DE1161637B

DE1161637B - Layered pole wheel for electrical machines

Info

Publication number: DE1161637B
Application number: DEL41408A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Bobek
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-03-07
Filing date: 1963-03-07
Publication date: 1964-01-23

Description

Schichtpolrad für elektrische Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein aus starken Stahlblechen (stärker als 2 mm) bestehendes Schichtpolrad für elektrische Maschinen, das aus überlappt zusammengeschichteten, gestanzten Blechsegmenten aufgebaut und mittels in axialer Richtung eingesetzter Bolzen zusammengepreßt ist.Layered pole wheel for electrical machines The invention relates on a layered pole wheel made of thick sheet steel (thicker than 2 mm) for electrical machines made of stamped sheet metal segments stacked together and overlapped is constructed and pressed together by means of bolts inserted in the axial direction.

Schichtpolräder sind, insbesondere in Maschinen größeren Durchmessers, mechanisch hoch beansprucht, und es wäre zweckmäßig, wenn man diese Beanspruchungen vor dem Aufbau des Schichtpolrades mit hinreichender Annäherung vorausberechnen könnte. Einer solchen rechnerischen Ermittlung steht jedoch entgegen, daß die Größe der Reibung von Blechschicht zu Blechschicht, also der Reibschluß, den diese Schichten gegeneinander haben, nicht hinreichend genau abgeschätzt werden kann. Man hat in manchen Fällen diesen Reibschluß der Blechschichten gegeneinander der Sicherheit halber aus der Berechnung überhaupt herausgelassen, wodurch es sich aber ergibt, daß die Bolzenbefestigung nur dann eine formschlüssige Verkettung aller Segmente darstellt, wenn jeder einzelne Bolzen in sein Durchgangsloch eingepaßt wird. Dies erfordert, daß die Bolzendurchgangslöcher einzeln aufgerieben werden, was sehr aufwendig ist. Außerdem werden die Bolzen stärker auf Scherung beansprucht, als wenn der Reibschluß der Segmentschichten mit in Ansatz gebracht wird.Layered pole wheels are, especially in larger-diameter machines, mechanically highly stressed, and it would be useful if these stresses Calculate in advance with a sufficient approximation before setting up the layer pole wheel could. However, such a computational determination is contradicted by the fact that the size the friction from sheet metal layer to sheet metal layer, i.e. the frictional engagement between these layers against each other cannot be estimated with sufficient accuracy. One has in In some cases, this frictional engagement of the sheet metal layers against each other for safety left out of the calculation at all, which results in that the bolt fastening is only a form-fitting chaining of all segments represents when each individual bolt is fitted into its through hole. this requires that the bolt through holes are rubbed open individually, which is very expensive is. In addition, the bolts are subjected to greater shear stress than when the frictional engagement of the segment layers is brought into consideration.

Es wurde schon versucht, die aus einzelnen Blechen zusammengesetzten Blechsegmente für den Jochring vom umlaufenden Erregerteil großer Wasserkraftgeneratoren deshalb zu kleben, um die genannten Schwierigkeiten zu überwinden. Das Verfahren des Klebens setzt jedoch absolute Reinheit der Blechflächen voraus, um einwandfreie Verbindungen zu erzielen, was nicht ohne weiteres gegeben und insofern sogar gefährlich ist, da beim Stanzvorgang die Bleche mit einer Ölschicht versehen werden.Attempts have already been made to assemble those made of individual sheets Sheet metal segments for the yoke ring from the circulating exciter part of large hydropower generators therefore to glue in order to overcome the difficulties mentioned. The procedure gluing, however, requires absolute cleanliness of the sheet metal surfaces in order to achieve perfect To achieve connections, which is not readily given and in this respect even dangerous is because the sheets are provided with a layer of oil during the punching process.

