-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die Erfindung betrifft allgemein eine Rotoranordnung für eine elektrische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Rotoranordnung.
-
HINTERGRUND
-
Rotoranordnungen für eine elektrische Vorrichtung, die einen elektrischen Induktionsmotor umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist, enthalten typischerweise einen Stapel aus geschichteten Elektrostahlblechen, der eine Vielzahl von Leiterstäben trägt, welche in Längsrillen angeordnet sind, die durch den geschichteten Stapel aus Elektrostahlblechen definiert sind. Die Leiterstäbe erstrecken sich über axiale Endflächen des geschichteten Stapels aus Elektrostahlblechen hinaus. Die Rotoranordnung enthält einen ersten Endring und einen zweiten Endring, die an den axial einander entgegengesetzten Endflächen des geschichteten Stapels aus Elektrostahlblechen angeordnet sind. Der erste Endring und der zweite Endring verbinden auf elektrische Weise die Enden der Leiterstäbe an den jeweiligen axialen Endflächen des geschichteten Stapels aus Elektrostahlblechen. Die Endringe und die Leiterstäbe können gleichzeitig vergossen werden. Alternativ können der erste Endring und der zweite Endring aus Aluminium über über die Enden von vorgegossenen Leiterstäben, die in den Längsrillen des geschichteten Stapels positioniert sind, vergossen werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Es wird eine Rotoranordnung für eine elektrische Vorrichtung bereitgestellt. Die Rotoranordnung enthält eine Vielzahl von geschichteten Elektrostahlblechen. Jedes der Vielzahl von Elektrostahlblechen definiert eine Vielzahl von Nuten. Die Vielzahl von Nuten ist unter einem Winkel um eine Mittelachse und äquidistant von dieser angeordnet. Die Vielzahl von geschichteten Elektrostahlblechen ist benachbart zueinander angeordnet, um einen geschichteten Stapel mit einer ersten Endfläche und einer zweiten Endfläche zu definieren. Die zweite Endfläche ist entlang der Mittelachse von der ersten Endfläche beabstandet. Die Vielzahl der Nuten ist so ausgerichtet, dass sie eine Vielzahl von Längsrillen im geschichteten Stapel definiert. Die Rotoranordnung enthält ferner eine Vielzahl von Leiterstäben. In jeder der Vielzahl von Längsrillen ist einer der Vielzahl von Leiterstäben angeordnet. Jeder der Vielzahl von Leiterstäben enthält ein erstes Ende. Das erste Ende erstreckt sich axial entlang der Mittelachse über die erste Endfläche des geschichteten Stapels hinaus. Ein erster Endring ist an der ersten Endfläche angeordnet und grenzt an diese an. Der erste Endring umgibt zumindest teilweise das erste Ende jedes der Vielzahl von Leiterstäben und verbindet diese elektrisch. Das erste Ende jedes der Vielzahl von Leiterstäben enthält ein makroskopisches Verriegelungsmerkmal, das mit dem ersten Endring mechanisch verriegelt.
