TW201817136A - 蔽環的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種製造用於異步機之籠型轉子的蔽環的方法，其中該方法包括以下按照述及之順序的步驟： a) 提供由金屬材料構成之材料條， b) 對該等材料條進行豎立式滾壓，使其成型加工出開放的圓盤狀環件，並且在該等圓盤狀環件中沖製若干貫通口 或者 在該等材料條中沖製若干貫通口，並且對該等材料條進行豎立式滾壓，使其成型加工出開放的圓盤狀環件， c) 將該等環件堆疊，使得所有圓盤狀環件之貫通口對齊設置， d) 透過將相鄰之環件連接，將各環件成疊。 本發明亦有關於一種製造用於異步機之籠型轉子的蔽環的方法，其中該方法包括以下按照述及之順序的步驟： a) 提供一由金屬材料構成之材料條， b) 將該材料條豎立式滾壓成一繞圈，將該材料條如此分隔成數個區段，使得自該繞圈形成數個開放的圓盤狀環件的疊堆，並且在該等圓盤狀環件中沖製若干貫通口 或者 在該材料條中沖製若干貫通口，將該材料條豎立式滾壓成一繞圈，並且將該材料條如此分隔成數個區段，使得自該繞圈形成數個開放的圓盤狀環件的疊堆， c) 透過將相鄰之環件連接，將各環件成疊。
Description
發明領域 本發明係有關於用於異步機之籠型轉子的蔽環的製造方法。
發明背景 異步機之籠型轉子包括至少一具有數個凹口的轉子疊片組，以及至少一由導電之轉子條構成的轉子籠，此等轉子條係如此插入轉子疊片組之凹口，使得轉子條在其兩個末端區域具有超出轉子疊片組的突出部，並且包括若干自端側安裝至轉子疊片組的蔽環，其具有數個設於其外周區域內的貫通口，以供轉子條之末端區域伸入。
為製造轉子籠，已揭示過各種方法。在某些情形下，將整個轉子籠一體式鑄造。作為其變體方案，在某些實施方案中自半成品製造轉子條，並將其插入轉子疊片組之凹口。隨後鑄造蔽環。另一變體方案則為，自經相應成型之圓盤製造蔽環。必須以導電良好的方式將此等圓盤可靠地與轉子條連接。在許多情形下透過焊接製程實現此操作，例如參閱公開案DE 34 21 537 A1。通常自薄板沖製環形圓盤。其中產生相對較多的沖製廢料。視圓盤之幾何結構而定，所採用之薄板的至多50 %成為廢料。
發明概要 本發明之目的在於，針對用於異步機之籠型轉子的蔽環，提供有所改進的製造方法。
本發明由請求項1之特徵以及請求項3之特徵揭示。其他回溯引用的請求項係有關於本發明之有利設計方案及改進方案。
本發明包含一種製造用於異步機之籠型轉子的蔽環的方法，其中該方法包括以下按照述及之順序的步驟： a) 提供由金屬材料構成之材料條， b) 對該等材料條進行豎立式滾壓(hochkantrollen)，使其成型加工出開放的圓盤狀環件，並且在該等圓盤狀環件中沖製若干貫通口 或者 在該等材料條中沖製若干貫通口，並且對該等材料條進行豎立式滾壓，使其成型加工出開放的圓盤狀環件， c) 將該等環件堆疊，使得所有圓盤狀環件之貫通口對齊設置， d) 透過將相鄰之環件連接，將各環件成疊(Paketieren)。
在此，本發明所基於之理念為，用堆疊成疊的數個圓盤狀環件構建異步機之籠型轉子之蔽環。圓盤形環件能夠以特別節省材料以及便利的方式製造，其中將由金屬材料構成之金屬條豎立式滾壓成圓盤狀環件。提供的材料條由一帶狀材料構成。該材料條之橫截面形狀可為矩形，使得該材料條具有統一的厚度s。作為替代方案，該材料條之橫截面形狀可為梯形或楔形。在此等情形下，材料條之厚度s自最小值變化至最大值。該材料條具有兩個矩形頂面，兩個長度為L的平行縱側面，以及兩個寬度為B的端面。該二端面為相對材料條之長度將材料條界定的末端。該材料條之厚度s小於其寬度B，且該材料條之長度L大於其寬度B。
該材料條由一金屬材料構成，其較佳包括銅或銅合金。該材料條可為單金屬，或者由數個不同之金屬組成。該材料條特別是可為雙金屬帶條。
