DE69734916T2

DE69734916T2 - Verfahren und vorrichtung zum giessen von leitern eines käfigläufers für induktionsmotoren

Info

Publication number: DE69734916T2
Application number: DE69734916T
Authority: DE
Inventors: Kosei Nakamura; Yukio Katsuzawa; Yasuyuki Minamitsuru-gun NAKAZAWA
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2017-06-13
Also published as: EP0844725A4; JP3767908B2; DE69734916D1; US5937930A; EP0844725A1; EP0844725B1; WO1997048171A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors und eine Vorrichtung zum Gießen desselben.
Beim Herstellen eines Käfigrotors, welcher in einem Induktionsmotor verwendet wird, ist ein Verfahren zum integralen Ausbilden von Leiterstäben bekannt, die in einer Anzahl an Schlitzen eines Rotorkerns aufzunehmen sind, sowie von Endringen, welche die Leiterstäbe an beiden Enden in Axialrichtung verbinden, durch Gießen, wie bspw. Druckgießen und dergleichen. Das vorstehend erwähnte Verfahren zum Ausbilden eines Leiters weist eine exzellente Produktivität auf und kann auf einfache Weise einen Leiter mit der gewünschten Form ausbilden. Darüber hinaus ist das Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften des Motors geeignet. Aus diesem Grund wurde das Verfahren insbesondere für einen kompakten Induktionsmotor weit verbreitet eingesetzt. Ein Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Käfigrotors eines Induktionsmotors wird mit Bezug auf ein Flussdiagramm beschrieben, das in 14 gezeigt ist, und in Bezug auf schematische Darstellungen, die in den 15(a), 15(b), 15(c) und 15(d) gezeigt sind.
Ein Käfigrotor 12 ist mit einer Anzahl an laminierten Stahlblechen 11 (15(a)) versehen, welche an eine Anzahl an umfangsseitigen Schlitzen 44 aufweisen, sowie mit Leiterstäben 46 (15(d)), welche sich durch die Schlitze 44 der gestapelter; laminierten Stahlbleche 11 erstrecken.
Dann wird ein Verfahren zum Herstellen des Käfigrotors 12 nachstehend mit Bezug auf das Flussdiagramm von 14 beschrieben Zunächst wird eine Anzahl an laminierten Stahlblechen 11 aufgeschichtet und gestapelt, so dass der Rotorkern 12 gebildet wird, in dem ein Dorn 90 (15(b)) in ein Loch eingeführt wird, das im Zentrum der laminierten Stahlbleche 11 ausgebildet ist (Schritt S11). Als nächstes wird die Dicke des laminierten Stahlmaterials eingestellt, indem die laminierte Dicke des gestapelten Rotorkerns 12 gemessen wird (S12). Dann werden, wie in 15(b) gezeigt, Ausgleichsringe 92 auf einem oberen Ende und einem unteren Ende des Rotorkerns 12 platziert, und dann werden jene Ausgleichsringe 92 und der Rotorkern 12 festgezogen, indem die Abschnitte 4 und 96 befestigt werden (Schritt S13 und 15(b)).
Als nächstes wird nach dem Vorheizen des Rotorkerns 12 (S14) der Rotorkern 12 in eine Metallform eingeführt. Dann wird geschmolzenes Metall, wie bspw. Aluminium und dergleichen, in die Metallgussform mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck eingeführt. Das heißt, es wird ein Druckguss ausgeführt (Schritt S15). Nachdem das geschmolzene Material innerhalb der Schlitze 44 des Rotorkerns 12 verfestigt ist, wird der Dorn 90 aus dem Rotorkern 12 gezogen (Schritt S16).
15(d) zeigt einen Zustand, in dem der Dorn 90 aus dem Rotorkern 12 gezogen wird. Im Allgemeinen sind, da der Durchmesser des Dorns 90 so ausgewählt ist, dass er um einen Wert d (ein Grad an Spiel) kleiner ist als der Durchmesser des Lochs, welches im Zentrum der laminierten Stahlbleche 11 ausgebildet ist, wie in 15(c) gezeigt, die Zentrumslöcher der Anzahl an laminierten Stahlblechen 11, die aufeinander gestapelt sind, nicht miteinander ausgerichtet, wie in 15(b) und 15(d) gezeigt ist, wodurch die innere Seitenoberfläche nicht eben ist. Diese mangelnde Ebenheit wird durch späteres Maschinenbearbeiten ausgeglichen, wodurch das Einführen der Rotorwelle erleichtert wird. Darüber hinaus kann manchmal die äußere Oberfläche des Rotorkerns 12 nivelliert werden, indem die Unebenheit derselben entfernt wird.
Jedoch treten beim vorstehend erwähnten Verfahren zum Gießen des Leiters des Rotorkerns Probleme in Bezug auf die Arten, die Anzahl oder die Leistung der Spannvorrichtung für das Gießen der Metallform, des Dorns und dergleichen auf, welche die Effizienz und Qualität der Ausbildung des Rotorkerns beeinträchtigen.
Dies heißt, dass beim Herstellen von Induktionsmotoren für verschiedene Abgabespezifikationen das Problem auftritt, dass verschiedene Arten von Metallgussformen notwendig sind. Im Allgemeinen wird die Ausgabe des Induktionsmotors verändert, indem die axiale Länge verändert wird, während der Durchmesser, des Käfigrotors konstant gehalten wird. Deshalb sind Rotorkerne mit gleichen Durchmessern, aber unterschiedlichen axialen Längen für viele Arten von Ausgabespezifikationen notwendig. Jedoch sind für verschiedene Axiallängen des Rotorkerns verschiedene Metallgussformen notwendig (selbst wenn die Durchmesser gleich sind). Dementsprechend sind unterschiedliche Metallgussformen für Induktionsmotoren mit unterschiedlichen Ausgabespezifikationen notwendig, was den Bedarf nach verschiedenen Arten von Metallgussformen erzeugt.
Darüber hinaus entsteht auch bezüglich des Dorns das Problem, dass ein einzigartiger Dorn für jeden Rotorkern einer unterschiedlichen Länge notwendig ist. Beim Gießen eines Rotorkerns ist allgemein ein Dornsystem als Mittel zum Befestigen der aufeinander gestapelten laminierten Stahlbleche bekannt. Bei dem Dornsystem sind, da die oberen und unteren Enden der laminierten Stahlbleche in Axialrichtung durch die Befestigungselemente ergriffen werden und da der Dorn zum Befestigen als Spannvorrichtung zum Anlegen von Druck für die Befestigung verwendet wird, unterschiedliche Befestigungsdorne für unterschiedliche Arten an Rotorkernen, welche bezüglich der axialen Länge differieren, notwendig. Darüber hinaus ist es, da der Befestigungsdorn lange Zeit für seine Entfernung benötigt, schwierig, einen Befestigungsdorn in Rotation für die Massenproduktion der Rotorkerne zu verwenden, so dass die Anzahl der benötigten Befestigungsdorne der Anzahl an zu gießenden Rotorkernen entspricht. Als Ergebnis davon entsteht das Problem, dass es notwendig ist, eine Anzahl an Befestigungsdornen zuzuführen.
Weiter besteht beim Befestigen des Rotorkerns an der Ausgangswelle des Induktionsmotors das Problem, dass eine Behandlung für den inneren Umfang des Rotorkerns erforderlich ist. In dem Fall, dass laminierte Stahlbleche auf dem Dorn gestapelt sind, so dass sie allgemein den Rotorkern bilden, besteht ein Zwischenraum (d) in 15(c), der aus dem Abstand zwischen dem Buchsendurchmesser des Dorns und dem inneren Umfang des laminierten Stahlblechs aufgrund der Bearbeitbarkeit des Stapels resultiert, so dass die Bohrung des Rotorkerns nicht leicht auszurichten ist. Beim Montieren des Rotorkerns an die Ausgangswelle des Induktionsmotors wird der Rotockern für gewöhnlich durch Schrumpfpassung fixiert. Demgemäß kann, wenn der Rotorkern ohne Ausrichten der Bohrung des Rotorkerns durch Behandlung des inneren Umfangs montiert wird, die Ausgangswelle gekrümmt sein oder die ursprüngliche Balance des Rotors kann negativ beeinträchtigt werden.
