DE2057933A1 - Verfahren zur Herstellung eines Polkerns fuer einen Wechselstromgenerator - Google Patents

Description

H. 97
11.11.1970 Rs/Sz

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERO? BOSCH GMBH, Stuttgart

Verfahren zur Herstellung eines Polkerns für einen Wechseistromgenerator

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Polkerns für einen Wechselstromgenerator, insbesondere für einen mit stark veränderlichen Drehzahlen antreibbaren Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge.

Polkerne für Wechselstromgeneratoren sind bisher aus Rundmaterial auf Drehautomaten gefertigt worden. Als Ausgangsmaterial verwendete man also Eisenstangen, von denen die Kerne mit einer Bohrung versehen maßgerecht abgestochen wurden.

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Dieses Verfahren hat sich zwar gut bewährt, es ist aber unwirtschaftlich und verursacht allein in der Fertigung uner-• wünschten Spanabfall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in wirtschaftlicher und fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Polkernen für Wechselstromgeneratoren zu ermitteln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst wenigstens eine Flacheisen-Platine mit etwa den gewünschten Abmessungen des fertigen Polkerns entsprechenden Abmessungen hergestellt wird, daß diese nach einem Ankippen ihrer beiden Endabschnitte zu einem etwa zylindrischen Hohlkörper zusammengerollt, und nach dem Einführen eines Domes in dessen Bohrung zuerst in einem Einziehvorgang in radialer Sichtung und anschließend durch Stempeldruck in axialer Richtung auf Haß gepreßt wird und daß der als Wulst am Außenmantel des Polkerns sich bildende überschüssige Werkstoff in einem letzten Arbeitsgang abgestanzt wird. *

In der Fertigung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Platine zwischen dem Ankippen ihrer beiden Endabschnitte und dem Zusammenrollen zunächst zu einem offenen Hohlkörper vorgebogen wird. Einen festeren Sitz des Polkerns auf der ihn durchdringenden Welle des Generators erreicht man dadurch,■ daß man ihn aus zwei Flacheisen-Platinen herstellt, welche getrennt voneinander zu zylindrischen Hohlkörpern mi.t unterschiedlichen Durchmessern zusammengerollt, dann ineinandergefügt und gemeinsam den weiteren Arbeitsgängen des Einziehens, axialen Pressens und Abstanzens des Wulstes unterworfen werden. Um eine möglichst gleichmäßige Verformung der beiden Hohlkörper zu gewährleisten, ist es dabei zweckmäßig, den

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Innendurchmesser des größeren Hohlkörpers nur wenig größer zu machen als den Außendurchmesser des kleineren Hohlkörpers. Durch eine vorzugsweise konzentrische und ca. 0,1 mm tiefe Riffelung der Stirnflächen des Polkerns, welche zweckmäßigerweise beim Preßvorgang aufgebracht wird, erhält man eine beachtliche Verringerung des magnetischen Übergangswiderstandes an diesen Flächen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand des gezeichneten und beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. la und Ib je eine Flacheisen-Platine,

Fig. 2a und 2b die Flacheisen-Platinen nach dem Ankippen,

Fig. Ja und 5b je eine durch Vorbiegen erzielte Zwischenstufe in der Fertigung zwischen dem Ankippen und dem Zusammenrollen der Platinen,

Fig. 4a und 4b $e eine etwa kreisförmig zusammengerollte

Platine,

- Fig. 5a und 5b je einen Schnitt nach der Linie a-a bzw.

b-b in Fig. 4a bzw. 4b,

Fig. 6 zwei zu etwa zylindrischen Hohlkörpern

zusammengerollte, ineinandergefügte Flacheisen-Platinen,

Fig. 7 eine Anordnung gemäß Fig. 6 nach dem

Einziehvorgang,

Fig. 8 eine Anordnung gemäß Fig. 7 nach dem

Preßvorgang und

Fig. 9 einen fertigen, aus zwei Flacheisen-Platinen hergestellten Polkern mit geriffelter Oberfläche.

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In Fig. la und in Fig. Ib sind mit 10a bzw. 10b zwei Flacheisen-Platinen bezeichnet. Diese sind von einem Bandmaterial .abgeschnitten, dessen Breite etwa der gewünschten axialen Länge 1 eines aus zwei zylindrischen Hohlkörpern aufgebauten Polkerns 11 entspricht. Die Länge L_& bzw. L^ der Platinen hat bereits etwa das Umfangsmaß des inneren bzw. des äußeren Hohlkörpers 12a bzw. 12b des fertigen Polkerns. Auch die Dicke des Bandmaterials wird direkt so gewählt, daß die im Laufe des Herstellungsverfahrens aufzubringende Verformungsarbeit und W der zu entfernende Materialüberschuß möglichst gering gehalten werden können.

Als Vorstufe für das Zusammenrollen der Platinen zu einer etwa kreisförmigen Gestalt erfolgt dann zunächst ein Ankippen, d. h. ein kreisförmiges Abbiegen der Platinenenden um einen Winkel von ca. 90° und daran anschließend ein Vorbiegen der gesamten Platine zu einem offenen Hohlkörper 11a bzw. 11b mit einem öffnungswinkel von etwa 90°.

