DE19919899C1

DE19919899C1 - Short circuit cage for electrical, preferably asynchronous, machine, has two metal half parts, pref. of cast copper, joined together and each with short circuit rods and a short circuit ring

Info

Publication number: DE19919899C1
Application number: DE19919899A
Authority: DE
Inventors: Josef Zwack
Original assignee: Loher GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2019-05-01

Abstract

The short circuit cage consists of two metal half parts (1,2), pref. of cast copper, that are joined together and each consists of half the total number of short circuit rods (5,7) and a short circuit ring (4,6) with a corresp. number of apertures (8,9) in the ring segments for the complementary part. An independent claim is also included for an electrical machine, preferably an asynchronous machine. -

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurzschlußkäfig für eine elektrische Maschine, vor zugsweise für eine Asynchronmaschine. Die Erfindung betrifft ferner einen Kurz schlußläufer für eine elektrische Maschine, vorzugsweise für eine Asynchronma schine. Die Erfindung betrifft schließlich eine elektrische Maschine, vorzugsweise eine Asynchronmaschine, insbesondere eine Drehstromasynchronmaschine.The invention relates to a short-circuit cage for an electrical machine preferably for an asynchronous machine. The invention further relates to a brief final runner for an electrical machine, preferably for an asynchronous machine seem. Finally, the invention relates to an electrical machine, preferably an asynchronous machine, in particular a three-phase asynchronous machine.

Bei der elektrischen Maschine oder Asynchronmaschine kann es sich um einen Motor oder um einen Generator handeln.The electrical machine or asynchronous machine can be one Motor or a generator.

Drehstromasynchronmaschinen (Motoren oder Generatoren) sind seit langem be kannt. Während bei einer Drehstromasynchronmaschine mit sogenanntem Schleif ringläufer der auf einer Welle befindliche geblechte Läufer mit einer Wicklung ver sehen ist, werden beim sogenannten Kurzschlußläufer die Läuferstäbe an beiden Enden mit einem oder mehreren Kurzschlußringen verbunden. Der Kurzschlußläu fer weist im allgemeinen eine Welle, einen Kurzschlußkäfig und ein Blechpaket auf. Der Kurzschlußkäfig weist im allgemeinen Kurzschlußstäbe (Läuferstäbe) und Kurzschlußringe auf. Three-phase asynchronous machines (motors or generators) have long been knows. While in a three-phase asynchronous machine with so-called grinding ring traveler the laminated rotor on a shaft with a winding ver can be seen, the so-called short-circuit rotor, the rotor bars on both Ends connected to one or more short-circuit rings. The short circuit fer generally has a shaft, a short-circuit cage and a laminated core. The short-circuit cage generally has short-circuit bars (rotor bars) and Short-circuit rings on.

Bei Maschinen kleiner und mittlerer Leistung wird der Kurzschlußkäfig (also Kurz schlußstäbe bzw. Läuferstäbe und Kurzschlußringe) üblicherweise mittels Druck gießen aus Aluminium hergestellt. Bei Maschinen hoher Leistung werden in der Regel Kurzschlußstäbe aus Kupfer verwendet, die durch Hartlöten mit den Kurz schlußringen, die ebenfalls meist aus Kupfer sind, verbunden werden. Bei Maschi nen kleiner und mittlerer Leistung werden nur in wenigen Ausnahmefällen Kurz schlußstäbe und Kurzschlußringe nicht aus Aluminium produziert. Die hauptsächli chen Gründe dafür sind mechanische Gründe (Festigkeit, Korrosion, Wärmespei cherkapazität) und elektrische Gründe (spezielle Anforderungen an den Wirkungs grad, Leistungsfaktor, Momentencharakteristik, höhere zulässige Rotorblockierzeit).The short-circuit cage (i.e. short end rods or rotor rods and short-circuit rings) usually by means of pressure cast aluminum. For machines with high performance Usually short-circuit bars made of copper are used by brazing with the short end rings, which are also mostly made of copper. With Maschi Small and medium-sized capacities only become short in a few exceptional cases Lock rods and short-circuit rings not made of aluminum. The main one The reasons for this are mechanical reasons (strength, corrosion, heat storage capacity) and electrical reasons (special requirements for effectiveness degree, power factor, torque characteristics, longer permissible rotor blocking time).

Ein Kurzschlußkäfig nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 197 29 432 C1 bekannt.A short-circuit cage is according to the preamble of claim 1 DE 197 29 432 C1 known.