-
Es wird auch eine Rotoranordnung für eine elektrische Vorrichtung bereitgestellt. Die Rotoranordnung enthält eine Vielzahl von geschichteten Elektrostahlblechen. Jedes der Vielzahl von Elektrostahlblechen definiert eine Vielzahl von Nuten. Die Vielzahl von Nuten ist unter einem Winkel um eine Mittelachse herum und äquidistant von dieser angeordnet. Die Vielzahl von geschichteten Elektrostahlblechen ist benachbart zueinander angeordnet, um einen geschichteten Stapel zu definieren. Der geschichtete Stapel enthält eine erste Endfläche und eine zweite Endfläche. Die zweite Endfläche ist entlang der Mittelachse von der ersten Endfläche beabstandet. Die Vielzahl der Nuten ist so ausgerichtet, dass sie eine Vielzahl von Längsrillen in dem geschichteten Stapel definiert, die sich entlang der Mittelachse erstrecken. Die Rotoranordnung enthält ferner eine Vielzahl von Leiterstäben. In jeder der Vielzahl von Längsrillen ist einer der Vielzahl von Leiterstäben angeordnet. Jeder der Vielzahl von Leiterstäben enthält ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende erstreckt sich entlang der Mittelachse axial über die erste Endfläche des geschichteten Stapels hinaus. Das zweite Ende erstreckt sich entlang der Mittelachse axial über die zweite Endfläche des geschichteten Stapels hinaus. Ein erster Endring ist an der ersten Endfläche angeordnet und grenzt an diese an. Der erste Endring umgibt zumindest teilweise das erste Ende jedes der Vielzahl. von Leiterstäben und verbindet diese elektrisch. Ein zweiter Endring ist an der zweiten Endfläche angeordnet und grenzt an diese an. Der zweite Endring umgibt zumindest teilweise das zweite Ende jedes der Vielzahl von Leiterstäben und verbindet diese elektrisch. Das erste Ende und das zweite Ende jedes der Vielzahl von Leiterstäben enthält ein makroskopisches Verriegelungsmerkmal, das mit dem ersten Endring bzw. dem zweiten Endring mechanisch verriegelt. Der erste Endring und der zweite Endring sind aus Aluminium über die ersten Enden bzw. die zweiten Enden der Vielzahl von Leiterstäben vergossen. Das makroskopische Verriegelungsmerkmal enthält eine Kerbe, die sich in jeden der Vielzahl von Leiterstäben nach innen hinein erstreckt.
-
Ein Verfahren zum Herstellen einer Rotoranordnung für eine elektrische Vorrichtung wird ebenfalls bereitgestellt. Das Verfahren umfasst, dass eine Vielzahl von Leiterstäben so gegossen wird, dass ein makroskopisches Verriegelungsmerkmal in einem ersten Ende und einem zweiten Ende jedes der Vielzahl von Leiterstäben definiert wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass eine Vielzahl von Elektrostahlblechen gestapelt wird, um einen geschichteten Stapel zu definieren. Der geschichtete Stapel enthält eine erste Endfläche und eine zweite Endfläche, die entlang einer Mittelachse von der ersten Endfläche beabstandet ist, und eine Vielzahl von Längsrillen, die sich entlang der Mittelachse zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche erstrecken. Die Vielzahl von Rillen ist unter einem Winkel um die Mittelachse herum beabstandet und von dieser äquidistant. Das Verfahren umfasst ferner, dass in jede der Vielzahl von Längsrillen einer der Vielzahl von Leiterstäben so positioniert wird, dass sich das erste Ende und das zweite Ende jedes der Vielzahl von Leiterstäben über die erste Endfläche bzw. die zweite Endfläche des geschichteten Stapels hinaus erstrecken. Das Verfahren umfasst ferner, dass ein erster Endring um das makroskopische Verriegelungsmerkmal des ersten Endes jedes der Vielzahl von Leiterstäben vergossen wird, um das erste Ende jedes der Vielzahl von Leiterstäben zumindest teilweise zu umgeben und diese elektrisch zu verbinden.
-
Entsprechend wird das makroskopische Verriegelungsmerkmal im ersten Ende und im zweiten Ende jedes der Leiterstäbe mit dem vergossenen ersten Endring bzw. dem vergossenen zweiten Endring mechanisch verriegelt, um eine stärkere mechanische Verbindung dazwischen bereitzustellen und die elektrische Verbindung zwischen jedem der Leiterstäbe und dem ersten Endring und dem zweiten Endring zu verbessern.
-
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische perspektivische Explosionsansicht einer Rotoranordnung.
-
2 ist eine schematische Draufsicht von vorne auf ein Elektrostahlblech der Rotoranordnung.
-
3 ist eine schematische Seitenansicht eines geschichteten Stapels aus den Elektrostahlblechen.
-
4 ist eine vergrößerte schematische Teildraufsicht von oben der Rotoranordnung.