Danach vierden die vorgebogenen Hohlkörper 11a und 11b zu am Umfang geschlossenen zylindrischen Hohlkörpern 12a und 12b fertiggebogen und anschließend ineinandergesteckt. Ihre Abmessungen sind so gewählt, daß der Innendurchmesser des größeren Hohlkörpers nur wenig größer ist als der Außendurchmesser des kleineren Zylinders. Nach dem Einführen eines in der Zeichnung nicht dargestellten Dornes in die Bohrung 13 des inneren Hohlkörpers 12a erfolgt nun ein Einziehvorgang, d. h. ein Aufbringen einer den Durchmesser zunächst des äußeren Hohlkörpers und dann des inneren Hohlkörpers verringernden Radialkraft. Dies geschieht co, daß die beiden zylindrischen Teile gemeinsam in eine sich konisch öffnende zylindrische Vertiefung kleineren Durchmessers hineingezogen werden. Die lichte Weite des zylindrischen Teils der Vertiefung entspricht bereits dem äußeren Endmaß des Polkerns. Etwa auf halber Höhe hat die Vertiefung seitliche Aus-

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sparungen, in welche der überschüssige Werkstoff beim Zusammenpressen des Kerns in axialer Richtung ausweichen k'ann. Der • überschüssige Werkstoff bildet einen Wulst 15* am Außenmantel des Polkerns, welcher in einem letzten Arbeitsgang abgestanzt wird. Der Polkern hat dann seine endgültige, in Pig. 9 dargestellte Form.

Die Wicklung für einen Wechselstrom- oder einen Drehstromgenerator wird in Umfangsrichtung auf den Polkern aufgebracht. Der magnetische Fluß tritt also in axialer Richtung aus dem Kern aus, so daß die beiden an den Nahtstellen zwischen den sich berührenden Platinenenden verbleibenden Luftspalte die magnetischen Eigenschaften des Generators praktisch nicht beeinträchtigen.

Eine Verringerung des magnetischen Übergangswiderstandes des Kerns in axialer Richtung wird durch eine konzentrische Riffelung seiner Stirnflächen erreicht. Die Riffelung wird beim Pressen des Kerns auf seine endgültige Höhe aufgebracht und hat eine Tiefe von ca. 0,1 mm. Mit dieser Riffelung wird der Kern dann bei der weiteren Fertigung des Generators in seitlich an ihn anschließende magnetische Leitstücke hineingepreßt, wodurch ein in diesem Bereich weitgehend luftspaltfreier Eisenweg gewährleistet ist.

Die Herstellung des Polkerns aus zwei konzentrischen Teilen ist nicht zwingend. Es ist ebenso gut möglich, den Kern aus einer einzigen Platine herzustellen. Das Hauptkriterium ist dabei weniger die Verformbarkeit des Eisens, sondern die Gewährleistung eines festen Sitzes des Polkerns auf der Läuferwelle. V/ie sich bei Versuchen gezeigt hat, erzielt man durch einen mehrschichtigen Aufbau des Kerns einen sicheren Sitz

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desselben, weshalb diese Ausführung bevorzugt wird. Andererseits wird das Verfahren hierdurch jedoch aufwendiger. Ein Optimum unter den sich widersprechenden Forderungen liegt bei einer Ausführung mit zwei konzentrischen Hohlkörpern.

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Claims (7)

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   Ansprüche

   (l. Verfahren zur Herstellung eines Polkerns für einen Wechselstromgenerator, insbesondere für einen mit stark veränderlichen Drehzahlen antreibbaren Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst wenigstens eine Flacheisen-Platine (Fig. la, Ib) mit etwa den gewünschten Abmessungen des fertigen Polkerns entsprechenden Abmessungen hergestellt wird, daß diese nach einem Ankippen ihrer beiden Endabschnitte (Fig. 2a, 2b) zu einem etwa zylindrischen Hohlkörper zusammengerollt (Fig. 4a, 4b), und nach dem Einführen eines Doms in dessen Bohrung (15) zuerst in einem Einzxehvorgang in radialer Richtung (Fig. 7) und anschließend durch Stempeldruck in axialer Richtung (Fig. 8) auf Maß gepreßt wird und daß der als Wulst (14) am Außenmantel des Polkerns sich bildende überschüssige Werkstoff in einem letzten Arbeitsgang (Fig. 9) abgestanzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (10a, b) zwischen dem Ankippen ihrer beiden Endabschnitte (Fig. 2a, 2b) und dem Zusammenrollen (Fig. 4a, 4b) zu einem offenen Hohlkörper vorgebogen wird (Fig. 3a, 5b).

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3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polkern (11) aus zwei Flacheisen-Platinen (10a, b) hergestellt wird, welche getrennt voneinander zu zylindrischen Hohlkörpern (12a, b) mit unterschiedlichen Durchmessern zusammengerollt (Fig. 4a, 4b), dann ineinandergefügt und gemeinsam den weiteren Arbeitsgängen des Einziehens, axialen Pressens und Abstanzens des Wulstes (15) unterworfen werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des größeren Hohlkörpers (12b) nur wenig größer ist als der Außendurchmesser des kleinren Hohlkörpers (12a).
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Polkern (11) beim Pressen geriffelte Stirnflächen erhält.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Polkerns (11) mit einer konzentrischen Riffelung (14) versehen werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

   . daß die Riffelung (14) eine Tiefe von ca. 0,1 mm erhält, /f

   Le ersei te