Aus der JP 10 032 966 A ist ein Rotor für einen Induktionsmotor bekannt, der aus zwei Halbteilen besteht, wobei das eine Halbteil aus einem Ring mit Stäben und das andere Halbteil aus einem Ring mit einer entsprechenden Anzahl von Ausspa rungen besteht.From JP 10 032 966 A a rotor for an induction motor is known which consists of consists of two half parts, one half part of a ring with rods and the other half of a ring with a corresponding number of Ausspa stanchions exist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen in seiner Herstellung kostengünstigen Kurz schlußkäfig für elektrische Maschinen, insbesondere für Asynchronmaschinen, kleiner und mittlerer Leistung zu schaffen.The object of the invention is a short in its production inexpensive end cage for electrical machines, especially for asynchronous machines, to create small and medium power.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kurzschlußkäfig besteht aus zwei Halbteilen, die miteinan der verbunden sind, wobei die Halbteile jeweils aus der halben Gesamt-Anzahl von Kurzschlußstäben und einem Kurzschlußring mit entsprechender Anzahl an Aus sparungen für das Gegenstück bestehen. Die bei einem Halbteil vorhandene An zahl von Kurzschlußstäben muß nicht exakt die halbe Gesamt-Anzahl der Kurz schlußstäbe sein; es kann auch eine von der Hälfte-Hälfte-Aufteilung abweichende Aufteilung der Gesamt-Anzahl von Kurzschlußstäben auf die beiden Halbteile vor genommen werden. Es ist allerdings vorteilhaft, wenn jedes Halbteil jeweils die hal be Gesamt-Anzahl von Kurzschlußstäben aufweist. Vorzugsweise sind die Halbteile formschlüssig miteinander verbunden. Die Verbindung geschieht vorzugsweise nach Aufnahme der Läuferbleche. Der erfindungsgemäße Kurzschlußkäfig kann ohne das bisher übliche arbeitsintensive Einschlagen der einzelnen Kurzschlußstä be mit anschließendem Hartlöten der Kurzschlußstab-Kurzschlußring- Verbindungen realisiert werden.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of Claim 1 solved. The short-circuit cage consists of two half parts, which are together which are connected, the half parts each being half the total number of Short-circuit bars and a short-circuit ring with a corresponding number of off there are savings for the counterpart. The existing at a half part Number of shorting bars does not have to be exactly half the total number of shorting bars closing rods; it can also be a half-half split Distribution of the total number of short-circuit bars between the two half parts be taken. However, it is advantageous if each half part is hal be total number of short-circuit bars. Preferably the half parts positively connected. The connection is preferably done after picking up the runner plates. The short-circuit cage according to the invention can without the usual labor-intensive turning of the individual short-circuit bars be followed by brazing the short-circuit rod short-circuit ring Connections can be realized.

Ein Kurzschlußläufer gemäß der Erfindung weist einen erfindungsgemäßen Kurz schlußkäfig auf. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine, insbesondere Asyn chronmaschine, ist durch einen erfindungsgemäßen Kurzschlußkäfig bzw. einen erfindungsgemäßen Kurzschlußläufer gekennzeichnet.A short-circuit rotor according to the invention has a short according to the invention closing cage. The electrical machine according to the invention, in particular Asyn chron machine, is by a short-circuit cage according to the invention or a Short-circuit rotor according to the invention characterized.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrie ben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims ben.

