EP0806073A1 - Läufer für einen elektromotor sowie verfahren und formwerkzeug zur herstellung eines derartigen läufers - Google Patents

Läufer für einen elektromotor sowie verfahren und formwerkzeug zur herstellung eines derartigen läufers

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Publication number
EP0806073A1
EP0806073A1 EP96939906A EP96939906A EP0806073A1 EP 0806073 A1 EP0806073 A1 EP 0806073A1 EP 96939906 A EP96939906 A EP 96939906A EP 96939906 A EP96939906 A EP 96939906A EP 0806073 A1 EP0806073 A1 EP 0806073A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
anchor
grooves
motor shaft
mold
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96939906A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Kick
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Georg Kick Firma
Original Assignee
Georg Kick Firma
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Filing date
Publication date
Application filed by Georg Kick Firma filed Critical Georg Kick Firma
Publication of EP0806073A1 publication Critical patent/EP0806073A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
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    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
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    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/38—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation around winding heads, equalising connectors, or connections thereto

Definitions

  • the present invention relates to a rotor for an electric motor with an armature formed from a plurality of armature plates, which armature has a plurality of armature grooves for receiving electrical winding material and is provided with an insulating layer on the end face and in the armature grooves is.
  • the invention further relates to a method for • producing such a rotor for an electric motor, in which in the framework of a plastic Spritlzvorganges at opposite end faces of the armature two zu ⁇ each coaxial covering layers are formed, wherein the width is wider from formed between the grooves webs than the width of the webs of the anchor plates.
  • the invention also relates to a device for producing a rotor, as stated above, for an electric motor, the device having a first mold half and a second mold half, which can be brought together into a closed position, for defining one for receiving the Anchor provided mold space.
  • DE-28 38 405 C3 discloses a method for producing a rotor for an electric motor and a casting mold for carrying out this method.
  • the armature slots provided for receiving armature winding material run in a straight line parallel to the longitudinal axis of an armature formed by a number of armature plates and fastened to an armature shaft.
  • An insulating layer is formed on the inner surfaces of the anchor grooves and is connected to two cover layers each formed in the end region of the anchor.
  • An armature for avoiding eddy currents is usually formed from a number of armature plates, which are placed in rows on one another on a motor shaft. These anchor plates are usually rigidly connected to the motor shaft via an insulating core section. In order to enable the formation of this core section, the individual anchor sheets are provided with a central punching, the inside diameter of which is slightly larger than the outside diameter of the motor shaft. When the anchor plates are placed on the motor shaft, a space is created between the anchor plates and the motor shaft, into which the plastic material provided for forming the core section can be injected in the course of a spraying process.
  • rotor constructions with anchor grooves running parallel to the shaft axis In addition to rotor constructions with anchor grooves running parallel to the shaft axis, rotor constructions with spatially curved anchor grooves running obliquely to the shaft axis are known. In many fields of application, rotor designs of this type are distinguished by a longer service life and more favorable electromechanical operating behavior compared to rotor designs with armature grooves running parallel to the shaft axis.
  • the invention is therefore based on the object of providing a rotor for an electric motor in which effective insulation of each individual armature plate with respect to the subsequently formed in the armature grooves formed by the armature bringing armature windings is achieved and to provide a method and a mold for producing such a rotor, in which a desired position of each armature plate relative to the motor shaft can be determined in a small tolerance range in one operation.
  • this object is achieved according to the invention by the method specified in claim 1.
  • a molding tool for the manufacture of a runner with spatially obliquely extending anchor grooves the above-mentioned object is achieved according to the invention by the molding tool specified in claim 11.
  • a rotor for an electric motor the above-mentioned object is achieved according to the invention by a rotor according to claim 25.
  • the manufacturing method according to the invention advantageously makes it possible in a single operation for an armature with oblique armature grooves to connect the individual sheet-metal layers of the armature to the motor shaft in a rotationally fixed manner and, at the same time, to form two mutually angularly offset insulating cover layers on both end faces of the armature ⁇ which are connected to each other via an insulation layer formed in the same operation in the anchor grooves.
  • An embodiment of the method which is advantageous with regard to a gentle demolding of the armature assembled in the context of a single plastic injection process is achieved in that the armature is separated from the groove cores with the introduction of a torque into one end of the motor shaft.
  • it is advantageously provided with a flattened portion so that the motor shaft can be rotatably engaged with a corresponding counterpart.
  • An embodiment of the method which is particularly advantageous in accordance with a particular aspect of the present invention is given in that the extrusion-coated armature is pulled off or stripped from the groove cores while simultaneously rotating the same.
  • this is made possible by a shape in which the individual groove cores are rigidly connected to the corresponding mold half, as a result of which a particularly high positional accuracy of the individual groove cores in relation to one another can be achieved.
  • the pulling force required to pull the armature off the groove cores can advantageously be introduced into the armature via the radial outer surface thereof. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, however, the force required for stripping the armature from the grooved cores is transmitted to the armature via a plunger attached to an end face of the armature.
  • An embodiment of the method which is advantageous with regard to rapid insertion of the individual anchor sheets into the corresponding injection mold is given in that part of the groove cores in a first direction and the remaining part of the groove cores in an opposite direction from the overmolded anchor is pulled out.
  • a particularly advantageous embodiment of the method is given according to the invention in that the armature plates are finely positioned in the interior of the injection mold relative to the motor shaft, the exact angular position of the armature plates relative to the motor shaft being determined via at least one stop surface which is provided with a radial gap side wall contact of the armature.
  • Such a procedure ensures a high angular position accuracy due to the relatively large distance between the contact area of the armature plates and the stop surface from the motor shaft.
  • that radial gap wall does not occur
  • the fine positioning of the anchor plates is advantageously carried out by two stop faces diametrically opposite one another with respect to the shaft axis of the motor shaft. This enables a particularly exact positioning of the anchor plates and at the same time a uneven application of material to the anchor, which leads to a low imbalance.
  • a device for producing a rotor for an electric motor with a shaft, an armature composed of a number of armature plates with a number of armature grooves is provided.
  • the anchor grooves are spatially curved and run obliquely to the longitudinal axis of the anchor.
  • the individual lamellae or armature plates are preferably rigidly connected to the motor shaft via a core section which is formed in the course of a plastic injection molding process.
  • the device comprises a first mold half and a second mold half, which can be brought together in the closed position, for defining a mold space provided for receiving the motor shaft and the armature.
  • This device is characterized according to the invention in that a number of spatially wound groove cores is provided which corresponds to the number of grooves and which is dimensioned such that between the cores and webs the Anchor plates each have an intermediate space provided for filling with a plastic material, which is connected to a first and a second cover layer molding space formed on the end faces of the anchor in the respective mold half.
  • At least one of the groove cores is preferably provided with a spatially curved abutment surface which can be brought into contact with a wall section of each armature plate such that each of the armature plates automatically inserts the angular position corresponding to its axial position relative to the motor shaft after insertion into the mold space ⁇ sition occupies.
  • An embodiment of the device which is particularly advantageous according to the invention is given in that the spatially wound contact surface section is formed in each case on two mutually adjacent slot cores for positioning the anchor plates relative to the motor shaft. This advantageously makes it possible to ensure extremely precise positioning of the anchor plates.
  • the abovementioned contact surface section extends along a separating web projecting radially outward from the respective groove core.
  • This separating web advantageously has a groove in its foot region, ie in the transition region between a radial side wall of the web and a cylindrical surface section of the groove core. This enables an inner edge of the gap rich to be provided with a bead portion made of plastic material, thereby advantageously avoiding any damage to the winding wire when it is introduced into the armature slots.
  • Such a recess advantageously also reduces the contact area between the individual armature plates and the grooved cores, so that in particular burrs which may be present on the armature plates have no influence on the positional accuracy of the armature plates relative to the motor shaft can take.
  • a particularly advantageous embodiment of the device in terms of a particularly reliable removal of the finished armature from the mold is provided in that a rotary ejection device is provided for ejecting the armature from the mold space while the armature is actively rotated.
  • a rotary ejection device is provided for ejecting the armature from the mold space while the armature is actively rotated.
  • This avoids in a particularly favorable manner that the connecting section between the armature assembly composed of armature plates and the motor shaft is overloaded.
  • This advantageously also ensures that the position of the armature plates relative to the motor shaft, which is determined by the spraying process, is not changed as part of the demolding process. Due to the particularly gentle demolding of the rotor that becomes possible as a result, it becomes possible to increase the cycle speed, since complete cooling of the rotor is not absolutely necessary.
  • the spatially wound groove cores are connected to a mold half and that this mold half is provided with an ejection cylinder which is arranged coaxially to the mold axis and has a receiving section for receiving a End section of the motor shaft in a centered manner, the ejection cylinder being coupled to a torsion drive, for forcibly rotating the ejection cylinder during ejection.
  • the anchor plates can be stacked Wise, for example, used by a handling device in each mold half provided with the grooved cores, the individual anchor plates automatically assuming the required position as part of the insertion.
  • the realization of a rotary ejection device proves to be particularly favorable in the case of a device designed in this way.
  • the ejection cylinder can be engaged in a rotationally fixed manner with the motor shaft.
  • a preferred embodiment of the invention is provided in that a stop rod is provided in the interior of the ejection cylinder for fixing the axial position of the motor shaft in the molding space.
  • the position of the stop rod relative to the groove cores is not changed during the demolding process.
  • the position of the stop rod can be adjusted, for example, using a fine-thread device or a differential screw.
  • a particularly advantageous embodiment of the device is given in that a pressure device is provided for urging the motor shaft against the stop rod. This ensures in a simple manner that the motor shaft is always pressed against the stop rod with a predetermined contact pressure.
  • the cylindrical mold space provided for receiving the armature is formed from a number of mold segments, the mold segments being movable in the radial direction relative to the mold axis.
  • a number of stop projections are arranged in the first half of the mold associated with the stop rod, such that the positioning of the end of the motor shaft resting against the stop rod is relative to that anchor plate facing this end via the with the The anchor plate comes into contact with the projections and the stop rod comes into contact with the motor shaft.
  • a further embodiment of the invention which is advantageous with regard to a particularly high final dimension accuracy of the rotor or armature is given in that the cover layer shaped section provided in the second mold half forms an armature length compensation space for compensating the length of the armature sheet metal stack by means of the layer thickness the top layer.
  • a further particularly advantageous embodiment of the device according to the invention is provided in that a number of projections protrude into the molding space to form the length compensation cover layer in order to ensure a minimum layer thickness of the cover layer.
  • the projections advantageously have a circular cross section.
  • it is also possible to form these projections by means of axially displaceable pins, which can be placed on the armature lamination stack in such a way that it is pressed together under a predetermined compressive force. By recording the feed length of the corresponding tap It becomes possible to determine the total length of the armature sheet stack, which also makes it possible to make an appropriate selection immediately after the runners have been removed from the mold.