-
5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Endes eines Leiterstabs, die eine erste alternative Ausführungsform eines makroskopischen Verriegelungsmerkmals zeigt.
-
6 ist eine schematische Querschnittsansicht des Endes des Leiterstabs, die eine zweite alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals zeigt.
-
7 ist eine schematische Querschnittsansicht des Endes des Leiterstabs, die eine dritte alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals zeigt.
-
8 ist eine schematische Querschnittsansicht des Endes des Leiterstabs, die eine vierte alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals zeigt.
-
9 ist eine schematische Querschnittsansicht des Endes des Leiterstabs, die eine fünfte alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals zeigt.
-
10 ist eine schematische Querschnittsansicht des Endes des Leiterstabs, die eine sechste alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals zeigt.
-
GENAUE BESCHREIBUNG
-
Mit Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, ist eine Rotoranordnung allgemein bei 20 gezeigt. Die Rotoranordnung 20 ist für eine elektrische Vorrichtung, die einen elektrischen Induktionsmotor umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist. Die Rotoranordnung 20 kann allgemein als Rotoranordnung 20 vom Käfigläufertyp bezeichnet werden.
-
Mit Bezug auf 1 bis 3 enthält die Rotoranordnung 20 eine Vielzahl geschichteter Elektrostahlbleche 22. In 2 ist ein einzelnes Elektrostahlblech 22 gezeigt. Wie in 2 am besten gezeigt ist, definiert jedes der Elektrostahlbleche 22 eine Vielzahl von Nuten 24. Die Nuten 24 sind unter einem Winkel um eine Mittelachse 26 herum und äquidistant zu dieser in der Nähe eines Außenumfangs der Elektrostahlbleche 22 angeordnet. Die Elektrostahlbleche 22 sind benachbart zueinander und konzentrisch um die Mittelachse 26 herum angeordnet, um einen geschichteten Stapel 28 zu definieren, der in 1 und 3 gezeigt ist. Mit Bezug auf 3 enthält der geschichtete Stapel 28 eine erste Endfläche 30 und eine zweite Endfläche 32. Die zweite Endfläche 32 ist entlang der Mittelachse 26 von der ersten Endfläche 30 beabstandet. Die erste Endfläche 30 und die zweite Endfläche 32 definieren einander axial entgegengesetzte Endflächen des geschichteten Stapels 28 aus Elektrostahlblechen 22. Die Nuten 24 sind so ausgerichtet, dass sie eine Vielzahl von Längsrillen 34 in dem geschichteten Stapel 28 definieren. Die Längsrillen 34 erstrecken sich zwischen der ersten Endfläche 30 und der zweiten Endfläche 32 und verbinden diese. Wie bekannt ist, können die Längsrillen 34 entlang einer Länge des geschichteten Stapels 28 aus Elektrostahlblechen 22 abgeschrägt sein. Die Elektrostahlbleche 22 können Eisen mit geringem Kohlenstoffanteil und hohem Siliziumgehalt enthalten und daraus hergestellt sein, sind aber nicht darauf beschränkt, um einen Wirbelstromverlust zu verringern, und sie können mit einer isolierenden Mischung beschichtet sein, um einen zirkulierenden Strom zu verringern, der ebenfalls zu einem Wirbelstromverlust führen kann.
-
Mit Bezug auf 1 und 3 enthält die Rotoranordnung 20 ferner eine Vielzahl von Leiterstäben 36. In jeder der Vielzahl von Längsrillen 34 ist einer der Leiterstäbe 36 angeordnet. Die Leiterstäbe 36 können reines Aluminium, eine Aluminiumschmiedelegierung, ein Aluminiumkomposit, Kupfer, eine Kupferlegierung oder ein anderes leitfähiges Material enthalten und daraus hergestellt sein, sind aber nicht darauf begrenzt. Jeder der Vielzahl von Leiterstäben 36 enthält ein erstes Ende 38 und ein zweites Ende 40. Das erste Ende 38 erstreckt sich entlang der Mittelachse 26 axial über die erste Endfläche 30 des geschichteten Stapels 28 hinaus. Das zweite Ende 40 erstreckt sich entlang der Mittelachse 26 axial über die zweite Endfläche 32 des geschichteten Stapels 28 hinaus. Entsprechend ist festzustellen, wie in 3 gezeigt ist, dass die Leiterstäbe 36 eine Leiterlänge 42 entlang der Mittelachse 26 enthalten, die größer als eine Stapellänge 44 des geschichteten Stapels 28 aus Elektrostahlblechen 22 entlang der Mittelachse 26 ist.
