DE3321288A1 - Verbesserter rotor fuer eine elektrische maschine mit vertauschtem innen- und aussenteil, verfahren zu dessen herstellung und elektrische maschine, die den rotor enthaelt - Google Patents

Description

Verbesserter Rotor für eine elektrische Maschine mit vertauschtem Innen- und Außenteil, Verfahren zu dessen Herstellung und elektrische Maschine, die den Rotor enthält.

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Rotor für eine elektrische Maschine mit vertauschtem Innen- und Außenteil, auf ein Verfahren zu dessen Herstellung und auf eine Maschine, die diesen enthält.

Es sind bereits elektrische Rotationsmaschinen mit vertauschtem Innen- und Außenteil bekannt, bei denen der stationäre Teil oder Stator in dem Spalt angeordnet ist, der diesen von dem sich drehenden Teil oder Rotor

2Q trennt, welcher außerhalb des Stators angeordnet ist.

Diejenige Gattung derartiger Maschinen wird als bekannt angesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ihre Lagerungen, die innerhalb der Naben der Gehäuseteile oder

2g Schilder enthalten sind und die Maschine in axialer Richtung begrenzen, eine einteilige Konstruktion mit dem Rotor bilden und sich mit diesem in festverbundener Weise drehen, wobei die Welle, um die sich der Rotor und die Schilder und Lagerungen drehen,ortsfest ist, fest mit dem Stator verbunden ist und in perfekter Weise zu der äußeren zylindrischen Oberfläche des Stators zentriert ist.

An den Enden der Welle oder lediglich an einem Ende der Welle sind Verbindungen vorgesehen, um die Maschine der bekannten Gattung zu tragen, wobei eine axiale Bohrung in der Welle die Kabel bzw. Leitungen aufnimmt, die den Strom zu der Innenseite der Wicklungen zuführen.

■2--*-

Es ist bekannt, daß folgende Schwierigkeiten immer bei der Entwicklung von Maschinen dieser Gattung auftreten:

g Die (sich drehenden) Lagerungen besetzen den Raum, in dem sich die Kopfteile der (stationären) Wicklungen erstrecken sollten;

die durch den innenliegenden Stator abgegebene Wärme ist IQ schwierig abzugeben;

es ist schwierig, die Sitze der Rotorlagerungen derart herzustellen, daß sie wirklich konzentrisch mit der zylindrischen inneren Oberfläche des Rotors und der äußeren Oberfläche des Stators sind;

das Verschließen und Zusammenbauen der verschiedenen, sich drehenden Teile bringt Zentrierungsprobleme mit sich und ist aufgrund der bisher verwendeten Verbindungseinrichtung zeitaufwendig.

Derartige Probleme des Standes der Technik werden durch die vorliegende Erfindung gemäß verschiedener Gesichtspunkte der Erfindung gelöst. In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung schafft diese einen Rotor für eine elektrische Rotationsmaschine mit vertauschtem Innen- und Auföenteil desjenigen Types, der eine stationäre Welle aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein toroid-förmiges Element und zwei Gehäuseteile enthält, wobei das toroid-förmige Element die Kern-Schichtbleche und Kurzschlußring-Gußteile auf diesen enthält und ebenso Haftflächen für die Gehäuseteile enthält, die jeweils eine Nabe enthalten, mit der eine Lagerung festgelegt wird, die sich mit jener dreht, wobei die Gehäuseteile Haftflächen aufweisen, die mit den genannten Flächen des toroid-förmigen Elementes zusammenpassen, wobei die Anordnung ferner Elemente aufweist, die dazu geeignet sind, um das toroid-förmige EIe-

ment mit den Gehäuseteilen haftend zu verbinden.

Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung sind derartige Elemente vorgesehen, um 5

das toroid-förmige Element und die Gehäuseteile haftend zu verbinden, welche verformbare Vorsprünge enthalten, die in dem toroid-förmigen Element enthalten sind, und in Sitze hineinverformt werden, die in den Gehäuseteilen enthalten sind.

Gemäß eines veränderten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung wird die Haftung zwischen den Flächen des toroid-förmigen Elementes und den Gehäuseteilen dadurch erreicht, daß ein Zement auf den Flächen aufgebracht wird, bevor die Flächen zusammengebracht werden.

Gemäß eines anderen veränderten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung wird die Haftung zwischen den 2Q Flächen durch eine Einrichtung geschaffen, die ein Zerlegen des Rotors ermöglicht, wie z.B. durch Schrauben, die selbstschneidend oder nicht-selbstschneidend sein können, oder durch andere, übliche Einrichtungen, die die Gehäuseteile an dem toroid-förmigen Element befestigen.

