DE10124894A1

DE10124894A1 - Rotoranordnung und Herstellverfahren

Info

Publication number: DE10124894A1
Application number: DE10124894A
Authority: DE
Inventors: Robert A Lawrence
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2002-02-07
Also published as: US6304009B1

Abstract

Es ist eine Rotoranordnung beschrieben, die umfaßt: DOLLAR A einen kreisförmigen Eisenkern mit einer oberen und einer unteren Seite, die voneinander beabstandet sind, DOLLAR A stranggepreßte Aluminiumstäbe, die in und um den Umfang des kreisförmigen Eisenkerns eingesetzt sind, und DOLLAR A ein Paar stranggepreßter kreisförmiger Endringe, die an dem oberen und unteren Bereich des Eisenkernes befestigt und positioniert sind. DOLLAR A Es ist auch ein Herstellprozeß zur Herstellung der Rotoranordnung beschrieben.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Eisenkernrotoren und stranggepreßte Metallkomponenten für Rotoren.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Herstellung von Rotoren werden Aluminiumstäbe stranggepreßt, geschnitten und in einen Eisenkern, der aus Pulvermetallschichtblechen (-laminierungen) bestehen kann, über Schlitzöffnungen angebracht. Alu minium-Endringe werden aus einer dicken Aluminiumplatte hergestellt und auf jeder Seite des Eisenkerns in Übereinstimmung mit den strang gepreßten Stäben positioniert. Es sind mehrere Schweißdurchgänge erfor derlich, um die Stäbe und Endringe zu befestigen wie auch genug Alumi niummaterial aufzubauen, um die Querschnittsflächenanforderung der Endringe für den Rotor ohne Poren zu erfüllen. Die grobgeformten ge schweißten Endringe werden dann in die erwünschte Form verarbeitet. Dieser Herstellprozeß, insbesondere das Schweißen, besitzt infolge der Kühlzeit zwischen den Schweißdurchgängen eine lange Dauer. Zusätzlich sind bearbeitete Endringe sehr zeitaufwendig herzustellen und teuer. Nach der Bearbeitung wird etwa 80-90% des Basismaterials abgetragen. Nachträgliche Bearbeitungsvorgänge der geschweißten Endringe sind nicht erwünscht. Es ist geschätzt worden, daß etwa 17% zusätzliches Aluminium während des Schweißens hinzugefügt wird, um eine endgülti ge Bearbeitung zu ermöglichen, wobei das Material als Abfall verloren geht.

In Hinblick auf die Gußaluminiumkäfigtechnik wird der Eisenkern in eine Gußmatrize geladen. Eine für den Spritzvorgang passende Menge an ge schmolzenem Aluminium wird in die Matrizengußpresse geladen. An schließend werden die Stäbe und Endringe gegossen. Die gegossene Rotor anordnung wird dann gereinigt und die Eingüsse entfernt. Der Außen durchmesser des Eisenkerns wird dann so bearbeitet, um den bei dem Gußprozeß erzeugten Aluminiumgrat zu entfernen. Die Herstellprobleme in Verbindung mit diesem Prozeß umfassen hohe Kapitalinvestitionen für die Gußausstattung. Ferner stellt die Gußporosität allgemein ein Quali tätsmerkmal dar, das schwer zu steuern und bei der Herstellung schwer zu identifizieren ist. Zusätzliches Eisenkernmaterial ist auf dem Außen durchmesser erforderlich, um eine Nachbearbeitung des Gußgrates zu ermöglichen. Nachträgliche Bearbeitungsvorgänge, die im allgemeinen nicht erwünscht sind, sind erforderlich, um den Aluminiumgrat zu entfer nen. Wenn der Prozeß anschließend an Zulieferer ausgelagert wird, ist es äußerst schwierig, gute Gußquellen zu finden, die die Rotorgrößen vom Hybridtyp gießen können.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Herstellprozeß zu schaffen, der in der Lage ist, die Form des Eisenrotors, die erforderlich ist, mittels Strangpressen herzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorlie genden Erfindung, einen einzelnen Schweißdurchgang vorzusehen, um die Stäbe und Endringe an dem Eisenkern zu befestigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Rotoranordnung beschrieben, mit:

- einem kreisförmigen Eisenkernschichtblechstapel mit einer oberen und einer unteren Seite, die voneinander beabstandet sind;
- einem stranggepreßten Aluminiumstab, der um den Umfang des kreisförmigen Eisenkernes positioniert ist; und
- einem Paar stranggepreßter kreisförmiger Endringe, die an dem obe ren und unteren Bereich des Eisenkernes befestigt und daran posi tioniert sind.

Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung beschrie ben, das umfaßt:

- daß ein kreisförmiger Eisenkern mit einer oberen und einer unteren Seite vorgesehen wird, die voneinander beabstandet sind;
- Aluminiumstäbe stranggepreßt, geschnitten und dann in dem Um- Lang des Eisenrotors angebracht werden; und
- Endringe stranggepreßt und diese in einen Kreis geformt und an den oberen und unteren Abschnitten des Eisenrotors angebracht werden;
- die Endringe in Übereinstimmung mit den Aluminiumstäben posi tioniert werden;
- die Endringe und die Aluminiumstäbe aneinander befestigt werden um dadurch die Rotoranordnung zu bilden; und
- die geformte Rotoranordnung rückgewonnen wird.

Zeichnungskurzbeschreibung

Fig. 1 ist eine beispielhafte Ansicht der Rotoranordnung mit einer Nabe betrachtet von der Motorseite,

Fig. 2 ist die Rotoranordnung von Fig. 1 betrachtet von der gegen überliegenden Seite, nämlich der Getriebeseite,

Fig. 3 ist ein Schnitt des Eisenrotors der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des gewalzten/geformten stranggepreßten Endringes, der bei der vorliegenden Erfin dung verwendet ist,

Fig. 5 ist eine perspektivische Seitenansicht des stranggepreßten Endringes vor der kreisförmigen Formung gemäß der vorlie genden Erfindung,

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf ein einzelnes kreisförmiges Rotorkern schichtblech, das auf eine erwünschte Größe aufgebaut wer den kann, wie in den Fig. 1-2 gezeigt ist,

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegenden Erfindung betrifft einen verbesserten Herstellprozeß und einen schließlich verbesserten Eisenkernrotor. Fig. 1 stellt eine komplette Anordnung des Eisenkernrotors 10 der vorliegenden Erfindung betrachtet von der Motorseite dar. Der Rotor weist Aluminiumstäbe 12 auf, die um den Umfang des Eisenkernes angeordnet sind.

Es sei angemerkt, daß der Eisenkern unter Verwendung normaler, gut be kannter Techniken hergestellt ist, wie beispielsweise der Herstellung ge formter Schichtbleche, die anschließend auf eine gewünschte Höhe und einen gewünschten Umfang aufgebaut werden, wie in den Fig. 1-2 gezeigt ist. Es kann auch eine Pulvermetalltechnologie dazu verwendet werden, den gewünschten Eisenrotor gemäß gut bekannter Techniken herzustel len. Die Endringe 14 und 16 werden an dem oberen Bereich (nicht gezeigt) des Eisenkernes und dem unteren Bereich des Eisenkernes befestigt. Fig. 2 zeigt die Eisenkernanordnung, wobei die Aluminiumstäbe den Umfang des Eisenkernes umgeben, betrachtet von der Getriebeseite/Übertra gungsseite 20. Eine Seite 22 des Rotors ist die Motorseite. Der strangge preßte Aluminiumstab ist um den Umfang des kreisförmigen Eisenkernes positioniert, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Fig. 3 zeigt den Schicht blechstapel 30, wobei die Aluminiumstäbe 12 um den Umfang des Schichtblechstapels herum angeordnet sind. Die gestanzten Löcher in dem Schichtblech sind die Stellen, an denen die Aluminiumstäbe einge setzt werden.

