DE3128626A1

DE3128626A1 - Verfahren zum verbinden von ankerwicklungen mit stromwenderstegen und entsprechend ausgebildeter stromwender

Info

Publication number: DE3128626A1
Application number: DE19813128626
Authority: DE
Inventors: Hisanobu Katsuta Kanamaru; Kazuhiro Tsuruoka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-07-20
Publication date: 1982-04-01
Also published as: JPS5725137A; KR830006852A; US4402130A; KR850000540B1; DE3128626C2; JPS6256742B2

Description

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HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Verfahren zum Verbinden von Ankerwicklungen mit Stromwenderstegen und entsprechend ausgebildeter Stromwender

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden von Ankerwicklungen mit Stromwender Stegen sowie den Aufbau eines Stromwenderstegs, insbesondere auf einen Stromwender, dessen Stromleiter, durch plastisches Verformen der Bauteile eines Ankers körperlich miteinander verbunden sind.

Ein typisches Verfahren zum plastischen Verformen der Bauteile des Ankers zwecks Verbindung der Stromleiter mitteinander ist in der 3A-Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 131705/79 angegeben. Dabei sind in den Innenwandungen eines Schlitzes jedes Stromwenderstegs, dem die Seiten einer oberen Ankerwicklung gegenüberliegen, axial verlaufende Vertiefungen ausgebildet, und die obere Wicklung wird radial dpuckbeaufschlagt, so daß ein plastisches Fließen der Wicklung in die Vertiefungen erfolgt, wodurch die Wicklung körperlich mit einer unteren Wicklung verbunden wird. Da jedoch die untere Wicklung auf dem ebenen Grund des Schlitzes liegt, wird die untere Wicklung nicht

ausreichend belastet, wenn die obere Wicklung druckbeaufschlagt wird, so daß der Schlitz nicht ausgefüllt wird. Infolgedessen nimmt der Übergangswiderstand zwischen den Stromleitern "zu, was in elektrischer Hinsicht nachteilig ist. Wicklungsmaterial, das in die Vertiefungen der Innenwandung des Schlitzes eindringt, resultiert zwar in einer ausreichenden Kraft, um ein radiales Verschieben oder Entweichen der Ankerwicklung zu verhindern; aber eine Kraft, die ein axiales Entweichen oder Verschieben der Ankerwicklung verhindern kann, resultiert nur aus den Reibungskräften zwischen den Wicklungen und.dem Stromwendersteg und zwischen den Wicklungen. Infolgedessen wird keine ausreichende mechanische Festigkeit erzielt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und eines Stromwenders, mit dem eine formschlüssige Verbindung von Ankerwicklungen mit Stromwenderstegen durch einfaches Kalt-Dichtstemmen möglich ist.

Das Verfahren nach der Erfindung zum Verbinden von Ankerwicklungen mit Stromwenderstegen ist gekennzeichnet durch folgende Schritte: Ausbilden eines Stufenabschnitts am Grund eines in jedem Stromwendersteg gebildeten Schlitzes, wodurch ein axiales Entweichen der Ankerwicklungen verhinderbar ist, Druckbeaufschlagen von Teilen der in den Schlitz eingefügten Ankerwicklungen, wodurch eine untere Wicklung der Ankerwicklungen plastisch so verformt wird, daß sie an die Kontur des Stufenabschnitts am Grund des Schlitzes angepaßt ist, und Verformen eines Rands einer Öffnung am Oberende des Schlitzes durch Druckbeaufschlagen, so daß eine obere Wicklung der Ankerwicklungen abgedichtet wird.

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In bevorzugter Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß nach dem Einfügen der Ankerwicklungsteile in die Schlitze die eingefügten Ankerwicklungsteile von Stempeln mit geringerer Breite als die Schlitzweite druckbeaufschlagt und plastisch verformt werden und danach die Öffnungsränder der Schlitze von Stempeln mit größerer Breite . als die Schlitzweite druckbeaufschlagt und plastisch verformt werden. Die plastischen Verformungsschritte "I werden in kaltem Zustand ausgeführt, wodurch eine sehr feste mechanische Verbindung erhalten wird.

