DE102014015965A1

DE102014015965A1 - Method for producing a short inside runner

Info

Publication number: DE102014015965A1
Application number: DE102014015965.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Meier-Wagner; Christian Rucha; Soon Ho Park
Original assignee: Wilo SE
Current assignee: Wilo SE
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-05-04
Also published as: WO2016066266A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kurzschlussinnenläufers (1) für einen Elektromotor, mit einem Rotorblechpaket (2), das Rotornuten (6) aufweist, die zur Ausbildung von Kurzschlussstäben (8) eines Käfigs mit Kupfer (10) oder einer Kupferlegierung ausgefüllt werden. Die Rotornuten (6) des Rotorblechpakets (2) sind zum Außenmantel (5) hin zunächst verschlossen und werden im Schleuderguss mit dem Kupfer (10) oder der Kupferlegierung gefüllt, wobei gleichzeitig an den axialen Enden der Rotornuten (6) Kurzschlussringe (9) ausgebildet werden.The invention relates to a method for producing a short inner rotor (1) for an electric motor, comprising a rotor laminated core (2) having rotor slots (6) which are filled with copper (10) or a copper alloy to form shorting bars (8) of a cage , The rotor grooves (6) of the rotor core (2) are initially closed to the outer shell (5) and are filled by centrifugal casting with the copper (10) or the copper alloy, at the same time formed at the axial ends of the rotor grooves (6) short circuit rings (9) become.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kurzschlussinnenläufer für einen Elektromotor, mit einem Rotorblechpaket, das Rotornuten aufweist, die zur Ausbildung von Kurzschlussstäben eines Käfigs mit Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgefüllt werden.The present invention relates to a method of manufacturing a female short circuit for an electric motor, comprising a rotor core having rotor slots which are filled with copper or a copper alloy to form shorting bars of a cage.

Kurzschlussläufer von Asynchronmotoren werden mit Kurzschlussstäben aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder Aluminium ausgeführt, die sich längs des Blechpakets erstrecken. Dies kann gemäß einer ersten Variante durch Bestabung erfolgen, wobei massive Kurzschlussstäbe separat vom Blechpaket gefertigt und anschließend in seine Rotornuten axial eingeschoben werden. Die Enden der Kurzschlussstäbe werden dann mit Kurzschlussringen verlötet oder verschweißt. Dies sind aufwändige Arbeitsschritte bei der Herstellung des Kurzschlussläufers.Squirrel-cage rotors of asynchronous motors are designed with short-circuit bars made of copper, a copper alloy or aluminum, which extend along the laminated core. This can be done by Bestabung according to a first variant, wherein massive short-circuiting rods are manufactured separately from the laminated core and then inserted axially into its rotor grooves. The ends of the shorting bars are then soldered or welded with shorting rings. These are complex steps in the production of the squirrel cage rotor.

Es ist alternativ bekannt, den Kurzschlusskäfig von Asynchronmotoren im Druckgussverfahren herzustellen. Dabei wird der Kurzschlusskäfig aus einem Guss hergestellt. Als Materialien sind hier ebenfalls Aluminium oder Kupfer bekannt, wobei Kupfer zu einem besseren Wirkungsgrad führt, aber aufgrund der hohen Schmelztemperatur, die im Vergleich zu Aluminium um den Faktor 2 höher ist, und aufgrund der hohen Gießdrücke geringere Werkzeugstandzeiten verursacht. Dies führt dazu, dass die Werkzeugformteile häufiger ausgetauscht werden müssen, was ebenfalls den Herstellungsaufwand und die Herstellungskosten erhöht.It is alternatively known to produce the short-circuit cage of asynchronous motors in the die-casting process. The short-circuit cage is made of one piece. As materials here are also known aluminum or copper, copper leads to better efficiency, but due to the high melting temperature, which is higher by a factor of 2 compared to aluminum, and due to the high casting pressures causes shorter tool life. As a result, the mold parts have to be replaced more frequently, which also increases the production cost and the manufacturing cost.

Ein weiteres Herstellungsverfahren stellt das Schleuderguss-Verfahren dar, bei dem flüssiges Aluminium oder Kupfer in die Rotornuten gegossen wird, während der Rotor sich dreht. Aufgrund der nach außen offenen Rotornuten, ist dieses Verfahren nur bei Kurzschlussaußenläufern möglich, da bei Innenläufern das einfließende Metall aus den Rotornuten herausgeschleudert werden würde. Um dies zu verhindern, wären zusätzliche Formteile bei der Gießmaschine erforderlich, die die radialen Rotornutenöffnungen außen verschließenAnother manufacturing process is the centrifugal casting process wherein liquid aluminum or copper is poured into the rotor grooves as the rotor rotates. Due to the rotor grooves that are open to the outside, this method is only possible with short-circuit external rotors, because in the case of internal rotors, the inflowing metal would be ejected from the rotor slots. To prevent this, additional moldings would be required in the casting machine, which close the radial Rotornutenöffnungen outside

Ein Verfahren zur Herstellung eines Kurzschlussaußenläufers ist in der europäischen Patentanmeldung EP 1 188 215 B1 beschrieben. Bei diesem Außenläufer sind die Rotornuten naturgemäß nach Innen offen, d. h. radial nach außen geschlossen, so dass das in die Rotornuten einfließende Metall in Folge der wirkenden Zentrifugalkräfte radial nach Außen gegen die innenliegende Rotornutenwand gedrückt wird. Der Vorteil des Schleudergussverfahrens besteht darin, dass das Rotorblechpaket die Gießform für die auszubildenden Kurzschlussstäbe darstellt. Gleichwohl muss bei dem Verfahren gemäß der EP 1 188 215 B1 ein inneres Formwerkzeugteil die radial nach innen offenen Rotornuten des Rotorblechpakets verschließen.A method for producing a short-circuit outer rotor is in the European patent application EP 1 188 215 B1 described. In this external rotor, the rotor grooves are naturally inwardly open, ie closed radially outwards, so that the metal flowing into the rotor grooves is forced radially outwards against the inner rotor groove wall as a result of the centrifugal forces acting. The advantage of the centrifugal casting method is that the rotor laminated core represents the casting mold for the short-circuiting rods to be formed. Nevertheless, in the process according to EP 1 188 215 B1, an inner mold part has to close the radially inwardly open rotor grooves of the rotor laminations.