Beispiele dessen, was in den Oberbegriffen der beigefügten unabhängigen Ansprüche 1 und 8 offenbart ist, können im Stand der Technik in der JP-A-52146804, der US-A-2,795,021 und US-A-4,886,106 gefunden werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Arten und Anzahl an Spannvorrichtungen, wie bspw. Gussformen, Kerne und dergleichen, die für den Guss notwendig sind, zu reduzieren, wodurch die Leistungen der Spannvorrichtungen, sowie die Herstellungseffizienz und die Qualität des Rotorkerns verbessert werden.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors anzugeben, das dafür ausgelegt ist, die Arten an Metallgussformen, welche für das Gießen Käfigrotoren notwendig sind, zu verringern, wobei gleichzeitig vielen Arten von Ausgabespezifikationen entsprochen werden soll. Es ist eine andere Aufgabe, die Arten der hierfür notwendigen Kerne zu reduzieren. Darüber hinaus besteht eine andere Aufgabe darin, die für das Verfahren erforderliche Zeit unter Einsatz des Kerns zu reduzieren und die Anzahl an hierfür notwendigen Kernen zu reduzieren. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen des Leiters des Käfigrotors des Induktionsmotors anzugeben, welche keine Bearbeitung des Bohrlochs des Rotorkerns benötigen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors angegeben, aufweisend eine Gussform, die mit einem Ausnehmungsabschnitt zur Aufnahme eines Rotorkerns, ausgebildet durch Schichten von Stahlblechen, und zum Beschränken der Bewegung des Rotorkerns in Radialrichtung versehen ist, und einen Halteabschnitt, welcher gegen eine Endoberfläche eines Rotorkerns, der im Ausnehmungsabschnitt der Gussform aufgenommen ist, über Antriebsmittel bewegbar ist, um auf die Endoberfläche des Rotorkerns einzuwirken, um die Axialbewegung des Rotorkerns zu fixieren, wobei geschmolzenes Metall in eine Anzahl an Schlitzen gegossen wird, welche im Rotorkern ausgebildet sind, fixiert durch den Ausnehmungsabschnitt und den Halteabschnitt, so dass eine Anzahl an Leiterstäben und ein Paar Endringe, welche die Enden der Leiterstäbe miteinander in Verbindung setzen, ausgebildet werden, wobei die Bewegungsgröße des Halteabschnitts entsprechend der axialen Länge des Rotorkerns eingestellt werden kann.
Der Halteabschnitt kann so strukturiert sein, dass er einen Zylinder, der sich gegen die Endoberfläche des Rotorkerns mittels eines Antriebsmittels bewegt, und ein Druckelement, das mit dem Zylinder verbunden ist und auf die Endoberfläche des Rotorkerns durch eine Bewegung des Zylinders einwirkt, aufweist, wobei das Druckelement so ausgewählt ist, dass es eine axiale Abmessung aufweisen kann, welche der axialen Länge des Rotorkerns entspricht, und auf dem Zylinder angebracht ist. Andernfalls kann die Gussform dafür ausgelegt sein, üblich zu sein, während der Zylinder und/oder das Druckelement ersetzt werden können, um der Axiallänge des Kerns zu entsprechen.
Vorzugsweise weist das Druckelement ein becherförmiges Element auf, welches eine Axialabmessung hat, die der Axiallänge des Rotorkerns entspricht, oder weist eine Kombination aus einem becherförmigen Element mit einer konstanten Axialabmessung und einem Abstandselement mit einer Axialabmessung, welche der Axiallänge des Rotorkerns entspricht, auf. Darüber hinaus wird für einen Rotor, welcher eine höhere Gussqualität erfordert, ein Doppelzylinder eingesetzt, um das Ausüben eines lokalisierten Druckes zu ermöglichen. Selbst wenn der Doppelzylinder eingesetzt wird, können alle vorstehenden Funktionen des Einzelzylinders realisiert werden.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Gießen des Leiters mit einem ersten Dorn als Zubehörteil versehen, dessen thermische Ausdehnungsrate größer ist als diejenige der Stahlbleche, welche den Rotorkern bilden, dessen Axialabmessung nicht kürzer ist als diejenige des Rotorkerns und das einen Muffenabschnitt aufweist, der in seinem Inneren mit Heizmitteln versehen ist, wobei der erste Dorn durch das Heizmittel erhitzt wird, nachdem er in die zentrale Öffnung des Rotorkerns eingeschoben wurde, aber bevor der Rotorkern im Ausnehmungsabschnitt der Gussform aufgenommen wird, wodurch eine Unregelmäßigkeit des inneren Umfangs der zentralen Öffnung des Rotorkerns durch die thermische Ausdehnung der Muffe ausgeglichen wird.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Gießen des Leiters mit einem zweiten Dorn als Zubehörteil versehen, welcher einen Wellenabschnitt aufweist, dessen Außendurchmesser es ermöglicht, dass er in die zentrale Öffnung eines Rotorkerns eingeschoben wird, mit einem Stützabschnitt, der an einem Ende des Wellenabschnitts vorhanden ist, und mit einem Schulterabschnitt mit einem Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts und am anderen Ende des Wellenabschnitts positioniert ist. Wenn der zweite Dorn in die zentrale Öffnung des Rotorkerns eingeschoben wird, der im Ausnehmungsabschnitt der Gussform aufgenommen ist, und das Gießen abgeschlossen ist, wird der Rotorkern aus dem Ausnehmungsabschnitt der Gussform zusammen mit dem zweiten Dorn entnommen, indem er durch das Stützelement des zweiten Dorns gehalten wird.
Vorzugsweise ist die Gussform mit einer Anzahl an Luftlöchern in Axialrichtung auf der inneren Oberfläche des Ausnehmungsabschnitts, der den Rotorkern beherbergt, versehen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren gemäß dem anliegenden Anspruch 8 angegeben.
Gemäß einem speziellen Beispiel desselben ist ein Verfahren zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors angegeben, aufweisend: (a) Laminieren von Stahlblechen auf eine vorgegebene Dicke durch Führen einer zentralen Öffnung der Stahlbleche auf einen Muffenabschnitt eines Dorns, (b) Ausgleichen einer Unebenheit des inneren Umfangs einer zentralen Öffnung der laminierten Stahlbleche, welche während des Laminierungsprozesses auftritt, durch den Effekt der thermischen Expansion des Dorns, welche aus seiner Aufheizung resultiert, (c) Drücken der laminierten Stahlbleche in Axialrichtung und temporäres Fixieren des äußeren Umfangs derselben, um den Rotorkern auszubilden, (d) Einfügen des Rotorkerns in den Ausnehmungsabschnitt der Gussform, welche in der Vorrichtung zum Gießen von Leitern ausgebildet ist, (e) Einstellen einer Axialabmessung des Halteabschnitts oder eines Hubs des Halteabschnitts, welcher auf ein axiales Ende des Rotorkerns einwirkt, auf die axiale Abmessung des Rotorkerns, und (f) Ausbilden einer Anzahl an Leiterstäben und eines Paares Endringe, welche die Enden der Leiterstäbe miteinander verbinden, durch Zugeben von geschmolzenem Metall in eine Anzahl an Schlitzen, welche im Rotorkern ausgebildet sind, der durch den Halteabschnitt gehalten wird.
Es ist vorzuziehen, zwischen den obigen Schritten (c) und (d) einen Schritt des Einschiebens eines Dorns einzufügen, welcher mit einem Wellenabschnitt mit einem Außendurchmesser versehen ist, welcher es ermöglicht, in die zentrale Öffnung des Rotorkerns eingeschoben zu werden, einem Endabschnitt mit einem Stützabschnitt, der an einem Ende des Wellenabschnitts angeordnet ist, und einem Schulterabschnitt mit einem Durchmesser, welcher größer ist als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts und auf dem anderen Ende des Wellenabschnitts angeordnet ist, und nach dem Schritt (f) einen Schritt des Entfernens des Rotors einzufügen, mit dem eine Anzahl an Leiterstäben und ein Paar Endringe im Rotorkern ausgebildet sind, aus der Gussform unter Einsatz des Dorns.
Durch Ausführen der Erfindung bei einem Verfahren zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors und einer Vorrichtung zum Gießen desselben können die Arten und die Anzahl an Spannvorrichtungen, wie bspw. Gussformen, Dorne und dergleichen, welche für das Gießen notwendig sind, verringert werden, und die Leistung der Spannvorrichtungen kann verbessert werden und die Herstellungseffizienz und die Qualität des Rotorkerns können verbessert werden.
