DE2915290C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kernen bzw. Kernteilen von dynamoelektrischen Maschinen aus übereinander gestapelten Blechlagen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der US-PS 32 02 851 ist ein Verfahren zur Herstellung einer dynamoelektrischen Maschine bekannt, bei der ineinander eingreifende Bleche vorgesehen sind, die einen Statorkern bilden. Die Bleche sind mit geformten Vorsprüngen versehen, die die Eingriffselemente zwischen den Blechen bilden.

Zur Bildung derartig übereinander gestapelter Blechlagen ist bereits eine Vielzahl von Vorrichtungen und Verfahren bekannt (siehe die US-Patentschriften 18 17 462, 18 61 059, 32 10 824, 18 74 158, 22 83 629, 23 68 295, 24 83 204, 27 63 916, 29 33 204, 29 71 106, 29 75 312, 29 96 791, 30 12 162, 30 60 992, 30 62 262, 30 70 058, 31 10 381, 32 03 077 und 29 98 638 sowie das kanadische Patent 6 03 175 und das deutsche Patent 9 17 626), bei denen ineinander eingreifender, übereinander gestapelte Blechlagen verwendet werden.

Nach der US-PS 26 07 816 ist ein Statorkern einer dynamoelektrischen Maschine bekannt, bei dem Zahnkernblechpakete radial auf eine ringförmige Haltevorrichtung geklebt oder gegossen werden und bei dem nach der Montage von Wicklung und Jochkern die Haltevorrichtung entfernt wird. Da der Ring nicht demontierbar ist, muß die Klebe- oder Gußverbindung aufgebrochen werden, was zeitaufwendig ist und die Justierung der Bauteile beeinträchtigen kann.

Nach der DE-AS 10 72 307 ist es bekannt, mit Hilfe einer Montagevorrichtung einen Ring aus zusammenhängenden Zahnkernen in einen ringförmigen Jochkern zu pressen, wobei die einzelnen Zahnkerne über Brücken verbunden sind, welche bei der Montage gedehnt werden und im Kern verbleiben. Die Brücken verringern den Einbauraum der Wicklungen, erhöhen das Kerngewicht und erlauben nur eine ungenaue Umfangsausrichtung, da der gegenseitige Abstand der Zahnkerne allein von der Dehnung der Brücken abhängt.

Nach der DE-PS 8 91 882 ist es bekannt, auf einen Ring aus Zahnkernen, die durch Brücken verbunden sind, einen ringförmigen Jochkern ohne justierende, demontierbare Haltevorrichtung thermisch aufzuschrumpfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Kerns für eine dynamoelektrische Maschine sowie eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die eine genaue justierte Montage der Zahnkerne im Jochkern erlaubt, wobei der Raum zwischen den Zahnkernen vollständig zum Aufbringen der Wicklung genutzt werden kann, und die nach beendeter Montage in einfacher Weise vollständig von dem Kern entfernt werden kann, um die Gefahr einer Beschädigung oder Verformung der Zahnkerne sowie einer Veränderung ihrer Ausrichtung auszuschließen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Kennzeichen der Ansprüche 1 und 13 angegeben.

Hierdurch wird erreicht, daß die Zahnkerne vor dem Aufbringen der Wicklung zunächst radial, dann in Umfangsrichtung ausgerichtet und von der Haltevorrichtung in Umfangsrichtung radial und axial fixiert werden, und daß die Haltevorrichtung nach Aufbringen der Wicklung und Einsetzen in dem Jochkern vollständig auf einfache Weise entfernt werden kann, wodurch der gesamte Raum zwischen den Zahnkernen für die Wicklung nutzbar ist und die Ausrichtung der Zahnkerne nicht beeinträchtigt werden kann.

Um einen formschlüssigen Sitz der Zahnkerne im Jochkern zu erreichen, ist eine Ausbildung nach Anspruch 2 bevorzugt.

Um einen Eingriff der Klammerelemente an den Zahnkernen zu ermöglichen und um gleichzeitig eine Fixierung der Wicklung zu erreichen, ist eine Ausbildung nach Anspruch 3 bevorzugt.