Dünne Dynamobleche von Ständerblechpaketen elektrischer Maschinen wurden bekannterweise auch schon mit länglichen Vertiefungen oder Dellen zwischen den Bolzenlöchern versehen, doch war diese Maßnahme nur zur mechanisch axialen Stabilisierung und Schwingungsdämpfung und damit zur Minderung von lästigen, magnetisch verursachten Schallfrequenzen vorgesehen und geeignet.Thin dynamo sheets from laminated stator assemblies of electrical machines were known to have elongated depressions or dents in between provided the bolt holes, but this measure was only for mechanical axial stabilization and vibration damping and thus to reduce annoying, magnetically caused Sound frequencies provided and suitable.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, einen möglichst großen Wert der Reibung von Blechschicht zu Blechschicht zu erzielen, wobei die Bolzen an sich im wesentlichen nur die axiale Pressung aufzubringen haben, weshalb sie in den Durchgangslöchern mit einer zwar begrenzten, jedoch größeren Toleranz, als bisher verlangt wurde, eingeführt werden können.In contrast, it is the object of the invention to provide the largest possible To achieve the value of the friction from sheet metal layer to sheet metal layer, the bolts essentially only have to apply the axial pressure, which is why they in the through holes with a limited but greater tolerance than was previously required, can be introduced.

Die Aufgabe wird dadurch vorteilhaft und besonders einfach gelöst, daß jedes Blechsegment im Bereich einiger vorgegebener oder aller Bolzendurchgangslöcher jeweils mit einer vorzugsweise kreisförmigen Vertiefung versehen ist und diese Vertiefungen aller übereinanderliegenden Segmentbleche ineinandergreifend angeordnet sind.The task is thereby achieved in an advantageous and particularly simple manner, that each sheet metal segment in the area of some predetermined or all bolt through holes is each provided with a preferably circular depression and these depressions all stacked segment sheets are arranged interlocking.

Mit dem Schichtpolrad gemäß der Erfindung wird die gesamte Kraft der seitlichen Verschiebung der Blechschichten gegeneinander, die bisher zum Teil in Scherwirkung den Bolzen belastete, von den Blechen selbst aufgenommen. Damit ist der Unsicherheitsfaktor bei der Vorausberechnung entfallen; die Einpassung des Bolzens im Durchgangsloch der Bleche ist von untergeordneter Bedeutung, denn für die Lage der Bleche zueinander ist die Lage der Vertiefungen und nicht mehr die Lage des Bolzens maßgebend. Dabei ist kein zusätzlicher Arbeitsgang notwendig, da die Vertiefungen gleich beim Stanzen der Bleche eingebracht werden können, indem Lochstempel und Matrize des Stanzwerkzeuges mit tellerförmigen Ansätzen versehen sind. Das fertig geschichtete Polrad wird mittels der üblichen Axialbolzen verspannt, wobei unter den Muttern entsprechend geformte Füllstücke vorgesehen sein müssen, die die Vertiefung auf beiden Seiten entsprechend und in an sich bekannter Weise ausgleichen. Die Vertiefung kann einfach konisch oder trichterförmig gedrückt werden. Es empfiehlt sich jedoch, die Vertiefung so weit auszulegen, daß die unmittelbare Randzone des Durchgangsloches wieder eben ist. Damit wird unnötigen Randspannungen, die im Bereich des Durchgangsloches auftreten und zu Rissen führen können, entgegengewirkt.With the layer pole wheel according to the invention, the entire force of the lateral displacement of the sheet metal layers against each other, which was previously partly in Shear stress on the bolt, absorbed by the sheets themselves. So is the uncertainty factor in the forecast does not apply; the fitting of the bolt in the through hole of the sheets is of minor importance, because for the location of the sheets to each other is the position of the depressions and no longer the position of the Bolzens decisive. No additional work step is necessary because the depressions can be introduced when punching the sheets by punching and Die of the punching tool are provided with plate-shaped approaches. That's done layered pole wheel is braced by means of the usual axial bolts, with under the nuts correspondingly shaped filler pieces must be provided that the recess equalize on both sides accordingly and in a manner known per se. The depression can simply be pressed conically or funnel-shaped. However, it is recommended to interpret the recess so far that the immediate edge zone of the through hole is flat again. This eliminates unnecessary edge stresses in the area of the through hole occur and lead to cracks, counteracted.

Der Gegenstand der Erfindung eignet sich für alle Schichtpolräder elektrischer Maschinen. Die Vertiefungen müssen dabei nicht konzentrisch zu den Durchgangslöchern liegen, sondern können auch außerhalb derselben angeordnet sein, wenn auch der konzentrischen Lage unbedingt der Vorzug zu geben ist.The subject matter of the invention is suitable for all layered pole wheels electrical machines. The wells do not have to be concentric to the Through holes, but can also outside of it be arranged, even if the concentric position is to be given preference is.