Darüber hinaus können beim Gießen von Käfigrotoren, die verschiedenen Ausgabespezifikationen genügen, die Arten der Metallform und des Dorns, die für das Gießen notwendig sind, verringert werden, die für die Tätigkeit unter Verwendung der Dorne erforderliche Zeit kann verringert werden und ebenso die Anzahl der für das Gießen notwendigen Dorne. Des Weiteren kann das Gießen des Leiters des Käfigrotors des Induktionsmotors ausgeführt werden, ohne dass der Rotorkern durch Bohren bearbeitet werden muss.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, welche eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors zeigt, welche Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist;
2(a) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem ein Rotorkern in einem Ausnehmungsabschnitt einer Gussform einer Vorrichtung zum Gießen des Leiters des Käfigrotors gemäß einigen Merkmalen der Erfindung, fixiert durch den Halteabschnitt, aufgenommen ist, und 2(b) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem ein Bewegungshub eines Kolbens des Halteabschnittes durch die Tatsache vergrößert wird, dass ein Rotorkern mit einer kurzen Axialabmessung im Ausnehmungsabschnitt der Gussform der in 2(a) gezeigten Leitergussvorrichtung aufgenommen ist,
3(a) ist eine schematische Ansicht, welche zeigt, dass der Käfigrotor durch Schrumpffitten des Rotorkerns, welcher Leiterstäbe aufweist, die durch die Leitergussvorrichtung von 2(a) ausgebildet wurden, sowie einen Endring, welcher die Enden der Leiterstäbe miteinander verbindet, an den Befestigungsschaft ausgebildet ist, und 3(b) ist eine Querschnittsansicht gemäß dem Abschnitt b-b von 3(a), und 3(a) ist eine Teilquerschnittsansicht entlang dem Abschnitt a-a von 3(b);
4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Folge von Schritten zeigt, aufweisend einen Schritt des Ausbildens des Rotorkerns durch Laminieren der Stahlbleche, einen Schritt des Ausbildens eines Leiterabschnitts (des Leiterstabs und des Endrings) im Rotorkern durch die Leitergussvorrichtung und einen Schritt des Entfernens des Rotorkerns, in welchem der Leiterabschnitt auf dem Rotorkern ausgebildet ist, aus der Leitergussvorrichtung;
5(a) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Stahlbleche laminiert werden, 5(b) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem der Dorn in die zentrale Öffnung der laminierten Stahlbleche eingeführt wird, 5(c) ist eine Draufsicht, welche den Zustand von 5(b) zeigt, 5(d) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem die thermische Expansion des in 5(b) gezeigten Dorns erfolgt und 5(e) ist eine Draufsicht, welche den Zustand von 5(d) zeigt;
6(a) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem der in 5(d) gezeigte Dorn gekühlt wird, 6(b) ist eine Draufsicht, welche den Zustand von 6(a) zeigt; 6(c) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem der Dorn aus dem Zustand von 6(a) gezogen wird; und 6(b) ist eine perspektivische Ansicht des Dorns;
7 ist eine schematische Ansicht, welche eine Form des Dorns zeigt, der in den Rotorkern einzuschieben ist, um den Rotorkern zur Leitergussvorrichtung zu tragen und den Rotorkern, in welchem der Leiterstab und die Endringe ausgebildet sind, aus der Leitergussvorrichtung zu entfernen;
die 8(a) und 8(b) sind schematische Ansichten, welche erläutern, dass eine Axialabmessung eines Becherabschnitts eines Halteabschnitts zum Halten des Rotorkerns durch Einwirken auf den Endabschnitt des Rotorkerns entsprechend einer Länge der Axialabmessung des Rotorkerns, welcher im Ausnehmungsabschnitt der Gussform der Leitergussvorrichtung aufgenommen ist, verändert wird;
die 9(a) und 9(b) sind schematische Ansichten, welche erläutern, dass die Axialabmessung eines Abstandselements, das zwischen einem Becherabschnitt und dem Endabschnitt des Rotorkerns angeordnet ist, gemäß der Axialabmessung des Rotorkerns, welcher im Ausnehmungsabschnitt der Gussform der Leitergussvorrichtung aufgenommen ist, verändert wird;
10 ist eine schematische Ansicht, welche erläutert, dass der Leiter des Rotors, der mit einem Ausgleichsring versehen ist, durch die Leitergussvorrichtung ausgebildet wird;
11 ist eine schematische Ansicht, welche eine Vorrichtung gänzlich gemäß der Erfindung zum Gießen eines Leiters zeigt, welche mit einem Becher zum lokalen Anliegen von Druck auf einem Endring-Ausbildungsabschnitt versehen ist, der auf einer Seite gegenüber einem Gießtrichter gelegen ist, wobei der Becher zusätzlich auf die Endoberfläche des Rotorkerns einwirkt, der in dem Ausnehmungsabschnitt der Gussform aufgenommen ist, um den Rotorkern zu halten, wobei es ermöglicht wird, dass die Becher unabhängig durch jeweilige Zylinder angetrieben werden, und die zeigt, dass der in 2(a) gezeigte Dorn für den Rotorkern in der Leitergussvorrichtung eingesetzt ist;
12 ist eine schematische Ansicht, welche zeigt, dass ein Dorn mit einer Muffe, welche die gleiche Länge wie die Axiallänge des Rotorkerns hat, anstelle des Dorns in die in 11 gezeigte Form eingesetzt ist;
die 13(a) und 13(b) sind schematische Ansichten, welche einen Zustand zeigen, in welchem der in den 2(a) und 2(b) gezeigte Dorn durch den in 12 gezeigten Dorn ersetzt ist;
14 ist ein Flussdiagramm, welches eine Folge von Schritten einer herkömmlichen Ausführungsform zeigt, aufweisend einen Schritt des Ausbildens des Rotorkerns durch Laminieren der Stahlbleche, einen Schritt des Ausbildends des Leiterabschnitts (des Leiterstabs und des Endrings) in einem Rotorkern durch die Leitergussvorrichtung und einen Schritt des Entfernens des Rotors, in dem der Leiterabschnitt im Rotorkern ausgebildet ist, aus der Leitergussvorrichtung; und
15(a) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Stahlbleche laminiert werden; und 15(b) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem der Dorn in die zentrale Öffnung der laminierten Stahlbleche eingeführt wird, um den Leiter zu bilden, sowie die Unebenheit der zentralen Öffnung des Rotorkerns, welche zu diesem Zeitpunkt besteht; und 15(c) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem ein Spalt zwischen dem Dorn und dem Rotorkern ausgebildet ist; und 15(d) ist eine schematische Ansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Unebenheit in der zentralen Öffnung des Rotors verbleibt, ohne dass sie entfernt wird, selbst nachdem der Leiter ausgebildet ist und der Dorn herausgezogen ist.
Es ist anzumerken, dass nur 11 eine Ausführungsform gemäß der Erfindung mit doppelten becherförmigen Druckelementen zeigt, während die verbleibenden Figuren dennoch Merkmale zeigen, die in Ausführungsformen der Erfindung aufgenommen werden können.
Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors wird nachstehend mit Bezug auf 1, 2(a) und 2(b) beschrieben.
Eine Leitergussvorrichtung 10 ist mit einer Gussform 18 versehen, welche einen Ausnehmungsabschnitt 14 aufweist, um einen Rotorkern 12 eines Käfigrotors aufzunehmen, und einen Gießtrichter 16, welcher mit dem Ausnehmungsabschnitt 14 in Verbindung steht. Der Ausnehmungsabschnitt 14 und der Gießtrichter 16 sind durch einen Läufer 20 miteinander verbunden, welcher im Wesentlichen symmetrisch in zwei Richtungen verzweigt ist. Die Gussform 18 ist in eine feste Gussform 24 und eine bewegliche Gussform 26 durch eine Teilungsebene 22 aufgeteilt, welche sich in Vertikalrichtung erstreckt (in 1 in Vertikalrichtung). Die bewegliche Gussform 26 ist in Horizontalrichtung (in einer Horizontalrichtung, die in der Zeichnung durch den Pfeil A dargestellt ist) beidseitig in Bezug auf die feste Gussform 24 beweglich. Deshalb ist die Gussform 18 so ausgeführt, dass sie geteilt ist und in Radialrichtung des Rotorkerns 12 verbunden ist.
Die Metallgussform umfasst die feste Gussform 24 und die bewegliche Gussform 26. Darüber hinaus weisen die feste Gussform 24 und die bewegliche Gussform 26 jeweils Hauptformen 24a und 26a und Unterformen 24b und 26b auf, die so strukturiert sind, dass sie Einschübe für die Hauptformen 24a und 26a sind. Der Ausnehmungsabschnitt 14, der Gießtrichter 16 und der Läufer 20 sind gegen die feste Gussform 24 und die bewegliche Gussform 26 von der Teilungsebene 23 aus mit einer Ausnahme versehen, so dass sie im Wesentlichen die gleichen Formen aufweisen, so dass, wenn die beiden Gussformen 24 und 26 verbunden sind, ein einzelner Gussformhohlraum und ein einzelnes Gießtrichtersystem gebildet sind. In diesem Fall sind der Ausnehmungsabschnit 14, der Gießtrichter 16 und der Läufer 20 in den Unterformen 24b und 26b ausgebildet.
Der Gießtrichter 16 ist unmittelbar unterhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 angeordnet, und der Läufer 20 ist zu einer umfangsseitigen Wand eines unteren Endes des Ausnehmungsabschnitts 14 geöffnet. Ein Aufnahmeabschnitt 28 ist in den Hauptgussformen 24a der festen Gussform 24 bzw. der Hauptgussform 26a der beweglichen Gussform 26 ausgebildet, die jeweils unterhalb des Gießtrichters 16 angeordnet sind, und ein (nicht gezeigtes) vorderes Einspritzende der Gussmaschine, bspw. der Spritzgussmaschine oder dergleichen, ist auf dem Aufnahmeabschnitt 28 ausgebildet. Darüber hinaus ist eine Anzahl an Entlüftungslöchern (ein erstes Entlüftungsloch 15 und ein zweites Entlüftungsloch 17) entlang der Teilungsebene 22 in der festen Gussform 24 und der beweglichen Gussform 26 ausgebildet, um es zu ermöglichen, dass Gas während des Gießens aus einem Hohlraum entkommt. Die Entlüftungslöcher erstrecken sich durch die Hauptgussformen 24a und 26a und die Untergussformen 24b und 26b, wobei sich ein Ende jeder Entlüftungsöffnung zu einer oberen umfangsseitigen Wand oder einer inneren umfangsseitigen Wand des Ausnehmungsabschnittes 14 öffnet und sich das andere Ende derselben durch Kühlkanäle (einen ersten Kühlkanal 30 und einen zweiten Kühlkanal 31), welche in den Hauptgussformen 24a und 26a ausgebildet sind, zur Luft hin öffnet.
