DE2629532A1

DE2629532A1 - Verfahren und vorrichtung fuer einen stator oder rotor einer elektrischen rotationsmaschine

Info

Publication number: DE2629532A1
Application number: DE19762629532
Authority: DE
Inventors: Bernard Rich
Original assignee: S E V ALTERNATEURS; Sev Marchal
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1975-07-03
Filing date: 1976-07-01
Publication date: 1977-01-27
Also published as: GB1546911A; US4102040A; JPS60138330U; DE2629532C2; BR7604385A; ES449497A1; JPS5234301A

Description

DH. MICHAEL HAJt.il ζ PATENTANWALT

C3 GIESSENl #Ü&eJü Jl J₁ ί,

TELEFON (0641) 78281 H / D (934)

. S.E.V. MARCHAL Societ£ Anonyme pour 1'Equipement Electrique des Vehicules und S.E.V. ALTERNATEURS, Issy Les Moulineaux, Frankreich

VERFAHREN UND VORRICHTUNG FÜR EINEN STATOR ODER ROTOR EINER ELEKTRISCHEN ROTATIONSMASCHINE

Es ist bekannt, daß die Staüören bei elektrischen Rotationsmaschinen, insbesondere Wechselstromgeneratoren bei Automobilen, aus aufeinandergeschichteten Blechen bestehen, wobei dieser Schichtkörper allgemein die Form eines zylindrischen

Rings aufweist und auf seiner zylindrischen Innenwandung mit Einkerbungen versehen ist. Dieselbe Konstruktion gibt es für Rotoren bei elektrischen Rotationsmaschinen. Zur Konstruktion von ringförmigen Statoren oder Rotoren dieser Art wurde bereits vorgeschlagen, in Form des Stators oder Rotors ringförmige Bleche zu schneiden oder stanzen, welche zur Bildung des Sbators oder Rotors aufeinander geschichtet werden. Der Stanzvorgang zur Herstellung eines Rings bringt jedoch notwendigerweise einen erheblichen Materialverlust während des Stanzens mit sich, denn - angefangen beim ersten Blech - verliert man einerseits den mittleren Bereich des Rings und andererseits eine bestimmte Oberfläche um den Aussenränd des Rings. Dieser Materialverlust er höht den Herstellungspreis der auf diese Weise hergestellten Elemente beträchtlich. Zur Herabsetzung des Materialver lustes wurde bereits vorgeschlagen, ringförmige Sektoren zusammenzusetzen, da das Stanzen von Sektoren mit einem geringen Materialverlust durchführbar ist; während der Montage des Stäor- order Rotorelements müssen jedoch die auf diese Weise gestanzten Sektoren zusammengesetzt werden, um vollständige Ringe z,u bilden, und dieser Vorgang neutralisiert aufgrund der damit verbundenen Schwierigkeit den mit der Verringerung der Schneidabfälle erzielten Vorteil.

Des weiteren wurde, beispielsweise in den USA-Patenten 1 920 154, 1 920 155, 1 920 354 und 1 970 536 vorgeschlagen, ein kontinuierliches Band in ein Blech zu schneiden, dessen eine Kante geradlinig verläuft und dessen andere Kante

609884/0351 *

Kerben in Form von Zacken aufweist, wobei das Band an schliessend auf der Schmalseite zur Bildung des Stators spiralförmig aufgewickelt wird. Das Schneiden des Bandes kann mit einem sehr geringen Materialverlust erfolgen, da man gleichzeitig in ein rechtwinkliges Blech zwei identische Bänder stanzen kann, wobei die zwei aufeinanderfolgende Kerben eines Bandes trennenden Zähne schuppenartig in die zacken förmigen Kerben des anderen Bandes eingreifen. Die automatische spiralförmige Aufwicklung der geschnittenen, ausgezackten Bänder bringt grosse Schwierigkeiten dadurch mit sich, dass die Zähne einer Wickelspirale sich präzise den Zähnen der vorangehenden Spirale gegenüberliegend befinden müssen. Die erforderlichen Wickelmaschinen sind daher von ausserordent licher Komplexität, derart, dass der Herstellungspreis der Statoren einerseits durch die Amortisation der Maschinen und andererseits durch die Installations-und Wartungskosten sowie durch die Kosten für die Justierung im Laufe der Benutzung erhöht wird.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung eines, ringförmigen Slfcators oder Rotors für elektrische Rotationsmaschinen zu schaffen, das einerseits den Materialverlust beim Stanzen der Bleche während des Her stellens der Ringbänder verhindert, durch deren Aufeinanderschichtjung der Rotor oder Stator gebildet wird, und das andererseits die Herstellung des Stators oder Rotors aufgrund ge stanzter Bänder vermittels einfacher Verfahren gestattet, welche lediglich den Einsatz relativ billiger Maschinen er fordern. Das neue erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht dem gemäss die Herstellung von ringförmigen Statoren oder Rotoren unter einem geringen Kostenaufwand. Des weiteren ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Stator oder Rotor für eine elektrische Rotationsmaschine zu entwickeln, der aus einer Aufeinanderschichtung von Blechen besteht und mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden kann. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Herstellung eines ringförmigen Stators oder Rotors für elektrische Ro tationsmaschinen beschränkt, sondern es ist ganz allgemein das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Her Stellung eines Elements aus gebogenem magnetischem Material zu schaffen, welches in einer elektromagnetischen Vorrichtung Ver wendung findet. 6 0 9 8 8 4/0351

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein neues Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Elements aus- magnetischem Material, das Teil einer elektromag netischen Vorrichtung ist, zu schaffen, bei welchem aus einem praktisch ebenen Blech von zwei Rändern begrenzte Bänder gestanzt werden, deren mittlere Linien praktisch parallel verlaufen, wobei dieses Verfahren dadurch ge kennzeichnet ist, daß Bänder gestanz werden, deren mittlere Randlinien (lignes tnoyennes de bordure) praktisch geradlinig verlaufen, wobei alle Bänder identisch sind, daß die Bänder

geschichtet werden, derart, daß die mittleren Linien korrespondierender Ränder aufeinanderliegen, bis ein Bandpaket erhalten wird, welches die für das herzustellende Element gewünschte Dicke aufweist, dass das auf diese Weise hergestellte Bandpaket entsprechend einem ring förmigen Abschnitt eines beliebigen Winkels bis zu maximal 360° gebogen wird, dessen Achse senkrecht zur Ebene der geschichteten·'Blechbänder-angeordnet ist.

Des weiteren ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein gebogenes Element durch Schichtung von Bändern aus magnetischem Material zu schaffen, welches sich bei der Herstellung einer elektromagnetischen Vorrichtung einsetzen lässt, und dadurch gekennzeichnet ist, dass es durch das vorstehend beschriebene Verfahren herge stellt wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders für die Herstellung von ringförmigen Statoren oder Rotoren bei elektrischen Rotchionsmaschinen geeignet. Es ist daher ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein neues Herstellungsverfahren der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, in welchem das gebogene für die Herstellung einer elektromagnetischen Vorrichtung geeignete Element ein ringförmiger Stator oder Rotor für eine elektrische Rotationsmaschine, insbesondere für Wechselstromgeneratoren von Fahrzeugen i*t, wobei die bei der Herstellung ver -

609884/0351

wendeten Bänder an einem ihrer Ränder eine Aufeinander -

und folge von zackenförmigen Kerben aufweisen /die Kerben durch Polanschläge gegeneinander begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schichtung der gestanzten Blechbänder das Bandpaket entsprechend einem ringförmigen Sektor mit einem Winkel alpha von maximal 360° gebogen wird, dass, wenn alpha einen anderen Wert als 360 aufweist, in gleicher Weise zumindest ein weiteres im gleichen Radius gebogenes Bandpaket hergestellt wird, um einen ringförmigen Abschnitt mit einem Winkel (360 - alpha) zu bilden, welches mit dem ersten gebogenen Paket verbunden werden kann, um einen ringförmigen Stator oder Rotor zu bilden, welcher regelmässig angeordnete Kerben und Pol — anschlage aufweist, und dass die Enden des (der) gebogenen Bandpakets (-pakete) zur Bildung des gewünschten Stators oder Rotors verbunden werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden gleichzeitig zwei Bänder eines gleichen zu biegenden Bandpakets gestanzt, indem die Zähne des einen Bandes in die Kerben des anderen Bandes eingreifen. Um das Bandpaket in die Biegevorrichtung zu bewegen ,ordnet man. jeder der Vielzahl von Kerben des ' Bandpakets Spindeln zu» die eine grössere Breite als die "Dicke des Bandpakets aufweisen, wobei eine Antriebsvor richtung mit den Enden der Spindeln zusammenarbeitet; vorzugsweise wird eine Spindel in jeder Kerbe des Band pakets vorgesehen, wobei alle Spindeln identisch sind. Vorteilhafterweise ist der Durchmesser der Spindeln gleich dem Durchmesser des Kreises, welcher, in einer beliebigen Kerbe des Stators oder Rotors gelegt, den Boden der Kerbe und die beiden die Kerbe begrenzenden Seitenränder berührt. Die mit den Spindeln zur Herstellung der Biegung des Bandpakets zusammenarbeitende Antriebsvorrichtung ist ein Rad mit dem Innendurchmesser des herzustellenden ringförmigen Stators oder Rotors, wobei das Rad zwischen zwei gezahnten Flanschen eingeschlossen ist, die Verzahnunger

609884/0351

der beiden Flansche identisch und einander gegenüberliegend angeordnet sind und eine Steigung entsprechend der Steigung der Kerben des Bandpakets, sowie ein Ablenkelement auf weisen, das vorzugsweise aus einer Reihe von Rollen besteht und der Peripherie des Rades gegenüber in einem Abstand angeordnet ist, welcher den Durchtritt des zu biegenden Bandpakets durch das Rad und das Ablenkorgan gestattet; einer der gezahnten Flansche ist abnehmbar und die Bänder des gebogenen Bandpakets sind vor der Biegung miteinander verbunden; die Verbindung der Bänder des Bandpakets erfolgt durch Schweissung entlang den Rändern des Bandpakets; auf den Bändern werden vor der Biegung entlang demjenigen Rand, welcher dem die Kerben aufweisenden Rand gegenüberliegt, Hohlräume vorgesehen; die auf der geradlinigen Kante der Bänder vorge sehenen Hohlräume sind halbkreisförmig ausgebildet; die Zentren der auf dem geradlinigen Rand der Bänder vorgesehenen Hohlräume befinden sich auf der Achse dec Kerben und/oder der auf dem anderen Rand des Bandes vorgesehenen Zähne; rechtwinklig zu jedem Polanschlag ist ein Hohlraum vorgesehen und der Boden der Kerbe weist in seiner Mitte eine Vertiefung auf; die Polanschlage sind zumindest in ihrem mittigen Bereich trapezförmig ausgebildet; die Hohlräume sind halbkreisförmig und die Böden der Kerbe aus zwei Kreisbögen gleichen Durch messers gebildet, deren Zentren praktisch mit den Zentren der der betreffenden Kerbe benachbarten Hohlräume zusammenfallen; nach der Biegung wird das gebogene Paket der Wirkung einer zur Biegeachse parallel gleitenden Presse ausgesetzt;

die Anordnung der Enden des oder der gebogenen Bandpakete, welche den Stator oder Rotor bilden sollen, erfolgt entweder durch Schweissung,vorzugsweise mit einem Auftragsmaterial (apport de metal) oder durch mechanische Verbindung oder durch Halten der nebeneinander liegenden Pakete in einer Aussenhülle; vorteilhafterweise kann man in der Verbindungszone der beiden Enden eines gebogenen Pakets einen vorspringenden mit einem entsprechenden Hohlraum zusammenwirkenden Ansatz vorsehen, wodurch eine radiale Anordnung relativ zu den benachbarten Enden gewährleistet wird;

609884/0351

wenn die Montage durch mechanische Verbindung erfolgt, kann eine Hakenvorrichtung verwendet werden, wie z.B. eine auf den Enden des gebogenen Bandpakets angeordnete Zahnsperre. Er folgt die mechanische Verbindung durch eine Verhakung, ist der entsprechende Haken vorzugsweise parallel zur Achse des herzustellenden Stators oder Rotors anzuordnen und kann vor teilhafterweise im Querschnitt schwalbenschwanzförmig aus — gebildet sein, wobei die Flügel des Hakens in die während des Schneidens der die zu biegenden Bandpakete bildenden Bänder entstehenden Schlitze eindringen. Wenn die mechanische Verbindung durch eine Zahnsperre erfolgt, werden die Zähne vorteilhafterweise durch Schneiden der Enden der die zu biegenden Bandpakete bildenden Bänder erhalten. Die Ab Stützfläche der Zähne der Sperrvorrichtung kann ent sprechend einer radialen Ebene des Stators oder Rotors angeordnet oder mit Bezug auf die radiale,durch die Zähne der Sperrvorrichtung"führenden Ebene des Stators schräg ausge bildet sein. · *>

Die Bänder des Bandpaketes sind bevorzugt in zumindest einer weiteren als derjenigen Zone miteinander verbunden, in welcher die Verbindung der beiden Enden des Bandpakets erfolgt. Die ergänzende Verbindung der Bänder des Bandpakets erfolgt durch Schweissung entlang einem der Ränder des Bandpakets. In einer abgewandelten Ausführungsform erfolgt die ergänzende Ver bindung der Bänder des Bandpakets durch Vernietung.

St der Winkel alpha kleiner als 360°, führt das erfindungsgemasse Verfahren zu einem Stator oder Rotor durch Anordnung einer Mehrzahl gebogener Bandpakete, von denen jedes einem kreisförmigen Sektor entspricht und beispielsweise den gleichei Winkel im Zentrmm aufweist. Die Anordnung eines Stators oder Rotors kann mit zwei, drei oder vier identischen gebogenen Bandpakten erfolgen.

Beträgt der Winkel alpha 360 , führt das erfindungsgemasse Verfahren zu einem Rotor oder einem Stator vermittels eines einzigen gebogenen Bandpakets; der Radius des Biegekreises

609884/0351

des Bandpakets entspricht dem am Ende der Biegung, wobei die beiden Enden des Bandpakets einander gegenüberliegend angeordnet sind. Vorteilhafterweise kann man zumindest eines der Enden des Bandpakets vor dem Durchgang des Pakets durch die Biegemaschine einer Vorbiegung unterziehen. Am Ende des Biegevorgangs verbindet man die betreffenden Spindeln mit zwei Seitenkerben des gebogenen Bandpakets, beispielsweise vermittels zumindest e'iner Befestiung, welche auf zumindest einem der Enden der entsprechenden Spindeln benachbart den Kerben des Endes angeordnet ist,, wobei jeder seitliche Flansch des Biegerades im rechten Winkel zur Befestigung hohl ausgebildet ist, um den Durchtritt bei Entfernen des Flansches zu gestatten. Vorzugsweise verbindet man die jeweiligen Spindeln mit den Kerben des Endes des Bandpakets durch Anordnung einer Be festigung an jedem Ende der Spindeln; bei Verwendung eines Ablenkelements'zur Durchführung der Biegung besteht dieses Organ vorteilhafterweise aus einer Reihe von Ablenkrollen und wenn der sich auf den Ablenkrollen abstützende Rand des zu biegenden Bandpakets regelmässig verteilte Hohl räume aufweist,' wählt man zur Anordnung der Ablenkrollen eine erste Winkelteilung mit Bezug auf die Winkelteilung der Hohlräume.

Gemäss vorstehender Ausführung kann eine zusätzliche Ver bindung der Bänder des gebogenen Bandpakets in einem anderen als dem den Enden des Bandpakets entsprechenden Bereich erfolgen. In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemassen Verfahrens kann diese zusätzliche Ver bindung nach der Bieg#ung des Bandpakets zur Gewährleistung der Kohäsion des gebogenen Pakets erfolgen, was eine leichtere Handhabung ermöglicht. Wenn jedoch während der Biegung die Bänder des Bandpakets nicht untereinander verbunden sind, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Durch führung des Verfahrens. Im Gegensatz zur bisherigen An nähme muss nicht notwendigerweise während der Biegung eine Relativbewegung der Bänder des Bandpakets mit Bezug aufeinander erfolgen; es wurde überraschend festgestellt,

609884/0351

dassdie Bänder des zu biegenden Bandpakets beispielsweise vermittels Schweissung im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Bänder des Blechpakets untereinander vor Durch führung des Biegevorgangs verbunden werden können, ohne dadurch den Biegevorgang zu beeinträchtigen. Gemäss einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Bänder des zu biegenden Bandpakets verbunden, bevor das Paket dem Biegevorgang unterzogen wird; daraus ergibt sich ein beachtlicher Vorteil, denn die Handhabung des zu biegenden Bandpakets und seine Anordnung auf der Biegemaschine sind wesentlich vereinfacht.

Des weiteren ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Industrieprodukt zu schaffen,welches einen Stator oder einen Rotor, insbesondere einen Stänr für einen Wechselstromgenerator'von Fahrzeugen, darstellt, der ent sprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wird, wobei dieser Stator"oder dieser Rotor aus einer Schicht magnetischer Bleche hergestellt wird und einen Zylinderring bildet, der auf einem seiner zylindrischen Ränder in regelmässigem Abstand befindliche, durch Polan schlage voneinander getrennte,Kerben aufweist, gekennzeich net durch η praktisch radiale Montagezonen, in denen jeweils die benachbarten Enden zumindest eines gebogenen Pakets aus übereinanderliegenden identischen Bändern angeordnet sind, wobei das(oder die)vorstehend genannte(n) Paket(e) einen Teil der η Pakete bilden, durch welche in ihrer Gesamtheit ein vollständiger zylindrischer Ring gebildet wird, welcher den Stator oder Rotor darstellt, wobei η eine ganze Zahl gleich oder grosser als 1 ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verbindung zwischen zwei benachbarten Enden in jeder Montagezone; die Verbindung erfolgt durch Schweissung; in einer abgewandelten Ausführungsform erfolgt die Verbindung durch eine mechanische Kupplung, z.B. verittels zumindest eines Hakens oder einer Zahnsperre, die auf den benachbarten miteinander zu verbindenden Enden vorgesehen ist. Bei Verwendung einer Hakenverbindun<

609884/0351

_ 9 —

ist der Haken auf demjenigen Rand des Rotors oder Stators vorgesehen, welcher keine Kerben oder Polanschläge trägt. Die Verbindung erfolgt beispielsweise vermittels eines Hakens mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt, wobei die Flügel des Hakens in die Schlitze in den benachbarten zu montierenden Enden eingreifen. Erfolgt die Verbindung vermittels Schweissung, wird die Schweissung mit einem Metallauftrag über::die gesamte radiale Dicke des Stators oder Rotors in der Montagezone vorgenommen. Die zylindrische Wandung eines gebogenen Bandpakets, welche keine Kerben oder Polansdiäge aufweist, enthält Hohlräume, welche praktisch parallel zu den Mantellinien der vollständigen oder unvollständigen zylindrischen Ringe angeordnet sind, aus denen jedes gebogene Paket besteht, wobei die Leitlinie des geraden Zylinders, aus welchem die infragestehende Wand besteht, ein Polygon ist, dessen Spitzen rechtwinklig zu den Achsen der Hohlräume verlaufen; der Querschnitt der Hohlräume ist bevorzugt halbkreisförmig; die Hohlräume sind in den mittleren radialen Ebenen der Kerben und/oder der Polanschläge des gebogenen Bandpakets angeordnet; ein Hohlraum ist rechtwinklig z-u jedem Polanschlag angeordnet. Der Boden der Kerben weist in der Mitte eine Vertiefung auf; der rechtwinklige Querschnitt des Bodens der Kerben besteht vorzugsweise aus zwei Kreisbögen vom gleichen Radius, dessen Achsen die Achsen der der jeweiligen Einkerbung benachbarten Kanäle sind. Die Bändet¹ eines gebogenen Pakets sind parallel zu den Mantellinien des Zylinderririgs, aus welchem das gebogene Paket besteht, miteinander verbunden; die Verbindung der Bänder eines gebogenen Bandpaketes erfolgt beispielsweise durch Schweißung entlang zumindest einer der zylindrischen Wandungen des gebogenen Pakets; in einer abgewandelten Form erfolgt die Verbindung der Bänder eines gebogenen Bandpakets vermittels Vernietung.

Es wurde überraschend festgestellt, dass bei Belassung eines oder mehrerer Luftspalte zwischen den gebogenen Bandpaketen, welche erfindungsgemäss zur Herstellung des Stators oder Rotors angeordnet werden, die elektromagnetischen Eigen schäften des Stators oder Rotors sich nicht nennenswert ändern

609884/03 51

Dient das gebogene Bandpaket der Herstellung eines Stators für einen Wechselstromgenerator, können, wie vorstehend erwähnt, vor der Biegung auf den Bändern entlang der Kante, welche dem die Kerben in Form von Zacken aufweisenden Rand gegenüberliegt, Hohlräume begrenzter Dimensionen zur Vereinfachung des Biegevorgangs vorgesehen werden. Vorteilhafterweise lassen sich bestimmte Biegehohlräume erweitern und zur Unterbringung der Spannanker (tirants d'assemblage) des

Wechselstromgenerators verwenden, d.h. der Spannankter, welche die Verbindung mit dem Flansch-Stator vor und hinter dem V/echselstromgenerator gestatten. Des weiteren können die auf dem Blechbandrand ohne Kerben vorgesehenen Hohlräume systematisch erweitert werden, derart, dass das gebogene Blechpaket eine Mehrzahl von bedeutenden Hohlräumen aufweist, welche parallel zur Achse des das gebogene Blechpaket bildenden Zylinders verlaufen. Unter diesen Umständen verbleiben., wenn das gebogene Blechpaket als Stator eines V/echsel Stromgenerators verwendet wird, auf der die Hohlräume trageden Kante des Pakets Kanäle, welche den Durchgang von Luft gestatten, da nur einige dieser Hohlräume von den Montage—Spannankern eingenommen werden und eine Mehrzahl zusätzlicher Hohlräume frei bleibt. Diese Möglichkeit der Spülung des Randes ohne Polanschläge vermittels eines Kühlstroms einbringt, soweit es sich um einen Rotor oder Stator handelt, eine wesentliche Ver besserung der Kühlung der Rotationsmaschine und folglich ihrer Eigenschaften.

Gemäss einem wesentlichen, Merkmal der Erfindung ist ein Stator oder Rotor eines Wechselstromgenerators dadurch gekennzeichnet, dass er auf seinem Aussenrand eine Mehrzahl von Kühlkanäle bildenden Hohlräumen aufweist. Vorteilhafterweise sind die Kanäle regelmässig entlang dem Rand des Stators oder Rotors verteilt; ein Kühlkanal kann bei jedem Polanschlag angeordnet sein ; die Achsen der Kühlkanäle können vorteilhafterweise im Schnittpunkt der radialen Mittelebenen der Polanschläge und des Rands des Bandpakets ohne zackenförmige Kerben angeordnet

^sein· 609884/0351

Wird auf dem Rand der gestanzten Bänder ohne Kerben zumindest ein Hohlraum vorgesehen, verkleinert sich der Querschnitt für den magnetischen Fluß (passage du Flux magnetique) mit Bezug auf die benachbarten Durchtrittsquerschnitte. Es wurde über raschend festgestellt, dass diese Verkleinerung des Durch trittsquerschnitts praktisch keine Beeinträchtigung der Eigenschaften der Rotationsmaschine mit sich bringt, in welcher der auf äiese Weise hergestellte Stator oder Rotor eingesetzt wird, selbst wenn die Anzahl der Hohlräume ver — hältnismässig gross wird. Daraus ergibt sich, dass der ver bleibende restliche Querschnitt rechtwinklig zu den Hohl räumen ausreichend ist und die Querschnitte für den -Fluss in den Breichen, welche keinen Hohlraum aufweisen, vermindert werden kann, derart, dass dieser Querschnitt gleich demjenigen ist, der in den einen Hohlraum aufweisenden Bereichen vorhanden ist. Wird ein Hohlraum bei jedem Pol anschlag .vorgesehen, kann ..der Boden der Kerbe so ausgebildet sein, dass der Querschnitt für den Durchtritt des magnetischen Flusses zwischen den Polanschlägen des Staotrs oder Rotors praktisch konstant gehalten wird.

Damit wird ein Rotor oder Stator mit einem praktisch konstante Querschnitt für den Durchtritt des magnetischen Flusses stellt, welcher auf dem Rand des gebogenen Paketbandes ohne Kerben parallele Kanäle für die Kühlung aufweist.

Im übrigen werden die Bänder zur Herstellung des zu biegenden Bandpakets vorzugsweise derart gestanzt, dass die praktisch geradlinigen Ränder dieser Bänder senkrecht zur Richtung der Schichtung der Blechscheiben verlaufen, in welche die Bänder gestanzt werden· In dieser Anordnung verlaufen die in Schichtrichtung ausgerichteten Fasern des Metalls praktisch parallel zur Achse der Polanschläge, und die Biegung des Blechpakets erfolgt in vereinfachter Form. Das erfindungs- gemässe Verfahren ist demgemäss vorteilhafterweise weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder eines zu biegenden Bandpakets in eine: flachgewalzten Blechscheibe gestanzt werden, wobei die mit Kerben versehenen Ränder dieser Bänder

609884/0351

praktisch senkrecht zur Walzrichtung der Blechscheibe ange ordnet sind.

bei Das erfindungsgemässe Verfahren weist/seiner Durchführung keinerlei Schwierigkeiten auf, da die Biegung des Blechpakets auf der Schmalseite ohne präzise Einstellung der Biegemaschine erfolgen kann. Die Biegung der Bandpakete, für welche die Bandlänge am Boden der Kerbe von Bedeutung ist, wird durch das Vorhandensein der auf dem geradlinigen Rand der Bänder vorgesehenen Hohlräume erleichtert. Ausserdem können die durch durch die vorstehend genannten Hohlräume gebildeten Kanäle eine wirksame Kühlung des Stators oder Rotors entsprechend der Erfindung durch Luftzirlulation bewirken. Durch Vorsehen einer Vertiefung in den Kerbenböden wird ein Querschnitt für den Durchtritt von magnetischem Fluss gewährleistet, welcher trotz des Vorhandenseins von Hohlräumen konstant ist und befriedigende elektromagnetische Eigenschaften bei wesentlichogeringeren Metallgewichten erbringt „,was einer Herabsetzung der Her Stellungskosten des Stators oder Rotors gleichkommt.

Wenn der Winkel alpha der Biegung gross ist, d.h. mehr als 180° beträgt, muss die Länge am Boden der Kerben" der Bänder, aus welchen das zu biegende Blechpaket besteht, mit Bezug auf den am Boden der Kerbe gemessenen Biegeradius relativ begrenzt sein; beträgt der Winkel alpha 360°, erhält man für Magnet bleche gewöhnlicher Duktilität gute Ergebnisse, wenn das Ver hältnis der Bandlänge am Boden der Kerbe zum Biegeradius am Boden der Kerbe unter 1/8 liegt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Änwendungsmoglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be -Schreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf zwei geradlinige, identische in ein rechtwinkliges Blech gestanzte Bänder zur Bildung eines Wechselstromgenerator-Stators durch 609884/0351

- 13 Biegung unter einem Winkel alpha von 360 ;

Fig. 2: eine perspektivische Darstellung eines Bandpaketes, welches durch Überlagerung von Bändern entsprechend denen nach Fig. 1 erhalten wird;

Fig. 3: eine schematische 'Darstellung im Aufriss und während des Betriebs des Rades einer Maschine, welche die Biegung des Bandpakets nach Fig. 2 durchführt, wobei der Flansch vor dieser Maschine abgezogen ist;

Fig. 4: einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3, wobei das Rad mit seinen beiden Seitenflanschen versehen ist;

Fig. 5: die Vorrichtung nach Fig. 3 nach Durchführung der Biegung des Paketbandes;

j,. - - ■■

Fig. 6: im Detail die Verbindung der beiden Spindeln:,"; welche den Kerben des Endes des gebogenen Paketbandes zugeordnet sind;

Fig. 7: eine perspektivische Teilansicht des Stators, in welcher das Biegerad der Fig. 5 weggelassen ist, mit den Spindeln; und den entsprechenden Spindel-Befestigungsmitteln;

Fig. 8: den Stator nach Fig. 7 nach der Schweissung der Ver bindungszone der Enden und nach Entfernen der Spindeln;

Fig. 9: eine perspektivische Teilansicht eines Stators für einen Wechselstromgenerator entsprechend einer weiteren Aus führungsform, wobei dieser Stator ebenfalls durch Bie gung un.ter einem Winkel von 360 erhalten wurde;

Fig.10: eine Draufsicht auf die Stanzanordnung zur Herstellung der Bänder des gebogenen Bandpakets, aus welchem der Stator nach Fig. 9 besteht;

609884/0351

Fig. 11: eine Draufsicht auf eine Abwandlung der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform;

Fig. 12a und 12b zeigen schematische Darstellungen vor und nach der mechanischen Verbindung der Enden des Stators nach Fig. 1, wenn die Verbindung dieser Enden durch Hakenwirkung erfolgt;

Fig. 13a und 13b zeigen vor und nach der mechanischen Kupplung die Verbindung der Enden des gebogenen Bandpakets vermittels einer Zahnsperre mit zwei Zähnen, deren Abstützflächen radial ausgebildet sind;

Fig. 14a und 14b zeigen schematische Darstellungen vor und nach der mechanischen Kupplung derEnden des gebogenen Bandpakets, wobei die Verbindung durch eine Zahn sperre mit zwei Zähnen erfolgt, deren Abstützflächen mit Bezug auf die durch die' Zähne führende radiale Ebene schräg ausgebildet sind;

Fig. 15 zeigt schematisch im Aufriss und im Betrieb das Rad der Maschine, welche die Biegung eines Bandpakets analog demjenigen nach Fig. 2 durchführt,wobei der Flansch vor dieser Maschine zurückgezogen ist;

Fig. 16: eine schematische Darstellung eines Stators eines Wechselstromgenerators, welcher durch Montage von zwei gebogenen identischen Bandpaketen erhalten wurde, wobei der Biegewinkel 180 beträgt;

Fig. 17: eine perspektivische Darstellung eines Stators eines

Wechselstromgenerators, welcher durch Montage von drei identischen Bandpaketen erhalten wurde, wobei jedes Bandpaket ausserhalb der Kanäle einen halbkreisförmigen Querschnitt rechtwinklig zu jedem Polanschlag aufweist und der Biegewinkel 120° beträgt;

609884/0351

In Fig. 1 wurde jedes der beiden zackenförmigen Bänder, welche in ein gleiches rechtwinkliges Blech gestanzt wurden, mit !bezeichnet· Jedes Band 1 weist einen praktisch geradlinigen Rand la und einen zackenförmigen Rand auf, entlang welchem trapezförmig ausgebildete Polanschläge 2 durch Kerben 3 voneinander getrennt sind. Die Zähne 2 des einen Bandes werden in den in den Kerben des anderen Bandes enthaltenen Bereichen gestanzt. Demgemäss ist der Materialverlust zum Zeitpunkt des Stanzens der beiden Bänder 1 aus einem gleichen rechtwinkligen Blech sehr gering. Entlang dem praktisch geradlinigen Rand la weist jedes Band halbkreisförmige Hohlräume 4 eines Durchmessers von 2 mm auf, wobei der Mittelpunkt dieser Hohlräume entweder in der Achse der Zähne 2 oder in der Achse der Kerben 3 angeordnet ist. In dem beschriebenen Beispiel beträgt die Bandbreite am Boden der Kerben 5 mm; der Abstand zwischen den Achsen der beiden auf einanderfolgenden Kerben beträgt 10 mm; die Breite des Bandes im Scheitelpunkt der^v'Zähne 2 beträgt 15 mm. Die grosse Grund linie der Trapezform, aus' welcher jeder" Zahn besteht,ist dfe vom Kerbenboden am weitesten entfernte; sie hat eine Länge von 5 mm, so dass die Länge der kleinen Basis der Trapezform 3 mm beträgt.Die Blechbreite, in welche die beiden zackenförmigen Bänder eingestanzt werden, beträgt 22 mm, so dass sich ein Stanzabfall von 2 mm zwischen den Zähnen eines Bandes 1 und den Rändern der Kerben 3 des anderen Bandes 1 ergibt.

Fig. 2 veranschaulicht eine Schichtung von mit einer Dicke von 28 mm ausgebildeten Bändern. Die Bänder 1 sind übereinander ange ordnet, derart, dass alle Zähne 2 sich rechtwinklig zueinander befinden; es wird auf diese Weise ein biegebereites Bandpaket erhalten; es weist über seine Gesamtlänge 36 Kerben auf; seine beiden Enden bestehen aus halben Zähnen.

Aus Fig. 3-5 ergibt .sich der Biegevorgang für das Bandpaket 5. Das Paket dst auf dem Weg in die Biegemaschine dargestellt, wobei diese Bahn auf Rollen 6 läuft und die Achsen der Rollen parallel verlaufen und eine Fläche begrenzen, welche einen ebenen Bereich linke vom Punkt A in Fig. 3 und einen zylindrischen Be - reich mit kreisförmiger Leitlinie entsprechend dem Bogen AB in Fig. 3 aufweist. Die Rollen 6 wirken links vom Punkt A als Rollen-

609884/0351

262Θ532

stützen und in dem dem Bogen AB entsprechendeen Bereich als Ablenkrollen. Der Bogen AB hat einen Viert zwischen etwa 60 und 90 . Bezüglich des Ablenkorgans, welchescaus entlang dem Bogen AB angeordneten Rollen 6 besteht, befindet sich ein zwischen zwei identischen Flanschen 8 eingespanntes Biegerad 7, wobei einer der Flanschen abnehmbar ist. Zwischen dem Rad 7 und den Rollen 6 befinden sich Zwischenräume einer (in radialer Richtung gemessenen)Dicke von 15 mm. Der Rand der Flansche weist eine Aufeinanderfolge von Zähnen auf, deren Achsen sich in einem Abstand von 10° befinden; die Höhe der Zähne 9 der Flansche 8 beträgt 11 mm, während der Durchmesser der Flansche am Boden der Verzahnung 97 mm ausmacht.

Das Bandpaket 5 wird auf die Rollen 6 aufgelegt, wobei die Hohlräume 4 gegenüber den Rollen 6 angeordnet sind. Der Abstand zwi sehen den Achsen der beiden aufeinanderfolgenden Rollen 6 istso gewählt, dass er kein Mehrfaches des Abstands zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hohlräumen 4 beträgt. In jede der Kerben des auf den Rollenträgern 6 angeordneten Bandpakets wird eine Spindel 10 aus einem zylindrischen Stab eines Durchmessers von etwa 6 mm und einer Länge von 50 mm eingebracht. Vorzugsweise wird das Ende des Bandpakets 5, welches als erstes in die Zone A der Biegemaschine eingeführt wird, durch eine Presse vorgebogen. Die Spindeln·10 sind mit Bezug auf die Längs Symmetrie-Ebene des Bandpakets 5 symmetrisch angeordnet. Das mit Spindeln 10 versehene Bandpaket 5 wird über den Bereich A der Biegemaschine gemäss Fig. 3 herangeführt und das Rad 7 in Richtung des Pfeils F angetrieben. Die Zähne 9 der Flansche ί wirken mit den Enden der Spindeln 10 zusammen und treiben demgemäss das Paket 5 in Richtung des Pfeils F in die Zone zwischen dem Rad 7 und den Rollen 6. Es ergibt sich daher eine progressive Biegung des Bandpakets 5 um das Rad 7. Die entlang dem Bogen AB angeordneten Biegerollen 6 werden von einem Führungselement 11 geführt, durch welches das gebogene Band -paket 5 zu Beginn des Biegevorgangs gegen das Rad 7 in der hinteren Zone abgestützt gehalten wird.

609884/03B1

Wenn das Biegerad 7 eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat, nimmt das Paket 5 die Form eines Zylinderrings an, und die beiden Enden des Pakets 5 befinden sich rechts vom Punkt A der Maschine einander gegenüber. Wie sich im Einzelnen aus den Figuren 5 und 6 ergibt, werden die beiden in den beiden Kerben des Endes des Bandpakets/angeordneten Spindeln 10 vermittels zweier beidseitig der beiden Flansche 8 angeordneter Verbindungsmittel auf den Enden der Spindeln 10 verbunden. In der Verzahnung jedes der beiden Flansche 8 ist ein Hohl raum 13 entsprechend der von den Befestigungsmitteln 12 einge nommenen Fläche vorgesehen. Die Hohlräume 13 entsprechen daher dem weggefallenen Zahn 9, welcher sich zwischen den beiden zwei Endkerben entsprechenden Spindeln und." den .beiden benach barten Zähnen 9 oder der Hälfte der beiden Zähne 9 befindet.

Sodann wird der abnehmbare der beiden Flansche 8 vom Biegerad 7 getrennt und das gebogene Paket/von dem das Rad bildenden Träger abgetrennt. Im Laufe des Biegevorgangs stützen sich die seitlichen Ränder der Kerben 3 des Bandpakets 5 gegen die Spindeln 10 ab. Die Hohlräume 4 wirken als bevorzugte Faltpunkte, derart, dass der Aussenrand des gebogenen Pakets eine zylindrische Fläche mit polygonaler Basis ist, wobei die Spitzen des Polygons von den Achsen der Hohlräume 4 gebildet werden. Der auf diese Weise erhaltene Stator ist in Fig. 7 dargestellt. Er wird aufgrund des Vorhandenseins der Be festigungsmittel 12 auf einem Biegeradius entsprechend dem jenigen gehalten, welcher in der in Fig. 3 und 4 dargestellten Maschine erhalten wird.

Die Enden des gebogenen Pakets 5 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei ein sehr geringer Abstand die beiden Enden trennt. Man verschweisst die beiden Enden mit einem Auftrag metall, um einen geschweissten Stator entsprechend dem in Fig. ί dargestellten zu erhalten. Nach der Schweissung zwischien den beiden Enden des gebogenen Pakets werden ausserdem die Bänder des Pakets durch eine Zusatzschweissung an den Aussenrändern des gebogenen Pakets oder durch Vernietung verbunden, wobei diese Verbindungen in bekannterweise parallel zur Stator-Achse . 609884/0351

erfolgen. Anschliessend werden die Spindeln 10 zurückgezogen, indem sie parallel zur Stator-Achse nach Entfernen der beiden Befestigungsmittel 12 herausgetrieben werden. Auf diese Weise wird ein Stator mit 36 Kerben 3 erhalten, mit einer axialen Dicke von 28 mm, einem Aussendurchmesser von 127 mm, einem Innendurchmesser von 97 mm und einer Kerbenhöhe von 10 mm.

In einer abgewandelten Ausführungsform kann sich die Verbindungs— zone des gebogenen Pakets in der Achse einer Kerbe befinden, und in diesem Fall würde das Befestigungsmittel 12 drei Spindeln 10 überlappen.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ist unkompliziert und lässt sich zu einem relativ günstigen Preis herstellen. Ihre Verwendung bringt keinerlei besondere Einstellschwierigkeiten mit sich, so dass die Inbetriebnahme des erfindungsgemassen Ver fahrens die Herstellung von Statoren von Wechselstromgeneratoren für Fahrzeuge zu einem' niedrigen Herstellungspreis gestattet, da geringe Stanzabfälle anfallen und die Verformungskosten sich in Grenzen halten.

In Fig. 9 wird ein weiterer erfindungsgemäss durch Biegung eines Pakets aus gestanzten Bändern hergestellter Stator in seiner Ge samtheit mit 100 bezeichnet. Die gestanzten Bänder, welche einem Biegevorgang zur Herstellung eines Stators 100 unterzogen werden, werden über zwei Mantellinien des nicht gekerbten äusseren Randes des Bandpakets vor dem Biegevorgang verschweisst, und dennoch lässt sich der Biegevorgang ohne Schwierigkeiten ausführen. Diese vorläufige Verbindung der gedtanzten Bänder erleichtert den Biegevorgang des Bandpakets erheblich und reduziert demgemäss die Her Stellungskosten entsprechend. Nach der Biegung unterzieht man das gebogene Paket einer Presswirkung parallel zur Biegeachse, um eventuelle lokale Verformungen im Blech, insbesondere am Boden der die Polanschläge des Stators trennenden Kerben auszugleichen. Diese Presswirkung erhöht ausserdem die Kompaktheit des gebogenen Bandpakets.

Der Stator 100 weist Polanschläge 101 auf, welche äürch Kerben

ind. Benachba

09884/035

voneinander getrennt sind. Benachbart dem Kerbenboden weist der

.V

Polanschlag einen im wesentlichen konstanten Querschnitt auf; in dem vom Kerbenboden am weitesten entfernten Teil hat jeder Polanschlag 101 jedoch einen trapezförmig ausgebilde ten Querschnitt. Rechtwinklig zu jedem Polanschlag 101 v/eist der Stator 1OQ einen Kanal mit halbkreisförmigem Querschnitt 103 auf. Der Boden jeder Kerbe 102 hat einen von zwei Kreisbögen gleichen Radius bestimmten Querschnitt,wobei jeder der beiden Kreisbögen als Achse die Achse eines der beiden Kanäle 103 aufweist, welche der Kerbe 102 benachbart sind, wobei diese Achsen im Schnittpunkt der radialen Symmetrie-Ebene eines Polanschlags 101 und der den Stator 100 aussen be grenzenden zylindrischen Oberfläche angeordnet sind. Der 'Flußquerschnitt (la section de passage du flux) zwischen zwei benachbarten Polanschlägen 101 ist praktisch konstant. Im übrigen gestatten die Kanäle 103 eine Aussenkühlung des

Stators 100 durch einen Luftstrom, der durch den dem Wechselstromgenerator „zugeordneten Ventilator pulsiert wird,von dem

der Stator 100 ein Teil ist.

Aus Figuren 10 und 11 ergibt sich, dass die Bänder, aus deren Aufeinanderschichtung sich das einem Biegevorgang zur Herstellung des Stators 100 unterzogene Bandpaket er gibt, vorzugsweise in eine Blechplatte 104 gestanzt werden, welche aus einer in Richtung des Pfeils F erfolgten Walzung herrührt. Der Walzvorgang richtet die Fasern der Blechplatte in Richtung des Pfeils F aus. Die Stanzung der Bänder 105 erfolgt durch Anordnung der Längsränder der Bänder senkrecht zur vom Pfeil F angegebenen Walzrichtung. Auf diese Weise werden die Metallfasern in Richtung der Pol anschlage 101 ausgerichtet, was die weitere Biegung ver einfacht. Durch die Stanzung entstehen die Hohlräume, welche die Kanäle 103 bilden, sowie diejenigen Hohlräume, welche die Kerben 102 bilden, wobei zwei benachbarte Kerben 102 durch einen Polanschlag 101 getrennt werden. Zur Ver meldung von Blechabfällen erfolgt die Stanzung der zu biegenden Bänder vorzugsweise durch umgekehrte Anordnung zweier Bänder 105, wobei die Polanschläge des einen zu dem für die Kerben des anderen vorgesehenen Standpunkt zurück -kehren. Diese Anordnung ergibt sich einwandfrei aus den Fi -

6098 8 4 /**Ö>3 5 1

guren 10 und H, Geraäss Fig. 10 sind die Polanschläge des einen Bandes in der Mitte der Kerbenzonen des anderen Bandes angeordnet und die Vorsprünge, welche zwei benachbarte die Kanäle 103 bildenden Hohlräume trennen, dringen in die Hohl räume ein, welche die auf dem nächst gelegenen gestanzten Band vorgesehenen Kanäle 103 bilden. Im Gegensatz hierzu sind gemäss Fig. 1 die Polanschläge des einen Bandes den Pol anschlagen des anderen Bandes benachbart und in diesem Fall weist das Ende jedes Polanschlags eine konstante^Breite auf, wobei die Trapezform nur für die mittlere Zone jedes Polan Schlags angenommen wird. Diese abgewandelte Stanzform nach Fig. 3 entspricht nicht der Ausführungsform nach Fig. 1, wurde jedoch als zusätzliches Beispiel beschrieben*

Figuren 12a und 12b sind eine schematische Darstellung der Verbindung der beiden Enden eines gebogenen Bandpakets ver mittels eines entsprechenden Hakens. 106.An den Enden der Bänder des gebogenen Pakets werden im Augenblick der Bandstanzung schräg angeordnete Schlitze 10 7 vorgesehen, wobeir.der Haken 106 einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweist, dessen Flügel in die schrägen Schlitze 107 eindringen. An den Rändern der Enden der gestanzten Bänder sind an einer Seite Vorsprünge 107a und an der anderen Seite hohle Formen 107b entsprechend vorgesehen, welche gemäss Darstellung in Fig. 12b zusammen wirken können, um eine radiale Anordnung der beiden Enden mit Bezug aufeinander zu gewährleisten, wenn die Biegung erfolgt ist. Diese mechanische Verbindung lässt sich ohne weiteres durchführen, indem man die beiden Enden des gebogenen Band pakets einander annähert und den Haken 106 in sein Lager gleiten lässt.

In Figuren 13a und 13b ist eine weitere Form der mechanischen Verbindung der beiden Enden des gebogenen Bandpakets dargestellt. In dieser Ausführungsform weisen die Enden jedes ge - stanzten Bandes eißn Zahn 108a bzw. 108b auf, wobei die beiden Zähne 108a und 108b identisch ausgebildet und umgekehrt angeordnet sind. Die Verbindung mit Hilfe der Zahnsperre mit zwei Zähnen 108a und 108b erfolgt durch Abstützen der einen Fläche

609884/0351

gegen die andere Abstützfläche 109a und 109b dieser beiden Zähne, wobei diese Abstützflächen parallel zur Achse der Polanschläge 101 verlaufen, derart, dass sie sich nach der Biegung des Bandpakets in einer radialen Ebene des Stators befinden. In dieser Ausführungsform können, wie in der voran gehenden,die beiden Enden des gebogenen Bandpakets mit geringem Herstellungsspiel miteinander in Berührung gebracht unc gehalten werden.

In der in Fig. 14a und 14b dargestellten Ausführungsform er folgt die mechanische Verbindung, indem nach der Verbindung ein Zwischenraum 110 zwischen den beiden verbundenen Enden be lassen wird. Dies erfolgt unter Verwendung von zwei Kupplungsanschlägen lila und 111b, welche den Zähnen 108a und 108b entsprechen, jedoch mit Bezug auf die Achsen der benachbarten Polanschläge 101 schräge Abstützflächen aufweisen, wobei der Schrägheitsgrad so-*gewählt wird, dass die beiden Zähne nach der Verbindung aufeinander'gehalten werden, wie sich dies aus der Fig. 14b ergibt.

Die vorstehend beschriebenen mechanischen Verbindungsmöglichkeiten gestatten die Umgehung einer Schweissung zur Ver bindung der beiden Enden des gebogenen Bandpakets. Dadurch verringert sich der Herstellungspreis des erfindungsgemässen Stators. Im übrigen erleichtert die Anordnung von Kanälen 103 auf der peripheren Kante des Stators 100 den Stator,und die Formung der Kerbenböden ermöglicht die Aufrechterhaltung eines konstanten Querschnitts für den Durchgang von magnetischem Flusses, wobei die Verwendung dieser beiden kombinierten Eigenschaften bei einem Wechselstromgenerator bestimmter Eigenschaften eine Verminderung der für die Herstellung des Stators zu verwendenden Materialmenge und demgemäss eine Herabsetzung des Herstellungspreises des Stators gestattet. Des weiteren wird eine periphere Ventilation des Stators und folglich eine bessere Kühlung durch das Vorhandensein der Kerben 103 gewährleistet.

609884/035 1

In Fig. 15 ist der Biegevorgang eines Bandpakets 5 unter einem Winkel alpha von weniger als 360 (in der Zeichnung etwa 120°) dargestellt. Es wurden für die Elemente der Fig.15 die gleichen Bezugszeichen beibehalten wie die für die entsprechenden Elemente in Fig. 3 verwendeten, welche dieser in dem Falle entspricht, daß alpha = 360°. Der diametral ver tikale Schnitt des Biegerades ist der gleiche wie der in Fig. 4 dargestellte.

Das Paket ist auf seiner Bahn in die Biegemaschine dargestellt, wobei die Einführung auf Rollen 6 erfolgt und die Achsen der Rollen 6 parallel verlaufen und eine Oberfläche beschreiben, welche einen ebenen Bereich auf der linken Seite des Punkts A in der Fig.15 und eine zylindrische Zone mit ringförmiger Leitlinie entsprechend dem Bogen AB der Fig. 15 aufweist. Die Rollen 6 wirken auf der linken Seite des Punkts A als Rollenträger und rn der dem Bogen AB entsprechenden Zone als Ablenkrollen. Der Bogen AB weist einen Wert zwiscähen etwa 60 und 90° auf. Bezüglich des Ablenkorgans, welches aus den entlang dem Bogen AB angeordneten Rollen besteht, befindet sich ein Biegerad 7, eingespannt zwischen" zwei identischen Flanschen i von denen einer abnehmbar ist. Zwischen dem Rad 7 und den Rollen 6 befindet sich ein Zwischenraum einer (radial ge messenen) Dicke von 15 mm. Der Rand der Flansche 8 weist eine Aufeinanderfolge von Zähnen auf, deren Achsen sich um 10 voneinander im Abstand befinden; die Höhe der Zähne 9 der Flansche 8 beträgt 11 mm, der Durchmesser der Flansche am Boden der Verzahnung 97 mm.

Das Bandpaket 5 wird auf den Rollen 6 angeordnet, wobei die Hohlräume 4 den Rollen 6 gegenüber angesrdnet werden. Der Abstand zwischen den Achsen der beiden aufeinanderfolgenden Rollen 6 ist so gewählt, dass er kein Vielfaches des Abstands zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hohlräumen 4 ausmacht. In jede Kerbe 3 des auf den Rollenträgern 6 angeordneten Bandpakets 5 wird eine Spindel 10 eingebracht, welche aus einem zylindrischen Stab eines Durchmessers von etwa 6 mm und einer Länge von 50 mm besteht; Vorzugsweise unterzieht man das Ende

609884/0351

des Bandpakets 5, welches als erstes in die Zone A der Biegevorrichtung eingeführt werden soll, einer Vorbiegung durch eine Presse, Die Spindeln 10 sind mit Bezug auf die Lätixgs-Symmetrie-Ebene des Bandpakets 5 symmetrisch angeordnet. Bas mit Spindel.10 versehene Bandpaket 5 wird an die Zone A der in Fig. 3 dargestellten Biegemaschine heran geführt und das Rad in Richtung des Pfeils F angetrieben. Die Zähne 9 der Flansche 8 wirken mit den Enden der Spindeln 10 zusammen und treiben demgemäss das Paket 5 in Richtung des Pfeils F in. die Zone zwischen dem Rad 7 und den Rollen 6. Es ergibt sich somit eine progressive Biegung des Bandpakets 5 um das Rad 7. Die entlang dem Bogen AB ange ordneten Biegerollen 6 werden von einem Führungselement 11 geführt, welches das gebogene Bandpaket 5 abgestützt gegen das Rad 7 zu Beginn der Biegung in der hinteren Zone hält.

Wenn das Biegerad 7 eine Drehung des Winkels alpha durchge führt hat, nimmt das*Paket 5 in seiner Gesamtheit die Form eines ringförmigen zylindrischen Sektors an entsprechend einem Flächenwinkel des Wertes alpha. Ist der Winkel relativ klein, kann das gebogene Paket ohne Demontage eines der Flansche vom Biegerad .

austreten. Ist dagegen der Winkel relativ gross, muss einer der Flansche vom Biegerad zum Herausziehen des gebogenen Pakets entfernt werden. Im Laufe der Biegung stützen sich die Seitenränder der Kerben 3 des Bandpakets 5 gegen die Spindeln 10 ab. Die Hohlräume 4 wirken als bevorzugte FaIt punkte derart, dass die Aussenkante des gebogenen Pakets eine zylindrische Fläche mit polygonaler Basis ist, wobei die Spitzen des Polygons von den Achsen der Hohlräume 4 gebildet werden.

Anschliessend wird das auf diese Weise erhaltene gebogene Paket mit zumindest einem anderen gebogenen Paket verbunden, woraus sich ein zylindrischer ringförmiger Sektor eines Flächenwinkels von 360°ergibt. Fig. 16 veranschaulicht sche matisch die Bildung eines Stators für einen Wechselstrom-

609884/0351

generator an Fahrzeugen, der im 'wesentlichen aus zwei iden tischen unter einem Flächenwinkel von 180° verlaufenden gebogenen Paketen besteht; die beiden gebogenen Pakete sind mit 20 bezeichnet. Sie sind mittels zweier in die beiden Verbindungszonen auf dem Aussenrand des Stators angeordneter identischer Haken 21 verbunden. Die beiden Haken weisen einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf und ihre Flügel greifen in die in dem Stator vorgesehenen Schlitze ein, wobei die Schlitze durch Stanzen an den Enden der Bänder, aus denen die gebogenen Pakete 20 bestehen, erhalten werden.

In Fig. 17 ist eine abgewandelte Ausführungsform des er findungsgemässen Stators für einen Wechselstromgenerator dargestellt. In dieser abgewandelten Ausführungsform besteht der Stator aus drei identischen gebogenen Pak±en 25, die jeweils in einem Flächenwinkel von 120° verlaufen. Die Aussen v/and des auf diese Weise gebildeten Stators weist zur Achse des Stat&ors parallel verlaufende Kanäle 26 auf, deren Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist, wobei der Radius dieser Halbkreise A mm beträgt. Ein Kanal 26 befindet sich rechtwinklig zu jedem Polansdiag 27 jedes gebogenen Pakets. Der Boden der zwei aufeinanderfolgende Polanschläge 27 trennenden Kerben weist einen aus zwei Kreisbögen bestehenden

rechtwinkligen Querschnitt auf, wobei, die ,-Achsen dieser ^{3 7} Betreffenden

Kreisbögen die Achsen der beiden der/Kerbe benachbarten Kanäle 26 sind. Die Verbindung der drei gebogenen Pakete wurde in dieser Ausführungsform nicht im Einzelnen be schrieben. Sie kann durch Hakenwirkung, wie bei der Aus führungsform nach Fig. 16, durch mechanische Kupplung oder aber durch Schweissung erfolgen. Es ist festzustellen, dass

der in Fig. 17 dargestellte Statorrgegenüber dem klassischen Stator aufgrund des Vorhandenseins von Kanälen 26 leichter ist; diese Kanäle gestatten ausserdem eine wirksame Kühlung des Stators durch Luftzirkulation in den Kanälen Es sei ausserdem bemerkt, dass., die elektromagnetische Leistung des Stators durch eventuelle Luftspalte, welche zwiscf den Enden der verbundenen gebogenen Pakete belassen werden können, nicht beeinträchtigt wird.

609884/0351

Es versteht sich, dass dich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sondern dass weitere gewünschte Ausführungsformen möglich sind, ohne vom Sinn und Geltungsbereich der Er findung abzuweichen.

609884/0351

Claims

Fat entansprüche

1./Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Elements aus elektro -

V. / magnetischem Material, welches einen Teil einer elektromag -

netischen Vorrichtung bildet, bei welchem von zwei Rändern mit praktisch parallelen Mittellinien begrenzte Bänder in ein praktisch ebenes Blech gestanzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Bänder mit Rändern, deren Mittellinien praktisch gerade sind gestanzt werden, wobei alle Bänder identisch sind, daß die Bänder derart aufeinander geschichtet werden, dass die Mittel linien entsprechender Ränder aufeinander gelegt werden bis ein Bandpaket der für das herzustellende Element gewün -sehten Dicke erhalten wird, und dass das auf diese Weise her gestellte Bandpaket entsprechend einem ringförmigen Sektor eines beliebigen Winkels bis zu 360° gebogen wird, dessen Achse senktecht zur„. Ebene der geschichteten Blechbänder ver läuft. . ,.

2. Durch Schichtung von Bändern aus magnetischem Material herge stelltes, bei der Herstellung eines elektromagnetischen Systems verwendetes gebogenes Element, dadurch gekennzeichnet, dass es gemäss Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem das gebogene Element ein ringförmiger Stator oder Rotor einer elektrischen Rotations maschine, insbesondere für Wechselstromgeneratoren von Fahr zeugen ist, wobei der eine der Ränder der bei der Herstellung des Elements verwendeten Bänder eine Aufeinanderfolge von zackenförmigen Kerben aufweist, welche durch Polanschläge voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Schichtung der gestanzten Blechbänder das Bandpaket ent sprechend einem ringförmigen Sektor unter einem Winkel alpha von maximal 360 gebogen wird, dass man, wenn alpha einen anderen Wert als 360 annimmt, in gleicher Weise zumindest ein weiteres entsprechend dem gleichen Radius gebogenes Bandpaket zur Bildung eines ringförmigen Abschnitts unter einem Winkel (360 - alpha) herstellt, das sich mit dem ersten gebogenen Paket verbinden kann, um einen ringförmigen Stator oder Rotor

609884/03 51

mit einer regelmässigen Aufeinanderfolge von Kerben und Pol anschlagen zu bilden, und dass die beiden Enden des (oder der) gebogenen Pakets (Pakete) zur Bildung des gewünschten Stators oder Rotors verbunden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einführe der Bandpakete in die Biegevorrichtung in jeder der Vielzahl von Kerben des Bandpakets Spindeln einer Grosse angeordnet werden, welche der Dicke des Bandpakets überlegen ist, wobei ein Antriebsmittel mit den Enden der Spindeln zusammenarbeitet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durch / messer der Spindeln gleich dem Durchmesser eines Kreises ist, welcher,in eine beliebige Kerbe des Stators oder Rotors gelegt, den Boden der Kerbe und die beiden die Kerbe begrenzenden Seitenränder berührt.

6. Verfahren nach Anspruch 4,"dadurch gekennzeichnet, dass das mit den Spindeln zur Biegung des Bandpakets zusammenwirkende Antriebsmittel ein Rad mit dem Innendurchmesser des herzustellenden ringförmige Stators oder Rotors ist, wobei das Rad zwischen zwei gezahnten Flanschen eingespannt ist, die Zahnungen der beiden Flansche

identisch und einander gegenüberliegend angeordnet sind und eine Steigung entsprechend der Steigung der Kerben des Bandpakets hat, und durch ein Ablenkelement, welches vorzugsweise aus einer Reihe von Rollen besteht, die der Peripherie des Rades gegenüber in einem Abstand angeordnet sind, der den Durchlauf des zu biegender Bandpakets zwischen dem Rad und dem Ablenkorgan gestattet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche l_:oäer 3-6, dadurch gekennzeich net, dass die Bänder des gebogenen Paketbandes vor der Biegung beispielsweise vermittels Schweissung entlang eines der Ränder des Bandpakets oder durch Vernietung miteinander verbunden sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, dadurch ge - kennzeichnet, dass auf den zu biegenden Bändern entlang demjenigen Rand, welcher dem mit Kerben versehenen Rand gegenüberliegt, Hohlräume vorgesehen sind.

609884/0351

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Enden des (oder der) den Stator oder Rotor bildenden gebogenen Bandpakets (pakete) durch Schweissung, vorzugsweise mit Auftragsmetall, oder durch mechanische Verbindung oder durch Halten der nebeneinanderliegenden Pakete in einer Aussenhülle erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das gebogene Bandpaket nach der Biegung der Wirkung einer Presse unterzogen wird, welche parallel zur Biegeachse wirkt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungssone der beiden Enden des gebogenen Pakets ein vorspringender mit einem entsprechenden Hohlraum zusammenwirkender . Ansatz zur Gewährleistung einer radialen Anordnung relativ zu den benachbarten Enden vorgesehen ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 11, in welchem der Biegewinkel alpha 360° beträgt, dadurch ge -

kennzeichnet, dass der Radius des Biegekreises des Bandge wird

pakets derart/wählt^ dass am Ende der Biegung die beiden Enden des Bandpakets einander gegenüberliegend angeordnet sind.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Enden des Bandpakets einer Vorbiegung vor dem Durchlauf des Pakets durch die Biegemaschine unterzogen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 4,6 und 12 in Kombination dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Biegevorgangs dis betreffenden Spindeln der mit zwei Kerben an den Enden des gebogenen Paketbandes, beispielsweise mit Hilfe zumindest eines Befestigungsmittel, verbunden werden, welches zumindest auf einem der Enden der entsprechenden Spindeln in den

609884/0351

Endkerben angeordnet ist, wobei jeder Seitenflansch des Biegerades eine dem Befestigungsmittel entsprechende Aussparung hat die als Durchlaß für diesen während der Demontage des Flansche dient.

15.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder eines zu biegenden Bandpalebs in eine flachgewalzte Blechscheibe gestanztwerden, wobei die gekerbten Ränder der Bänder praktisch senkrecht zur Walzrichtung der Blechscheibe angeordnet sind.

16.Verfahren nach einem der Ansprüche 3-15, in welchem der Biegewinkel alpha 360 beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass für die das zu biegende Blechpaket bildenden Bänder das Verhältnis der Bandlänge am Boden der Kerbe zum Biegeradius am Boden der Kerbe unter 1/8 liegt.

17.Stator oder Rotor für" eine elektrische Rotationsmaschine, insbesondere Stator für einen Wechselstromgenerator von Fahrzeugen nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 16, wobei dieser Stator oder Rotor aus einer Aufeinanderschichtung von Magnetblechen besteht und einen zylindrischen Ring bildet und der Ring auf einem seiner zylindrischen Ränder in regelmässigen Abständen angeordnete durch Polanschläge voneinander getrennte Kerben aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass er η praktisch radiale Montagezonen aufweist, in welchen jeweils die benachbarten Enden zumindest eines gebogenen Pakets aus übereinanderliegenden identischen Bändern angeordnet sind, wobei das (die) gebogene( Paket(e) einen Teil der η gebogenen Pakete bildet(n), die in ihrer Gesamtheit den vollständigen Zylinderring bilden, aus welchem der Stator oder Rotor besteht, wobei η eine ganze Zahl von gleich oder grosser als 1 ist.

18.Stator oder Rotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Montagezone der beiden benachbarten Enden des (oder der) gebogenen Pakets(e) eine Verbindung erfolgt.

609884/0351

19. Stator oder Rotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch Schweissung erfolgt.

20. Stator oder Rotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch mechanische Kupplung vermittels zumindest eines entsprechenden Hakens erfolgt, wobei der Haken an demjenigen Rand des Rotors oder Stators vorgesehen ist, welcher keine Kerben und Polanschläge aufweist, und wobei der Querschnitt des Hakens schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist und die Flügel des Hakens in an den benachbarten zu verbindenden Enden vorgesehene Schlitze eingreift.

21. Stator oder Rotor nach Anspruch 18,- dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mechanisch vermittels einer Zahnsperre erfolgt, wobei die Zähne in den zu verbindenden benachbarten"Enden vorgesehen sind.

22. Stator oder Rotor entsprechend einem der Ansprüche 17-21, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Wandung eines gebogenen Bandpakets, welche keine Kerben und Polanschläge aufweist, praktisch parallel zu den Mantel linien des vollständigen oder unvollständigen durch jedes gebogende Paket gebildeten Zylinderrings angeordnete Hohl räume enthält, wobei die die in Frage stehende Wand bilden de Leitlinie des rechten Zylinders ein Polygon ist, dessen Spitzen rechtwinklig zu den Achsen der Hohlräume angeordnet sind.

23. Stator oder Rotor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Hohlräume halbkreisförmig ausgebildet ist.

24. Stator oder Rotor nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume in den radialen mittleren Ebenen der Kerben und/oder der Polanschläge des

gebogenen Bandpakets angeordnet sind.

609884/0351

25. Stator oder Rotor nach einem der Ansprüche 17-24, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Kerben in der Mitte eine Vertiefung aufweist.

26.Stator oder Rotor nach Anspruch 25 in Kombination, da — durch gekennzeichnet, dass der rechtwinklige Querschnitt des Bodens der Kerben aus zwei Kreisen von gleichem Radius besteht, deren Achsen die Achsen der der betreffenden Kerbe benachbarten Hohlräume sind.

27.Stator oa?der Rotor nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder eines gebogenen Pakets parallel zu den Mantellinien des das gebogene Paket bildenden Zylinderrings miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung der Bänder eines gebogenen Band pakets durch Schweissung entlang zumindest einer der Zylinderwandungen des gebogenene Pakets oder durch Vernietung erfolgt.

609884/0351