Nachteilig bei der Herstellung eines Kurzschlussaußenläufers im Schleudergussverfahren ist, dass das einfließende Metall in Folge der Zentrifugalkräfte zwar radial außen sehr homogen und insbesondere frei von Lufteinschlüssen ist, da sich die Luft radial innen sammelt. Dies ist aber gerade der Grund, dass diese Homogenität im radial innen liegenden Bereich der gefüllten Rotornuten nicht gewährleistet ist. Dieser Bereich ist jedoch für einen guten elektrischen Wirkungsgrad des Elektromotors wesentlich, da hier der Übergang der elektromagnetischen Feldlinien zwischen dem Stator und dem Rotor vorhanden ist.A disadvantage in the production of a short-circuit external rotor by centrifugal casting is that the inflowing metal is due to the centrifugal forces, although radially outside very homogeneous and in particular free of air bubbles, since the air collects radially inward. But this is precisely the reason that this homogeneity is not guaranteed in the radially inner region of the filled rotor grooves. However, this range is essential for a good electrical efficiency of the electric motor, since the transition of the electromagnetic field lines between the stator and the rotor is present here.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Kurzschlussinnenläufers für einen Elektromotor bereitzustellen, das eine einfachere und damit wirtschaftlichere Herstellung des Kurzschlussinnenläufers ermöglicht.Object of the present invention is to provide a comparison with the prior art improved method for producing a short-circuit inner rotor for an electric motor, which allows a simpler and thus more economical production of the inner short-circuit rotor.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the method having the features of claim 1. Advantageous developments are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ausbildung der Kurzschlussstäbe im Kurzschlussinnenläufer im Schleudergussverfahren erfolgt, wobei die Rotornuten des Rotorblechpakets zum Außenmantel hin zunächst verschlossen sind und im Schleuderguss mit flüssigem Kupfer oder einer flüssigen Kupferlegierung gefüllt werden. Dies bedeutet, dass der genutete Kurzschlussinnenläufer während des Füllvorgangs rotiert, so dass das einfließende Kupfer oder die Kupferlegierung in den Rotornuten radial nach außen gegen die Innenseite der die Rotornuten nach außen begrenzenden Wand des Blechpakets geschleudert wird. Hierdurch erhalten die Rotorstäbe eine besonders hohe Homogenität im radial außen liegenden Bereich, der räumlich an den magnetischen Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator angrenzt, so dass die elektromagnetischen Feldlinien gut vom Rotorblechpaket aufgenommen werden können. Dagegen würden sich Luft oder andere Einschlüsse im radial innenliegenden Bereich der Rotornuten sammeln.According to the invention, it is provided that the formation of the short-circuit bars in the inner short-circuit rotor takes place by centrifugal casting, wherein the rotor slots of the rotor laminated core are initially closed towards the outer shell and are filled by centrifugal casting with liquid copper or a liquid copper alloy. This means that the grooved short internal rotor rotates during the filling process, so that the inflowing copper or copper alloy is thrown in the rotor grooves radially outwardly against the inside of the rotor grooves outwardly bounding wall of the laminated core. This gives the rotor rods a particularly high homogeneity in the radially outer region, which is spatially adjacent to the magnetic gap between the rotor and the stator, so that the electromagnetic field lines can be easily absorbed by the rotor laminated core. In contrast, air or other inclusions would accumulate in the radially inner region of the rotor grooves.

Mit dem Ausbilden der Kurzschlussstäbe im Schleudergussverfahren werden gleichzeitig an den axialen Enden der Rotornuten Kurzschlussringe ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Kurzschlussringe nicht separat hergestellt und anschließend angelötet oder angeschweißt werden müssen. Die Herstellung des gesamten Kurzschlusskäfigs erfolgt damit in einem einzigen Herstellungsschritt. Der Kurzschlusskäfig wird dabei integraler Bestandteil des Blechpakets.With the formation of the short-circuit bars by centrifugal casting short-circuit rings are formed simultaneously at the axial ends of the rotor grooves. This has the advantage that the short-circuit rings need not be manufactured separately and then soldered or welded. The production of the entire short-circuit cage is thus carried out in a single manufacturing step. Of the Short-circuit cage becomes an integral part of the laminated core.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann nach dem Einfüllen das Rotorblechpaket auf einen kleineren Durchmesser abgedreht werden. Dies bewirkt, dass die ausgebildeten Kurzschlussstäbe näher an den magnetischen Luftspalt zwischen Rotor und Stator herangeführt werden, bzw. der Abstand zwischen Luftspalt und Kurzschlussstab geringer wird. Aufgrund der höheren Permeabilität des Kupfers respektive der Kupferlegierung gegenüber dem Blech des Rotorblechpakets können die elektromagnetischen Feldlinien dann leichter in den Rotor eindringen. Der Wirkungsgrad des Elektromotors wird dadurch verbessert. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, indem der Rotor anschließend soweit abgedreht wird, bis die mit dem Kupfer oder der Kupferlegierung gefüllten Rotornuten Teil der Außenmantelfläche des Rotors, insbesondere des Rotorblechpakets sind bzw. werden. Dies bedeutet, dass die Rotorstäbe in der Außenmantelfläche sichtbar werden bzw. nach dem Abdrehen sichtbar sind. Dies ist jedoch nicht zwingend.According to an advantageous development, the rotor core can be turned to a smaller diameter after filling. This has the effect that the short-circuit rods formed are brought closer to the magnetic air gap between rotor and stator, or the distance between air gap and short-circuit bar is reduced. Due to the higher permeability of the copper or the copper alloy relative to the sheet of the rotor core, the electromagnetic field lines can then easily penetrate into the rotor. The efficiency of the electric motor is thereby improved. This effect can be further enhanced by then turning the rotor until the rotor slots filled with the copper or the copper alloy are or become part of the outer circumferential surface of the rotor, in particular of the rotor laminated core. This means that the rotor rods are visible in the outer circumferential surface or are visible after twisting. However, this is not mandatory.

Ein erfindungsgemäßer Grundgedanke ist es, auf Formteile zum Herstellen der Gießform weitgehend zu verzichten. Das für die Herstellung des Kurzschlussinnenläufers verwendete Rotorblechpaket bildet zumindest in radialer Richtung selbst die Gießform für die Kurzschlussstäbe. Vor dem Einfüllen des flüssigen Kupfers oder der Kupferlegierung sind die Rotornuten im Blechpaket folglich geschlossen. Dies kann dadurch erfolgen, dass das Blechpaket selbst radial nach außen geschlossen ist, so dass die Rotornuten nicht erst geschlossen werden müssen. Es ist lediglich erforderlich, an den axialen Enden des Rotorblechpakets Werkzeugformteile vorzusehen, die eine Kavität zur Ausbildung der endseitigen Kurzschlussringe aufweisen. Diese werden vor dem Schleudergießen axialseitig an das Rotorblechpaket angesetzt.An inventive idea is to largely dispense with moldings for producing the casting mold. The rotor core used for the production of the inner short inner rotor forms at least in the radial direction itself the mold for the short-circuit bars. Before filling the liquid copper or copper alloy, the rotor grooves in the laminated core are therefore closed. This can take place in that the laminated core itself is closed radially outward, so that the rotor grooves do not have to be closed first. It is only necessary to provide at the axial ends of the rotor laminated core tool moldings having a cavity for forming the end short-circuit rings. These are attached before the centrifugal casting on the axial side of the rotor core.

