DE2150313A1

DE2150313A1 - Verfahren zur Herstellung elektrischer Rotationsmaschinen

Info

Publication number: DE2150313A1
Application number: DE19712150313
Authority: DE
Inventors: Edmond Bertrant
Original assignee: Unelec SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1970-10-09
Filing date: 1971-10-08
Publication date: 1972-04-13
Also published as: BR7106738D0; FR2109301A5; NL7113884A; IT939047B; ES395852A1; BE773667A; DK127147B

Description

Dpi -Ing Dipl. oec ρ >bl.

PATlMTAMWALT
8 Mtachen21 - Gciäordstr. 8) ' 8,

T«l.fw· 561742 6783 - V

UNELEC i Paris 8, 14, rue de la Baume (Frankreich)

„Verfahren zur Herstellung elektrischer Rotationsmaschinen" s

Priorität vom 9. Oktober 19 70 aus der französischen Patentan- I

meldung 70/36 694 ' ί

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren

zur Herstellung von Statoren und/oder Rotoren für elektrische Rotationsmaschinen, durch dessen Hilfe gegenüber herkömmlichen Her-' stellungsverfahren eine Zeitersparnis und darüber hinaus eine Kostensenkung dadurch erzielt werden kann, daß zur Herstellung des Rotors und des Stators nicht die gleiche Blechqualität verwendet

^wir * Zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden die Bleche

auf Pressen ausgestanzt, wobei es sich entweder um einfache, hin-• tereinanderlaufende oder Mehrfachanordnungen handeln kann, die . anschließend aufeinandergeschichtet werden, um somit einerseits die.Blechpakete des Stators und andererseits die Blechpakete des Rotors zu bilden, wobei diese beiden Pakete aus den gleichen BIe-ί chen hergestellt werden und der innere, vom Stator getrennte Teil zur Herstellung des Rotors dient. Bei größeren Maschinen wird je- ! des Blech mitunter in mehreren Segmenten ausgeschnitten, die an-ί schließend miteinander verbunden werden.

j · In der Zielsetzung der Erfindung liegt demnach

die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung zumindest eines der Teile einer elektrischen Rotationsmaschine, dadurch gekenn-

! zeichnet, daß dessen Herstellung im durchlaufenden Betrieb aus einem Blechstreifen erfolgt, der unter den Stanzwerkzeugen durch-

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ι läuft und in Form eines Zahnbogens ausgestanzt wird, wobei Auskerbungen entstehen und die Verbindung der einzelnen Teile untereinander durch einen Blechsteg,erfolgt, der zum Weitertransport des somit gebildeten Stanzteiles dient und darüber hinaus als Gelenkpunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten verwendet wird* wodurch ein Aufwickeln, beispielsweise in Spiralform, um einen Dorn ermöglicht wird.

Bei zumindest einem dieser Teile einer elektrischen Rotationsmaschine handelt es sich vorzugsweise um einen Stator. Der verwendete Dorn ist vorteilhafterweise mit Stegen eines f geeigneten Profils ausgerüstet, die entlang der Mantellinien angeordnet sind und die Aufgabe erfüllen, einen einwandfreien Sitz des Bleches während des AufwickelVorgangs zu gewährleisten, wobei sich die Segmente nach und nach gegenüber den Stegen gesehen wie die Glieder einer Antriebskette anordnen.

Entsprechend einem weiteren Wesenszug der Erfindung reicht das zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten ausgestanzte Teil, das darüber hinaus zur Faltung entlang des Steges als Scharnier zum Aufwickeln in Spiralform dient, in einen Wick-

■ lungsschlitz. ;

Außerdem trennt das zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten ausgestanzte Teil , das darüber hinaus- zur . ^ Faltung entlang des Steges als Scharnier zum Aufwickeln in SpiraH

j form dient, einen Zahn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schiit- j

j . ■ "

j ζen in Längsrichtung in zwei Hälften. ,

Entsprechend einem weiteren Wesenszug der Erfindung liegt das zwischen zwei Segmenten ausgestanzte und in einen Schlitz mündende Blechteil symmetrisch zur Symmetrieachse des Schlitzes bzw. des Zahns und zwar in der Form, daß im aufgewickelten Zustand die Symmetrieachse des Schlitzes bzw. des Zahnes kolinear zur Trennung zwischen den beiden Segmenten verläuft.