Nachdem die Aluminiumstäbe in den Eisenkern eingesetzt sind, werden die stranggepreßten Endringe in Übereinstimmung mit den Aluminium stäben gebracht. Vorzugsweise wird ein einzelner Schweißdurchgang bei Bezugszeichen 32A und 32B verwendet. Der Querschnitt des Eisenkernes ist in Fig. 3 gezeigt.

Bei der Herstellung des Endringes wird dieser in eine in Fig. 5 gezeigte Form stranggepreßt und anschließend in die kreisförmige Form von Fig. 4 geformt. Der stranggepreßte Endring 50 umfaßt ein Lippenelement 52. Die Enden 54 und 56 des Endringes können unter Verwendung von Metall verbindungstechniken, die in der Industrie bekannt sind, befestigt wer den, wie beispielsweise durch eine widerstandsgeschweißte Verbindung unter Verwendung kommerziell erhältlicher Ausstattung geschweißt, die leicht erhältlich ist, um diese Funktion auszuführen. Der Endring nimmt dann die Position, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, als das obere Ele ment 14 und untere Element 16 in Übereinstimmung mit den Aluminium stäben ein.

Die Stäbe werden an den Enden unter Verwendung von Metallverbin dungstechniken befestigt, die in der Industrie bekannt sind, wie bei spielsweise Widerstandsschweißen oder MIG-Schweißen.

Wie aus dem Vorhergehenden und auch den begleitenden Zeichnungen ersichtlich ist, können die Aluminiumstäbe in die gewünschte Form stranggepreßt werden, und die Endringe werden ebenfalls vorzugsweise in eine endgültige Form stranggepreßt. Die Endringe können dann in die in Fig. 4 gezeigte Rundheit gewalzt werden.

Zusammengefaßt umfaßt eine Rotoranordnung einen kreisförmigen Ei senkern mit einer oberem und einer unteren Seite, die voneinander beab standet sind, stranggepreßte Aluminiumstäbe, die in und um den Umfang des kreisförmigen Eisenkernes eingesetzt sind; und ein Paar strangge preßter kreisförmiger Endringe, die an dem oberen und unteren Bereich des Eisenkernes befestigt und positioniert sind. Es ist auch ein Herstell prozeß zur Herstellung der Rotoranordnung beschrieben.

Claims

1. Rotoranordnung (10) mit:
einem kreisförmigen Eisenkernschichtblechstapel (30) mit einer obe ren und unteren Seite, die voneinander beabstandet sind;
stranggepreßten Aluminiumstäben (12), die in und um den Umfang des kreisförmigen Eisenkernes eingesetzt sind; und
einem Paar stranggepreßter kreisförmiger Endringe (14, 16), die an dem oberen und unteren Bereich des Eisenkernes positioniert und an den stranggepreßten Aluminiumstäben befestigt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Endringe in eine endgültige Form stranggepreßt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Endringe abgelängt und in eine endgültige Kreisgestaltung mit gewünschter Form geformt wer den.

4. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Endringe und die Stäbe durch Metallverbindungsprozesse befestigt sind.

5. Verfahren zur Herstellung einer Rotoranordnung mit den Schritten, daß:
ein kreisförmiger Eisenkernschichtblechstapel mit einer oberen und einer unteren Seite vorgesehen wird, die voneinander beabstandet sind;
Aluminiumstäbe stranggepreßt, geschnitten und dann in dem Um fang des Eisenkernschichtblechstapels angebracht werden;
Endringe stranggepreßt und diese in einen Kreis geformt und an den oberen und unteren Abschnitten des Eisenrotors angeordnet werden;
die Endringe in Übereinstimmung mit den Aluminiumstäben posi tioniert werden;
die Endringe und die Aluminiumstäbe aneinander befestigt werden, wodurch die Rotoranordnung gebildet wird; und
die geformte Rotoranordnung rückgewonnen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, daß die Endringe in eine endgültige Form stranggepreßt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend, daß die Endringe abgelängt und dann in eine endgültige Kreisgestaltung mit ge wünschter Form geformt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Endringe und die Stäbe mit einer Metallverbindungstechnik, optional Formen, befestigt werden.