DE102004034856A1

DE102004034856A1 - Casing production method for an electric motor uses a stator fitted with end plates/flanges inserted in a device and aligned with a strong magnetic field applied

Info

Publication number: DE102004034856A1
Application number: DE200410034856
Authority: DE
Inventors: Jürgen PAWELLEK
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2006-02-16

Abstract

A casing for an electric motor (1) has a stator (2), to which is attached an end plate (4) and/or a flange (5) on the front side. The stator and end plates and/or flanges are inserted in a device. They are then aligned and fixed. An electrically conductive tube (6) is attached around the structure of the stator, the end plates and/or the flanges. A strong magnetic field is applied. Independent claims are also included for the following: (A) A device for carrying out the method of the present invention; (B) and for an electric motor produced with a casing by magnetic conversion.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für elektrische Maschinen, insbesondere für höhere Schutzarten wie z.B. IP67. Diese Gehäuse zumeist Aluminiumkreuzprofile müssen mit dem Blechpaket des Stator verbunden werden. Dies geschieht insbesondere durch Warmschrumpfen. An das Gehäuse werden anschließend Zentrierränder gedreht, um Lagerschilde und Flansche montieren zu können. Die Flansche werden dann mit langen Schrauben an oder durch das Gehäuse montiert.The The invention relates to a housing for electrical Machines, especially for higher Protection types such as IP67. These housings mostly aluminum cross profiles have to be connected to the laminated core of the stator. This happens in particular by Heat shrinking. To the case will be afterwards spigots turned to mount end shields and flanges. The Flanges are then mounted on or through the housing with long screws.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsart von Gehäuse und Stator zu schaffen, die weniger zeit- und montageaufwendig ist, als auch weniger Arbeitsschritte erfordert.Of the Invention is based on the object, a connection of housing and To create a stator that is less time consuming and assembly consuming, as well as fewer steps required.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 3.The solution the task is achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 3.

Dabei wird der fertiggedrehte AS-Lagerschild und der BS-Flansch sowie das Blechpaket des Stators in eine Vorrichtung eingelegt. Diese Teile sind dabei zueinander ausgerichtet. Anschließend wird ein dünnwandiges Rohr, vorzugsweise ein Aluminiumrohr, mit der Dicke von 1 bis 3 mm axial darübergeschoben. Durch Magnetumformung wird das Aluminiumrohr an die Kontur des Blechpakets des Stators und der Flansche angepresst. Die auf das Rohr wirkenden Kräfte sind radial nach innen gerichtet und pressen es auf das Blechpaket. In den Lagerschilden und/oder Flanschen sind vorteilhafterweise umlaufende Sicken, die einen Formschluss mit dem Gehäuse ergeben.there is the finished rotated AS bearing plate and the BS flange and the Laminated core of the stator inserted in a device. These parts are aligned with each other. Subsequently, a thin-walled Tube, preferably an aluminum tube, with the thickness of 1 to 3 mm axially pushed over. Magnetic forming turns the aluminum tube to the contour of the laminated core of the stator and the flanges pressed. The ones acting on the pipe personnel are directed radially inwards and press it on the laminated core. In the end shields and / or flanges are advantageously circumferential beads, which result in a positive connection with the housing.

Das Magnetumformen ist ein elektrodynamisches Hochgeschwindigkeitsverfahren mit dem sich elektrisch gut leitfähige Materialien berührungslos kalt verformen lassen. Das Umformen erfolgt durch die Krafteinwirkung eines impulsartigen Magnet feldes sehr hoher Intensität. Das Magnetfeld übt auf das stromdurchflossene Teil einen starken magnetischen Druck aus. Sobald dieser die Fließspannung des verwendeten Werkstoffs überschreitet, formt er das Teil innerhalb von Mikrosekunden bleibend um.The Magnetic forming is a high-speed electrodynamic process with the electrically good conductive materials contact cold deform. The forming takes place by the force a pulse-like magnetic field very high intensity. The magnetic field exerts on the current flowing through Part of a strong magnetic pressure. Once this is the yield stress exceeds the material used, It reshapes the part within microseconds.

