DE1763384B2 - Verfahren zum Zusammenbau eines Elektromotors - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenbau eines Elektromotors mit einem lameliierten Stator, welcher einen Stapel von mit Wicklungen versehenen Lamellenteilen aufweist, und der gegenüber einem Befestigungsblock mit Hilfe von Zentriermitteln in entsprechend justierter Lage ausgerichtet ist und bei dem der Stator mit diesem Befestigungsblock mit Hilfe von Befestigungselementen verbunden ist, welche im Befestigungsvorgang eine Verschiebung des Stators bzw. seiner Lamellen gegenüber dem Befestigungsblock herbeiführen können, und wobei ferner im Befestigungsblock ein gegenüber dem Stator drehbarer Rotor gelagert ist.

Bei der Herstellung von Elektromotoren der oben angegebenen Art besteht die Gefahr, daß die zunächst erreichte Justierung des Stators bzw. der Statorlamellen untereinander beim Befestigen des Stators am Befestigungsblock wieder teilweise verlorengehen kann. In der DT-AS 1 202 893 und in der DT-AS St 666.5 VIIIb/21 dl. bekanntgemacht am 12. 7. 56, wird ein Ausrichten der Statorlamellen gegenüber dem Befestigungsblock bzw. die Bildung des Luftspaltes beschrieben, ohne daß diese justierung bis zur endgültigen Herstellung der Befestigung beibehalten werden kann.

Bei diesen vorbekannten Verfahren wird der Rotor zunächst in den Befestigungsblock eingesetzt, und danach wird der Stator nach dem Rotor mit Hilfe von sogenannten »Spionen« oder unter Verwendung eines in die Sitänderbohrung passenden Kaliberdorns zentrisch ausgerichtet und schließlich am Lagerschild befestigt. Bei dieser Befestigung des kompakten Statorpaketes kann unter der Einwirkung des Befestigungsdrukkes eine Radialverschiebung der Statorbleche und damit eine Verschlechterung der Zentrierlage eintreten.

In der gleichfalls vorveröffentlichten Zeitschrift »Conti Elektro Berichte«, 11. Jg. 1965, Heft 4, S. 186 bis 192, wird die Anwendung einer Presse zur Festlegung der den Stator bildenden Statorbleche beschrieben. Bei diesem Verfahren sind die Statorbleche als Stapel in eine Presse eingesetzt, welche Verbindungsstäbe trägt Diese Verbindungsstäbe werden dann radial nach außen in Ausnehmungen des Stapels der Statorbleche gepreßt Bei diesem vorbekannten Herstellungsverfahren handelt es sich somit ebenfalls um die Schaffung eines justierten, starren Statorpaketes, und es ist keine Möglichkeit zur gleichzeitigen zentrierten Anordnung dieses Stators an einem Motorblock oder an einem Lagerschild gegeben. Vielmehr sind bei den vorbekannten Verfahren für die Herstellung der notwendigen Verbindung des justierten Statorpaketes mit dem Befc· stigungsblock zusätzliche und wegen der geforderten Genauigkeit kostspielige Arbeitsgänge erforderlich.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren zum Zusammenbau eines Elektromotors zu schaffen, bei dem die Herstellung· eines einwandfrei justierten Statorpaketes und die exakt justierte Anbringung dieses Statorpaketes an einem Befestigungsblock in einem einzigen Arbeitsgang kosüensparend ausgeführt werden kann. Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt dadurch, daß auf den Stator während der Zeit bis zur Erreichung der festen Verbindung mit dem Befestigungsblock eine rein axial wirkende Festspannkraft mit Hüte von Spannklammern ausgeübt wird, und daß nach der Herstellung der festen Verbindung zwischen Stator und Befestigungsblock die Festspannkraft aufgehoben wird, und die Zentriermittel herausgenommen werden. Der Stator wird somit mit Hilfe der gegenüber dem Rotor eingeführten Zentriermittel hinsichtlich seiner einzelnen Statorbleche und als Ganzes gegenüber dem Befestigungsbiock zentriert, und diese Zentrierung wird durch die Spannklammern so lange beibehalten, bis eine feste Verbindung zwischen dem Statorpaket und dem Befestigungsblock die Gefahr nachträglicher Verschlechterungen der erreichten Justierung ausschließt.

