CN109802540B - 鼠笼式转子和用于制造鼠笼式转子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鼠笼式转子(1)，其具有轴(2)、带有设置在其内部的转子条(4)的转子板堆(3)，和笼环(5)，其中笼环(5)的至少一部分由盘堆(7)构成，盘堆(7)构成为带有开孔(63)的盘(6)的分层结构，转子条(4)的端部通过开孔(63)从转子板堆(3)伸出。盘堆(7)中的相邻的盘(6)相互间隔开，并形成一间隙。由该间隙产生的两个相邻的盘(6)之间的空隙由设置在盘(6)上的凸型(61)构成，其中在间隙(8)中，至少在凸型(61)的区域中，提供接合连接件(9)。本发明还涉及一种用于制造鼠笼式转子的方法。

Description

鼠笼式转子和用于制造鼠笼式转子的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的鼠笼式转子和一种用于根据权利要求9的前序部分所述的制造鼠笼式转子的方法。

背景技术

已知的鼠笼式转子包括合并槽的转子板堆层和插入槽中的良好导电材料的转子条。转子条的端部突出于转子板堆的端面上方，并且银焊接或焊接到紧凑的笼环。转子条的端部突出到笼环中的机加工环形槽中，所述环形槽构成用于银焊料的床并且用银焊料填充。为了防止转子板堆的任何分层以及任何虚假的振动，将单独且紧凑的夹紧环压配合到转子板堆的端面。为了进一步防止转子条在转子板堆的槽中的任何轴向位移，这些永久地机械地连接到转子板堆。

从文献DE 34 21 537A1中已知一种具有转子绕组的鼠笼式转子。转子绕组包括导电转子条，所述转子条设置在转子板堆中的闭合槽中，并且在其端面上方突出。突出端以导电方式连接到良好的导电笼环。相应于转子板的笼环构造为良好导电材料的开槽板堆，并且作为端面压缩元件，在其整个表面上以导热的方式永久地连接到其闭合槽中的转子条，紧邻转子板堆。提供了一特定的特征，其中笼环的各个组成导电板的厚度大于转子板的厚度，但是具有与后者相同的尺寸和形状。在鼠笼式转子的制造过程中，笼环和转子板堆叠在一起，转子条插入其端面处，然后，在施加到整个叠的端部的轴向压缩的作用下，转子条的端部银焊接到笼环。

从文献DE 195 42 962C1中进一步已知一种应用于在异步电机中的具有龙环的鼠笼式转子。笼环由铜板构成，铜板相互间隔开，并且在板层之间形成冷却通道。铜板之间的间隙由相应的垫片保持。在笼环的结构中，由焊料形成的接头沿着转子条沿着鼠笼式转子的轴向方向延伸到转子板堆中，由此可以省略端盘。

发明内容

本发明的目的是相对于笼环的改进来进一步改进鼠笼式转子。

本发明是关于根据权利要求1的特征的鼠笼式转子和关于根据权利要求9的特征的用于制造鼠笼式转子的方法的描述。进一步的从属权利要求涉及本发明的有利的构造和进一步的发展。

本发明包括一种鼠笼式转子，其具有轴、带有设置在其内部的转子条的转子板堆以及笼环，其中笼环的至少一部分由盘叠组成，所述盘叠构造为带有开孔的盘的分层结构，转子条的端部穿过开孔从转子板堆中伸出。根据本发明，盘叠中的相邻盘相互间隔开，并形成一间隙。

由间隙产生的两个相邻盘之间的空隙由设置在盘上的凸型构成，其中，在间隙中，至少在凸型的区域中，提供接合连接件。鼠笼式转子专门应用于一异步电机。

本发明从以下考虑进一步进行到接合过程，转子板堆与轴和笼环一起构成紧凑的鼠笼式转子部件。转子条穿过转子板堆和笼环，并且以导电方式连接到笼环的材料。为此，相对于转子板堆，转子条构造成具有过长的长度，使得转子条突出到笼环中的开孔中。笼环定位在轴上，位于转子板堆的两侧。每个笼环本身由盘组组成，该盘组由多个相同直径的单个盘构成。盘表面上的盘本身包含与构成鼠笼式转子所需的转子条相同数量的开孔。最初可拆卸地相对于彼此设置的这些单独的部件必须连接，以形成紧凑的鼠笼式转子。