Das Rotorblechpaket kann während des Einfüllens des Kupfers oder der Kupferlegierung bezogen auf die Rotationsachse vertikal angeordnet sein. Dies bedeutet, dass sich zunächst die dann untenliegende Kavität für einen der Kurzschlussringe füllt und sich anschließend die Rotornuten von unten nach oben füllen. Aufgrund der Drehbewegung des Rotors ist der Füllstand in den Rotornuten im axialen Querschnitt betrachtet annähernd kegelförmig ist. Dies hat den Vorteil, dass sich Lufteinschlüsse im Kupfer oder der Kupferlegierung radial innen gut nach oben entweichen können. Zuletzt wird die Kavität für den oberen Kurzschlussring gefüllt. Die vertikale Anordnung des Rotorblechpakets hat ferner den Vorteil, dass die zur Drehung des Rotorblechpakets notwendigen Lager gleichmäßig belastet werden.The rotor core can be arranged vertically during the filling of the copper or copper alloy with respect to the axis of rotation. This means that first the then underlying cavity fills for one of the short-circuit rings and then fill the rotor grooves from bottom to top. Due to the rotational movement of the rotor, the filling level in the rotor grooves is approximately conical in axial cross-section. This has the advantage that air inclusions in the copper or copper alloy can escape radially upwards in the radial direction. Finally, the cavity for the upper short-circuit ring is filled. The vertical arrangement of the rotor lamination stack also has the advantage that the necessary for the rotation of the rotor lamination stack bearing evenly.

Es ist alternativ möglich, dass das Rotorblechpaket während des Einfüllens bezogen auf die Rotationsachse horizontal angeordnet ist. Hier werden zwar die Lager der Schleudergussmaschine aufgrund der Gewichtskraft des Rotorblechpakets und der sich zunehmend füllenden Nuten in ihrem unteren Bereich stärker belastet, jedoch ergeben sich bei dem Einfüllen des Kupers respektive der Kupferlegierung Vorteile. So ist der Füllvorgang beispielsweise gleichmäßiger, weil sich die Rotornuten infolge der Rotation über die gesamte axiale Länge gleichmäßig zunehmend von außen nach innen füllen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass von beiden axialen Enden des Rotorblechpakets eingefüllt werden kann, wie nachfolgend noch beschrieben wird.It is alternatively possible that the rotor lamination stack is arranged horizontally with respect to the axis of rotation during filling. Here, although the bearings of the centrifugal casting machine due to the weight of the rotor core and the increasingly filling grooves are more heavily loaded in its lower part, however, there are advantages in the filling of the copper respectively the copper alloy. Thus, for example, the filling process is more uniform, because the rotor grooves, as a result of the rotation, fill uniformly increasingly from the outside to the inside over the entire axial length. Another advantage is that it can be filled from both axial ends of the rotor core, as will be described below.

Da sich erfindungsgemäß das Rotorblechpaket während des Einfüllens des flüssigen Kupfers oder der Kupferlegierung rotiert, rotiert folglich die Gießform für das flüssige Metall, so dass es infolge der Zentrifugalkräfte radial nach außen gedrückt wird. Die Rotation erfolgt vorzugsweise während des gesamten Einfüllvorgangs. Das heißt, das Rotorblechpaket dreht schon bereits dann, wenn der Einfüllvorgang begonnen hat. Es ist jedoch bei vertikal angeordnetem Blechpaket sinnvoll, dass die Rotation erst dann beginnt, wenn die untere Kavität für den Kurzschlussring gefüllt ist, damit sich keine Lufteinschlüsse im radial innenliegenden Bereich dieser Kavität ergeben, wo aus Sicht der Nuten Hinterschnitte vorhanden sind.Thus, according to the invention, since the rotor laminated core rotates during filling of the liquid copper or copper alloy, the liquid metal mold rotates to be pushed radially outward due to the centrifugal forces. The rotation preferably takes place during the entire filling process. That is, the rotor core already rotates when the filling process has begun. However, it is useful with vertically arranged laminated core that the rotation begins only when the lower cavity is filled for the short-circuit ring, so that no air bubbles in the radially inner region of this cavity arise where undercut from the view of the grooves are present.

Vorzugsweise rotiert das Rotorblechpaket während des Einfüllens mit einer Drehzahl zwischen 500 und 1000 Umdrehungen pro Minute. Diese Drehgeschwindigkeit stellt zum einen keine hohen Anforderungen an den Drehantrieb der Gießmaschine für das Rotorblechpaket dar, sorgt anderseits aber gleichzeitig für ausreichende Zentrifugalkräfte, um Lufteinschlüsse im flüssigen Kuper respektive der Kupferlegierung abzuscheiden.Preferably, the rotor laminated core rotates during filling at a speed between 500 and 1000 revolutions per minute. On the one hand, this rotational speed does not impose any great demands on the rotary drive of the casting machine for the rotor laminated core, but on the other hand at the same time ensures sufficient centrifugal forces in order to separate air pockets in the liquid copper or copper alloy.

