DE102015216048A1 - Rotor with a short-circuit cage and method of manufacturing a rotor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) mit einem Kurzschlusskäfig für einen Asynchronmotor, wobei der Rotor (1) ein Blechpaket (2) und der Kurzschlusskäfig mehrere Formstäbe (7) mit jeweils einem Mittelteil (8) und zwei einander gegenüberliegende Stabenden (9, 10) umfasst. Die Mittelteile (8) verlaufen in Umfangsrichtung des Blechpakets (2) verteilt innerhalb von Nuten des Blechpakets (2) und die Stabenden (8, 9) verlaufen außerhalb des Blechpakets (2). Benachbarte Stabenden (9a, 9b; 10a, 10b) sind derart gebogen, dass sie einer Kreisbahn folgend an einer Stirnseite (5, 6) des Blechpakets (2) anliegen. Weiterhin sind die benachbarten Stabenden (9a, 9b; 10a, 10b) stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines vorstehend beschriebenen Rotors (1).The invention relates to a rotor (1) having a short - circuit cage for an asynchronous motor, wherein the rotor (1) comprises a laminated core (2) and the short - circuit cage has a plurality of shaped bars (7) each having a central part (8) and two mutually opposite bar ends (9, 10 ). The central parts (8) extend in the circumferential direction of the laminated core (2) distributed within grooves of the laminated core (2) and the bar ends (8, 9) extend outside of the laminated core (2). Adjacent rod ends (9a, 9b, 10a, 10b) are bent in such a way that they rest against a circular path on an end face (5, 6) of the laminated core (2). Furthermore, the adjacent bar ends (9a, 9b, 10a, 10b) are connected to one another in a material-locking manner. The invention further relates to a method for producing a rotor (1) described above.
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor mit einem Kurzschlusskäfig für einen Asynchronmotor sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotors.The invention relates to a rotor with a short-circuit cage for an asynchronous motor and to a method for producing such a rotor.
In Asynchronmotoren kommen üblicherweise Rotoren zum Einsatz, bei denen Aluminium verwendet wird, um einen Kurzschlusskäfig herzustellen. Zur Verbesserung der Motorleistung werden auch Rotoren verwendet, bei denen Kupfer als Vergussmaterial zum Einsatz kommt. Alternativ dazu gibt es ferner Varianten, bei denen diese Rotoren aus Formstäben und bearbeiteten Kurzschlussringen montiert und verbunden werden.Asynchronous motors are commonly used with rotors that use aluminum to make a short-circuit cage. To improve the engine performance rotors are also used, in which copper is used as potting material. Alternatively, there are also variants in which these rotors are mounted and connected using form bars and machined short-circuit rings.
Kupferguss erfordert sehr hohe Temperaturen, wodurch sich die Standzeit von Werkzeugen zur Herstellung des Rotors deutlich verringert, verglichen mit einem Werkzeug für ein entsprechendes Aluminiumdruckguss-Verfahren. Dadurch erhöht sich zusätzlich zum Unterschied im Materialpreis auch der Preis für den gesamten Rotor. Weiterhin kann die Leistung von Asynchronmotoren mit Kurzschlusskäfigen, welche durch Druckgussverfahren hergestellt sind, noch erhöht werden.Copper casting requires very high temperatures, which significantly reduces the service life of tools used to manufacture the rotor, compared with a tool for a corresponding die-cast aluminum process. This increases the price of the entire rotor in addition to the difference in the material price. Furthermore, the performance of asynchronous motors with short circuit cages, which are produced by die-casting, can be increased.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Rotor und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche geringe Herstellungskosten, eine hohe Motorleistung und eine lange Standzeit von Herstellungswerkzeugen ermöglichen.It is therefore an object of the invention to provide a rotor and a method of the type mentioned, which allow low manufacturing costs, high engine performance and a long service life of production tools.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the following description and the figures.
Der erfindungsgemäße Rotor mit einem Kurzschlusskäfig für einen Asynchronmotor nach Anspruch 1 weist einen Rotor mit einem Blechpaket und einen Kurzschlusskäfig auf.The rotor according to the invention with a short-circuit cage for an asynchronous motor according to
Der Kurzschlusskäfig umfasst mehrere Formstäbe mit jeweils einem Mittelteil und zwei einander gegenüberliegenden Stabenden. Dabei schließt sich an den Mittelteil jeweils von einer Seite ein erstes und ein zweites Stabende an. Bei den Formstäben kann es sich beispielsweise um Rundstäbe handeln. Bevorzugt sind die Formstäbe jeweils einteilig ausgebildet. Weiterhin bestehen die Formstäbe bevorzugt aus Kupfer.The short-circuit cage comprises a plurality of shaped rods each having a central part and two mutually opposite rod ends. This is followed at the middle part in each case from one side to a first and a second end of the rod. The form bars may be, for example, round bars. Preferably, the shaped rods are each formed in one piece. Furthermore, the shaped rods are preferably made of copper.
