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"Rotor für Elektromaschinenfl Die Erfindung betrifft einen
Rotor für Blektromaschinen, bei dem zwischen Welle und Blechpaket wenigstens ein
Drehsicherungselement vorgesehen ist, das in eine parallel oder schräg zur Rotorachse
verlaufende Wellennut sowie zugleich in eine korrespondierende Nut im Blechpaket
eingreift.
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Bei bekannten Rotoren fUr Elektromaschinen wird das Drehsicherungselement
normalerweise von einer Paßfeder gebildet. Beim Herstellen der Wellennut sowie der
Rotorblechnut und Anpassen der Paßfeder ist darauf zu achten, daß ein spielfreier
Sitz erreicht wirdt weil die Paßfeder sonst durch schlagartige Beanspruchung abgeschert
wUrde. Die Einhaltung relativ enger Fertigungstoleranzen ist daher uherläßlich.
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Bei Rotoren mit schräg verlaufenden Nuten für Ijäuferstäbeg wie beispielsweise
Rotoren mit gegossenen Käfigeng werden im Interesse einer wirtschaftlichen Fertigung
alle Rotorbleche mit ein und demselben Schnittwerkzeug ge stanzt. Dadurch ergibt
sich jedoah eine schräg zur Rotorachse verlaufende Nut zur Aufnahm# des Drehsicherungselementes.
Der Verlauf dieser Nut wird beim A,-.agießen des
Rotorkäfigs bestimmtt
weil dabei das Blechpaket auf einem Dorn mit schräg verlaufender Faßfeder.aufgenommen
ist. Der fertigungstechnische Aufwand zur Einhaltung der erforderlichen Toleranzen
ist bei achsparallel verlaufenden Drehsicherungselementen bereits relativ hoch,
bei schräg zur Rotorachse verlaufenden Drehsicherungselementen sind die Fortigungsschwierigkeiten
jedoch wesentlich grösser, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gekochilderten
ur'chwierigkeiten zu vermeiden und den eingangs genannten Rotor so auszubilden,
daß eine Fertigung ohne Einhaltungenger Toleranzen möglich ist.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgahe k#:raizeichnet sich der einleitend
beschriebene Rotor erfindungsgemäß dadurch, daß der Werkstoff für das Drehsicherungselement
im geschmolzenen Zustand in den jeweile von Wellennut und Blechpaketnut gemeinsam
gebildeten Hohlraum eingegossen ist.
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Die Herstellung des Rotorblechpaketes ist durch die Verwendung eines
einzigen Bühnittwerkzeuges bereits weitgehend ratiönalisiert. Das gleiche gilt fUr
die weiterelertigung beim Zusammenstellen des Blechpaketes und Eingießen bzw. Angießen
des Käfigs. Beim erfindungsgemäß ausgebildeten Rotor brauc.ht nurmeh:t# -aber zur
Aufnahme de# Drehsicherungselementes ! ferfordei#.&:.j,jue Nut in der#-Welle
nicht mebir mit der bisher Ublichen'hohei, PräzIslan ausgea...--. beitet zu werden$
weil das Bingießen des Werkstoffes im geschmG'&.zenen
Zustande
eine selbsttätige Anpassung an die gegebene Form ermöglicht. Nach dem Erstarren
bfldet der eingegossene Werkstoff einen individuellen Eingußkörper, der ein Drehsicherungselement
'darstellt, welches sich der jeweils vorliegenden Form dcs Hohlraumüs, den die Rotorblechpaketnut
einerseit's und die zugehöriGe korrespondierende Wellennut andererseits bildeng
anpubt. Solange die nötigen Festigkeitswerte eingehalten werdeng ul. i-.. die erforderlichen
1.laterialquer.,-;chnitte nicht unterschritten werden, kann die Wellennut zur Aufnalme
des Drehsicherungseler,#ieiitv.i, nuninehr sowohl bezüglich der Quer-Ichnittsform
als auch 13ezUgliell des Verlaufes in Achsrichtung beträchtlich vom Sollquerschnitt
bzw. vom Sollverlauf abweichen. Es ergeben sich auf diese Weioe erliebliclze Pertigungsvereinftzchungen
und Kosteneinsparungen. Bei der Ve#I des Werkstoffes fUr das Drehsicherungselement
ist darau:f zu achten, daß der nach dem Eingießen des geschmolzenen 'Jerkstoffes
L% er.itLrrten Zustande als Drehsic!.-Lerungselement die-..ende Einguß'Körper unter
BerUcksichtigung der gegebenen Querschnitte sowie der BetriebsteLlperaturen des
Rotors die erforderliche Abscher.-L:'estierl-!teit-be.i"itzt, um die Betriebsdrehr.ioniente
zwischen der Welle und dem RotorblechpalKet Ubertragen zu können.
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Bei einer weiterer, Ausgestaltung des neuen Rotors sind bei nur einer,
oder mehreren asymmetrisch angeordneter. und/oder im spezifischen Gewicht vom Rotorblechpaket
abweichenden Drehsicherungselementen Ausstanzungen zum Ausgleichen der Unwucht in
den Rotorblec,'1-.e--,i vorge.-el--,eii. Bei dieser .2kusgestaltung des Rotors besteht
die
Möglichkeitg eine Unwucht auch dann auf einfgöhe Weise auszugleichen,
wenn die herrschenden Umstände die Verwendung symmetrisch verteilter Drehsicherungselemente
verbieten. Normalerweise läßt sich nämlich auch dann, wenn das spezifische Gewicht
,des Werkstoffes des Drehsicherungselementes erheblich vom spezifischen Gewicht
des Rotorbleches abweicht, das Entstehen von Un-' wuchten durch symmetrische Anordnung
der Dreheicherungselemente in bezug auf die Rotorachse erreichen.
