DE1183168B

DE1183168B - Process for the production of housings for rotating electrical machines and such housings, in particular for electrical converter units

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Publication number: DE1183168B
Application number: DES73702A
Authority: DE
Original assignee: SOCOME SOC FR SA
Current assignee: SOCOME SOC FR SA
Priority date: 1961-04-27
Filing date: 1961-04-27
Publication date: 1964-12-10

Description

Verfahren zur Herstellung von Gehäusen für umlaufende elektrische Maschinen und solche Gehäuse, insbesondere für elektrische Umforrneraggregate Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Herstellung der starren Gehäuse für umlaufende elektrische Maschinen, insbesondere für elektrische Umformeraggregate.Process for the manufacture of enclosures for rotating electrical Machines and such housings, in particular for electrical converter units Invention is in the field of manufacturing the rigid housing for rotating electric machines, in particular for electric converter units.

Es ist bekannt, solche Gehäuse mittels axial verlaufender, mit einem Blechmantel abgedeckter Stangen herzustellen, die an ihren Enden mit Ringen verschweißt sind. Man hat für eine solche Fertigung auch schon das Statorblechpaket in dem Innenraum der Stangen gehaltert und die Stirnringe für die Befestigung der Flansche für die Wellenlager ausgebildet. Ferner ist bekannt, in Metallgehäusen, die mit inneren Rippen gegossen worden sind, bei der Bearbeitung dieser Rippen Vorsprünge vorzusehen, gegen welche mittels eines Segmentes oder einer Anordnung von Befestigungsschrauben das Blechpaket gedrückt wird.It is known, such a housing by means of axially extending, with a Manufacture sheet metal jacket covered rods, which are welded at their ends with rings are. For such a production, the laminated stator core is already in the interior the rods and the end rings for fastening the flanges for the Shaft bearings formed. It is also known in metal housings with inner Ribs have been cast to provide protrusions when machining these ribs, against which by means of a segment or an arrangement of fastening screws the laminated core is pressed.

Zum Zusammenbau werden die Statorbleche in das Innere des starren, an beiden Enden offenen Gehäuses eingebracht, dann werden die Gehäuseenden mittels zweier Endflansche abgedeckt. Diese enthalten die Lager für die Motorwelle.For assembly, the stator laminations are inserted into the interior of the rigid, Introduced housing open at both ends, then the housing ends are means two end flanges covered. These contain the bearings for the motor shaft.

Dieses Herstellungsverfahren hat Nachteile. Das Gehäuse wird im allgemeinen aus Eisen oder einem anderen Metall gegossen. Der Rohguß muß bearbeitet werden, um den Stator aufzunehmen und um die Zentrierungsnocken für die Flansche vorzurichten. Häufig kommt es vor, daß nach dem Einbau der Statorbleche in das Gestell die Bohrung der Bleche nachgearbeitet werden muß, damit sie den Nocken für die Flansche entsprechen. Hieraus folgt, daß meistens der Stator zunächst ohne seine Wicklungen eingebaut wird, und daß diese erst nach dem Zusammenbau aufgebracht werden.This manufacturing method has disadvantages. The case is generally cast from iron or some other metal. The raw casting must be processed to accommodate the stator and to align the centering cams for the flanges. It often happens that after the stator laminations have been installed in the frame, the bore hole the sheets must be reworked so that they correspond to the cams for the flanges. It follows from this that the stator is usually initially installed without its windings and that these are only applied after assembly.

Viele Bemühungen haben der Lösung der Aufgabe gegolten, die Herstellung von Gehäusen für elektrische Maschinen zu vereinfachen. So hat man Gestelle aus Metallrohren gefertigt. Diese Bauweise ist jedoch nur für sehr kleine Maschinen brauchbar. Daher hat sie sich in der Praxis nicht durchsetzen können.Many efforts have been directed towards the solution of the task, the production of housings for electrical machines. This is how you have racks Metal pipes made. However, this design is only for very small machines useful. Therefore, it has not been able to establish itself in practice.

