DE2924853A1

DE2924853A1 - Herstellungsverfahren fuer den laeufer einer elektrischen asynchronmaschine mit gegossenem kaefig

Info

Publication number: DE2924853A1
Application number: DE19792924853
Authority: DE
Inventors: Andre Lachiche; Marcel Pegeot
Original assignee: Cegelec SA
Current assignee: Cegelec SA
Priority date: 1978-06-27
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1980-01-10
Also published as: BE876853A; BR7904053A; FR2430127A1; GB2023459A; JPS555094A; IT7968359A0; SE7905589L; IT1119009B; FR2430127B1

Description

2 O, Juni 1979

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HERSTELLUNGSVERFAHREN FÜR DEN LÄUFER EINER ELEKTRISCHEN ASYNCHRONMASCHINE MIT GEGOSSEIiEM

KÄFIG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur

Herstellung eines Läufers für eine elektrische Asynchronmaschine mit gegossenem Käfig.

Vielfach wird der Käfig einer Asynchronmaschine aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gegossen, wobei das flüssige Metall durch Schwerkraft, Einspritzung, Zentrifugierung, Vibration oder andere Mittel eingebracht wird.

Da dieses Verfahren besonders preisgünstig ist, wurde es auf immer größere Maschineneinheiten angewandt, wobei jedoch die Kotvendigkoit, radiale Luftkanäle vorzusehen, die in axiale Lufzk^näle mnnden, bei großen Einheiten zu Schwierigkeiten beim Gie-?an des Käfigs führt. Tatsächlich bilden die Käfignuten in den Blechen eine Gießform und die radialen Luftkanäle bilden Unterbrechungen in der Kontinuität dieser Gießform.

In bekannten Verfahren der oben genannten Art wurde die Kontinuität der Gießform beispielsweise dadurch sichergestellt, daß Pakete von Zwischenscheiben mit vergrößertem Käfignuten-Profil zwischen zwei aufeinanderfolgenden Paketen von Magnetblechen eingefügt wurden·. Nach dem Gießen des Käfigs wurden die Scheiben durch Verbrennung, chemische Auflösung oder Schmelzen, je nach Art der verwendeten Materialien, zerstört, um die radialen Kanäle zu bilden. Der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Blechpaketen wurde in diesem Fall durch die

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BAD ORIGJNAL

Erweiterung der Durchmesser der Käfigleiter zwischen den Blechpaketen sichergestellt. Derartige Verfahren sind beispielsweise in den US-PS 2 368 296, US-PS 2 368 295, US-PS 2 370 458 und US-PS 2 607 969 beschrieben.

Ein solches Verfahren ist jedoch kompliziert, da der Verbrennungs- oder Schmelzvorgang den Käfig schädigen oder beeinträchtigen kann und da die Wahl für die Materialien der Scheiben und für ihr Zerstörungsverfahren eng begrenzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung dieser Nachteile ein Verfahren anzugeben, bei dem die Belüftungskanäle den Gießvorgang für den Käfig nicht mehr beeinflussen oder be einträchtigen, so daß der Läufer vor dem Gießen auf sehr hohe Temperaturen ohne Schaden vorgeheizt werden kann und während des Gießens nach Wunsch einer Vibration oder Schleuderung unterzogen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 definierte Herstellungsverfahren gelöst. Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand einiger Ausführungsbeispiele mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen fertigen Läufer, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.

Fig. 2 bis 4 zeigen Bleche des Läufers aus Fig. 1 in verschiedenen Herstellungsphasen.

Fig. 5 zeigt im Schnitt ein Detail des Läufers aus Fig.l. Fig. 6 und 7 zeigen Orthogonalschnitte durch die Darstellung gemäß Fig. 5.

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Fig. 8 zeigt einen weiteren Schnitt im Detail durch einen erfindungsgemäß hergestellten Läufer.

Fig. 9 zeigt einen Orthogonalschnitt durch die Darstellung von Fig. 8.

Fig. IO zeigt ein besonderes Magnetblech alternativ zu Fig. 4.

Fig. 11 zeigt einen Detailschnitt eines Rotors unter Verwendung des besonderen Magnetblechs aus Fig. 10.

Fig. 12 zeigt einen Orthogonalschnitt zur Darstellung gemäß Fig. Il und

Fig. 13 zeigt einen Detailschnitt eines weiteren erfindungsgemäß hergestellten Käfigläufers.

