DE1270674B

DE1270674B - Verfahren zur Herstellung von Kaefiglaeufern fuer elektrische Maschinen mit gegossener Kaefigwicklung

Info

Publication number: DE1270674B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Duane Lowell Barney
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1958-01-02
Filing date: 1959-01-02
Publication date: 1968-06-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Käfigläufern für elektrische Maschinen mit gegossener Käfigwicklung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Käfigläufern für elektrische Maschinen mit gegossener Käfigwicklung, bei dem zwischen den Nutwänden und den Käfigstäben eine isolierende, glasartige Schicht gebildet wird.
Bei einem bekannten Verfahren hat man als glasartige Schicht ein Schutzemail mit hoher Schmelztemperatur aufgebracht, jedoch stellt die Aufbringung eines derartigen Emails mit hoher Brenntemperatur eine Gefährdung des Eisenkörpers dar.
Auch hat man bereits für die Isolierung des Eisenkörpers von den Leiterstäben auf der Basis von Kupferlegierungen, insbesondere Bronzen, die Nutwandungen mit einem mineralähnlichen feuerfesten Material wie Talkum überzogen. Der Auftrag geschah in Form einer wäßrigen Aufschlämmung. Man erreichte nach Erhitzen und Abguß der metallischen Wicklung einen keramisch gesinterten Überzug. Dieses bekannte Verfahren kann zu keinem gleichmäßigen Auftrag führen, da bekanntlich Mineraldispersionen sehr schnell zum Absetzen neigen und darüber hinaus auch durch ihre geringe Viskosität leicht ablaufen. Schließlich ist der dort gebildete Überzug ein keramischer, also poröser, und stellt damit keine gleichmäßige Isolierung zwischen den Metallteilen dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Isolierschicht zwischen der Käfigwicklung und dem Blechpaket in Form einer gleichmäßigen porenfreien, glasartigen Isolierung zu bilden, ohne daß hohe Brenntemperaturen beim Aufbringen erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die isolierende, glasartige Schicht in der Weise gebildet wird, daß auf die eine isolierende Oxydschicht aufweisenden Nutwände vor dem Eingießen der Metallschmelze Borax aufgetragen wird. Dadurch wird ein dichter, fest haftender und vor allem gleichmäßiger Überzug auf den Nutwandungen gewährleistet. Die erhaltenen Glasuren sind dicht und fest haftend, weil die Boraxschmelze sich mit den Metalloxyden an den Nutwandungen umzusetzen vermag.
Um einem Ablaufen des die Isolierung bildenden Materials entgegenzuwirken, ist es zweckmäßig, eine hochkonzentrierte wäßrige Boraxlösung anzuwenden; bevorzugt wird eine heiße Boraxlösung. Dadurch wird eine hohe Gleichmäßigkeit der Auftragsmenge gewährleistet.
Auch ist es günstig, vor dem Eingießen der Metallschmelze der oberflächlich oxydierten Nutwandungen auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes von Borax vorzuwärmen. Dies ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der Vermeidung des Ablaufens, weil das Lösungswasser plötzlich zur Verdampfung gebracht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Figuren näher erläutert.
F i g. 1 ist die Ansicht eines üblichen Käfigläufers; F i g. 2 ist ein Teilschnitt, der das Blechpaket mit den Nuten und den Leiterstäben zeigt.