Der Kurzschlußkäfig bzw. dessen Halbteile bestehen vorzugsweise aus Metall. Be sonders geeignet ist Kupfer bzw. Kupferguß. The short-circuit cage or its half parts are preferably made of metal. Be copper or cast copper is particularly suitable.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: Der erfindungsgemäße Kurz schlußkäfig (Läuferkäfig) kann kostengünstig aus Metall, vorzugsweise Kupferguß, hergestellt werden, da das Einschlagen der einzelen Kurzschlußstäbe und das Hartlöten entfällt; hierdurch ist eine Automatisierung der Fertigung möglich. Der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine kann bis zu mehreren Prozent erhöht werden, da die Verluste im Kurzschlußläufer drastisch reduziert werden können; der elektrische Leitwert von Kupfer ist nämlich wesentlich höher als der elektrische Leitwert von Aluminium. Hierdurch wiederum wird eine Energieeinsparung durch verminderte Verluste und weniger Energieaufnahme möglich, was volkswirtschaftli che Vorteile, eine Entlastung der Umwelt und weitere Vorteile mit sich bringt. Ein weiterer Vorteil liegt in der Steigerung der Motorleistung in Folge der niedrigeren Verluste und der damit verbundenen geringeren Motorerwärmung. Es kann ferner eine höhere zulässige maximale Anlaufzeit erreicht werden, da der Läuferkäfig eine höhere Wärmekapazität aufweist und da eine höhere Grenztemperatur des Läufers zulässig ist. Der Kurzschlußläufer weist eine höhere mechanische Festigkeit auf (Kupfer hat eine höhere mechanische Festigkeit als Aluminium) und eine höhere Temperaturbeständigkeit (auch die Temperaturbeständigkeit von Kupfer ist höher als die Temperaturbeständigkeit von Aluminium). Der Kurzschlußkäfig gemäß der Erfindung kann in Bereichen eingesetzt werden, in denen Aluminium nicht er wünscht oder geeignet ist, z. B. in salzhaltiger Atmosphäre. Bei explosionsge schützten Motoren der Zündschutzart EEx e kann eine ausreichende sogenannte t_E-Zeit erzielt werden (also eine höhere zulässige Rotorblockierzeit). Mit Kupferguß stäben ist eine beliebige Stabform möglich, da auf Normabmessungen keine Rück sicht genommen werden muß. Damit wird eine Optimierung bezüglich der elektri schen Auslegung und der Momentencharakteristik möglich. Ferner ist eine Lager haltung von Rotoren mit Kupferkäfig ohne Welle möglich. Dies ist nach den bisher bekannten Lösungen aufgrund der mangelnden Fixierung nicht möglich; deshalb sind bisher keine wirtschaftlich vernünftigen Losgrößen erreichbar, was bisher zu höheren Herstellungskosten (infolge relativ höherer Rüstzeiten) führt. Schließlich kann der Kurzschlußring die Funktion einer sogenannten Läuferdruckscheibe über nehmen, die sonst in der Regel bei hartgelöteten Kupferkäfigen notwendig ist, um das Blechpaket zu fixieren.The invention has the following advantages: The short-circuit cage according to the invention (rotor cage) can be produced inexpensively from metal, preferably cast copper, since there is no need to hammer in the individual short-circuit bars and brazing; this enables automation of production. The efficiency of the electrical machine can be increased by up to several percent, since the losses in the short-circuit rotor can be drastically reduced; the electrical conductance of copper is namely significantly higher than the electrical conductance of aluminum. This in turn makes it possible to save energy through reduced losses and less energy consumption, which has economic advantages, relieves the environment and other advantages. Another advantage is the increase in engine performance due to lower losses and the associated lower engine warming. A higher permissible maximum start-up time can also be achieved because the rotor cage has a higher heat capacity and because a higher limit temperature of the rotor is permissible. The squirrel-cage rotor has a higher mechanical strength (copper has a higher mechanical strength than aluminum) and a higher temperature resistance (the temperature resistance of copper is also higher than the temperature resistance of aluminum). The short-circuit cage according to the invention can be used in areas where aluminum is not desired or suitable, e.g. B. in a saline atmosphere. A sufficient so-called t _E time can be achieved with explosion-proof motors of the type of protection EEx e (i.e. a higher permissible rotor blocking time). Any shape of rod is possible with cast copper rods, as there is no need to take standard dimensions into account. This enables an optimization with regard to the electrical design and the torque characteristic. Furthermore, a bearing of rotors with a copper cage without shaft is possible. According to the previously known solutions, this is not possible due to the lack of fixation; For this reason, economically reasonable batch sizes have so far not been achievable, which has led to higher manufacturing costs (due to relatively longer set-up times). Finally, the short-circuit ring can take over the function of a so-called rotor thrust washer, which is otherwise usually necessary for brazed copper cages in order to fix the laminated core.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigtEmbodiments of the invention are described below with reference to the accompanying Drawing explained in detail. In the drawing shows

Fig. 1 zwei Halbteile vor dem Zusammenfügen in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 1 shows two half-parts prior to assembly in a perspective representation,

Fig. 1a eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform, FIG. 1a is a comparison with FIG. 1 modified embodiment,

Fig. 2 einen Teil eines Halbteiles in einer perspektivischen Darstellung, Fig. 2 shows a part of a half part in a perspective view,

Fig. 3 eine Aufnahmeöffnung in einem Kurzschlußring, Fig. 3 is a receiving opening in a short-circuit ring,

Fig. 4 eine vorteilhafte Ringgeometrie in einer Schnittdarstellung, Fig. 4 shows an advantageous geometry ring in a sectional representation,

Fig. 5 eine weitere abgewandelte Ausführungsform von zwei Halbteilen in einer perspektivischen Darstellung. Fig. 5 shows a further modified embodiment of two half-parts in a perspective view.