Vorzugsweise hat das toroid-förmige Element Flügel für eine Zentrifugalbelüftung. Zusätzlich oder anstelle dessen können die Gehäuseteile mit Öffnungen versehen sein, um eine Belüftung zu ermöglichen. Die Flügelenden können die Haftflächen mit den Gehäuseteilen bilden, jedoch sind vorzugsweise die Flächen den toroid-förmigen Elementes und der Gehäuseteile derart festgelegt, daß sie miteinander zusammenpassen, und so ausgebildet, daß sie die gegenseitige Haftung vergrößern. Im allgemeinen ist das Gußmaterial des toroid-förmigen Elementes Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden

Erfindung sind die die Lagerung tragenden Naben in axialer Richtung außerhalb des Bereiches angeordnet, der durch die Kopfteile der Windungen besetzt ist, so daß die Drähte,

die aus einer Statorkerbe herauskommen und in die nächste 5

Statorkerbe hineingehen, dem kürzesten Weg, der durch die Sehne dargestellt ist, folgen, so daß der für das Kopfteil verwendete Draht vermindert wird und somit dessen Abmessung, die Länge der Windungen, das Gewicht des verwendeten Drahtes und dessen Widerstand vermindert wird, und somit der elektrische Wirkungsgrad der Maschine verbessert wird.

In wiederum einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Wärmeableitung der in den Wicklungen erzeugten Wärme erleichtert, indem in axialer Richtung zu den Kopfteilen der Wicklungen kühle Luft zugeführt wird, die mittels einer Mehrzahl von kleinen, radial ausgerichteten Flügeln von der äußeren Umgebung aufgenommen wird, 2Q wobei die Flügel in einem Winkel angestellt sind, der ähnlich zu dem Winkel von Gebläseblättern ist, und wobei die Flügel in den Schildern oder Gehäuseteilen ausgebildet sind.

Bei wiederum einem anderen, veränderten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung richten derartige Flügel die Luft von einer Statorseite zu der anderen durch den toroid-förmigen Schlitz des Spaltes und denjenigen Teil der Kerben, durch den der Draht gewunden ist, der jedoch nicht vollständig durch den Draht ausgefüllt ist, so daß die Wicklungen genau dort ventiliert werden, wo sie Wärme erzeugen.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Rotationsmaschine mit vertauschtem Innen- und Außenteil desjenigen Types, der eine stationäre Welle aufweist, enthält folgende Verfahrensschritte :

Schaffen eines toroid-förmigen Elementes durch Zusammensetzen von Rotorkern-Schichtblechen und Gießen von leitfähigem Material (im allgemeinen Aluminium) in dessen Ker- _ ben, um die beiden Kurzschlußringe zu schaffen und um Flächen zu bilden, die für eine Haftung auf den Gehäuseteilen geeignet sind, sowie von verformbaren Vorsprüngen; Schaffen von zwei Gehäuseteilen mit jeweils einer Nabe zum Aufnehmen einer Lagerung und mit Oberflächen, die mit

._ den Oberflächen des toroid-förmigen Elementes zusammenpassen, und mit Sitzen, die dazu geeignet sind, um die verformbaren Vorsprünge in ihnen aufzunehmen; Schieben des Rotors über den Stator der elektrischen Maschine, während jener in konzentrischer Weise von diesem beab-

jg standet gehalten wird, und zwar vorzugsweise mittels Unterlegblechen oder Sonden; Aufschieben der Gehäuseteile in Richtung zum toroid-förmigen Element, während die Lagerungen hierauf über die Masehinenwelle rutschen, um die Gehäuseteilflächen in die Nähe der Flächen des toroidförmigen Elementes zu bringen und um die Vorsprünge dieses Elementes in jeweilige Sitze in den Gehäuseteilen einzusetzen; Verformen der verformbaren Vorsprünge in der Weise, daß das toroid-förmige Element mit den Gehäuseteilen Eingriff nimmt und somit die Anordnung steifer macht. Die verformbaren Vorsprünge können bezüglich ihrer Befestigungsaufgabe durch andere, übliche Einrichtungen ersetzt werden, wie z.B. durch Schrauben oder durch Klebemittel, ohne daß hierdurch das Verfahren an Erfindungshöhe einbüßt.