Fig. 1 zeigt einen vollständigen Käfigläufer mit einer Welle 1 und mit einem Magnetkreis, der aus mehreren Magnetblechpaketen 2 besteht, zwischen denen radiale Lüftungskanäle 3 sichtbar sind. Vom Kurzschlußkäfig sieht man in dieser Figur nur den Kurzschlußring 4 auf jeder Seite des Rotors.

Fig. 2 zeigt ein Magnetblech, wie es in den Magnetblech— paketen 2 verwendet wird. Aus diesem Blech entsteht durch zusätzliche Ausstanzungen ein besonderes Magnetblech, von dem mehrere zusammen zwischen je zwei Magnetblechpakete eingefügt werden und die radialen Luftkanäle 3 bilden. Ein Blech 5 des Blechpakets 2 besitzt geschlossene Käfignuten 6, in die die Leiter des Kurzschlußkäfigs eingegossen werden. Diese Nuten sind an ihrer äußeren Basis mit Verengungen 7 versehen. Das Blech 5 weist außerdem Lüftungslöcher 8 und eine zentrale öffnung 9 sowie einen Einschnitt IO auf. Die zentrale öffnung und der Einschnitt sind der Form der Welle 1 angepaSt.

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Die radialen Luftkanäle 3 ergeben sich, indem man besondere Magnetbleche zwischen aufeinanderfolgende Blechpakete 2 einfügt. Für diese besonderen Bleche verwendet man die normalen Bleche und stanzt in sie zusätzliche Zwischennuten Il ein, worauf der zentrale Bereich des Blechs in einer Höhe 12 abgeschnitten wird, die durch die zusätzlichen Nuten 11, nicht jedoch durch die geschlossenen Käfignuten 6 verläuft. Daraus ergibt sich das besondere Blech, wie es in Fig. 4 zu sehen ist.

Die Figuren 5 bis 7 zeigen den Aufbau des Käfigläufers im Detail. Auf einem Montagesporn 14 werden zuerst die Bleche 5 eines Pakets 2 aufgereiht. Auf das letzte Blech 5 dieses ersten Pakets werden dann in gewissen Abständen Abstandsstücke 15 einer der Breite der radialen Lüftungskanäle entsprechenden Höhe aufgeschweißt. Mithilfe einiger Stangen 16, die im Querschnitt der Form der Käfignuten angepaßt sind, werden dann einige besondere Magnetbleche 13 gemäß Fig. 4 in ihre richtige Lage gebracht. Die Stapelhöhe dieser besonderen Magnetbleche übersteigt geringfügig die Höhe der Distanzstücke 15.

Nunmehr wird ein weiteres Magnetblechpaket 2 auf den Montagesporn aufgesetzt und daran anschließend ein weiterer Stapel besonderer Magnetbleche und weitere Distanzstücke vorgesehen usw., bis der ganze Magnetkreis zusammengefügt ist.

Nunmehr wird in üblicher Form der Käfig gegossen. Daraufhin wird der Magnetkreis vom Montagesporn 14 genommen und auf die Welle 1 aufgesetzt« Danach wird die Mantelfläche des Läufers abgedreht:, bis dia Verengungen 7 . der Nuten 6 und die Ventilationskanäle an der äußeren Basis der zusätzlichen Nuten 11 sichtbar werden.

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Fig. S und Fig. 9 zeigen in Teilschnitten einen fertigen Läufer. Man erkennt den gegossenen Käfig 17 mit den Kurzschlußringen 18 an den Stirnseiten. Die Pfeile 19 deuten den Kühlluftstrom an. Der abstand zwischen den Käfignuten 6 und den zusätzlichen Zwischennuten 11, d.h. die Breite des die Käfigleiter 17 umgebenden und von den radialen Belüftungskanalen 3 trennenden Blechs kann sehr gering sein, z.B. weniger als 1,5 mm betragen, so daß der Wärmeaustausch zwischen dem Käfig und der Kühlluft kaum beeinträchtigt wird.

Man erkennt also, daß das erfindungsgemäße Verfahren sich durch Einfachheit und Wirtschaftlichkeit auszeichnet und daß es keine besondere Technik benötigt. Selbstverständlich können mit diesem Verfahren auch Käfigläufer mit anderem Käfigleiter-Querschnitt oder mit doppeltem Käfig hergestellt werden.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Beispiel für eines der besonderen Magnetbleche 13, das genauso hergestellt wird wie das Blech gemäß Fig. 4 und das für einen Doppelkäfigläufer geeignet ist. In diesem Fall wurde der zentrale Ausschnitt zur Achse hin mit einem solchen Durchmesser versehen, daß innerhalb der Käfignuten 6 ein größerer Blechbereich verbleibt und Distanzstücke entfallen können.