In Fig. 1 sind zwei Halbteile 1, 2 eines Kurzschlußkäfigs vor dem Zusammenfügen perspektivisch dargestellt. Das Halbteil 2 wird in Richtung des Pfeils 3 bewegt und auf diese Weise mit dem Halbteil 1 formschlüssig verbunden. Das Halbteil 1 be steht aus einem Kurzschlußring 4 und damit einstückig verbundenen Kurzschluß stäben 5. In gleicher Weise besteht das Halbteil 2 aus einem Kurzschlußring 6 und mit diesem einstückigen Kurzschlußstäben 7. Wie aus Fig. 1 ersichtlich weist jeder Kurzschlußring 4, 6 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kurzschlußstäben 5 bzw. 7 jeweils eine Aussparung 8, 9 auf, die zur Aufnahme des Endes eines Kurzschluß stabes des jeweiligen anderen Halbteils dienen. Jedes Halbteil 1, 2 besteht dem entsprechend aus der halben Gesamtzahl von Kurzschlußstäben und einem Kurz schlußring mit einer entsprechenden Anzahl an Aussparungen für das Gegenstück. In Fig. 1, two half parts 1 , 2 of a short-circuit cage are shown in perspective before assembly. The half part 2 is moved in the direction of arrow 3 and in this way connected to the half part 1 in a form-fitting manner. The half part 1 be consists of a short-circuit ring 4 and thus short-circuit rod 5 . In the same way, the half-part 2 consists of a short-circuit ring 6 and short-circuit bars 7 with this one-piece. As can be seen from Fig. 1, each short-circuit ring 4 , 6 between two successive short-circuit bars 5 and 7 each have a recess 8 , 9 , which serve to receive the end of a short-circuit rod of the other half. Each half part 1 , 2 accordingly consists of half the total number of short-circuit bars and a short-circuit ring with a corresponding number of recesses for the counterpart.

Das aus Dynamoblechen bestehende Blechpaket ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit dem Halbteil 1 verbunden. Aus Gründen der vereinfachten zeichneri schen Darstellung ist lediglich ein einziges Dynamoblech 10 gezeigt. Tatsächlich ist über die gesamte Höhe h von dem Kurzschlußring 4 bis zu dem zeichnerisch dar gestellten Dynamoblech 10 eine Vielzahl von weiteren Dynamoblechen vorhanden, die das Blechpaket bilden. Die Dynamobleche dienen in an sich bekannter Weise zur Führung des magnetischen Flusses. Wie aus Fig. 1 ersichtlich sind beide Halbteile 1, 2 des Kurzschlußkäfigs völlig identisch. Sie werden mit derselben Form hergestellt, so daß die Formkosten erheblich verringert werden können. Die Kurz schlußstäbe 5 bzw. 7 sind bereits in der Form integriert und am jeweiligen Kurz schlußring 4, 6 angegossen. Die Aussparungen 8 bzw. 9 haben die Form der Kurz schlußstäbe 5 bzw. 7, jedoch etwas geringer, so daß sich eine Preßpassung ergibt.The laminated core consisting of dynamo sheets is connected to the half part 1 in the exemplary embodiment in FIG. 1. For the sake of simplified drawing's illustration, only a single dynamo plate 10 is shown. In fact, over the entire height h from the short-circuit ring 4 to the dynamo sheet 10 shown in the drawing, there are a large number of further dynamo sheets which form the sheet stack. The dynamo plates are used in a manner known per se to guide the magnetic flux. As can be seen from Fig. 1, both half parts 1 , 2 of the short-circuit cage are completely identical. They are made with the same mold, so that the molding costs can be significantly reduced. The short-circuit bars 5 and 7 are already integrated in the mold and cast on the respective short-circuit ring 4 , 6 . The recesses 8 and 9 have the shape of the short-circuit rods 5 and 7 , but somewhat smaller, so that there is an interference fit.

Bei der Herstellung des Kurzschlußkäfigs wird das in Fig. 1 rechts gezeigte Halbteil 2 ohne Bleche in die ausgestanzten Nuten (Aussparungen) 11 des Blechpakets 10 eingeführt. Die beiden Halbteile 1 und 2 werden bis auf Anschlag zusammenge drückt. Es entsteht ein sogenannter Kurzschlußläufer mit Kurzschlußkäfig, jedoch noch ohne Welle. Die Welle kann anschließend eingepreßt werden.In the manufacture of the short-circuit cage, the half part 2 shown on the right in FIG. 1 is inserted into the punched-out grooves (recesses) 11 of the laminated core 10 without metal sheets. The two half-parts 1 and 2 are pressed together until they stop. A so-called short-circuit rotor with a short-circuit cage is created, but still without a shaft. The shaft can then be pressed in.