Weiterhin wird das erfindungsgemäße Verfahren [ dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen zwei Segmenten ausgestanzte und in einen Schlitz mündende Blechteil, bzw. das Teil,

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das einen Zahn in Längsrichtung trennt, nicht symmetrisch zur Achse des Schlitzes bzw. des Zahnes in der Form verläuft, daßim aufgewickelten Zustand die Symmetrieachse des Schlitzes bzw. des Zahnes nicht kolinear zur Trennung zwischen den beiden Segmenten veri läuft. _: ■■-■_'

Die weitere Beschreibung bezieht sich auf ein j Beispiel zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zwar im Zusammenhang mit den beigefügten schematischen Zeichnungen. Es

ι zeigen:

- Fig. 1 und 2 - eine Fabrikationskette eines erfindungsgemäß auf4

gebauten Stator-Blechpakets,

- Fig. 3 - ein Beispiel für den Ausstanzvorgang des Bleches und

für das Aufwickeln auf einen Dorn, und

- Fig. 4 und 5 - ein weiteres Beispiel für die Form des Ausschnitt;

des Bleches und eine Ansicht nach dem Wickelvorgang.

In der Darstellung der Figur 1 empfängt eine Trommel 1 einer Abwickelvorrichtung 2 einen zu einer Rolle 3 zusammengefaßten Blechstreifen. Der Blechstreifen 3 wird zu einer Stanzpresse k geführt, die mit einem Werkzeug ausgerüstet ist, das das Blech in Segmente in der Form eines Zahnbogens 5 ausstanzt, die in Figur 3 deutlicher zusammen mit den erforderlichen Einschnitten z.B. 6 und 7 herjvorgehoben werden; die Segmente sind hierbei miteinander durch einen Blechsteg 8 verbunden. Auf diese Weise besitzt das Blech am Ausgang der Stanzpresse die Form eines fortlaufenden Ausschnitts von Kreissegmenten. Der somit gebildete Ausschnitt wird von einer Wickelvorrichtung 9 aufgenommen, die mit einem ausfahrbaren, zylinjderförmigen Dorn 10 ausgerüstet ist, der die Stege 11 aufweist, die in Figur 3 erkennbar sind. Diese Stege greifen in die Schlitzöffnungen und bewirken somit eine einwandfreie Ausrichtung. Zwischen der Stanzpresse 4- und dem Wickeldorn 10 ist für den Blechstreifen ein bestimmter „Zwischenraum" belassen, wozu eine Kontrollvorrichtung 12 gehört, mit deren Hilfe die AufwickelgeschwindLgkeit des Dorns gegenüber der Durchschnittsgeschwindigkeit des

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die Stanzpresse 4 durchlaufenden Blechstreifens ausgeregelt werden kann. Der Blechsteg 8, der die beiden aufeinanderfolgenden Kreissegmente miteinander verbindet, dient während des Aufwickel-; Vorgangs auf den Dorn 10 als Scharnier. Die Wickelvorrichtung 9 j kann auf eine Karussellanordnung gestellt werden und beispielsweise zwei im Winkel von 180° zugeordneterWickelvorrichtungen umfassen, so daß bei Abschluß des Wickelvorgangs eines ersten Blech+· pakets, - was entweder durch einen Umdrehungszähler oder durch das Gewicht bzw. durch die Höhe des Blechpakets bestimmt werden ■ kann, - die Maschine automatisch abschaltet. Anschließend wird das läzte Segment durch Punktschweißung mit dem entsprechenden Segment der vorhergehenden Windung verbunden und das Blech an der Stelle des Steges 8 abgetrennt, die unmittelbar dem geschweiß-jten Segment folgt. Die Karussellanordnung dreht sich nunmehr um 180 , wobei die Bedienungsperson die Maschine sofort wieder für ein weiteres Paket einschalten kann, während eine weitere Bedienungsperson das fertiggestellte Paket von der Karussellanordnung abnimmt, um weitere Arbeitsvorgänge vorzunehmen, z.B. insbesondere die Schweißung entlang einiger Mantellinien des Blechpaketes oder die Befestigung in den Randschlitzen 7, die während des Stanzvorgangs entstanden sind (Fig. 3), wodurch eine weitere Verformbarkeit ausgeschlossen wird.

.In der Darstellung der Figur 2 werden zwei Sta- ί

toren gleichzeitig gewickelt und zwar aus einem Streifen, wobei ' die Kreissegmente jedes Streifens jeweils mit ihren rückwärtigen · Flächen aneinanderliegeh und die Breite des Streifens genau den doppelten Wert im Vergleich zu der des vorherigen Falls aufweist,. wobei eine leichte Abnahme des Gefälles auftritt. Im Gegensatz zur vorgenannten ergibt sich hierbei eine doppelte Stanzfolge.