Das Magnetumformen eignet sich für alle plastisch umformbaren und elektrisch leitfähigen Werkstoffe, wie z.B. Kupfer und Aluminium andere Leitmetalle sowie deren Legierungen.The Magnetic forming is suitable for all plastically deformable and electrically conductive materials, e.g. Copper and aluminum other conductive metals and their alloys.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren entsteht eine Verbindung von Gehäuse und Stator bzw. Flanschen die luft- und wasserdicht ist.By the inventive method creates a connection of housing and stator or flanges which is air and waterproof.

Das Blechpaket des Stators kann auch als Kreuzprofil ausgeführt werden, um das axiale Anflanschen der elektrischen Maschine an eine Arbeitsmaschine zu ermöglichen; dabei ist eine freie Schraubenzugänglichkeit notwendig.The Laminated core of the stator can also be designed as cross profile, to the axial flanging of the electric machine to a working machine to enable; while a free screw accessibility is necessary.

Auch wenn das Blechpaket des Stators nach außen ragende Kühlrippen aufweist, kann das Gehäuse durch die oben aufgeführten Schritte durch Magnetumformen hergestellt werden. Es sind somit keine spanenden Bearbeitungen am fertigen Stator notwendig. Die Gehäuseschrauben aus bisher bekannten Herstellungsverfahren entfallen, es steht somit mehr Raum für die Wicklung zur Verfügung, dadurch ist auch eine kurze Bauweise einer elektrischen Maschine möglich.Also if the laminated core of the stator outwardly projecting cooling fins has, the housing can through the above Steps are made by magnetic forming. There are no machining operations on the finished stator necessary. The housing screws omitted from previously known manufacturing processes, it is therefore more room for the winding available This is also a short design of an electrical machine possible.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Anlage näher erläutert. Darin zeigen:The Invention and further advantageous embodiments of the invention are explained in more detail in the attachment. In this demonstrate:

1 Einzelteile einer elektrischen Maschine, 1 Items of an electric machine,

2 elektrische Maschine mit erfindungsgemäßem Gehäuse 2 electric machine with housing according to the invention

3 Ablaufdiagramm 3 flow chart

4, 5 Stator mit Kreuzprofil 4 . 5 Stator with cross profile

6, 7 Stator mit Kühlrippen 6 . 7 Stator with cooling fins

1 zeigt einige prinzipiellen Teile einer zusammenzubauenden elektrischen Maschine 1. Ein Stator 2 mit seinen durch ein Wickelsystem gebildeten Wickelköpfen 7 weist einen Rotor 3 auf. Ein AS-Lagerschild 4 und ein BS-Flansch 5 sind an den Stirnseiten dieses Stators 2 anzubringen. Um Teile des AS-Lagerschildes 4, den Stator 2 und den BS-Flansch 5 wird ein Rohr 6 insbesondere ein Aluminiumrohr positioniert, das wie in 2 dargestellt, durch Magnetumformung 8 sich an die äußere Hülle von Stator 2, AS-Lagerschild 4 und BS-Flansch 5 anschmiegt. Somit wird das Rohr 6 an die Kontur des Stators 2 und des Lagerschildes 4 bzw. Flansches 5 angepresst. Die dadurch entstandene Verbindung ist luft- und wasserdicht. 1 shows some principal parts of an electrical machine to be assembled 1 , A stator 2 with its winding heads formed by a winding system 7 has a rotor 3 on. An AS bearing plate 4 and a BS flange 5 are on the front sides of this stator 2 to install. To parts of the AS-end shield 4 , the stator 2 and the BS flange 5 becomes a pipe 6 In particular, an aluminum tube positioned as in 2 represented by magnet forming 8th to the outer shell of Stator 2 , AS bearing plate 4 and BS flange 5 snugly. Thus, the pipe becomes 6 to the contour of the stator 2 and the bearing plate 4 or flange 5 pressed. The resulting compound is air and waterproof.

Der Stator 2 kann bzgl. seines Querschnitts als Kreuzprofil gemäß 4 ausgeführt werden, um das axiale Anflanschen der elektrischen Maschine 1 an unterschiedlichste Arbeitsmaschinen wie Werkzeugmaschinen, Kompressoren, Rührwerke, Pumpen etc. zu ermöglichen. Dies geschieht u.a. durch die freie Schraubenzugänglichkeit, die das Kreuzprofil ermöglicht.The stator 2 can respect. Its cross section as a cross profile according to 4 be executed to the axial flanging of the electric machine 1 to enable a variety of work machines such as machine tools, compressors, agitators, pumps, etc. This is done, inter alia, by the free screw accessibility, which allows the cross profile.

