DE102013012341A1 - Rotor for an electric machine - Google Patents

Rotor for an electric machine Download PDF

Info

Publication number
DE102013012341A1
DE102013012341A1 DE102013012341.0A DE102013012341A DE102013012341A1 DE 102013012341 A1 DE102013012341 A1 DE 102013012341A1 DE 102013012341 A DE102013012341 A DE 102013012341A DE 102013012341 A1 DE102013012341 A1 DE 102013012341A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
outer layer
impeller
bronze
recesses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102013012341.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Viktor Strauß
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WINTER PUMPEN GmbH
Winterpumpen GmbH
Original Assignee
WINTER PUMPEN GmbH
Winterpumpen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WINTER PUMPEN GmbH, Winterpumpen GmbH filed Critical WINTER PUMPEN GmbH
Priority to DE102013012341.0A priority Critical patent/DE102013012341A1/en
Priority to PCT/EP2014/002040 priority patent/WO2015010795A2/en
Publication of DE102013012341A1 publication Critical patent/DE102013012341A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H02K1/30Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures using intermediate parts, e.g. spiders
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278Surface mounted magnets; Inset magnets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/04Casting in, on, or around objects which form part of the product for joining parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02Selection of particular materials
    • F04D29/026Selection of particular materials especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/181Axial flow rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/95Preventing corrosion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17Alloys
    • F05D2300/172Copper alloys
    • F05D2300/1721Bronze
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17Alloys
    • F05D2300/173Aluminium alloys, e.g. AlCuMgPb
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Induction Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor (1) für eine elektrische Maschine, umfassend – ein Laufrad (2) aus Bronze, insbesondere Aluminiumbronze, und – mindestens eine zumindest teilweise hohlzylindrisch ausgebildete äußere Schicht (6) aus eisenhaltigem Metall, wobei die äußere Schicht (6) mit dem Laufrad (2) formschlüssig verbunden ist.The present invention relates to a rotor (1) for an electric machine, comprising - an impeller (2) of bronze, in particular aluminum bronze, and - at least one at least partially hollow cylindrical outer layer (6) made of iron-containing metal, wherein the outer layer (6) is positively connected to the impeller (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine.The invention relates to a rotor for an electric machine.

Im Stand der Technik existiert eine Vielzahl von Rotoren. Die meisten dieser Vorrichtungen sind meist nicht korrosionsbeständig und weisen keinen optimalen Wirkungsgrad auf. Die eisenhaltigen Rotorteile müssen daher immer aufwändig gegen Korrosion geschützt werden.There are many rotors in the prior art. Most of these devices are usually not resistant to corrosion and have no optimal efficiency. The iron-containing rotor parts must therefore always be laboriously protected against corrosion.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Mit der vorliegenden Erfindung soll die Korrosionsbeständigkeit verbessert und ein höherer Wirkungsgrad gewährleistbar sein. Ferner sollen die aus dem Stand der Technik bekannten Fertigungsschritte beim Herstellen des Rotors reduziert werden.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art. With the present invention, the corrosion resistance should be improved and a higher efficiency should be ensured. Furthermore, the known from the prior art manufacturing steps in the manufacture of the rotor are to be reduced.

Die Aufgabe wird durch einen Rotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst:
Rotor für eine elektrische Maschine, umfassend

  • – ein Laufrad aus Bronze, insbesondere aus Aluminiumbronze, und
  • – mindestens eine zumindest teilweise hohlzylindrisch ausgebildete äußere Schicht aus eisenhaltigem Metall, wobei die äußere Schicht mit dem Laufrad formschlüssig verbunden ist.
The object is achieved by a rotor having the features of claim 1:
Rotor for an electric machine, comprising
  • - An impeller made of bronze, in particular aluminum bronze, and
  • - At least one at least partially hollow cylindrical outer layer formed of iron-containing metal, wherein the outer layer is positively connected to the impeller.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.Advantageous developments are defined in the subclaims.

Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer Maschine oder eines Aggregats. Das Gegenstück zum Rotor bei elektrischen Maschinen ist der Stator, der als feststehender und unbeweglicher Teil verstanden wird.A rotor is the rotating (rotating) part of a machine or aggregate. The counterpart to the rotor in electric machines is the stator, which is understood as a fixed and immovable part.

