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Verfahren zur Herstellung und zum Schichten der Polbleche von Schenkelpolläufern
großer elektrischer Maschinen In Wärme umgesetzte Verluste an auf Schenkelpolen
elektrischer Maschinen angeordneten Wicklungen werden durch Kühlung abgeführt. Dabei
ist es bekannt, zwischen den Wicklungen der Polspule und den Polschenkeln, in Achsrichtung
verteilt, Zwischenräume zur Führung des Kühlmediums anzuordnen. Man spricht dann
von einer innen belüfteten Polspule.
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Werden die Polbleche übereinander zu einem Blechpaket geschichtet,
so geschieht die Herstellung beispielsweise wie folgt: Es werden zwei Blechschnitte
hergestellt, und zwar ein normaler Blechschnitt mit großem Abstand der Außenkanten
der Polschenkel (Polflanken) zur Mittellinie; an den Polflanken dieser Bleche liegen
dann die Wicklungen unmittelbar an. Die erforderlichen Zwischenräume für die Führung
des Kühlmediums werden dadurch geschaffen, daß mittels eines zweiten Blechschnittes,
mit verkürztem Abstand der Polschenkel zur Mittellinie, der notwendige Zwischenraum
zur Führung des Kühlmediums erhalten wird. Es werden dann mehrere von den jeweiligen
Blechschnitten hergestellte Polbleche zu jeweils einer Blechschicht, mit oder ohne
Zwischenraum, geschichtet; mehrere Blechschichten ergeben dann die gesamte Blechpakethöhe,
um welche die Polspulen anzuordnen sind. Derartige Polbleche mit zwei Schnitten
verlangen also zwei verschiedene Stanzwerkzeuge und entsprechendes differenziertes
Stanzen.
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Es kann auch mit Hilfe des größeren Blechschnittes zunächst die Gesamtzahl
der notwendigen Bleche gestanzt werden. An einem Teil desselben wird dann nachträglich
der Ausschnitt für die Bildung der Zwischenräume angebracht, beispielsweise durch
ein weiteres Schnitt- oder Stanzwerkzeug. Das Verfahren ist also ähnlich umständlich
wie das vorher beschriebene.
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Auch ist es bekannt, die mit Hilfe des größeren Blechschnitts gestanzten
Bleche sofort zu schichten. Dabei werden nachträglich durch mechanisches Bearbeiten
(z. B. Fräsen) des fertig geschichteten Schenkelpols die notwendigen Zwischenräume
erhalten. Auch dieses Verfahren befriedigt nicht und fördert außerdem durch Gratbildung
die Kurzschlußmöglichkeit zwischen den Blechen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine vereinfachte Herstellungsmöglichkeit
anzugeben.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung und zum
Schichten der Polbleche für die auf dem Jochteil aufgesetzten Einzelpole von Schenkelläufern
großer elektrischer Maschinen. Erfindungsgemäß werden die Polbleche mit einseitig
verkürztem Abstand zwischen den Außenkanten der Polschenkel (Polflanken) und ihrer
Mittellinie hergestellt und danach mehrere Polbleche symmetrisch zu einer Blechschicht
geschichtet, wobei dann mehrere Blechschichten die Blechpakethöhe der Schenkelpole
ergeben, wobei fernerhin die Blechschichten wechselseitig zueinander jeweils um
180° um ihre Mittellinie gedreht sind. Handelt es sich um Polbleche in Form von
Platten größerer Dicke, so kann das Schichten zu Blechschichten entfallen.
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Zwar sind ähnliche Anordnungen schon bekanntgeworden; diese haben
jedoch den ausschließlichen Zweck der Verbesserung des Anlaufverhaltens und Minderung
der magnetischen Geräusche. Außerdem wurden diese Anordnungen nur am Ständerblechpaket
- also im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung - verwendet und dabei auch nur*
bei Kleinstmotoren.
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Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
beschrieben, in welcher auch erfindungsgemäße Weiterbildungen erläutert sind. In
der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen einseitig verkürzten Blechschnitt, F i g. 2 eine
Weiterbildung zu F i g. 1 und F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines geschichteten
Schenkelpoles, F i g. 4 das Prinzip der durch solche Schichtung ermöglichten und
zweiseitig an sich bekannten Innenbelüftung von Polspulen an Schenkelpolen elektrischer
Maschinen; F i g. 5 bis 8 zeigen. verschiedene Ausführungsbeispiele in Form von
Ansichten des aus Polblechen nach F i g. 1 aufgebauten Polkörpers von unten, d.
h. auf den Polkern gesehen.