Gemäß der Erfindung werden die Ankerwicklungen formschlüssig in kaltem Zustand mit dem Stromwender verbunden, so daß die Einwirkung von Wärme vollständig vermieden wird. Durch die Stufenabschnitte in den Schlitzen wird jegliche Axialbewegung der Ankerwicklungen vollständig verhindert,

Der Stromwender nach der Erfindung mit ringförmig angeordneten Stromwenderstegen, deren jeder radial verläuft und einen Schlitz aufweist, in den Ankerwicklungsteile eingesetzt sind, ist gekennzeichnet durch wenigstens einen am Grund des Schlitzes ausgebildeten Stufenabschnitt, wobei eine untere Wicklung der Ankerwicklungen so plastisch verformt ist, daß sie in engem Kontakt mit dem Stufenabschnitt liegt, und durch einen Wicklungs-Festlegeabschnitt, der durch Verformen eines Rands der Öffnung des Schlitzes gebildet ist derart, daß die Oberfläche einer oberen Wicklung der Ankerwicklungen, die mit der unteren Wicklung in Druckkontakt liegt, überdeckt· ist.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht des Läufers einer

Gleichstrommaschine, bei der die Erfindung bevorzugt anwendbar ist;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht eines Hauptteils des Läufers nach Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht der Konturen eines Schlitzes in einer Fahne des Läufers nach Fig. 3;

Fig. 4· einen Axialschnitt durch .einen Schlitz nach Fig. 3;

Fig..5 eine Perspektivansicht von Abschnitten von in den Schlitz eingefügten Ankerwicklungen;

Fig. 6 eine Schnittansicht VI-VI nach Fig. 5;

Fig. 7 eine Perspektivansicht, die einen Arbeitsvorgang veranschaulicht, wobei Ankerwicklungen auf den Grund des Schlitzes gedrückt • und nach der Erfindung plastisch verformt werden;

eine Schnittansicht VIII-VIII nach Fig. 7; eine Perspektivansicht, die einen Arbeitsvorgang verdeutlicht, wobei der Öffnungsrand des Schlitzes abgedichtet wird; •eine Schnittansicht X-X nach Fig. 9; eine Schnittansicht XI-XI*nach Fig. 9; einen Axialschnitt, der eine Modifizierung eines abgestuften Abschnitts des Schlitzgrunds zeigt;

Fig. 13 einen Axialschnitt, der eine weitere Modifizierung des abgestuften Abschnitts des Schlitzgrunds zeigt;

Fig.	8
Fig .	9.
Fig.	10
Fig.	11
Fig.	12

Fig. 14 einen Axialschnitt durch eine dritte

Modifizierung des abgestuften Abschnitts des Schlitzgrunds;

Fig. 15 einen Längsschnitt durch eine Preßvorrichtung, die die Wxcklungs'verbindung nach der Erfindung ausführt; und

Fig. 16 eine Schnittansicht XVI-XVI nach Fig.

Fig. 1 zeigt den Läufer einer Gleichstromtnaschine. Auf einer Welle 1 ist ein Blechpaket 3 befestigt, auf das Ankerwicklungen 2 gewickelt sind. Die einen Enden der Ankerwicklungen 2 sind mit Stromwenderstegen eines Strömwenders 4- verbunden, der im Preßsitz auf der Welle 1 sitzt. Nach. Ficj. 2 wird eine solche Verbindung durch Beaufschlagen mit einer Druckkraft hergestellt, nachdem eine untere Wicklung 2A und eine obere Wicklung 2B in einen Schlitz 7 eines Stegs 6, der einstückig mit der Stromwender lamelle 5 ausgebildet ist, eingefügt wurden. Am Grund jedes Schlitzes 7 ist (vgl. die Fig. 3-5) ein Stufenabsehnitt 8 gebildet, der ein axiales Verschieben bzw. Entweichen der Ankerwicklungen verhindert, wobei ein Pfeil A die Verschieberichtung der Ankerwicklungen angibt. Der Stufenabschnitt 8 kann in einfacher Weise durch plastisches Verformen des Grunds des Schlitzes 7 im kalten Zustand gebildet werden. . ■

Nachdem die obere und die untere Wicklung 2B und 2A der Ankerwicklung 2 in den Schlitz 7 eingefügt sind (vgl. die Fig. 5 und 6), wird die Baugruppe in eine Vorrichtung entsprechend Fig. 15 eingebracht, und die Wicklungen 2A und 2B werden durch Betätigen der Vorrichtung in den Schlitz 7 gepreßt. Eine Basis 20 der Vorrichtung weist eine Bohrung 22 zur Aufnahme der Welle auf, wobei die Bohrung 22 einen zentralen Auswerferstift 21 enthält, und eine Werkzeugeinheit 23 zum Haltern des Blechpakets 3 ist auf der Basis 20 montiert. Die Basis 20 und die Werkzeugeinheit

sind durch eine Spannvorrichtung 24- und einen Gewindering 25 miteinander verbunden. Ein Hohlraum 33 ist im Zentrum der Werkzeugeinheit 23 gebildet zur Halterung des Blechpakets 3. Ein Abschnitt einer Innenwandung des Hohlraums 33 weist einen Keil 3^ auf, dessen Umrisse dem Schlitz 7 entsprechen, um ein Verdrehen der Ankerwicklung 3 zu verhindern·. Der Keil ist mit einer Schraube 26, die von außen eingeschraubt ist, befestigt, so daß ein Austausch möglich sit. Stempel 27, deren" Anzahl der-'Anzahl Schlitze 7 entspricht, sind an der Oberseite der Werkzeugeinheit 23 vorgesehen und erstrecken sich radial durch die Werkzeugeinheit 23 (vgl. Fig. 16). Die Stempel 27 haben an ihren äußeren Rändern konisch verlaufende Abschnitte 35, und sie werden normalerweise durch Rückholfedern 28 in Ruhelagen gehalten. Die Stempel 27 werden von einem Schieber 29, der am Oberende positioniert ist, betätigt. Eine untere Fläche des Schiebers 29 bildet einen kegelstumpf förmigen Raum 30, so daß die Stempel 27 seitlich bewegt werden, wenn sich der konische Abschnitt 31. des Schiebers vertikal bewegt. <

•Wenn die obere und die untere Wicklung 2B und 2A der Ankerwicklungen 2, die in den Schlitzen 7 entsprechend den Fig. 5 und 6 miteinander ausgerichtet sind, von dem STEMpel 27 entsprechend Fig. 15 druckbeaufschlagt werden, füllen sie den Schlitz 7 vollständig aus (vgl. die Fig. 7 und 8), und die untere Wicklung 2A gelangt mit dem Stufenabschnitt 8 in Anlage. Nach diesem Arbeitsschritt wird unter Einsatz einer gleichartigen Vorrichtung ein zweiter Verbindungsschritt ausgeführt.

Bei diesem zweiten Verbindungsschritt werden zylindrische Stempel 27A entsprechend Fig. 9 verwendet, deren jeder eine Querschnittsfläche aufweist, deren Durchmesser größer als die Öffnungsweite des Schlitzes ist. Infolgedessen

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erfolgt durch den Stempel 27A eine Druckbeaufschlagung und plastische Verformung des Rands der Schlitzöffnung, . so daß die obere und die untere Wicklung 2B und 2A in engen Kontakt miteinander gebracht werden und gleichzeitig die obere Wicklung 2B sowie die untere Wicklung 2A im Schlitz 7 durch den verformten oder Dichtungsbereich 19.(vgl. die Fig. 10 und 11) in dem Schlitz 7 abgedichtet werden. Auf diese Weise sind die untere Wicklung 2A und die obere Wicklung 2B zwischen dem Grund des Schlitzes 7 und dem Dichtüngsbereich 19 gehalten und festgelegt. Somit sind die Ankerwicklungen sowohl elektrisch als auch mechanisch fest an der Fahne 6 befestigt.