Der Kurzschlußläufer kann allerdings auch auf andere Weise hergestellt werden. Es ist beispielsweise möglich, daß das Blechpaket bereits geschichtet auf einer Paßfeder auf der Welle sitzt. Die Halbteile können dann maschinell von links und rechts gleichzeitig eingepreßt werden. Nach einer anderen Herstellungsvariante wird zunächst je die Hälfte der Dynamobleche auf jedes der Halbteile 1 und 2 auf geschoben. Die beiden Halbteile 1 und 2 werden dann in einem Arbeitsvorgang bzw. Preßvorgang zusammengeschoben. Nach dem Aufpressen auf die Welle kann dann der Luftspalt auf Maß überdreht werden.However, the squirrel-cage rotor can also be manufactured in other ways. It is possible, for example, that the laminated core is already seated on a feather key on the shaft. The half parts can then be pressed in mechanically from the left and right at the same time. According to another production variant, half of the dynamo sheets are first pushed onto each of the half parts 1 and 2 . The two half parts 1 and 2 are then pushed together in one operation or pressing operation. After pressing onto the shaft, the air gap can then be turned to size.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 1a sind gleiche Teile mit glei chen Bezugszeichen versehen, so daß sie nicht erneut beschrieben werden müs sen. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind bei der Fig. 1a die Kurzschlußstäbe 5 bzw. 7 im Bereich ihrer Enden verjüngt, also mit Verjüngungen 12, 13 versehen.In the modified embodiment according to FIG. 1a, the same parts are provided with the same reference numerals, so that they do not have to be described again. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the short-circuit bars 5 and 7 are tapered in the region of their ends in FIG. 1a, that is to say provided with tapered portions 12 , 13 .

Fig. 2 zeigt ein Segment eines Halbteils mit einem Kurzschlußstab 5 (bzw. 7) und einer Aufnahmeöffnung 8 (bzw. 9) für den zugehörigen Kurzschlußstab aus der an deren Richtung. Aus gießtechnischen Gründen und aus Gründen der Festigkeit ist am Übergang vom Kurzschlußstab 5 zum Kurzschlußring 4 ein kleiner Radius 14 angebracht. Die Kurzschlußringe weisen also im Bereich der Kurzschlußstäbe (d. h. an den Übergängen der Kurzschlußstäbe in die Kurzschlußringe) einen Radius 14 auf. Fig. 2 shows a segment of a half part with a short-circuit rod 5 (or 7 ) and a receiving opening 8 (or 9 ) for the associated short-circuit rod from the other direction. For reasons of casting technology and for reasons of strength, a small radius 14 is attached to the transition from the short-circuit rod 5 to the short-circuit ring 4 . The short-circuit rings therefore have a radius 14 in the region of the short-circuit bars (ie at the transitions of the short-circuit bars into the short-circuit rings).

Durch einen derartigen Radius 14 können allerdings beim Beschicken mit den Dy namoblechen 10 Probleme für die äußeren Bleche entstehen. Daher sind an der Innenseite des Kurzschlußringes 4 Erhebungen 15 vorgesehen, die in radialer Richtung verlaufen und einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. An diesen Erhebungen 15, die jeweils zwischen dem Stab-Ring-Übergang und der nächstgelegenen Aussparung am Kurzschlußring - an der Innenseite des Kurz schlußringes - angegossen sind, liegt das äußerste Dynamoblech sauber an, so daß die Fixierung der Dynamobleche gewährleistet ist. An dem Halbteil 2 sind ent sprechende Radien 16 und entsprechende Erhebungen 17 vorhanden.Such a radius 14 can, however, cause problems for the outer sheets when loading the Dy namo sheets 10 . Therefore, 4 elevations 15 are provided on the inside of the short-circuit ring, which run in the radial direction and have a substantially rectangular cross section. At these elevations 15 , which are each cast between the rod-ring transition and the nearest recess on the short-circuit ring - on the inside of the short-circuit ring, the outermost dynamo sheet is clean, so that the fixation of the dynamo sheets is ensured. On the half part 2 are corresponding radii 16 and corresponding surveys 17 available.

Die Kurzschlußstäbe 5, 7 sind im Bereich ihrer Enden etwas verjüngt, weisen dort also Verjüngungen 12, 13 auf. Dadurch wird gewährleistet, daß beim Aufschichten und eventuellen Aufpressen der Dynamobleche diese in diesem Bereich keine maßlichen Änderungen durch einen eventuellen Materialabtrag hervorrufen. Die Passung Stabende-Aussparung am Ring wird somit nicht beeinträchtigt. Selbstver ständlich wird das Paßmaß für die spätere Preßpassung hinsichtlich der Geometrie für die Aussparung am Kurzschlußring auf das Maß des Stabendes abgestimmt.The short-circuit bars 5 , 7 are somewhat tapered in the area of their ends, that is to say they have tapered portions 12 , 13 there. This ensures that when the dynamo sheets are piled up and pressed on, they do not cause any dimensional changes in this area due to material being removed. The fit of the rod end recess on the ring is not affected. Of course, the fit for the subsequent press fit is matched to the dimension of the rod end with regard to the geometry for the recess on the short-circuit ring.