Die Mittelteile verlaufen in Umfangsrichtung des Blechpakets verteilt innerhalb von Nuten des Blechpakets und die Stabenden verlaufen außerhalb des Blechpakets. Dabei können die Formstäbe insbesondere parallel zu einer Drehachse des Blechpakets innerhalb des Blechpakets verlaufen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass jeweils beide Stabenden mit gleicher Länge aus dem Rotorblechpaket herausragen, das heißt die Formstäbe sind mittig zentriert. Der Begriff Nuten kann in diesem Zusammenhang auch Kanäle bzw. Durchbrüche umfassen, welche innerhalb des Blechpakets verlaufen und einander gegenüberliegende Stirnseiten des Blechpakets miteinander verbinden.The central parts extend in the circumferential direction of the laminated core distributed within grooves of the laminated core and the rod ends extend outside of the laminated core. In this case, the shaped rods can run in particular parallel to a rotational axis of the laminated core within the laminated core. It is preferably provided that in each case both bar ends protrude with the same length from the rotor laminated core, that is, the shaped rods are centered in the center. The term grooves may in this context also include channels or openings, which extend within the laminated core and interconnect opposite end faces of the laminated core.
Benachbarte Stabenden sind derart gebogen, dass sie einer Kreisbahn folgend an einer Stirnseite des Blechpakets anliegen. Mit anderen Worten werden die Formstäbe auf beiden Seiten sozusagen „vertwistet“ bzw. „verdreht“, das heißt die überstehenden bzw. die von den Stirnseiten des Blechpakets abstehenden Enden der Formstäbe sind einer Kreisbahn folgend umgebogen, so dass alle Stäbe aufeinander liegen bzw. nebeneinander ohne Abstand aneinander liegen.Adjacent rod ends are bent in such a way that they rest against a circular path on an end face of the laminated core. In other words, the shaped rods are "twisted" or "twisted" on both sides, that is to say the projecting ends or the ends projecting from the end faces of the laminated core are bent over following a circular path, so that all the rods lie on one another or side by side lie without distance to each other.
Weiterhin sind die benachbarten Stabenden stoffschlüssig miteinander verbunden. Durch die stoffschlüssige Verbindung wird eine dauerhafte, mechanische und elektrisch leitfähige Verbindung sichergestellt. Die stoffschlüssig miteinander verbundenen Stabenden bilden dadurch Kurzschlussringe des Kurzschlusskäfigs und damit des Rotors aus. Somit werden keine zusätzlichen Endscheiben benötigt, um die Kurzschlussringe herzustellen. Weiterhin kann auf Vergusswerkzeuge verzichtet werden, um Kupfer in die Nuten zu leiten.Furthermore, the adjacent rod ends are firmly bonded together. The cohesive connection ensures a permanent, mechanical and electrically conductive connection. The cohesively interconnected rod ends thereby form shorting rings of the short circuit cage and thus of the rotor. Thus, no additional end plates are needed to produce the shorting rings. Furthermore, casting tools can be dispensed with in order to guide copper into the grooves.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeweils beide Stabenden der Formstäbe in die gleiche Richtung gebogen sind. Dadurch weisen die Formstäbe in ihrer Gesamtheit eine C-Form auf. Die C-Form bildet eine Klammer aus, welche eine höhere Mechanische Festigkeit ermöglicht.According to one embodiment, it is provided that in each case both bar ends of the form bars are bent in the same direction. As a result, the mold bars in their entirety have a C shape. The C-shape forms a clamp, which allows a higher mechanical strength.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeweils beide Stabenden der Formstäbe in einander entgegengesetzte Richtungen gebogen sind. Dadurch weisen die Formstäbe in ihrer Gesamtheit eine Z-Form auf. Durch die Z-Form können sich Kräfte während der Herstellung zumindest teilweise gegeneinander aufheben, so dass eine zusätzliche Festhaltevorrichtung während der Herstellung entfallen oder zumindest kleiner dimensioniert werden kann. Dadurch kann der Fertigungsaufwand gesenkt werden.According to a further embodiment it is provided that in each case both bar ends of the form bars are bent in opposite directions. As a result, the shaped rods in their entirety have a Z-shape. Due to the Z-shape, forces can at least partially cancel each other during manufacture, so that an additional holding device can be dispensed with during manufacture or at least made smaller. As a result, the production cost can be reduced.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Rotors mit einem Kurzschlusskäfig für einen Asynchronmotor insbesondere eines zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Rotors, umfasst das Bereitstellen eines Blechpakets mit in Umfangsrichtung des Blechpakets verteilten Nuten, welche einander gegenüberliegende Stirnseiten des Blechpakets miteinander verbinden.The inventive method for producing a rotor with a short-circuit cage for an asynchronous motor, in particular a rotor according to the invention described above, comprises providing a laminated core with distributed in the circumferential direction of the laminated core grooves, which connect opposite end faces of the laminated core together.
