DE2333218B2

DE2333218B2 - Verfahren zur Herstellung eines betriebsmäßig spaltrohrlosen Elektromotors mit innerhalb eines Motorgehäuses vergossener Ständerwicklung

Info

Publication number: DE2333218B2
Application number: DE2333218A
Authority: DE
Inventors: Emil Dipl.-Ing. Bensch; Wolfgang Dipl.-Ing. 8700 Wuerzburg Czejka; Rolf Rohloff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1973-06-29
Publication date: 1975-10-02
Also published as: FR2235520A1; JPS5583842U; DE2333218A1; JPS5036902A; JPS5922781Y2; IT1015355B; GB1450501A; FR2235520B3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines betriebsmäßig spaltrohrlosen Elektromotors mit innerhalb eines Motorgehäuses vergossener Standerwicklung, bei dem die Ständerbohrung durch ein vor dem Vergießen eingebrachtes und nach dem Aushärten der Vergußmasse wieder entferntes Dichtungsrohr abgedichtet und im übrigen eine geschlossene Gießform durch das Ständerblechpaket und die beiden Wickelköpfe der Ständerwicklung umgreifende Gehäuseteile gebildet wird.

Bei einem bekannten derartigen Verfahren (US-PS 32 56 590) wird vor dem Vergießen das Ständerblechpaket mit der in ihrer endgültigen Lage gehaltenen Ständerwicklung in ein Motorgehäuse gepreßt und axial gegen die über die Wickelköpfe um ein bestimmtes Maß hinausragenden Gehäuseenden kragenförmige Abschlußteile festgeklemmt; nach dem Vergießen und Erhärten der Vergußmasse werden zur Komplettierung des Motors unter anderem Lagerschilde axial gegen die kragenförmigen Abschlußteile geschraubt, derart, daß ein axialer Zwischenraum zwischen den Wickelköpfen und den Lagerschilden mit Vergußmasse ausgefüllt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Motor der eingangs genannten Art demgegenüber fertigungstechnisch einfacher herstellen ?u können. Das ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß die Lagerschilde bzw. Lagerschildteile die Wickelköpfe der Ständerwicklung topfförmig umgreifen, mittels eingießbarer isolierender Abstandshalter (Folie) in definiertem Abstand von den Wickelköpfen gehalten und die ohne besondere Verfestigungsmittel, insbesondere ohne Bandagen, hergestellten Wickelköpfe mit dem Aufsetzen der Lagerschilde bzw. Lagerschildteile endgültig geformt und insbesondere zum umgebenden Lagerschild örtlich festgelegt werden. Dadurch werden in besonders einfacher Weise bei einem spaltrohrlosen Motor mit zu vergießender Ständerwicklung die Wickelköpfe nicht in einem getrennten Arbeitsgang, sondern durch den Zusammenbau des Ständers mit isolierten Lagerschilden geformt.

Der Montage- und Gießvorgang sowie die anschließende Komplettierung des gesamten Motors wird nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung derart vorgenommen, daß zur Bildung einer geschlossenen Gießform beidseitig des Ständerblechpakets je ein einstückiger, an dem Dichtungsrohr anliegender Lagerschild mit dem Ständerblechpaket verbunden und nach dem Vergießen und Aushärten des Gießharzes ein Lagerschild des vormontierten Elektromotors zur Herausnahme des Dichtungsrohrs und zum Einsetzen

des Läufers vorübergehend wieder entfernt wird. Der Aufwand zur Entfernung des Dichtungsrohrs sowie zum nachträglichen Einsetzen des Läufers kann dadurch noch weiter vermindert werden, daß zur Bildung der geschlossenen Gießform an d· τ einen Seite des bewickelten Ständerblechpakets ein einstückiger, an dem Dichtungsrohr anliegender Lagerschild und an der anderen Seite des Ständerblechpaketes der äußjre, sich radial nach innen bis zum Dichtungsrohr erstreckende Teil einea zweigeteilten Lagerschildes mit dem Ständerblechpaket verbunden und der innere Teil des zweigeteilten Lagerschildes erst nach dem Entfernen des Dichtungsohrs und dem Einbringen des Läufers mit dem äußeren Teil fest verbunden wird.