Ein Laufrad ist ein bewegtes (rotierendes) Teil eines Rotors. Das Laufrad ist bevorzugt mittels einer Welle, die sich axial in Längsrichtung erstreckt derart lagerbar, um strömenden Fluiden oder Liquiden Arbeit zu entziehen oder zuzuführen.An impeller is a moving (rotating) part of a rotor. The impeller is preferably storable by means of a shaft which extends axially in the longitudinal direction, in order to extract or supply work to flowing fluids or liquids.

Besonders bevorzugt ist das Laufrad ohne Welle ausgeführt. Die Lagerungsfunktion des Rotors ist dann über Gleitlager am Außendurchmesser des Rotors und im Statorgehäuse gewährleistbar.Particularly preferably, the impeller is designed without a shaft. The bearing function of the rotor can then be ensured by sliding bearings on the outer diameter of the rotor and in the stator housing.

Ein Laufradblatt (Laufradschaufelblatt oder Rotorschaufel) ist ein Teil des Laufrades. Bevorzugt ist das Laufrad einschauflig ausgebildet. Besonders bevorzugt weist das Laufrad mindestens zwei Laufradblätter auf. Besonders bevorzugt sind die Laufradblätter annähernd symmetrisch verteilt im Laufrad angeordnet, um einen gleichmäßigen Lauf des Rotors zu gewährleisten.An impeller blade (impeller blade or rotor blade) is part of the impeller. Preferably, the impeller is formed einschauflig. Particularly preferably, the impeller has at least two impeller blades. Particularly preferably, the impeller blades are arranged approximately symmetrically distributed in the impeller to ensure a smooth running of the rotor.

Die vorgesehene zumindest teilweise hohlzylindrisch ausgebildete äußere Schicht, die mit dem Laufrad formschlüssig verbunden ist, verhilft dem Rotor zur Steigerung des Rotationsvermögens und zur Erhöhung des Wirkungsgrads.The envisaged at least partially hollow cylindrical outer layer, which is positively connected to the impeller, helps the rotor to increase the rotational capacity and increase the efficiency.

Die äußere Schicht (eisenhaltiger Rücken) ist bevorzugt hohlzylindrisch ausgebildet. Durch diese Ausbildung ist eine durchgehende Ummantelung des Laufrades gewährleistet. Besonders bevorzugt weist die äußere Schicht eine Dicke von etwa 10% bis 20%, bevorzugt ca. 15% des Rotordurchmessers auf.The outer layer (iron-containing back) is preferably formed as a hollow cylinder. This design ensures a continuous sheathing of the impeller. Particularly preferably, the outer layer has a thickness of about 10% to 20%, preferably about 15% of the rotor diameter.

Vorzugsweise weist die äußeren Schicht Verlängerungen (auskragende Teilbereiche) in Längsrichtung auf, die zu einem verbesserten Formschluss mit der Bronze beitragen. Dabei sind die Verlängerungen bevorzugt stufenartig ausgebildet und symmetrisch entlang der Hohlzylinderkante angeordnet.Preferably, the outer layer has extensions (projecting portions) in the longitudinal direction, which contribute to an improved positive connection with the bronze. The extensions are preferably formed step-like and arranged symmetrically along the hollow cylinder edge.

Besonders bevorzugt weist die äußere Schicht mindestens zwei ringförmige Teilbereiche auf. Dabei werden mindestens zwei ringförmige, hohlzylindrische äußere Schichten um das Laufrad herum gebildet, die beabstandet von einander entfernt liegen. Durch diese Ausbildung ist eine teilweise Ummantelung des Laufrades gewährleistet. Dabei entsteht ein verbesserter Formschluss, weil Bronze auch zwischen den ringförmigen Teilbereichen einbringbar ist.Particularly preferably, the outer layer has at least two annular portions. In this case, at least two annular, hollow-cylindrical outer layers are formed around the impeller, which are at a distance from each other. This design ensures a partial sheathing of the impeller. This results in an improved positive connection, because bronze can also be introduced between the annular portions.

In einer weiteren besonders bevorzugt Ausgestaltung ist die äußere Schicht segmentartig ausgebildet. D. h., dass die äußere Schicht aus eisenhaltigem Metall teilweise hohlzylindrisch ausgebildet ist. Dabei wird die äußere Schicht durch in axialer Längsrichtung angeordnete und zylindrisch geformte Teilstücke definiert wird. Dabei entsteht ein verbesserter Formschluss, weil Bronze zwischen den zylindrisch geformten Teilstücken einbringbar ist.In a further particularly preferred embodiment, the outer layer is formed like a segment. That is, that the outer layer of ferrous metal is partially formed as a hollow cylinder. In this case, the outer layer is defined by arranged in the axial longitudinal direction and cylindrically shaped sections. This results in an improved positive connection, because bronze between the cylindrically shaped sections can be introduced.