  • An embodiment of the device which is advantageous with regard to a particularly advantageous plastic injection process is given by the fact that the plastic material is fed into the molding space on the side of the length compensation cover layer. This makes it possible in a particularly advantageous manner to press the individual anchor sheet layers against one another at the beginning of the injection process by means of the pressure of the injected plastic material. In addition, there is a particularly advantageous spreading of the plastic material into the molding space.
  • the amount of the plastic material to be injected can also advantageously be determined taking into account the total length of the stack of armature plates, which can be determined, for example, by means of the pins mentioned above.
  • a particularly advantageous embodiment of the ejection cylinder is given by the fact that it is provided with a number of projections which penetrate the front cover layer and is in contact with the corresponding end anchor plate via these projections. This makes it possible in a particularly advantageous manner not to transmit the pressure force to be transmitted from the ejection cylinder via the plastic material, but rather to introduce it directly into the stack of armature plates.
  • a number of fine positioning projections are provided which are rigidly connected to the first mold half and can also be brought into contact with the corresponding end-side anchor plate.
  • those fine positioning projections penetrate the corresponding end cover layer in the region of the shaft sections of the anchor webs.
  • the outer geometry of the fine positioning projections is fixed in such a way that they taper towards their contact area on the corresponding anchor plate.
  • the fine positioning projections are designed such that their radial side walls extend essentially parallel to the adjacent wall section of the adjacent anchor grooves.
  • both groove-core halves are pulled out from the spatially curved anchor groove in corresponding opposite directions.
  • the gap area defined between the individual anchor webs is defined according to a further inventive concept enforced by a spatially curved shaped body which is formed separately from the groove cores.
  • These corresponding shaped bodies can advantageously be lifted radially outward from the slot cores radially to the longitudinal axis of the rotor and in particular are formed on corresponding segments with hollow cylinder wall sections.
  • the above-described embodiment of a device with two-part groove cores in each case is particularly suitable for relatively short anchors or can be used to produce anchors whose anchor grooves are only inclined relatively slightly.
  • a short section of a radial projection can be formed in the foot area thereof, in order to form the end section of the gap area between the anchor webs.
  • FIG. 1 is a perspective view of a runner for a
  • Fig. 2 is a plan view of an anchor plate, as in accordance with an anchor. 1 applies,
  • FIG. 3 shows a detail of a longitudinal section through a molding tool according to the invention
  • FIG. 4 shows a simplified illustration of a cross section through a cylindrical shaped section of the “ shape according to FIG. 3,
  • FIG. 5 is a schematic diagram to illustrate the contact of a slot core with a section of an anchor plate
  • Fig. 6 is a schematic diagram for explaining how an anchor plate is positioned in the mold.
  • FIG. 7 shows a simplified illustration of a two-part groove core.
  • a number of anchor plates 2 are arranged on a motor shaft 3.
  • the motor shaft 3 is provided at one end with a flattened portion 4, by means of which a torque can be introduced into the motor shaft 3 when the rotor 1 is removed from a molding tool shown in FIG. 3, for example.
  • a cover layer 6, 7 made of plastic material is formed on each of the two end faces of the armature 5.
  • the two cover layers 6 and 7 have essentially the same shape as that Anchor plates 2.
  • Both cover layers 6 and 7 have a number of shaft sections 8, which are approximately 0.4-0.8 mm larger in width than the corresponding shaft sections of the anchor plates 2.
  • the inner wall of the anchor grooves running obliquely to the rotor axis 9 10 consists of a plastic layer which is formed in one piece with the cover layers 6 and 7.
  • the cover layers 6 and 7, a layer 11 forming the wall of the anchor groove 10 and a core section (not shown here) for fastening the anchor plates 2 on the motor shaft 3 are produced in the course of a single plastic injection molding process, so that the rotor 1 is removed from the mold as a finished workpiece can.
  • the layer 11 is created by filling the intermediate space formed between the groove cores and the armature lamination stack.
  • the layer 11 is preferably extremely thin, for example 0.2 mm thick.
  • the layer 11 extends spatially wound along the anchor grooves.
  • a number of recesses 12 can be seen on the cover layer 6, which is referred to as the front cover layer in the following, which cut through the cover layer 6 completely. Similar recesses are also formed in the top layer 7.
  • the recesses 12 are formed by corresponding positioning projections on which the first anchor plate 2 on the end faces after insertion into the molding tool. On the one hand, the positioning projections determine the thickness of the cover layer 6 and the axial position of the armature plate 2 relative to the motor shaft 3.
  • the motor shaft 3 has an end face which acts as a stop surface 13 and by means of which the axial position of the motor shaft 3 is fixed in the molding tool.
  • the anchor plates 2 are completely surrounded by an insulating plastic material, with the exception of the cylinder outer surface described by you and an area described in more detail below.
  • the wall sections defining the gap regions 14 are also covered by an insulating plastic material. This advantageously makes it possible to prevent any damage to the winding wire to be introduced into the armature slots 10.
  • An anchor plate 2 used in the rotor according to FIG. 1 is shown in the illustration according to FIG.
  • the anchor plate 2 comprises 8 anchor webs 15, each of which has an essentially T-shaped shape.
  • the gap area 14 is formed between two anchor webs 15.
  • Each of the armature plates 2 is provided with a central punching 16, via which the respective armature plate 2 is placed on the motor shaft shown in FIG.
  • a number of driver sections 17 are formed, which serve to better transmit a torque between the armature plate 2 and the motor shaft 3.
  • the motor shaft 3 shown in FIG. 1 is roughened or knurled in the area of the armature 5, so that there is particularly good adhesion of a plastic material to the motor shaft 3.
  • the punched-out 16 has an inner diameter which is a certain amount larger than the outer diameter of the motor shaft 3.
  • the space formed between the armature plate 2 and the motor shaft 3 is filled with a plastic material in the finished assembled rotor.
  • the anchor plates shown in FIG. 2 are inserted into a mold (FIG. 3) together with the motor shaft 3 shown in FIG.
  • the molding tool shown in FIG. 3 consists of a first mold half 17 and a second mold half 18.
  • a number of mold segments 20 which are movable radially to the mold axis 19 are attached to the first mold half 17. The actual shape of these segments 20 can be seen from FIG. 4.
  • the first mold half 17 is provided with an ejection device 21 which, in the embodiment shown here, comprises a hollow cylinder pin.
  • the ejection device projects with an end portion into the mold space delimited by the first and second mold halves 17 and 18 and the mold segments 20.
  • a number of projections are formed at this end, which are responsible for the formation of the cutouts 12 shown in FIG. Via these projections, the ejection device 21 is in direct contact with an anchor plate 2 arranged at the front end of the rotor (not shown in FIG. 3).
  • the ejection device 21 engages with the motor shaft 3 in a rotationally fixed manner via the flattened portion 4.
  • the runner 5 (not shown here) is ejected via the ejection device 21 by rotating and simultaneously moving it axially.
  • a stop rod 23 is arranged in the interior of the hollow cylinder pin of the ejection device 21, by means of which the axial position of the motor shaft 3 in the interior of the molding tool can be adjusted.
  • the motor shaft 3 is pushed against the stop rod 23 via a push rod 24 arranged in the second mold half 18.
  • a pressure stamp 25 is provided.
  • the pressure stamp 25 can advantageously be used to determine the effective length of the laminated core formed by the armature plates 2.
  • the molding space 22 there is a number of spatially wound groove cores (not shown here) corresponding to the number of anchor grooves.
  • these spatially curved groove cores are rigidly connected to the first mold half 17.
  • the mold segments 20 shown in FIG. 4 define the cylindrical wall section of the mold space 22. These mold segments 20 are moved radially to the mold axis 19 by means of a cone mechanism. This makes it possible to move the individual mold segments towards the individual anchor plates with minimal wear.
  • FIG. 5 shows a section of a spatially curved slot core 26 and an anchor web 15 assigned to this slot core. These two elements are shown spatially separated from one another only for the purpose of explanation.
  • Each of the spatially curved groove cores 26 is dimensioned with respect to its outer geometry in such a way that an intermediate space remains with the adjacent anchor web 15.
  • Each of the groove cores 26 is provided on its outwardly facing side surface with a separating web 27 extending in the longitudinal direction of the groove core. The width of this separating web 27 is smaller than the gap width of the gap region identified in FIG. 1 by reference numeral 14. Only in some groove cores 26 is the separating web 27 designed such that it can come into contact with a flank of the armature web 15. This contact area is identified in FIGS.
  • the individual armature plates 2 are automatically centered in the mold space 22 relative to the motor shaft 3 via this contact area.
  • the separating web 27 is provided with a groove 29, by means of which it is possible to form a bead made of plastic material even on an inward-facing edge of the gap region 14, which ensures effective protection of the respective armature windings.
  • the respective anchor plate 2 is positioned by two grooved cores 26.
  • the contact area 28 primarily determines the angular position of the armature plate 2 relative to the motor shaft 3.
  • the radial position of the armature plate 2 relative to the motor shaft 3 is primarily determined by the shaped segments 20.
  • a molding tool arranged in a spraying machine and consisting of a first and a second mold half 17, 18 is brought into an open position, in which the mold space 22 enclosed by the two mold halves is accessible from the outside.
  • Inside the first mold half 17 there are eight spatially wound anchor groove cores 26 which are rigidly connected to the first mold half 17.
  • a certain number of anchor plates 2 is now inserted into this first mold half 17.
  • the individual anchor plates 2 move along the intermediate space remaining between the groove cores.
  • a separating web 27 is formed on each groove core 26.
  • a contact area 28 is formed on two separating webs 27, which are diametrically opposite one another with respect to the shape axis, and which comes into contact with the individual anchor plates 2.
  • the angular position of this plate which corresponds to the respective axial position of the armature plate, is determined via this contact region 28, which runs in a spatially curved manner with the groove core 26.
  • a motor shaft 3 is inserted into a receiving section formed in the first mold half 17. It is also possible to insert the individual armature plates 2 together with the motor shaft 3 into the first mold half 17. After insertion into the first mold half 17, the motor shaft 3 is connected in a rotationally fixed manner to an ejection device 21. After insertion of all armature plates 2 and the motor shaft 3, the molding tool is closed by moving the first and second mold halves 17 and 18 together.
  • a push rod arranged in the second mold half 18 pushes the motor shaft 3 against a stop rod 23 arranged in the ejection device 21.
  • the mold segments 20 come into press contact with the peripheral walls of the individual anchor plates.
  • the individual armature plates 2 are thereby positioned relative to the motor shaft 3 with regard to their axial position.
  • a pressure ram 25 axially movable in the second mold half 18 is inserted into the molding space 22, so that the individual anchor plates are pressed against one another.