-
Jeder der Leiterstäbe 36 kann eine einheitliche Querschnittsform rechtwinklig zur Mittelachse 26 zwischen der ersten Endfläche 30 und der zweiten Endfläche 32 des geschichteten Stapels 28 enthalten. Wie gezeigt umfasst die einheitliche Querschnittsform der Leiterstäbe 36 zwischen der ersten Endfläche 30 und der zweiten Endfläche 32 eine rechteckige Form. Es ist jedoch festzustellen, dass die einheitliche Querschnittsform eine andere Form umfassen kann, die hier nicht gezeigt oder beschrieben ist.
-
Das erste Ende 38 und das zweite Ende 40 jedes Leiterstabs 36 enthält ein makroskopisches Verriegelungsmerkmal 46. Der Begriff makroskopisch ist, so wie er hier verwendet wird, so definiert, dass er ein beliebiges Merkmal umfasst, das Abmessungen aufweist, die zumindest größer als 50 μm und vorzugsweise größer als 100 μm sind und die mit dem bloßen Auge sichtbar sind. Das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 kann eine beliebige geeignete Oberflächenunregelmäßigkeit und/oder -deformation umfassen, die zur mechanischen Verriegelung mit einem vergossenen Endring in der Lage ist. Zum Beispiel kann das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 eine Kerbe 48 enthalten, die sich in jeden der Vielzahl von Leiterstäben 36 nach innen hinein erstreckt, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Kerbe 48 kann eine einzige Kerbe 48 enthalten oder kann alternativ eine Vielzahl von Kerben 48 enthalten, die entlang der Mittelachse 26 voneinander axial beabstandet sind. Außerdem kann sich die Kerbe 48 umlaufend um einen Außenumfang jedes Leiterstabs 36 herum erstrecken, oder sie kann sich alternativ nur um einen Teil des Außenumfangs jedes Leiterstabs 36 herum erstrecken. Wenn beispielsweise die einheitliche Querschnittsform jedes Leiterstabs 36 die gezeigte rechteckige Form enthält, dann kann die Kerbe 48 an zueinander entgegengesetzten Seitenflächen der rechteckigen Querschnittsform angeordnet sein.
