DE743093C

DE743093C - Method and mold for making electric rotors

Info

Publication number: DE743093C
Application number: DEB196666D
Authority: DE
Inventors: Alfred Henri Boisseau
Original assignee: ALFRED HENRI BOISSEAU
Current assignee: ALFRED HENRI BOISSEAU
Priority date: 1941-06-25
Filing date: 1942-01-06
Publication date: 1943-12-17

Description

Verfahren und Gußform zum Herstellen von Elektrorotoren Es ist bekannt, zur Herstellung von metallischen Naben oder Lagern in Körpern aus Faserstoff oder zusammengepackten Faserstoffscheiben das Metall bei waagerechter Lage der Achse in den als Nabe oder Lager dienenden Hohlraum des Körpers unter Druck einzugießen, damit das Metall unter Ausfüllung der Poren und Unregelmäßigkeiten in die faserige Oberfläche des Hohlraumes eindringt und die Nabe oder das Lager in dem Körper haftet. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Elektrorotoren aus Blechscheibenpaketen, bei welchen die Stirnscheiben und die die -Stirnscheiben verbindenden Stäbe durch Gießen hergestellt werden, und bezweckt insbesondere an Stelle der Verwendung von gezogenem Kupfer Rotoren aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder aus einem anderen Metall oder einer anderen Metallegierung entsprechend der gewünschten Leistung des Elektromotors in einfacher und zuverlässiger Weise herzustellen. Da der 'Querschnitt der Stirnscheiben viel stärker als der Querschnitt der Verbindungsstäbe und zwischen den Stirnscheiben der Blechscheibenhloclc vorhanden ist, so haben die dünnen und langen Stäbe eine sehr große Neigung, während oder nach dem Erstarren, beispielsweise bei Verwendung von reinem Aluminium, nachzugeben. Jeder Bruch oder Riß an einer Stelle der Stäbe oder der Stirnscheiben unterbricht oder beeinträchtigt jedoch den Durchgang des elektrischen Stromes, und jede Ouerschnittsverengung auf die Länge der Stäbe oder jede Blase in den Stäben vermindern die Leistung des Elektromotors. Die Gefahr ist beispielsweise bei Aluminium groß, da dieses sich schwer gießt und beim Erstarren sehr stark zusammenzieht. Die Gefahr kann auch nicht durch eine stärkere Erhitzung des Blechscheibenblockes beseitigt werden. Wenn die Stahlmasse über die Temperatur des flüssigen Aluminiums kirschrot erhitzt wird. so paßt sich das Aluminium nicht mehr der Gestalt der Kanäle für die Verbindungsstäbe an. Infolgedessen bilden sich Ouerschnittsverengungen in den zu roten Zonen. außerdem wird in diesen Zonen das Aussehen des Metalls faserig oder stichig, so daß Brüche oder Risse eintreten können.Method and mold for producing electric rotors It is known for the production of metallic hubs or bearings in bodies made of fiber material or packed pulp disks remove the metal with the axis in a horizontal position pouring under pressure into the cavity of the body serving as a hub or bearing, thus the metal filling the pores and irregularities in the fibrous Surface of the cavity penetrates and the hub or bearing sticks in the body. In contrast, the invention relates to a method for producing electric rotors from sheet metal disk packs, in which the end disks and the end disks connecting rods are made by casting, and aims in particular Place of using drawn copper rotors made of aluminum or an aluminum alloy or from another metal or another metal alloy according to to produce desired performance of the electric motor in a simple and reliable manner. Because the 'cross-section of the end disks is much thicker than the cross-section of the connecting rods and between the end disks of the sheet metal disk shell is present, so have the thin and long rods have a very great inclination, during or after solidification, for example when using pure aluminum to give way. Any break or Crack at one point in the rods or the end disks interrupts or impairs however, the passage of the electric current, and every narrowing of the cross section the length of the bars or any bubble in the bars will reduce the performance of the electric motor. The danger is great with aluminum, for example, because it is difficult to pour and contracts very strongly when solidifying. The danger cannot come from a stronger one Heating of the sheet metal block can be eliminated. When the steel mass is above the Liquid aluminum temperature cherry red is heated. so fits the aluminum no longer adapts to the shape of the channels for the connecting rods. As a result, cross-sectional constrictions form in the areas that are too red. aside from that In these zones the appearance of the metal becomes fibrous or prickly, so that breaks or cracks can occur.