Die Kontur des Stators 2 kann gemäß 6 auch Kühlrippen umfassen, an die sich das Rohr 6 gemäß 7 ebenfalls wie auch in 5 dargestellt anschmiegt und zusammenpresst.The contour of the stator 2 can according to 6 Also include cooling fins, to which the pipe 6 according to 7 as well as in 5 shown clings and compresses.

Um einen Formschluss zwischen Gehäuse und Lagerschild bzw. Flansch 5 zu erhalten, weisen Lagerschild 4 und/oder Flansch 5 eine vorgebbare Anzahl von Sicken 9 auf, in die sich das Rohr 6 einschmiegt.To a positive connection between housing and end shield or flange 5 to obtain, have bearing plate 4 and / or flange 5 a predetermined number of beads 9 on, in which the pipe 6 einschmiegt.

Durch Verwendung von Backlackdraht kann auf das Tränken des Stators 2 verzichtet werden. Des Weiteren sind keine spanenden Bearbeitungen am Stator 2 mehr notwendig, ebenso entfallen Gehäuseschrauben zur Befestigung der Lagerschilde 4 bzw. Flansche 5. Es steht somit mehr Raum für die Wicklung des Wicklungskopfes 7 zur Verfügung. Es wird außerdem eine höhere Schutzklasse der elektrischen Maschine 1, z.B. IP67, erreicht.By using enameled wire can be applied to the soaking of the stator 2 be waived. Furthermore, there are no machining operations on the stator 2 more necessary, as well accounts housing screws for fixing the end shields 4 or flanges 5 , There is thus more room for the winding of the winding head 7 to disposal. There is also a higher protection class of the electric machine 1 , eg IP67.

Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses lässt sich anhand eines Ablaufdiagramms gemäß 3 darstellen. Zuerst werden die zu fixierenden Teile wie Stator 2, Lagerschild 4 und/oder Flansch 5 gemäß einem ersten Schritt I in einer nicht näher dargestellten Vorrichtung positioniert und ggf. ausgerichtet. In einem weiteren Schritt II wird das Rohr 6 über diese Teile gesteckt. Danach wird über eine zylinderförmige Arbeitsspule 10, die das Rohr 6 und die Teile umgibt ein starkes elektromagnetisches Feld aufgebaut, das im Rohr 6 einen kurzzeitigen Stromfluss hervorruft. Das Magnetfeld übt einen starken magnetischen Druck aus, der über der Fließspannung des Rohres 6 liegt.The method for producing such a housing can be determined with reference to a flow chart according to 3 represent. First, the parts to be fixed become like stator 2 , Bearing plate 4 and / or flange 5 positioned according to a first step I in a device not shown and possibly aligned. In a further step II, the tube 6 stuck over these parts. Thereafter, via a cylindrical working coil 10 that the pipe 6 and the parts surrounds a strong electromagnetic field built in the tube 6 causes a momentary current flow. The magnetic field exerts a strong magnetic pressure that is above the yield stress of the tube 6 lies.

Claims

Method for producing a housing of an electrical machine ( 1 ) with a stator ( 2 ) and at this end side arranged bearing plate ( 4 ) and / or flange ( 5 ) by following these steps - inserting stator ( 2 ) and bearing shields ( 4 ) and / or flanges ( 5 ) in a suitable device, - Alignment and fixation of the above parts, - Plugging an electrically conductive tube ( 6 ) around the association of Stator ( 2 ), Bearing plate ( 4 ) and / or flange ( 5 ), - applying a strong magnetic field.

Method according to claim 1, characterized in that the pipe ( 6 ) consists of aluminum.

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the device has holding devices and alignments to the individual elements, such as stator ( 2 ) End shields ( 4 ) and / or flanges ( 5 ) to position each other.

Device according to claim 3, characterized in that an electrically conductive tube ( 6 ) around the contour of Stator ( 2 ), Bearing shields ( 4 ) and / or flanges ( 5 ) can be used.

Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that work coils the contour and the pipe ( 6 ) in the circumferential direction.

Electric machine ( 1 ), whose housing is made by magnet forming.

Electric machine ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the housing in beads of bearing plate ( 4 ) and / or flange ( 5 ) intervenes.