Die bewegliche Gussform 26 ist mit einer Anzahl an Führungsstiften 32 versehen, welche von der Teilungsebene 22 der Hauptgussform 26a aus vorsteht, und mit einer den Kern stützenden Schiene 34, welche von der Teilungsebene 22 der Unterform 26b aus vorsteht. Darüber hinaus ist die feste Gussform 24 mit einer Führungsnut 36 und einer die Schiene aufnehmenden Nut 38 ausgebildet, welche auf der Teilungsebene 22 an Positionen ausgenommen sind, die den Positionen des Führungsstifts 32 und der den Kern stützenden Schiene 34 entsprechen. Darüber hinaus ist die bewegliche Gussform mit einer Druckschicht 40 und einer Anzahl an Druckstiften 42 versehen, um den Rotorkern 12, der mit dem Leiter ausgebildet ist, von dem Ausnehmungsabschnitt 14 aus zu drücken.
Als nächstes wird der Rotorkern 12 des Käfigrotors nachstehend mit Bezug auf die 3(a) und 3(b) beschrieben.
Der Rotorkern 12 wird von einem laminierten Körper aus magnetischem Stahlblech gebildet, bspw. einem Silikonstahlblech 11 und dergleichen, und ist mit einem Leiterstab 46 versehen, der innerhalb jedes aus einer Anzahl an Schlitzen 44 ausgebildet ist, die sich axial entlang einem äußeren Umfangsabschnitt, welcher eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, erstrecken, und mit einem Paar Endringe 48, um die Anzahl an Leiterstäben 46 miteinander zu verbinden. Die Anzahl an Leiterstäben 46 und das Paar Endringe 48 sind integral durch Gießen ausgebildet, bspw. durch Aluminiumdruckguss und dergleichen, unter Einsatz einer Leitergussmaschine 10. Der Rotorkern 12 mit dem integral ausgebildeten Leiterabschnitt ist an einer Welle 52 in einer zentralen zylindrischen Öffnung 50 durch Schrumpfpassung und dergleichen fixiert, um einen bekannten Käfigrotor auszubilden.
Der Käfigrotor 12 ist in dem Ausnehmungsabschnitt 14 der Gussform 18 so ausgebildet, dass er von einem Dorn 54 gestützt wird (nachstehend als einfacher Dorn bezeichnet), welcher in 2(a) gezeigt ist. Der einfache Dorn 54 ist mit einem Wellenabschnitt und einem Schulterabschnitt versehen, wobei der Schulterabschnitt in einer Basis des unteren Endes des Wellenabschnitts angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Wellenabschnitts, und mit einer Spannvorrichtung zum Tragen des Rotorkerns 12 durch Einschieben des Wellenabschnitts in das offene Loch des axialen Kernabschnitts des Rotorkerns 12 und durch Stützen des unteren Endabschnitts des Rotorkerns 12 mittels des Schulterabschnitts. Es ist ausreichend, dass der einfache Dorn 54 zumindest die Funktion des Tragens des Rotorkerns 12 aufweist, und der äußere Durchmesser des Wellenabschnitts des einfachen Dorns 54 muss so bestimmt werden, dass ein Freiraum vorgesehen werden kann, um den Einschub des Wellenabschnitts in den Rotorkern 12 zu ermöglichen. Darüber hinaus weist der einfache Dorn 57 einen unteren Endabschnitt auf, der nach unten vorsteht, und ist eingreifend in ein Paar Führungsvorsprünge 62 der den Kern stützenden Schiene 34 der beweglichen Gussform 26 eingeschoben, wodurch der einfache Dorn 54 und der Rotorkern 12 durch die den Kern stützende Schiene 34 verschiebbar getragen werden. Darüber hinaus ist ein ringförmiges Stützelement zum Bewegen des einfachen Dorns 54 selbst oder des einfachen Dorns und des Rotorkerns 12, der hierdurch gestützt wird, auf dem oberen Ende des einfachen Dorns 54 vorhanden.
Der Rotorkern 12, der unter Beibehaltung der Vertikalität seiner Achse durch den Dorn 54 gestützt wird, ist auf der den Kern stützenden Schiene 34 der beweglichen Gussform 26 montiert, wie in den 1 und 2(a) gezeigt.
Wenn der durch den einfachen Dorn 54 gestützte Rotorkern 12 in den Ausnehmungsabschnitt 14 der beweglichen Gussform 26 eingeführt wird, und die bewegliche Gussform 26 bewegt wird, um mit der festen Gussform 24 verbunden zu werden, ist der Rotorkern 12 in einer vorgegebenen Position innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 aufgenommen, wobei dessen äußere umfangsseitige Oberfläche im Wesentlichen eng und gleichmäßig in Kontakt mit der umfangsseitigen Wand des Ausnehmungsabschnitts 14 ist. In diesem Fall ist im unteren Endbereich des Ausnehmungsabschnitts 14 ein erster ringförmiger Endringhohlraum 64 zum Ausbilden des Endrings 48 zwischen der axialen Endoberfläche des Rotorkerns 12, der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Schulterabschnitts der Basis des einfachen Dorns 54 und der Wandoberfläche des Ausnehmungsabschnitts 14 definiert. Auf ähnliche Weise ist im oberen Ende des Ausnehmungsabschnitts 14 ein zweiter ringförmiger Endringhohlraum 66 zum Ausbilden des Endrings 48 zwischen der axialen Endoberfläche des Rotorkerns 12, der äußeren umfangsseitigen Oberfläche eines Bechers 72 (später beschrieben) und der Wandoberfläche des Ausnehmungsabschnitts 14 definiert. Der erste Endringhohlraum 64 und der zweite Endringhohlraum 66 kommunizieren mit einer Anzahl an Schlitzen 44 des Rotorkerns 12.
Die Leitergussvorrichtung 10 ist darüber hinaus mit einem Halteabschnitt 70 zum Befestigen und Halten des Rotorkerns 12 innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 durch Bringen seines Endabschnitts in Kontakt mit dem oberen Endabschnitt des Rotorkerns 12 versehen. Der Halteabschnitt 70 ist dafür ausgelegt, sich in Richtung gegen den Endabschnitt des Rotorkerns 12 bewegen und einstellen zu können. Der Halteabschnitt 70, der in 2(a) gezeigt ist, weist den Becher 72 zum Halten, Befestigen und Pressen des Rotorkerns 12, indem er in Kontakt mit dem oberen Ende des Rotorkerns 12 gebracht wird, und einen Zylinder 73 zum Antreiben des Bechers 72 auf. Die Bewegung des Halteabschnitts 70 gegen den Endabschnitt des Rotorkerns 12 wird durch Einstellen der Hublänge des Zylinders 73 gesteuert. Im Fall von 2(a) ist, da die Axialabmessung des Rotorkerns relativ lang ist, der Hub des Zylinders so eingestellt, dass er relativ kurz ist. Im Fall von 2(b) ist der Hub des Zylinders, da die axiale Abmessung des Rotorkerns 12 relativ kurz ist, so eingestellt, dass er relativ lang ist.
Wenn der Zylinder 73 gegen die Seite des Rotorkerns 12 bewegt wird, wird der Becher 72 in Kontakt mit dem oberen Ende des Rotorkerns 12 innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 gebracht, um den Rotorkern 12 zu drücken. Als Ergebnis davon wird der Rotorkern 12 in einer vorgegebenen Position innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 zwischen dem Becher 72 und der den Kern tragenden Schiene 34 gehalten.
Darüber hinaus definiert die axiale Endoberfläche des Bechers 72 den zweiten Endringhohlraum 66 und legt einen Druck an das geschmolzene Eisen an, welches in den zweiten Endringhohlraum 66 geführt ist.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Konstruieren des Rotorkerns 12 durch Stapeln der laminierten Stahlbleche 11 vor dem Gießen durch die Leitergussvorrichtung 10 mit Bezug auf die 5(a) bis 5(e) und 6(a) bis 6(d) beschrieben.
Um die laminierten Stahlbleche 11 zu stapeln, wird ein Dorn 80 (nachstehend als "offener Dorn" bezeichnet), wie in 6(d) gezeigt, verwendet. Der offene Dorn 80 ist mit einem Muffenabschnitt 80a und einem Schulterabschnitt 80b zum Stützen der laminierten Stahlbleche 11, die aufeinander gestapelt sind, versehen. Die thermische Expansionsgeschwindigkeit des Muffenabschnitts 80a ist größer als diejenige des laminierten Stahlblechs 11, und der Muffenabschnitt 80a weist eine axiale Länge auf, die größer ist als die axiale Länge des Rotorkerns 12, der durch das Stapeln ausgebildet ist. Der offene Dorn ist mit Heizmitteln versehen, bspw. einem Heizer 82 oder dergleichen, und mit Kühlmitteln, wie bspw. einer Kühlrohrleitung 84 oder dergleichen. Der Muffenabschnitt 80a expandiert beim Erhitzen durch den Heizer 82 in Radialrichtung und drückt die laminierten Stahlbleche 11 entlang ihren inneren Umfängen, um die innere umfangsseitige Oberfläche des Rotorkerns 12 zu begradigen. Darüber hinaus schrumpft der Durchmesser des Muffenabschnitts 80a beim Kühlen durch die Kühlrohrleitung 84 in Radialrichtung, wodurch ein Spalt zwischen der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Muffenabschnitts 80a und der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Rotorkerns 12 gebildet wird. Als Ergebnis davon wird der Rotorkern 12 geöffnet, so dass er aus dem offenen Dorn 80 gezogen werden kann.