连接过程从每个笼环的壳表面进行。在盘的几何形状被认为是圆柱形的情况下，壳表面是面向端部的包络表面或圆周表面，即沿着径向观察方向的表面的最外区域。然后，圆柱体的基部表面或顶部表面是垂直于其旋转轴线的表面。通过构造在盘上的凸型，设置在盘组中的相邻盘相互间隔开，由此构成相应的间隙。在相应的间隙中，至少在凸型的区域中，提供接合连接件。特别是源自壳体表面的接合连接可以仅沿着径向向内延伸到凸型，并且可以封闭凸型。然而，结合连接件也可以占据两个盘之间的整个相应间隙。通过连接材料，转子条以导电方式连接到笼环的盘。从径向的角度看，构造在盘上的凸型位于为转子条设置的开孔内。

根据本发明的解决方案提供了一特别的优点，因为各个盘由条带材料以成本有效的方式通过冲压和压花制成。通过凸型，可以在盘之间和转子条之间设定限定的接合间隙。由用于第一盘的凸型限定在转子板堆上的空隙可以用作用于冷却目的的剩余间隙。

在本发明的一优选结构中，接头连接件可以是焊接连接件。源自壳表面的焊料可以通过热处理分别引入一间隙中。通过这种设置，至少在笼环的壳表面附近的外部区域中构成严格划分但足够的连接区域。通过焊接连接件，该连接区域为整个组件提供足够的机械强度。同样建立转子条与笼环之间令人满意的电接触。

有利地，凸型可以构造成步进式设计。凸型包括给定的接触表面，该接触表面在笼环中与相邻的盘接触接合。特别是，矩形台阶形状因此提供足够的稳定性，并提供精确限定的间隙宽度。

在本发明的另一优选构造中，凹口可以构造在凸型的反面上。凹口具体地构造成使得相邻盘上的至少给定比例的适当凸型能够以精确配合的方式接合在所述凹口中。在笼环的盘组中，这提供了各个磁盘之间的一定程度的相互啮合。

有利地，凹口可以构造成步进式设计。这里可以构造台阶几何形状，使得矩形台阶形状以精确配合的方式与凸型互锁。

在本发明的另一个有利的构造中，一个盘上的凸型可以部分地与相邻盘中的凹口接合。通过部分接合，可以在盘上的凸型的紧邻区域中构造用于形成接合连接件的凹槽和附加的空间，所述凸型填充有接合材料。通过这种结构，在各个盘之间提供附加的材料结合，并因此提供改进的接合连接件。

在本发明的有利形式的实施例中，一个盘上的凸型可以与相邻盘中的底切凹口接合。适当的凸型可以在一定程度的张力作用下与底切凹口接合，从而在相邻的盘之间提供额外的结合。

在本发明的一个优选实施例形式中，相应凹口的体积可仅部分地由与所述凹口接合的凸型占据，其结果是，来自接头连接件的焊料填充经由间隙可以接近的凹口的剩余体积。因此，与专门的平盘相比，接合面的总比例增大，从而改善了两个盘的相互连接。

本发明的另一方面包括通过以下顺序步骤制造根据本发明的鼠笼式转子的方法：

-为一盘提供钣金坯料，

-冲压用于转子条的开孔，

-在盘中压印模制品或凹口，

-将盘安装在笼环的盘组中，

-将笼环与转子条和轴一起安装在转子盘组上，

-至少在模制品的区域中，通过将焊料引入相邻的盘之间构造的相应间隙中形成接合连接件。

附图说明

参考附图更详细地描述了本发明的其他示例性实施例。

在图中：

图1显示了鼠笼式转子的纵向剖面图，

图2显示了在笼环的区域A中的图1的详细部分，

图3显示了在盘中用于凹口的过程的示意图，以及

图4显示了在盘中压印凸型的过程的示意图。

在所有附图中，相互对应的零件由相同的附图标记标识。

具体实施方式

图1表示了鼠笼式转子1的示意性纵向截面。在该状态下，转子板堆3与两个笼环5一起定位在轴2上，笼环5在转子板堆3的端面上包围转子板堆3。多个转子条4设置在板堆3和笼环5的内部。转子条4的条端突出到笼环5中的开孔63中，并且齐平地终止于盘堆7中的相应的最外面的盘6。由于构造在盘6中的凸型61的存在，盘堆7中的相邻盘6相互间隔开。

在该例中，盘堆7由四个盘6组成，该四个盘6从构成相应盘6的端面的壳体表面向外，通过焊接连接件9在其外圆周上连接。焊接连接件9沿着轴2的方向沿着径向向内延伸。在所示的结构中，径向观察的焊接连接件9完全延伸到内部，并包围凸型61。在所示的例中，由于存在一定的残余间隙，焊接连接件9的材料也沿着轴向穿透在开孔63与转子条4之间。