Idealerweise rotiert das Rotorblechpaket während des Einfüllens gemäß einem vordefinierten Drehzahlprofil. So kann beispielsweise in einem ersten Zeitabschnitt, in dem die untere Kavität gefüllt wird, eine erste Drehzahl, während des Befüllens der Rotornuten eine zweite Drehzahl und beim Befüllen der oberen Kavität für den zweiten Kurzschlussring eine dritte Drehzahl vorliegen, wobei die zweite Drehzahl größer als die erste Drehzahl und die dritte Drehzahl kleiner als die zweite Drehzahl sein kann. Die niedrige erste und dritte Drehzahl sorgt für ein in radialer Richtung gleichmäßiges Befüllen der unteren Kavität. Je geringer die Drehzahl ist, desto flacher ist der Kegelwinkel des Füllstands in den Rotornuten und den Kurzschlussringkavitäten. Die dritte Drehzahl geringer als die zweite Drehzahl zu wählen, sorgt deshalb dafür, dass sich auch die zweite Kurzschlussringkavität gleichmäßig füllt und Lufteinschlüsse weitgehend vermieden werden.Ideally, the rotor core rotates during filling according to a predefined speed profile. Thus, for example, in a first period in which the lower cavity is filled, a first speed, while filling the rotor grooves a second speed and when filling the upper cavity for the second shorting ring, a third speed, the second speed is greater than that first speed and the third speed may be less than the second speed. The low first and third speed ensures a uniform filling of the lower cavity in the radial direction. The lower the speed, the flatter the cone angle of the fill level in the rotor slots and the short-circuit ring cavities. Therefore, choosing the third speed less than the second speed will ensure that the second one will Evenly filling the short-circuit ring cavity and largely avoiding air pockets.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann der herzustellende Kurzschlussinnenläufer, wie im Stand der Technik üblich, geschränkt im Rotorblech angeordnete Rotornuten aufweisen. Dies bedeutet, dass die Rotornuten und entsprechend die darin ausgebildeten Kurzschlussstäbe nicht achsparallel liegen, sondern sich in einem Winkel zu einer solchen achsparallelen Geraden erstrecken. Dies verbessert die Anlaufeigenschaften des Elektromotors. Vorteilhafterweise erfolgt die Rotation des Rotorblechpaketes entgegen der Richtung der Schränkung der Rotornuten. Das heißt, dass wenn sich eine Rotornut von einem axialen Ende des Rotorblechpaktes zum anderen axialen Ende entlang erstreckt und dabei in eine Umfangsrichtung verläuft, die Rotationsrichtung des Blechpakets in die entgegengesetzte Umfangsrichtung gerichtet ist. Dies hat folgende technische Wirkung und folgenden Vorteil: in Folge der Bewegung des Rotorblechpakets und der auf das flüssige Kupfer bzw. die flüssige Kupferlegierung wirkende Trägheitskraft wird das Kuper bzw. die Kupferlegierung gegen die in Rotationsrichtung hinten liegende Begrenzungswand der jeweiligen Rotornut gedrückt, so dass sich in Umfangsrichtung ein schräger Füllstand des eingefüllten Kupfers bzw. der Kupferlegierung ergibt. Dies wird durch den weiteren Effekt verstärkt, dass die Rotornuten wie Schaufeln wirken, wenn die Verschränkungsrichtung mit der Drehrichtung übereinstimmt. Letzteres ist sowohl bei vertikal als auch bei horizontaler Anordnung des Rotorpakets vorhanden. Der Pegelstand würde – bei vertikaler Anordnung – dadurch noch schräger verlaufen. Dies wird durch eine zur Verschränkungsrichtung entgegengesetzt gerichtete Rotationsrichtung vermieden.According to an advantageous embodiment variant, the internal short-circuit inner rotor to be produced, as usual in the prior art, may have rotor grooves arranged in a restricted manner in the rotor plate. This means that the rotor slots and, correspondingly, the short-circuit bars formed therein are not parallel to the axis, but extend at an angle to such an axis-parallel straight line. This improves the startup characteristics of the electric motor. Advantageously, the rotation of the rotor core takes place counter to the direction of the rotation of the rotor grooves. That is, when a rotor groove extends from one axial end of the rotor lamination to the other axial end and thereby extends in a circumferential direction, the rotational direction of the lamination stack is directed in the opposite circumferential direction. This has the following technical effect and the following advantage: as a result of the movement of the rotor laminated core and the inertial force acting on the liquid copper or the liquid copper alloy, the copper or copper alloy is pressed against the boundary wall of the respective rotor groove located in the direction of rotation, so that in the circumferential direction results in an inclined level of the filled copper or copper alloy. This is enhanced by the further effect that the rotor grooves act like blades when the direction of interleaving coincides with the direction of rotation. The latter is present both in vertical and in horizontal arrangement of the rotor core. The water level would be even more oblique - in a vertical arrangement. This is avoided by a direction of rotation opposite to the direction of rotation.

Dagegen ist es bei horizontaler Anordnung des Rotorblechpaketes von Vorteil, wenn die Drehrichtung mit der Richtung der Schränkung der Rotornuten übereinstimmt, weil dies dazu führt, dass das Kupfer oder die Kupferlegierung durch die Drehung besser von dem Einfüllende zum anderen Axialende fließt.In contrast, it is in horizontal arrangement of the rotor core of advantage if the direction of rotation coincides with the direction of the rotation of the rotor grooves, because this causes the copper or copper alloy flows through the rotation better from the filling end to the other axial end.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante rotiert das Rotorblechpaket nach dem Beenden des Einfüllens so lange weiter, bis die Temperatur des Kupfers oder der Kupferlegierung unterhalb eine bestimmte Temperaturgrenze gefallen ist. Vorzugsweise ist diese Temperaturgrenze die Erstarrungstemperatur des Kupfers oder der Kupferlegierung. Auf diese Weise kann eine gezielte Verteilung des Kupfers bzw. der Kupferlegierung in den Rotornuten erreicht werden. So ist es beispielsweise bei einer horizontalen Anordnung der Rotationsachse nachteilig, die Rotation zu beenden, so lange das eingefüllte Kupfer bzw. die Kupferlegierung noch nicht erstarkt ist. Denn durch die Rotation wird das Kupfer bzw. die Kupferlegierung radial nach außen gedrückt Wird die Rotation vor der Erstarrung des Metalls beendet, fließt das Metall aufgrund seiner Gewichtskraft nach unten und sammelt sich bei den unten im Rotorblechpaket liegenden Rotornuten radial außen und bei den oben liegenden Rotornuten radial innen, so dass es zu einer unsymmetrischen Verteilung des Kupfers bzw. der Kupferlegierung in den Rotornuten kommt.According to a preferred embodiment variant, after the filling has been completed, the rotor laminated core continues to rotate until the temperature of the copper or of the copper alloy has fallen below a certain temperature limit. Preferably, this temperature limit is the solidification temperature of the copper or copper alloy. In this way, a targeted distribution of the copper or the copper alloy can be achieved in the rotor grooves. For example, in the case of a horizontal arrangement of the axis of rotation, it is disadvantageous to terminate the rotation as long as the filled copper or the copper alloy has not yet been strengthened. This is because the rotation causes the copper or the copper alloy to be pressed radially outwards. If the rotation ends before the solidification of the metal, the metal flows downwards due to its weight and collects radially outward at the rotor grooves located at the bottom in the rotor laminated core and at the top Rotor grooves radially inside, so that there is an asymmetrical distribution of copper or copper alloy in the rotor grooves.

Ein Zurückfließen des flüssigen Metalls wird jedoch verhindert, wenn die Rotation so lange erfolgt, wie das Kupfer bzw. die Kupferlegierung noch nicht erstarrt ist. Durch die Beendigung der Rotation erst nach Unterschreiten der Erstarrungstemperatur kann somit eine definierte Verteilung des Kupfers bzw. der Kupferlegierung in den Rotornuten bei horizontal angeordneter Achse des Rotorblechpakets erreicht werden.Backflow of the liquid metal is prevented, however, if the rotation takes place as long as the copper or the copper alloy has not yet solidified. By completing the rotation only after falling below the solidification temperature can thus be achieved a defined distribution of copper or copper alloy in the rotor grooves with horizontally arranged axis of the rotor core.