Im Zusammenhang mit der Erfindung soll unter einer ausschließlich axial wirkenden Festspannkraft eine solche Kraft verstanden werden, deren Wirkungsrichtung parallel oder in Obereinstimmung mit der Statorachse liegt und die kleine Verdrehungskomponente aufweist. Es kann ferner zweckmäßig sein, daß die Spannklammern durch ein Steuermedium bewegt werden. Hierbei kann für die Spannklammern eine pneumatische Antriebsvorrichtung vorteilhaft sein. Das Anlegen der Spannklammern bei einem Stator, welcher am Befestigungsblock mit Hilfe von hindurchtretenden Befestigungsschrauben befestigt ist, erfolgt zweckmäßig im Bereich dieser Befestigungsschrauben.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur unter Verwendung solcher Kopfschrauben durchgeführt werden, welche durch den Stator hindurchtreten, sondern auch bei Gewindestiften, an denen der Stator mit Hilfe von Schraubenmuttern gehalten ist. Außerdem läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung auch dort vorteilhaft benutzen, wo im Zusammenbau die Befestigung des Stators am Befestigungsblock durch Schweißung erfolgt. Der Stator kann in manchen Fällen vorteilhaft den Befestigungsblock bilden, wobei das Verfahren gemäß der Erfindung auch für solche Baueinhei-

ten anwendbar ist

Als Zentriermittel zur Justierung des Stators gegenüber der Rotorachse vor der Befestigung am Befesligungsblock kann vorteilhaft eine zylindrische Meßhülse oder eine Anzahl von Fühlerelementen vorgesehen sein, welche die genaue Luftspaltgröße zwischen Rotor und Stator bestimmen. Es kann ferner zweckmäßig an Stelle des Rotors ein Dorn — vorzugsweise ein expandierbarer Dcrn — in die Statorbohrung eingesetzt und in einer Achse mit der Rotorachse fluchtend ausgerichtet werden. Außerdem kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, bei der Verwendung von Schrauben zur Statorbefestigung die Tiefe der Schraubenausnehmungen so zu wählen, daß die Schrauben vor dem Anlegen der axialen Druckkraft abschnittsweise in ihre Gewinde eingeschraubt werden können.

Die Erfindung erscheint bei verschiedensten lamel-Jierten Statorausführungen zweckmäßig anwendbar, und zwar bei solchen Formen, bei denen die Lamellen Zeichnung näher erläutert werden. Diese stellt einen Teillängsschnitt eines Elektromotors im Zustand des Zusammenbaus dar, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt wird.

In der Zeichnung ist ein Befestigungsblock 1 mit einer planen, kreisringförmigen Befestigungsoberfläche 2 dargestellt, in der in gleichmäßigem Abstand vier Gewindeausnehmungen 3 angeordnet sind. Eine Mittelausnehmung des Befestigungsblocks 1 nimmt eine Rotorwelle 4 auf, welche im Befestigungsblock 1 drehbar gelagert ist und einen Rotor 5 trägt.

Ein Stator 6 des Elektromotors ist lamelliert und trägt Statorwindungen 7. Vier Schraubendurchtrittsausnehmungen erstrecken sich von der Oberfläche zur Unterseite des Stators und nehmen Befestigungsschrauben 8 auf, welche einstückige Schraubenköpfe 9 aufweisen und in die Gewindeausnehmungen 3 des Befestjgungsblocks 1 eingreifen.

Beim Zusammenbau des Motors wird der auf der Ro-

durch Schweißung, Klammem oder in sonstiger Weise 20 torwelle 4 befestigte Rotor 5 im Befestigungsblock 1 verbunden sind. Ferner bei Verwendung gezahnter La- gelagert, und eine Meßhülse 10 wird als Montagehilfe mellen, und zwar besonders bei ungesicherten Lamel

len, wie sie in einer Anordnung verwendet werden, die in der britischen Patentanmeldung 6849/67 (deutsche Patentanmeldung R 47 985 VIIIb/21dl) angegeben ist.

Es wurde gefunden, daß die Anwendung der vorliegenden Erfindung die Zahl der zusammengebauten Elektromotoreinheiten wesentlich verringert, welche wegen ungenügender Justierung von Rotor und Stator in der Kontrolle ausgeschieden werden müssen. Dabei ist davon auszugehen, daß die Fälle ungenügender Justierung in der Praxis vor allem durch zwei Ursachen bestimmt sind. Erstens ergibt sich eine ungenügende Justierung bei der Anwendung von Befestigungsschrauben durch die Drehkraft, welcher der Stator beim Einschrauben der Schrauben oder Aufschrauben der Schraubenmuttern ausgesetzt ist, wobei diese Drehkräfte ferner als Folge unterschiedlicher Kopfgeschwindigkeiten der einzelnen Schraubwerkzeuge ungleichmäßig auftreten können.