Die Enden der Kurzschlußstäbe 5, 7 sind ferner leicht konisch, damit das Einfädeln in die Aussparung jederzeit gewährleistet ist. In entsprechender Weise können die Aussparungen 8, 9 an den Kurzschlußringen 4, 6 an der Ring-Innenseite jeweils leicht konisch ausgestaltet sein. Sie können stattdessen oder zusätzlich mit einem Radius und/oder mit einer Fase zur gezielten Aufnahme der Enden der Kurz schlußstäbe ausgebildet sein.The ends of the short-circuiting rods 5 , 7 are also slightly conical, so that threading into the recess is ensured at all times. In a corresponding manner, the cutouts 8 , 9 on the short-circuit rings 4 , 6 on the inside of the ring can each be slightly conical. Instead, or in addition, they can be designed with a radius and / or with a chamfer for the targeted reception of the ends of the short-circuiting rods.

Fig. 3 zeigt ein Segment des Kurzschlußrings 4 (der Kurzschlußring 6 ist entspre chend ausgebildet) mit einer Aussparung 8 für die Aufnahme eines Stabendes. Die Innenkontur 18 der Aussparung 8 ist dabei mit kleinen Rundungen versehen. Dies hat zur Folge, daß die Toleranz der späteren Preßpassung den gießtechnischen Möglichkeiten optimaler angepaßt werden kann und daß nach dem Einpreßvorgang jederzeit eine definierte Haftung bestehen bleibt. Fig. 3 shows a segment of the short-circuit ring 4 (the short-circuit ring 6 is formed accordingly) with a recess 8 for receiving a rod end. The inner contour 18 of the recess 8 is provided with small curves. The consequence of this is that the tolerance of the subsequent press fit can be optimally adapted to the casting possibilities and that a defined liability remains at all times after the press-in process.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3. In Fig. 4 ist eine vor teilhafte Form der Ringgeometrie (Geometrie der Kurzschlußringe 4, 6) für den Fall gezeigt, daß aus speziellen Gründen doch eine Lötverbindung der beiden Halbteile an den Verbindungsstellen von Kurzschlußstäben und Kurzschlußringen vorge nommen wird. Dies kann unter Umständen aus Gründen einer erhöhten Lebens dauer, extremer Einsatzbedingungen und Betriebsbedingungen (hohe Schalthäu figkeit, Momentenstöße, Betrieb im Heißraum etc.) sowie aus Gründen der Be triebsphilosophie erfolgen. An der Ringaußenseite 19 wird dabei gießtechnisch eine Vertiefung 20 vorgesehen, die zur Aufnahme des Lots, z. B. beim an sich bekannten Verfahren des Induktivlötens, dient. Das Löten der Kurzschlußstab-Kurzschlußring- Verbindung erfolgt dabei im stehenden Zustand des Läuferkörpers. Durch die halbe Anzahl an Lötstellen gegenüber dem herkömmlichen Verfahren ergibt sich der Vorteil eines in etwa halbierten Lotbedarfs. Die Vertiefung 20 bzw. umlaufende Ver tiefung ist auch in Fig. 5 gezeigt. Fig. 4 shows a cross section along the line IV-IV in Fig. 3. In Fig. 4, a geous form of the ring geometry (geometry of the short-circuit rings 4 , 6 ) is shown for the case that, for special reasons, a solder connection of the two Half parts is made at the junctures of short-circuit bars and short-circuit rings. Under certain circumstances, this can be done for reasons of increased service life, extreme operating conditions and operating conditions (high switching frequency, torque surges, operation in the hot room, etc.) and for reasons of the operating philosophy. On the outside of the ring 19 , a depression 20 is provided in terms of casting technology, which is used to hold the solder, e.g. B. in the known method of inductive soldering. The short-circuit rod-short-circuit ring connection is soldered in the stationary state of the rotor body. Half the number of solder joints compared to the conventional method results in the advantage of an approximately halved solder requirement. The depression 20 or circumferential depression is also shown in FIG. 5.

Die Fig. 5 zeigt eine praxisgerechte Ausführungsform der beiden Halbteile unter Berücksichtigung der bereits beschriebenen vorteilhaften Merkmale. Die Ausfüh rungsform nach Fig. 5 entspricht weitgehend derjenigen nach Fig. 1a. Zusätzlich sind bei der Ausführungsform nach Fig. 5 noch Vertiefungen 20 (die Vertiefung auf der Rückseite des Kurzschlußringes 6 ist in Fig. 5 verdeckt) vorhanden (siehe auch Fig. 4). FIG. 5 shows a practical embodiment of the two half portions taking into account the advantageous features previously described. The exporting approximate shape of FIG. 5 corresponds largely to that according to Fig. 1a. In addition, in the embodiment according to FIG. 5 there are also depressions 20 (the depression on the back of the short-circuit ring 6 is covered in FIG. 5) (see also FIG. 4).