Um die Zahnkerne auch während des Aufbringens der Wicklung gegen Dejustierung zu sichern, ist eine Ausbildung nach Anspruch 4 bevorzugt.

Um ein gegenseitiges Verschieben der Zahnkernbleche vor dem Aufbringen der Wicklung zu verhindern, ist eine Ausbildung nach Anspruch 5 bevorzugt.

Um ein gegenseitiges Verschieben der Jochkernbleche, insbesondere während des Einsetzens der Zahnkerne zu verhindern, ist eine Ausbildung nach Anspruch 6 bevorzugt.

Um zu verhindern, daß sich die Zahnkernbleche beim Anlegen an das Kernstück gegenseitig verschieben und um ein einwandfreies Festhalten durch die Klammerelemente zu erreichen, ist eine Ausbildung nach Anspruch 7 bevorzugt.

Um eine genaue Passung zwischen Zahnkernen und Jochkernen zu erreichen, ist eine Ausbildung nach Anspruch 8 bevorzugt.

Um die Zahnkerne sowohl radial als auch in Umfangsrichtung reversibel zu fixieren, ist eine Ausbildung nach Anspruch 9 bevorzugt.

Um ein schnelles und allseitiges Fixieren der Zahnkerne in radialer und Umfangsrichtung zu erreichen, ist eine Ausbildung nach Anspruch 10 bevorzugt.

Damit die Abschlußstücke einen radial nach innen gerichteten Druck auf die Klammerelemente ausüben können, und dabei die Klammerelemente einem möglichst gleichförmigen Druck ausgesetzt sind, ist eine Ausführung nach Anspruch 11 bevorzugt.

Um die Zahnkerne durch die Abschlußstücke auch axial ausrichten zu können, ist eine Ausbildung nach Anspruch 12 bevorzugt.

Um den Raum zwischen den Zahnkernen in Umfangsrichtung gleichmäßig weit zu halten und dadurch eine gleichmäßige Wicklungsverteilung zu erreichen, ist eine Ausbildung nach Anspruch 14 bevorzugt.

Um die Zahnkerne in Umfangsrichtung auch bei Belastung, wie z. B. beim Aufbringen der Wicklung, in Umfangsrichtung und radial festzuhalten, und um die Haltevorrichtung einfach und reversibel demontieren zu können, ist eine Ausbildung nach Anspruch 15 bevorzugt.

Um eine schnelle und genaue Ausrichtung der einzelnen Zahnkernbleche zueinander ohne zusätzliche Montagehilfen zu erreichen, ist eine Ausbildung nach Anspruch 16 bevorzugt.

Um eine schnelle und genaue Ausrichtung der einzelnen Jochkernbleche zueinander zu erreichen, ist eine Ausbildung nach Anspruch 17 bevorzugt.

Um die Zahnkern- und Jochbleche mit geringem Materialverbrauch unter Einsparung eines Herstellungsschrittes zu erreichen, ist eine Ausführung nach Anspruch 18 bevorzugt.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht einen Blechstreifen 14 aus dem Zahnkernbleche 19 und ein Jochkernblech 20 in aufeinanderfolgenden Stationen I bis V einer Vorrichtung ausgestanzt werden.

Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht einen in dem Blech 19 bzw. 20 gebildeten Eingriffsbereich 17 bzw. 16.

Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt längs der Fig. 2 eingetragenen Linie 3-3.

Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt der Zuordnung der Eingriffsbereiche 17 mehrerer Bleche gemäß Fig. 2.

Fig. 5 zeigt in einer Perspektivansicht einen gestapelten Jochkern 20.

Fig. 6 zeigt in einer Explosionsansicht eine Haltevorrichtung 32, einen Zahnkern 12 und einen Teil eines Jochkernes 20.

Fig. 7 zeigt in einer Axialschicht Zahnkerne 12 vor dem Aufbringen einer Wicklung.

Fig. 8 zeigt einen Axialabschnitt durch eine Haltevorrichtung 32 mit festgeklemmten Zahnkernen.