  • the entire pack of anchor plates 2 arranged in the molding space 22 is pushed against projections which are arranged on an end face of the ejection device 21 protruding into the molding space 22, or which protrude directly onto the wall section thereof facing the molding space 22 ⁇ most mold half are formed.
  • the axial position of the armature plates 2 relative to the motor shaft 3 is fixed via these projections and the stop rod 23 arranged in the ejection device 21.
  • the closing force effective between the two mold halves is then increased, as a result of which the contact pressure of the mold segments 20 against the anchor plate packing increases further.
  • the first two mold halves 17 and 18 each form two cover layer mold spaces on the two end face regions of the anchor, which are in fluid communication with intermediate spaces which are formed between the spatially wound groove cores 26 and the anchor plates 2.
  • the thickness of a cover layer 6 facing the ejection device 21 is set to a constant value via the projections provided in the first mold half.
  • the thickness of the cover layer formed by the second mold half 18 depends on the total length of the anchor plate packing.
  • An injection channel opens into this second cover layer 7, which is variable in terms of its thickness.
  • a heated plastic material is now introduced into the molding space 22 via this injection channel. The heated plastic material first fills the cover layer 7 bounded by the first mold half 18 and then penetrates both through the intermediate grooves remaining between the individual spatially wound groove cores 26 and the anchor plates 2.
  • the injection pressure is then increased still further and kept at a predetermined pressure level.
  • the first mold half 17 and the second mold half 18 and the mold segments 20 are cooled by a coolant.
  • the first mold half 18 is pulled off the motor shaft 3, so that the second cover layer 7 is exposed to the outside.
  • the individual shaped segments 20 move radially outwards and thereby lift off from the peripheral wall of the armature.
  • the ejection device 21 is now actuated. With simultaneous rotation, this pushes the armature, which is completely overmolded with plastic material, out of the molding space 22.
  • the forced coupling of the motor shaft 3 to the ejection device 21 ensures that the position of the motor shaft 3 relative to the armature plates 2 does not change.
  • a spatially wound groove core 26 ' is created, which consists of a first core half 26a and a second core half 26b. Both core halves 26a and 26b are in contact with one another via a separating surface k.
  • the separating surface k runs between the two base surfaces of the core halves 26a and 26b such that a core thickness of at least 1.5 mm is still present in the tip region of the respective core half.
  • the interface k can just be trained. It is also possible to form the separating surface k spatially wound similar to the side wall of the anchor grooves.
  • the two-part cores can then be pulled out of the anchor grooves in opposite directions with simultaneous rotation. It is also possible to bring the two-part groove cores into their end position only after injecting a certain amount of plastic material. This makes it possible for there to initially be a larger space between the radial side walls of the anchor grooves and the groove cores during the introduction of the plastic material, which allows the layers to be formed correctly, particularly with thin plastic thicknesses.
  • the groove core halves are brought out of their spreading position into their form position.
  • This molded position there is an intermediate space provided for filling with a plastic material between the side wall of the anchor grooves defined by the armature lamination stack and the groove cores arranged therein.
  • the space filled with plastic material can be reduced before the hardening of the plastic material by appropriate displacement of the groove cores, ie slight displacement of the groove core halves in the spread position.
  • This extremely thin layers can be achieved with regard to the insulating layer formed on the radial side surfaces of the anchor grooves.
  • the contact sections (28) shown in FIG. 6 can be omitted.
  • the separating surface k between the core halves advantageously runs spatially wound similarly to the side surfaces of the anchor grooves.
  • the slope or angle between the separating surface k and a reference plane radial to the shape axis is preferably smaller than the slope or angle measured on the same circumferential line between the side surface and the radial reference plane. This enables a particularly simple demolding of the overmolded armature core.
  • two radial projections 27 ' can be formed on both core halves, by means of which a respective front end area of the gap area of the armature is at least partially shaped. It is also possible to dispense with the formation of these radial projections 27 'and to carry out the formation of the gap area of the armature exclusively by means of spatially wound projections which are attached to form segments which can be moved in particular radially to the rotor axis and to both of them via a contact surface Core halves can be lowered.
  • the course of the parting plane or parting surface k between the two core halves can be determined depending on the length of the anchor grooves in such a way that the tip section of the respective core half is still relatively thick.
  • a runner with anchor grooves that run obliquely to the rotor axis represents a body that is ultimately undercut
  • the present invention is not limited to the exemplary embodiment explained above.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Läufer (1) und ein Verfahren zur Herstellung eines Läufers für einen Elektromotor mit einem aus einer Anzahl von Ankerblechen (2) zusammengesetzten Anker (5), mit einer Anzahl von Ankernuten (10), wobei die Ankernuten räumlich gekrümmt und schräg zur Längsachse des Ankers verlaufen. Ferner betrifft die Erfindung ein Formwerkzeug zur Herstellung eines derartigen Läufers. Erfindungsgemäss werden an einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Ankers zwei zueinander koaxiale winkelversetzte Decklagen (6, 7) in einer den Ankerblechen ähnlichen Gestalt ausgebildet, wobei die Breite der zwischen den Nuten verbleibenden Stege der Decklagen breiter ist als die Breite der Stege der Ankerbleche, und wobei an radialen Seitenflächen der gekrümmten Ankernuten eine isolierende Lage durch Umspritzen eines in jeder Nut angeordneten räumlich gewundenen Kernes (26) gebildet wird. Die einzelnen Ankerblechlagen treten während des Umspritzens mit einem räumlich schräg zur Wellenachse (19) verlaufenden Anlageabschnitt in Kontakt.

Description

Läufer für einen Elektromotor sowie Verfahren und Formwerkzeug zur Herstellung eines derartigen Läufers
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Läufer für einen Elektromotor mit einem aus einer Mehrzahl von Ankerblechen gebildeten Anker, der eine Mehrzahl von Anker-Nuten zur Auf¬ nahme elektrischen Wicklungsmateriales aufweist und stirnsei¬ tig, sowie in den Anker-Nuten, mit einer isolierenden Lage versehen iεt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur •Herstellung eines derartigen Läufers für einen Elektromotor, bei welchen im Rahmen eines Kunststoff-Spritlzvorganges an einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Ankers zwei zu¬ einander koaxiale Decklagen ausgebildet werden, wobei die Breite von zwischen den Nuten gebildeten Stegen breiter ist als die Breite der Stege der Ankerbleche. Die Erfindung be¬ trifft zudem eine Vorrichtung zur Herstellung eines, wie oben angegeben, ausgestalteten Läufers für einen Elektromotor, wo¬ bei die Vorrichtung eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte aufweist, welche gemeinsam in eine Schließposition bringbar sind, zur Definition eines zur Aufnahme des Ankers vorgesehenen Formraumes.
Aus DE-28 38 405 C3 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Läufers für ein Elektromotor sowie eine Gußform zur Durchfüh¬ rung dieses Verfahrens bekannt. Bei dem aus dieser Druck¬ schrift bekannten herkömmlichen Läufer verlaufen die zur Auf¬ nahme von Ankerwicklungsmaterial vorgesehenen Ankernuten ge¬ radlinig parallel zur Längsachse eines durch eine Anzahl von Ankerblechen gebildeten und an einer Ankerwelle befestigten Ankers. An den Innenflächen der Ankernuten ist eine isolie¬ rende Schicht ausgebildet, welche mit zwei jeweils im stirn¬ seitigem Bereich des Ankers ausgebildeten Decklagen in Ver¬ bindung steht .
Aus EP-OS 02 43 875, aus DE-AS 21 43 542 sowie DE-AS 14 88 502 sind ebenfalls Verfahren und Formwerkzeuge zur Herstel¬ lung von Läufern für Elektromotore bekannt, bei welchen die Innenflächen von parallel zur Rotationsachse des Läufers ver¬ laufenden Ankernuten mit einer Lage aus einem isolierenden Material versehen sind.
Üblicherweise wird ein Anker zur Vermeidung von Wirbelströmen aus einer Anzahl von Ankerblechen gebildet, welche an einan¬ der gereiht auf eine Motorwelle aufgesetzt sind. Diese Anker¬ bleche sind üblicherweise über einen isolierenden Kernab¬ schnitt mit der Motorwelle starr verbunden. Um die Ausbildung dieses Kernabschnittes zu ermöglichen, sind die einzelnen An¬ kerbleche mit einer zentralen Ausstanzung versehen, deren In¬ nendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmes¬ ser der Motorwelle. Bei einem Aufsetzen der Ankebleche auf die Motorwelle entsteht zwischen den Ankerblechen und der Mo¬ torwelle ein Zwischenraum, in welchen das zur Ausbildung des Kernabschnittes vorgesehene Kunststoffmaterial im Rahmen ei¬ nes Spritzvorganges eingespritzt werden kann.
Neben Läuferkonstruktionen mit parallel zur Wellenachse ver¬ laufenden Ankernuten sind Lauferkonstruktionen mit räumlich gekrümmten und schräg zur Wellenachse verlaufenden Ankernuten bekannt. Derartige Läuferkonstruktionen zeichnen sich in vie¬ len Anwendungsbereichen gegenüber Läuferkonstruktionen mit parallel zur Wellenachse verlaufenden Ankernuten durch eine höhere Lebensdauer und ein günstigeres elektromechanisch.es Betriebsverhalten aus .
Die Massenfertigung derartiger, schräg verlaufende Ankernuten aufweisender Läufer erweist sich jedoch neben einer exakten Positionierung der Ankerbleche relativ zur Motorwelle auch hinsichtlich einer wirkungsvollen Isolation der Wicklungen in den schräg verlaufenden Ankernuten als problematisch.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Läufer für einen Elektromotor zu schaffen, bei welchem eine wirkungs¬ volle Isolations jedes einzelnen Ankerbleches gegenüber den nachfolgend in die von dem Anker gebildeten Ankernuten einzu- bringenden Ankerwicklungen erreicht wird und ein Verfahren und ein Formwerkzeug zur Herstellung eines derartigen Läufers zu schaffen, bei welchem in einem Arbeitsgang eine Soll-Position jedes Ankerbleches relativ zur Motorwelle in einem geringen To¬ leranzbereich festgelegt werden kann.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 angegebene Ver¬ fahren gelöst. Hinsichtlich eines Formwerkzeuges zur Herstel¬ lung eines Läufers mit räumlich schräg verlaufenden Ankernu¬ ten wird die vorangehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 11 angegebene Formwerkzeug ge¬ löst . Hinsichtlich eines Läufers für einen Elektromotor wird die vorangehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Läufer gemäß Patentanspruch 25 gelöst.
Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren wird es auf vorteilhafte Weise möglich, in einem einzigen Arbeitsgang bei einem Anker mit schräg verlaufenden Anker-Nuten die einzelnen Blechlagen des Ankers drehfest mit der Motorwelle zu verbin¬ den und gleichzeitig an beiden Stirnflächen des Ankers zwei zueinander winkelversetzte islolierende Decklagen auszubil¬ den, welche über eine im gleichen Arbeitsgang in den Anker- Nuten ausgebildete Isolationsschichten miteinander verbunden sind.