Fig. Il zeigt einen Schnitt durch den entsprechenden Läufer, in dem also keine Distanzstücke 15 vorgesehen sind. Man kann jedoch in direktem Kontakt mit der Welle zwischen den Blechpaketen Ringe 21 vorsehen, auf denen sich die Blechpakete abstützen und die beim Ausstanzen der besonderen Bleche abfallen.können. Fig. 12 zeigt diese Anordnung im Schnitt senkrecht zur Läuferachse.

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Man kann auch, wie Fig. 13 zeigt, für die besonderen Magnetbleche Bleche 13 verwenden, deren Durchmesser größer als der der Bleche 5 des Blechpakets 2 ist. Dadurch bekommen diese besonderen Bleche eine größere Steifheit, die sonst durch die Ausstattungen der Zwischennuten 11 zwischen den Käfignuten 6 beeinträchtigt sein könnte. In diesem Fall kann die äußere Basis der Zwischennuten größer gewählt werden als die äußere Basis der Käfignuten, so daß die Öffnung der Zwischennuten beim späteren Abdrehen des Läufers erleichtert wird. Außerdem kann man dadurch den Magnetkreis besser halten und in Stellung bringen und jegliche Verformung des Magnetkreises während des Vorheizens und des Gießvorgangs vermeiden.

Außerdem ist es günstig, der achsnahen Basis der zusätzlichen Zwischennuten eine solche abgerundete oder erweiterte Form zu geben, daß der Lufteintritt entlang den Pfeilen 19 in Fig. 9 erleichtert wird.

χ χ

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Claims

FO "Π 290 D

20, Juni 1979

CGEE ALSTHOM S.A.
13, rue Antonin Raynaud 92309 LEVALLOIS-PERRET Frankreich

PiERSTELLUNGSVERFAHREN FUR DEN LÄUFER EINER ELEKTRISCHEN ASYNCHRONMASCHINE MIT GEGOSSENEM KÄFIG

PATENTANSPRÜCHE

1 - J Herstellungsverfahren für den Läufer einer elektrischen Asynchronmaschine mit gegossenem Käfig, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Magnetblechpaketen mit geschlossenen Käfignuten besondere Magnetbleche in Form einer Krone eingefügt werden, die dieselben Käfignuten und zusätzlich Zwischennuten aufweisen, wobei letztere zur Achse hin offen sind und sich in der entgegengesetzten Richtung bis in die Höhe der äußeren Begrenzung der Käfignuten erstrecken, daß dann die Käfignuten zur Bildung des Käfigs ausgegossen werden und daß schließlich der Läufer außen abgedreht wird, bis die Käfignuten und die Zwischennuten außen sichtbar werden.

2 - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besonderen Magnetbleche ausgehend von den Blechen der aufeinanderfolgenden Magnetblechpakete hergestellt werden, indem zusätzlich Zwischennuten zwischen den Käfignuten ausgestanzt werden, die in Richtung zur Achse hin

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tiefer als die Käfignuten ausgebildet sind, und daß schließlich der zentrale Bereich des Blechs in einer Höhe weggeschnitten wird, die zwischen dem Innendurchmesser der Käfignuten und den Innendurchmesser der Zwischennuten liegt.

3 - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besonderen Magnetbleche ausgehend von Blechen größeren Durchmessers als die Bleche der Pakete hergestellt werden, in die die Käfignuten eingestanzt sind, daß dann Zwischennuten zwischen die Käfignuten eingestanzt werden, die zur Mantelfläche und zur Achse hin über die Käfignuten vorragen, und daß schließlich der zentrale Bereich dieser Zwischenbleche in einer Höhe entfernt wird, die zwischen der Basis der Käfignuten und der Basis der Zwischennuten liegt.

4 - Verfahren nach einem der Ansprüche .L bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem im Bereich der besonderen Magnetbleche, d.h. zwischen den aufeinanderfolgenden Magnetblechpaketen, einige Distanzstücke eingesetzt werden, deren Dicke etwa der Dicke der zwischen zwei Paketen eingefügten besonderen Magnetbleche entspricht.

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