Durch den Einsatz von Bronze, insbesondere von Aluminiumbronze, lässt sich ein korrosionsbeständiges Laufrad herstellen.By using bronze, especially aluminum bronze, a corrosion-resistant impeller can be produced.

Bevorzugt wird bei der Bronze ein Verhältnis von Kupfer zu Zinn zwischen 95%/5% und 85%/15% gewählt. Bei einem Verhältnis von 90% Kupfer zu 10% Zinn und einer Schmelztemperatur von über 900°C haben sich die besten Resultate für den Formschluss mit dem eisenhaltigen Metall der äußeren Schicht ergeben.Preferably, in the case of the bronze, a ratio of copper to tin of between 95% / 5% and 85% / 15% is selected. At a ratio of 90% copper to 10% tin and a melting temperature of over 900 ° C, the best results for the positive connection with the ferrous metal of the outer layer have resulted.

Besonders bevorzugt besteht der Rotor aus Aluminiumbronze. Aluminiumbronze weist Kupfer, Eisen und Nickel und als Hauptlegierungszusatz ca. 10% Aluminium auf. Aluminiumbronzen haben den Vorteil, dass sie sehr korrosionsbeständig sind.Particularly preferably, the rotor is made of aluminum bronze. Aluminum bronze has copper, iron and nickel and the main alloying additive is about 10% aluminum. Aluminum bronzes have the advantage that they are very resistant to corrosion.

Besonders bevorzugt wird auch Zinnbronze für den Rotor verwendet. Zinnbronze weist Kupfer, Zinn und Blei auf. Zinnbronzen haben den Vorteil, dass sie ebenfalls sehr korrosionsbeständig sind. Tin bronze is also particularly preferably used for the rotor. Tin bronze has copper, tin and lead. Tin bronzes have the advantage that they are also very resistant to corrosion.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können auch beständige Kunststoffe und Edelstahl als Materialien für das Laufrad verwendet.In a further particularly preferred embodiment of the invention also resistant plastics and stainless steel can be used as materials for the impeller.

Bevorzugt weist das Laufrad eine zylindrisch ausgebildete Schicht aus Bronze auf, die das Laufrad radial begrenzt. Durch die radiale Begrenzung ist ein Formschluss mit der äußeren Schicht besser erreichbar. Die Dicke der Schicht entspricht in etwa 5% bis 25%, bevorzugt 15% des Rotordurchmessers.Preferably, the impeller has a cylindrically formed layer of bronze, which radially bounds the impeller. Due to the radial limitation a positive connection with the outer layer is better accessible. The thickness of the layer corresponds to approximately 5% to 25%, preferably 15% of the rotor diameter.

Besonders bevorzugt ist die äußere Schicht mit dem Laufrad über die das Laufrad radial begrenzende Schicht vergossen. Hierbei ist eine stabile und formschlüssige Verbindung zwischen dem Laufrad und der äußeren Schicht herstellbar.Particularly preferably, the outer layer with the impeller over the impeller radially encapsulating layer shed. Here, a stable and positive connection between the impeller and the outer layer can be produced.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht die radial verlaufende äußere Schicht aus Stahl, bevorzugt aus beruhigtem Stahl, besonders bevorzugt aus S355J2+N, gemäß EN 10025 ; DIN 17100 alt national: St52-3N.In a preferred embodiment of the present invention, the radially extending outer layer of steel, preferably made of calmed steel, more preferably from S355J2 + N, according to EN 10025 ; DIN 17100 Old national: St52-3N.

Aufgrund des höheren Schmelzpunktes des beruhigten Stahls findet beim Vergießen der Bronze lediglich ein Erhitzen, ohne ein Schmelzen, des Stahls statt. Dabei kommt es zu einer formschlüssigen Verbindung der Bronze mit dem Stahl. Bevorzugt kommt es durch das Schrumpfen/Schwinden der Bronze beim Erkalten der Schmelze auch zu einer kraftschlüssigen Verbindung.Due to the higher melting point of the tempered steel, the casting of the bronze merely involves heating, without melting, of the steel. This results in a positive connection of the bronze with the steel. The shrinkage / shrinkage of the bronze during cooling of the melt also leads to a frictional connection.