Eine im Hinblick auf ein schonendes Entformen des im Rahmen eines einzigen Kunststoffspritzvorganges zusammengefügten An¬ kers vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gegeben, daß das Trennen des Ankers von den Nut-Kernen unter Einleitung eines Drehmomentes in ein Ende der Motorwelle er¬ folgt . Zur Einleitung des Drehmomentes in das entsprechende Ende der Motorwelle ist diese in vorteilhafter Weise mit ei¬ ner Abflachung versehen, so daß die Motorwelle mit einem ent¬ sprechenden Gegenstück drehfest in Eingriff bringbar ist. Eine gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ist da¬ durch gegeben, daß der umspritzte Anker unter gleichzeitiger Drehung desselben von den Nutkernen abgezogen bzw. abge¬ streift wird. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Form mög¬ lich, bei welcher die einzelnen Nutkerne starr mit der ent¬ sprechenden Formhälfte verbunden sind, wodurch eine besonders hohe Positionsgenauigkeit der einzelnen Nutkerne zueinander erreichbar ist. Die zum Abziehen des Ankers von den Nutkernen erforderliche Zugkraft kann in vorteilhafter Weise über die radiale Außenfläche des Ankers in diesen eingeleitet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zum Abstreifen des Ankers von den Nutker¬ nen erforderliche Kraft jedoch über einen an einer Stirnseite des Ankers aufgesetzten Stößel auf den Anker übertragen.
Alternativ zu einem derartigen Abziehen bzw. Abstreifen des Ankers von den räumlich gewundenen Nutkernen ist es auch mög¬ lich, die Nutkerne bei gleichzeitiger Drehung derselben rela¬ tiv zur Motorwelle, aus dem Anker herauszuziehen. In vorteil¬ hafter Weise wird dabei der umspritzte Anker über jene, in Zugrichtung weisende Stirnfläche abgestützt. Es ist jedoch auch möglich, beim Ausziehen der räumlich gewundenen Kerne aus dem Anker diesen ausschließlich über seine Umfangsaußen- fläche abzustützen.
Eine im Hinblick auf ein rasches Einlegen der einzelnen An¬ kerbleche in die entsprechende Spritzform vorteilhafte Aus¬ führungsform des Verfahrens ist dadurch gegeben, daß ein Teil der Nutkerne in eine erste Richtung, und der verbleibende Teil der Nutkerne in eine entgegengesetzte Richtung aus dem umspritzten Anker herausgezogen wird. Bei einer derartigen Ausführungsform des Verfahrens wird es in vorteilhafter Weise möglich, nahezu keine in Axialrichtung des Ankers wirkenden Druckkräfte in diesen einzuleiten, da die auf den Anker wir¬ kenden, gegensinnig gerichteten Zugkräfte sich gegenseitig kompensieren. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gegeben, daß die Ankerbleche im Inneren der Spritzform relativ zur Motorwelle feinpositio¬ niert werden, wobei die exakte Winkelposition der Ankerbleche relativ zur Motorwelle über wenigstens eine Anschlagfläche festgelegt wird, welche mit einer radialen Spalt-Seitenwan¬ dung des Ankers in Berührungskontakt tritt . Durch ein derar¬ tiges Vorgehen wird aufgrund des relativ großen Abstandes des Kontaktbereiches der Ankerbleche und der Anschlagfläche von der Motorwelle eine hohe Winkel-Positionsgenauigkeit gewähr¬ leistet. Zudem tritt jene radiale Spaltseitelnwandung nicht
J mit den einzelnen Wicklungen in Kontakt, so daß eine Isolati¬ on dieser Wandung nicht zwingend erforderlich ist.
In vorteilhafter Weise erfolgt die Feinpositionierung der An¬ kerbleche durch zwei, einander bezüglich der Wellenachse der Motorwelle diametral gegenüberliegende Anschlagflächen. Da¬ durch wird eine besonders exakte Positionierung der Ankerble¬ che möglich und zugleich ein ggf . zu einer geringen Unwucht führender ungleicher Materialauftrag auf den Anker vermieden.
Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung wird eine Vor¬ richtung zur Herstellung eines Läufers für einen Elektromotor mit einer Welle, einem aus einer Anzahl von Ankerblechen zu¬ sammengesetzten Anker mit einer Anzahl von Anker-Nuten ge¬ schaffen. Die Anker-Nuten sind räumlich gekrümmt und verlau¬ fen schräg zur Längsachse des Ankers. Die einzelnen Lamellen bzw. Ankerbleche werden vorzugsweise über einen im Rahmen ei¬ nes Kunststoffspritzvorganges ausgebildeten Kernabschnitt mit der Motorwelle starr verbunden. Die Vorrichtung umfaßt eine erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte, welche miteinan¬ der in Schließposition bringbar sind, zur Definition eines zur Aufnahme der Motorwelle und des Ankers vorgesehenen Form¬ raums. Diese Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß da¬ durch aus, daß eine der Anzahl der Nuten entsprechende Zahl von räumlich gewundenen Nut-Kernen vorgesehen ist, welche derart bemessen sind, daß zwischen den Kernen und Stegen der Ankerbleche jeweils ein zum Verfüllen mit einem Kunststoffma¬ terial vorgesehener Zwischenraum verbleibt, welcher mit einem ersten und einem zweiten an den Stirnseiten des Ankers in der jeweiligen Formhälfte ausgebildeten Decklagenformraum in Ver¬ bindung steht. Vorzugsweise ist wenigstens einer der Nut- Kerne mit einer räumlich gekrümmten Anschlagfläche versehen, welche mit einem Wandungsabschnitt jedes Ankerbleches in Be- rührungskontakt bringbar ist, derart, daß jedes der Ankerble¬ che nach Einlegen in den Formraum selbstätig die seiner Axialposition relativ zur Motorwelle entsprechende Winkelpo¬ sition einnimmt.
Vermittels einer derartigen Vorrichtung wird es auf überra¬ schend einfache Weise möglich, im Rahmen eines einzigen Kunststoffspritzvorganges die einzelnen Ankerbleche mit der Motorwelle in isolierender Weise fest zu verbinden und zu¬ gleich die einzelnen Ankerbleche sowohl im Inneren der Anker¬ nuten als auch die Stirnseiten des Ankers zuverlässig mit ei¬ ner Schicht aus Kunststoff zu versehen, so daß diese gegen¬ über den Wicklungen isoliert sind.
Eine erfindungsgemäß besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß der räumlich gewun¬ dene Anlageflächenabschnitt jeweils an zwei, einander benach¬ barten Nutkernen ausgebildet ist, zur Positionierung der An¬ kerbleche relativ zur Motorwelle . Dadurch wird es auf vor¬ teilhafte Weise möglich, eine äußerst exakte Positionierung der Ankerbleche zu gewährleisten.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung er¬ streckt sich der vorstehend genannte Anlageflächenabschnitt dabei entlang eines von dem jeweiligen Nut-Kern radial nach außen vorstehenden Trennsteges. Dieser Trennsteg weist in vorteilhafter Weise in seinem Fußbereich, d.h. im Übergangs¬ bereich zwischen einer radialen Seitenwandung des Steges und einem Zylinderflächenabschnitt des Nutkernes, eine Auskehlung aus. Dadurch wird es möglich, eine innere Kante des Spaltbe- reiches mit einem Wulstabschnitt aus Kunststoffmaterial zu versehen, wodurch in vorteilhafter Weise eine etwaige Beschä¬ digung des Wicklungsdrahtes beim Einbringen in die Ankernuten vermieden wird. Durch die Ausbildung einer derartigen Auskeh¬ lung wird in vorteilhafter Weise auch die Kontaktfläche zwi¬ schen den einzelnen Ankerblechen und den Nutkernen vermin¬ dert, so daß insbesondere ggf. an den Ankerblechen vorhandene Grate keinen Einfluß auf die Positionsgenauigkeit der Anker¬ bleche relativ zur Motorwelle nehmen können.
Eine im Hinblick auf eine besonders zuverlässige Entnahme des fertiggestellten Ankers aus der Form, vorteilhafte Ausfüh¬ rungsform der Vorrichtung, ist dadurch gegeben, daß eine Dreh-Auswurfvorrichtung vorgesehen ist zum Auswerfen des An¬ kers aus dem Formraum bei gleichzeitiger aktiver Drehung des Ankers. Dadurch wird in besonders günstiger Weise vermieden, daß der Verbindungsabschnitt zwischen dem aus Ankerblechen zusammengesetzten Ankerpaket und der Motorwelle überlastet wird. In vorteilhafter Weise wird dadurch zudem gewährlei¬ stet, daß die durch den Spritzvorgang festgelegte Position der Ankerbleche relativ zur Motorwelle, im Rahmen des Entfor- mungsvorganges nicht verändert wird. Aufgrund des dadurch möglich werdenden, besonders schonenden Entformens des Läu¬ fers wird es möglich, die Zyklusgeschwindigkeit zu steigern, da eine vollständige Abkühlung des Läufers nicht zwingend er¬ forderlich ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung ist dadurch gegeben, daß die räumlich gewundenen Nutkerne mit einer Formhälfte verbunden sind, und daß diese Formhälfte mit einem Auswurf-Zylinder versehen ist, welcher koaxial zur Formachse angeordnet ist und einen Aufnahmeab¬ schnitt aufweist zur Aufnahme eines Endabschnitts der Motor¬ welle in zentrierter Weise, wobei der Auswurfzylinder mit ei¬ nem Torsionsantrieb gekoppelt ist, zur zwangsweisen Drehung des AuswurfZylinders während des Auswerfens. Bei einer derart ausgestalteten Form können die Ankerbleche in gestapelter Weise, beispielsweise von einer Handhabungsvorrichtung in je¬ ne mit den Nutkernen versehene Formhälfte eingesetzt werden, wobei die einzelnen Ankerbleche im Rahmen des Einsetzens selbstätig die erforderliche Position annehmen. Die Verwirk¬ lichung einer Dreh-Auswurfvorrichtung erweist sich bei einer derart ausgestalteten Vorrichtung als besonders günstig. In vorteilhafter Weise ist dabei der Auswurfzylinder mit der Mo¬ torwelle drehfest in Eingriff bringbar.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch ge¬ geben, daß im Inneren des AuswurfZylinders eine Anschlagstan¬ ge vorgesehen ist zur Festlegung der axialen Position der Mo¬ torwelle in dem Formraum. In vorteilhafter Weise wird die Po¬ sition der Anschlagstange relativ zu den Nut-Kernen während des EntformungsVorganges nicht verändert. Die Position der Anschlagstange kann beispielsweise über eine Feingewindeein¬ richtung oder über eine Differentialschraube justiert werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung iεt dadurch gegeben, daß eine Anpreßeinrichtung vorgesehen ist zum Drängen der Motorwelle gegen die Anschlagstange. Da¬ durch wird auf einfache Weise gewährleistet, daß die Motor¬ welle stets mit einer vorbestimmten Anpreßkraft gegen die An¬ schlagstange gedrängt wird.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vor¬ richtung ist dadurch gegeben, daß der zur Aufnahme des Ankers vorgesehene zylindrische Formraum aus einer Anzahl von Form¬ segmenten gebildet ist, wobei die Formsegmente relativ zur Formachse in radialer Richtung bewegbar sind. Dadurch wird es in vorteilhafter Weise möglich, eine etwaige Beschädigung des den Zylinderraum definierenden Formabschnitts beim Einsetzen der Ankerbleche zu vermeiden. Zudem wird die von der Aus¬ wurfvorrichtung zu erbringende Auswurfkraft vermindert, da der fertiggestellte Anker nicht durch die in enger Passung anliegende zylindrische Formwandung bewegt werden muß. Zudem wird diese Formwandung vor übermäßigem Verschleiß bewahrt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der, der Anschlagstange zugeordneten er¬ sten Formhälfte eine Anzahl Anschlagvorsprünge angeordnet, derart, daß die Positionierung des an der Anschlagstange an¬ liegenden Endes der Motorwelle relativ zu jenem, diesem Ende zugewandten Ankerblech über die mit dem Ankerblech in Berüh- rungskontakt tretenden Vorsprünge und die mit der Motorwelle in Berührungskontakt tretende Anschlagstange erfolgt. Dadurch wird auf konstruktiv besonders günstige Weise eine präzise Positionierung des Ankers relativ zur Motorw'felle gewährlei¬ stet.