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Ba ist beizeiner weiteren Ausgestaltung des Rotors zweckmäßig, wenn
das Dreheicherungselement aus einem beim Erstarren nur geringfügig schrumpfendenl
vorzugsweise jedoch aus einem sich ausdeAnden Werkstoff besteht. Auf diese Weise
wird das Entstehen von Bewegungespiel zwischen dem als Dreheicherungselement dienenden
Eingußkörper und der Welle bzw. dem Rotorblechpaket vermieden-. Falle eine gewisse
Schrumpfung nicht zu vermeiden ist, begteh-t aber die Möglichkeitg dieser dadurch
entgegenzuwi rken, daß die Wellen- und/oder Blechpaketnut im Querschnitt etwa schwalbenschwanzförmig
ausgebildet werden, so daß sieh beim Erstarren des im geschmolzenen Zustande eingegossenen
Werkstoffes für das Drehsicherungselement durch die Schrumpfung ein Einspannäffekt
ergibt.
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Eine innige Verbindung zwischen dem Eingußkörper und.der Welle bzw.
dem Rotorblechpaket kann durch Druckgießen erzLelt werden. Hohe Festigkeitswerte
des Eingußkörpers werden durch Verwendung aushärtender Werkstoffe erreicht.
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Ein Auaführungebeispiel des erfindungegemäß ausgebildeten'Rotors ist
in der Zeichnung gezeigt.
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Die Figur zeigt einen Schnitt durch einen erfindungegemäß ausge-,
bildeten Rotor.
in der Figur ist als Beispiel ein Rotor
1 gezeigty der aus einem Rotorblechpaket 2 besteht, das auf einer Rotorwelle
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aufgenommen ist. Im Bereich des Außenumfanges ist das Rotorblechpaket 2
mit Außennuten 4 versehen, in welche Rotorstäbe 5
eingesetzt, vorzugsweise
eingegossen sind.
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Um die beim Betrieb zwischen dem Blechpaket 2 und der Welle
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auftretenden Drehmomente vom Blechpaket auf die Welle sowie von der Welle
auf das Blechpaket übertragen zu können, weist das Blechpaket 2 eine Nut
6, die Welle 3 eine Nut 7 auf. Beide Nute 6 und
7
verlaufen in Achsrichtung korrespondierend und bilden gemeinsam einen Hohlraum
8, der im gezeigten Beispiel einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Dieser
Hohlraum 8 kann parallel zur Rotationsachse des Rotors 1 verlaufen
oder aber auch, wie bei Käfigläufern häufig Ublich,und in der Figur durch gestrichelte
Linien angedeutet, schräg zur Rotationsachse angeordnet sein, -Der Hohlraum
8 wird von einem Drehsicherungselement 9 ausgefUllt, welches als Eingußkörper
ausgebildet ist. Dieser Bingußkörper wird dadurch hergestelltt daß nach dem Zusammenstellen
von Rotorblechpaket 2 und Rotorwelle 3 in der erforderlichen gegenseitigen
Lage der Nute 6 und 7 der Werkstoff für das Drehsicherungselement
9 in geschmolzenem Zustande eingegossen wir.d.. Nach dem Erstarren fUlltder
sich ergebende Eingußkörper den Querschnitt des Hohlraumes 8
aus,
Bei
der Ausbildung der Nut 7 in der Rotorwelle 3 braue hen keine besonderen
engen Toleranzen berücksichtigt zu werden. Sobald für de-n,Eingußkörper bzw. das
Drohsicherungselement ein Werkstoff gewählt wurdeg der beimi Erstarren nur unwesentlich
oder überhaupt nicht schrumpft, wird der Querschnitt des Hohlraumes 8 satt
ausgefüllt und auf diese Weise eine absolut spielfreie Verbindung des Rotorblechpaketes
2 mit der Welle 3 erzielt. Es ist bei der Wahl des Werkstoffes jedoch darauf
zu achten, daß die auftretenden Drehmomentlastengdie das Drehsicherungselement
9 vorwiegend auf Abscherung beanspruchen, dessen Abscherfestigkeit nicht
übersteigen.
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Im gezeigten AusfUhrungsbeispiele ist der Rotor 1 mit nur einem
Drehsicherungselement 9 ausgerüstet. Die sich daraus ergebende asymmetrische
Anordnung des Drehsicherungselementes 9 in bezug auf die Drehächse des Rotora,1
erzeugt eine größere Unwucht, sobald der Werkstoff für das Drehsicherungselement
ein spezifisches Gewicht aufweiste das stärker,vom spezifischem Gewicht des Rotorblechpaketes
2 abweicht.. Dem.En,tstehen ei : ner größeren Unwucht kann entgegengewirkt
werden, wenn an geeigneter Stelle Ausstanzungen 10
in die Bleche des Rotorblochpaketes
2 eingebracht werden. Durch diese Ausstanzungent, die entweder auf der gleichen
Seite wie das Drehsicherungselemen 9 oder auf der diametral gegenUberliegen*den
Seite vorgesehen werdeht läßt sich eine Unwucht weitgehend vermeiden. Große belastbare.Abscherquerschnitte
lasalen sich unter Vermeidung eines Zitstehens#von Unwucht dadurch verwirklichen,
daß anstelle nur eines Drehei#herungselementes 9 mehrQre symmetrisch zur
Rotationsachse des Rotors 1 verteilte Drehsicherungselemente verwendet werden.
Der
Aufwand zur Herstellung der Wellennute 7 ist infolge der großen zulässigen
Toleranzen gering.