Zweckmäßigerweise ist das Dichtungsrohr zumindest in Teilen seines äußeren Umfangs elastisch und wird nach dem Einführen in die Ständerbohrung ausgedehnt, so daß das Gießharz gegenüber dfT Bohrung des Ständerblechpaketes zurücksteht. Ein in eine Läuferbohrung einzubringender und dann in seinem Durchmesser aufzuweitender Dorn ist an sich bekannt (GB-PS 9 34 04b). Um einerseits den notwendigen Isolationsabstand zwischen den Wickelköpfen und den umgebenden, gegebenenfalls aus elektrisch leitendem Material hergestellten Lagersehilden zu gewährleisten, und andererseits eine gute Wärmeabfuhr der in der Wicklung entstehenden Wärme durch die Vergußmasse nach außen hin zu erreichen, ist es zweckmäßig, daß vor dem Vergießen als isolierender Abstandshalter eine perforierte siebartige Folie zumindest zwischen den topfförmigen Lagerschild bzw. Lagerschildteil und den Wickelkopf gelegt wird; durch die siebartige Perforierung wird insbesondere dabei auch vermieden, daß sich unerwünschte Lufteinschlüsse zwischen der Innenwandung des Lagerschildes bzw. dem Wickelkopf und der aufliegenden Folie bilden können.

Eine noch größere Sicherheit gegenüber unerwünschten Lufteinschlüssen und eine noch innigere Ausfüllung des Zwischenraums zwischen Wickelkopf und Innenwandung des zugehörigen Lagerschildes kann dadurch erreicht werden, daß als isolierender Abstandshalter eine vliesartige Einlage in dem topfförmigen Lagerschild bzw. Lagerschildteil oder eine vliesartige Überdeckung der Wickelköpfe vorgesehen wird. Die vliesartige Einlage ist dabei durch eine gewisse Saugeigenschaft gegenüber der Vergußmasse charakterisiert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur isolierenden Abstandshalterung vor dem Vergießen auf die Innenseite des topfförmigen Lagerschilds bzw. der Lagerschildteile eine Isolierstoffschicht aufgesintert. Werden dagegen in vorteilhafter Weise als isolierende Abstandshalter Kunststoffspangen über die Wicklungsstränge des Wickelkopfes gestülpt, so kann einerseits auf eine besondere Isolierung des Lagerschil des verzichtet und andererseits schon vor dem Vergießen eine gewisse verfestigte Halterung der Wickelköpfe erreicht werden.

Die F.rfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigt in schematischer Darstellung

Fig. I im Schnittbild einen Motor mit vergossener Ständerwicklung und B-seitig geteiltem Lagerschild,

Fig. 2 einen Wickelkopfausschnitt gemäß Fig.1 mit einein mit der Gießharz-Vergußmasse verankerten Lagerschild.

F i g. 1 zeigt einen Elektromotor mit einem bewickelten Ständerblechpaket 1, Lagerschilden 5, β, einer in einer Vergußmasse (Gießharz 2) eingebetteten Ständerwicklung 4 sowie einen über Kugellager 10 zentrisch zum Ständer in den beiden Lagerschilden 5, 6 gelagerten Läufer 3 in seinem fertigen Montagezustand. Zur Herstellung des derart vergossenen Motors sind im einzelnen folgende Verfahrensschritte vorgesehen:

Zunächst wird das Ständerblechpaket 1 mit einer Ständerwicklung 4 versehen, die im Bereich der Ständernuten in einer Nutenisolation 9 lagert und im Bereich der Wickelköpfe 41, 42 ohne besondere Verfestigungsmittel, insbesondere ohne Bandagen, hergestellt ist. Anschließend wird in die Ständerbohrung das in F i g. 1 nicht dargestellte Dichtungsrohr in Form eines Domes eingesetzt und der A-seitig aufgesetzte Lagerschild 5 sowie der B-seitig aufgesetzte äußere Lagerschildteil 61 des Lagerschildes 6, die sich dabei auf dem Dorn abstützen, in eine zentrische Lage zur Ständerbohrung gebracht und an dem Ständerblechpaket 1 mittels Niete 8 befestigt. Beim Aufsetzen des Lagerschildes 5 bzw. des äußeren Lagerschildteils 61, in die zuvor jeweils eine siebartige Folie 7 als Abstandshalter eingelegt worden ist, wird der jeweilige Wickelkopf 41, 42 geformt, in seine endgültige Lage gebracht und durch die perforierte siebartige Folie 7 in isolationstechnisch notwendigem Abstand zum umgebenden elektrisch leitenden Lagerschild 5, 6 gehalten. Andererseits wird durch die gezielte topfförmige Formgebung der Lagerschilde 5, 6 für einen guten Wärmeübergang zwischen den Wickelköpfen 41 bzw. 42 und dem jeweiligen umgebenden Lagerschild 5 bzw. 61 gesorgt, derart, daß die Stärke der Vergußmasse (Gießharz 2) zwischen diesen beiden Teilen möglichst an keiner Stelle Jas isolationstechnisch notwendige Maß überschreitet und sich eine möglichst große und innige, lufteinschlußfreie Wärmeableitungsfläche zwischen Ständerblechpaket 1, Ständerwicklung 4 und Lagerschild 5 bzw. 6 ergibt.