Eine weitere im Hinblick auf eine besonders hohe Endmaßgenau¬ igkeit des Läufers bzw. Ankers vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der in der zweiten Formhälfte vorgesehene Decklagenformabschnitt einen Anker- Längenkompensa-tionsraum bildet zur Kompensation der Länge des Anker-Blechstapels vermittels der Schichtdicke der Deck¬ lage. Dadurch wird es auf überraschend einfache Weise mög¬ lich, etwaige Schwankungen der Gesamtlänge des Ankerblechsta¬ pels auszugleichen. Derartige Längenschwankungen ergeben sich zum einen durch Schwankungen in der Bleckdicke der einzelnen Ankerbleche oder auch dann, wenn der Ankerblechstapel ein An¬ kerblech zuviel oder zuwenig enthält.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gegeben, daß in den Formraum zur Bildung der Längenkompensations-Decklage eine Anzahl von Vorsprüngen hineinragt zur Sicherung einer Min- destschichtstärke der Decklage. Die Vorsprünge weisen dabei in vorteilhafter Weise einen kreisförmigen Querschnitt auf . In vorteilhafter Weise ist es auch möglich, diese Vorsprünge durch axial verschiebbare Zapfen auszubilden, welche derart auf das Ankerblechpaket aufgesetzt werden können, daß dieses unter einer vorbestimmten Druckkraft zusammengepreßt wird. Durch die Erfassung der Vorschublänge der entsprechenden Zap- fen wird es möglich, die Gesamtlänge des Ankerblechstapels festzustellen, wodurch es ferner möglich wird, unmittelbar nach Entformen der Läufer eine entsprechende Selektion vorzu¬ nehmen.
Eine im Hinblick auf einen besonders vorteilhaften Kunst- stoffeinspritzvorgang vorteilhafte Ausführungsform der Vor¬ richtung ist dadurch gegeben, daß die Zufuhr des Kunststoff¬ materials in den Formraum auf der Seite der Längenkompensati- onsdecklage erfolgt. Dadurch wird es in besonders vorteilhaf¬ ter Weise möglch, zu Beginn des Einspritzvorganges die ein¬ zelnen Ankerblechlagen durch den Druck des eingespritzten Kunststoffmateriales aneinanderzupressen. Zudem ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausbreitung des Kunststoffmateri¬ als in den Formraum. Die Menge des einzuspritzenden Kunst- stoffmaterials kann in vorteilhafter Weise ebenfalls unter Berücksichtigung der Gesamtlänge des Ankerblechstapels, wel¬ che beispielsweise über die vorangehend genannten Zapfen er¬ mittelbar ist, festgelegt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des AuswurfZylin¬ ders ist dadurch gegeben, daß dieser mit einer Anzahl Vor¬ sprünge, welche die stirnseitige Decklage durchsetzen, verse¬ hen ist, und über diese Vorsprünge mit dem entsprechenden stirnseitigen Ankerblech in Berührungskontakt steht. Dadurch wird es auf besonders vorteilhafte Weise möglich, die von dem Auswurfzylinder zu übertragende Druckkraft nicht über das Kunststoffmaterial zu übertragen, sondern diese direkt in den Ankerblechstapel einzuleiten.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind zusätzlich zu den an dem Auswurfzylinder vorgesehenen Vor¬ sprüngen eine Anzahl von Feinpositioniervorsprüngen vorgese¬ hen, welche mit der ersten Formhälfte starr verbunden sind und ebenfalls mit dem entsprechenden stirnseitigen Ankerblech in Berührungskontakt bringbar sind. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung durchsetzen jene Feinpositioniervorsprünge die entsprechende stirnseitige Decklage im Bereich der Schaftabschnitte der An¬ kerstege. Die Außengeometrie der Feinpositioniervorsprünge ist derart festgelegt, daß sich diese zu ihrem Anlagebereich an dem entsprechenden Ankerblech hin verjüngen. Insbesondere sind die Feinpositioniervorsprünge derart ausgebildet, daß sich deren radiale Seitenwandungen im wesentlichen parallel zu den angrenzenden Wandungsabschnitt der benachbarten Anker¬ nuten erstrecken. Dadurch wird es auf besonders vorteilhafte Weise möglich, den Anker von den Feinpositioniervorsprüngen abzuheben, ohne dabei das die Feinpositioniervorsprünge umge¬ bende Kunststoffmaterial übermäßig zu deformieren. Die Ausge¬ staltung der Positioniervorsprünge mit parallelogrammartig geneigten Seitenflächen bietet eine noch größere Kontaktflä¬ che der Ankerbleche mit den Feinpositioniervorsprüngen als diese mit lediglich konisch verjüngten Feinpositioniervor¬ sprüngen erreichbar ist.
Eine gemäß einem alternativen Erfindungsgedanken besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstel¬ lung eines Läufers für einen Elektromotor mit einer Welle, einem aus einer Anzahl von Ankerblechen zusammengesetzten An¬ ker mit einer Anzahl von Nuten, wobei die Nuten räumlich ge¬ krümmt schräg zur Längsachse des Ankers verlaufen, und die Ankerbleche vorzugsweise über einen im Rahmen des Kunst¬ stoffspritzvorganges ausgebildeten Kernabschnitt mit der Mo¬ torwelle starr verbunden sind, wobei die Vorrichtung eine er¬ ste Formhälfte und eine zweite Formhälfte aufweist, welche gemeinsam in eine Schließposition bringbar sind, zur Defini¬ tion eines zur Aufnahme der Motorwelle und des Ankers vorge¬ sehenen Formraums, ist dadurch gegeben, daß die Vorrichtung eine der Anzahl der Nuten entsprechende Zahl von räumlich ge¬ wundenen Nut-Kernen aufweist, welche derart bemessen sind, daß zwischen den Nut-Kernen und Stegen der Ankerbleche je¬ weils ein zum Verfüllen mit einem Kunststoffmaterial vorgese¬ hener Zwischenraum verbleibt, welcher mit einer an beiden Stirnflächen des Ankers in der jeweiligen Formhälfte ausge¬ bildeten Decklagenformraum in Verbindung steht, wobei jeder Nut-Kern als wenigstens zweiteiliger Nut-Kern ausgebildet ist, derart, daß die beiden Nut-Kern-Hälften über eine im we¬ sentlichen radial zur Längsachse des Ankers verlaufende Trennfläche voneinander trennbar sind, wobei sich jede dabei entsprechend gebildete Nut-Kernhälfte von ihrem Fußbereich zu ihrem Kopfbereich hin im wesentlichen konisch verjüngt. Bei einer derartigen zweiteiligen Ausführungsform jedes Nut-Kerns werden beide Nut-Kern-Hälften in entsprechend gegengerichtete Richtungen aus der räumlich gekrümmten Ankernut herausgezo¬ gen. Bei einer derartigen zweiteiligen Ausgestaltung jedes Nut-Kerns wird gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken der zwischen den einzelnen Ankerstegen definierte Spaltbereich von einem räumlich gekrümmt verlaufenden Formkörper durch¬ setzt, welcher separat von den Nut-Kernen ausgebildet ist. Diese entsprechenden Formkörper sind in vorteilhafter Weise radial zur Längsachse des Läufers nach außen von den Nut- Kernen abhebbar und insbesondere an entsprechenden Segmenten mit Hohlzylinderwandungsabschnitten ausgebildet. Die vorange¬ hend beschriebene Ausführungsform einer Vorrichtung mit je¬ weils zweiteiligen Nutkernen eignet sich insbesondere bei re¬ lativ kurzbauenden Ankern bzw. kann zur Herstellung von An¬ kern verwendet werden, deren Ankernuten nur relativ schwach geneigt sind. Bei einem derartigen zweiteiligen Nut-Kern kann im Fußbereich desselben noch ein kurzer Abschnitt eines ra¬ dialen Überstandes ausgebildet werden, zur Formung des stirn¬ seitigen Anfangsabschnittes des Spaltbereiches zwischen den Ankerstegen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh¬ rungsform der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung: Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Läufers für einen
Elektromotor mit räumlich gekrümmt verlaufenden Anker¬ nuten,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ankerblech, wie es bei einem Anker gem. Fig. 1 Anwendung findet,
Fig. 3 einen Ausschnitt eines Längsschnittesdurch ein Form¬ werkzeug gemäß der Erfindung,
Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung eines Querschnitts durch einen zylindrischen Formabschnitt der" Form nach Figur 3,
Fig. 5 eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung des Inkontakt- tretens eines Nutkernes mit einem Abschnitt eines An- kerbleches,
Fig. 6 eine Prinzipskizze zur Erläuterung, wie ein Ankerblech in der Form positioniert wird.
Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung eines zweiteilig ausge¬ führten Nutkernes.
Bei jenem in Figur 1 dargestellten Läufer ist eine Anzahl An¬ kerbleche 2 auf einer Motorwelle 3 angeordnet. Die Motorwelle 3 ist an einem Ende mit einer Abflachung 4 versehen, über welche bei einem Ausbringen des Läufers 1 aus einem bei¬ spielsweise in Figur 3 dargestellten Formwerkzeug ein Drehmo¬ ment in die Motorwelle 3 eingeleitet werden kann.