Sollen für kleinere Motoren kaltgewalzte Bier

ehe gängiger Qualität verwendet werden, so kann zwischen die Pres·+ se 4 und die Wickelvorrichtungen 9 ein beispielsweise mit Hoch- j frequenz arbeitender Schnellheizofen 13 eingebaut werden, dem j eine Kühlzone 14 folgt, um einmal das Blech nach dem Stanzvorgang anzulassen und zum anderen für die Wickelanordnungen eine geeignete Temperatur zu erreichen.

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BAD ORIGfMAL

Wie aus Figur 3 ersichtlich, liegt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten 5 ein Ausschnitt 15, der in einer kreisförmigen •Erweiterung 16 ausläuft. Vom magnetischen Feld her gesehen, ist dieser Ausschnitt zwar abträglich, dem gegenüber ist es jedoch möglich, durch geeignete Wahl der Zahl der Segmente 5 und der Form der Matrizen und Stempel zu bewirken, daß diese Ausschnitte bzw. Luftspalte nicht übereinanderliegen, sondern zueinander ver-. setzt angeordnet sind. Nach der Darstellung der Figuren 4· und 5, die das aus der Stanzpresse austretende Blech (Figur ·+) darstellen ergeben sich somit nach dem Zusammenrollen (Figur 5) zwei 1 verschiedene Ausschnitt-Typen: einmal liegt der Ausschnitt rechts j von der Achse des Schnittes und zum anderen befindet sich der I Ausschnitt links von der Achse des Schnittes wie beispielsweise ^! an den mit 17 und 18 in Figur 5 bezeichneten Schlitzen zu beob- j achten ist. Die jeweilige Schlitzfolge (d.h. Luftspalt rechts oder links des Schlitzes) hängt von den obenbeschriebenen Para- ^: metern ab, wodurch in der Folge die einzelnen Luftspalte zueinander versetzt werden. !

Im Beispiel der Figur 3 beträgt der Winkel der

Kreissegmente 5 30° und im Beispiel der Figuren M- und 5 15°, wo} bei diese beiden Winkel nicht ausschließlich aufzufassen sind, sondern jeweils in Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften des Bleches, der Form des Steges 8 sowie der Abmessungen und For-'jnen der Ausweitung 16 des Luftspaltes 15 gewählt werden.

Innerhalb der gewählten Beispiele mündet der

zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten ausgestanzte Teil in einen Schlitz; dieses Blechstück kann ebenfalls einen Zahn in Längsrichtung halbieren, wobei in diesem Falle wie im Beispiel der Figuren 4· und 5 eine versetzte Anordnung der Luftspalte zu erreichen ist. Die vorgenannten Beispiele beziehen sich auf die Herstellung eines Stators. Nach dem gleichen Verfahren kann auch ein Rotor gefertigt werden, wobei dieser ein großes Mittelloch aufweist, das zur Aufnahme einer Läufersternwelle dient. Hierbei ergibt sich eine große Blechersparnis, da entsprechend den bekannten Verfahren dieser Mittelteil ungenutzt bleibt. Somit liegt

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innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens die Breite des verwendeten Blechstreifens nur leicht über der Radialbreite des Kreisringes des Rotors.

Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens

kann somit gleichzeitig das Ausstanzen des Bleches uid das Aufeinander schichten durch Aufrollen auf einen erweiterungsfähigen Dorn vorgenommen werden, wodurch sich eine beträchtliche Zeitersparnis ergibt.

Für Rotoren wird in allen Fällen ein kaltgewalztes Blech gängiger Qualität und eines Preises verwendet, der weit unter dem des Siliziumbleches liegt, da nicht mehr wie bei herkömmlichen Herstellungsverfahren der innere Teil der Statorbleche anfällt, die nunmehr direkt in Form eines vollen Ringes ausgestanzt werden. Darüber hinaus ergibt sich hierdurch im Gegensatz zu warmgewalzten Blechen ein leichter vorzunehmendes Aufeinanderstapeln. Somit kann ein einziger Arbeiter mehrere Maschinen bedienen bzw.
in den Fällen, in denen er nur eine einzige bedient, mit der Weiterverarbeitung des Stators am Schweißapparat bzw. an der Klammervorrichtung beauftragt werden und zwar innerhalb der Zeit des automatischen Ausstanz- und Wickelvorgangs des folgenden Stators.