Auf einer Läuferwelle 12 ist ein aus Blechen 14 zusammengesetztes Blechpaket angebracht, an dessen Stirnseiten sich Kurzschlußringe 16 mit Lüfterflügeln 18 befinden. Das Blechpaket weist Nuten 20 für Läuferstäbe 22 auf. Zwischen den Läuferstäben und dem Blechpaket ist eine isolierende, glasartige Schicht 24 vorgesehen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das aus entsprechend zugeschnittenen und gestanzten Blechen zusammengesetzte Blechpaket entfettet und von allen Verunreinigungen befreit. Im allgemeinen weist dieses nun an der Oberfläche eine dünne Oxydschicht auf. Trotzdem dieser Oxydüberzug zwar ausreichen würde, ist es doch in vielen Fällen zweckmäßig, diesen durch Glühen zu verstärken. Auf diese Oxydschicht wird nun im Bereich der Nuten Borax aufgetragen und das Ganze zum Austreiben der. Feuchtigkeit erwärmt oder gegebenenfalls' auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes von Borax vorgewärmt. In die so vorbereiteten Nuten des Käfigläufers wird dann z. B. Aluminium mit einer Gießtemperatur von ungefähr 950° C eingegossen. Die Wärme des Aluminiums bringt die für die endotherme Reaktion der Umsetzung von Borax mit dem Oxyd unter Bildung einer glasigen Masse benötigte Wärmeenergie auf. Diese Reaktion oder Umsetzung von Borax mit den Oxyden der Zunderschicht setzt bei ungefähr 800° C ein und führt zu einer mit dem Eisenkörper gut verbundenen und an den Leiterstäben haftenden, glasartigen Schicht.
Die Aufbringung von Borax geschieht meistens durch Tauchen in eine- gesättigte Boraxlösung, beispielsweise etwa 30 Sekunden. Zweckmäßigerweise verwendet man eine heißgesättigte Boraxlösung, nachdem die Löslichkeit von Borax stark mit der Temperatur steigt und man damit die Möglichkeit eines stärkeren Boraxauftrags erhält. Nach diesem Tauchen in die Boraxlösung wird das Blechpaket getrocknet. Es bildet sich auf der Oxydschicht ein kristalliner, weißer Belag an Borax. Es ist natürlich auch möglich, auf die angefeuchteten Wandungen der Nuten Borax pulverförmig aufzustäuben oder eine Boraxlösung aufzuspritzen.
Vor dem Eingießen von Aluminium muß die gesamte Feuchtigkeit aus der Verfahrensstufe der Boraxaufbringung entfernt werden, um Explosionen und eine Reaktion mit der Metallschmelze zu verhindern. Hierfür ist es zweckmäßig, den mit Borax versehenen Läufer vorzuwärmen; im allgemeinen genügten etwa 525° C. Diese Temperatur liegt wesentlich unterhalb des Schmelzpunktes von Borax (878° C). Man kann in üblicher Weise den vorgewärmten Läufer noch mit einem Druck von etwa 20 t abpressen, um zu gewährleisten, daß die Bleche fest gepackt sind. Daraufhin wird zwischen die Abschlußringe Aluminium eingegossen. Das Eingießen kann beispielsweise im Schleudergußverfahren erfolgen. Die Gießtemperatur ist bei Aluminium ungefähr 950° C. Natürlich kann man für die Läuferwicklung nicht nur Aluminium, sondern wie üblich Aluminium-Legierungen und andere Metallegierungen verwenden.
Um die Temperatur der Bildung der glasigen Masse aus Borax und Oxydüberzug herabsetzen zu können für den Fall, daß als Läuferwicklung ein Metallwerkstoff niederer Gießtemperatur angewandt wird, kann man dem Borax die üblichen Flußmittel zusetzen.
Für das Einbringen der Metallschmelze können die bekannten Verfahren angewendet werden. Neben dem obenerwähnten Schleudergußverfahren eignen sich auch Gießverfahren unter Druck, bei denen die Füllung enger Räume in den Nuten durch die Metallschmelze gewährleistet ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Käfigläufern für elektrische Maschinen mit gegossener Käfigwicklung, bei dem zwischen den Nutwänden und den Käfigstäben eine isolierende, glasartige Schicht gebildet wird, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß die glasartige Schicht in der Weise gebildet wird, daß auf die eine isolierende Oxydschicht aufweisenden Nutwände vor dem Eingießen der Metallschmelze Borax aufgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Borax als hochkonzentrierte wäßrige Lösung aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eingießen der Metallschmelze die oberflächlich oxydierten Nutwände auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes von Borax vorgewärmt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 495 898, 537 625, 597 528; österreichische Patentschrift Nr. 150 817; britische Patentschriften Nr. 602 409, 781754.