Zweitens kann bei lameliierten Statoren eine falsche Justierung der Statorbleche gegenüber der Statorbohrung während der Fertigbearbeitung und während des Anbringes der Wicklung eintreten. Im Falle der Erfindung ist davon a'iszugehen, daß die erlangten Verbesserungen aus der Wiederausrichtung der Statorlamellen durch die Anwendung auschließlich axialer Druckkraft in Verbindung mit dem Ausrichtungsdorn oder einer ähnlichen Hilfsvorrichtung resultieren. Diese Ver besserungen ergeben sich in gleicher Weise für Statoren, welche mit dem Befestigungsblock durch Schweißung oder Bördelung verbunden sind, wie für solche, bei denen eine Schraubenverbindung vorliegt. Bei aufgeschraubten Statoren zeigen sich die Verbesserungen in einer erheblichen Verminderung der Zurückweisungsrate, wie statistische Untersuchungen beleger, welche den Vergleich der Verdrehungskraft zum Ein schrauben der Schrauben und zum Lösen derselben einschließen. Die Erfindung kann beschrieben werden als eine Festlegung und Wiederausrichtung der Statorlamellen durch den axialen Druck. Eine besondere Verbesserung in bezug auf Statoren mit Schraubenbefestigung ergibt sich daraus, daß durch die Anwendung axialer Druckkräfte eine Auswirkung der Drehkräfte, welche von der Schraubenbefestigung herrühren kön- &5 nen, auf den Stator vermieden wird.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezug auf die über den Rotor 5 geschoben. Diese Meßhülse 10 weist einen hinreichenden Durchmesser auf, so daß der erforderliche Luftspalt zwischen dem Rotor 5 und dem Stator 6 festgelegt ist. Der Stator 6 wird dann gegenüber der Meßhülse 10 ausgerichtet, und die Schraubendurchtrittsausnehmungen im Stator werden mit den Gewindeausnehmungen 3 durch Eindrehen der Schrauben 8 in ihre Gewinde ausgerichtet, jedoch zunächst ohne festes Anpressen. Nachdem der Stator 6 so ausgerichtet ist. wird auf ihn eine ausschließlich axiale Druckraft als Festspannkraft gegenüber dem Befestigungsblock 1 ausgeübt. Diese Druckkraft erzeugen vier Spannklammern II. welche auf dem Stator an Auflagestellen in unmittelbarer Umgebung der Schraubendurchirittsausnehmungen aufliegen, wobei jedoch ein hinreichender Abstand zum Erfassen der Schraubenköpfe durch das in der Zeichnung nicht dargestellte Schraubwerkzeug verbleiben muß. In einer erprobten Ausführung liegt die von jeder der vier Spannklammern erzeugte axiale Druckkraft größenordnungsmäßig zwischen 700 und 1000 Ibs (317 und 453 kg).

Die Druckkraft jeder Spannklammer U wird von je einer zugeordneten pneumatischen Antriebsvorrichtung 12 erzeugt welche von einer gemeinsamen Druckluftquelle 13 über eine Ventilanordnung 14 gespeist wird. Die vier pneumatischen Antriebsvorrichtungen werden durch die Ventilvorrichtung 14 gleichzeitig gesteuert, und zwar in Abhängigkeit von der Stellung eines Schalters auf einem Kontrolltisch 15.

Nachdem der axiale Druck angelegt ist, wird ein weiterer Schalter auf dem Kontrolltisch 15 geschaltet, welcher die Schraübwerkzeuge in Betrieb setzt und die Schrauben bis zu dem vorbestimmten Drehmomentwert einschraubt. Danach wird das Druckmedium in den pneumatischen Antriebsvorrichtungen 12 entspannt, und die Spannklammern 11 werden gelöst. Nun wird die Meßhülse 10 entfernt und der Luftspalt zwischen Rotor und Stator in üblicher Weise durch Herumführen eines Fühlerelementes von vorbestimmter Dicke längs des Luftspaltes geprüft.

Die Anordnung der Spannklammern der pneumatischen Antriebsvorrichtungen zur Anwendung der axialen Druckkraft kann ersetzt werden durch irgendeine andere geeignete Vorrichtung, welche ebenfalls in der Lage ist, ausschließlich axiale Druckkräfte auszuüben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zusammenbau eines Elektromotors mit einem lameliierten Stator, welcher einen Stapel von mit Wicklungen versehenen Lamelienteilen aufweist, und der gegenüber einem Befestigungsblock mit Hilfe von Zentriermitteln in entsprechend justierter Lage ausgerichtet ist und bei dem der Stator mit diesem Befestigungsblock mit \o Hilfe von Befestigungselementen verbunden ist, welche im Befestigungsvorgang eine Verschiebung des Stators bzw. seiner Lamellen gegenüber dem Befestigungsblock herbeiführen kennen, und wobei ferner im Befestigungsblcck ein gegenüber dem Stator drehbarer Rotor gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Stator während der Zeit bis zur Erreichung der festen Verbindung mit dem Befestigungsblock eine rein axial wirkende Festspannkraft mit Hilfe von Spannklammern ausgeübt wird und daß nach der Herstellung der festen Verbindung zwischen Stator und Befestigungsblock die Festspannkraft aufgehoben wird und die Zentriermittel herausgenommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannklammern durch ein Steuermedium bewegt werden.

3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen der Spannklammem bei einem Stator, welcher am Befestigungsblock mit Hilfe von Befestigungsschrauben befestigt ist, die durch den Stator hindurchtreten, im Bereich dieser Befestigungsschrauben erfolgt.