Damit die Maschine als "geschlossen" angesehen werden kann, ist erfindungsgemäß eine Beschränkung der Einlaßöffnungen der genannten Flügel und der Anzahl der Luftauslaßkanäle im Umfangsbereich der Kurzschlußringe, die zu den Schildern hin gekrümmt sind, vorgesehen, wobei derartige Kanäle aufgrund ihrer Formen verhindern, daß stiftförmige Körper mit einem Durchmesser von 1 mm und/oder kugei-förmige Körper mit einem Durchmesser von 3 mm eindringen und feststehende Teile, d.h. rotorfremde Teile berühren.

Besonders interessant sind bei dem 'erfindungsgemäßen Rotor diejenigen Einrichtungen, die vorgesehen sind, um die Teile, die den Rotor bilden, zusammenzuhalten, während sie die innere Oberfläche des toroid-förmigen Elementes genau konzentrisch zur Wellenachse und gleichbeabstandet gegenüber der äußeren Oberfläche des Stators halten.

Um in genauerer Weise den neuen Charakter von derartigen Einrichtungen zu erläutern, mag es nützlich sein, nachfolgend in Erinnerung zu rufen, daß beim momentanen Stand der Technik kein Problem darin besteht, kreisförmige Ringe aus Eisenblech zu stanzen, welche den Rotor in der Weise enthalten, daß sowohl das Innenteil als auch das Außenteil perfekt gegeneinander zentriert sind. Ferner ist es nicht schwierig, über derart ausgestanzte und gepackte Kern-Schichtbleche Kurzschlußringe über die beiden flachen Seiten zu gießen, welche in üblicher Weise durch das Gußmaterial miteinander verbunden sind, daß in die Kerben der Kern-Schichtbleche hineinfließt, um diese zu füllen. Weiterhin sind keinerlei Schwierigkeiten beim Gießen zu erwarten, um derartige Ringe wie gewünscht zu formen, um Ventilationsflügel oder andere Formen darauf auszubilden, wobei die gesamte Anordnung in genauer Weise bezüglich der Achse des toroid-förmigen Körpers, der durch die Kern-Schichtbleche gebildet wird, zentriert werden muß. Darüber hinaus ist es nicht schwierig, die äußören Blechscheiben auszustanzen, die den Stator derart bilden, daß das Äußere wirklich genau zur Innenbohrung für eine schlüssige Ver-

^O bindung mit der Welle zentriert ist.

Eine charakteristische Eigenschaft der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der toroid-förmige Körper zunächst um den Stator herum angeordnet wird, welcher vorher über die Welle geschoben wird, während der von jenem durch die Spaltweite beabstandet bleibt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, indem eine Sondeneinrichtung oder Zwischenbleche zwischen dem Äußeren

des Stators und dem Inneren des Rotors angeordnet werden, wobei diese Sonden oder Bleche nachher leicht entfernt werden können. Daraufhin wird diese perfekt konzentrische

Halterung des Toroids um den Stator dadurch dauerhaft ge-5

macht, indem man die Gehäuseteile auf dem toroid-förmigen Körper aufklebt und diese durch in spezieller Weise vorgesehene Elemente befestigt. Daher haben die Gehäuseteile vormontierte Rollen- oder Gleit-Lagerungen, die mit den

Gehäuseteilen fest verbunden sind und über die Welle gleiten, so daß sie sich in äußerst perfekter Weise zu deren Achse drehen können und daß sich der mit ihnen verbundene toroid-förmige Körper sich mit ihnen in genauer Weise drehen wird . j .

Erfindungsgemäß werden die Gehäuseteile mit dem toroidförmigen Körper mittels entsprechender Bereiche verbunden, die aneinander haften können, wobei das Haften durch verformbare und aufstellbare Vorsprünge auf dem toroid-för-

2Q migen Körper bewirkt wird, welche in Sitze in verformender Weise eingebracht werden, die in den Gehäuseteilen ausgebildet sind, oder durch andere Einrichtungen, wie sie oben beschrieben wurden, nachdem die Gehäuseteile in eine Lage gebracht worden sind, in der sie dem toroid-förmigen Körper gegenüberliegen, der genau in konzentrischer Weise zum Stator angeordnet ist. Der Rotor, der den toroidförmigen Körper und zwei Gehäuseteile enthält, ist damit fertiggestellt und dreht sich genau in mittiger Weise, ohne miteinander passende Sitze zwischen dem toroidförmigen Körper und den Gehäuseteilen zu benötigen, und ohne irgendwelche Bearbeitungsvorgänge, wie z.B. Drehen der Gehäuseteile und des toroid-förmigen Körpers zu erfordern.

Machfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen erfindungsgemäßen Rotor, zur Hälfte in Draufsicht und zur Hälfte im Querschnitt, der zusammengebaut ist und auf einem bewickelten Stator befestigt ist;

Figur 2 eine Querschnittsdarstellung einer Symmetriehälfte von verschiedenen Elementen, d.h. des inneren Stators, der fest mit der Welle verbunden ist, der beiden Gehäuseteile oder Schilder komplett mit Lagerungen, wobei die Schilder über die Enden der Welle herübergeschoben sind, und des toroid-förmigen Körpers, der um den Stator herum angeordnet ist und gegenüber diesem mit Hilfe von Sonden beabstandet gehalten wird, wobei diese Teile fertig zum Zusammenbau durch Vernieten vorbereitet sind;

Figur 3 eine Teildarstellung des Ringes längs der Linie III - III von Figur 2, die eine Haftfläche des Ringes und die zwischen den Flügeln des Gleichstromringes angeordneten Luftauslaßkanäle zeigt;

Figur 4 eine Teildarstellung des Gehäuseteils längs der Linie IV - IV von Figur 2, die die Lufteinlaßöffnungen durch das Gehäuseteil sowie eine der Haftflächen zeigt;

Figur 5 eine Querschnittsdarstellung längs der Linie V-V von Figur 4, die die Lufteinlaßöffnungen durch das Gehäuseteil zeigt;

Figur 6 eine diagrammartige Draufsicht auf eine Statorhälfte, die die Ersparnis in der Länge des Kupfer· drahtes und die Verminderung im Volumen der Kopfteile der Statorwindungen zeigt, die durch den gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Rotor erreicht wird;

■* -AS-

Figur ΘΑ eine schematische Darstellung einer Hälfte eines

Stators mit Wicklungs-Kopfteilen, die in der üblichen Art angeordnet sind.

Figur 1 zeigt eine elektrische Rotationsmaschine der umgekehrten Art mit einem erfindungsgemäßen Rotor. Die untere Hälfte der Figur zeigt die Maschine in Draufsicht, während die obere Hälfte die Maschinen in Querschnittsdarstellung längs einer Ebene zeigt, in der die Achse liegt. Einige Teile der Maschine gehören nicht zur Erfindung und sind lediglich dargestellt, um den Einfluß der Erfindung auf diese Teile zu zeigen.

._ Diese Teile sind der Stator 11 mit seinen Wicklungen, von b

denen die Kopfteile 12' und 12" gezeigt sind, die Welle _N 13, die sich durch die Mitte des Stators erstreckt und genau konzentrisch mit dessen zylindrischer Außenoberfläche ausgerichtet und fest hiermit verbunden ist, wobei die Welle über die beiden Seiten 13' und 13" hinübersteht;

und die Tragteile 14' und.14", die die Welle mit der Umgebung verbinden.

Der Rest dreht sich und bildet den Rotor gemäß der vorlie- -,_. genden Erfindung. Mit dem Bezugszeichen 15 sind Kern-Schichtbleche des Rotors bezeichnet, in deren Kerben (nicht dargestellt) ein Gußteil aus leitfähigem Material, üblicherweise aus Aluminium, angeordnet ist, welches die beiden Kurzschlußringe 16' und 16" bildet, die elek-QQ trisch nötig sind. Vorzugsweise, nicht jedoch notwendigerweise können auf wenigstens einem der beiden Ringe, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, zentrifugal wirkende Flügel 17 ausgebildet sein, zwischen denen Kanäle festgelegt sind, durch die die Luft durch Zentrifugalwirkung von dem Innenbereich des Motors zu dessen Außenbereich befördert wird. Die Kanäle werden auf ihrer Außenseite durch ein Schild 18 begrenzt, das als Verlängerung des Gehäuseteils 19' ausgeführt sein kann.

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Gemäß eines speziellen Merkmales der vorliegenden Erfindung liegen die Achsen der Kanäle winkelmäßig angestellt und/oder labyrinthartig geformt, so daß verhindert wird,

daß stiftartige Körper, wie der Körper 20, in den Motor 5

eindringen oder dessen feststehende Teile erreichen, so daß diese Körper durch die Kanäle lediglich gegen die Wände des Rotors gelangen können.

Die Abmessungen und Ausbildungen der Kanäle sind derartig, daß eine Kugel mit einem Durchmesser von 3 mm nicht durch sie rollen kann.

Weitere Verlängerungsteile 21, die in der Zeichnung in diagrammartiger Weise mit gestrichelten Linien dargestellt sind, können in dem Gehäuseteil 19 eingeformt sein, um jenes mit irgendwelchen Fremdteilen, die angetrieben werden sollen, zu verbinden, wobei auch diese Teile selbst verlängert sein können, um Ventilatorblätter zu bilden.