Hinsichtlich der Beschickung mit Blechen handelt

es sich annähernd um die gleichen Mengen, die auch bei herkömmlichen Verfahren anfallen und zwar bei gleichen Abfällen. Ein grosser Vorteil besteht jedoch darin, daß es sich bei einem großen
Teil des Blechbedarfes und zwar dem, der sich auf die Herstellung der Rotoren bezieht, um ein kaltgewalztes Blech gängiger Qualität eines Preises handelt, der weit unter dem des Siliziumbleches

liegt. _{Das er}fi_ncj_ung_Sg_emäß_e Verfahren kann auf sämtli-

ehe Asynchron-, Synchron- und auf Gleichstrommaschinen mit gej schichtetem Joch angewendet werden und zwar unabhängig davon, ob '/ die Schlitze gleichmäßig auf den Rand des Bleches verteilt sind
oder ob bestimmte Aussparungen die Schlitzführungen in der Weise
unterbrechen, daß getrennte Pole entstehen.

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BAD ORIGfNAt

Claims

Dipi.-Ιηα ^r'-r»i- ■■-.

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Paris 8, I¹Ij "rue de la Baume (Frankreich)

. P. a t e η t. a η s. p. r. ü α h. e :

Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Stator- oder Rotor-Blechpaketes mit Joch und Verzahnung einer elektrischen Rotationsmaschine, dadurch gekennzeichnet _t daß dessen Herstellung im durchlaufenden Betrieb aus einem Blechstreifen (3), der unter den Stanzwerkzeugen (¹O durchläuft, die diesen Streifen (3) nach geschlitzten Kreissegmenten (5,6,7) ausstanzen, erfolgt, wobei die Verbindung der Kreissegmente durch einen Blechsteg (8) erfolgt, ds? zum Weitertransport des somit gebildeten Stanzteiles und darüber hinaus als Gelenkpunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten dient, wodurch ein Aufwickeln, beispielsweise in Spiralform, um einen Dorn (10) ermöglicht wird.
2.^Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Stator- oder Rotor-Blechpaketes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten ausgestanzte Teil, das darüber hinaus zur Faltung entlang des Steges (8) als Scharnier zum Aufwickeln in Spiralform dient, in einen Wicklung sschlitz mündet.
3. Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Stator- oder Rotor-Blechpaketes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . das zwischen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten ausgestanzte Teil, das darüber hinaus zur Faltung entlang des Steges als' Scharnier zum Aufwickeln in Spiralform dient, einen Zahn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schlitzen in Längsrichtung in zwei Hälften teilt.

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s ι

Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Stator- oder Ro- ; tor-Blechpaketes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ■ das zwischen zwei Segmenten ausgestanzte und einen Zahn in J Längsrichtung halbierende Blechteil symmetrisch zur Symmetrie- > achse des Zahnes liegt und zwar in der Form, daß im aufgewik- i kelten Zustand die Symmetrieachse des Zahnes -kolinear zur Trennung zwischen den beiden Segmenten verläuft. ,

Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Stator- oder Ro- ; tor-Blechpaketes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ^: das zwischen zwei Segmenten ausgestanzte und einen Zahn in ; Längsrichtung halbierende Blechteil nicht symmetrisch zur Achse des Zahnes verläuft, wonach im aufgewickelten Zustand die
Symmetrieachse des Zahnes nicht kolinear zur Trennung zwischen den beiden Segmenten liegt. ^:

Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Stator- oder Rotor-Blechpaketes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß . das zwischen zwei Segmenten ausgestanzte und in einen Schlitz
mündende Blechteil symmetrisch zur Symmetrieachse des Schlitzes verläuft, so daß im aufgewickelten Zustand die Symmetrieachse
des Schlitzes kolinear zur Trennung zwischen den beiden Segmenten verläuft.

Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Stator- oder Rotor-Blechpaketes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ' das zwischen zwei Segmenten ausgestanzte und in einen Schlitz
mündende Blechteil nicht symmetrisch zur Achse des Schlitzes
verläuft, so daß im aufgewickelten Zustand die Symmetrieachse
des Schlitzes nicht kolinear zur Trennung zwischen den beiden ^! Segmenten verläuft.

Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Stator- oder Rotor-Blechpaketes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wickeldorn (10) mit Stegen (11) eines entsprechenden Profils entlang der Mantellinien ausgerüstet ist, die während des
Wickelvorgangs eine einwandfreie Ausrichtung des Bleches gewährleisten, wobei sich die Segmente zu den Stegen wie die Ket-

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BAÖ" ORIGINAL

'tenglieder auf einem Zahntrieb .ausrichten.

Verfahren zur Herstellung eines - vollständigen Stator- oder Rotor-Blechpaketes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die durch die Trennungen zwischen den aufeinanderfolgenden Seg-I menten gebildeten Zwischenräume zwischen einer und der nächst- ! folgenden Windung der Wicklung des Blechpaketes eine versetzte ^; Anordnung aufweisen. ;

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L e e r s e i t e