Im Falle einer vertikalen Anordnung der Rotationsachse des Rotorblechpakets kann dagegen die Rotation schon vor Erreichen der Erstarrungstemperatur beendet werden. Das Kupfer oder die Kupferlegierung kann durch ein koaxial zum Rotorblechpaket angesetztes Rohr oder einen Rüssel eingefüllt werden. Dies gilt sowohl für die horizontale als auch für die vertikale Anordnung des Rotorblechpakets. Während das vertikal angeordnete Rotorblechpaket grundsätzlich oben zur Atmosphäre hin geöffnet sein kann, und das flüssige Kupfer aus einem Tiegel in die Rotornuten respektive in eine Öffnung gegossen werden kann, die in dem den oberseitigen Kurzschlussring ausbildenden Formteil vorhanden ist, wird der Rüssel für ein koaxiales Einfüllen des Kupfers bzw. der Kupferlegierung benötigt, wenn das Rotorblechpaket horizontal angeordnet ist. Das Rohr oder der Rüssel kann dann an eine Öffnung in dem einen Kurzschlussring ausbildenden Formteil angesetzt werden und fließt in axialer Richtung waagerecht in die Rotornuten des Rotorblechpakets hinein. Unter einem Rüssel wird erfindungsgemäß eine Zuleitung verstanden, die flexibler als ein Rohr ist. Sowohl das Rohr als auch der Rüssel können einen Winkelabschnitt aufweisen, um das flüssige Kupfer aus einer bestimmten Einfüllrichtung in die Horizontale zu lenken.In the case of a vertical arrangement of the axis of rotation of the rotor laminated core, however, the rotation can be stopped before reaching the solidification temperature. The copper or copper alloy can be filled through a coaxial to the rotor core packet set pipe or a trunk. This applies to both the horizontal and the vertical arrangement of the rotor core. While the vertically arranged rotor core may in principle be open at the top to the atmosphere, and the liquid copper may be poured from a crucible into the rotor grooves, respectively, into an opening provided in the upper side shorting ring forming part, the spout will become coaxial of the copper or the copper alloy needed when the rotor core is arranged horizontally. The tube or the trunk can then be attached to an opening in the form of a short-circuit forming part and flows in the axial direction horizontally into the rotor grooves of the rotor core. Under a proboscis according to the invention a supply line understood that is more flexible than a pipe. Both the tube and the trunk may have an angular portion to direct the liquid copper from a particular filling direction in the horizontal.

Die horizontale Anordnung des Rotorblechpakets hat den Vorteil, dass das Kupfer oder die Kupferlegierung von beiden Axialseiten des Rotorblechpakets durch jeweils ein koaxial zum Rotorblechpaket angeordnetes Rohr bzw. einen entsprechend angeordneten Rüssel eingefüllt werden kann. Bei dieser Ausführungsvariante erfolgt der Füllvorgang folglich von beiden Axialseiten, so dass sich die beiden Fließfronten des Kupfers bzw. der Kupferlegierung in etwa der axialen Mitte des Rotorblechpakets begegnen. Das Befüllen von beiden Axialseiten hat einerseits den Vorteil, dass der Füllvorgang beschleunigt wird, andererseits wird aufgrund der reduzierten Fließwege des jeweiligen Kupferstroms bzw. Kupferlegierungsstroms die Abkühlgeschwindigkeit reduziert, so dass die Viskosität über annähernd den gesamten Einfüllweg im Wesentlichen gleich bleibt und sich die Luftanschlüsse aufgrund der Rotation wirkungsvoll radial nach innen bewegen können, so dass über die gesamte axiale Länge des Kurzschlussläufers eine homogene Ausbildung der Kurzschlusstäbe erreicht wird. Es sei jedoch angemerkt, dass ein Befüllen von beiden Axialseiten nicht unbedingt erforderlich ist. Ein Befüllen kann auch von nur einer Axialseite erfolgen, wobei die andere Axialseite verschlossen ist.The horizontal arrangement of the rotor lamination stack has the advantage that the copper or copper alloy can be filled from both axial sides of the rotor lamination stack by a respective tube arranged coaxially with the rotor lamination packet or a correspondingly arranged trunk. In this embodiment, the filling process consequently takes place from both axial sides, so that the two flow fronts of the copper or the copper alloy meet approximately at the axial center of the rotor lamination stack. The filling of both axial sides on the one hand has the advantage that the filling process is accelerated, on the other hand, due to the reduced flow paths of the respective copper stream or copper alloy stream, the cooling rate is reduced so that the viscosity remains substantially the same over almost the entire fill path and the air ports can effectively move radially inwardly due to the rotation such that over the entire axial length the squirrel cage a homogeneous formation of short-circuit bars is achieved. It should be noted, however, that filling of both axial sides is not absolutely necessary. Filling can also take place from only one axial side, wherein the other axial side is closed.

Eine alternative Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen, besteht darin, dass Blechpaket während des Einfüllens zu beheizen, insbesondere auf eine Temperatur zwischen ca. 1100°C und 1500°C. Dies bewirkt, dass das Kupfer bzw. die Kupferlegierung während des Einfüllens flüssig gehalten wird.An alternative way to achieve this goal is to heat the laminated core during filling, in particular to a temperature between about 1100 ° C and 1500 ° C. This causes the copper or copper alloy to be kept liquid during filling.

Bevorzugt kann auch das Rohr oder der Rüssel oder die Rohre oder die Rüssel vor dem ersten Gießen auf eine Temperatur von mindestens 200°C aufgeheizt werden. Dies hat den Vorteil, dass Spannungsrisse vermeiden werden. Ferner ist eine Aufheizung auf eine höhere Temperatur, insbesondere mindestens 1100°C vorteilhaft, um ein Einfrieren während des Fließens zu vermeiden.Preferably, the tube or the trunk or the tubes or the trunk can be heated to a temperature of at least 200 ° C prior to the first casting. This has the advantage that stress cracks will be avoided. Furthermore, heating to a higher temperature, in particular at least 1100 ° C., is advantageous in order to avoid freezing during flow.

Wie bereits erwähnt, ist es erforderlich, zur Ausbildung der endseitigen Kurzschlussringe entsprechende Formteile an den Axialenden des Rotorblechpakets vorzusehen, die an ihrer zum Blechpaket gerichteten Innenseite jeweils eine Kavität aufweisen, deren innere Kontur der äußeren Kontur des jeweils auszubildenden Kurzschlussringes entspricht. Diese Formteile können Teil einer Gießmaschine sein, in die das Rotorblechpaket eingesetzt wird und die dann koaxial zu einander zufahren.As already mentioned, to form the end-side short-circuit rings, it is necessary to provide corresponding molded parts at the axial ends of the rotor laminated core, which each have a cavity on their inner side facing the laminated core whose inner contour corresponds to the outer contour of the short-circuiting ring to be formed. These moldings may be part of a casting machine into which the rotor lamination stack is inserted and which then move coaxially to each other.