Als nächstes wird ein Verfahren zum integralen Ausbilden des Leiterabschnitts des Rotorkerns 12 mittels der Leitergussvorrichtung 10 mit der obigen Struktur mit Bezug auf das Flussdiagramm von 4 beschrieben. In diesem Verfahren ist das Gießen des Leiters hauptsächlich in ein Verfahren des Bildens des Rotorkerns 12 durch die laminierten Stahlbleche (Verfahren A), ein Verfahren des Vorheizens des Rotorkerns 12 (Verfahren B) und ein Verfahren des Druckgießens des Rotorkerns 12 in der Leitergussvorrichtung 10 (Verfahren C) aufgeteilt.
Beim Verfahren A werden, wie in 5(b) gezeigt, zunächst die laminierten Stahlbleche 11 (5(a)) mit zentralen Öffnungen versehen und werden durch den Muffenabschnitt 80a des offenen Dorns 80 passiert, um es den laminierten Stahlblechen zu ermöglichen, aufeinander gestapelt zu werden (Schritt S1), um den Rotorkern 12 auszubilden, und dann wird die Gesamtdicke der Laminierung eingestellt (Schritt S2). Die Einstellung der Laminierungsdicke kann durch eine automatische Einrichtung zur Einstellung der Laminierungsdicke erfolgen. Das laminierte Stahlblech 11 ist nicht vollständig ausgerichtet, wodurch eine Unebenheit an der inneren umfangsseitigen Oberfläche verbleibt, wie schematisch in 5(b) dargestellt ist. Der Spalt zwischen dem laminierten Stahlblech 11 und dem Muffenabschnitt 80a des Dorns 80 beträgt bspw. 50 μm.
Nach dem Ausbilden des Rotorkerns 12 durch Anhäufen der laminierten Stahlbleche 11 wird der Heizer 82 des offenen Dorns betätigt, so dass er den offenen Dorn 80 erhitzt (Schritt S3). Der offene Dorn 80 und der Rotorkern 12 expandieren durch diese Erwärmung. Wenn die thermische Expansionsgeschwindigkeit des offenen Dorns 80 so eingestellt ist, dass sie größer ist als die thermische Expansionsgeschwindigkeit der laminierten Stahlbleche 11, wird die äußere umfangsseitige Oberfläche des Muffenabschnitts 80a in Kontakt mit der inneren umfangsseitigen Oberfläche des zentralen Lochs der laminierten Stahlbleche 11 durch die Radialexpansion des Muffenabschnitts 80a des offenen Dorns 80 gebracht und drückt darüber hinaus die innere umfangsseitige Oberfläche des zentralen Lochs der laminierten Stahlbleche 11 in Radialrichtung nach außen. Wenn bspw. Edelstahl für den Muffenabschnitt 80a des offenen Dorns 80 verwendet wird, beträgt die lineare Expansionsgeschwindigkeit des Edelstahls 16,4 × 10^–6, wohingegen die lineare Expansionsgeschwindigkeit des Materials, welches die laminierten Stahlbleche 11 bildet, 11,7 × 10^–6 beträgt. Somit nimmt unter der Vorraussetzung, dass der Spalt zwischen dem zentralen Loch des laminierten Stahlblechs 11 mit dem Innendurchmesser ⌽60 und dem Muffenabschnitt 80a 50 μm beträgt, der Durchmesser des offenen Dorns 80a beim Erhitzen auf etwa 200°C auf 57 μm zu, selbst nachdem die Zunahme des Innendurchmessers des laminierten Stahlblechs 11 subtrahiert wurde, so dass der vor dem Erhitzen bestehende Spalt von 50 μm überschritten wird, was bewirkt, dass der offene Dorn 80a die innere umfangsseitige Oberfläche der laminierten Stahlbleche 11 radial nach außen drückt, und zwar um einen Betrag, welcher der Differenz der Expansion entspricht. Als Ergebnis davon wird der innere Umfang des Rotorkerns 12 ausgerichtet, indem er über 7 μm gedrückt wird.
Die 5(d) und 5(e) veranschaulichen schematisch einen Zustand, in dem die Unebenheit der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Rotorkerns 12 durch die Expansion des Muffenabschnitts 80a des offenen Dorns 80 aufgehoben wird. Darüber hinaus kann der offene Dorn 80 entweder unter Einsatz von Hydrauliköl arbeiten oder vom mechanischen Typus sein oder auch sich der thermischen Expansion bedienen. Jedoch ist im Fall der thermischen Expansion die Dispersion der partiellen Expansion relativ gering, so dass die Ausrichtung des inneren Umfangs besser verwirklicht werden kann, und darüber hinaus ist sie, da die Struktur einfach gehalten werden kann, in Bezug auf die Wartung und auf die Dauerhaftigkeit besser.
Nach dem Ausrichten der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Rotorkerns 12 wird der Rotorkern 12 durch den hydraulischen Druck oder dergleichen in Axialrichtung gepresst, um den Spalt zwischen dem jeweiligen laminierten Stahlblech 11 zu entfernen (Schritt S4), und des Weiteren wird die äußere umfangsseitige Oberfläche des Rotorkerns 12 temporär geschweißt (Schritt S5), wodurch eine gegenseitige Reibung innerhalb der Laminierung des Rotorkerns 12 verhindert wird. Das temporäre Schweißen der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Rotorkerns 12 kann bspw. durch axiales Schweißen mehrerer Abschnitte (3 bis 4 Abschnitte) des äußeren Umfangs des Rotorkerns 12 mittels eines YAG-Lasers oder dergleichen verwirklicht werden (in Bezug auf 6(c) als Schweißabschnitt 86 bezeichnet). Das temporäre Schweißen kann verwirklicht werden, indem eine Arbeitsdüse auf einen Arbeitsroboter montiert wird und ein Laserstrahl mit einer Kapazität von ungefähr 500 Watt über etwa 3 Minuten darauf gerichtet wird. Des Weiteren kann das Fixieren der laminierten Stahlbleche auch durch Verstemmen erfolgen.
Die 6(a) und 6(b) zeigen einen Zustand, in welchem der offene Dorn 80 gekühlt wird und ein Spalt zwischen der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Muffenabschnitts 80a und der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Rotorkerns 12 ausgebildet wird. In diesem Zustand kann der laminierte Rotorkern 12 aus dem offenen Dorn 80 herausgenommen werden. Das Kühlen des erhitzten offenen Dorns 80 kann erfolgen, indem ein Kühlfluid oder dergleichen (Ölkühlung oder Wasserkühlung) durch das Kühlleitungsrohr 84 geleitet wird. Darüber hinaus können andere Kühlmittel als das Kühlleitungsrohr 84 oder eine natürliche Kühlung und der Verzicht auf das Kühlmittel eingesetzt werden.
Daneben zeigt 6(c) einen Zustand, in dem der offene Dorn 80 aus dem in 6(a) gezeigten Rotorkerns 12 herausgenommen wird, und 6(d) zeigt den so herausgenommenen Dorn 80. Des Weiteren wird das temporäre Schweißen durch den Laserstrahl oder dergleichen auf der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Rotorkerns 12 durchgeführt, wie in 6(c) gezeigt, um den Schweißabschnitt 86 auszubilden.
Beim Verfahren B, das nach Abschluss des Verfahrens A stattfindet, wird der Rotorkern 12 für das Gießen vorgeheizt (Schritt S6). Das Vorheizen kann bspw. durch Mittel erfolgen, welche durch Hochfrequenz Wärme induzieren.
Nach dem Vorheizen des Rotorkerns 12 im Verfahren B wird der Druckguss für den Rotorkern 12 durch die Leitergussvorrichtung 10 im Verfahren C ausgeführt. Das Verfahren C wird nachstehend in Bezug auf 7 beschrieben.
Zunächst wird, um den Rotorkern 12, welcher im Verfahren B erhitzt wurde, der Leitergussvorrichtung 10 zuzuführen, der einfache Dorn 54 mit der in 7 gezeigten Form auf den Rotorkern 12 montiert. Der einfache Dorn 54 ist mit einem Muffenabschnitt 54a ausgebildet, welcher einen solchen Durchmesser aufweist, dass er in die zentrale Öffnung 50 des Rotorkerns 12 eingeschoben werden kann, mit einer Basis 58 mit einem Schulterabschnitt zum Halten des Rotorkerns 12, indem er in Kontakt mit dem unteren Endabschnitt des Rotorkerns 12 gebracht wird, und mit einem Stützabschnitt 56, welcher für das Befördern nur des einfachen Dorns 54 oder des einfachen Dorns 54, der auf den Rotorkern 12 montiert ist, verwendet werden kann. Das Montieren des Rotorkerns 12 auf den einfachen Dorn 54 kann verwirklicht werden, indem der Muffenabschnitt 54a des Dorns in die zentrale Öffnung 50 des Rotorkerns 12 eingeführt wird, wobei das Stützwerkzeug 56 und dergleichen verwendet wird. Des Weiteren kann durch Einsatz des Stützabschnitts 56 und dergleichen der Rotorkern 12 zusammen mit dem einfachen Dorn 54 befördert werden.