Bevorzugt weist das eisenhaltige Metall noch weitere Metalle oder Metalllegierungen auf, wie Kupfer, Zinn, Nickel, Blei, Mangan und/oder Messing. Dadurch lassen sich physikalische Eigenschaften, wie Härte, Schmelzpunkt, Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, etc. beeinflussen.Preferably, the iron-containing metal to other metals or metal alloys, such as copper, tin, nickel, lead, manganese and / or brass. As a result, physical properties such as hardness, melting point, weight, corrosion resistance, etc. can be influenced.

Bevorzugt weist der Stahl St52-3N Legierungselemente, wie Nickel und Mangan auf.Preferably, the steel St52-3N has alloying elements such as nickel and manganese.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die äußere Schicht an ihrer Innenseite (innenliegende Mantelfläche) Vertiefungen, Erhöhungen, Sicken, und/oder Scherzapfen auf. Dadurch kann die flüssige Bronze in die hohlen Bereiche der äußeren Schicht eindringen, um so eine verbesserte Formschlüssigkeit und Kraftschlüssigkeit zu erreichen.In a further preferred embodiment of the present invention, the outer layer on its inner side (inner circumferential surface) depressions, elevations, beads, and / or journals. As a result, the liquid bronze can penetrate into the hollow regions of the outer layer, so as to achieve an improved form-fitting and force-fit.

Vorzugsweise weist die äußere Schicht Verlängerungen (auskragende Teilbereiche) in axialer Richtung auf. Diese tragen zu einem verbesserten Formschluss mit der Bronze nach dem Vergießen der Bronze bei. Bevorzugt sind die Verlängerungen stufenartig ausgebildet und symmetrisch entlang der Hohlzylinderkante angeordnet. Vorzugsweise sind nach dem Vergießen am Laufrad entsprechend ausgestaltete Aufnahmemöglichkeiten für die Verlängerungen der äußeren Schicht ausgebildet, um so einen Formschluss mit der äußeren Schicht zu schaffen.Preferably, the outer layer has extensions (projecting portions) in the axial direction. These contribute to an improved positive connection with the bronze after the casting of the bronze. Preferably, the extensions are step-like and arranged symmetrically along the hollow cylinder edge. Preferably, after the casting on the impeller, suitably configured receiving possibilities for the extensions of the outer layer are formed so as to create a positive connection with the outer layer.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die äußere Schicht an ihrer Außenseite Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken auf. Die Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken an der Außenseite (außenliegende Mantelfläche) dienen der Aufnahme von Magneten.In a further preferred embodiment of the present invention, the outer layer on its outer side recesses, recesses and / or beads. The recesses, recesses and / or beads on the outside (outer circumferential surface) are used to hold magnets.

Vorzugsweise sind Magnete in die Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken einbringbar. Das Haltern/Fixieren der Magnete, wird zum Einen durch die Anziehungskraft (Magnetismus) zwischen der eisenhaltigen äußeren Schicht und den entsprechenden Magneten erreicht. Zum Anderen kann mit Klebstoffen, bevorzugt harzhaltigen Klebemitteln, eine zusätzliche Haltekraft erzeugt werden, die die Magnete auf der äußeren Schicht fixiert.Preferably, magnets in the recesses, recesses and / or beads can be introduced. The holding / fixing of the magnets is achieved on the one hand by the attraction (magnetism) between the iron-containing outer layer and the corresponding magnets. On the other hand, with adhesives, preferably resinous adhesives, an additional holding force can be generated, which fixes the magnets on the outer layer.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Magneten um Permanentmagnete.Particularly preferably, the magnets are permanent magnets.

Besonders bevorzugt ist die äußere Schicht mittels einer Abdeckung luft- und wasserdicht versiegelbar/verschließbar. Durch diese Abdeckung lässt sich ein Rosten des korrosionsanfälligen Eisens/Stahls unterbinden. Vorzugsweise ist die Abdeckung rohrförmig ausgebildet und besteht bevorzugt aus Kunststoffmaterial oder Edelstahl.Particularly preferably, the outer layer by means of a cover air-tight and waterproof sealable / closable. Through this cover, rusting of the corrosion-prone iron / steel can be prevented. Preferably, the cover is tubular and is preferably made of plastic material or stainless steel.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Rotor in einer elektrischen Maschine in einer Pumpe, bevorzugt in Wasserturbinen verwendet.In a further embodiment of the invention, the rotor is used in an electric machine in a pump, preferably in water turbines.