Bei dem Gießen des Rotors mit senkrechter. oder annähernd senkrechter Achse läßt nia'ii das Metall entweder zu der unteren Stirn.-, Scheibe oder zu der oberen Stirnscheibe oder gleichzeitig zu beiden einfließen. Das Gleichgewicht der Temperaturen ist hierbei unvollkommen, die Stirnscheiben werden ungenügend beschickt, und es ergibt sich ein Mangel an Homogenität des Metalls in den Stirnscheiben, und es treten sogar häufige Risse oder Spannungen in den Stirnscheiben auf, besonders wenn als Gußinetall reines Aluminium benutzt wird. Jede Spannung oder jeder Riß und jeder Mangel an Homogenität verursachen häufig bei der Abkühlung den Bruch der Stäbe in der Nachbarschaft der mangelhaften Zonen der Stirnscheiben. Außerdem erfolgt der Zufluß des Metalls durch die Kanäle der Blechscheiben. für den Guß der Stäbe wegen der großen Fallhöhe des Metalls unregelmäßig. Es bilden sich Luftrückstände, die die Ursache für die Bildung von Blasen und ein schlechtes Verbinden des Metalls infolge 3er Abkühlung des letzteren bei dein Einfließen ist.When casting the rotor with vertical. or approximately more vertical Axis lets nia'ii the metal either to the lower forehead, disc or to the flow in to the upper end disk or to both at the same time. The balance of Temperatures here are imperfect, the front disks are insufficiently loaded, and there is a lack of homogeneity of the metal in the end disks, and there are even frequent cracks or stresses in the end disks, especially when pure aluminum is used as the cast metal. Every tension or crack and any lack of homogeneity often causes the to break during cooling Bars in the vicinity of the defective zones of the end disks. Also takes place the influx of the metal through the channels of the sheet metal disks. for the casting of the bars irregular because of the great height of fall of the metal. Air residues form which is the cause of the formation of bubbles and poor bonding of the metal as a result of the cooling of the latter when it flows in.

Zur Erzielung eines einwandfreien Gusses besteht das Verfahren gemäß der Erfindung darin, daß die die -Blechscheibenpakete tragende Rotorachse waagerecht in die Form eingelegt und das zum Herstellen der Stirnscheiben und zum Ausfüllen der Bohrungen der Blechscheibenpakete dienende Metall auf der einen Flachseite des Scheibenpaketes unter Vermeidung von Fallbewegungen eingegossen wird, so daß es die Scheiben gleichmäßig erwärmt, die Hohlräume gleichförmig durchdringt und an der Flachseite des Scheibenpaketes unter Bildung der anderen Stirnscheibe hochsteigt. Bei diesem Verfahren läßt sich die Höhe der Einguß- und Steigkanäle so niedrig halten, daß die schädliche Fallbewegung des flüssigen Metalls und damit jede Blasenbildung-vermieden wird. Das flüssige Metall mit der normalen Schmelztemperatur wird, wie gewöhnlich, mittels einer für Kokillenguß üblichen Schöpfkelle in den Eingußkanal oder die Eingußkanäle gegossen und fließt durch den unterhalb des Eingußkanals befindlichen Gußraum für die eine Stirnscheibe, die Kanäle des Blechscheibenpaketes für die Verbindungsstäbe und den Gtißraum für die andere Stirnscheibe in den oder die über diesem Gußraum befindlichen Steigkanäle, so daß also kommunizierende 1-Gefäße z«-ischen dem Eingußkanal und dein Steigkanal bestehen. Am Ende des Gusses niiliint Glas Metall in dem Eingußkanal und in deni Steigkanal die gleiche waagerechte Spiegelhöhe ein. Die Erwärmung des Scheibenpaketes erfolgt nur in solchem Maße, daß es seine natürliche Farbe behält. Nach dem :Abnehmen der Form zeigt sich, daß das 'Scheibenpaket eine clunkelrote Färbung angenommen hat, also etwa die gleiche Tempe-l -atur besitzt wie das Gießmetall, «-elches sich jetzt im Zustand des Erstarrens befindet. Während des ganzen ununterbrochenen Durchflusses des Metalls durch die Hohlräume des Scheibenpaketes hat dieses somit gleichmäßig und im wesentlichen die gleiche Temperatur angenommen wie diejenige des Gußmetalls. Die auf diese Weise in dem Scheibenpaket hergestellten Stäbe, die die gleiche Temperatur haben wie das Metall, das die Eingußkanäle, die Steigkanäle und die Stirnscheiben gebildet hat, können sich daher in normaler Weise zusammenziehen, so daß ein Bruch oder eine Ouerschnittsverringerung der Stäbe in zuverlässiger Weise verhindert wird. Die in den Eingußkanälen und in den Steigkanälen enthaltene Metallmasse ist in .der Lage, nicht nur die Gußräume für die Stirnscheiben voll auszufüllen, sondern auch ein vollständiges Gleichgewicht der Temperaturen während und nach dem Guß zu sichern.To achieve a flawless casting, the method according to the invention consists in that the rotor axis carrying the laminated disk packs is inserted horizontally into the mold and the metal used to produce the end disks and fill the bores of the laminated disk packs is placed on one flat side of the disk pack while avoiding falling movements is poured in so that it heats the panes evenly, uniformly penetrates the cavities and rises on the flat side of the disk package to form the other end disk. With this method, the height of the sprues and risers can be kept so low that the harmful falling movement of the liquid metal and thus any formation of bubbles is avoided. The liquid metal with the normal melting temperature is, as usual, poured into the sprue or sprues by means of a ladle customary for permanent mold casting and flows through the casting space below the sprue for one end plate, the channels of the sheet metal disk pack for the connecting rods and the casting space for the other end disk in the riser or risers located above this casting space, so that communicating 1-vessels exist between the sprue and the riser. At the end of the casting, glass and metal meet the same horizontal mirror height in the sprue channel and in the riser channel. The pane package is only heated to such an extent that it retains its natural color. After: Removing the mold, that the 'disk package has adopted a clunkelrote staining, or about the same temperature-l is -atur has as the casting metal, "-elches now in the state of solidification is shown. During the entire uninterrupted flow of the metal through the cavities of the disk package, it has thus assumed the same temperature as that of the cast metal. The bars produced in this way in the disk pack, which have the same temperature as the metal which has formed the sprues, the riser channels and the end disks, can therefore contract in a normal manner, so that a breakage or a reduction in the cross section of the bars is more reliable Way is prevented. The metal mass contained in the sprues and in the riser channels is able to not only completely fill the casting spaces for the end disks, but also to ensure a complete equilibrium of temperatures during and after casting.