Die auf der Motorwelle 3 angeordneten Ankerbleche 2 bilden in ihrer Gesamtheit einen Anker 5, welcher über ein Kunststoff- material drehfest mit der Motorwelle 3 verbunden ist. An den beiden Stirnseiten des Ankers 5 ist jeweils eine Decklage 6, 7 aus Kunststoffmaterial ausgebildet. Die beiden Decklagen 6 und 7 weisen im wesentlichen die gleiche Gestalt auf wie jene Ankerbleche 2. Beide Decklagen 6 und 7 weisen eine Anzahl Schaftabschnitte 8 auf, welche hinsichtlich ihrer Breite um ca. 0,4 - 0,8 mm größer bemessen sind als die entsprechenden Schaftabschnitte der Ankerbleche 2. Die Innenwandung der schräg zur Läuferachse 9 verlaufenden Ankernuten 10 besteht aus einer Kunststoffschicht, welche einstückig mit den Deck¬ lagen 6 und 7 ausgebildet ist. Die Decklagen 6 und 7, eine die Wandung der Ankernut 10 bildende Schicht 11 sowie ein hier nicht dargestellter Kernabschnitt zur Befestigung der Ankerbleche 2 auf der Motorwelle 3 werden im Rahmen eines einzigen Kunststoffspritzvorganges erzeugt, so daß der Läufer 1 als fertiges Werkstück dem Formwerkzeug entnommen werden kann. Die Schicht 11 entsteht durch Verfüllen des zwischen den Nutkernen und dem Ankerblechpaket gebildeten Zwischenrau¬ mes. Die Schicht 11 ist vorzugsweise extrem dünn, beispiels¬ weise 0,2 mm dick ausgebildet. Die Schicht 11 erstreckt sich räumlich gewunden entlang der Ankernuten.
In der Darstellung von Figur 1 sind auf der im folgenden als vordere Decklage bezeichneten Decklage 6 eine Anzahl von Aus¬ sparungen 12 erkennbar,welche die Decklage 6 vollständig durchsetzen. Ähnliche Aussparungen sind auch in der Decklage 7 ausgebildet. Die Aussparungen 12 werden von entsprechenden Positioniervorsprüngen gebildet, auf welchen das stirnseitig erste Ankerblech 2 nach Einlegen in das Formwerkzeug auf¬ sitzt. Über diese Positioniervorsprünge wird zum einen die Dicke der Decklage 6 als auch die Axialposition des Ankerble¬ ches 2 relativ zur Motorwelle 3 festgelegt. Die Motorwelle 3 weist eine als Anschlagfläche 13 wirksame Stirnfläche auf, über welche die Axialposition der Motorwelle 3 in dem Form¬ werkzeug festgelegt wird.
Wie ebenfalls aus der Darstellung nach Figur 1 hervorgeht, sind die Ankerbleche 2 mit Ausnahme der von Ihnen beschriebe¬ nen Zylinderaußenfläche und eines im folgenden noch näher be¬ schriebenen Bereiches vollständig von einem isolierenden Kunststoffmaterial umgeben. Mit Ausnahme von zwei Spaltberei- chen 14, die sich zwischen zwei Ankerstegen 15 erstrecken, sind auch die die Spaltbereiche 14 definierenden Wandungsab¬ schnitte von einem isolierenden Kunststoffmaterial überdeckt . Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine etwaige Beschädigung des in die Ankernuten 10 einzubringenden Wick¬ lungsdrahtes zu verhindern.
In der Darstellung gemäß Figur 2 ist ein bei dem Läufer nach Figur 1 verwendetes Ankerblech 2 dargestellt. Das Ankerblech 2 umfaßt 8 Ankerstege 15, welche eine jeweils im wesentlichen T-förmige Gestalt aufweisen. Zwischen zwei Ankerstegen 15 wird der Spaltbereich 14 gebildet. Jedes der Ankerbleche 2 ist mit einer zentralen Ausstanzung 16 versehen, über welche das jeweilige Ankerblech 2 auf die in Figur 1 dargestellte Motorwelle aufgesetzt ist. Im Inneren der zentralen Ausstan¬ zung 16 sind eine Anzahl Mitnehmerabschnitte 17 ausgebildet, welche der besseren Übertragung eines Drehmomentes zwischen dem Ankerblech 2 und der Motorwelle 3 dienen. Die in Figur 1 dargestellte Motorwelle 3 ist im Bereich des Ankers 5 aufge¬ rauht bzw. gerändelt, so daß sich eine besonders gute Haftung eines Kunststoffmaterials auf der Motorwelle 3 ergibt. Die Ausstanzung 16 weist einen Innendurchmesser auf, welcher um ein bestimmtes Maß größer ist als der Außendurchmesser der Motorwelle 3. Der zwischen dem Ankerblech 2 und der Motorwel¬ le 3 gebildete Zwischenraum ist bei dem fertig zusammengebau¬ ten Läufer mit einem Kunststoffmaterial verfüllt.
Die in Figur 2 dargestellten Ankerbleche werden gemeinsam mit der in Figur 1 dargestellten Motorwelle 3 in ein Formwerkzeug (Fig.3) eingesetzt. Das in Figur 3 dargestellte Formwerkzeug besteht aus einer ersten Formhälfte 17 und einer zweiten Formhälfte 18. An der ersten Formhälfte 17 ist eine Anzahl radial zur Formachse 19 bewegbarer Formsegmente 20 ange¬ bracht. Die eigentliche Gestalt dieser Segmente 20 kann aus Figur 4 ersehen werden. IS
Die erste Formhälfte 17 ist mit einer Auswurfeinrichtung 21 versehen, welche bei der hier dargestellten Ausführungsform einen Hohlzylinderzapfen umfaßt. Die Auswurfeinrichtung ragt mit einem stirnseitigen Endabschnitt in den von der ersten und zweiten Formhälfte 17 und 18 sowie den Formsegmenten 20 begrenzten Formraum hinein. An diesem stirnseitigen Ende sind eine Anzahl Vorsprünge ausgebildet, welche für die Bildung der in Figur 12 dargestellten Aussparungen 12 verantwortlich sind. Über diese Vorsprünge steht die Auswurfeinrichtung 21 unmittelbar in Berührungskontakt mit einem am stirnseitigen Ende des Läufers angeordneten Ankerblech 2 (in Figur 3 nicht dargestellt) . Die Auswurfeinrichtung 21 steht über die Abflachung 4 mit der Motorwelle 3 drehfest in Ein¬ griff. Beim Auswerfen des fertiggestellten Läufers aus dem Formwerkzeug wird über die Auswurfeinrichtung 21 der Läufer 5 (hier nicht dargestellt) durch Drehen und gleichzeitiges axiales Verschieben ausgeworfen. Im Inneren des Hohlzylinder- zapfens der Auswurfeinrichtung 21 ist eine Anschlagstange 23 angeordnet, über welche die Axialposition der Motorwelle 3 im Inneren des Formwerkzeuges eingestellt werden kann.
Die Motorwelle 3 wird dabei über eine in der zweiten Form¬ hälfte 18 angeordnete Druckstange 24 gegen die Anschlagstange 23 gedrängt.
Um die in den Formraum 22 einzulegenden Ankerbleche 2 mit ei¬ ner vorbestimmten Druckkraft gegen die Auswurfeinrichtung 21 zu drängen, ist ein Druckstempel 25 vorgesehen. Über diesen Druckstempel 25 kann in vorteilhafter Weise die effektive Länge des von den Ankerblechen 2 gebildeten Blechpaketes er¬ mittelt werden.
Im Inneren des Formraums 22 befindet sich eine der Anzahl der Ankernuten entsprechende Anzahl von räumlich gewundenen Nut- Kernen (hier nicht dargestellt) . Diese räumlich gekrümmten Nutkerne sind bei dieser Ausführungsform mit der ersten Form¬ hälfte 17 starr verbunden. Die in Figur 4 dargestellten Formsegmente 20 definieren den zylindrischen Wandungsabschnitt des Formraums 22. Diese Form¬ segmente 20 werden vermittels eines Kegel-Mechanismus radial zur Formachse 19 bewegt. Dadurch wird es möglich, die einzel¬ nen Formsegmente unter geringstem Verschleiß an die einzelnen Ankerbleche heranzufahren.
In Figur 5 sind ein Abschnitt eines räumlich gekrümmten Nut- kernes 26 sowie ein diesem Nutkern zugeordneter Ankersteg 15 dargestellt. Diese beiden Elemente sind nur zum Zwecke der Erläuterung räumlich voneinander entfernt dargestellt. Jeder der räumlich gekrümmten Nutkerne 26 ist hinsichtlich seiner Außengeometrie derart bemessen, daß zu dem angrenzenden An¬ kersteg 15 ein Zwischenraum verbleibt. Jeder der Nutkerne 26 ist auf seiner nach außen weisenden Seitenfläche mit einem sich in Längsrichtung des Nutkernes erstreckenden Trennsteg 27 versehen. Die Breite dieses Trennsteges 27 ist kleiner als die Spaltweite des in Figur 1 durch das Bezugszeichen 14 ge¬ kennzeichneten Spaltbereiches. Lediglich bei einigen Nutker¬ nen 26 ist der Trennsteg 27 derart ausgebildet, daß dieser mit einer Flanke des Ankersteges 15 in Kontakt treten kann. Dieser Kontaktbereich ist in den Figuren 5 und 6 mit dem Be¬ zugszeichen 28 gekennzeichnet. Über diesen Kontaktbereich werden die einzelnen Ankerbleche 2 relativ zur Motorwelle 3 selbsttätig in dem Formraum 22 zentriert. Gemäß der Darstel¬ lung in Figur 5 ist der Trennsteg 27 mit einer Auskehlung 29 versehen, durch welche es möglich wird, auch an einer nach innen weisenden Kante des Spaltbereiches 14 einen Wulst aus Kunststoffmaterial auszubilden, wodurch ein wirkungsvoller Schutz der jeweiligen Ankerwicklungen gewährleistet wird. Wie in Figur 6 deutlich dargestellt ist, wird das jeweilige An¬ kerblech 2 durch zwei Nutkerne 26 positioniert. Durch den Kontaktbereich 28 wird in erster Linie die Winkelposition des Ankerbleches 2 relativ zur Motorwelle 3 festgelegt. Die Ra¬ dialposition des Ankerbleches 2 relativ zur Motorwelle 3 wird primär durch die Formsegmente 20 festgelegt. Die Herstellung eines Läufers für einen Elektromotor in der erfindungsgemäßen Weise soll nachfolgend anhand einer Funkti¬ onsbeschreibung einer Vorrichtung, die im wesentlichen der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung entspricht, erfolgen.