Nach Fig. 12 ist am Grund des Schlitzes 7 eine Vertiefung 81 gebildet, um ein Entweichen der Ankerwicklung in Richtung des Pfeils A zu verhindern.

Nach Fig. 13 sind am. Grund des Schlitzes 7 mehrere Stufenabschnitte 82 gebildet, die eine Mehrzahl Festlegeabschnitte bilden, wodurch ein Entweichen der Ankerwicklung verhindert wird.

Nach Fig. 14· hat der Grund des Schlitzes einen relativ sanften konvexen Verlauf, so daß ein Abschnitt zum Verhindern eines Entweichens der Ankerwicklung gebildet ist.

Die Druckbeaufschlagung durch die Stempel 27 und die Abdichtung durch die Dichtstempel 27A kann durch Einsatz von Stempel mit geeigneter Konstruktion gleichzeitig ausgeführt werden.

Leerseite

Claims

Ansprüche

f 1. Werfahren zum Verbinden von Ankerwicklungen mit ^■S-fromwenderstegen,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Ausbilden eines Stufenabschnitts (8; 81; 82; 83) am Grund eines in Jedem Stromwendersteg (6) gebildeten Schlitzes (7), wodurch ein axiales Entweichen der Ankerwicklungen (2) verhinderbar ist;

- Druckbeaufschlagen von Teilen der in den Schlitz (7) eingefügten Ankerwicklungen, wodurch, eine untere Wicklung (2A) der Ankerwicklungen (2) plastisch so verformt wird, daß sie an die Kontur des Stufenabschnitts (8; 81; 82; 83) am Grund des Schlitzes (7) angepaßt ist; und

- Verformen eines Rands einer Öffnung am Oberende des Schlitzes (7) durch Druckbeaufschlagen, so daß eine obere Wicklung (2B) der Ankerwicklungen (2) abgedichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß nach dem Einfügen der Ankerwicklungsteile (2A, 2B) in die Schlitze (7)

die eingefügten Ankerwicklungsteile (2A, 2B) von Stempeln (27) mit geringerer Breite als di'e*^: Schlitzweite druckbeaufschlagt und plastisch verformt werden und

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danach die Öffnungsränder der Schlitze (7) von Stempeln (27A) mit größerer Breite als die Schlitzweite druckbeaufschlagt und plastisch verformt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß eingefügte Ankerwicklungsteile (2A, 2B) gleichzeitig von eiher Mehrzahl radial angeordneter Stempel (27) druckbeaufschlagt werden.

ή·. Stromwender mit ringförmig angeordneten Stromwenderstegen, deren jeder radial verläuft und einen Schlitz aufweist, in den Ankerwicklungsteile eingesetzt sind, gekennzeichnet durch

- wenigstens einen am Grund des Schlitzes (7) ausgebildeten Stufenabschnitt (8; 81; 82; 83), wobei eine untere Wicklung (2A) der Ankerwicklungen so plastisch verformt ist, daß sie in engem Kontakt mit dem Stufenäbschnitt (8; 81; 82; 83) liegt; und

- einen Wicklungs-Festlegeabschnitt (19), der durch Verformen eines Rands der Öffnung des Schlitzes (7) gebildet ist derart, daß die Oberfläche einer oberen Wicklung (2B) der Ankerwicklungen, .die mit der unteren Wicklung (2A) in Druckkontakt liegt, abgedeckt ist.

5. Stromwender nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, '

daß der Stufenabschnitt (83) auf einer Seite erhöht ist, die dem Stromwenderkern zugewandt ist.

6. Stromwender nach Anspruch ή·, "
dadurch gekennzeichnet,

daß in jedem Schlitz (7) mehrere Stufenabschnitte (82) axial angeordnet sind.