Die Figuren erläutern den Gegenstand der Erfindung.The figures explain the subject matter of the invention.

F i g. 1 zeigt den Ausschnitt eines Polrades in der Ansicht und F i g. 2 den Schnitt durch die Blechschichten in der Umgebung eines Bolzens.F i g. 1 shows the detail of a pole wheel in the view and FIG i g. 2 shows the section through the sheet metal layers in the vicinity of a bolt.

In den Figuren, die ein Ausführungsbeispiel darstellen, ist 1 ein Arm des Armsternes, 2 ist der Ring, der aus einzelnen Blechen geschichtet und bei 3 mit den Halterungen für Pole versehen ist. Der Ring ist bei 4 mit dem Armstern zum Polrad verbunden. Die einzelnen Blechsegmente 5, die beispielsweise von 5a bis 5b reichen und überlappt geschichtet sind, sind mit Durchgangslöchern 8 versehen, die ein axiales Verspannen des Ringes mittels der Bolzen 6 mit Muttern 7 erlauben. Gemäß der Erfindung ist nun jeweils in diesem Ausführungsbeispiel das Blechsegment in der Umgebung eines Durchgangsloches 8 mit einer Vertiefung 9 versehen, die unmittelbar am Lochrand jedoch wieder eben ausläuft. In dieser Weise greifen diese Vertiefungen der übereinanderliegenden Bleche ineinander und verhindern absolut seitliche Verschiebungen in Umfangsrichtung, ohne daß der Bolzen 6 in den Löchern 8 an den Blechen 5 anzuliegen braucht. An den Enden des Bolzens 6 ist jedoch unter den Muttern 7 jeweils ein Füllstück 10 anzuordnen, das für jede Seite entsprechend ausgebildet ist.In the figures which represent an exemplary embodiment, 1 is an arm of the arm star, 2 is the ring, which is layered from individual metal sheets and at 3 is provided with the holders for poles. The ring is connected to the arm star at 4 to the pole wheel. The individual sheet metal segments 5, which extend, for example, from 5a to 5b and are layered in an overlapping manner, are provided with through holes 8 which allow the ring to be axially braced by means of the bolts 6 with nuts 7. According to the invention, in this exemplary embodiment, the sheet metal segment is provided with a recess 9 in the vicinity of a through hole 8, which, however, runs out again directly at the edge of the hole. In this way, these depressions of the sheets lying one above the other interlock and absolutely prevent lateral displacements in the circumferential direction without the bolt 6 having to rest against the sheets 5 in the holes 8. At the ends of the bolt 6, however, a filler piece 10 is to be arranged under the nuts 7 , which is designed accordingly for each side.

Mit der Erfindung ist ein an sich einfacher und sehr wirtschaftlicher Vorschlag gegeben, mechanische Beanspruchungen in Schichtpolrädern zu ermitteln und zu beherrschen, wobei die besonderen Beanspruchungsarten eleminiert darstellbar und die Durchgangsbolzen von direkten Scherbeanspruchungen freigestellt sind.With the invention is a per se simpler and very economical A proposal was made to determine mechanical stresses in layered pole wheels and to master them, whereby the special types of stress can be eliminated and the through bolts are free from direct shear stresses.

Claims

Claims: 1. Made of strong steel sheets (thicker than 2 mm) Layered pole wheel for electrical machines, which is made from overlapping, punched sheet metal segments built up and inserted by means of in the axial direction Bolt is compressed. characterized in that each sheet metal segment in the area some predetermined or all bolt through holes each with one preferably circular recess is provided and these recesses all superimposed Segment sheets are arranged interlocking.

2. Layer pole wheel according to claim 1, characterized in that the recess concentric to the bolt through hole is conical.

3. Layer pole wheel according to claim 1, characterized in that that the recess, which is concentric to the bolt through hole, is in the form of an indentation is designed with level bolt hole edges.

4. Layer pole wheel according to claim 1 and 2 or 3, characterized in that fillers adapted to the bolt ends below the mother are laid.

5. Punching tool to create a sheet metal segment for a layered pole wheel according to claim 1 and subsequent claims, characterized in that The punch and die are provided with a plate-shaped attachment in the form of the recess are. Considered publications: German Patent Specifications No. 78 108, 207 596, 660 943, 715 947, 917 626, 974 711.