Dabei kommt bevorzugt ein Stator zur Anwendung, der als feststehender, unbeweglicher Teil der jeweiligen Vorrichtung als Gegenstück zum Rotor verwendet wird.In this case, preferably a stator is used, which is used as a stationary, immovable part of the respective device as a counterpart to the rotor.

Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10: Verfahren zur Herstellung eines Rotors, umfassend die Schritte

  • – Einbringen einer zumindest teilweise hohlzylindrischen äußeren Schicht aus eisenhaltigem Metall in eine Gussform,
  • – Eingießen von Bronze in die Gussform,
  • – Abkühlen der Bronze,
  • – Entnahme des fertig vergossenen Rotors und
  • – spanende Bearbeitung des Rotors.
Furthermore, the object is achieved by a method having the features of claim 10: A method for producing a rotor, comprising the steps
  • Introducing an at least partially hollow-cylindrical outer layer of ferrous metal into a casting mold,
  • Pouring bronze into the mold,
  • - cooling the bronze,
  • - Removal of the finished potted rotor and
  • - Machining the rotor.

Eine Vielzahl von Fertigungsschritten, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, fällt damit weg. A variety of manufacturing steps, as they are known from the prior art, thus falls away.

Bevorzugt liegt der Schmelzpunkt der Bronze, entsprechend dem Verhältnis von Kupfer zu Zinn, zwischen ca. 232°C und 1084°C. Aufgrund des höheren Schmelzpunktes des eisenhaltigen Metallrückens findet beim Vergießen der Bronze lediglich ein Erhitzen, ohne ein Schmelzen, des Stahls statt.Preferably, the melting point of the bronze, corresponding to the ratio of copper to tin, between about 232 ° C and 1084 ° C. Due to the higher melting point of the iron-containing metal back, the casting of the bronze merely involves heating, without melting, of the steel.

Die äußere Schicht aus Stahl behält seine Position in der Gussform bei. Lediglich die Bronze wird in die Gussform eingelassen um sich um den Stahl herum zu verteilen.The outer steel layer maintains its position in the mold. Only the bronze is let into the mold to spread around the steel.

Das Eingießen von Bronze in die Gussform erfolgt bevorzugt innerhalb einer kurzen Zeitspanne von 2 bis 5 Minuten, besonders bevorzugt innerhalb von 3 Minuten, um ein gleichmäßiges Abkühlen der vergossenen Bronze zu bewerkstelligen.The pouring of bronze into the mold is preferably carried out within a short period of 2 to 5 minutes, more preferably within 3 minutes, to effect uniform cooling of the potted bronze.

Bevorzugt findet ein mechanisches Nachbearbeiten des fertig vergossenen Rotors mit entsprechenden Vorrichtungen statt, damit bspw. Unebenheiten oder störende Gussreste vom Rotor entfernt werden können.Preferably, a mechanical reworking of the finished molded rotor takes place with corresponding devices so that, for example, unevenness or disturbing cast residues can be removed from the rotor.

Besonders bevorzugt sind vom Verfahren ferner folgende Schritte umfasst:

  • – Einbringen von Magneten in Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken entlang der Mantelfläche der äußeren Schicht und
  • – Versiegeln der äußeren Schicht mittels einer luft- und wasserdichten Abdeckung.
The method furthermore preferably comprises the following steps:
  • - Introducing magnets in recesses, recesses and / or beads along the outer surface of the outer layer and
  • - Seal the outer layer by means of an airtight and watertight cover.

Die Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken werden bevorzugt mittels Fräs- oder Bohrköpfen in die Mantelfläche der äußeren Schicht eingebracht.The recesses, recesses and / or beads are preferably introduced by means of milling or drilling heads in the outer surface of the outer layer.

Mit der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und ein höherer Wirkungsgrad zu erreichbar.With the present invention, improved corrosion resistance and higher efficiency can be achieved.

Die Erfindung soll nun anhand einer Zeichnung beispielhaft weiter veranschaulicht werden. Hierbei zeigt:The invention will now be illustrated by way of example with reference to a drawing. Hereby shows:

1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Rotors im Längsschnitt, 1 a view of a rotor according to the invention in longitudinal section,

2 eine perspektivische Ansicht der äußeren Schicht des Rotors aus 1 vor dem Vergießen und 2 a perspective view of the outer layer of the rotor 1 before pouring and

3 eine perspektivische Ansicht des Laufrads des erfindungsgemäßen Rotors aus 1. 3 a perspective view of the impeller of the rotor according to the invention 1 ,

Die 1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Rotors im Längsschnitt.The 1 shows a view of a rotor according to the invention in longitudinal section.