Weiterhin werden mehrere Formstäbe mit jeweils einem Mittelteil und zwei einander entgegengesetzten Stabenden zur Bildung des Kurzschlusskäfigs bereitgestellt. Furthermore, a plurality of mold bars are provided, each with a central part and two mutually opposite rod ends to form the short-circuit cage.
Die Formstäbe werden in die Nuten des Blechpakets derart eingesteckt, dass die Mittelteile innerhalb des Blechpakets verlaufen und die Stabenden außerhalb des Blechpakets verlaufen. Bevorzugt erfolgt dabei ein Zentrieren der Formstäbe. Mit Zentrieren ist insbesondere gemeint, dass jeweils beide Stabenden mit gleicher Länge aus dem Rotorblechpaket herausragen.The form bars are inserted into the grooves of the laminated core such that the central parts extend within the laminated core and extend the rod ends outside of the laminated core. Preferably, a centering of the shaped rods takes place. By centering is meant in particular that both rod ends protrude with the same length from the rotor core.
Die Stabenden werden derart gebogen, dass benachbarte Stabenden einer Kreisbahn folgend an einer Stirnseite des Rotorblechpakets anliegen.The bar ends are bent in such a way that adjacent bar ends follow a circular path following one end face of the rotor lamination stack.
Weiterhin erfolgt ein stoffschlüssiges Verbinden der benachbarten Stabenden.Furthermore, there is a cohesive connection of the adjacent rod ends.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Biegen beider Stabenden der Formstäbe in die gleiche Richtung. Dadurch weisen die Formstäbe in ihrer Gesamtheit eine C-Form auf. Die C-Form bildet eine Klammer aus, welche eine höhere mechanische Festigkeit ermöglicht.According to one embodiment of the method according to the invention, bending of both bar ends of the forming bars takes place in the same direction. As a result, the mold bars in their entirety have a C shape. The C-shape forms a clamp, which allows a higher mechanical strength.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Biegen beider Stabenden der Formstäbe in einander entgegengesetzte Richtungen vor. Dadurch weisen die Formstäbe in ihrer Gesamtheit eine Z-Form auf. Durch die Z-Form können sich Kräfte während der Herstellung zumindest teilweise gegeneinander aufheben, so dass eine zusätzliche Festhaltevorrichtung während der Herstellung entfallen oder zumindest kleiner dimensioniert werden kann. Dadurch kann der Fertigungsaufwand gesenkt werden.A further embodiment of the method according to the invention provides for a bending of both bar ends of the shaped bars in opposite directions. As a result, the shaped rods in their entirety have a Z-shape. Due to the Z-shape, forces can at least partially cancel each other during manufacture, so that an additional holding device can be dispensed with during manufacturing or at least can be made smaller. As a result, the production cost can be reduced.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawing. Hereby shows:
Wie in
Der jeweilige Mittelteil
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015216048.3A DE102015216048A1 (en) | 2015-08-21 | 2015-08-21 | Rotor with a short-circuit cage and method of manufacturing a rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102015216048.3A DE102015216048A1 (en) | 2015-08-21 | 2015-08-21 | Rotor with a short-circuit cage and method of manufacturing a rotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102015216048A1 true DE102015216048A1 (en) | 2017-02-23 |
Family
ID=57961224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102015216048.3A Ceased DE102015216048A1 (en) | 2015-08-21 | 2015-08-21 | Rotor with a short-circuit cage and method of manufacturing a rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102015216048A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2248167A (en) * | 1936-06-15 | 1941-07-08 | Gen Motors Corp | Method of making rotors |
DE19849926A1 (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-04 | Bosch Gmbh Robert | Method for manufacturing a rotor for an asynchronous motor and rotor manufactured by the method |
-
2015
- 2015-08-21 DE DE102015216048.3A patent/DE102015216048A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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