在豎立式滾壓中，圍繞垂直於材料條之頂面的彎曲軸將該材料條彎曲。其中將材料條彎曲約360°，使得材料條之兩個端面相對。藉此成型加工出一開放的圓盤狀環件。材料條之第一縱側面構成環件之外周，材料條之第二縱側面構成環件之內周。環件之寬度約等於材料條之原始寬度B。圓盤狀環件之平均厚度約等於材料條之平均厚度s。就具有梯形或楔形橫截面之材料條而言，在材料條之豎立式滾壓中透過梯形或楔形對外軸線及內軸線之不同延伸度進行補償，從而使該等圓盤狀環件具有近乎為矩形的橫截面。
在本發明之方法之第一實施方式中，在每個圓盤狀環件中沖製若干貫通口。此等貫通口用於容置轉子條之末端，該等轉子條係插入籠型轉子之疊片組，並且在兩端具有超出疊片組的突出部。此等貫通口通常以靠近圓盤狀環件之外周的方式設置。
在本發明之一替代性實施方式中，以相反之順序實施方法步驟“豎立式滾壓”及“沖製貫通口”。其中首先在提供的材料條中沖製所需之貫通口。隨後藉由豎立式滾壓將此等材料條成型加工成開放的圓盤狀環件。
在方法步驟b)後，將數個環件如此堆疊，使得所有圓盤狀環件之貫通口對齊設置。堆疊之圓盤狀環件的數目取決於各環件之厚度以及所需的整個蔽環的厚度。最後，透過將相鄰之環件連接，將各圓盤狀環件成疊。可採用之連接方法包括焊接、壓接、鉚接或衝壓成疊。可在圓盤狀環件之外周或內周上進行焊接。亦可既在外周上，亦在內周上將該等圓盤狀環件焊接。較佳之焊接法為雷射焊接或電子束焊接。
本發明之方法的特別優勢在於，提供的每個材料條皆被完全成型加工成圓盤狀環件。亦即，不會如自金屬板沖製圓盤狀環件時那般產生廢料。
提供之材料條較佳可在至少一縱側面上具有斜面。在此情形下，如此對材料條進行豎立式滾壓，使得該具有斜面之縱側面構成該圓盤狀環件之外周。該斜面在材料條中大致延伸一定程度，使得在沖製貫通口後，該斜面自圓盤狀環件之外周沿徑向接近貫通口。若將具有此種斜面之圓盤狀環件堆疊成蔽環，則透過相鄰之環件之斜面在蔽環之外周上形成凹槽。該等凹槽延伸至針對轉子條的貫通口。該等凹槽改善蔽環與轉子條的焊接。
在本發明之較佳設計方案中，可在對材料條進行豎立式滾壓後，對每個材料條之兩個末端進行對接焊。亦即，將每個材料條之兩個端面平面狀地相互併合。藉此形成閉合的圓盤狀環件。該等閉合的圓盤狀環件具有特別小的電阻。此外其具有極高的形狀穩定性。因此，較佳在沖製貫通口前實施此步驟。
本發明之另一態樣包含一種替代性的製造用於異步機之籠型轉子的蔽環的方法。其中該方法包括以下按照述及之順序的步驟： a) 提供一由金屬材料構成之材料條， b) 將該材料條豎立式滾壓成一繞圈，將該材料條如此分隔成數個區段，使得自該繞圈形成數個開放的圓盤狀環件的疊堆，並且在該等圓盤狀環件中沖製若干貫通口 或者 在該材料條中沖製若干貫通口，將該材料條豎立式滾壓成一繞圈，並且將該材料條如此分隔成數個區段，使得自該繞圈形成數個開放的圓盤狀環件的疊堆， c) 透過將相鄰之環件連接，將各環件成疊。
在此，本發明所基於之理念為，自藉由豎立式滾壓成型成繞圈狀之材料條製造異步機之籠型轉子之蔽環。提供的材料條由一帶狀材料構成。該材料條之橫截面形狀可為矩形，使得該材料條具有統一的厚度s。作為替代方案，該材料條之橫截面形狀可為梯形或楔形。在此等情形下，材料條之厚度s自最小值變化至最大值。該材料條具有兩個矩形頂面，兩個長度為L的平行縱側面，以及兩個寬度為B的端面。該材料條之長度L遠大於其寬度B。該材料條之厚度s小於其寬度B。
該材料條由一金屬材料構成，其較佳包括銅或銅合金。該材料條可為單金屬，或者由數個不同之金屬組成。該材料條特別是可為雙金屬帶條。