Der Rotor 1 umfasst ein Laufrad 2, wobei das Laufrad 2 Laufradblätter 3, eine Welle 4 und eine das Laufrad 2 radial begrenzende Schicht 5 aufweist. Die Schicht 5 weist eine durchgehend hohlzylindrisch ausgebildet. Im Bereich der das Laufrad 2 radial begrenzenden Schicht 5 ist eine hohlzylindrisch ausgebildete äußere Schicht 6 angebracht. Die Welle 4 dient der Lagerung des Rotors 1 um bspw. in einer Pumpvorrichtung mit Stator gelagert zu werden.The rotor 1 includes an impeller 2 , where the impeller 2 Fan blades 3 , a wave 4 and one the impeller 2 radially limiting layer 5 having. The layer 5 has a continuous hollow cylindrical design. In the area of the impeller 2 radially limiting layer 5 is a hollow cylindrical outer layer 6 appropriate. The wave 4 serves for the storage of the rotor 1 in order to be stored, for example, in a pumping device with a stator.

Alternativ könnte die Konstruktion aber auch ohne Welle ausgeführt werden. Dabei sind Gleitlager an der Außenfläche des Rotors (und im Stator) einbringbar, so dass der Rotor direkt in einem Statorgehäuse geführt werden kann (nicht dargestellt).Alternatively, the construction could also be carried out without a shaft. In this case, plain bearings on the outer surface of the rotor (and in the stator) can be introduced, so that the rotor can be performed directly in a stator housing (not shown).

Das Laufrad 2 und die Schicht 5 sind aus Bronze hergestellt.The impeller 2 and the layer 5 are made of bronze.

Die äußere Schicht 6 ist mit dem Laufrad 2 über die Schicht 5 durch ein Vergießen der Bronze formschlüssig verbunden.The outer layer 6 is with the wheel 2 over the layer 5 connected by pouring the bronze form-fitting.

Die äußere Schicht 6 weist an ihrer Innenseite Vertiefungen, Erhöhungen, Sicken, und/oder Scherzapfen (nicht dargestellt) auf. Hierdurch ist eine zusätzliche Formschlüssigkeit erreichbar.The outer layer 6 has on its inside recesses, elevations, beads, and / or journals (not shown). As a result, an additional form-fit can be achieved.

In 2 ist eine perspektivische Ansicht der äußeren Schicht des Rotors aus 1 vor dem Vergießen mit der Bronze dargestellt.In 2 is a perspective view of the outer layer of the rotor 1 presented before casting with the bronze.

Die äußere Schicht 6 weist Verlängerungen (auskragende Teilbereiche) 7 in der Längsrichtung auf. Diese tragen zu einem verbesserten Formschluss mit der Bronze bei. Dabei sind die Verlängerungen 7 stufenartig ausgebildet und symmetrisch entlang der Hohlzylinderkante angeordnet.The outer layer 6 has extensions (protruding sections) 7 in the longitudinal direction. These contribute to an improved form-fitting with the bronze. Here are the extensions 7 formed step-like and arranged symmetrically along the hollow cylinder edge.

Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Laufrads des erfindungsgemäßen Rotors aus 1.The 3 shows a perspective view of the impeller of the rotor according to the invention 1 ,

Das Laufrad 2 umfasst Laufradblätter 3, die Welle 4 und die das Laufrad 2 radial begrenzende Schicht 5.The impeller 2 includes impeller blades 3 , the wave 4 and the impeller 2 radially limiting layer 5 ,

Das Laufrad 2 aus Bronze weist entsprechend ausgestaltete Aufnahmemöglichkeiten für die Verlängerungen 7 der äußeren Schicht 6 auf, so dass ein Formschluss mit der äußeren Schicht 6 erreicht wird.The impeller 2 bronze has correspondingly designed recording options for the extensions 7 the outer layer 6 on, allowing a positive connection with the outer layer 6 is reached.

Nach dem Zusammenfügen der äußeren Schicht aus der 2 mit dem Laufrad 2 aus der 3 ergibt sich ein Rotoraufbau gemäß der 1.After joining the outer layer of the 2 with the wheel 2 from the 3 results in a rotor assembly according to the 1 ,

Die äußere Schicht 6 kann an ihrer Außenseite (Mantelfläche) Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken aufweisen (nicht dargestellt). Die Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken dienen der Aufnahme von Magneten, bevorzugt Permanentmagnete. The outer layer 6 may have on its outer side (lateral surface) recesses, recesses and / or beads (not shown). The recesses, recesses and / or beads serve to receive magnets, preferably permanent magnets.