In der Leitergussvorrichtung 10 wird die Gussform 18 geöffnet, und der Zylinder 73 des Halteabschnitts 70 wird so zurückgenommen, dass der Becher 72 in der zurückgenommenen Position angeordnet ist. Als nächstes wird der durch den Dorn 54 gehaltene Rotorkern 12 zur Gussform 18 befördert und wird axial vertikal auf den vorderen Endabschnitt der den Kern stützenden Schiene 34 der beweglichen Gussform 26 montiert. In diesem Zustand wird die bewegliche Gussform 26 so bewegt, dass sie mit der festen Gussform 24 zusammengebaut werden kann, wodurch der Rotorkern 12 innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 aufgenommen ist, und der Rotorkern 12 wird in den Ausnehmungsabschnitt 14 der festen Gussform 24 gemäß der Bewegung der beweglichen Gussform 26 eingeführt. Dann wird der Rotorkern 12 durch die Wand des Ausnehmungsabschnitts 14 der festen Gussform 24 gedrückt, so dass er durch die den Kern stützende Schiene 34 geführt wird. Daneben wird durch den vollständigen Zusammenbau der beweglichen Gussform 26 mit der festen Gussform 24 der Rotorkern 12 in den Ausnehmungsabschnitt 14 der beweglichen Gussform 26 eingeführt (Schritt S7); 7(c).
Nachdem die bewegliche Gussform 26 mit der festen Gussform 24 zusammengebaut wurde und der Rotorkern 12 im Ausnehmungsabschnitt 14 aufgenommen wurde, wird der Zylinder 73 vorgeschoben (nach unten geführt), so dass der Rotorkern 12 zwischen dem Becher 72 und der den Kern stützenden Schiene 34 fixiert ist. In diesem Fall können, wenn der Hub des Zylinders 73 so eingestellt wird, dass er gleich der kürzesten axialen Länge der Rotorkerne 12 ist, sowohl die Metallgussform als auch der Dorn von derselben Art in Bezug auf den Rotorkern 12 sein, dessen axiale Länge variabel ist. 2(a) zeigt den Fall, dass die axiale Länge des Rotorkerns 12 relativ lang ist, und 2(b) zeigt den Fall, dass die axiale Länge des Rotorkerns 12 relativ kurz ist. Beim Einstellen des Hubes des Zylinders 73 so, dass er eine relativ kurze axiale Länge des Rotorkerns 12 anpassen kann, wie in 2(b) gezeigt, kann das Gießen mit derselben Struktur ausgeführt werden, ungeachtet der axialen Länge des Rotorkerns 12.
In diesem Zustand ist die Injektionsfront der Gussmaschine, bspw. der Spritzgussmaschine oder dergleichen, auf den Aufnahmeabschnitt 28 (1) montiert, so dass das geschmolzene Metall in den Gießtrichter 16 eingegossen werden kann. Das unter einem vorgegebenen Druck gegossene geschmolzene (Metall fließt in den ersten Endringhohlraum 64 durch den Läufer 20 und füllt den den Leiter bildenden Hohlraum innerhalb der Anzahl an Schlitzen 44 des Rotorkerns. In diesem Fall entkommt das Gas innerhalb des den Leiter bildenden Hohlraums aus der Gussform 18 durch die Entlüftungsöffnung und die Kühlleitung. In diesem Fall sind eine Anzahl an Entlüftungsöffnungen und Kühlkanälen (die erste Entlüftungsöffnung 15, die zweite Entlüftungsöffnung 17, der erste Kühlkanal 30 und der zweite Kühlkanal 32) entlang der axialen Länge des Rotorkerns 12 in Axialrichtung effizient vorhanden, so dass die Gase selbst in dem Fall entkommen, in dem ein Rotorkern 12 mit unterschiedlicher Axiallänge gegossen wird. Daneben kann, wenn die Vakuumpumpe mit dem Kühlkanal verbunden wird, um das Gas innerhalb der Metallgussform abzuziehen, das Gießen mit weniger Lunkern erfolgen. Das geschmolzene Metall füllt den den Leiter bildenden Hohlraum innerhalb der Anzahl an Schlitzen 44 und strömt danach in den zweiten Endringhohlraum 66 (Schritt S8; 7(c)).
Nachdem die Anzahl an Leiterstäben 46 und das Paar Endringe 48 des Rotorkerns 12 ausgebildet wurden, wird der Zylinder 73 zurückgenommen (angehoben), um den Becher 72 vom Rotorkern 12 zu trennen. Des Weiteren wird die bewegliche Gussform 26 bewegt, um die Gießform 18 zu öffnen, und die Druckplatte 4 wird betätigt, um den Rotorkern 12 zum vorderen Endabschnitt der den Kern stützenden Schiene 34 mittels des Druckstifts 43 (7(d)) herauszudrücken.
Danach wird der Torabschnitt 60, mit dem einer der Endringe 48 und das innerhalb des Kanals 20 für das geschmolzene Metall verfestigte Metall verbunden sind, geschnitten, um getrennt zu werden (7(e)), und der einfache Dorn 54 wird aus dem Rotorkern 12 gezogen (Schritt S9 und 7(f)). Hierdurch wird das Ausbilden des Leiters des Rotors abgeschlossen. Der einfache herausgezogene Dorn 54 wird weiter benutzt, um den Leiter des nächsten Rotorkerns 12 auszubilden.
Da der einfache Dorn 54 durch Rotation wieder verwendet werden kann, und zwar ungeachtet der axialen Länge des Rotorkerns 12, ist es nicht notwendig, viele Arten von Dornen entsprechend verschiedenen Axiallängen des Rotorkerns 12 herzustellen, und darüber hinaus kann die notwendige Anzahl derselben gemäß dem Zyklus für das Gießverfahren minimiert werden.
Wie vorstehend beschrieben, stellt der Halteabschnitt 70, der in der Leitergießvorrichtung 10 vorhanden ist, den Hub des Zylinders 73 entsprechend der Differenz der axialen Abmessung des Rotorkerns 12 ein. Als nächstes wird nachstehend ein anderes Mittel für die Entsprechung der Differenz der axialen Abmessung des Rotorkerns 12 mit Bezug auf die 8(a), 8(b), 9(a) und 9(b) beschrieben. In diesem Fall werden nur Abschnitte, die sich von der Struktur der oben beschriebenen Ausführungsform unterscheiden, beschrieben, und die Erläuterung der gemeinsamen Abschnitte wird ausgelassen.
In der in den 8(a) und 8(b) beschriebenen Ausführungsform werden Becher 72 unterschiedlicher axialer Länge eingesetzt und entsprechend der axialen Länge des Rotorkerns 12 ersetzt, wodurch es ermöglicht wird, den Rotorkern 12 gegen die Richtung des Endabschnitts einzustellen. In dem Fall, dass die axiale Abmessung des Rotorkerns 12 lang ist, wie in 8(a) gezeigt, wird der Becher 72 mit kürzerer axialer Abmessung verwendet. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, dass die axiale Abmessung des Rotorkerns 12 kurz ist, wie in 8(b) gezeigt, der Becher 74 mit längerer axialer Abmessung verwendet. Auf diese Weise kann die Verwendung der Becher 72 und 74, von denen jeder eine Axialabmessung entsprechend der axialen Länge des Rotorkerns 12 aufweist, für den Halteabschnitt 70 dieselbe Gussvorrichtung zum Gießen verwendet werden, selbst wenn die Axiallänge des Rotorkerns 12 verändert wird.
In der in den 9(a) und 9(b) gezeigten Ausführungsform ist eine Anzahl an Abstandshaltern 71 und 75 vorhanden, die jeweils bezüglich der Axialabmessungen differieren, und ein Abstandshalter entsprechend der axialen Abmessung des Rotorkerns 12 wird unter ihnen ausgewählt. In dem Fall, dass die axiale Abmessung des Rotorkerns 12 lang ist, wie in 9(a) gezeigt, wird der Abstandshalter 71 mit kürzerer axialer Länge verwendet. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, dass die axiale Abmessung des Rotorkerns 12 kurz ist, wie in 9(b) gezeigt, der Abstandshalter 75 mit längerer axialer Abmessung verwendet. Auf diese Weise kann durch selektives Verwenden der Abstandshalter 71 und 75, von denen jeder eine Axialabmessung entsprechend der axialen Länge des Rotorkerns 12 aufweist, dieselbe Leitergussvorrichtung zum Gießen verwendet werden, selbst wenn die axiale Länge des Rotorkerns 12 verändert wird.