在豎立式滾壓中，圍繞垂直於材料條之頂面的彎曲軸將該材料條彎曲。其中在將該材料條彎曲時，彎曲程度約為360°的整數倍，從而構成具有開放之芯部的多層繞圈。該繞圈之層的數目取決於材料條之平均厚度s以及所需的整個蔽環的厚度。繞圈之各層的橫截面形狀由提供之材料條的橫截面形狀決定。材料條之第一縱側面構成繞圈之外周，材料條之第二縱側面構成繞圈之內周。就具有梯形或楔形橫截面之材料條而言，在材料條之豎立式滾壓中透過梯形或楔形對外軸線及內軸線之不同延伸度進行補償，從而使該繞圈之各層具有近乎為矩形的橫截面。
由於在該繞圈之兩個端面上設有材料條之各一末端，故在豎立式滾壓後，繞圈之端面並非平整，而是分別具有一階部。為消除此階部，將該呈繞圈狀彎曲的材料條如此分隔成若干區段，使得自該繞圈形成數個開放的圓盤狀環件的疊堆。透過該分隔製程，在繞圈之每個層中產生成對相對的分界面。在此情形下，如此使繞圈之各層變形，使得原本相鄰之繞圈層之分界面成對相對，藉此形成若干圓盤狀環件。換言之，自該繞圈之每個層形成一圓盤狀環件，從而消除繞圈之端面上之階部。如此製造之蔽環的端面係平整，並且分別構成一平滑的抵靠面。
在本發明之此方法之第一實施方式中，在經堆疊之圓盤狀環件中沖製若干貫通口。此等貫通口用於容置轉子條之末端，該等轉子條係插入籠型轉子之疊片組，並且在兩端具有超出疊片組的突出部。此等貫通口通常以靠近圓盤狀環件之外周的方式設置。
在本發明之此方法之一替代性實施方式中，以相反之順序實施方法步驟“豎立式滾壓”及“沖製貫通口”。其中首先在提供的材料條中沖製所需之貫通口。隨後藉由豎立式滾壓將此材料條成型加工成繞圈。
最後，透過將相鄰之環件連接，將各環件成疊。可採用之連接方法包括焊接、壓接、鉚接或衝壓成疊。可在環件之外周或內周上進行焊接。亦可既在外周上，亦在內周上將該等環件焊接。較佳之焊接法為雷射焊接或電子束焊接。
本發明之方法的特別優勢在於，提供的材料條被完全成型加工成圓盤狀環件。亦即，不會如自金屬板沖製圓盤狀環件時那般產生廢料。
類似於本發明之第一方法，在本發明之此替代性第二方法中，該提供的材料條亦較佳可在至少一縱側面上具有斜面。由此同樣實現結合本發明之第一方法描述的優點。
在本發明之較佳設計方案中，可在將材料條分隔成數個區段後，對每個區段之兩個末端進行對接焊。亦即，將原本相鄰之繞圈層的分界面平面狀地相互併合。藉此自該等開放的圓盤狀環件形成閉合的圓盤狀環件。該等閉合的圓盤狀環件具有特別小的電阻。此外其具有極高的形狀穩定性。因此，較佳在沖製貫通口前實施此步驟。
在本發明之較佳實施方案中，為製造蔽環，還可在將各圓盤狀環件成疊後，分別在針對轉子條之貫通口中設置一內錐。在此實施方式中，該等轉子條較佳在其兩端具有對應的外錐。藉由此內錐與外錐的組合，能夠輕易地將蔽環安裝至籠型轉子之疊片組上，因為能夠輕易地將轉子條之末端插入蔽環之貫通口。此外，透過該圓錐連接配合實現蔽環與轉子條之間的良好的機械連接。
較佳實施例之詳細說明 在所有附圖中，相對應的部件係用同一元件符號表示。
圖1示意性示出具有長度L、寬度B及厚度s的材料條2。在所示視圖中能夠看出材料條2之頂面23、縱側面24以及端面25。該二端面25構成該材料條之兩個末端21及22。作為矩形橫截面的替代方案，該材料條亦可具有梯形或楔形橫截面。在此情形下，厚度s沿寬度B連續變化。
圖2示意性示出開放的圓盤狀環件31，其係藉由豎立式滾壓自如圖1所示之材料條成型加工出。將該材料條彎曲約360°，使得材料條2之兩個末端21及22彼此相對。圓盤狀環件31還具有若干貫通口5，如同實施本發明之第一方法之方法步驟b)後那般。
圖3示意性示出閉合的圓盤狀環件32。此種閉合的環件32係自如圖2所示之開放的環件31形成，其中將該材料條之兩個末端21與22相互焊接。可以看出焊縫26。
