DE1069273B

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Publication number: DE1069273B
Application number: DENDAT1069273D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-19

Description

DEUTSCHES

Gehäuse für Außenkäfigmotoren wurden nach einem bisher üblichen Verfahren so hergestellt, daß die Nuten für die Käfigstäbe des Sekundärteils mit Aluminium oder mit einer elektrisch gut leitenden Leichtmetallegierung ausgegossen wurden und zugleich mit den einzugießenden Stäben Stirnringe und sonstige Teile, die das Eisenpaket zu einem Sekundärteilgehäuse ergänzen, mitangegossen wurden. Dieses Herstellungsverfahren befriedigt nicht in allen Fällen. Die notwendige gute elektrische Leitfähigkeit der Kurzschlußstäbe und -ringe würde eigentlich Reinaluminium als Werkstoff bedingen. Da aber durch den Gesamtguß zugleich ein Körper ausreichender Festigkeit entstehen soll, der gegebenenfalls als Äußenläufergehäuse schnell rotieren soll, mußte an Stelle von Reinaluminium wegen dessen niedriger Fließgrenze und seiner sonstigen unbefriedigenden Festigkeitswerte sowie wegen der Lunkerbildungsgefahr beim Gießen oft zu festigkeitsmäßig besseren Legierungen gegriffen werden. Diese weisen aber stets geringere Werte der elektrischen Leitfähigkeit auf. Es ergab sich somit nur eine Kompromißlösung.

Auch bei anderen Herstellungsverfahren für den Sekundärteil, z. B. mittels Vernietung, befriedigt die Festigkeit des Verbundkörpers oft nicht, besonders nicht über lange Betriebszeiten hinweg und bei Betrieb mit wechselnden und/oder sehr hohen Drehzahlen oder bei Betrieb mit Überlast, da durch die wechselnden Wärmedehnungen und durch das häufige Einwirken von Beschleunigungskräften eine allmähliche Lockerung der Niet- oder sonstigen Verbindungen eintritt. Diese Nachteile werden bei einem Sekundärteil für elektrische Induktionsmaschinen mit Außenkäfig erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit, z. B. Reinaluminium, in an sich bekannter Weise hergestellte Käfig samt seinem Blechpaket mit einem Material hoher mechanischer Festigkeit, vorzugsweise Leichtmetall, umgössen wird, so daß der Umgußkörper den Außenmantel des Gehäuses bildet.

An sich ist das Umgießen von Metallteilen elektrischer Maschinen, insbesondere des Ständerblechpakets elektrischer Maschinen, mit flüssigem Leichtmetall bekannt. Jedoch wurde noch nicht offenbart, daß die Festigkeit eines mit einer Käfigwicklung versehenen Sekundärteilgehäuses durch zusätzliches Umgießen erhöht werden kann.

Der Erfindungsgegenstand bietet den Vorteil, daß das Material für die Käfigwicklung und das Material für den Umgußkörper (Gehäuse) entsprechend den Anforderungen an elektrische Leitfähigkeit bzw. mechanische Festigkeit frei gewählt werden können und ein auf Kosten dieser beiden Größen gehender Kompromiß in der Materialfrage, wie er bei den Sekundärteil für elektrische
Induktionsinaschinen mit Außenkäfig

Anmelder:
Hermann Papst,
St. Georgen (Schwarzw.), Karl-Maier-Str. 1

Hermann Papst, St. Georgen (Schwarzw.), ist als Erfinder genannt worden

eingangs erwähnten Käfigankern notwendig ist, vermieden wird.

as Aus Gründen der Kühlung werden Werkstoffe guter Wärmeleitfähigkeit bevorzugt. Die Hauptgesichtspunkte bei der Werkstoffauswahl sind daher, daß ein Gehäuse hoher Festigkeit in jeder Hinsicht entsteht, welches auch rauhe betriebliche Behandlung verträgt, ferner in seinen Außenoberflächen leicht überarbeitbar ist, und das guten Wärmedurchgang und -abfluß radial nach außen hin ermöglicht. Die Umgußschicht kann aus legiertem Aluminium, einem sonstigen Leichtmetallgußwerkstoff oder ganz allgemein aus einem gußfähigen Werkstoff ausreichender Festigkeit bestehen. Für die Kurzschlußstäbe und -ringe kommt Reinstaluminium oder ein anderer elektrisch gut leitender Stoff in Betracht.