Alternativ ist es möglich, dass die Formteile Abdeckungen für das Rotorblechpaket bilden, die zunächst manuell oder maschinell auf das Rotorblechpaket dieses umgreifend aufgesetzt und dann mitsamt dem Rotorblechpaket in die Gießmaschine eingesetzt werden.Alternatively, it is possible that the moldings form covers for the rotor laminated core, which are initially placed manually or by machine on the rotor laminated core this encompassing and then used together with the rotor core in the casting machine.

Die Formteile, insbesondere die Abdeckungen, können aus einem keramisch oder keramisch beschichteten Material bestehen, um den Temperaturen des flüssigen Kupfers bzw. der Kupferlegierung zu wiederstehen und ein Verschmelzen zu verhindern. Es können jedoch auch andere hochtemperaturbeständige Werkstoffe verwendet werden.The moldings, in particular the covers, may be made of a ceramic or ceramic coated material to resist the temperatures of the liquid copper or copper alloy and prevent fusion. However, other high temperature resistant materials may be used.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:Further advantages and features of the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and the accompanying figures. Show it:

1 perspektivische Ansicht eines Rotorblechpakets mit Rotornuten 1 Perspective view of a rotor core with rotor slots

2 perspektivische Ansicht des Rotorblechpakets gemäß 1 in teilweise aufgeschnittener Darstellung mit Abdeckungen und Zuführrohr 2 perspective view of the rotor core according to 1 in partially cutaway view with covers and feed tube

3 Darstellung gemäß 2 im gefüllten Zustand der Rotornuten und Abdeckungen 3 Representation according to 2 in the filled state of the rotor grooves and covers

4 Rotorblechpaket mit hergestelltem Kurzschlusskäfig im Querschnitt 4 Rotor laminated core with manufactured short-circuit cage in cross section

5 perspektivische Ansicht des Rotorblechpakets mit gegossenen Rotornuten und Kurzschlussringen 5 perspective view of the rotor core with cast rotor slots and shorting rings

6 Ausschnitt des Rotorblechpakets gemäß 5 in aufgeschnittener Darstellung 6 Section of the rotor core according to 5 in a cutaway view

7 abgedrehtes Rotorblechpaket 7 turned rotor core

8 Ausschnitt des abgedrehten Rotorblechpakets gemäß 7 in teilweise aufgeschnittener Darstellung 8th Section of the wormed rotor core according to 7 in partially cutaway view

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Rotorblechpaket 2 eines Kurzschlussinnenläufers 1 eines Elektromotors in perspektivischer Darstellung vor der Einbringung des Kurzschlusskäfigs. Das Blechpaket 2 besitzt Rotornuten 6, die sich unterhalb der Mantelfläche 5 von einem Axialende zum anderen Axialende entlang erstrecken. Die Rotornuten 6 sind radial nach außen durch den Außenmantel des Rotorblechpakets 2 geschlossen, so dass sie Kanäle bilden. Ferner liegen die Rotornuten geschränkt im Blechpaket 2 vor, wie insbesondere an den 2 und 3 deutlich wird. 1 shows an inventive rotor core 2 a short inside runner 1 an electric motor in perspective view before the introduction of the short circuit cage. The laminated core 2 owns rotornuts 6 that extends below the lateral surface 5 extend from one axial end to the other axial end. The rotutas 6 are radially outward through the outer jacket of the rotor core 2 closed so that they form channels. Furthermore, the rotor grooves are restricted in the laminated core 2 before, as in particular at the 2 and 3 becomes clear.

2 zeigt das Rotorblechpaket 2 in perspektivischer Ansicht in teilweise aufgeschnittener Darstellung, wobei ein in Blickrichtung liegendes Viertelstück des Rotorblechpakets 2 herausgeschnitten ist. Der Blick ist somit frei auf die koaxial verlaufende Bohrung, durch die sich im assemblierten Zustand des Rotorpakets die Rotorwelle des Elektromotors hindurch erstreckt. Die Darstellung des aufgeschnittenen Rotorblechpakets 2 zeigt die geschränkte Anordnung der Rotornuten 6. So ist am linksseitigen Ende oben der freie Blick in den Anfang einer ersten geschlossenen Rotornut 6 gegeben, wohingegen am anderen Ende eine zum Teil geschnittene in Umfangsrichtung hinter der ersten Rotornut 6 liegende zweite Rotornut 6 erkennbar ist. 2 shows the rotor laminated core 2 in a perspective view in partially cutaway view, wherein a lying in the viewing direction quarter piece of the rotor core 2 is cut out. The view is thus free on the coaxial bore through which extends the rotor shaft of the electric motor in the assembled state of the rotor core. The illustration of the cut rotor core 2 shows the restricted arrangement of the rotor grooves 6 , Thus, at the left end, the free view into the beginning of a first closed rotor groove is 6 whereas, at the other end, a partially cut circumferential direction behind the first rotor groove 6 lying second Rotornut 6 is recognizable.

Das Rotorblechpaket ist endseitig jeweils durch keramische Abdeckungen 4a, 4b verschlossen, die die Stirnseiten des Rotorblechpakets 6 teilweise umgreifen. In diesen Abdeckungen 4a, 4b ist jeweils eine Kavität 7 vorhanden, die jeweils zur Ausbildung eines Kurzschlussrings 9 dient. Die erste der beiden Abdeckkappen 4a besitzt eine zentrale Öffnung, durch die sich ein Rüssel 3 hindurch erstreckt, über welchen flüssiges Kupfer in die Kavität 7 einfließen kann. Damit das Kupfer nicht in die koaxial verlaufende Bohrung für die Rotorwelle hineinfließt, wird diese mit einem Stopfen verschlossen.The rotor core is at each end by ceramic covers 4a . 4b closed, the front sides of the rotor core 6 partially surround. In these covers 4a . 4b is each a cavity 7 present, each to Training a short circuit ring 9 serves. The first of the two covers 4a has a central opening through which a trunk 3 extends through which liquid copper in the cavity 7 can flow into it. So that the copper does not flow into the coaxial bore for the rotor shaft, it is closed with a stopper.