Normalerweise reicht die Preßverbindung der Halbteile bei den für die Erfindung in Frage kommenden Kleinmotoren aus, um eine normale Lebensdauer des Motors zu gewährleisten. Aus Gründen der Sicherheit ist allerdings folgender Arbeitsgang noch zusätzlich zu empfehlen, der nur geringe Mehrkosten verursacht: Nach dem Aufbringen des Käfigläufers auf der Welle wird der Käfigläufer kurzzeitig einem starken Magnetfeld ausgesetzt. Die im Läuferkäfig induzierte Spannung hat im Kupferkäfig (wenn also der Kurzschlußkäfig aus Kupfer ist) einen hohen Strom zur Folge, der am Kurzschlußstab-Kurzschlußring-Übergang zu einer örtlichen Ver schweißung der beiden Teile führt. Auf diese Weise wird also eine Widerstands schweißung durchgeführt. Diese induktive Verschweißung kann natürlich auch be reits vor dem Aufbringen auf die Welle erfolgen.Normally, the press connection of the half parts in the for the invention in Question coming small engines to ensure a normal engine life to ensure. For security reasons, however, the following is the operation to be recommended additionally, which causes only small additional costs: After the If the squirrel-cage rotor is attached to the shaft, the squirrel-cage rotor will briefly become one exposed to a strong magnetic field. The voltage induced in the rotor cage has in Copper cage (if the short-circuit cage is made of copper) has a high current Consequence, the short-circuit rod-short-circuit ring transition to a local Ver welding of the two parts leads. In this way it becomes a resistance welding carried out. This inductive welding can of course also be already done before applying to the shaft.

Es besteht ferner noch die Möglichkeit, daß beim Vorgang des Zusammenpressens der beiden Halbteile die über den Ring hinausstehenden Stabenden im gleichen Arbeitsgang durch ein entsprechendes Schlagwerkzeug eingekerbt werden. Dies bewirkt ein Aufweiten der überstehenden Stabenden gegenüber der Stabpartie im Kurzschlußring. Dadurch wird der Kurzschlußläufer zu einer kompakten Einheit geformt und ein Lösen der Stab-Ring-Verbindung verhindert.There is also the possibility that in the process of pressing together of the two halves the same as the rod ends protruding beyond the ring Operation can be scored using an appropriate impact tool. This causes the protruding rod ends to widen compared to the rod section in the Short circuit ring. This makes the squirrel-cage rotor a compact unit shaped and prevents loosening of the rod-ring connection.

Je nach Polzahl der Maschine bzw. des Motors und der Betriebsfrequenz des Ver sorgungsnetzes sowie der daraus resultierenden Umdrehungszahl des Läufers bei Betrieb der Maschine bzw. des Motors empfiehlt sich ein mehr oder weniger großes Überstehen der Kurzschlußstäbe über den Kurzschlußring hinaus. Es ist also vor teilhaft, daß die Kurzschlußstäbe über den Kurzschlußring hinaus überstehen. Die überstehenden Stabenden wirken dann als Lüfterflügel. Sie fördern die Wärmeab gabe vom Läufer zur umgebenden Luft bzw. bewirken eine vorteilhafte Zirkulation der Luft im Inneren der Maschine bzw. des Motors. Wie bereits erwähnt werden bzw. sind die überstehenden Enden der Kurzschlußstäbe vorzugsweise eingekerbt. Die überstehenden Stabenden eignen sich auch für eventuell erforderliche Maß nahmen im Zuge des Auswuchtens des Läufers, beispielsweise durch gezielten Materialabtrag. Dementsprechend ist eine weitere vorteilhafte Weiterbildung da durch gekennzeichnet, daß das Material der überstehenden Enden abgetragen wird bzw. ist.Depending on the number of poles of the machine or motor and the operating frequency of the Ver supply network and the resulting number of revolutions of the rotor Operation of the machine or motor is recommended to a greater or lesser extent The short-circuit bars protrude beyond the short-circuit ring. So it is before partial that the short-circuit bars protrude beyond the short-circuit ring. The protruding rod ends then act as fan blades. They promote warmth administration from the runner to the surrounding air or cause an advantageous circulation the air inside the machine or engine. As already mentioned or the protruding ends of the short-circuit bars are preferably notched. The protruding rod ends are also suitable for any required dimensions took in the course of balancing the runner, for example by targeted Material removal. Accordingly, there is a further advantageous development characterized in that the material of the protruding ends is removed or is.