-
Die Kerbe 48 kann eine dreieckige Querschnittsform rechtwinklig zur Mittelachse 26 oder eine elliptische Querschnittsform rechtwinklig zur Mittelachse 26 oder eine trapezförmige Querschnittsform rechtwinklig zur Mittelachse 26 oder eine rechteckige Querschnittsform rechtwinklig zur Mittelachse 26 oder eine halbkreisförmige Querschnittsform rechtwinklig zur Mittelachse 26 umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. In 5–10 sind mehrere verschiedene Ausführungsformen des makroskopischen Verriegelungsmerkmals 46 gezeigt. Mit Bezug auf 5 ist eine erste alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals am ersten Ende 38 des Leiterstabs 36 allgemein bei 146 gezeigt. Das makroskopische Verriegelungsmerkmal 146 enthält eine Vielzahl von Kerben 148, die an einander entgegengesetzten Seiten des Leiterstabs 36 angeordnet sind. Jede der Vielzahl von Kerben 148 definiert eine allgemein dreieckige Ausnehmung in dem Leiterstab 36. Mit Bezug auf 6 ist eine zweite alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals am ersten Ende 38 des Leiterstabs 36 allgemein bei 246 gezeigt. Das makroskopische Verriegelungsmerkmal 246 enthält eine einzige Kerbe 248, die an allen einander entgegengesetzten Seiten des Leiterstabs 36 angeordnet ist. Jede der Kerben 248 definiert eine allgemein längliche trapezförmige Ausnehmung im Leiterstab 36. Mit Bezug auf 7 ist eine dritte alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals am ersten Ende 38 des Leiterstabs 36 allgemein bei 346 gezeigt. Das makroskopische Verriegelungsmerkmal 346 enthält eine einzige Kerbe 348, die an allen einander entgegengesetzten Seiten des Leiterstabs 36 angeordnet ist. Jede der Kerben 348 definiert eine allgemein längliche elliptische Ausnehmung im Leiterstab 36. Mit Bezug auf 8 ist eine vierte alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals am ersten Ende 38 des Leiterstabs 36 allgemein bei 446 gezeigt. Das makroskopische Verriegelungsmerkmal 446 besteht aus einer Vielzahl von Kerben 448, die an einander entgegengesetzten Seiten des Leiterstabs 36 angeordnet sind. Jede der Vielzahl von Kerben 448 definiert eine allgemein elliptische Ausnehmung im Leiterstab 36. Mit Bezug auf 9 ist eine fünfte alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals am ersten Ende 38 des Leiterstabs 36 allgemein bei 546 gezeigt. Das makroskopische Verriegelungsmerkmal 546 enthält eine einzige Kerbe 548, die an allen einander entgegengesetzten Seiten des Leiterstabs 36 angeordnet ist. Jede der Kerben 548 definiert eine allgemein längliche Schwalbenschwanzausnehmung im Leiterstab 36. Mit Bezug auf 10 ist eine sechste alternative Ausführungsform des makroskopischen Verriegelungsmerkmals am ersten Ende 38 des Leiterstabs 36 allgemein bei 646 gezeigt. Das makroskopische Verriegelungsmerkmal 646 umfasst eine Vielzahl von Kerben 648, die an einander entgegengesetzten Seiten des Leiterstabs 36 angeordnet sind. Jede der Vielzahl von Kerben 648 definiert eine Schwalbenschwanzausnehmung im Leiterstab 36.
-
Es ist festzustellen, dass das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 eine andere geometrische Form als die in den Figuren gezeigten enthalten kann, und der Umfang der Ansprüche soll nicht auf die speziellen Formen des makroskopischen Verriegelungsmerkmals 46 begrenzt sein, die hier gezeigt sind.
-
Mit Bezug auf 1 und 4 ist ein erster Endring 50 an der ersten Endfläche 30 des geschichteten Stapels 28 aus Elektrostahlblechen 22 angeordnet und grenzt an diese an. Der erste Endring 50 umgibt zumindest teilweise das erste Ende 38 jedes Leiterstabs 36 und verbindet diese elektrisch. Ein zweiter Endring 52 ist an der zweiten Endfläche 32 des geschichteten Stapels 28 aus Elektrostahlblechen 22 angeordnet und grenzt an diese an. Der zweite Endring 52 umgibt zumindest teilweise das zweite Ende 42 jedes Leiterstabs 36 und verbindet diese elektrisch.
-
Der erste Endring 50 und der zweite Endring 52 sind jeweils über die ersten Enden 38 der Leiterstäbe 36 bzw. die zweiten Enden 40 der Leiterstäbe 36 vergossen. Vorzugsweise sind der erste Endring 50 und der zweite Endring 52 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung vergossen. Es ist jedoch festzustellen, dass der erste Endring 50 und der zweite Endring 52 aus einem anderen leitfähigen Material gegossen sein können. Der erste Endring 50 und der zweite Endring 52 können unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Gussprozesses gegossen sein, der umfasst, aber nicht begrenzt ist auf einen Pressgussprozess, einen Hochdruck-Spritzgussprozess, einen Niederdruck-Spritzgussprozess oder einen Sandgussprozess.