3 zeigt den Endzustand der mit flüssigem Kupfer 10 ausgefüllten Rotornuten 6 und Kavitäten 7. Um diesen Zustand zu erreichen, wird flüssiges Kupfer 10 durch den Rüssel 3, siehe Pfeil A, in die rüsselseitige Kurzschlussringkavität 7 eingefüllt, während sich das Rotorblechpaket 2 samt Endkappen 4a, 4b entlang der koaxial zum Rotorblechpaket 6 liegenden Rotationsachse 11 dreht, siehe Pfeil B. Das Rotorblechpaket 2 ist dabei horizontal gelagert. Das Einbringen des Kupfers 10 in die Gießform erfolgt drucklos bzw. nur mit der Gewichtskraft des fließenden Kupfermaterials 10, so dass keine besonderen Maßnahmen zum Abdichten der Abdeckkappen 4a, 4b gegenüber dem Rotorblechpaket 6 bzw. zwischen dem Rüssel 3 und der ersten Abdeckkappe 4a erforderlich sind. Die Gießform ist hier durch die Kavitäten 7 und die Rotornuten 6 gebildet. Infolge der Drehung werden alles Rotornuten 6 gleichmäßig gefüllt. Durch die wirkenden Zentrifugalkräfte wird das Kupfer 10 radial nach außen geschleudert und fließt gleichmäßig entlang der Rotornuten 6 zum axial gegenüberliegenden Ende, wo es die dort in der zweiten Abdeckung 4b vorhandene Kurzschlussringkavität 7 zunehmend ausfüllt. Die in 3 dargestellte Rotationsrichtung gemäß Pfeil B liegt entgegengesetzt zum Schränkungswinkel der Rotornuten 6. 3 shows the final state of liquid copper 10 filled rotor grooves 6 and cavities 7 , To achieve this state, liquid copper is 10 through the trunk 3 , see arrow A, into the trunk-side short-circuit ring cavity 7 filled while the rotor laminated core 2 including end caps 4a . 4b along the coaxial with the rotor core 6 lying rotational axis 11 turns, see arrow B. The rotor core 2 is stored horizontally. The introduction of the copper 10 into the mold takes place without pressure or only with the weight of the flowing copper material 10 , so no special measures for sealing the caps 4a . 4b opposite the rotor core 6 or between the trunk 3 and the first cap 4a required are. The mold is here through the cavities 7 and the rotornuts 6 educated. As a result of the rotation, everything becomes rotten 6 evenly filled. Due to the centrifugal forces acting the copper 10 Thrown radially outward and flows evenly along the rotor grooves 6 to the axially opposite end, where there is the second cover 4b existing short-circuit ring cavity 7 increasingly filling. In the 3 shown direction of rotation according to arrow B is opposite to the Schränkungswinkel the rotor grooves 6 ,

Am Ende des Einfüllvorgangs gemäß 3 bilden dann die mit Kupfer 10 ausgefüllten Kurzschlussringkavitäten die Kurzschlussringe 9 des Kurzschlusskäfigs und die mit Kupfer 10 ausgefüllten Rotornuten 6 die Kurzschlussstäbe 8 des Kurzschlusskäfigs. Für den Befüllungsvorgang bildet folglich das Rotorblechpaket 2 die Gießform des herzustellenden Kurschlusskäfigs, da das Rotorblechpaket außen an seiner Mantelfläche 5 geschlossen ist.At the end of the filling process according to 3 then form the ones with copper 10 filled short-circuiting ring cavities the shorting rings 9 of the short-circuit cage and those with copper 10 filled rotor grooves 6 the shorting bars 8th of the short-circuit cage. For the filling process thus forms the rotor core 2 the mold of the Kurschlusskäfigs to be produced, since the rotor laminated core outside on its lateral surface 5 closed is.

4 zeigt eine Querschnittsdarstellung des fertigen Kurzschlussinnenläufers, wobei die Abdeckkappen 4a, 4b weiterhin aufgesetzt sind. Die Kurzschlusstäbe 8 und die Kurzschlussringe 9 sind einstückig aus Kupfer 10 hergestellt und bilden einen integralen Bestandteil mit dem Rotorblechpaket 2. 4 shows a cross-sectional view of the finished inner short inside rotor, wherein the cover caps 4a . 4b continue to be set up. The short-circuit bars 8th and the shorting rings 9 are made in one piece from copper 10 manufactured and form an integral part of the rotor laminated core 2 ,

5 zeigt den Kurzschlussinnenläufer 1 mit dem im Schleuderguss hergestellten Kurzschlussstäben und Kurzschlussringen 9, wobei im Vergleich zur 4 die Abdeckkappen 4a, 4b entfernt sind. Die Außenmantelfläche 5 des Rotorblechpakets 2 ist weiterhin geschlossen. 5 shows the short inside runner 1 with the centrifugally produced short-circuit bars and short-circuit rings 9 , in comparison to 4 the caps 4a . 4b are removed. The outer circumferential surface 5 of the rotor core 2 is still closed.

6 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des gefüllten Rotorblechpakets 2, wobei in Umfangsrichtung ein Viertelstück und in axialer Richtung ein Teilstück aus dem Kurzschlussinnenläufer herausgeschnitten ist. Der Blick ist somit frei auf die ausgefüllten Rotornuten 6, in denen nun nach dem Schleudergussverfahren die Kurzschlussstäbe 8 ausgebildet sind. 6 shows an enlarged view of a section of the filled rotor core 2 , wherein in the circumferential direction a quarter piece and in the axial direction a portion of the inner short inner rotor is cut out. The view is thus free on the filled rotor grooves 6 , in which now after the centrifugal casting process, the short-circuit bars 8th are formed.

In einem dem Zustand des Kurzschlussinnenläufers gemäß 5 folgenden Bearbeitungsschritt wird das Rotorblechpaket 2 abgedreht, so dass der Außendurchmesser des Rotorblechpakets 2 reduziert wird. Durch diese spanabhebende Bearbeitung wird ein Teil des Rotorblechpakets in radialer Richtung entfernt, so dass die Rotornuten in der Außenmantelfläche 5 sichtbar werden. Der abgedrehte Zustand des Rotorblechpakets ist in 7 dargestellt. Deutlich erkennbar sind nunmehr die radial außen liegenden Bereiche 12 der Kurzschlussstäbe 8, die sich linienförmig im Außenmantel 5 des Rotorblechpakets 2 von einem Axialende zum anderen Axialende erstrecken. Eine Vergrößerung des aufgeschnittenen Rotorblechpakets 2 mit Blick auf die Kurzschlussstäbe 8 im abgedrehten Zustand des Rotorblechpakets 2 ist in 8 dargestellt.In a state of short-circuit indoor according to 5 following processing step is the rotor core 2 turned off, leaving the outer diameter of the rotor core 2 is reduced. By this machining, a part of the rotor lamination stack is removed in the radial direction, so that the rotor grooves in the outer circumferential surface 5 become visible. The twisted state of the rotor core is in 7 shown. Clearly visible now are the radially outer regions 12 the shorting bars 8th , which are linear in the outer jacket 5 of the rotor core 2 extend from one axial end to the other axial end. An enlargement of the cut rotor core 2 overlooking the shorting bars 8th in the twisted state of the rotor core 2 is in 8th shown.