Besondere Nachteile entstehen, wenn Gehäuse für elektrische Umformer gefertigt werden sollen. Diese Aggregate bestehen aus einem Motor und einem Generator. Der Rotor des Motors und der Generatorrotor, welche beide aus Blechpaketen bestehen, werden auf dieselbe Welle aufgebracht. Diese Welle ist im Inneren eines einzigen Gehäuses gelagert, das sowohl den Stator des Motors als auch den des Generators enthält, welche beide Statoren wiederum aus Blechpaketen zusammengebaut sind. In solchen Fällen muß das Gehäuse sehr lang sein, um die beiden Rotoren und die beiden Statoren jeweils nebeneinander aufzunehmen. Ein Gehäuse für einen solchen Bedarf läßt sich schwer genau in der Werkstatt bearbeiten, besonders wenn trotz der Gehäuse# länge billig und schnell gearbeitet werden muß. Um genügend starr zu sein, muß das Gehäuse dickwandig sein, daher wird es schwer und teuer.Particular disadvantages arise when housings for electrical converters are to be manufactured. These units consist of a motor and a generator. The rotor of the motor and the generator rotor, which both consist of laminated cores, are applied to the same shaft. This wave is inside a single one Housing stored that both the stator of the motor and that of the generator contains, which both stators are in turn assembled from laminated cores. In in such cases the housing must be very long to accommodate the two rotors and the two To include stators side by side. A housing for such a need difficult to process precisely in the workshop, especially if despite the housing # length has to be worked cheaply and quickly. In order to be rigid enough, it has to be Housing must be thick-walled, so it becomes heavy and expensive.

Die bekannten Arbeitsverfahren haben ferner den Nachteil, mannigfache Schwearbeiten zu verlangen. Diese müssen sehr sorgfältig ausgeführt werden, damit die Bauteile sich nicht unzulässig verformen. Geschweißte Gehäuse sind mechanisch nicht sehr fest und lassen sich nur schwer spanabbebend bearbeiten. % Um eine solche Nacharbeit zu vermeiden, hat man bereits mittels einer Schablone die Lage von Fühl rungsleisten bestimmt, die als Längsrichter des Gehäuses den Ständerblechkörper tragen und zu dessen Zentrierung dienen. Bei dieser Arbeitsweise müssen jedoch die Endflansche schon vorher bearbeitet werden und die fertigbearbeiteten Flächen für die Lagerschalen enthalten, damit die Welle für den Schablonenkörper die richtige Lage erhält. Aber auch dann bleibt die Schweißstelle schwer zugänglich.The known working methods also have the disadvantage of requiring multiple heavy work. These must be carried out very carefully so that the components do not deform inadmissibly. Welded housings are not very strong mechanically and are difficult to machine. % In order to avoid such reworking, the position of feeler strips has already been determined by means of a template, which, as longitudinal straighteners of the housing, carry the laminated stator body and serve to center it. With this method of operation, however, the end flanges must be machined beforehand and contain the finished surfaces for the bearing shells so that the shaft for the template body is in the correct position. But even then the welding point remains difficult to access.

