DE3834466C1

DE3834466C1 - Squirrel-cage rotor for an electrical machine

Info

Publication number: DE3834466C1
Application number: DE3834466A
Authority: DE
Inventors: Emil 8510 Fuerth De Muemmler; Herbert Dipl.-Ing. Oechsler (Fh), 8561 Ottensoos, De
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-10-10
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1989-11-30

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurzschlußläufer für eine elektri sche Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Kurzschlußläufer ist durch die DE-PS 34 13 519 bekannt. Bei diesem Kurzschlußläufer ist der Innendurchmesser des Außenrandes der Ringvertiefung bei Raumtemperatur, d. h. im nicht erwärmten Zustand des Kurzschlußringes, größer als der Durchmesser des um den Außenumfang der aus dem Läuferblechpaket vorragenden Läuferstäbe gedachten Hüllkreises. Zu Beginn des Hartlötganges wird der Kurzschlußläufer stehend auf den flach auf eine Auflage aufgelegten Kurzschlußring aufgesetzt. Hier bei dringen die Enden der Läuferstäbe in die Ringvertiefung ein und werden durch das zum Schmelzen gebrachte und danach erstarrte Hartlot mit dem Kurzschlußring elektrisch und mecha nisch verbunden. Während des Hartlötvorganges kann es zu Ver schiebungen zwischen dem Kurzschlußring und den Läuferstäben kommen, die zu entsprechenden Unwuchten führen. Diese Unwuchten können zwar durch anschließendes Überdrehen des Kurzschluß ringes beseitigt werden, dabei wird jedoch der Außenrand in seiner Stärke soweit vermindert oder sogar ganz abgedreht, daß eine spätere Reparatur nicht mehr durchführbar ist, weil für die Ringvertiefung keine ausreichende feste Begrenzungsfläche mehr zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kurzschluß läufer der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß bei der Herstellung der Lötverbindung größere, zu starken Unwuchten führende Verschiebungen zwischen dem Kurzschlußring und den Läuferstäben vermieden werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die im Kenn zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Infolge der beschriebenen Dimensionierung des Kurzschlußringes können die Läuferstäbe erst dann in die Ringvertiefung abgesenkt werden, wenn sich der Kurzschlußring bei Löttemperatur soweit ausge dehnt hat, daß der Innendurchmesser seines die Ringvertiefung begrenzenden Außenrandes geringfügig größer als der Durchmesser des um die Läuferstäbe gedachten Hüllkreises ist. Die durch die Durchmesserdifferenz noch möglichen geringen Verschiebungen werden dann beim Abkühlen des Kurzschlußringes und des Lotes ausgeglichen, da bei Erreichen der Erstarrungstemperatur in etwa Gleichheit zwischen dem Innendurchmesser des Außenrandes und dem Hüllkreisdurchmesser der Läuferstäbe besteht und sich der Kurzschlußring damit bei vorher bestehenden stärkeren Ver schiebungen selbst zentriert.

Wird der Kurzschlußring so dimensioniert, daß der Innendurch messer der Außenrandfläche bei der Erstarrungstemperatur höch stens 1 mm größer als der Durchmesser des Hüllkreises ist, können die Läuferstäbe trotz sich am Außenumfang ergebender Maßtoleranzen ohne Schwierigkeiten in die Ringvertiefung abge senkt werden und es wird auch noch eine ausreichende Zentrie rung des Kurzschlußringes erreicht.

Bei relativ kleinem Durchmesser des Kurzschlußringes ist die Größendifferenz zwischen dem Innendurchmesser des Außenrandes und dem Durchmesser des Hüllkreises bei Raumtemperatur entspre chend klein und damit auch die Auflagefläche der Läuferstab enden auf der Stirnfläche des Außenrandes. Eine dadurch be dingte zu hohe Flächenpressung wird durch eine Anfasung der Läuferstabenden vermieden. Um trotz der Anfasung die Zentrie rung des Kurzschlußringes sicherzustellen, ist die Erstreckung der Anfasung in Längsrichtung der Läuferstäbe kleiner als die Eintauchtiefe der Läuferstäbe in die Ringvertiefung. Damit wird noch eine Anlage zwischen dem Außenumfang der Läuferstäbe und dem Außenrand der Ringvertiefung erreicht.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt jeweils im Teilschnitt

Fig. 1 einen Kurzschlußläufer und einen noch nicht mit den Läuferstäben verbundenen Kurzschlußring im Zustand bei Raumtemperatur,

Fig. 2 einen Kurzschlußläufer und einen noch nicht mit den Läuferstäben verbundenen, jedoch mindestens auf Erstarrungstemperatur des Hartlotes erwärmten Kurz schlußring,

Fig. 3 einen Kurzschlußläufer mit in die Ringvertiefung des erwärmten Kurzschlußringes abgesenkten Läuferstäben.