-
Wie in 4 gezeigt ist, verriegelt das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 am ersten Ende 38 jedes Leiterstabs 36 mechanisch mit dem ersten Endring 50. Auf ähnliche Weise verriegelt das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 am zweiten Ende 40 jedes Leiterstabs 36 mechanisch mit dem zweiten Endring 52.
-
Das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 ist ein makroskopisches geometrisches Merkmal, das ermöglicht, dass das Vergussmaterial des ersten Endrings 50 und des zweiten Endrings 52 in das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 hineinfließt und mit dem makroskopischen Verriegelungsmerkmal 46 verriegelt, wodurch die mechanische und elektrische Bindung zwischen den Leiterstäben 36 und dem ersten Endring 50 oder dem zweiten Endring 52 verbessert wird. Der minimale Radius der Makrobaugröße des makroskopischen Verriegelungsmerkmals 46 kann durch Gleichung 1 bestimmt werden: R = 2γ / P (1) wobei R der minimale Radius des makroskopischen Verriegelungsmerkmals 46, gemessen in Mikrometer ist, γ die Oberflächenspannung des flüssigen Materials ist, das zum Gießen des ersten Endrings 50 und/oder des zweiten Endrings 52 verwendet wird, gemessen in N/m und P der Druck ist, der während der Erstarrung auf das flüssige Material aufgebracht wird, gemessen in Atm. Der minimale Radius des makroskopischen Verriegelungsmerkmals 46 ist die minimale Größe, die ermöglichen wird, dass das flüssige Material, das den ersten Endring 50 und/oder den zweiten Endring 52 formt, vollständig in das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 hineinfließt und es ausfüllt, wodurch eine korrekte mechanische Verriegelungsbindung zwischen dem makroskopischen Verriegelungsmerkmal 46 und dem gegossenen ersten Endring 50 und/oder zweiten Endring 52 sichergestellt wird.
-
Bei einem Druck von einer Atmosphäre, etwa bei dem durch Schwerkraft gegossenen Sandgussprozess muss der minimale Radius R des makroskopischen Verriegelungsmerkmals 46 größer als 18 μm sein. Bei einem höheren Druck jedoch, wie etwa bei einem Druck gleich 68,95 MPa (10.000 psi) bei dem Hochdruck-Spritzgussprozess, muss der minimale Radius R des makroskopischen Verriegelungsmerkmals 46 größer als nur 0,027 μm sein.
-
Es wird auch ein Verfahren zum Herstellen der Rotoranordnung 20 offenbart. Das Verfahren umfasst, dass die Vielzahl von Elektrostahlblechen 22 aneinander geschichtet wird, um den geschichteten Stapel 28 zu definieren. Wie vorstehend beschrieben wurde, enthält der geschichtete Stapel 28 die erste Endfläche 30 und die zweite Endfläche 32. Die zweite Endfläche 32 ist entlang der Mittelachse 26 von der ersten Endfläche 30 axial beabstandet. Die Elektrostahlbleche 22 sind auf eine derartige Weise aneinander geschichtet, dass die Nuten 24 in jedem Elektrostahlblech 22 zusammenarbeiten, um die Längsrillen 34 zu definieren, die sich entlang der Mittelachse 26 zwischen der ersten Endfläche 30 und der zweiten Endfläche 32 erstrecken, wobei die Rillen 34 unter einem Winkel um die Mittelachse 26 herum beabstandet sind und äquidistant zu dieser sind.