Das neue Verfahren zur Herstellung von Gehäusen für umlaufende elektrische Maschinen, besonders für elektrische Umformer, aus axial verlaufenden, mit einem Blechmantel abgedeckten Stangen, die an ihren Enden mit Ringen verschweißt sind, das Sta" torblechpaket in dem Innenraum der Stangen gehaltert ist und die Stirnringe zur Befestigung von Flanschen für die Wellenlager ausgebildet sind, hat die Besonderheit, daß Stangen in eine Vorrichtung eingelegt werden, die auch Gewindestücke mit Befestigungsbohrungen für weitere Gehäuseteile in einer wählbaren Lage hält. Das neue Verfahren besteht in Verbindung damit darin, daß anschließend die Enden der Längsstangen und die Gewindestücke in der Vorrichtung, die im übrigen entsprechende Formen aufweist, durch Eingießen in gleichzeitig gegossene Ringstücke, z. B. aus Aluminiumguß, an jedem Ende ihrer Lage fixiert und zu einem zylindrischen Körper vereinigt werden. Dann wird dieser Käfig unter Anschweißung auf die Stangen in bekannter Weise mit einem Blechmantel umgeben, und schließlich werden in ebenfalls bekannter Weise die Innenflächen der Käfigstangen auf einer Bohr- bzw. Fräsmaschine für die Aufnahme des Blechpaketes bearbeitet und mit einem axialen Anschlag versehen. Die Zentrierflächen der Ringstücke für die Lagerschilde werden zur Fertigstellung abgedreht Dieses Verfahren läßt sich vorteilhaft weiterentwickeln durch Maßnahmen, die einzelweise bekannt sind, jedoch im Rahmen des neuen Verfahrens besondere Vorteile mit sich bringen. In bekannter Weise können Gehäuse hergestellt werden, bei denen die Innenkanten der- Stangen entsprechend dem Pro-fil der Statorblechpakete bearbeitet sind. Dabei sind die Innenkanten der Stangen nur auf einen Teil ihrer Länge vom Käfigende an entsprechend dem Profil der Statorblechpakete bearbeitet, so daß ein Anschlag für ein Paket entsteht, gegen den vom jeweils nächstbenachbarten Ringstück aus abnehnibare Ab- standhalter das Paket drücken.The new process for the production of housings for rotating electrical machines, especially for electrical converters, from axially extending rods covered with a sheet metal jacket, which are welded at their ends with rings, the stator lamination packet is held in the interior of the rods and the end rings are designed for fastening flanges for the shaft bearings, has the special feature that rods are inserted into a device that also holds threaded pieces with mounting holes for other housing parts in a selectable position having longitudinal rods and the threaded parts in the apparatus, the corresponding in other forms, by pouring into cocast ring pieces, for. example, of aluminum, fixed to their position at each end and are combined into a cylindrical body. Then, this cage is below Anschweißung the rods in a known manner with a Surrounded m sheet metal jacket, and finally the inner surfaces of the cage bars are machined in a known manner on a drilling or milling machine for receiving the laminated core and provided with an axial stop. The centering surfaces of the ring pieces for the end shields are turned off for completion. This method can advantageously be further developed by measures which are known individually, but which bring particular advantages within the framework of the new method. In known manner, the housing can be manufactured in which the inner edges DER rods according to the process of the stator cores are machined fil. The inner edges of the bars are machined to only a part of their length from end to cage according to the profile of the stator cores, so that a stop is formed for a packet press against the next adjacent ring of each piece of waste abnehnibare spacers the package.

Die längsweisen Abstandhalter können aus Fingern bestehen, deren rechtwinklige Endabkrümmungen, wie in anderem Zusammenhang vorgeschlagen, in eine Ausnehmung in der Außenfläche eines Ringstückes eingreifen und dort z. B. mittels einer Längsschraube befestigt sind. Schließlich läßt sich mindestens eine Stange mit einem Keil verbinden, der in einen Einschnitt am Umfang der Ständerbleche eingreift, um in an sich bekannter Weise zu verhindern, daß die Bleche sich im Inneren des Gehäuses drehen.The lengthways spacers can consist of fingers, their right-angled End bends, as suggested in another context, in a recess in engage the outer surface of a ring piece and there z. B. by means of a longitudinal screw are attached. Finally, at least one rod can be connected with a wedge, which engages in an incision on the circumference of the stator plates in order to be known per se Way to prevent the metal sheets from rotating inside the case.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Aus der Erläuterung der Zeichnung ergeben sich auch die Vorteile.The invention is shown in the drawing in exemplary embodiments shown. The explanation of the drawing also reveals the advantages.