图2示出了在笼环的区域A中的图1的详细截面。笼环5的盘堆7由多个直径相等的单个盘6构成。每个盘6均包括凸型61，通过凸型61，在堆叠盘6以形成盘堆7时，在相邻的盘6之间构成一间隙8。通过接合连接件9，焊料被引入相应的间隙中。凸型61通过冲压工艺形成，其中相应的凹口62构造在凸型61的背面上。凸型61和凹口62构造成步进式设计，使得它们成对地配合在一起。以这种方式，一个盘6上的凸型61在一定程度上与相邻的盘6中的凹口62接合。相应的凹口62的体积仅部分地由与所述凹口接合的凸型61占据。通过该结构，来自接头连接件9的焊料可以穿过可经由间隙8到达的凹口62的剩余容积81。笼环5以环形的方式包围轴2，作为紧凑的部件，其以良好的导电方式连接到转子条4。

图3表示第一个工艺步骤中的一个，其中用于转子条的开孔63和用于轴的中央开孔64由金属板坯冲压而成，以形成一盘6。中央开孔64的尺寸可以选择，使得构成一环形盘6，所述环形盘的直径也可以显著大于轴的直径。

图4表示了另一个工艺步骤，其中凸型61和凹口62被压印到一盘6中。压印工具在凹口62中产生多阶梯形轮廓。凹口62的步进被执行，使得凹口在其连接时在相邻设置的盘6上与凸型61互锁。

附图标记的列表

1鼠笼式转子

2轴

3转子板堆

4转子条

5笼环

6盘

61凸型

62凹口

63用于转子条的开孔

64中央开孔

7盘堆

8间隙

81剩余容积

9接头连接件，焊接连接件

A详细的图像截面图

Claims (8)

1.一种鼠笼式转子(1)，具体用于异步电机，具有轴(2)、带有设置在其内部的转子条(4)的转子板堆(3)，和笼环(5)，其中笼环(5)的至少一部分由盘堆(7)构成，所述盘堆(7)构成为具有开孔(63)的盘(6)的分层结构，所述转子条(4)的端部穿过所述开孔从所述转子板堆(3)伸出，

其特征在于，

-在所述盘堆(7)中的相邻的盘(6)相互间隔开，并形成一间隙(8)，

-由所述间隙(8)产生的两个相邻的盘(6)之间的空隙由设置在所述盘(6)上的凸型(61)构成，以及

-在所述间隙(8)中，至少在所述凸型(61)的区域中，一焊接连接件(9)设置在其外圆周上，所述焊接连接件(9)沿着所述轴(2)的方向沿着径向向内延伸，并包围所述凸型(61)，

所述焊接连接件(9)的材料也沿着轴向穿透在所述开孔(63)与所述转子条(4)之间。

2.根据权利要求1所述的鼠笼式转子，其特征在于，所述凸型(61)构造成步进式设计。

3.根据权利要求1或2所述的鼠笼式转子，其特征在于，凹口(62)设置在所述凸型(61)的相反侧上。

4.根据权利要求3所述的鼠笼式转子，其特征在于，所述凹口(62)构造成步进式设计。

5.根据权利要求3所述的鼠笼式转子，其特征在于，在一个盘(6)上的所述凸型(61)与一相邻的盘(6)中的凹口(62)接合。

6.根据权利要求5所述的鼠笼式转子，其特征在于，在一个盘(6)上的所述凸型(61)部分地与一相邻的盘(6)中的凹口(62)接合。

7.根据权利要求5所述的鼠笼式转子，其特征在于，相应的凹口(62)的容积仅部分地由与所述凹口(62)接合的凸型(61)占据，因此，来自所述焊接连接件(9)的焊料填充可经由所述间隙(8)到达的所述凹口(62)的剩余容积(81)。

8.一种用于制造根据权利要求3至7中任一项所述的鼠笼式转子的方法，其特征在于，该方法包括以下连续步骤：

-为盘(6)提供金属板坯，

-为转子条(4)和轴(2)冲切开孔(63，64)，

-在所述盘(6)中压印凸型(61)或凹口(62)，

-将所述盘(6)安装在一笼环(5)的盘堆(7)中，

-将所述笼环(5)与转子条(4)和轴(2)一起设置在一转子盘堆(3)上，

-至少在所述凸型(61)的区域中并且也沿着轴向在所述开孔(63)与所述转子条(4)之间，通过将焊料引入设置在相邻的盘(6)之间的相应的间隙(8)中，来形成一焊接连接件(9)。

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