Die Verwendung des Schleudergussverfahrens für die Ausbildung der Kurschlussstäbe 8 und Kurzschlussringe 9 im Blechpaket 2 des Kurzschlussinnenläufers 1 führt zu einer höheren Dichte des Kupfers 10 und zu einem homogeneren Gefüge, da sich Luftbläschen im flüssigen Metall im radial innenliegenden Bereich der noch nicht vollständig gefüllten Rotornuten 6 sammelt. Die hohe Dichte und Homogenität des flüssigen Kupfers 10 verbunden mit der guten elektrischen Leitfähigkeit des Kupfers führt zu einer deutlichen Erhöhung des Wirkungsgrades eines Elektromotors mit erfindungsgemäß hergestelltem Kurzschlussinnenläufer 1.The use of the centrifugal casting process for the formation of the short-circuit bars 8th and shorting rings 9 in the laminated core 2 of the short circuit inside runner 1 leads to a higher density of copper 10 and to a more homogeneous structure, since air bubbles in the liquid metal in the radially inner region of the not yet completely filled rotor grooves 6 collects. The high density and homogeneity of the liquid copper 10 combined with the good electrical conductivity of the copper leads to a significant increase in the efficiency of an electric motor according to the invention produced short inside rotor 1 ,

Da das Rotorblechpaket die Gießform für die Kurzschlussstäbe bildet, werden keine zusätzlichen Gießformen benötigt, so dass hier auch kein Verschleiß derselben in Folge der hohen Schmelzetemperatur vorliegen kann. Bei den lediglich endseitig vorhandenen Abdeckungen 4a, 4b ist der Verschleiß durch die Verwendung des Schleudergussverfahrens minimiert, da das flüssige Kupfer ohne zusätzlichen Druck in die Kavitäten 7 einfließt. Dies ist ein besonderer Vorteil des Schleudergussverfahrens gegenüber dem Druckgießen, welches zusätzliche Dichtungen zwischen Rüssel und erster Abdeckung 4a sowie zwischen dem Rotorpaket 2 und den Abdeckungen 4a, 4b erfordern würde, wobei diese Dichtungen aufgrund der Rotation des Rotorblechpakets 2 zumindest im Bereich des Rüssels 3 zusätzlich besonders ausgebildet sein müssten, um einerseits die Dichtigkeit und andererseits die Rotationsmöglichkeit zu gewährleisten.Since the rotor laminated core forms the casting mold for the short-circuiting rods, no additional casting molds are required, so that no wear of the same due to the high melt temperature can be present here. In the only end existing covers 4a . 4b The wear is minimized by using the centrifugal casting process, as the liquid copper without additional pressure in the cavities 7 flows. This is a particular advantage of the centrifugal casting process over the die casting, which additional seals between the trunk and the first cover 4a as well as between the rotor package 2 and the covers 4a . 4b would require, these seals due to the rotation of the rotor core 2 at least in the area of the trunk 3 In addition, it would have to be specially designed to ensure, on the one hand, the tightness and, on the other hand, the possibility of rotation.

Bei dem erfindungsgemäßen Kupferschleuderguss ist die Temperatur der Kupferschmelze ähnlich wie bei dem Druckguss, allerdings ist der entstehende Druck erheblich kleiner, da lediglich Zentrifugalkräfte vorliegen. Somit wird die Gießform weniger beansprucht. In the case of the copper spinning casting according to the invention, the temperature of the copper melt is similar to that of the die casting, but the resulting pressure is considerably smaller, since only centrifugal forces are present. Thus, the mold is less stressed.

Im Ergebnis führt das erfindungsgemäße Schleudergussverfahren zur Herstellung des Kurzschlusskäfigs im Rotorblechpaket aufgrund der höheren Kupferdichte zu einem höheren Wirkungsgrad des Elektromotors, zu längeren Werkzeugstandzeiten im Gegensatz zum Kupferdruckgussverfahren und zu einer einfacheren Herstellbarkeit und einfacherem Herstellungsprozess. Darüber hinaus sind beliebige Nutgeometrien realisierbar.As a result, the centrifugal casting method according to the invention for producing the short-circuit cage in the rotor laminated core due to the higher copper density leads to a higher efficiency of the electric motor, to longer tool life in contrast to the Kupferdruckgussverfahren and to easier manufacturability and simpler manufacturing process. In addition, any groove geometries can be realized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1188215 B1 [0005]

Claims

Method for producing a short-circuit inner rotor ( 1 ) for an electric motor, with a rotor core ( 2 ), the rotuta ( 6 ), which is used to form short-circuit bars ( 8th ) of a cage with copper ( 10 ) or a copper alloy, characterized in that the rotor grooves ( 6 ) of the rotor core ( 2 ) to the outer shell ( 5 ) are initially closed and in centrifugal casting with the copper ( 10 ) or the copper alloy, wherein at the same time at the axial ends of the rotor grooves ( 6 ) Shorting rings ( 9 ) be formed.

A method according to claim 1, characterized in that the rotor core ( 2 ) is turned off after filling to a smaller diameter.

A method according to claim 2, characterized in that the rotor core ( 2 ) is turned off until with the copper ( 10 ) or the copper alloy filled rotor grooves ( 6 ) Part of the outer circumferential surface ( 5 ) of the rotor core ( 2 ) are.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the copper ( 10 ) or the copper alloy without pressure in the rotor grooves ( 6 ) is filled.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor laminated core ( 2 ) is arranged vertically during filling.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor laminated core ( 2 ) is arranged horizontally during filling.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the laminated rotor core ( 2 ) rotates during filling at a speed between 500 and 1000 rpm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor grooves ( 6 ) in the rotor laminated core ( 2 ) and the rotation of the rotor core ( 2 ) takes place against the direction of the setting.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor laminated core ( 2 ) after filling until the temperature of the copper ( 10 ) or the copper alloy has fallen below a certain temperature limit, in particular at least below its solidification temperature.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the copper ( 10 ) or the copper alloy by a coaxial with the rotor core ( 2 ) attached pipe ( 3 ) or a trunk ( 3 ) is filled.

Method according to one of claims 6 to 10, characterized in that the copper ( 10 ) or the copper alloy from both axial sides of the rotor core ( 2 ) by one / a coaxial with the rotor laminated core ( 2 ) attached / attached pipe ( 3 ) or trunk ( 3 ) is filled.

The method of claim 10 or 11, characterized in that the tube ( 3 ) or the trunk ( 3 ) or the tubes or the trunk are heated to a temperature of at least 200 ° C before the first pouring.

Method according to claim 10 or 11, characterized in that the tube ( 3 ) or the trunk ( 3 ) into a free space ( 7 ) for the formation of the tube or trunk-side shorting ring ( 9 ) or that the tubes or proboscis are each placed in a free space ( 7 ) for the formation of the respective short-circuit ring ( 9 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor laminated core ( 2 ) during centrifugal casting at its axial ends of each of a ceramic or ceramic coated cover ( 4a . 4b ), in each case a free space ( 7 ) for forming one of the short-circuit rings ( 9 ) is trained.