Eine Gußform für die Ausführung des vorliegenden Verfahrens ist in einem Ausführungsbeispiel auf der Zeichnung dargestellt.A mold for carrying out the present method is shown in FIG an embodiment shown in the drawing.

Abb. i zeigt eine Form gemäß der Erfindung schaubildlich in einem sehr kleinen Maßstab; Abb. : ist ein Schnitt nach Linie A-A der Abb. 3, und Abb. 3 zeigt eine Ansicht nach Linie B-B der Abb. 2.Fig. I shows a form according to the invention diagrammatically in one very small scale; Fig.: Is a section along line A-A of Fig. 3, and Fig. 3 shows a view along line B-B of FIG. 2.

Der Block ist unten zwischen zwei (nicht dargestellten) parallelen Gleitbahnen oder auf einer Sohle angeordnet. Die Gleitbahnen bieten den Vorteil einer leichteren Erhitzung der unteren Teile der Form.The block is down between two (not shown) parallel ones Slideways or arranged on a sole. The slideways offer the advantage easier heating of the lower parts of the mold.

Das Blechscheibenpaket i des Rotors ist waagerecht auf dem Sockel der Form angeordnet. Dieser Sockel besitzt im vorliegenden Fall vier gegeneinander gelegte Teile 2, 3, 4, 5 (vgl. Abb. i). Die Teile 2 und 3 sind derart angeordnet, daß man, wenn inan den Teil e als fest betrachtet. den Teil 3 fortnehmen und durch einen Teil gleicher Form, aber verschiedener Größe ersetzen kann, um die Form verschiedenen Rotorlängen anzupassen.The sheet metal disk package i of the rotor is horizontal on the base arranged in the shape. In the present case, this base has four against each other laid parts 2, 3, 4, 5 (see Fig. i). Parts 2 and 3 are arranged in such a way that that if inan part e is considered to be fixed. remove part 3 and go through Can replace a part of the same shape but different size to make the shape different Adjust rotor lengths.