In den Bereichen 22' und 22" der Gehäuseteile 19' und 19" sind Kühllufteinlässe ausgebildet, so daß die Kühlluft durch Zentrifugalwirkung durch die Flügel 17 nach außen geblasen wird, wie nachfolgend beschrieben wird.

Die Naben 23^! und 23" beinhalten Rollenlager oder Gleitlager 24' und 24", die in axialer Richtung außerhalb des Bereiches gehalten werden, der durch die Wicklungskopfe 12' und 12" eingenommen wird. Die Sicherungsteile, die der Einfachheit halber in den Zeichnungen als Nieten 25 ^T und 25" dargestellt sind, bestehen aus dem gleichen Gußteil·, das die Kurzschlußringe bildet. Bezugszeichen 26 bezeichnet die Leitung, die den Strom zum Motor zuführt.

Figur 2 zeigt die Elemente, die den erfindungsgemäßen Rotor bilden, bevor sie zusammengesetzt werden.

Die Bezugszeichen 19* und 19" bezeichnen die Gehäuseteile,

welche mit Lagerungen 24' und 24" ausgerüstet sind, die in den Naben 23' und 23" vormontiert sind und Sitze 27' und 27" aufweisen, die derart angeordnet sind, daß sie

_ die Nieten 25' und 25" oder andere Befestigungsteile auf-5

nehmen. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet den toroid-förmigen Körper zusammen mit den Kurzschlußringen 16' und 16", mit den Haftflächen 28' und 28" und mit den Sicherungsteilen 25' und 25".

Bezugszeichen 11 bezeichnet den Stator, der vorgewickelt ist und an der Welle 13 befestigt ist.. Das Bezugszeichen 29 bezeichnet Sonden oder ein Zwischenblech mit einer igen wählten Abmessung, das dazu dient, um einen zeitweiligen Spalt zwischen dem Stator und dem Rotor während des Verfahrensschrittes des Zusammenbaues zu bilden. Es kann beispielsweise durch einen Schlitz 30 herausgezogen werden, der in einem der Gehäuseteile ausgebildet ist und in Figur 1 dargestellt ist.

Die Herstellung des Rotors umfaßt folgende Verfahrensschritte: Zunächst wird der toroid-förmige Körper 15 über den Stator 11 geschoben und von diesem in konzentrischer Weise durch Zwischenbleche 29 beabstandet gehalten, die entfernt werden, nachdem die Maschine zusammengebaut worden ist. Die beiden Gehäuseteile 19' und 19" werden daraufhin dicht an den toroid-förmigen Körper gebracht, indem ihre vormontierten Lagerungen 24' und 24" über die Welle geschoben werden und mit den Sitzen 27' und 27" gegenüber den Nieten 25' und 25" des toroid-förmigen Körpers ausgerichtet werden. Hierbei ist es wichtig, daß eine ausreichend lose Passung zwischen den Sitzen 27' und 27" und den Nieten 25' und 25" vorgesehen ist, damit die Passung zwischen der Welle 13 und den Lagerungen 24' und 24" das Zentrieren der Gehäuseteile auf der Wellenachse und der äußeren Fläche des Stators 11 ermöglicht, wobei die entfernbaren Elemente 29 für das Zentrieren des toroid-förmigen Körpers 15 auf der Wellenachse hier zwischen angeordnet sind.

-M-

Geeignete Haftflächen 31' und 31", die auf den Gehäuseteilen ausgebildet sind, werden daraufhin in die Nähe der Flächen 28' und 28" des toroid-förmigen Körpers

gebracht und mit diesem zusammengepaßt. Es ergibt sich 5

eine bessere gegenseitige Haftung, da diese Flächen so ausgebildet sind, daß sie geeignet rauhe Bereiche, bzw. Kanten und Kerben bilden.

Zuletzt werden die Gehäuseteile miteinander und mit dem toroid-förmigen Körper verbunden, der in genauer Weise zum Stator zentriert ist, indem die Nieten 25' und 25" vernietet werden oder indem andere verformbare Teile verformt werden oder die bereits erwähnten Schrauben ge-,g setzt werden. Im letzten Verfahrensschritt werden die Zwischenbleche 29 entfernt.

Wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, sind die Oberflächen in spezieller Weise auf den Rotorringen ausgebil-

2Q det, wobei entsprechende Flächen auf den Gehäuseteilen gebildet sind, wobei deren Haftung den Verbund zwischen den Gehäuseteilen und dem toroid-förmigen Körper verbessert. Die Flächen 28', die auf dem Ring 16* ausgebildet"sind und durch spezielle Ausformungen, wie z.B. radiale Ritzen oder dergleichen aufgerauht sind, werden mit entsprechenden Flächen 31', die auf dem Gehäuseteil ausgebildet sind, ausgerichtet, die ebenfalls mittels konzentrisch liegender Ritzen aufgerauht sind, welche mit den Ritzenlinien des Ringes überkreuzt liegen, oder welche durch ähnliche Mittel aufgerauht ist.

Das gleiche tritt zwischen dem Ring 16" und dem Gehäuseteil 19" auf.

Durch Stauchen der Befestigungselemente 25', die mit den Sitzen 27' ausgerichtet sind, wird eine Haftung zwischen den Gehäuseteilflächen und den entsprechenden Flächen auf dem Ring erreicht.

Figuren 4 und 5 zeigen ebenso in noch deutlicher Weise die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen Kühlluftzutritt zur Maschine durch das Gehäuseteil 19"

oder durch beide Gehäuseteile ermöglicht. 5

In dem scheibenförmigen Teil, das durch das Gehäuse gebildet wird, sind eng voneinander beabstandete Radialschnitte 32 vorgesehen, die soviele Speichen bilden, die umgebogen sind, um ebenso viele, winkelmäßig angestellte Flügel 33 zu bilden, die einen Anstellwinkel haben, die aufgrund der Drehrichtung der Maschine wie ein Propeller die äußere Luft in axialer Richtung zu den Windungskopfteilen richten werden. I

Die Anzahl der Schnitte hängt von der Dicke der scheibenförmigen Gehäuseteile ab.

Zwischen den Flügeln verbleibt ein Luftdurchtritt 3^, der eine kleinere Breite als 1 mm haben sollte, um zu verhindern, daß stiftförmige Körper 20 mit diesem Durchmesser eintreten und das Innere des Motors berühren.

Die Figuren 6 und 6A zeigen den Weg, dem der elektrische 2g Stromleiter in der Form eines isolierten Drahtes, der die Wicklungen bildet, in den beiden Ebenen folgt, die den Stator in axialer Richtung begrenzen, d.h. den Weg des Leiters bei den Wicklungskopfteilen.

Figur SA zeigt den Weg bei einem üblichen Motor, bei dem ein in der Regel isolierender Ring 35 einen Raum 36 in dem Bereich um die Welle 13 herum freiläßt, der die Nabe oder die Drehlagerung aufnimmt, welche nicht, wie es durch die Erfindung beansprucht wird, in axialer Richtung auf der Außenseite getragen werden, sondern in üblicher Weise im Inneren angeordnet sind, wobei dieser Raum einen großen Teil des Kopfteiles oder der Fläche des Stators 15 beansprucht .

Figur 6 zeigt anstelle dessen den Weg in einer Maschine, die den erfindungsgemäßen Rotor enthält. Diese Maschine enthält die Naben 23' und 23" gemäß Figur 1 und 2, die die Lagerungen 24' und 24" enthalten, welche in axialer Richtung weiter nach außen in Bereiche versetzt sind, die sich nicht mit den Bereichen überschneiden, in die sich die Kopfteile der Wicklungen erstrecken.

Daher kann der isolierende Ring 37 der Welle 13 in dichter Weise an der Welle haftend gehalten sein, wodurch die gesamte Fläche des Stators freibleibt.

Gemäß der Figur 6A, die den Stand der Technik zeigt, folgt das Leitungsbündel 38, das aus der Kerbe 39 herauskommt,

zwangsweise einem Weg längs eines Kreisbogens 40, um zu der gegenüberliegenden Kerbe 41 zu gelangen.

Figur 6 zeigt den Weg, dem erfindungsgemäß das Bündel folgt, welches aus der Kerbe 43 heraustritt, um die gegen-

überliegende Kerbe 44 zu erreichen. Dieser Weg ist annähernd gradlinig und somit wesentlich kürzer als ein Kreisbogen.

Darüber hinaus ist es offensichtlich, wie in dieser Figur 25

dargestellt ist, daß erfindungsgemäß ein vergrößerter Raum für das anschließende Bündel, das nicht dargestellt ist, übrigbleibt, wobei dieses Bündel aus der Kerbe heraustritt und einen größeren Raum vorfindet, um zur

Kerbe 46 zugelangen. Dieses Kabelbündel wird neben das 30

vorhergehende Bündel 42 in derselben Ebene zu legen sein, während bei der üblichen Anordnung nach dem Stand der Technik, die in der rechten Hälfte der Figur gezeigt ist, ein Bündel, das aus einer Kerbe 47 herauskommt und in

die Kerbe 48 hineintritt, in die nächstuntere Ebene be-35

züglich des Bündels 38 gelegt werden muß, was zu einer erheblichen Vergrößerung des axialen Raumbedarfes für die Kopfteile der Wicklungen führt.

Die oben gezeigten Verbesserungen führen zu einer vollständigen Umwälzung in der Bauweise derartiger Rotoren, welche deren Herstellungskosten vermindert und ihre Effektivität erhöht. . i

. J

In speziellen Fällen, in denen auf spezielle Anwendungsbedürfnisse Rücksicht genommen wird, wie beispielsweise daß die Maschine vollständig gegen Eindringen von Staub gekapselt ist, oder daß die Länge zwischen den Nabenenden vermindert wird, oder daß der Rotor später auseinandergenommen wird und wieder zusammengebaut wird, können einige der beschriebenen Verbesserungen weggelassen werden, ohne daß dies allerdings dazu führt, daß

- _ der sich ergebende Gegenstand vom Schutzbereich der vor-Ib

liegenden Erfihdung abweicht.

Claims (22)

1. Patentansp r ü ehe

   1J Rotor für eine elektrische Rotationsmaschine mit vertauschtem Innen- und Außenteil derjenigen Art, die eine stationäre Welle hat, gekennzeichnet durch, ein toroid-förmiges Element (15, 16) und zwei Gehäuseteile (19), wobei das toroid-förmige Element Kern-Schichtbleche (15) und darauf gegossene Kurzschlußringe (16) sowie Flächen (28) aufweist, wobei die Flächen für eine Befestigung an den Gehäuseteilen (19) bestimmt sind, und wobei die Gehäuseteile (19) jeweils eine Nabe (23) haben, mit denen eine Lagerung (24), die sich mit dem jeweiligen Gehäuseteil dreht, befestigt wird, und wobei die Gehäuseteile (19) mit den Flächen (28) des toroid-förmigen Elementes (15, 16) zusammenpassende Flächen (31) haben.
2. 2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das toroid-förmige Element (15, 16) weiterhin Vorsprünge (25) aus verformbarem Material hat, welche verformt sind, um die Anordnung, die aus dem toroid-förmigen Element und den Gehäuseteilen besteht, zu versteifen, und daß die Gehäuseteile (19) Sitze (27) zum Aufnehmen der Vorsprünge (25) haben.
3. 3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (25) des toroidförmigen Elementes (15, 16) ein einstückiger Bestandteil von dessen Gußteil (16) sind.

   _n_
4. 4. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η Io

   zeichnet, daß die Flächen (28) des toroid-förmigen Elementes (15, 16) und der Gehäuseteile (19), welche miteinander zusammenpassen, derart ausgebildet sind, daß sie ihre gegenseitige Haftung erhöhen.
5. 5- Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das toroid-förmige Element (15, 16) Flügel (17) für eine Zentrifugal-Belüftung aufweist und/oder daß die Gehäuseteile (19) Öffnungen haben, um

   2g die Durchlüftung zu ermöglichen.
6. 6. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Gußteiles (16) des toroid-förmigen Elementes (15, 16) entweder Aluminium 3Q oder eine Aluminiumlegierung ist.
7. 7- Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das toroid-förmige Element (15,16) und die Gehäuseteile (19) gegenseitig fest in einer konzentrischen Lage bezüglich der Drehachse durch die Haftung oder Reibung der Flächen (28, 31), die in zweckmäßiger Weise auf diesen Teilen (15, 16, 19) ausgebildet sind, gehalten werden.
8. 8. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung durch Verformung oder durch Stauchen von Vorsprüngen. (25), die auf

   dem toroid-förmigen Element (15, 16) ausgebildet 5

   sind, erreicht wird.
9. 9- Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung zwischen dem toroid-förmigen Element (15, 16) und den Gehäuseteilen (19) durch ein Haft-10

   mittel oder Klebemittel erreicht wird.
10. 10. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung zwischen dem toroid-förmigen Element (15, 16) und den Gehäuseteilen (19) durch Schrauben