Besonders bevorzugt ist die äußere Schicht 6 mittels einer Abdeckung luft- und wasserdicht versiegelbar. Durch das Versiegeln der korrosionsanfälligen Eisenschicht ist noch eine rohrförmige Abdeckung bevorzugt aus Kunststoffmaterial, aus Edelstahl oder aus einem anderen korrosionsbeständigen Werkstoff auf dem Rotor 1 aufzubringen (nicht dargestellt).Particularly preferred is the outer layer 6 by means of a cover air and waterproof sealed. By sealing the corrosion-prone iron layer is still a tubular cover preferably made of plastic material, stainless steel or other corrosion-resistant material on the rotor 1 to apply (not shown).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Rotorrotor
22
LaufradWheel
33
Laufradblatt, RotorschaufelImpeller blade, rotor blade
44
Laufradwelleimpeller shaft
55
die das Laufrad radial begrenzende Schichtthe impeller radially bounding layer
66
äußere Schichtouter layer
77
Verlängerungrenewal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • EN 10025 [0022] EN 10025 [0022]
  • DIN 17100 [0022] DIN 17100 [0022]

Claims (11)

Rotor (1) für eine elektrische Maschine, umfassend – ein Laufrad (2) aus Bronze, insbesondere Aluminiumbronze, und – mindestens eine zumindest teilweise hohlzylindrisch ausgebildete äußere Schicht (6) aus eisenhaltigem Metall, wobei die äußere Schicht (6) mit dem Laufrad (2) formschlüssig verbunden ist.Rotor ( 1 ) for an electrical machine, comprising - an impeller ( 2 ) of bronze, in particular aluminum bronze, and - at least one at least partially hollow cylindrical outer layer ( 6 ) of ferrous metal, the outer layer ( 6 ) with the impeller ( 2 ) is positively connected. Rotor (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Laufrad (2) eine zylindrisch ausgebildete Schicht (5) aus Bronze aufweist, die das Laufrad (2) radial begrenzt.Rotor ( 1 ) according to claim 1, wherein the impeller ( 2 ) a cylindrically formed layer ( 5 ) made of bronze, the impeller ( 2 ) is limited radially. Rotor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die äußere Schicht (6) mit dem Laufrad (2) über die das Laufrad (2) radial begrenzende Schicht (5) vergossen ist.Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the outer layer ( 6 ) with the impeller ( 2 ) over which the impeller ( 2 ) radially limiting layer ( 5 ) is shed. Rotor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die radial verlaufende äußere Schicht (6) aus Stahl besteht, bevorzugt aus beruhigtem Stahl, besonders bevorzugt aus S355J2+N.Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the radially extending outer layer ( 6 ) is made of steel, preferably of soaked steel, more preferably of S355J2 + N. Rotor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die äußere Schicht (6) an ihrer Innenseite Vertiefungen, Erhöhungen, Sicken, und/oder Scherzapfen aufweist.Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the outer layer ( 6 ) on its inside recesses, elevations, beads, and / or journals. Rotor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die äußere Schicht (6) an ihrer Außenseite Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken aufweist.Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the outer layer ( 6 ) has on its outer side recesses, recesses and / or beads. Rotor (1) gemäß Anspruch 6, wobei Magnete in die Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken einbringbar sind.Rotor ( 1 ) according to claim 6, wherein magnets in the recesses, recesses and / or beads can be introduced. Rotor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die äußere Schicht (6) mittels einer Abdeckung luft- und wasserdicht versiegelbar ist.Rotor ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the outer layer ( 6 ) by means of a cover air and water resistant sealable. Verwendung eines Rotors (1) in einer elektrischen Maschine gemäß einem der vorherigen Ansprüche in einer Pumpe, insbesondere in Wasserturbinen.Use of a rotor ( 1 ) in an electric machine according to one of the preceding claims in a pump, in particular in water turbines. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (1), umfassend die Schritte – Einbringen einer zumindest teilweise hohlzylindrischen äußeren Schicht (6) aus eisenhaltigem Metall in eine Gussform, – Eingießen von Bronze in die Gussform, – Abkühlen der Bronze, – Entnahme des fertig vergossenen Rotors (1) und – spanende Bearbeitung des Rotors.Method for producing a rotor ( 1 ), comprising the steps of - introducing an at least partially hollow cylindrical outer layer ( 6 ) of ferrous metal in a casting mold, - pouring of bronze into the casting mold, - cooling of the bronze, - removal of the finished molded rotor ( 1 ) and - machining the rotor. Verfahren zur Herstellung eines Rotors (1) gemäß Anspruch 10, ferner umfassen die Schritte – Einbringen von Magneten in Ausnehmungen, Aussparungen und/oder Sicken entlang der Mantelfläche der äußeren Schicht (6) und – Versiegeln der äußeren Schicht (6) mittels einer luft- und wasserdichten Abdeckung.Method for producing a rotor ( 1 ) according to claim 10, further comprising the steps of - introducing magnets into recesses, recesses and / or beads along the outer surface of the outer layer ( 6 ) and - sealing the outer layer ( 6 ) by means of an air and watertight cover.
DE102013012341.0A 2013-07-25 2013-07-25 Rotor for an electric machine Pending DE102013012341A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013012341.0A DE102013012341A1 (en) 2013-07-25 2013-07-25 Rotor for an electric machine
PCT/EP2014/002040 WO2015010795A2 (en) 2013-07-25 2014-07-25 Rotor for an electrical machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013012341.0A DE102013012341A1 (en) 2013-07-25 2013-07-25 Rotor for an electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013012341A1 true DE102013012341A1 (en) 2015-01-29

