DE19542021A1 - Aus Kunststoff bestehender Lagerschild für elektrische Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Kunststoff bestehenden Lagerschild zur Abdeckung eines Wickelkopfes der Statorwicklung einer elektrischen Maschine.

Lagerschilde zur stirnseitigen Abdeckung des Stators und zur La­ gerung der Rotorwelle elektrischer Maschinen bestehen in der Re­ gel aus Metall. Aus Sicherheitsgründen muß zwischen dem Lager­ schild und dem Wickelkopf der Statorwicklung ausreichend Abstand vorhanden und gegebenenfalls durch Isoliermaterial ausgefüllt sein. Dabei muß der Wickelkopf innerhalb der Toleranzgrenzen dauerhaft seine Form beibehalten, um nicht im Betrieb die Luft- und Kriechstrecken zu unterschreiten.

Zur Fixierung der Wickelköpfe der Statorwicklung einer elektri­ schen Maschine werden diese nach dem Formen und Abbinden in Kunst­ harz getränkt oder unter Verwendung von Backlackdraht beim Formen erhitzt und verbacken. Der hierbei ablaufende Abbindungsvorgang, durch den der Wickelkopf seine vorgefertigte Form erhält, bringt einen zusätzlichen, zeitaufwendigen Arbeitsvorgang mit sich.

Bis Ende der 80iger Jahre waren keine Kunststoffe verfügbar, welche die geforderte Temperaturdauerfestigkeit, die mecha­ nische Festigkeit und zugleich die Elastizität besaßen, um zur Stabilisierung unmittelbar mit dem Wickelkopf in Kontakt gebracht und gehalten werden zu können.

Ein Lagerschild der eingangs genannten Bauart ist beispiels­ weise aus dem DE 78 24 654 U1 bekannt. Um den Lagerschild ohne Nachbearbeitung montieren zu können, ist der gesamte Lagerschild als einstückiges Spritzgußteil in Kunststoff hergestellt. Rippen zwischen Lagerbuchse und Außenflansch dienen ausschließlich zur Abstützung und Versteifung des Lagerschilds.

Bei einer aus der DE 39 03 945 C1 bekannten Schutzabdeckung für den freien Wickelkopf einer elektrischen Maschine ist der Wickelkopf des Stators auf Abstand von einem Lagerschild umgeben.

Am Umfang gleichmäßig verteilte Versteifungsrippen auf Ab­ stand zum Wickelkopf besitzt auch ein Lagerschild aus glas­ faserverstärktem Kunststoff nach der EP 0 305 915 B1.

Nach der EP 0 288 328 A1 ist ein mit der Rotorwelle einer elektrischen Maschine umlaufendes Bauteil vorgesehen, das innenseitig der Form des Rotor-Wicklungskopfes angepaßt ist.

Aus der DE 15 88 986 B2 ist eine Haltevorrichtung für die Wicklungsleiter im Wickelkopf einer elektrischen Maschine bekannt, bei der ein aus plastischem Material gegossenes Bauteil radial nach innen gerichtete Haltefinger besitzt, wel­ che die Wicklungsleiter an bestimmten Stellen umgreifen. Das Bauteil kann in der Maschine verbleiben oder nach dem Verfesti­ gen des Imprägnierharzes im Wickelkopf wieder entfernt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem Lagerschild einer elektrischen Maschine aus einem leicht zu bearbeiten­ den, hochwarmfesten Material eine solche Form zu verleihen, daß der Lagerschild direkt dazu verwendet werden kann, den Wickelkopf zu stabilisieren sowie nach innen gegen den Rotor zu isolieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Verwendung von Thermoplast als Material für den La­ gerschild braucht der Wickelkopf nicht mehr zusätzlich nach außen isoliert oder mechanisch fixiert zu werden, und es ent­ fällt vor der abschließenden Montage des Lagerschildes der sonst stattfindende Vorgang des Abbindens und Verbackens oder Tränkens. Vorbereitende oder gesonderte Arbeitsgänge oder Maß­ nahmen zur Stabilisierung des Wickelkopfes entfallen ebenso wie die Anwendung von Temperatur und Druck.

Verfahrensmäßig wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beim Zusammenbau von Stator und Lagerschild der Wickelkopf in Anlage an die Innenkontur des Lagerschildes gebracht und der Lagerschild axial einwärts bewegt, bis unmittelbarer Form­ schluß mit dem Wickelkopf besteht.

Formgebung und Stabilisierung des Wickelkopfes werden noch dadurch begünstigt, wenn der Wickelkopf durch Fügen an Stütz­ rippen des Lagerschildes durch elastische Pressung eingebettet wird.

