DE19542021C2 - 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 mit einer ringförmigen Aussparung zur Aufnahme des Wickelkopfes.

Lagerschilde zur stirnseitigen Abdeckung des Stators und zur Lagerung der Rotorwelle elektrischer Maschinen bestehen in der Regel 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 80er Jahre waren keine thermoplastischen Kunst­ stoffe verfügbar, welche die geforderte Temperaturdauer­ festigkeit, die mechanische 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 aus der US 31 61 794 bekannt. Die darin eingearbeitete ringförmige Aussparung nimmt den Wickelkopf derart auf, daß er von den übrigen Motorteilen getrennt ist, jedoch aufgrund des nahezu rechteckförmigen Öffnungsquerschnitts der Aussparung allen­ falls mit Linienkontakt an der Innenfläche der Aussparung anliegt. Der Wickelraum in Richtung Rotor kann durch eine eingelegte Buchse begrenzt werden.

Den Lagerschild einstückig aus Kunststoff auszubilden, ist aus dem DE 78 24 654 U1 bekannt. Rippen zwischen Lagerbuchse und Außenflansch dienen hier zur Abstützung und Versteifung des Lagerschilds.

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 formen und gleichzeitig zu stabilisieren so­ wie 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 Lagerschild braucht der Wickelkopf nicht mehr zusätzlich durch Bandagieren nach außen isoliert oder mechanisch fixiert zu werden, und es entfällt vor der abschließenden Montage des Lagerschilds der sonst stattfindende Vorgang des Abbindens und Verbackens oder Tränkens. Vorbereitende oder gesonderte Arbeitsgänge oder Maßnahmen zur Stabili­ sierung des Wickelkopfes entfallen ebenso wie die Anwendung von Temperatur und Druck.

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 enthält eine ringförmige Aussparung 3, die zur weitgehend formschlüssigen Umkapselung des Wickelkopfes 2 radial nach innen von einer Ringfläche 5 begrenzt ist, die auf der dem Wickelkopf 2 zugekehrten Umfangsseite leicht konisch axial nach innen abfallend verläuft.

Die Ringfläche ist an der Innenseite des Lagerschildes 1 angeformt, an welcher der Lagerschild 1 axial und radial nach innen gerichtete Stützrippen 6 trägt, die elastisch nachgiebige Bereiche aufweisen. Wie Fig. 1 wiedergibt, sind acht um 45° winkelversetzt zueinander angeordnete Stützrip­ pen vorgesehen.

Der Lagerschild 1 dient nicht nur zum Lagern der Rotorwel­ le 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 die Aussparung 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 Fügen an den Stützrippen 6 des Lagerschildes 1 durch elastische Pressung eingebettet und in Form gehalten wird.

Claims (5)

1. Aus Kunststoff bestehender Lagerschild zur Abdeckung eines Wickelkopfes der Statorwicklung einer elektrischen Maschine mit einer ringförmigen Aussparung zur Aufnahme des Wickelkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ sparung (3) zur weitgehend formschlüssigen Umkapselung des Wickelkopfes (2) radial nach innen von einer an der Innenseite des Lagerschilds (1) angeformten Ringfläche (5) begrenzt ist, die auf der dem Wickelkopf (2) zugekehrten Umfangsseite leicht konisch axial nach innen abfallend verläuft und als Preßsitz ausgebildet ist.

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

3. Lagerschild nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippen (6) elastisch nachgiebige Bereiche auf­ weisen.

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

5. Lagerschild nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem bis mindestens 160°C formbeständigen Thermo­ plast besteht.