F i g. 1 ist eine Endansicht auf das Gehäuse mit teilweisem Schnitt; F i g. 2 ist ein Teilschnitt nach 11-11 der F i g. 1; F i g. 3 ist ein vergrößerter Schnitt nach III-III der F ig. 1; F i g. 4 ist ein Schnitt durch eine Einzelheit nach IV-IV der F i g. 2; F i g. 5 ist ein Schnitt entsprechend der F i g. 4 in anderer Ausführungsfonn; F i g. 6 ist ein Teilschnitt nach VI-VI der F i g. 1. Das Gehäuse besteht aus sechs Stangen 1, die in einer Vorrichtung an Ort und Stelle um eine Mittelachse abgeordnet werden, um einen zylindrischen Käfig zu bilden. In die entspr,#chend eingeschnittenen Enden der sechs Stangen 1 werden zwei Ringe 2, z. B. aus Aluminium, eingegossen, die auch noch G * ewindestücke in ihrer Lage festlegen. Das Gehäuse 1, 2 wird dann mit einem Mantel 3 aus Stahlblech umgeben. Dies wird mit den Stangen 1 verschweißt. Diese Verschweißung erkennt man besonders deutlich in F i g. 4 mit Bezug auf die Oberstange 1. In diesem Beispiel und, wie dies F i g. 1 zeigt, sind die Stangen 1 nicht in gleichen Abständen um die Achse Zunächst werden die Stangen 1 in eine geeignete Vorrichtung eingelegt, welche sie vorläufig in ihrer Lage hält. Die Enden werden in Formen eingebettet, welche die Keine 6, 10 und 14 enthalten, die in den Gußringen 2 vorhanden sein sollen. Anschließend werden die Formen ausgegossen. Auf diesen Zusammenbau wird das Blech 3 gelegt, das vorher zu einem Schuß gerollt worden ist. Der Mantel wird durch eine Schweißnaht verschlossen. Er wird auf die Außenflächen der Stange 3 aufgeschweißt zum Zweck einer einer starren Verbindung.F i g. 1 is an end view of the housing in partial section; F i g. 2 is a partial section according to 11-11 of FIG . 1; F i g. 3 is an enlarged section according to III-III of FIG. 1; F i g. 4 is a section through a detail according to IV-IV of FIG. 2; F i g. 5 is a section corresponding to FIG. 4 in a different embodiment; F i g. 6 is a partial section according to VI-VI of FIG. 1. The housing consists of six rods 1 which are placed in a jig in place about a central axis to form a cylindrical cage. In the accordingly cut ends of the six rods 1 two rings 2, z. As aluminum, cast, which also G * ewindestücke in position to set. The housing 1, 2 is then surrounded by a jacket 3 made of sheet steel. This is welded to the rods 1. This weld can be seen particularly clearly in FIG. 4 with reference to the upper bar 1. In this example and, as shown in FIG. Fig. 1 shows the rods 1 are not equidistant around the axis First, the rods 1 are placed in a suitable device which temporarily holds them in place. The ends are embedded in molds containing the numbers 6, 10 and 14 to be present in the casting rings 2. Then the forms are poured out. The sheet 3 , which has previously been rolled into one shot, is placed on this assembly. The jacket is closed by a weld seam. It is welded onto the outer surfaces of the rod 3 for the purpose of a rigid connection.

Dann wird dieser Zusammenbau auf eine Bohrmaschine gebracht, danach auf eine Fräsinaschine. Für die Herstellung dienen übliche Schweiß- und Bohrmaschinen sowie Fräsinaschinen, welche gleichzeitig die Innenflächen der Stangen 1 und die ververschiedenen Auflageflächen der Ringstücke 2 fertig bearbeiten. Die Ständer 4, die zweckmäßig bereits mit ihren Wicklungen versehen sind, werden mittels der Finger 5 verspannt. Die Welle mit den beiden Läufern sowie die Lagerträger für die Welle werden eingebracht. Nachdem diese Teile in der gewünschten Weise befestigt sind, folgen zum Abschluß die Schutzkappen 13. Then this assembly is put on a drill, then on a milling machine. Usual welding and drilling machines as well as milling machines are used for the production, which finish machining the inner surfaces of the rods 1 and the various bearing surfaces of the ring pieces 2 at the same time. The stands 4, which are expediently already provided with their windings, are braced by means of the fingers 5. The shaft with the two rotors and the bearing brackets for the shaft are inserted. After these parts have been fastened in the desired manner, the protective caps 13 follow at the end.