Weitere konstruktive Einzelheiten zur Ausgestaltung des Lager­ schildes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lagerschildes im Zusammenwirken mit einem Wickelkopf ist in der Zeichnung wiedergegeben; es zeigt

Fig. 1 eine Innenansicht eines der den Elektromotor ab­ schließenden Lagerschilde,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Elektromotor ent­ sprechend der Linie A-B in Fig. 1.

Der in Fig. 2 als Ausführungsbeispiel gezeigte Elektromotor be­ sitzt einen Rotor 4, der von einer Statorwicklung 7 umgeben ist und dessen Welle 8 endseitig von Kugellagern 9 aufge­ nommen wird, auf deren Außenschalen jeweils ein Lagerschild 1 aufgesetzt ist.

Die Statorwicklung 7 weist auf beiden Seiten vorgeformte Wic­ kelköpfe 2 auf, deren Wicklungsenden auf der B-Seite des Mo­ tors in üblicher Weise zu einem in der Zeichnung nicht darge­ stellten Verschaltungsring geführt sind.

Der aus hochwarmfestem Thermoplast bestehende Lagerschild 1 besitzt eine solche Innenkontur 3, daß er unter Einbeziehung einer sich im wesentlichen axial nach innen erstreckenden Ring­ fläche den Wickelkopf 2 allseitig fest und bündig umschließt und ihn vom Rotor 4 auf Abstand hält.

Die Ringfläche ist an der Innenseite des Lagerschildes 1 an­ geformt; ihre am Wickelkopf 2 angrenzende Ringfläche 5 hat einen leicht konischen Verlauf.

An seiner Innenseite trägt der Lagerschild 1 axial und radial nach innen gerichtete Stützrippen 6, die elastisch nachgiebige Bereiche aufweisen. Wie Fig. 1 wiedergibt, sind acht um 45° win­ kelversetzt zueinander angeordnete Stützrippen vorgesehen.

Der Lagerschild 1 dient nicht nur zum Lagern der Rotorwelle 8 und zum Abdecken der Stirnseiten des Elektromotors, sondern er hat die zusätzliche Funktion eines Formbehälters, indem er beim Zusammenbau mit dem Stator in Anlage an seine Innenkontur 3 gebracht und axial einwärts bewegt wird, bis unmittelbarer Formschluß mit dem Wickelkopf 2 besteht. Die Stützrippen 6 dienen wiederum dazu, daß der Wickelkopf 2 durch Fugen an den Stützrippen 6 des Lagerschildes 1 durch elastische Pressung eingebettet und in Form gehalten wird.

Bezugszeichenliste

1 Lagerschild
2 Wickelkopf
3 Innenkontur
4 Rotor
5 konisch verlaufende Ringfläche
6 Stützrippen
7 Statorwicklung
8 Rotorwelle
9 Kugellager

Claims (9)

1. Aus Kunststoff bestehender Lagerschild zur Abdeckung eines Wickelkopfes der Statorwicklung einer elektrischen Maschine, gekennzeichnet durch eine solche Innenkontur (3), daß der Lagerschild (1) unter Einbeziehung einer sich im wesent­ lichen axial nach innen erstreckenden Ringfläche den Wic­ kelkopf (2) allseitig fest und bündig umschließt und ihn vom Rotor (4) auf Abstand hält.

2. Lagerschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche an der Innenseite des Lagerschilds (1) angeformt ist.

3. Lagerschild nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Wickelkopf (2) angrenzende Ringfläche (5) leicht konisch verläuft.

4. Lagerschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an seiner Innenseite axial und radial nach innen gerich­ tete Stützrippen (6) angeordnet sind.

5. Lagerschild nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippen (6) elastisch nachgiebige Bereiche auf­ weisen.

6. Lagerschild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem hochwarmfesten Thermoplast besteht.

7. Lagerschild nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem bis mindestens 160°C formbeständigen Thermo­ plast besteht.

8. Verfahren zum Stabilisieren des vorgeformten Wickelkopfes der Statorwicklung unter Verwendung der Lagerschilde als Formbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zusammen­ bau von Stator und Lagerschild der Wickelkopf in Anlage an die Innenkontur des Lagerschildes gebracht und der La­ gerschild axial einwärts bewegt wird, bis unmittelbarer Formschluß mit dem Wickelkopf besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkopf durch Fügen an Stützrippen des Lagerschil­ des durch elastische Pressung eingebettet und in Form gehalten wird.