圖4示意性示出藉由本發明之第一方法製造的蔽環1。就所示蔽環1而言，將四個如圖2所示之開放的圓盤狀環件31組合成一疊堆，並藉由焊接將其成疊。材料條2之相應末端21及22成對地彼此相對。將四個開放的圓盤狀環件31如此堆疊，使得材料條2之末端21及22皆相對圓盤狀環件31之周向定位於相同的位置上。蔽環1還具有若干貫通口5。
圖5示意性示出一相對圖4所示蔽環1有所改變之實施方式中的蔽環1。第二開放的圓盤狀環件31相對第一開放的圓盤狀環件31順時針扭轉72°。第三開放的圓盤狀環件31相對第一開放的圓盤狀環件31扭轉180°。第四開放的圓盤狀環件31相對第一開放的圓盤狀環件31順時針扭轉252°。透過圓盤狀環件31之扭轉，材料條2之末端21及22分佈在蔽環1之周邊範圍內。藉此實現蔽環1之具有極高機械穩定性的實施方式。
圖6示意性示出自經豎立式滾壓之如圖1所示之材料條2製造的繞圈4。繞圈4具有四個層41。在繞圈4之可見之端面42上可以看出材料條2之末端22。材料條2之末端22構成繞圈4之端面42上之階部43。圖6所示繞圈4對應以下狀態：已根據本發明之第二方法之方法步驟b)實施過豎立式滾壓，但尚未將材料條2分隔成數個區段以及沖製貫通口5。
圖7示意性示出藉由本發明之第二方法製造的蔽環1。其中透過分隔製程如此將圖6所示繞圈4拆分成區段，使得自該繞圈之各層41形成圓盤狀環件3。將該等區段之分別相對的末端相互焊接，從而形成閉合的圓盤狀環件32。可以看出焊縫26。在此方法步驟後，繞圈4之端面42不具有階部。蔽環1還具有若干貫通口5。
1‧‧‧蔽環
2‧‧‧材料條
21、22‧‧‧材料條之末端
23‧‧‧材料條之頂面
24‧‧‧材料條之縱側面
25‧‧‧材料條之端面
26‧‧‧焊縫
3‧‧‧圓盤狀環件
31‧‧‧開放的圓盤狀環件
32‧‧‧閉合的圓盤狀環件
4‧‧‧繞圈
41‧‧‧繞圈之層
42‧‧‧繞圈之端面
43‧‧‧階部
5‧‧‧貫通口
L‧‧‧材料條之長度
B‧‧‧材料條之寬度
s‧‧‧材料條之厚度
下面結合圖式對本發明之實施例進行詳細說明。其中： 圖1示出材料條， 圖2示出具有貫通口之開放的圓盤狀環件， 圖3示出具有貫通口之閉合的圓盤狀環件， 圖4示出根據第一方法製造的蔽環， 圖5示出根據第一方法製造的另一蔽環， 圖6示出自經豎立式滾壓之材料條製造的繞圈， 圖7示出根據第二方法製造的蔽環。
Claims (4)
- 一種製造用於異步機之籠型轉子的蔽環的方法，其中該方法包括以下按照述及之順序的步驟： a) 提供由金屬材料構成之材料條， b) 對該等材料條進行豎立式滾壓，使其成型加工出開放的圓盤狀環件，並且在該等圓盤狀環件中沖製若干貫通口 或者 在該等材料條中沖製若干貫通口，並且對該等材料條進行豎立式滾壓，使其成型加工出開放的圓盤狀環件， c) 將該等環件堆疊，使得所有圓盤狀環件之貫通口對齊設置， d) 透過將相鄰之環件連接，將各環件成疊。
- 如請求項1之方法，其特徵在於，在對該等材料條進行豎立式滾壓後，對每個材料條之兩個末端進行焊接，從而形成閉合的圓盤狀環件。
- 一種製造用於異步機之籠型轉子的蔽環的方法，其中該方法包括以下按照述及之順序的步驟： a) 提供一由金屬材料構成之材料條， b) 將該材料條豎立式滾壓成一繞圈，將該材料條如此分隔成數個區段，使得自該繞圈形成數個開放的圓盤狀環件的疊堆，並且在該等圓盤狀環件中沖製若干貫通口 或者 在該材料條中沖製若干貫通口，將該材料條豎立式滾壓成一繞圈，並且將該材料條如此分隔成數個區段，使得自該繞圈形成數個開放的圓盤狀環件的疊堆， c) 透過將相鄰之環件連接，將各環件成疊。
- 如請求項3之方法，其特徵在於，在將該材料條分隔成數個區段後，對每個區段之兩個末端進行焊接，使得自該等開放的圓盤狀環件形成閉合的圓盤狀環件。
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