Ein in einer Spritzmaschine angeordnetes, aus einer ersten und einer zweiten Formhälfte 17,18 bestehendes Formwerkzeug wird in eine Offenstellung gebracht, in welcher der von den beiden Formhälften umschlossene Formraum 22 von außen zugäng¬ lich ist. Im Inneren der ersten Formhälfte 17 befinden sich acht räumlich gewundene Ankernutkerne 26, welche starr mit der ersten Formhälfte 17 verbunden sind. In diese erste Form¬ hälfte 17 wird nunmehr eine bestimmte Anzahl Ankerbleche 2 eingelegt. Die einzelnen Ankerbleche 2 bewegen sich dabei entlang des zwischen den Nutkernen verbleibenden Zwischenrau¬ mes. An jedem Nutkern 26 ist jeweils ein Trennsteg 27 ausge¬ bildet. An zwei einander bezüglich der Formachse diametral gegenüberliegenden Trennstegen 27 ist ein Kontaktbereich 28 ausgebildet, welcher mit den einzelnen Ankerblechen 2 in Be- rührungskontakt tritt . Über diesen gemeinsam mit dem Nutkern 26 räumlich gekrümmt verlaufenden Kontaktbereich 28 wird die der jeweiligen Axialpositon des Ankerbleches entsprechende Winkelposition dieses Bleches festgelegt. Nach Einlegen aller Ankerbleche 2 in den in der ersten Formhälfte 17 gebildeten Formraum 22 wird eine Motorwelle 3 in einen in der ersten Formhälfte 17 ausgebildeten Aufnahmeabschnitt eingesteckt . Es ist auch möglich, die einzelnen Ankerbleche 2 gemeinsam mit der Motorwelle 3 in die erste Formhälfte 17 einzuführen. Die Motorwelle 3 ist nach Einstecken in die erste Formhälfte 17 mit einer Auswurfeinrichtung 21 drehfest verbunden. Nach Ein¬ führen aller Ankerbleche 2 und der Motorwelle 3 wird das Formwerkzeug durch Aneinanderfahren der ersten und zweiten Formhälften 17 und 18 geschlossen. Hierbei drängt eine, in der zweiten Formhälfte 18 angeordnete Druckstange die Motor¬ welle 3 gegen eine in der Auswurfeinrichtung 21 angeordnete Anschlagstange 23. Zugleich werden acht Formsegmente 20, wel- ehe den zylindrischen Wandungsabschnitt des Formraums 22 bil¬ den, in radialer Richtung zur Motorwelle 3 hin bewegt. Die Formsegmente 20 treten dabei in Preßkontakt mit den Umfangs- Wandungen der einzelnen Ankerbleche. Die einzelnen Ankerble¬ che 2 werden dadurch hinsichtlich ihrer Axialposition relativ zur Motorwelle 3 positioniert. Anschließend oder auch vorher wird ein in der zweiten Formhälfte 18 axial bewegbar angeord¬ neter Druckstempel 25 in den Formraum 22 eingefahren, so daß die einzelnen Ankerbleche gegeneinandergepreßt werden. Die gesamte in dem Formraum 22 angeordnete Packung von Ankerble¬ chen 2 wird dabei gegen Vorsprünge gedrängt, welche an einem in dem Formraum 22 hineinragenden stirnseitigen Ende der Aus¬ wurfeinrichtung 21 angeordnet sind, oder welche unmittelbar an dem in den Formraum 22 weisenden Wandungsabschnitt der er¬ sten Formhälfte ausgebildet sind. Über diese Vorsprünge und die in der Auswurfeinrichtung 21 angeordnete Anschlagstange 23 wird die Axialposition der Ankerbleche 2 relativ zur Mo¬ torwelle 3 festgelegt . Anschließend wird die zwischen den beiden Formhälften wirksame Schließkraft erhöht, wodurch der Anpreßdruck der Formsegmente 20 gegen die Ankerblechpackung noch weiter ansteigt. Die ersten beiden Formhälften 17 und 18 bilden an den beiden Stirnseitenbereichen des Ankers jeweils zwei Decklagenformräume, welche mit Zwischenräumen in Fluidverbindung stehen, die zwischen den räumlich gewundenen Nutkernen 26 und den Ankerblechen 2 gebildet werden. Die Dik- ke einer der Auswurfeinrichtung 21 zugewandten Decklage 6 wird über die in der ersten Formhälfte vorgesehenen Vorsprün¬ ge auf einen konstanten Wert festgelegt . Die Dicke der durch die zweite Formhälfte 18 ausgebildeten Decklage ist von der Gesamtlänge der Ankerblechpackung abhängig. In diese zweite, hinsichtlich ihrer Dicke variable Decklage 7 mündet ein Ein¬ spritzkanal. Über diesen Einspritzkanal wird nunmehr ein er¬ hitztes Kunststoffmaterial in den Formraum 22 eingebracht. Das erhitzte Kunststoffmaterial füllt zunächst die von der ersten Formhälfte 18 umgrenzte Decklage 7 aus und dringt dann sowohl über die zwischen den einzelnen räumlich gewundenen Nutkernen 26 und den Ankerblechen 2 verbleibenden Zwischen- räume als auch durch den zwischen den Ankerblechen und der Motorwelle 3 beschriebenen Zwischenraum zu der gegenüberlie¬ genden Decklage 6 vor. Anschließend wird der Einspritzdruck noch weiter erhöht und auf einem vorbestimmten Druckpegel ge¬ halten. Nunmehr werden die erste Formhälfte 17 und die zweite Formhälfte 18 sowie die Formsegmente 20 durch ein Kühlmittel abgekühlt. Nach Erkalten des Kunststoffmaterials wird die er¬ ste Formhälfte 18 von der Motorwelle 3 abgezogen, so daß die zweite Decklage 7 nach außen hin freiliegt. Gleichzeitig be¬ wegen sich die einzelnen Formsegmente 20 radial nach außen und heben dabei von der Umfangswandung des Ankers ab. Nunmehr wird die Auswurfeinrichtung 21 betätigt. Diese schiebt unter gleichzeitiger Drehung den in seinem Innenbereich vollständig mit Kunststoffmaterial umspritzten Anker aus dem Formraum 22 heraus. Während dieses Herausschiebens des Ankers 5 aus dem Formraum 22 wird durch die zwangsweise Koppelung der Motor¬ welle 3 mit der Auswurfeinrichtung 21 gewährleistet, daß die Position der Motorwelle 3 relativ zu den Ankerblechen 2 sich nicht ändert.
Sobald der umspritzte Anker 5 von den räumlich gewundenen Kernen 26 abgeschoben ist, wird dieser von einer Handhabungs- einrichtung ergriffen und in ein Transportmagazin einge¬ steckt. Nunmer werden erneut eine entsprechende Anzahl Anker¬ bleche 2 und eine Motorwelle 3 in die erste Formhälfte 17 eingeführt . Die Ankerbleche 2 und die Motorwelle 3 nehmen selbstätig ihre vorgeschriebene Position ein und der Form- Schließvorgang und Spritzvorgang beginnen von neuem.
Gemäß der Darstellung Fig. 7 wird ein räumlich gewundener Nut-Kern 26' geschaffen, welcher aus einer ersten Kernhälfte 26a und einer zweiten Kernhälfte 26b besteht. Beide Kernhälf¬ ten 26a und 26b stehen über eine Trennfläche k miteinander in Berührungskontakt. Die Trennfläche k verläuft derart zwischen den beiden Fußflächen der Kernhälften 26a und 26b, daß im Spitzenbereich der jeweiligen Kernhälfte noch eine Kerndicke von mindestens 1,5 mm vorhanden ist. Die Trennfläche k kann eben ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die Trennfläche k ähnlich der Seitenwandung der Ankernuten räumlich gewunden auszubilden. Die zweiteiligen Kerne können dann in einander entgegengesetzte Richtungen unter gleichzeitiger Drehung aus den Ankernuten herausgezogen werden. Es ist auch möglich, die zweiteiligen Nutkerne erst nach Einspritzen einer bestimmten Menge an Kunststoffmaterial in ihre Endposition zu bringen. Dadurch wird es möglich, daß zwischen den radialen Seitenwan¬ dungen der Ankernuten und den Nutkernen während des einbrin- gens des Kunststoffmaterials zunächst ein größerer Zwischen¬ raum verbleibt, der insbesondere bei dünnen Kunststoffstärken eine fehlerfreie Ausbildung der Schichten ermöglicht.
Bei einem Formwerkzeug mit jeweils zweiteiligen Nutkernen ist es möglich, die Trennfläche k zwischen den beiden Kernhälften derart auszubilden, daß die Kernhälften bei einem Zusammen¬ fahren zunächst über ihre Soll-Position hinausbewegbar sind. Dadurch wird es möglich, die Kernhälften keilartig derart ge- geneinanderzubewegen, daß die in Umfangsrichtung des Ankers gemessene Breite jedes der zweiteiligen Nutkerne zunächst vergrößert wird und die einzelnen Ankerbleche durch die Nut- kerne positioniert werden. Vorzugsweise werden die nunmehr durch die Nutkerne positionierten Ankerbleche festgespannt. Das Festspannen der Ankerbleche kann durch Anpressen von Formsegmenten an die Außenumfangsflache des Ankerblechpaketes und/oder durch eine, eine in Axial-Richtung wirkende Druck¬ stempeleinrichtung erfolgen. Nach dem Festspannen der Anker¬ blechpackung werden die Nutkernhälften aus ihrer Spreizstel¬ lung in ihre Formposition gebracht. In dieser Formposition existiert ein zum Verfüllen mit einem Kunststoffmaterial vor¬ gesehener Zwischenraum zwischen der Seitenwandung der durch das Ankerblechpaket definierten Ankernuten und den darin an¬ geordneten Nutkernen. Der mit Kunststoffmaterial verfüllte Zwischenraum kann vor vollständigem Erhärten des Kunststoff- materials durch entsprechendes Versetzen der Nutkerne, d.h. geringfügiges Verschieben der Nutkernhälften in Spreizstel- lung ggf. noch verkleinert werden. Durch diese Vorgehensweise lassen sich hinsichtlich der an den radialen Seitenflächen der Ankernuten gebildeten isolierenden Lage extrem dünne Schichtstärken erreichen. Ferner wird es möglich, jeden An¬ kersteg im Spaltbereich an seinen beiden äußeren Flanken mit einer isolierenden Lage zu versehen. Auf die in Fig.6 darge¬ stellten Anlageabschnitte (28) kann dabei verzichtet werden. Die Trennfläche k zwischen den Kernhälften verläuft hierbei in vorteilhafter Weise ähnlich den Seitenflächen der Ankernu¬ ten räumlich gewunden. Vorzugsweise ist die Steigung bzw. ein Winkel zwischen der Trennfläche k und einer zur Formachse ra¬ dialen Bezugsebene kleiner als die auf gleicher Umfangslinie gemessenen Steigung bzw. Winkel zwischen der Seitenfläche und der radialen Bezugsebene. Dadurch wird ein besonders einfa¬ ches Entformen des umspritzten Ankerblechpaketes möglich.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kön¬ nen an beiden Kernhälften zwei radiale Überstände 27' ausge¬ bildet werden, über welche ein jeweiliger stirnseitiger An¬ fangsbereich des Spaltbereiches des Ankers zumindest teilwei¬ se mitgestaltet wird. Es ist auch möglich, auf die Ausbildung dieser radialen Überstände 27' zu verzichten und die Ausfor¬ mung des Spaltbereiches des Ankers ausschließlich über räum¬ lich gewundene Vorsprünge vorzunehmen, welche an insbesondere radial zur Läuferachse bewegbaren Formsegmenten angebracht sind und über eine Kontaktfläche jeweils auf beide Kernhälf¬ ten absenkbar sind. Der Verlauf der Trennebene oder Trennflä¬ che k zwischen den beiden Kernhälften kann je nach Länge der Ankernuten derart festgelegt werden, daß der Spitzenabschnitt der jeweiligen Kernhälfte noch eine relativ hohe Dicke auf¬ weist .
