorgesehen sind, sind die Löcher 47 und 48 mit einem Schlitz 57 bzw. 59 zum Durchführen eines radialen Schraubbolzens versehen.
Die Polschuhe bestehen ebenfalls aus gestanzten Blechen 49 bzw. 61 und 63, die Löcher 50 zum Ein; pressen von Nieten zur Paketierung der Polschuhbleche 49, 61 und 63 aufweisen. An den für die Befestigung der Polschuhe an den Polkernen '51 vorgesehenen Stel len sind die Polschuhbleche, wie aus Fig. 6 ersichtlich, zweiteilig und bestehen aus den Blechausschnitten 61 und 63.
Die gegenüberliegenden Seiten der Polschuh- bleche 61 und 63 sind hierbei gestuft so ausgestanzt, dass im zusammengestellten Blechpaket radiale Schrau ben von der Innenseite her eingesetzt werden können, deren Köpfe im Blechpaket versenkt sind und dort aufliegen. Auch in diesem Falle können die durch Stan zen der Statorbleche 41 bzw. 51 anfallenden, inneren Blechteile zum Herstellen der Polschuhbleche und der in den Fig. 5 und 6 nicht dargestellten Rotorbleche verwendet werden.
Die Befestigung der Polschuhe auf den Polkernen ist aus Fig. 7 ersichtlich, welche einen Schnitt durch einen auf dem Polkern 53 aufgeschraubten Polschuh 61, 63 darstellt. Der in das Loch 47 eingepresste Stab 65 weist eine radiale Gewindebohrung 67 auf, in welche die Schraube 69 eingeschraubt ist. Der Kopf der Schraube 69 liegt über eine Federscheibe 71 auf den Polschuhblechen 61, 63 auf und presst dadurch das Paket der Polschuhbleche fest gegen das Paket der Polkernbleche 63.
Die zusammengestellte Blechpartie ist in Fig. 8 in einem Längsschnitt dargestellt. Das Rotorblechpaket 81 ist durch Niete 83 zusammengehalten. Das Stator- blechpaket weist die Bleche 41 und 51 auf, die eben falls durch .in Fig. 8 nicht .sichtbare Nieten sowie die Stäbe 65 zusammengehalten ist, die mit den Endblechen des Pakets verschweisst sind. Die Polschuhbleche 49 und 61, 63 sind ebenfalls paketiert.
Die Köpfe der Schrauben 69 liegen in den entsprechenden Ausschnit ten der Polschuhbleche 61, 63 (nicht sichtbar), wäh rend ihre Gewindebolzen in die radialen Gewindeboh rungen der Stäbe 65 eingeschraubt sind und auf diese Weise das Paket der Polschuhbleche fest gegen das Paket der Statorbleche pressen. Die zur Befestigung der Polschuhe in Fig. 7 dar gestellte Schraubverbindung kann auch bei den Wende polkernen 45 bzw.<B>5</B>5 (Fig. 5, 6) angewendet werden.
Gemäss Fig. 9 ist in die Löcher 48 der Wendepolkerne 55 und 45 ebenfalls ein Stab 73 eingepresst, der mit radialen Gewindebohrungen 75 versehen ist. Die in diese Bohrungen eingeschraubten Schrauben 77 dienen dazu, ein Blech 79 zur Halterung eines nicht darge stellten Spulenkörpers für die Wendepolwicklung am Wendepolkern 55 zu befestigen.