-
Das Verfahren umfasst ferner, dass die Leiterstäbe 36 geformt werden. Die Leiterstäbe 36 werden so geformt, dass sie eine Leiterlänge 42 umfassen, die größer als die Stapellänge 44 des geschichteten Stapels 28 aus Elektrostahlblechen 22 ist, so dass sich das erste Ende 38 und das zweite Ende 40 jedes Leiterstabs 36 über die erste Endfläche 30 bzw. die zweite Endfläche 32 hinaus nach außen erstrecken. Die Leiterstäbe 36 werden auch so geformt, dass sie das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 im ersten Ende 38 und im zweiten Ende 40 jedes Leiterstabs 36 definieren. Die Leiterstäbe 36 können auf eine beliebige geeignete Weise geformt werden, die umfasst, aber nicht beschränkt ist auf ein Gießen der Leiterstäbe 36 oder ein Modellieren und Zuschneiden der Leiterstäbe 36 unter Verwendung herkömmlicher Metallverarbeitungstechniken.
-
Das Verfahren umfasst ferner, dass in jeder der Längsrillen 34 einer der Leiterstäbe 36 positioniert wird. Die Leiterstäbe 36 werden so positioniert, dass sich das erste Ende 38 und das zweite Ende 40 jedes der Vielzahl von Leiterstäben 36 über die erste Endfläche 30 bzw. die zweite Endfläche 32 des geschichteten Stapels 28 hinaus nach außen erstrecken.
-
Das Verfahren umfasst ferner, dass der geschichtete Stapel 28 mit der darin angeordneten Vielzahl von Leiterstäben 36 in einem Formwerkzeug platziert wird. Das Formwerkzeug definiert die Hohlräume, welche die Form des ersten Endrings 50 und/oder des zweiten Endrings 52 definieren. Das Formwerkzeug kann eine beliebige geeignete Form und/oder Größe zum Gieren des ersten Endrings 50 und/oder des zweiten Endrings 52 enthalten und kann von dem Gießprozess abhängen, der verwendet wird, um den ersten Endring 50 und/oder den zweiten Endring 52 zu gießen.
-
Das Verfahren umfasst ferner, dass der erste Endring 50 um das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 des ersten Endes 38 jedes der Vielzahl von Leiterstäben 36 vergossen wird, und dass der zweite Endring 52 um das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 des zweiten Endes 40 jedes der Vielzahl von Leiterstäben 36 vergossen wird. Der erste Endring 50 und der zweite Endring 52 werden so gegossen, dass sie das erste Ende 38 jedes der Vielzahl von Leiterstäben 36 mit ersten Endring 50 zumindest teilweise umgeben und elektrisch verbinden, und dass sie das zweite Ende 40 jedes der Vielzahl von Leiterstäben 36 mit dem zweiten Endring 52 zumindest teilweise umgeben und elektrisch verbinden.
-
Das Gießen des ersten Endrings 50 und/oder des zweiten Endrings 52 umfasst das Einspritzen geschmolzenen Materials in die Gussform und um das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 in dem ersten Ende 38 jedes der Vielzahl von Leiterstäben 36 herum und/oder um das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 im zweiten Ende 40 jedes der Leiterstäbe 36 herum. Vorzugsweise werden der erste Endring 50 und der zweite Endring 52 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gegossen. Jedoch kann ein anderes leitfähiges Material verwendet werden. Das Gießen des ersten Endrings 50 und/oder des zweiten Endrings 52 kann ferner umfassen, dass das geschmolzene Material in das makroskopische Verriegelungsmerkmal 46 hinein und um dieses herum fließen gelassen wird, um es bei der Erstarrung mit dem makroskopischen Verriegelungsmerkmal 46 mechanisch zu verriegeln.
-
Das Gießen des ersten Endrings 50 und/oder des zweiten Endrings 52 kann ferner umfassen, dass das geschmolzene Material komprimiert wird, während das geschmolzene Material erstarrt. Das Komprimieren des geschmolzenen Materials während des Gießprozesses, während das geschmolzene Material erstarrt, verringert die Porosität im fertigen Vergussprodukt, erhöht die Verriegelungsfestigkeit zwischen den makroskopischen Verriegelungsmerkmalen in den Leiterstäben und den erstarrten Endringen und verbessert außerdem mechanische Eigenschaften des Endprodukts.
-
Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis im Umfang der beigefügten Ansprüche erkennen.