Eine elektrische Trennung der Umgußschicht von den Stirnringen kann in an sich bekannter Weise beispielsweise durch Bestreichen der Oberflächen der Aluminium-Kurzschlußringe mit Wasserglas oder einem entsprechenden Mittel erfolgen, ohne daß die Schrumpfpressung der, Umgußschicht auf die inneren Schichten hierdurch wesentlich beeinträchtigt wird; oder es kann auch die Oxydhaut des Aluminiums zur Erzielung des gleichen Zweckes künstlich erzeugt oder verstärkt werden. Ein derart hergestellter Sekundärteil kann sowohl der Rotor als auch der Stator eines Elektromotors sein. Er kann auch Bestandteil sonstiger elektrischer Maschinen, z. B. elektrischer Bremsen oder Kupplungen sein.

Ist das Eisenpaket zusätzlich mit Materialaussparungen versehen — wie bei synchronisierten Induk-

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Claims

tionsmotoren —, so werden bei einer Ausführungsart, die dem Beispiel der Abb. 2 entspricht, in an sich bekannter Weise auch diese Aussparungen, Bohrungen od. dgl. beim Umguß mit ausgegossen, um die Festigkeit des Gesamtkörpers zu erhöhen. Abb. 1 zeigt die Anordnung der Elemente eines nach der Erfindung gebauten Sekundärteils in einem Schnitt längs der Achse des Motors, Abb. 2 einen Querschnitt hierzu. In Abb. 1 ist 1 das Eisenpaket, 2 die Aluminiumkäfigstäbe, 3 die Aluminium-Kurzschlußringe, 5 die Umgußschicht aus Leichtmetallegierung, 6 und 6 a Lüfterflächen zur Selbstkühlung des Motors. In Abb. 2 sind zusätzlich Aussparungen 4 am Eisenpaket dargestellt, durch welche z. B. bei einem synchronisierten vierpoligen Induktionsmotor magnetische Engstellen in Polteilung gebildet werden, die zur Synchronisierung des Motors dienen. Die Gußschicht 5 füllt diese Aussparungen aus. Durch den Umguß des inneren Gerüstes des Sekundärteils entsteht ein sehr robuster, in elektrischer Hinsicht guter und allen betrieblichen Festigkeitsbeanspruchungen und Wärmeabfuhranforderungen genügender Sekundärteilkörper geringen Gewichtes und leichter Bearbeitbarkeit. Beispielsweise kann die Außenoberfläche, wenn sie einen völlig geschlossenen Mantel bildet, bei der Herstellung des Motors an Stelle mit Quarzsand mit Stahlsand abgestrahlt werden, was für die Werkstatt betriebliche Erleichterungen bringt. Patentansprüche:

1. Sekundärteil für elektrische Induktionsmaschinen mit Außenkäfig, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Material hoher elektrischer Leitfähigkeit, z. B. Reinaluminium, in an sich bekannter Weise hergestellte Käfig samt seinem Blechpaket mit einem Material hoher mechanischer Festigkeit, vorzugsweise Leichtmetall, umgössen ίο wird, so daß der Umgußkörper den Außenmantel des Gehäuses bildet.

2. Sekundärteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Synchronisierungsaussparungen oder -bohrungen am oder im Käfigeisenkern mit ausgegossen werden.

3. Sekundärteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigkurzschlußringe vor dem Umgießen des Käfigs mit einer elektrisch isolierenden Schicht überzogen werden, z. B. in

ao Wasserglas getaucht oder mit einer Oxydhaut versehen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 702 901, 666 124, »5 650 140, 581 353, 538 381;

österreichische Patentschrift Nr. 134 321;
schweizerische Patentschrift Nr. 90015;
britische Patentschriften Nr. 648 665, 646 317, 276.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen