DE2727490A1

DE2727490A1 - Magnetischer kern

Info

Publication number: DE2727490A1
Application number: DE19772727490
Authority: DE
Inventors: Paul Rauschenberger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-06-18
Filing date: 1977-06-18
Publication date: 1979-01-04
Also published as: IT1096556B; IT7824670A0

Description

Magnetischer Kern
Zusammenfassung Es wird ein magnetischer Kern, bestehend aus einer Vielzahl von aufeinandergeschichteten scheibenartigen Lamellen vorgeschlagen, der Lamellenpakete enthält, die aus miteinander verschweißten Einzellamellen bestehen. Diese Lamellenpakete dienen beispielsweise als Endlamellen an den Enden des magenetischen Kernes und verhindern ein Aufblättern der Lamellen beim Zusammenpressen der Lamellen oder während des Betriebes. In besonders vorteilhafter Weise können hierdurch Anker oder Ständer von elektrischen Maschinen hergestellt werden.
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem magnetischen Kern nach der Gattung des Hauptanspruches.
Es ist bekannt, magnetische Kerne aus einer Vielzahl von aufeinandergeschichteten scheibenartigen Lamellen, beispielsweise Trafoblechen, herzustellen. Derartige Kerne werden für Transformatoren, Drosseln oder Anker bzw.
Ständer von elektrischen Maschinen verwendet. Durch den Aufbau des Kernes mit scheibenartigen Lamellen wird erreicht, daß die Wirbelstromverluste im Kern gegenüber massivem magnetischen Material herabgesetzt werden.
Bei der Herstellung von magnetischen Kernen aus Lamellen wird die erforderliche Anzahl von Lamellen meist auf einem Formstück aufeinandergebracht und anschließend zusammengepreßt, um keine Luftspalte im magnetischen Kern entstehen zu lassen. Anschließend wird die Wicklung über den magnetischen Kern gezogen bzw. in entsprechende Aussparungen des magnetischen Kerns gewickelt. So bestehen beispielsweise die für den Aufbau eines Ankers einer elektrischen Maschine verwendeten Lamellen aus kreisförmigen Blechscheiben, die an ihrem Umfang Zähne aufweisen, in die die Ankerwicklung eingelegt oder eingewickelt wird.
Ein gewichtiger Nachteil dieser so aufgebauten Kerne ist es, daß beim Bewickeln oder während des späteren Betriebes die an den Enden des magnetischen Kernes befindlichen Lamellen aufblättern, wodurch Drähte der aufgebrachten Wicklung durchgescheuert und Masseschlüsse hergestellt werden können. Zur Vermeidung dieses Nachteiles wäre es möglich, an den Enden des magnetischen Kernes eine Endlamelle aus dickerem Material vorzusehen, dies ist jedoch nicht immer möglich, da beispielsweise die bei elektrischen Maschinen verwendeten Lamellen eine so komplizierte Form aufweisen, daß diese massiven Endlamellen nicht gestanzt werden könnten, sondern sehr kostenaufwendig einzeln gefertigt werden müßten. Zur Vermcidung dieses Nachteiles ist es bekannt, beispielsweise an den Enden eines als Anker einer elektrischen Maschine dienenden magnetischen Kernes Scheiben anzubringen, die einen Zusammenhalt der Lamellen gewährleisten sollen, die jedoch nur bis zum Fuß der am Umfang der Lamellen vorgesehenen Zähne reichen.
Auf diese Weise kann zwar ein Aufblättern der Lamellen, nicht jedoch ein Aufblättern der Zähne am Rand der Lamellen verhindert werden.
Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße magnetische Kern mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, eine massive Endverstärkung von aus Lamellen gebildeten magnetischen Kernen darzustellen, die sich über die gesamte Oberfläche der Lamellen erstreckt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind auch innerhalb des magnetischen Kernes zur Erhöhung der mechanischen Stabilität erfindungsgemäß zusammengefügte Lamellenpakete vorgesehen.
Zeichnung Eine Lamellenanordnung sowie verschiedene magnetische Kerne sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung von Lamellen eines Ankers einer elektrischen Maschine; Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines als Anker einer elektrischen Maschine ausgebildeten magnetischen Kerns nach dem Stand der Technik; Fig. 3 eine zweite Aus führunge form eines als Anker einer elektrischen Maschine ausgebildeten magnetischen Kerns nach dem Stand der Technik; Fig. 4 eine Aus führungs form eines erfindungsgemäßen, als Anker einer elektrischen Maschine ausgebildeten magnetischen Kerns.
Beschreibung der Erfindung In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Lamellenanordnung zum Aufbau eines magnetischen Kernes für den Ständer einer elektrischen Maschine dargestellt. Eine Lamelle 1 aus dünnem ferromagnetischen Blech von im wesentlichen scheibenförmiger Form ist in der Mitte mit einem zentrischen Loch 2 und am Rand mit Zähnen 3 versehen. Ein magnetischer Kern für den Anker einer elektrischen Maschine entsteht, indem eine Vielzahl von Lamellen 1 aufeinandergeschichtet wird, wobei die Lamellen 1 zweckmäßigerweise auf eine Welle 8 geschoben werden, die durch das Loch 2 geschoben wird. Hat man die für den magnetischen Kern erforderliche Anzahl von Lamellen 1 aufeinandergeschichtet, werden die Lamellen zusammengepreßt, um Luftspalte zwischen den Lamellen 1 zu vermeiden.
Nachdem ein fester mechanischer Zusammenhalt hergestellt ist, kann die Ankerwicklung oder die Ankerwicklungen in die Aussparungen zwischen den Zähnen 3 eingewickelt oder eingelegt werden.
Der mechanische Zusammenhalt der Lamellen 1 wird bei der in Fig.
2 dargestellten Ausführungsform eines magnetischen Kernes nach dem Stand der Technik durch je eine Endscheibe 9 an den Enden des magnetischen Kernes bewirkt. D-e Endscheiben 9 an den Enden des aus Lamellen 1 gebildeten Ankers 12 bewirken zwar einen mechanischen Zusammenhalt der Lamelien 1, verhindern jedoch nicht das Aufblättern der Lamellen 1 an den Enden des Ankers 12. Bei einer weiteren Ausführungsform eines aus Lamellen 1 gebildeten Ankers 12 nach dem Stand der Technik, wie er in Fig.
3 dargestellt ist, ist an den Enden des Ankers 12 eine Endlamelle 10 vorgesehen, deren Durchmesser größer als der der Endscheibe 9 bei der Anordnung nach Fig. 2 ist. Der Durchmesser der Endlamelle 10 ist so bemessen, daß die Endlamelle 10 die Oberfläche der an den Enden des Ankers 12 befindlichen Lamellen bis zum Zahnfuß 5 der Zähne 3 der Lamellen 1 bedeckt. Obwohl durch diese Ausführungsform nach Fig. 3 eine erhöhte Sicherheit gegen ein Aufblättern der Lamellen 1 an den Enden des Ankers 12 gegeben ist, kann auch hierdurch nicht verhindert werden, daß die Zähne 3 über den Rand der Endlamelle 10 hinweg aufblättern und hierdurch, sei es während des Einbringens der Ankerwicklungen, sei es während des Betriebes der elektrischen Maschine, eine Beschädigung der Ankerwicklung hervorrufen.
Bei dem erfindungsgemäßen Kern wird hingegen als Endlamelle ein Lamellenpaket 11 verwendet, wie es bei der Anordnung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, ersichtlich ist. Dabei werden wenigstens an den Enden des Ankers 12 eine vorbestimmte Zahl von Lamellen 1 zu Lamellenpaketen 11 zusammengefaßt und unlösbar miteinander verbunden, wodurch eine massive Endlamelle entsteht, deren Verstärkungswirkung für die Lamellen des Ankers 12 bis in den Zahnkopf 4 der Lamellen 1 reicht.
Bei besonderen Anwendungsfällen, beispielsweise Ankern fUr große elektrische Maschinen, kann der erfindungsgem§ße magnetische Kern in besonders vorteilhafter Weise so aufgebaut sein, daß die Lamellenpakete 11 nicht nur an den Enden des Ankers 12 sondern auch in bestimmter Zahl über die Länge des Ankers 12 verteilt angeordnet sind. Hierdurch wird eine größere mechanische Festigkeit und eine bessere Wärmeverteilung im Anker 12 erreicht.
Zum Zusammenfügen der für den Aufbau eines erfindungsgemäßen magnetischen Kernes erforderlichen Lamellenpakete ,11 ist es möglich, die Lamellen 1 durch bekannte unlösbare Verbindungen miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben. Besonders vorteilhaft ist es, die Lamellenpakete 11 aus Lamellen 1 zusammenzuschweißen, wobei die Lamellen 1 durch Wolfram-Inertgas (WIG)-Schweißen oder Widerstandsbuckelschweißen miteinander in vorteilhafter Weise verbunden werden können. Bei der Lamellenanordnung nach Fig. 1 sind sowohl Punktschweißstellen 6 wie auch WIG-Schweißstellen 7 dargestellt, wobei die Punktschweißstellen 6 im vollem Material der Lamellen 1 und die WIG-Schweißstellen 7 an den Rändern des Materiales der Lamelle 1 angebracht sind. Die punktförmige Verbindung von Lamellen 1 zu einem Lamellenpaket 11 ist deswegen besonders vorteilhaft, weil die Wirbelstromverluste hierdurch nur unwesentlich gegenüber einem geschichteten Lamellenpaket 11 aus nicht miteinander verbundenen Lamellen 1 erhöht werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Auführungsform der Erfindung sind die Schweißstellen 6, 7 auf den Lamellen 1 symmetrisch angeordnet und insbesondere durch die Polpaarzahl der elektrischen Maschine teilbar. Hierdurch werden Unsymmetrien im magnetischen Kreis vermieden.

Claims

Ansprüche 1.IMagnetischer Kern, bestehend aus einer Vielzahl von aufeinandergeschichteten scheibenartigen Lamellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern Lamellenpakete (11) aufweist, die aus einer vorbestimmten Anzahl von unlösbar miteinander verbundenen Lamellen (1) bestehen.
2. Magnetischer Kern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenpakete (11) wenigstens an den Enden des magnetischen Kernes angeordnet sind.
3. Magnetischer Kern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Lamellenpakete (11) innerhalb des magnetischen Kernes verteilt angeordnet sind.
4. Magnetischer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenpakete (11) ausmiteinander verschweißten Lamellen (1) bestehen.
5. Magnetischer Kern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (1) durch Wolfram-Inertgas (WIG) Schweißen miteinander verschweißt sind.
6. Magnetischer Kern nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (1) durch Widerstandsbuckelschweißen miteinander verschweißt sind.
Magnetischer Kern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (1) und Lamellenpakete (11) den Anker einer elektrischen Maschine bilden.
8. Magnetischer Kern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (1) und Lamellenpakete (11) den Ständer einer elektrischen Maschine bilden.
9. Magnetischer Kern nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenpakete (11) aus an Schweißstellen (6, 7) miteinander verschweißten Lamellen (1) bestehen und die Anzahl der Schweißstellen (6, 7) durch die Polpaarzahl der elektrischen Maschine teilbar ist.