Es ist ersichtlich, daß bei diesem Verfahren die Lagerschilde bzw. Lagerschildteile 5, 6 in vorteilhafter Weise als »verlorene Gußform« mitbenutzt werden und der Dorn sowohl die Aufgabe der läuferraumseitigen Abdichtung als auch die der Zentrierung der Lagerschilde 5, 6 zur fluchtenden Halterung des Läufers 3 übernimmt. Es kann daher auf einen gesonderten Zentrierrand zwischen Lagerschild 5, 6 und Ständerblechpaket 1 verzichtet werden.

In die derart aus Ständerblechpaket 1, Lagerschilden 5,6 und Dorn gebildete Gießform wird durch hier nicht näher dargestellte Öffnungen in den Lagerschilden 5, 6 als Vergußmasse ein Gießharz 2 unter Vakuum eingefüllt, das eine porenfreie Einbettung aller innerhalb der geometrischen Umgrenzungen der Gießform gegebenen Räume einschließlich aller Zwischenräume zwischen den Wicklungsdrähten und den sie tragenden Ständer- und Isolationsteilen ergibt; dabei werden auch nicht winklig zur Ständerbohrung liegende Oberflächen der Paketstirnfläche ausgeglichen, indem die Vergußmasse derartige ungleiche Spalten zwischen der jeweiligen Paketstirnfläche und dem zentrisch zum Dorn gehaltenen gegenüberliegenden Lagerschild ausgleicht. Es wird beim Vakuumvergießen ein solcher Dorn zur Abdichtung der Nuten bzw. der Ständerbohrung eingesetzt, der zumindest teilweise aus elastischem Material, z. B. aus Silikongummi, besteht und sich in die Nuten des Ständerblechpakets 1 derart einwölbt, daß das Gießharz 2 gegenüber der Bohrung des Sländerblechpaketes etwas zurücksteht. Zur Erzielung bestimmter Eigenschaften (z. B. sehr große Wärmeleitfähigkeit, bestimmte Viskosität) können für die Gießharz-

masse bestimmte entsprechende Beimengungen vorgesehen werden.

Nach dem Aushärten des Gießharzes 2 braucht lediglich in einem einfachen Arbeitsvorgang der Dorn herausgezogen und gegen den fertigen Läufer ausgetauscht zu werden, auf den dann anschließend der innere Teil 62 des B-seitigen Lagerschildes 6 mit seinem Kugellager 10 aufgesetzt und in hier nicht näher dargestellter Weise mit dem restlichen Ständerteil fest verbunden wird.

Obwohl durch die gezielte topfförmige, der Wickelkopfform angepaßte Ausbildung der Lagerschild und deren Abstandssicherung mittels der isolierenden Abstandshalter für eine gute Wärmeabfuhr der Wicklungswärme nach außen gesorgt wird, kann eine weitere Kühlung, insbesondere des inneren Wickelkopfraumes zwischen der Stirnseite des Ständerblechpaketes und den Wicklungssträngen, dadurch erreicht werden, daß vor dem Vergießen im Bereich desWickelkopfes, insbesondere zwischen den einzelnen Wicklungssträngen röhrenförmige Luftführungsteile eingelegt werden, deren öffnungen korrespondierenden Lufteintritts- bzw. Luftaustrittsöffnungen in dem einen Lagerschild enthaltenden Gehäuseteil zugeordnet sind.

Beim Vergießen der Wickelkopfwicklung können gleichzeitig weitere mit der Wicklung zu verbindende elektrische Bauelemente wie Thermowächter oder Sicherungen miteingegossen werden; solche Bauelemente sind in der Vergußmasse insbesondere dort vorzusehen, wo diese eine für eine Mindestisolationsstrecke notwendige Wandstärke überschreitet. Weiterhin können vor dem Vergießen durch Öffnungen des einen Lagerschild enthaltenden Gehäuseteile Befestigungselemente durchgesteckt werden, die mit ihrem einen Ende in die Vergußmasse eingegossen werden und mit ihrem anderen Ende zur Aufnahme weiterer äußerer Motoranbau- und/oder -befestigungsteile wie beispielsweise Klemmbrettern, Sicherungskasten oder Befestigungsmitteln für den Motor selbst vorgesehen sind; die Befestigungselemente sind dadurch auf einfache Weise anbringbar und durch das Miteingießen in die Vergußmasse auch bei relativ schwachen Lagerschild- bzw. Gehäuseteilen in der Lage, größere Belastungen durch weitere Moloranbauteile aufzunehmen.

Während gemäß Fig.l die Lagerschilde bzw. Lagerschildteile mittels Niete 8 am Ständerblechpaket 1 befestigt sind, zeigt F i g. 2 eine insbesondere für kompakte und kleinere Elektromotoren geeignete und fertigungstechnisch besonders einfache genaue Halterung zumindest eines der Lagerschilde, die dadurch gekennzeichnet ist, daß jeweils eines der beiden Lagerschilde 5, 6 mit Vertiefungen bzw. nach außen abdichlbaren Durchbrüchen 16, 17 versehen ist, in die beim Vergießen der Ständerwicklung Gießharz 2 eindringt und nach dem Aushärten das Lagerschild 6 im Sinne einer axialen und tangentialen Festlegung verankert; die Durchbrüche 16, 17 sind nach außen durch Klebestreifen 18,19 abgedichtet. Im vorliegenden Fall braucht der Lagerschild 6 lediglich dichtend mit dem Ständerblechpaket 1 verbunden sein, während die fixierte Halterung zwischen diesen Teilen durch die ausgehärtete Vergußmasse vermittelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

is. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines betriebsmäßig spaltrohrlosen Elektromotors mit innerhalb eines Motorgehäuses vergossener Ständerwicklung, bei dem die Ständerbohrung durch ein vor dem Vergießen eingebrachtes und nach dem Aushärten der Vergußmasse wieder entferntes Dichtungsrohr abgedichtet und im übrigen eine geschlossene Gießform durch das Ständerblechpaket und die beiden Wickelköpfe der Ständerwicklung umgreifende Gehäuseteile gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschilde (5, 6) bzw. Lagerschildteile (61) die Wickelköpfe (41 bzw. 42) der Ständerwicklung (4) topfförmig umgreifen, mittels eingießbarer isolierender Abstandshalter (Folie 7) in definiertem Abstand von den Wickelköpfen (41 bzw. 42) gehalten und die ohne besondere Verfestigungsmittel, insbesondere ohne Bandagen, hergestellten Wickelköpfe mit dem Aufsetzen der Lagerschilde bzw. l.agerschildteile endgültig ge· form! und insbesondere zum umgebenden Lager schild örtlich festgelegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Ständerblechpaketes je ein einsttickiger. an dem Dichtungsrohr anliegender Lagerschild (5, 6) mit dem Ständerblechpaket (1) verbunden und nach dem Vergießen und Aushärten des Gießharzes (2) ein Lagerschild (5, 6) des vormontierten Elektromotors zur Herausnahme des Dichtungsrohrs und zum Einsetzen des Läufers (3) vorübergehend wieder entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Seite des bewickelten Sländerblechpaketes (1) ein einstückiger, an dem Dichtungsrohr anliegender Lagerschild (5) und an der anderen Seite des Ständerblechpaketes (1) der äußere, sich radial nach innen bis zum Dichtungsrohr erstreckende Teil (61) eines zweigeteilten Lager-Schildes (61, 62) mit dem Ständerblechpaket (1) verbunden und der innere Teil (62) des zweigeteilten Lagerschildes (61, 62) erst nach dem Entfernen des Dichtungsrohrs und dem Einbringen des Läufers (3) mit dem äußeren Teil (61) fest verbunden wird (Fig.1)l

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsrohr zumindest in Teilen seines äußeren Umfangs elastisch ist und nach dem Einführen in die Ständerbohrung ausgedehnt wird, so daß das Gießharz (2) gegenüber der Bohrung des Ständerblechpaketes (1) zurücksteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4,

ei·· Jurch gekennzeichnet, daß als isolierender Ab- ^ Standshalter eine perforierte, siebartige Folie (7) zumindest zwischen den topfförmigen Lagerschild bzw. Lagerschildteil und den Wickelkopf (41, 42) gelegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierender Abstandshalter eine vliesartige Einlage in dem topfförmigen Lagerschild bzw. -teil oder eine vliesartige Überdeckung der Wickelköpfe (41, 42) vorgesehen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Innenseite des topfförmigen Lagerschilds bzw. der Lagerschildteilc eine Isolierstoffschicht als isolierender Abstandshalter aufgesintert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende Abstandshalter Kunststoffspangen über die Wicklungsstränge des Wickelkopfes (41,42) gestülpt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eines der beiden Lagerschilde (5, 6) mit Vertiefungen bzw. nach außen abdichtbaren Durchbrüchen (16, 17) versehen ist, in die beim Vergießen der Ständerwicklung Gießharz (2) eindringt und nach dem Aushärten das Lagerschild (6) im Sinne einer axialen und tangentialen Festlegung verankert ( F i g. 4).