    erreicht wird, welche vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise selbstschneidend sind.
11. 11. Rotor nach Anspruch '5, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen (34), die in dem scheibenförmigen Element (19) für den Kühllufteinlaß eingeformt sind, als axial gerichtete Flügel (17) ausgebildet sind, und daß sie Luft in das Innere der Maschine gegen die Köpfe (12) der auf dem Stator (11) vorgesehenen Wicklungen pumpen.
12. 12. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen zum Auslassen der Kühlluft, die in dem toroid-förmigen Element (15, 16) ausgebildet sind, wie ein Labyrinth geformt sind.
13. 13- Rotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Labyrinth, welches ein Eindringen von festen Körpern (20) in den Motor verhindert, geschaffen wird, indem Kanäle mit den Flügel-Gußteilen (17) auf dem Kurzschlußring (16) gebildet werden, welche sich nach außen zu der Symmetrieebene der Kern-Schichtbleche (15) senkrecht zu der Achse krümmen.
14. 14. Rotor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e k e η nz eichnet, daß die Öffnungen (34) derart verengt sind, daß ein Eindringen von stift-förmigen Körpern (20)

    mit einem gegebenen Durchmesser und von Kugeln, die ebenso 5

    einen gegebenen Durchmesser haben, verhindert wird.
15. 15. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (19) Lagerungen (24) haben, die sich mit den Gehäuseteilen (19) drehen und in einer Ebene senkrecht zur Achse außerhalb der Bereiche, in die sich die Kopfteile (12) der Statorwicklungen erstrecken, angeordnet sind.
16. 16. Rotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich-Ib

    net, daß die Leitungsbündel, die aus einer Statorkerbe heraustreten und in die gegenüberliegende Kerbe eintreten, an dem Kopfteil längs einer Sehne mit der kürzesten Länge angeordnet werden können.
17. 17. Rotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich-

    n e t,daß es durch den vergrößerten Raum, der für die Kopfteile (12) verbleibt, möglich ist, zwei oder mehr Bündel nebeneinander in der gleichen Ebene anzuordnen, so daß der Bedarf an axialem Raum für die Kopfteile (12) vermindert wird.
18. 18. Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Rotationsmaschine mit vertauschtem Innen- und Außenteil derjenigen Art, die eine stationäre Welle hat, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte :

    Formen eines toroid-förmigen Elementes (15, 16) durch Schaffen von Rotorkern-Schichtblechen (15) und durch Gießen von leitendem Metall in deren Kerben, um die beiden Kurzschlußringe (16) und Flächen (28) für eine Befestigung an den Gehäuseteilen (19) zu bilden;

    Schaffen der beiden Gehäuseteile (19) mit je einer Nabe (23), mit der eine Lagerung (24) befestigt wird,und mit Flächen (31), die mit den Flächen (28) des toroid-förmigen Elementes (15, 16) zusammenpassen;

    Schieben des Rotors über den Stator (11) der elektrischen Maschine, wobei der letztere bereits mit der Welle (13) verbunden ist und zu deren Achse zentriert ist, indem ^der Stator (11) in konzentrischer Weise mit Blechen oder Sonden (29) vom Rotor beabstandet gehalten wird;

    : i

    Bringen der Gehäuseteile (19) nahe an das toroid-förmige Element (15, 16), indem die Lagerungen (24) der Gehäuseteile (19) über die Maschinenwelle (13) geschoben werden,

    Nebeneinanderstellen der Befestigungsflächen (31) der Gehäuseteile (19) und der Befestigungsflächen (28) des toroidförmigen Elementes (15, 16);

    Entfernen der Bleche oder Sonden (29); und Herstellen einer dauerhaften Befestigung.
19. 19- Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Befestigung dauerhaft hergestellt wird, indem auf wenigstens einem Kurzschlußring (16) verformbare Vorsprünge (25) gegossen werden und indem entsprechende Gehäuseteilsitze (27) zum Aufnehmen der Vorsprünge (25) gebildet werden; indem die Vorsprünge (25) in die Sitze (27) eingesetzt werden, während die Gehäuseteile" (19) an das toroid-förmige Element(15, 16) angenähert .werden; und indem die Vorsprünge (25) derart verformt werden, daß das toroid-förmige Element (15, 16) und das Gehäuseteil (19) miteinander fest verbunden werden,und daß die Anordnung (15, 16, 19) versteift wird.
20. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren Vorsprünge (25)

    vor ihrer Verformung lose in entsprechende Sitze (27) eingesetzt werden.
21. 21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η 5

    zeichnet, daß die Befestigung durch eine Klebeeinrichtung dauerhaft gemacht wird, die zwischen den Befestigungsflächen (28, 31) von wenigstens einem Ring (16) und dem entsprechenden Gehäuseteil (19) angeordnet ist.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung mittels einer Einrichtung dauerhaft gemacht wird, welche ein Auseinanderbauen der Teile (15, 16, 19) erlaubt, wie z.B. durch An-

    ,_ ziehen von Schrauben oder Bolzen. 15