Vorwiegend aus Gründen der Verbesserung des Drehmomentenverlaufs (Vermin derung parasitärer und synchroner Drehmomente) und aus Gründen der Ge räuschreduzierung werden die Läufernuten und somit die Läuferstäbe üblicherwei se etwas geschrägt gegenüber den Ständernuten ausgeführt, meist um etwa eine Ständernutteilung. Prizipiell ist dies auch mit erfindungsgemäß gegossenen Halb teilen des Läuferkäfigs möglich, wenngleich diese Gießform etwas aufwendiger zu gestalten ist. Die Verwendung zweier identischer Hälften bzw. Halbteile des Kurz schlußkäfigs ist auch in diesem Fall möglich. Beim Zusammenpressen der beiden Hälften ist dann allerdings darauf zu achten, daß durch ein gleichzeitiges Drehen von zumindest einer, möglicherweise aber auch beiden Hälften das Verbinden bzw. das Zusammenfügen der Hälften bzw. Halbteile sichergestellt ist.Mainly for the sake of improving the torque curve (min parasitic and synchronous torques) and for reasons of Ge The rotor grooves and thus the rotor bars are usually reduced in noise it is slightly slanted compared to the upright slots, usually by about one Stand allocation. In principle, this is also with half cast according to the invention dividing the rotor cage possible, although this mold is a little more complex design is. The use of two identical halves or half parts of the short closing cage is also possible in this case. When pressing the two together Halves must then be observed, however, by turning them simultaneously connecting at least one, but possibly also both halves the joining of the halves or half parts is ensured.

Für Spezialantriebe mit Motoren für beispielsweise erhöhte Einschalthäufigkeit oder Umschalthäufigkeit und/oder auch mit einer erhöhten Momentencharakteristik emp fiehlt sich die Ausführung der Halbteile aus Materialien mit gegenüber Aluminium reduziertem elektrischen Leitwert, z. B. Messing oder Bronze. Festigkeit, Tempera turbeständigkeit und Wärmekapazität weisen weit günstigere Werte gegenüber Aluminium auf.For special drives with motors for, for example, increased starting frequency or Switching frequency and / or emp with an increased torque characteristic the half-pieces are made of materials with aluminum reduced electrical conductivity, e.g. B. brass or bronze. Firmness, tempera Resistance to heat and heat capacity show far more favorable values Aluminum on.

Die Aussparungen in den Ringsegmenten weisen für die Aufnahme der Läuferstäbe deren Geometrie bzw. Form auf. Die vorzugsweise durch Druck verbundenen Halbteile können miteinander verschweißt werden, vorzugsweise durch die Wirkung von in den Käfig induzierten Strömen an den Berührungsflächen "Stabaussparung im Ring", vorzugsweise durch Induktionsschweißen.The recesses in the ring segments point for the rotor bars their geometry or shape. The preferably connected by pressure Half parts can be welded together, preferably by the effect of currents induced in the cage at the contact surfaces "rod recess in the ring ", preferably by induction welding.

Claims

1. Short-circuit cage for an electrical machine, preferably for an Asyn chron machine, the short-circuit cage consisting of two half parts ( 1 , 2 ; 1 ', 2 ') which are connected to one another, characterized in that the half parts each consist of half the total Number of short-circuit rods ( 5 , 7 ) and a short-circuit ring ( 4 , 6 ) with a corresponding number of recesses ( 8 , 9 ) for the counterpart.

2. Short-circuit cage according to claim 1, characterized in that the recesses ( 8 , 9 ; 9 ') in the ring segments ( 4 , 6 ; 6 ') for receiving the rotor rods ( 5 , 7 ; 5 ') have their shape .

3. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the half parts ( 1 , 2 ; 1 ', 2 ') consist of metal, preferably cast copper.

4. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the half parts ( 1 , 2 ; 1 ', 2 ') are connected by pressure.

5. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the half parts ( 1 , 2 ; 1 ', 2 ') are welded together.

6. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the short-circuit rings ( 4 , 6 ; 4 ') in the region of the short-circuit bars ( 5 , 7 ; 5 ') have a radius ( 14 , 16 ).

7. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that on the inside of the short-circuit rings ( 4 , 6 ; 6 ') conditions ( 15 , 17 ; 17 ') are provided or cast on.

8. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the short-circuit bars ( 5 , 7 ; 5 ') tapers in the region of their ends ( 12 , 13 , 12 ') and / or are conical or slightly conical.

9. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the recesses ( 8 , 9 ; 9 ') in the region of the inner sides of the short-circuit rings ( 4 , 6 ; 6 ') are conical and / or a radius and / or a chamfer exhibit.

10. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the recesses ( 8 , 9 ; 9 ') are provided with small curves ( 18 ).

11. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the short-circuit ring ( 6 ') is heated before joining.

12. Short-circuit cage according to one of the preceding claims, characterized in that the short-circuit bars ( 5 , 7 ; 5 ') project beyond the short-circuit ring.

13. Short-circuit cage according to claim 12, characterized in that the over standing ends of the short-circuit bars are or are and / or that their material is or is removed.

14. Short-circuit rotor, characterized by a short-circuit cage after of claims 1 to 13.

15. Electrical machine, in particular asynchronous machine, marked by a short-circuit cage according to one of claims 1 to 13 or one Short-circuit rotor according to claim 14.