Das Blechscheibenpaket i (Abb. 2) wird vorher genügend erwärmt, um ein zu schnelles Abkühlen des Gußmetalls beim Einfließen und während des Gusses zu verhindern. Die Wärme wird durch einen oder mehrere (nicht dargestellte) Brenner oder andere Heizvorrichtungen bekannter Art aufrechterhalten, die unter der Form angebracht sind. Der waagerecht gelagerte Rotor wird durch die oberen Stücke 6, 7 der Form zugedeckt, wozu noch die Teile 8 und 9 kommen, die eine geeignete Zahl von Einguß- und Steigkanälen 10, 11, 12, 13, 1q., 15 besitzen. Die Form wird durch Hülsen 16 und 17 geschlossen, wobei die Hülsen 16 die Länge des herzustellenden Rotors genau bestimmen.The sheet metal disk package i (Fig. 2) is heated sufficiently beforehand to prevent the cast metal from cooling down too quickly when it is poured in and during casting. The heat is maintained by one or more burners (not shown) or other heating devices of known type mounted under the mold. The horizontally mounted rotor is covered by the upper pieces 6, 7 of the mold, plus parts 8 and 9, which have a suitable number of sprue and riser channels 10, 11, 12, 13, 1q., 15. The mold is closed by sleeves 16 and 17, the sleeves 16 precisely determining the length of the rotor to be produced.

Die Einguß- und Steigkanäle 10, 11, 12, 13, 1.4, 15 verlaufen senkrecht zur Achse des Rohres und münden unmittelbar am Umfang der Gußräume 18 für die Stirnscheiben (vgl. Abb. 2 und 3), die stark durch das Gewicht des Metallflusses und die Hitze des Metalls belastet werden, woraus sich eine vollständige Vermeidung von Rissen oder Spannungen und eine unbedingte Gewähr für die Homogenität des Metalls in den Stirnscheiben ergibt. Bei Beginn des Einfließens umgibt das flüssige Metall gleichmäßig die Gußräume i8 der Form (Abb. 3) für die Stirnscheiben und fließt ohne Temperaturabfall und ruhig (fallos) in die kanalförmigen Hohlräume der Blechscheiben. Die auf diese Weise gegossenen Stäbe ig sind homogen, da die Luft aus der Form fortschreitend verdrängt wor= den ist.The sprue and riser channels 10, 11, 12, 13, 1.4, 15 run vertically to the axis of the tube and open directly on the circumference of the casting spaces 18 for the end disks (see Fig. 2 and 3), greatly influenced by the weight of the metal flow and the heat of the metal are stressed, resulting in a complete avoidance of cracks or tension and an unconditional guarantee of the homogeneity of the metal in the End disks results. When the flow begins, the liquid metal surrounds it evenly the casting spaces i8 of the mold (Fig. 3) for the end disks and flows without a drop in temperature and calmly (without a fall) into the channel-shaped cavities of the sheet metal disks. The on this Wise cast rods ig are homogeneous as the air progresses from the mold has been displaced.

Diese Homogenität des Metalls wird auch nach dem Erkalten infolge des konstanten Gleichgewichts der Temperaturen aufrechterhalten. Infolgedessen sind Brüche oder Risse der Stäbe nicht zu befürchten.This homogeneity of the metal is also due after cooling the constant equilibrium of temperatures is maintained. As a result, are There is no need to worry about breaks or cracks in the rods.

Wenn .das Metall bis zur Höhe der Kanäle 10, 11, 12, 13, 14, 15 gelangt, wickelt sieh der Gießvorgang in umgekehrtem Sinne, aber sonst in der gleichen und vorteilhaften Weise wie vorher ab. Die Erfindung eignet sich für den Ausguß von Rotoren mit Aluminium und Aluininiumlegierungen oder anderen Metallen, besonders in metallischen Formen als Kokillenguß.If the metal reaches the level of the channels 10, 11, 12, 13, 14, 15, the casting process takes place in the opposite direction, but otherwise in the same and advantageous manner as before. The invention is suitable for pouring rotors with aluminum and aluminum alloys or other metals, especially in metallic forms as permanent mold casting.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the manufacture of electric rotors from Sheet metal disk packs, in which the end disks and those connecting the end disks Rods are produced by casting, characterized in that the stacks of sheet metal disks bearing rotor axis inserted horizontally into the mold and used to manufacture the Front disks and metal used to fill the holes in the sheet metal disk packs on one flat side of the disk package while avoiding falling movements is poured so that it heats the panes evenly, the cavities evenly penetrates and on the other flat side of the disk package to form the other end disk rises.

2. Casting mold for carrying out the method according to claim i, characterized in that the sprues (io, 13, 1.4) and the riser channels (11, 12, 15) run perpendicular to the axis of the rotor and directly on the circumference the casting spaces (18) serving for the end disks open. To delimit the subject of the registration From the state of the art, the following publications are considered in the granting procedure drawn: USA patent specification. . . .. ... No. 1 535 134: German - ........ - 641275.