Mit 1 ist das Läuferblechpaket eines Kurzschlußläufers bezeich net, in dessen Nuten 2 Läuferstäbe 3 eingesetzt sind. Ein zum Verbinden der Enden 5 der Läuferstäbe 3 dienender Kurzschluß ring 4 weist eine durch einen kreisförmigen Innenrand 6 und einen dazu konzentrischen Außenrand 7 begrenzte Ringvertiefung 8 auf. In die Ringvertiefung 8 ist Hartlotgranulat 9 eingefüllt.

Mit D ist der Durchmesser eines um den Außenumfang aller Läufer stäbe 3 gedachten Hüllkreises bezeichnet. Im kalten Zustand des Kurschlußringes 4, d. h. bei Raumtemperatur ist der Durchmesser D des Hüllkreises größer als der Innendurchmesser D 1 des die Ringvertiefung begrenzenden Außenrandes 7. Der Kurzschlußläufer ruht daher zu Beginn des Hartlötvorganges mit den Enden 5 der Läuferstäbe auf der Stirnseite 10 des Außenrandes 7 auf.

Um das in die Ringvertiefung 8 eingefüllte Hartlotgranulat 9 zum Schmelzen zu bringen, wird der Kurzschlußring 4 über seinen ganzen Umfang vollständig erwärmt. Dies hat eine Dehnung des Kurzschlußringes 4 zur Folge, so daß sich damit auch der Innen durchmesser D 1 des Außenrandes 7 vergrößert. Der Innendurch messer D 1 ist für den Zustand bei Raumtemperatur so berechnet, daß der Innendurchmesser D 1 bei einer Erwärmung des Kurzschluß ringes 4 auf eine der Erstarrungstemperatur des Hartlotes ent sprechende Temperatur die Größe D′ 1 erreicht, welche der Größe des Durchmessers D des Hüllkreises entspricht.

Wird der Kurzschlußring 4 nunmehr noch bis zum Schmelzen des Hartlotgranulates 9 aufgeheizt, vergrößert sich der Innendurch messer D 1 weiter und die Enden 5 der Läuferstäbe 3 können nun mehr in die Ringvertiefung 8 und das geschmolzene Hartlotgranu lat 9 abgesenkt werden (Fig. 3).

Während der anschließenden Abkühlphase erreicht der Innendurchmesser D 1 des Außenrandes 7 aufgrund der Ausgangsdimensionierung des Kurzschlußringes 4 bei der Erstarrungstemperatur des Hart lotes 9 wieder die dem Hüllkreisdurchmesser D entsprechende Größe D′ 1. Damit kommt der Außenrand 7 an der Außenseite der Läuferstäbe 3 zur Anlage und kann sich wegen der noch nicht erfolgten Erstarrung des Hartlotes 9 ausrichten und damit zen trieren. Während der weiteren Abkühlphase zieht sich der Kurz schlußring 4 weiter zusammen und verspannt die Läuferstäbe entsprechend.

Durch die beschriebene Dimensionierung des Kurzschlußringes 4 ist, wenn überhaupt, nur eine geringe Nachbearbeitung des Außen randes 7 notwendig. Damit bleibt die Stabilität der Begrenzung der Ringvertiefung 8 erhalten, so daß später eventuell erfor derlich werdende Reparaturen ausgeführt werden können. Ein wesentlicher Vorteil ist aber auch in der nur geringfügigen Nachbearbeitung des Kurzschlußringes 4 nach dem Hartlöten zu sehen.

Claims

1. Kurzschlußläufer für eine elektrische Maschine, bei dem die an den beiden Stirnseiten des Läuferblechpaketes (1) aus den Nuten (2) vorstehenden Enden (5) der Läuferstäbe (3) in eine stirnseitige, durch einen Innen- und einen Außenrand (6 und 7) begrenzte Ringvertiefung (8) des Kurzschlußringes (4) ragen und durch in die Ringvertiefung (8) eingebrachtes, in der Ringver tiefung (8) durch gleichzeitige Erwärmung des vollständigen Kurzschlußringes (4) zum Schmelzen gebrachtes und danach er starrtes Hartlot (9) elektrisch und mechanisch mit dem Kurz schlußring (4) verbunden sind, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kurzschlußring (4) so dimensioniert ist, daß der bei Raumtemperatur kleiner als der Durchmesser (D) des um den Außenumfang der Läuferstäbe (3) gedachten Hüll kreises bemessene Innendurchmesser (D 1) des Außenrandes (7) der Ringvertiefung (8) bei der der Erstarrungstemperatur des Hart lotes (9) entsprechenden Temperatur infolge der Wärmedehnung mindestens gleich dem Durchmesser (D) des Hüllkreises ist.

2. Kurzschlußläufer nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Innendurchmesser (D 1) der Außenrandfläche (7) bei der Erstarrungstemperatur höchstens 1 mm größer als der Durchmesser (D) des Hüllkreises ist.

3. Kurzschlußläufer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferstabenden (5) an der Außenumfangsseite angefast sind.

4. Kurzschlußläufer nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Erstreckung der Anfasung in Längsrichtung der Läuferstäbe (3) kleiner ist als die Eintauch tiefe in die Ringvertiefung (8).