Family

ID=51228412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013012341.0A Pending DE102013012341A1 (en) 2013-07-25 2013-07-25 Rotor for an electric machine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013012341A1 (en)
WO (1) WO2015010795A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112653272A (en) * 2020-12-11 2021-04-13 清华大学 Compressor and starting integrated motor integration of aircraft turbine engine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106787321A (en) * 2016-12-30 2017-05-31 德清崎辉机械科技有限公司 A kind of disc type submersible motor rotor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB825152A (en) * 1956-11-05 1959-12-09 Meigh Castings Ltd Improvements in or relating to composite articles or components of shaft-like form
US20060022541A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-02 Raymond Ong Rotor hub and assembly for a permanent magnet power electric machine
DE202012010653U1 (en) * 2012-11-07 2012-11-26 Winter.pumpen GmbH Pump for conveying media

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN 17100
EN 10025

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112653272A (en) * 2020-12-11 2021-04-13 清华大学 Compressor and starting integrated motor integration of aircraft turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015010795A2 (en) 2015-01-29
WO2015010795A3 (en) 2016-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1987579B1 (en) Motor centrifugal pump
DE102009026045A1 (en) External rotor motor
DE102012213059A1 (en) cooling jacket
DE202014105449U1 (en) Rotary heat exchanger device
DE102015221777A1 (en) Housing arrangement for an electrical machine
DE102016102068A1 (en) Smooth contour metal insert for use with composite working elements
DE6924158U (en) WATER TREATMENT DEVICE
WO2008034682A1 (en) Assembly for cooling a liquid-cooled electrical machine with corrosion protection achieved by means of high-temperature zinc plating
DE102017206091B3 (en) Electric drive motor, wet-runner pump and household appliance, and method for producing such an electric drive motor
DE102015110012A1 (en) Electric motor with air purging arrangement
EP2994643B1 (en) Pump arrangement and method for producing a containment shell for the pump arrangement
EP1816729A2 (en) Electric motor
DE102013012341A1 (en) Rotor for an electric machine
DE102009013363A1 (en) Stator socket for drive unit of electric motor, particularly electronically communicating direct current motor, has casing and base, which has passage, where passage is limited by circulating lug
DE102013208856A1 (en) Runner of a swing mass storage
EP3364529B1 (en) Stator for an electric motor
EP2899855B1 (en) Electrically operated motor vehicle coolant pump
DE102011121935B4 (en) Bearing bush with bearing for use in an electrical machine
EP2725688B1 (en) Rotor for an electric motor
DE102013016654A1 (en) Squirrel-cage induction motor, has copper wire arranged in slots, and conductor, which fills gap in slot, and introduced into slot by injection molding machine
DE102010001488A1 (en) Electric machine, has stator comprising cooling circuit with liquid coolant, and rotor comprising thermal siphon with vaporizer and condenser, which is designed as hole and attached at cooling circuit for dissipation of heat from rotor
DE102010033205B4 (en) engine
DE1728405A1 (en) Rotating electric pump
DE102015213753B4 (en) Process for manufacturing a motor vehicle actuator
DE1001392B (en) Storage for electrical machines, especially wet-type squirrel-cage rotor motors intended for operation under liquids

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed