Kurzschlußläufer für eine elektrische MaschineSquirrel cage for an electrical machine
Die Erfindung betrifft einen Kurzschlußläufer für eine elektrische
Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a squirrel cage for an electrical
Machine according to the preamble of claim 1.
Bei den bekannten Kurzschlußläufern dieser Art sind die Außenrandfläche
sowie die Innenrandfläche der stirnseitigen Ringvertiefung in jedem Kurzschlußring
senkrecht zu dessen ebener ringförmiger Boden fläche gerichtet und die Stabenden
mit Abstand von den Rand- und Bodenflächen durch das die Zwischenräume ausfüllende
erstarrte Hartlot elektrisch und mechanisch fest mit dem jeweiligen Kurzschlußring
verbunden. Es treten dabei durch die wärmeabhängigen relativen Ausdehnungen zwischen
den Stabenden und dem Kurzschlußring Schrumpfrisse während der Erstarrungsphase
im Hartlot auf. Bei der Abkühlung des Kurzschlußringes, der Läuferstäbe und des
dabei erstarrenden Hartlotes ergeben sich zwischen dem Außenrand der Ringvertiefung
und dem diesem zugewandten Teil des Stabumfanges in gleicher Bewegungsrichtung verlaufende
Änderungen der Abmessungen (Ring- und Stabdurchmesserverkleinerungen), dagegen zwischen
dem Innenrand der Ringvertiefung und dem diesem zugewandten Teil des Stabumfanges
sowie dem dazwischen befindlichen bindenden Hartlot entgegengesetzt gerichtete Abmessungsänderungen,
so daß im Hartlot zwischen diesen Abschnitten der Stabenden und dem Innenrad der
Ringvertiefung des Kurzschlußringes Schrumpfrisse auftreten.In the known squirrel cage of this type, the outer edge surface
as well as the inner edge surface of the end-face annular recess in each short-circuit ring
directed perpendicular to the flat annular bottom surface and the rod ends
at a distance from the edge and bottom surfaces through the space that fills the gaps
hard solder solidified electrically and mechanically with the respective short-circuit ring
tied together. There occur between the heat-dependent relative expansions
the rod ends and the short-circuit ring shrinkage cracks during the solidification phase
in hard solder. When the short-circuit ring, the rotor bars and the
hard solder that solidifies in the process results between the outer edge of the annular recess
and that part of the rod circumference facing this extending in the same direction of movement
Changes to the dimensions (ring and rod diameter reductions), but between
the inner edge of the annular recess and the part of the rod circumference facing this
and dimensional changes in opposite directions to the binding braze in between,
so that in the hard solder between these sections of the rod ends and the inner wheel of the
Ring recess of the short-circuit ring, shrinkage cracks occur.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Ursache für diese
Schrumpfrißbildung in der Parallellage der Innenrandfläche mit der Erstarrungsgrenze
des Hartlotes zu sehen ist, da in diesem Fall bei Erreichen der Innenrandfläche
durch die wandernde Erstarrungsgrenze des Hartlotes der beim Abkühlen entstehenden
Schrumpf des Kurzschlußringes und der Läuferstäbe wegen unterbundenem Nach fluß
von noch fließfähigem Hartlot nicht mehr ausgeglichen werden kann und durch lokalem
Mangel an Hartlot somit Schrumpfrisse entstehen könenn.The invention is based on the knowledge that the cause of this
Shrinkage cracking in the parallel position of the inner edge surface with the solidification limit
of the hard solder can be seen, as in this case when the inner edge surface is reached
due to the moving solidification limit of the brazing material that occurs during cooling
Shrinkage of the short-circuit ring and the rotor rods due to blocked after flow
can no longer be compensated by brazing solder that is still flowable and by local
A lack of brazing alloy can cause shrinkage cracks.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln die
Bildung von Schrumpfrissen im Hartlot und zwischen Hartlot, dem Kurzschlußring sowie
den Stabenden bei Einhaltung eines gleichmäßigen Abkühlungsverlaufes aus einer optimalen
Löttemperatur zu vermeiden.The invention is based on the object with simple means
Formation of shrinkage cracks in the hard solder and between the hard solder, the short-circuit ring and
the rod ends while maintaining an even cooling process from an optimal
Avoid soldering temperature.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die kennzeichnenden
Maßnahmen des Patentanspruchs 1.The solution to the given task succeeds through the characteristic
Measures of claim 1.