Fig. 9 zeigt in einer Perspektivansicht den vollständigen dynamoelektrischen Stator.

Ein Kern 10, beispielsweise ein Statorkern 10 einer elektrodynamischen Maschine (Fig. 9), ist aus einem äußeren Jochkern 11 und inneren Zahnkernen 12, die mit einer Wicklung 13 versehen sind, zusammengesetzt. Die Zahnkerne 12 mit der Wicklung 13 sind innerhalb des ringförmigen Jochkerns 11 befestigt.

Der Jochkern 11 und die Zahnkerne 12 sind jeweils aus übereinander gestapelten Jochkernblechen 20 bzw. Zahnkernblechen 19 gebildet, die aus einem Blech 14 ausgeschnitten oder gestanzt sind. Wie in Fig. 1 dargestellt, werden die einzelnen Stanzschritte in aufeinanderfolgenden Stationen I, II, III IV bzw. V durchgeführt. In der Station I wird in einer ringförmigen Anordnung eine Vielzahl von Schlitzen ausgestanzt. In der Station II wird eine Vielzahl von großen Eingriffbereichen 16 und kleinen Eingriffbereichen 17 eingeprägt. In der Station III wird ein Innenteil 18 innerhalb der ringförmigen Reihe von Schlitzen 15 ausgestanzt. In der Station IV wird eine Vielzahl von Zahnkernblechen 19 zwischen den Schlitzen 15 ausgestanzt. In der Station V wird das ringförmige Jochkernblech 20 ausgestanzt.

Die Eingriffsbereiche 16 und 17 (Fig. 2 bis 4) weisen auf der Unterseite des Blechs 14 Vorsprünge 17 (die Vorsprünge 16 sind den Vorsprüngen 17 ähnlich, jedoch etwas größer) und auf der Oberseite des Bleches 14 Ausnehmungen 21 auf. Die nach unten weisenden Vorsprünge 17 bzw. 17 passen in die nach oben hin offenen Ausnehmungen 21 des darüberliegenden Blechs und so fort, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Das unterste Blech 22 ist mit einem Loch 23 versehen, um den Vorsprung 17 a des darüberliegenden Bleches aufzunehmen. Weil in dem untersten Blech 22 ein Vorsprung 17 fehlt, ist die Unterseite 24 dieses Bleches eben. Auch die Oberseite 25 des obersten Bleches 26 ist eben.

Durch die zusammenwirkenden Eingriffbereiche 16 und 17 bleiben die gestapelten Bleche 19, 20 während der Herstellung in ihren vorgesehenen Positionen (Fig. 5 und 6). An dem Innenumfang des aus dem Jochkernblechstapel gebildeten Jochkerns 11 sind radiale, zinkenförmige oder schwalbenschwanzartig unterschnittene Befestigungsaufnahmen 27 ausgebildet, die von aus den Schlitzen 15 und Zahnkernblechen 19 gebildeten Teilen des Bleches 14 umgeben sind (Fig. 1, IV, V).

In der Station IV werden die gestanzten und geprägten Zahnkernbleche 19 übereinander gestapelt und miteinander derart in Eingriff gebracht, daß Zahnkernblechstapel entstehen, die Zahnkerne 12 bilden (Fig. 6). Jedes Zahnkernblech 19 hat ein hinterschnittenes Kopfende 29, einen Schaft 30 und ein hinterschnittenes Fußende 31. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, hat das Kopfende 29, das aus dem Blech 14 unter Bildung der Befestigungsaufnahmen 27 des Jochkernbleches 20 ausgestanzt wurde, in den Befestigungsaufnahmen 27 einen genauen Sitz.

Die Zahnkerne 12 werden in einem Abstand voneinander ringförmig ausgerichtet. Die Haltevorrichtung 32 weist ein Zentrierstück 33 mit einer Vielzahl von radial nach außen hin offenen Ausnehmungen 34 auf, welche zur Aufnahme von Klemmelementen 36 vorgesehen sind (Fig. 6 und 7). Der Außendurchmesser der Speichenenden 37 der die Ausnehmungen 34 begrenzenden Speichen des Zentrierstücks 33 ist gleich dem Innendurchmesser der ringförmig angeordneten Zahnkerne 12. Die radialen Außenteile 38 der Klammerelemente 36 sind derart hinterschnitten, daß sie in die hinterschnittenen, radial innenliegenden Fußenden 31 der Zahnkerne 12 eingreifen und die Zahnkerne 12 an den radialen Außenflächen der Speichenenden 37 festhalten.

Das Zentrierstück 33 und die Klammerelemente 36 verlaufen über die gesamte Höhe der Zahnkerne 12, wobei die oberen Endteile 39 sowie die unteren Endteile 40 der Klammerelemente 36 in axialer Richtung nach außen hervorstehen, um mit Abschlußstücken 41 in Eingriff zu gelangen, welche die Klammerelemente 36 und dadurch die Zahnkerne 12 radial nach innen führen und derart verriegeln, daß die Jochkerne 12 an den Außenflächen 37 der Speichenenden 37 des Zentrierstückes 33 fest verriegelt sind (vgl. Fig. 6 sowie Fig. 8, in der das Zentrierstück 33 und zwei gegenüberliegende Zahnkerne 12 von zwei gegenüberliegenden Klammerelementen 36 im Bereich der Außenflächen 37 des Zentrierstückes 33 teilweise verdeckt sind).

Dadurch werden die Zahnkerne 12 in Umfangsrichtung in genauem Abstand gehalten, so daß zwischen den Zahnkernen 12 Wicklungszwischenräume 42 entstehen, in die die dynamoelektrische Wicklung 13 aufgebracht wird, wobei das Wickeln und das Aufbringen von Isolationsmitteln durch die radial nach außen hin offene Anordnung der Wicklungszwischenräume 42 erleichtert ist.

Nach dem Aufbringen der Wicklung 13 wird die Wicklungs-Zahnkernanordnung 12, 13 axial in den Jochkern 11 eingepreßt, wobei die Kopfenden 29 der Zahnkerne 12 von den den Kopfteilen 29 komplementär angepaßten Befestigungsaufnahmen 27 des Jochkernes 11 ausgenommen werden. Von dem dadurch fertiggestellten Kern 10 wird anschließend die Haltevorrichtung 32 entfernt.

Claims (19)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kernes für dynamoelektrische Maschinen mit folgenden Verfahrensschritten:

• a) es werden jeweils aus aufeinandergestapelten Blechlagen ein ringförmiger Jochkern mit an seinem Innenumfang ausgebildeten Befestigungsaufnahmen sowie eine Vielzahl von Zahnkernen mit je einem zum formschlüssigen Einsetzen in eine der Befestigungsaufnahmen geformten Kopfende gebildet;
• b) die für einen Kern bestimmten Zahnkerne werden mit deren den Kopfenden abgewandten Fußenden in einer der Anordnung des fertigen Kernes entsprechenden gegenseitigen Lage in eine zentrale Haltevorrichtung eingesetzt;
• c) auf die Zahnkerne werden Wicklungen aufgebracht;
• d) der Jochkern wird axial auf die aus der Haltevorrichtung und den Zahnkernen bestehende Baugruppe aufgesetzt;
• e) die zentrale Haltevorrichtung wird entfernt,

dadurch gekennzeichnet,
daß im Verfahrensschritt b) die aus lose gestapelten Zahnkernblechen (19) gebildeten Zahnkerne (12) durch Anlegen ihrer Fußenden (31) an die Speichenenden (37) eines etwa nach Art einer Nabe mit Speichen geformten Zentrierstückes (33) ausgerichtet werden,
daß die Zahnkerne (12) durch in die zwischen den Speichen verbleibenden Lücken lösbar einsetzbare, die Fußenden der Zahnkerne formschlüssig umfassende Klammerelemente (36) in Umfangsrichtung fixiert werden,
daß die Zahnkerne (12) durch auf beiden Stirnseiten des Zentrierstückes (33) lösbar aufsetzbare, die Fußenden (31) der Zahnkerne (12) jeweils überlappende Abschlußstücke (41) fixiert werden, und
daß im Verfahrensschritt e) die Haltevorrichtung (33, 36, 41) durch Lösen der Abschlußstücke (41) und der Klammerelemente (36) sowie Entfernen des Zentrierstücks (33) entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfende (29) der Zahnkerne (12) und die Befestigungsaufnahmen (27) komplementär zueinander ausgebildet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußenden (31) der Zahnkerne (12) in Umfangsrichtung vergrößert sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zentrale Haltevorrichtung (33, 36, 41) die Fußenden (31) der Zahnkerne (12) vor dem Aufbringen der dynamoelektrischen Wicklung (13) radial nach innen gegen Speichenenden (37) des Zentrierstückes (33) gedrückt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Zahnkernblechen (19) ausgeschnitten wird und daß Eingriffbereiche (17) in jedem der Zahnkernbleche (19) gebildet werden und daß beim Stapeln der Zahnkernbleche (19) zu Zahnkernen (12) die Eingriffbereiche (17) mit den Eingriffbereichen (17) benachbarter Zahnkernbleche (19) in dem Zahnkern (12) derart in Eingriff gebracht werden, daß die Zahnkernbleche (19) vor dem Aufbringen der dynamoelektrischen Wicklung (13) in Schlitzen (15) festgehalten werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Jochkernblechen (20) ausgeschnitten wird, und daß Eingriffbereiche (16) in den Jochkernblechen (20) gebildet werden und daß beim Stapeln der Jochkernbleche (20) zu einem Jochkern (11) diese Eingriffbereiche (16) mit den Eingriffbereichen (16) benachbarter Jochkernbleche (20) miteinander in Eingriff gebracht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffbereiche (17) in jedem der Zahnkernbleche (19) gebildet werden und daß die Eingriffbereiche (17) benachbarter Zahnkernbleche (19) in dem Zahnkern (12) derart miteinander in Eingriff gebracht werden, daß die Stapelanordnung der Zahnkernbleche (19) beibehalten bleibt, bevor die Zahnkerne (12) an die Speichenenden (37) des Kernstückes (33) angelegt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochkernbleche (20) konzentrisch um die ringförmige Reihe von Zahnkernblechen (19) vor deren Stapelung unter Bildung des Jochkernes (11) ausgeschnitten werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Klammerelemente (36) radiale Außenteile (38) gebildet werden und daß zur Verriegelung der Klammerelemente (36) die Außenteile (38) der Klammerelemente (36) radial nach innen gedrückt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenteile (38) der Klammerelemente (36) gleichzeitig radial nach innen gedrückt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Klammerelemente (36) Endteile (39, 40) mit ringförmigen, radial abgeschrägten Kanten gebildet werden und daß im Zuge der Verriegelung der Klammerelemente (36) die Endteile (39, 40) radial nach innen gedrückt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß den Fußenden (31) der Zahnkerne (12) eine Breite gegeben wird, die weitgehend der Breite der Speichenenden (37) des Zentrierstücks (33) entspricht.

13. Haltevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, gekennzeichnet durch ein etwa nach Art einer Nabe mit mehreren Speichen geformtes Zentrierstück (33), an dessen Speichenenden (37) je ein Zahnkern (12) mit radialer Ausrichtung anlegbar ist, und in die zwischen den Speichen verbleibenden Lücken lösbar einsetzbare, die Fußenden (31) der Zahnkerne (12) jeweils seitlich umgreifende Klammerelemente (36).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (33, 36, 41) die Zahnkerne (12) kurzzeitig in einem Abstand zueinander festhält, so daß zwischen den Zahnkernen (12) Schlitze (15) ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (33, 36, 41) Klammerelemente (36) enthält.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (33, 36, 41) die Eingriffbereiche (17) der Zahnkernbleche (19) miteinander in Eingriff bringt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die die Eingriffbereiche (16) in den Jochkernblechen (20) miteinander in Eingriff bringen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-17, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, welche die Jochkernbleche (20) konzentrisch um die ringförmige Reihe der Befestigungsaufnahmen (27) ausschneiden.