Die Abstandshalter 71 und 75 der Ausführungsformen der 9(a) und 9(b) stehen teilweise auf der Seite vor, welche zu den Rotorkernen 12 und 13 gerichtet ist, um den Vorsprungsabschnitt und den Schulterabschnitt zu bilden. Der Vorsprungsabschnitt weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser der Rotorkerne 12 und 13 ist, und die Abstandshalter 71 und 75 und die Rotorkerne 12 und 13 können positioniert werden, indem der Vorsprungsabschnitt in den Zwischenraum eingefügt wird, welcher den Innendurchmesser der Rotorkerne 12 und 13 definiert, und durch Bringen des Schulterabschnitts in Kontakt mit der Endoberfläche der Rotorkerne 12 und 13. Darüber hinaus können der Rotorkern und der Abstandshalter gleichzeitig innerhalb der Gussform eingesetzt werden, indem die Rotorkerne 12 und 13 und die Abstandshalter 71 und 75 zusammen auf der den Kern stützenden Schiene verschoben werden, nachdem die Abstandshalter 71 und 75 auf den Rotorkernen 12 und 13 befestigt wurden, die auf der den Kern stützenden Schiene angeordnet sind. Derselbe Effekt kann durch Verändern der Kombination sowohl des Bechers als auch des Abstandshalters sowie durch Verändern nur des Bechers 72 oder 74 und des Abstandshalters 71 oder 75 erzielt werden.
Darüber hinaus kann die Leitergießvorrichtung 10 zum Gießen eines Rotors verwendet werden, der mit einem Ausgleichsring versehen ist. Das Gießen des Rotors, der mit dem Ausgleichsring versehen ist, wird nachstehend mit Bezug auf 10 beschrieben.
Zum Gießen dieses Rotors wird der Abstandshalter 71 auf die gleiche Weise benutzt wie in dem in 9(a) gezeigten Fall. Jedoch weist der hier verwendete Abstandshalter 71 eine größere axiale Länge des Vorsprungsabschnitts auf als der Abstandshalter, der in 9(a) gezeigt ist, um einen Ausgleichsring 92 zwischen dem Schulterabschnitt des Abstandshalters 71 und der oberen Endoberfläche des Rotorkerns 12 zu halten. In 10 fixiert der Abstandshalter 71 zeitweilig den Ausgleichsring 92 am Rotorkern 12 durch Halten des Ausgleichsrings 92 gegen den Rotorkern 12 unter Einsatz des ausgedehnten Abschnitts des Vorsprungsabschnittes. Darüber hinaus wird ein unterer Ausgleichsring 92' in den Muffenabschnitt 54a des einfachen Dorns 54 eingeführt und durch die Basis 58 aufgenommen, so dass er fixiert ist. Wenn das geschmolzene Metall in einem Zustand eingefüllt wird, in dem der Ausgleichsring 92 zeitweilig am Rotorkern 12 befestigt ist, wird der Ausgleichsring 92 am Rotorkern 12 gleichzeitig mit dem Leiterguss fixiert.
Obwohl der vorstehend erwähnte Halteabschnitt 70 den einzelnen Zylinder 73 verwendet, wird erfindungsgemäß ein Doppelzylinder eingesetzt, indem ein zusätzlicher Zylinder für das Aufbringen von Druck hinzugefügt wird. 11 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Halteabschnitts 70 unter Einsatz des Doppelzylinders. Darüber hinaus werden hier nur diejenigen Dinge beschrieben, die sich von der in der vorstehend erwähnten Ausführungsform erläuterten Struktur unterscheiden, und die Erläuterung der gemeinsamen Merkmale wird ausgelassen.
Der in 11 gezeigte Halteabschnitt 70 weist sowohl ein Mittel zum Halten des Rotorkerns 12 an einer vorgegebenen Position innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 gegen den Fülldruck des geschmolzenen Metalls als auch einen lokalen Druckbecher für das lokale Aufbringen von Druck auf das geschmolzene Metall, das in den den Leiter bildenden Hohlraum (die Anzahl an Schlitzen 44 im Rotorkern) und gefüllt wird, und zwar unabhängig vom Fülldruck, auf.
Der Halteabschnitt 70 wird am oberen Ende (der Seite gegenüber dem Gießzylinder) der beweglichen Gussform 26 getragen und weist einen ersten Zylinder 77, einen festen Becher 76, der mit dem ersten Zylinder 77 verbunden ist, einen zweiten Zylinder 79 und einen lokalen Druckbecher 78 auf, welcher mit dem zweiten Zylinder 79 verbunden ist. Der Befestigungsbecher 76 fixiert den Rotorkern 12 innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14, und der lokale Druckbecher 78 übt zusätzlich einen lokalisierten Druck auf das geschmolzene Metall aus, das in den zweiten Endringhohlraum 66 eingefüllt wurde.
Wenn der erste Zylinder 77 angetrieben wird und der Arbeitsbefestigungsbecher 76 vorgeschoben (abgesenkt) wird, wird dessen axiale Endoberfläche in Kontakt mit der axialen Endoberfläche des Rotorkerns 12 innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 gebracht. Als Ergebnis davon, wird der Rotorkern 12 an einer vorgegebenen Position innerhalb des Ausnehmungsabschnitts 14 zwischen dem Arbeitsbefestigungsbecher 76 und der den Kern stützenden Schiene 34 gehalten. Des Weiteren komprimiert, wenn der zweite Zylinder 79 mit geeigneter Zeitgebung angetrieben wird, um den lokalen Druckbecher 78 vorzuschieben (abzusenken), die axiale Endoberfläche des lokalen Druckbechers 78 das geschmolzene Metall, welches in den zweiten Endringhohlraum 66 eingefüllt ist. Als Ergebnis davon wird verhindert, dass der zweite Endring entsprechend dem Endring, der auf der Seite gegenüber dem Gießtrichter ausgebildet ist, Lunker ausbildet.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung ist es nicht notwendig, beide Enden der laminierten Stahlbleche durch ein Befestigungselement zu fixieren, so dass das Vorsehen des Befestigungselements und dessen Ausbildung weggelassen werden können.
Bei der Vorrichtung zum Gießen des Leiters des Käfigrotors des Induktionsmotors, die in 11 gezeigt ist, wird erfindungsgemäß der Dorn (der einfache Dorn 54) in der Form verwendet, die in 7 gezeigt ist. Jedoch kann anstelle dieses einfachen Dorns, wie in 12 gezeigt ist, ein Dorn 57 (nachstehend als herkömmlicher Dorn bezeichnet) eingesetzt werden, der eine Muffe 53 mit einer axialen Länge aufweist, die gleich derjenigen des Rotorkerns 12 ist, und mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Rotorkerns ist, und einer oberen Kappe 51 und einer unteren Kappe 55, die auf dem oberen Ende bzw. dem unteren Ende der Muffe 53 montiert sind.
Eine Vorrichtung zum Gießen des Leiters des Käfigrotors des Induktionsmotors unter Einsatz des herkömmlichen Dornes 57 ist in 12 gezeigt. Die Leitergießvorrichtung ist mit dem Halteabschnitt 70 versehen, der den doppelten Zylinder (den ersten Zylinder 77 und den zweiten Zylinder 79) verwendet, und zwar auf die gleiche Weise wie die Leitergießvorrichtung von 11, und ist speziell für das Gießen eines Rotors für Hochgeschwindigkeitsrotation geeignet. Das Verfahren für den Fall, dass der herkömmliche Dorn 57 für das Gießen durch die Leitergießvorrichtung verwendet wird, ist gleich demjenigen von 11, so dass die Erläuterung desselben ausgelassen werden kann.
12 zeigt die Ausführungsform, in der der herkömmliche Dorn 57 in der Gießvorrichtung für den Leiter des Käfigrotors verwendet wird, einschließlich des Halteabschnitts 70, der mit dem doppelten Zylinder verbunden ist, sowie eine Ausführungsform, in welcher der vorstehend beschriebene herkömmliche Dorn 57 bei der Leitergießvorrichtung für den Käfigrotor verwendet wird, einschließlich des Halteabschnitts 70, der mit dem einzelnen Zylinder 73 versehen ist, wie in den 13(a) und 13(b) gezeigt.
In dem in 13(a) gezeigten Fall ist die axiale Länge des Rotorkerns 12 groß, so dass der Becher 72 mit der kürzeren axialen Länge verwendet wird, während in dem Fall, der in 13(b) gezeigt wird, in dem die axiale Länge des Rotorkerns 12 klein ist, der Becher 72 mit der längeren axialen Länge verwendet wird. In dem Fall, dass der herkömmliche Dorn 57 verwendet wird, kann, wenn die Muffe 53 des Dorns durch Verwendung eines Materials wie Edelstahl oder dergleichen ausgebildet wird, der gleiche Effekt (Ausrichten des Innendurchmessers des Kerns) erreicht werden wie bei dem beschriebenen offenen Dorn 80, und im Fall des Verwendens des Rotorkerns 12 einer unterschiedlichen axialen Länge in der gleichen Weise wie in der Ausführungsform der 2(a) und 8(a) kann das Gießverfahren ausgeführt werden, indem der Hub des Zylinders oder die axiale Abmessung des Bechers verändert wird. Da das Verfahren in diesem Fall gleich dem Verfahren mit der Vorrichtung zum Gießen von Leitern ist, das in Bezug auf 11 erläutert wurde, wird die Erläuterung hier ausgelassen.