Einzelheiten der Erfindung sind anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels mit runden Läuferstäben nachfolgend erläutert.Details of the invention are shown in the drawing with reference to one of the drawings
Exemplary embodiment with round rotor bars explained below.
Der im Querschnitt teilweise gezeigte Kurzschlußring 1 weist an seiner
den Enden der runden Läuferstäbe 6 zugewandten Stirnseite 1A eine Ringvertiefung
2 auf. Diese ist durch eine kreisförmige Außenrandfläche 3 senkrecht zur ebenen
Bodenfläche 4 mit der Breite b sowie eine kegelmantelförmige Innenrandfläche 5 begrenzt,
die zur Boden fläche 4 einen stumpfen Winkel p von vorzugsweise l35 einschließt.
Die Größe des Winkels 5 hängt vom Durchmesser L der erhitzten Läuferstäbe 6 ab und
nimmt mit der Durchmessergröße zu. Der Durchmesser L ist dabei unter Zugabe eines
ausreichenden Spieles kleiner als die Breite b der Boden fläche 4 aber größer als
der Abstand a
der Läuferstäbe 6 zum Innenrand 5A der schrägen Innenrandfläche
5 in der Stirnseite 1A bemessen, so daß der sich im erstarrten Hartlot 7 um jeden
Läuferstab 6 bildende Hof 7A gänzlich innerhalb des Abstandes a liegt.The short-circuit ring 1, partially shown in cross section, has on its
the ends of the round rotor bars 6 facing end face 1A an annular recess
2 on. This is perpendicular to the plane by a circular outer edge surface 3
Bottom surface 4 with the width b and a cone-shaped inner edge surface 5 are limited,
the bottom surface 4 includes an obtuse angle p of preferably l35.
The size of the angle 5 depends on the diameter L of the heated rotor bars 6 and
increases with diameter size. The diameter L is with the addition of a
sufficient game smaller than the width b of the bottom surface 4 but larger than
the distance a
of the rotor bars 6 to the inner edge 5A of the inclined inner edge surface
5 dimensioned in the end face 1A, so that the solidified braze 7 around each
Runner bar 6 forming courtyard 7A lies entirely within the distance a.
Der Abstand B zwischen dem Außenrand 5A der schrägen Innenrandfläche
5 (Grenze zur Bodenfläche 4) und dem zugewandten Teil des Stabumfanges ist im Hinblick
auf die Wärmeausdehnung des Kurzschlußringes 1 so groß gewählt, daß bei voller Wärmeausdehnung
des Kurzschlußringes noch ein Spiel Sp von etwa 2 mm bleibt, wobei sich der Abstand
B nach der Beziehung ermittelt läßt B = α . r . a ß + Sp, mit Ausdehnungskoeffizienten
: ort (16,9 . 10-6 für Kupfer) Radius des Außenrandes 5B: r Temperaturdifferenz
: A 800 k) Spiel : Sp 2 mm Der Winkel ß beträgt vorteilhafterweise bei-Läuferstabdurchmessern
L = 10 mm etwa 135§ und bei L = 15 mm etwa 150§. Die Zunahme der Temperatur bis
zum Erreichen der Löttemperatur ist vorzugsweise so gewählt, daß eine relativ geringe
Zunderbildung vor dem Schmelzen des Hartlotes und ein gutes Verlaufen des Hartlotes
am Stabende auftritt.The distance B between the outer edge 5A of the inclined inner edge surface
5 (border to floor area 4) and the facing part of the rod circumference is in view
on the thermal expansion of the short-circuit ring 1 selected so large that at full thermal expansion
of the short-circuit ring still a game Sp of about 2 mm remains, the distance
B determined according to the relation lets B = α. r. a ß + Sp, with expansion coefficient
: ort (16.9. 10-6 for copper) radius of the outer edge 5B: r temperature difference
: A 800 k) Clearance: Sp 2 mm The angle β is advantageously with rotor bar diameters
L = 10 mm about 135§ and with L = 15 mm about 150§. The increase in temperature up
to reach the soldering temperature is preferably chosen so that a relatively low
Scale formation before the brazing alloy melts and the brazing alloy has good flow
occurs at the end of the rod.
Die Erfindung ist im übrigen für Läuferstäbe mit beliebigen Querschnitt
gleich gut anwendbar.The invention is also applicable to rotor bars with any cross-section
equally applicable.
3 Patentansprüche 1 Figur3 claims 1 figure