Es sei betont, daß der Blechmantel 3 ohne Schwierigkeit durch Anschweißen oder auf andere Weise mit weiteren Bauteilen verbunden werden kann, z. B. mit Unterteilen oder Fahrgestellen für die Umformergruppe, aber auch mit Durchführungen, Gerätekästen usw. Man würde den Erfindungsgedanken nicht verlassen, wenn man Einzelheiten der Arbeitsweise oder Bestandteile durch gleichwertige ersetzen würde. Zum Beispiel kann die Anzahl und Anordnung der Stangen sich je nach Bedarf ändern. Das gleiche gilt für die Zahl und Anordnung der Finger für den Ständer und für die Nocken zur Befestigung der Flansche. Die Erfindung läßt sich nicht nur für Umformer mit mehreren Maschinen anwenden, sondem auch für einzelne elektrische Motoren bzw. Generatoren. In Sonderfällen kann der äußere Blechmantel 3 fortfallen. Obwohl dieser Mantel 3 besonders geeignet ist, um die Bodehplatte der Generatoren oder Motoren daran zu befestigen, könnte man auch die beiden Ringe 2 derart ausbilden, daß die Bodenbefestigungen, beispielsweise Fußteile, daran angreifen.It should be emphasized that the sheet metal jacket 3 can be connected to other components without difficulty by welding or in some other way, eg. B. with lower parts or chassis for the converter group, but also with bushings, equipment boxes, etc. One would not leave the inventive idea if one were to replace details of the mode of operation or components with equivalent ones. For example, the number and arrangement of rods may vary according to need. The same applies to the number and arrangement of the fingers for the stand and for the cams for fastening the flanges. The invention can be used not only for converters with several machines, but also for individual electric motors or generators. In special cases, the outer sheet metal jacket 3 can be omitted. Although this jacket 3 is particularly suitable for fastening the base plate of the generators or motors to it, the two rings 2 could also be designed in such a way that the base fastenings, for example foot parts, engage them.

Claims

Patent claims: 1. A method for producing housings for rotating electrical machines, especially for electrical converters, from axially extending rods covered with a sheet metal jacket, which are welded to rings at their ends, the stator core held in the interior of the rods is, and the end rings are designed for fastening flanges for the shaft bearings, d a d urch g e -indicates that rods (1) are inserted into a device which also has threaded pieces (6, 10, 14) with fastening bores for further housing parts (5, 11, 13) holds in a selectable position, then the ends of the longitudinal rods and the threaded pieces in the device, which also has corresponding shapes, by pouring into simultaneously cast ring pieces (2), z. B. made of aluminum, fixed in their position at each end and combined to form a cylindrical cage, this cage is then surrounded by welding onto the rods (1) in a known manner with a sheet metal jacket (3) and finally in a known manner the inner surfaces of the Cage bars are machined on a drilling or milling machine for receiving the laminated core (4) and provided with an atxial stop (la) and the centering surfaces of the ring pieces (2) for the end shields (11) are turned off.

2. Housing according to the method according to claim 1, characterized in that the inner edges of the rods (1) are machined according to the profile of the laminated stator cores (4). 3. Housing according to claim 2, characterized in that the inner edges of the rods (1) are machined only over part of their length from the end of the cage in accordance with the profile of the stator lamination stacks (4), so that a stop (la) for a package (4 ), press the package (4) against the spacer (5) that can be removed from the next adjacent ring piece (2). 4. Housing according to claim 3, characterized in that the longitudinal spacers (5) consist of fingers, -whose right-angled end curves engage in a recess (2a) in the outer surface of a ring piece (2) and there, for. B. are attached by means of a longitudinal screw (7). 5. Housing according spoke 2, characterized in that at least one rod (1) is connected to a wedge (8, 9) which engages in an incision in the circumference of the stator laminations in order to prevent the laminations in a manner known per se rotate inside the case. Documents considered: German Patent Specifications Nos. 433 474, 746 193; Austrian Patent No. 134 845; Swiss Patent No. 344 474; British Patent Nos. 322,829, 581847; U.S. Patent No. 2,399,352; "ETZ" 1939, S. Illff .; Moeller-Werr, "Guide to Electrical Engineering", Volume 111, 3rd Edition, 1955, pp. 78ff.