Nach F i g. 1 ist das Einzelblech des
Polschuhs 1 eines Schenkelpols 2 einer elektrischen Maschine, beispielsweise des
Läufers einer Synchronmaschine, beiderseits symmetrisch zur Mittellinie 3 angeordnet;
das gleiche gilt für die für die Befestigungsbolzen im Polschenkel 14 vorgesehenen
Löcher 4. Die Abstände 6 der Mittellinien 3 von den Polflanken 5 sind in
bekannten Ausführungen, wie strichpunktiert angedeutet, gleich groß. Wird nun das
Stanzwerkzeug so ausgebildet, daß es auf der einen Seite des Polschenkels 14, gesehen
von der Mittellinie 3, um den Betrag 7 nach innen versetzt das Polblech ausstanzt,
d. h., daß die ehemalige Polflanke 5 zur neuen Polflanke 8 wird, so wird der Polschenkel
14 insoweit asymmetrisch.
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Schichtet man nun mehrere derartig ausgebildete Bleche zu jeweils
einer Blechschicht 9 (F i g. 3) und ordnet sie wechselseitig um 180° um ihre Mittellinie
3 gedreht an, wobei dann mehrere Blechschichten 9 die Pakethöhe 10 des Schenkelpols
2 ergeben, so erhält man auf einfache Art und Weise und ohne die Notwendigkeit eines
zweiten Stanzwerkzeuges oder sonstigen mechanischen Nacharbeitens die erforderlichen
Zwischenräume 11 für die Innenbelüftung der Polspulen 12 (s. auch F i g. 4). Die
Breite des Zwischenraumes 11 entspricht dabei dem Betrag 7. Es ist dabei in F i
g. 4 entsprechend der F i g. 2 der einseitig um den Betrag 7 verkürzte Abstand auf
den Polschuhrand 13 ausgedehnt, wodurch auch in diesem Bereich eine Kühlmittelführung
in einfacher Weise ermöglicht wird. Handelt es sich um dickere Polbleche, z. B.
Platten, so können diese bereits die Aufgabe der beschriebenen Blechschicht 9 übernehmen;
in diesem Falle wären also die Platten einzeln wechselseitig zueinander um die Mittellinie
3 zu drehen. Polbleche und Platten können aus einem Stück gearbeitet sein oder auch,
wie z. B. bei den Kammläufern, aus mehreren Teilen.
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Nach F i g. 4 ist der Zuleitungskanal 15 für das Kühlmittel im Jochring
16 angeordnet, wobei angenommen wird, daß das Kühlmittel radial innerhalb des Jochringes
16 von der Stirnseite der Maschine her einströmt. Die axiale Breite der Zwischenräume
11 für die Innenbelüftung kann entsprechend den F i g. 5 und 6 verschieden ausgebildet
sein, um den notwendigen Kühlgegebenheiten der elektrischen Maschine zu entsprechen.
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Wird sich im Betrieb an den beiden Polflanken 5 bzw. 8 eine unterschiedliche
Erwärmung der Polspulen 12 einstellen, wie es vor allem bei einseitig drehenden
großen elektrischen Synchronmaschinen oft der Fall ist, so kann man diese Zwischenräume
11 auf der einen Seite von der Mittellinie 3 entsprechend der F i g. 7 größer als
auf der anderen ; Seite anordnen bzw. ausbilden und damit die Kühlwirkung den unterschiedlichen
Erwärmungsbereichen der Polspulen 12 anpassen. Auch ist es denkbar, daß man die
Zwischenräume 11 sowohl beidseits der Mittellinie 3 als auch über die axiale Länge
f gesehen (s. F i g. 8) verschieden groß ausbildet, um konstruktiven Gegebenheiten
zu gehorchen, wie sie beispielsweise bezüglich der Lage der Luftführungen 15 im
Jochring 16 (s. auch F i g. 4) auftreten können. Durch die Erfindung werden in wirtschaftlicher
Weise folgende Vorteile hinsichtlich der Fertigung geschaffen: Es wird entweder
ein Stanzwerkzeug eingespart und gleichzeitig das bis dahin notwendige differenzierte
Stanzen (mindestens zwei verschiedene Stanzvorgänge) auf ein einziges herabgemindert,
oder es wird das nachträgliche Einarbeiten von Kanälen für die Zwischenräume in
die fertiggeschichteten Schenkelpole vermieden. Das Schichten der einzelnen Bleche
zu Blechschichten bzw. zum gesamten Blechpaket geschieht dabei in der gleichen Weise
wie bei bekannten Verfahren.
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Der Kühleffekt ist zumindest genauso groß wie bei herkömmlich hergestellten
Schenkelpolen , mit Innenkühlung. Auch in Fällen, bei denen eine Innenbelüftung
von Polspulen nicht notwendig erscheint, ist die Erfindung ohne Zusatzkosten mit
Vorteil anwendbar; dadurch wird nämlich die Sicherheit der Wicklung gegen thermische
überbeanspruchung verbessert und somit ein längerer Betrieb mit höherer Leistung
als der Nennleistung ermöglicht.