Claims

Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors, aufweisend: eine Gussform (18), die mit einem Ausnehmungsabschnitt (14) zur Aufnahme eines Rotorkerns, ausgebildet durch Schichten von Stahlblechen, und zum Beschränken der Bewegung des Rotorkerns in Radialrichtung versehen ist; einen Halteabschnitt (70), welcher gegen eine Endoberfläche eines Rotorkerns, der im Ausnehmungsabschnitt (14) der Gussform (18) ausgebildet ist, über Antriebsmittel bewegbar ist, um auf die Endoberfläche des Rotorkerns einzuwirken, um die Axialbewegung des Rotorkerns zu fixieren; und Mittel, durch die geschmolzenes Metall in eine Anzahl an Schlitzen eingebracht werden kann, welche in einem Rotorkern ausgebildet sind, wenn dieser durch den Ausnehmungsabschnitt (14) und den Halteabschnitt (70) fixiert ist, um den Rotorkern als Anzahl an Leiterstäben und ein Paar Endringe, welche die Enden der Leiterstäbe miteinander in Verbindung setzen, auszubilden; wobei die Vorrichtung dafür ausgelegt ist, Rotorkerne unterschiedlicher axialer Längen dadurch aufzunehmen und auf sie einzuwirken, dass der Halteabschnitt (70) einen einstellbaren Hub aufweist oder eine Komponente beinhaltet, welche durch eine entsprechende andere Komponente einer unterschiedlichen Länge ersetzbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass: der Halteabschnitt (70) einen ersten Zylinder (77), ein erstes becherförmiges Druckelement (76), das mit dem ersten Zylinder (77) verbunden ist, einen zweiten Zylinder (79), der unabhängig vom ersten Zylinder (77) arbeitet, und ein zweites becherförmiges Element (78), das mit dem zweiten Zylinder (79) verbunden ist, aufweist, wobei die offene Endoberfläche des ersten becherförmigen Druckelements (76) dafür ausgelegt ist, auf eine Endoberfläche eines Rotorkerns einzuwirken, wenn er im Ausnehmungsabschnitt (14) der Gussform (18) aufgenommen ist, und die offene Endoberfläche des zweiten becherförmigen Druckelements dafür angeordnet ist, einen zusätzlichen Druck auf das geschmolzene Metall auszuüben, wenn es in einem Endringhohlraum (66) eingefüllt wird, der an einem Ende gegenüber einem Gießtrichter (16) ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors nach Anspruch 1, wobei die offene Endoberfläche des ersten becherförmigen Druckelements (76) dafür angeordnet ist, direkt auf eine Endoberfläche des Rotorkerns einzuwirken.
Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors nach Anspruch 1 oder 2, wobei das becherförmige Druckelement (76) die Komponente darstellt, welche durch eine andere entsprechende Komponente einer unterschiedlichen Länge ersetzbar ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Halteabschnitt (70) das erste becherförmige Druckelement (76) und ein Abstandselement (71, 75) aufweist, welches letztere zwischen die offene Endoberfläche des becherförmigen Druckelements (76) und eine Endoberfläche des Motorkerns eingeschoben ist, wobei das Abstandselement (71, 75) die Komponente bildet, welche durch eine andere entsprechende Komponente einer unterschiedlichen Länge austauschbar ist.
Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Zubehörteil ein Dorn (80) vorhanden ist, dessen thermische Expansionsgeschwindigkeit größer ist als diejenige der Stahlbleche, welche den Rotorkern bilden, dessen axiale Abmessung nicht kleiner ist als diejenige des Rotorkerns und der einen Muffenabschnitt (80a) aufweist, in dessen Innerem ein Heizmittel (82) vorhanden ist, und wobei der Dorn (80) durch das Heizmittel (82) nach dem Einschub in die zentrale Öffnung des Rotorkerns, aber vor der Aufnahme des Rotorkerns im Ausnehmungsabschnitt (14) der Gussform (18) erhitzt werden kann, wodurch eine Unregelmäßigkeit des inneren Umfangs der zentralen Öffnung des Rotorkerns durch die thermische Ausdehnung der Dornmuffe (80a) ausgeglichen werden kann.
Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei, als ein Zubehörteil, ein Dorn (54) vorhanden ist, welcher einen Schaftabschnitt (54a) aufweist, dessen Außendurchmesser es ermöglicht, dass er in die zentrale Öffnung eines Rotorkerns eingeschoben wird, wobei ein Endabschnitt mit einem Stützabschnitt (56) an einem Ende des Schaftabschnitts (54a) vorhanden ist und ein Schulterabschnitt (58) mit einem Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Schaftabschnitts (54a), am anderen Ende des Schaftabschnitts (54a) positioniert ist, so dass dieser Dorn (54) in die zentrale Öffnung des Rotorkerns, welcher im Ausnehmungsabschnitt (14) der Gussform (18) aufgenommen ist, eingeschoben werden kann, und nach Abschluss des Gießprozesses der Rotorkern aus dem Ausnehmungsabschnitt (14) der Gussform zusammen mit diesem Dorn (54) entnommen werden kann, indem er durch den Stützabschnitt (56) dieses Dorns (54) gehalten wird.
Vorrichtung zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gussform (18) mit einer Anzahl an Luftlöchern (15, 17) in Axialrichtung auf der inneren Oberfläche des Ausnehmungsabschnitts (14), der den Rotorkern beherbergt, versehen ist.
Verfahren zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors, aufweisend: Stapeln von Stahlblechen, um einen Rotorkern zu bilden, und Einschieben des Rotorkerns in eine Gussform (18), welche mit einem Ausnehmungsabschnitt (14) versehen ist, um den Rotorkern aufzunehmen und um die Bewegung des Rotorkerns in Radialrichtung zu beschränken; Bewegen eines Halteabschnitts (70) der Gussvorrichtung gegen eine Endoberfläche des Rotorkerns, der in dem Ausnehmungsabschnitt (14j der Gussform (18) aufgenommen ist, durch Antriebsmittel, um auf die Endoberfläche des Rotorkerns einzuwirken, um die axiale Bewegung des Rotorkerns zu fixieren; und Einführen von geschmolzenen Metall in eine Anzahl an Schlitzen, die im Rotorkern ausgebildet sind, welcher durch den Ausnehmungsabschnitt (14) und den Halteabschnitt (70) fixiert ist, um für den Rotorkern eine Anzahl an Leiterstäben auszubilden, sowie ein Paar an Endringen, welche die Leiterstäbe miteinander in Verbindung halten; wobei die Vorrichtung dafür ausgelegt ist, einen Rotorkern einer speziellen axialen Länge aufzunehmen und auf ihn einzuwirken, indem der Hub des Halteabschnitts (70) eingestellt wird oder indem eine Komponente des Halteabschnitts (70) durch eine andere entsprechende Komponente einer unterschiedlichen Länge ersetzt wird; dadurch gekennzeichnet, dass: der Halteabschnitt (70) einen ersten Zylinder (77), ein erstes becherförmiges Druckelement (76), das mit dem ersten Zylinder (77) verbunden ist, einen zweiten Zylinder (79), der unabhängig vom ersten Zylinder (77) wirkt, und ein zweites becherförmiges Druckelement (78), das mit dem zweiten Zylinder (79) verbunden ist, aufweist, wobei die offene Endoberfläche des ersten becherförmigen Druckelements (76) auf eine Endoberfläche des Rotorkerns, welcher im Ausnehmungsabschnitt (14) der Gussform (18) aufgenommen ist, einwirkt, und wobei die offene Endoberfläche des zweiten becherförmigen Druckelements zusätzlich einen Druck auf geschmolzenes Metall ausübt, das in einen Endringhohlraum (66), welcher an einem Ende gegenüber einem Gießtrichter (16) ausgebildet ist, eingefüllt wird.
Verfahren zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors nach Anspruch 8, aufweisend die folgenden Schritte: (a) Laminieren der Stahlbleche zu einer vorgegebenen Dicke, in dem ein Muffenabschnitt (80a) eines Dorns (80) durch eine zentrale Öffnung der Stahlbleche geschoben wird; (b) Ausgleichen der Unebenheit des inneren Umfangs der zentralen Öffnung der laminierten Stahlbleche, welche während des Laminierungsprozesses auftreten, durch den Effekt der thermischen Expansion des Muffenabschnitts (80a) des Dorns, welcher aus dessen Erwärmung resultiert, und (c) Drücken der laminierten Stahlbleche in Axialrichtung und temporäres Fixieren des äußeren Umfangs derselben, um den Rotorkern auszubilden, bevor er in den Ausnehmungsabschnitt (14) der Gussform eingeschoben wird.
Verfahren zum Gießen eines Leiters eines Käfigrotors eines Induktionsmotors nach Anspruch 9, wobei zwischen dem Schritt (c) und dem Einschub des Rotorkerns in den Ausnehmungsabschnitt (14) der Gussform ein weiterer Schritt eingefügt wird, der das Einschieben einer Dorns (54) in die zentrale Öffnung des Rotorkerns beinhaltet, welcher Dorn mit einem Schaftabschnitt (54a) versehen ist, der einen Außendurchmesser aufweist, welcher es ermöglicht, in die zentrale Öffnung des Rotorkerns eingeschoben zu werden, einen Endabschnitt mit einem Stützabschnitt (56), welcher an einem Ende des Schaftabschnitts (54a) angeordnet ist, und einen Schulterabschnitt (58) mit einem Durchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Schaftabschnitts (54a) und am anderen Ende des Schaftabschnitts (54a) vorhanden ist, und nach dem Gießen der Leiterstäbe und der Endringe der Rotorkern unter Verwendung des Dorns (54) aus der Gussform (18) ausgebracht wird.