Obgleich ein Läufer mit schräg zur Läuferachse verlaufenden Ankernuten einen letztlich hinterschnittenen Körper dar¬ stellt, wird es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, bei einem derartigen Läufer in einem Arbeitsgang die einzelnen Ankerbleche positionsgenau anzuordnen und im Inneren der räumlich gekrümmt verlaufenden Ankernuten eine Beschichtung von konstanter Dicke zu erzeugen, welche über zwei stirnsei¬ tig an dem Anker ausgebildete, zueinander versetzte Decklagen sicher an dem Anker befestigt ist. Auf ein Überdrehen des ge¬ samten Ankers sowie auf das Einlegen einer isolierenden Folie in die einzelnen Ankernuten kann nunmehr in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorangehend erläuterte Ausführungsbeispiel be¬ schränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, auf das Einle¬ gen einer separaten Motorwelle in das Formwerkzeug zu ver¬ zichten und entsprechende Wellenabschnitte oder Lagerungsab- schnitte ebenfalls aus dem Kunststoffmaterial auszubilden. Es ist auch möglich, durch Verwendung eines in dem Formraum zen¬ tral angeordneten, vorzugsweise zylindrischen Kernes einen Anker zu schaffen, welcher erst nachträglich beispielsweise unter Preßsitz auf eine entsprechende Welle aufgepreßt werden kann.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Läufers für einen Elektro¬ motor mit einem aus einer Anzahl von Ankerblechen zusammenge¬ setzten Anker, mit einer Anzahl von Anker-Nuten, wobei im Rahmen eines Kunststoff-Spritzvorganges an einander gegen¬ überliegenden Stirnflächen des Ankers zwei Decklagen ausge¬ bildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerbleche derart ausgerichtet werden, daß die Anker-Nuten räumlich ge¬ krümmt und schräg zur Längsachse des Ankers verlaufen, und daß an Seitenflächen der räumlich gekrümmten Anker-Nuten eine isolierende Lage durch Umspritzen eines in jeder Nut angeord¬ neten räumlich gewundenen Nut-Kernes gebildet wird, derart, daß die Seitenflächen der Anker-Nuten mit einer Kunststoff¬ schicht überzogen sind, welche in die an den stirnseitigen Endbereichen des Ankers gebildeten zueinander versetzten Decklagen übergeht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Rahmen des Kunststoff-Spritzvorganges die Ankerbleche über einen hierbei ausgebildeten Kernabschnitt mit einer Welle starr verbunden werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Ankerblechlagen während des Umspritzens durch Inkontakttreten mit wenigstens einem an einem Nut-Kern ausgebildeten räumlich schräg zur Wellenachse verlaufenden Anlageabschnitt positioniert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß im Rahmen eines nachfolgenden Entformungs- schrittes die räumlich gewundenen Nut-Kerne und der Läufer durch axiales Verschieben und gleichzeitiges Drehen der Nut- kerne relativ zur Wellenachse des Läufers getrennt werden.
5. Verfahren nach einem de Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Treπ..en des Ankers von den Nut-Kernen unter Einleitung eines zwischen den Nut-Kernen und der Motor¬ welle wirksamen Drehmomentes in einem Endabschnitt der Motor¬ welle erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der umspritzte Anker unter gleichzeitiger Drehung desselben von den Nut-Kernen abgezogen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Nut-Kerne unter gleichzeitiger Drehung relativ zur Motorwelle aus dem Anker ausgezogen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß ein Teil der Kerne in eine erste Richtung und der verbleibende Teil der Nut-Kerne in eine entgegenge¬ setzte Richtung aus dem umspritzten Anker herausgezogen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Ankerbleche im Inneren der Spritzform relativ zur Motorwelle feinpositioniert werden, wobei die ex¬ akte Winkelposition der Ankerbleche über eine Anschlagfläche festgelegt wird, welche mit einer radialen Spalt-Seitenwan¬ dung des Ankers in Berührungskontakt tritt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Feinpositionierung der Ankerbleche durch zwei, einander bezüglich der Wellenachse diametral ge¬ genüberliegende Anschlagflächen erfolgt.
11. Vorrichtung zur Herstellung eines Läufers (1) für einen Elektromotor mit einem aus einer Anzahl von Ankerblechen (2) zusammengesetzten Anker (5) mit einer Anzahl von Nuten (10) , wobei die Vorrichtung eine erste Formhälfte (17) und eine zweite Formhälfte (18) aufweist, welche gemeinsam in eine Schließposition bringbar sind, zur Definition eines zur Auf¬ nahme des Ankers (5) vorgesehenen Formraums (22) , dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Vorrichtung eine der Anzahl der Nuten (10) entsprechende Zahl von räumlich gewundenen Nut-Kernen (26) aufweist, welche derart bemessen sind, daß zwischen den Nut-Kernen (26) und Stegen (15) der Ankerbleche jeweils ein- zum Verfüllen mit einem Kunststoffmaterial vorgesehener Zwi¬ schenraum verbleibt, welcher mit einem an beiden Stirnseiten des Ankers (5) in der jeweiligen Formhälfte (17,18) ausgebil¬ deten Decklagen-Formraum in Verbindung steht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einem der Nut-Kerne (26) ein räumlich gewunde¬ ner Anlageflächeabschnitt (28) ausgebildet ist zur Positio¬ nierung der Ankerbleche (2) relativ zu einer Motorwelle (3) .
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine Dreh-Auswurfvorrichtung (21) vorgesehen ist zum Auswerfen des Ankers (5) aus dem Formraum (22) bei gleichzeitiger Drehung des Ankers (5) .
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, daß die räumlich gewundenen Nut-Kerne (26) mit einer Formhälfte (17) verbunden sind, und daß diese Form¬ hälfte (17) mit einem Auswurf-Zylinder (21 ') versehen ist, welcher koaxial zur Form-Achse (19) angeordnet ist und einen Aufnahmeabschnitt aufweist zur Aufnahme eines Endabschnittes der Motorwelle (3) in zentrierter Weise, wobei der Auswurfzy¬ linder (21') mit einem Torsionsantrieb gekoppelt ist, zur zwangsweisen Drehung des AuswurfZylinders (21') während des Auswerfens.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswurfzylinder (21') mit der Motor¬ welle (3) drehfest in Eingriff bringbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des AuswurfZylinders (21') ei¬ ne Anschlagstange (23) vorgesehen ist zur Festlegung der Axialposition der Motorwelle (3) in dem Formraum (22) .
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anpreßeinrichtung vorge¬ sehen ist zum Drängen der Motorwelle (3) gegen die An- schlagstange (23) .
18. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme des Ankers (5) vorgesehene, zylindrische Formraum (22) aus einer Anzahl von Formsegmenten (20) gebildet ist, wobei die Formsegmente (20) relativ zur Formachse (19) in radialer Richtung bewegbar sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Anschlagstange (23) zugeordne¬ ten ersten Formhälfte (17) eine Anzahl von Anschlag- Vorsprüngen angeordnet ist, derart, daß die Position des an der Anschlagstange (23) anliegenden Endes der Motorwelle (3) relativ zu jenem, diesem Ende zugewandten Ankerblech (2) über die mit dem Ankerblech in Berührungskontakt tretenden Vor¬ sprünge und die mit der Motorwelle (3) in Berührungskontakt tretende Anschlagstange (23) festgelegt ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der, in der zweiten Formhälfte (18) vor¬ gesehene Decklagen-Formabschnitt einen Anker-Längenkom¬ pensationsraum bildet zur Kompensation der Länge des Anker- Blech-Stapels vermittels der Schichtdicke der Decklage.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in die zur Längenkompensation des Anker¬ blechstapels vorgesehene Decklage eine Anzahl von Vorsprungen hineinragt zur Sicherung einer Mindest-Schichtstärke der Decklage.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Kunststoffmaterials auf der Seite des zur Längenkompensation vorgesehenen Formraumes erfolgt.
23. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis
22, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswurfzylinder (21) über eine Anzahl Vorsprünge, die stirnseitige Decklage (6) durch¬ setzt und über diese Vorsprünge mit dem entsprechenden stirn¬ seitigen Ankerblech (2) in Berührungskontakt steht.
24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis
23, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den an dem Aus¬ wurfzylinder (21') vorgesehenen Vorsprüngen eine Anzahl von Feinpositioniervorsprüngen vorgesehen ist, welche mit der er¬ sten Formhälfte (17) starr verbunden sind.
25. Läufer für einen Elektromotor, mit einem aus einer Mehr¬ zahl von Ankerblechen gebildeten Anker, der eine Mehrzahl von Ankernuten zur Aufnahme elektrischen Wicklungsmateriales auf¬ weist und stirnseitig sowie in den Ankernuten (10) mit einer isolierenden Lage versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankernuten (10) räumlich gekrümmt und schräg zur Längs¬ achse des Ankers verlaufen und die stirnseitigen isolierenden Lagen (6,7) zueinander winkelversetzt ausgebildet sind, und daß an Seitenflächen der Ankernuten (10) die isolierende Lage durch Umspritzen von räumlich gewundenen, die Ankernuten (10) weitgehend ausfüllenden Nutkernen (26, 26a, 26b) ausgebildet ist.
26. Läufer nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ankernuten gebildete isolierende Lage integral mit den stirnseitigen isolierenden Lagen ausgebildet ist.
27. Läufer nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (1) in einem zwischen Ankerstegen (15) des Läufers (1) gebildeten Spaltbereich (14) einen Zentrierab¬ schnitt aufweist, und daß die Ankerbleche über diesen Zen¬ trierabschnitt zentriert sind.
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