CH586585A5 - Stacked stator lamellae for electric motors - has plates welded without flash on thin channel wall of stack - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweissen von zu Blechpaketen gestapelten Elektroblechen, insbesondere von Statorpaketen, mittels einer Elektrode in einer Schutzgas-Atmosphäre.



   Die aus gestanzten Elektroblechen bestehenden Statorpakete von Elektro-Motoren werden neben anderen Verfahren, z. B. Nieten. Klammern oder Umgiessen, vorzugsweise auch durch Schweissen zusammengehalten. Zu diesem Zweck werden auf dem zusammengepressten Blechpaket mehrere in dessen Längsrichtung verlaufende Schweissraupen auf den äusseren Mantel des Paketes aufgebracht.



   Die Verbindung soll dem Paket genügend mechanische Stabilität geben. anderseits aber möglichst kostengünstig sein und die elektromagnetischen Eigenschaften des Blechpaketes möglichst wenig beeinträchtigen. Zudem darf die Schweissnaht nicht über den Stanzdurchmesser vorstehen, damit das Paket ohne Schwierigkeiten satt anliegend in die runde Bohrung des Statorgehäuses eingepresst werden kann.



   Die letzte Bedingung lässt sich beispielsweise erreichen, wenn das Blechpaket mit Längsnuten versehen wird und auf dem Grunde dieser Nuten geschweisst wird. Diese Lösung weist aber verschiedene Nachteile auf z. B. erhöhte Werkzeugkosten. zum Teil reduzierte Standzeiten der Werkzeuge und Erschwerung des mechanischen Sortierens der Bleche nach einer Kennmarke, die am äusseren Umfang eingestanzt wird.



   Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht darin, ein Schweissverfahren zu wählen, welches keinen nennenswerten Material auftrag ergibt, beispielsweise das TiG-Verfahren (Tungsten-Inert-Gas oder Argon-Arc-Verfahren), wobei mittels einer Wolfram-Elektrode unter einer Schutzgas-Atmosphäre von Argon ohne Zusatzdraht geschweisst wird.



   Insbesondere bei isolierten Elektroblechen bringt aber dieses Verfahren nur teilweise befriedigende Ergebnisse. Bei manchen handelsüblichen Blechsorten wird durch Gasbildung beim Schweissen die Schweissnaht derart unregelmässig, dass das Paket nur nach vorherigem Überschleifen verwendbar ist.



  Zudem steigen Schweisszeit, Gasverbrauch und Stromverbrauch auf das Mehrfache.



   Es ist Aufgabe der Erfindung, das Lichtbogen-Schweissverfahren der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, dass die sich bildende Schweissnaht relativ schmal und sehr regelmässig wird und von der Mantelfläche nicht absteht.



   Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Abstand von der Mantelfläche des Blechpaketes mindestens ein parallel zur Mantelfläche verlaufender, durchgehender Kanal angebracht wird derart, dass der Abstand zwischen der Mantelfläche und der Wand des Kanals höchstens 3 mm beträgt, und dass die Schweissnaht längs der Mantelfläche im Bereiche dieses Kanals angebracht wird. Der durchgehende Kanal kann im Querschnitt rund sein oder eine beliebige andere Form haben.



   Dieses Verfahren zeigte die überraschende Wirkung, dass unabhängig von der Qualität des Bleches und von eventuellen Isolationsschichten mit grosser Geschwindigkeit und überraschend geringem Gas- und Elektrodenverbrauch geschweisst werden kann. Die sich bildende Schweissnaht wird sehr regelmässig und tritt gegenüber der Mantelfläche des Blechpaketes eher etwas zurück, so dass ein   Überschleifen    der geschweissten Blechpakete mit Sicherheit vermieden werden kann.



   Diese unerwartete Wirkung kann dadurch erklärt werden, dass die sich beim Schweissen bildenden Gase durch den hinter der sich bildenden Schweissnaht liegenden Kanal entweichen können.



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren geschweissten Statorblechpaketes perspektivisch dargestellt. Anhand derselben wird das Verfahren näher beschrieben.



   Das Statorblechpaket besteht aus einer Vielzahl von aufeinandergestapelten Statorblechen 1 mit Ausnehmungen 2 für die Statorwicklung. Am Rand der kreisrunden Bleche 1 sind in gleichen Abständen vier Löcher 3 ausgestanzt. Die Löcher 3 sind in geringem Abstand vom Aussendurchmesser des Bleches angebracht. Der Abstand beträgt vorzugsweise 0,5-1,0   mm    und soll 2 mm nicht überschreiten. Die Bleche 1 werden dann derart aufeinandergestapelt und ausgerichtet, dass die Löcher 3 durchgehende axiale Bohrungen 4 bilden.



  Der Blechstapel wird dann zusammengepresst und in an sich bekannter Weise mittels einer Elektrode in einer Schutzgas Atmosphäre verschweisst, wobei die Schweissnähte 5 sich längs der Mantelfläche des   Blechstapels    genau im Bereiche der Bohrungen 4 erstrecken. Die Schweissnaht 5 tritt dadurch gegenüber der Mantelfläche etwas zurück, so dass das verschweisste Blechpaket später ohne jegliche Nachbearbeitung in die Bohrung des Statorgehäuses eingepresst werden kann.



   Es hat sich gezeigt, dass durch die Anordnung der Bohrung 4 nahe an der Mantelfläche des Blechpaketes und durch die Verlegung der Schweissnaht 5 in den Bereich dieser Bohrung die folgenden beträchtlichen Vorteile erzielt werden können:
Saubere, gleichmässige Schweissnahtbildung auch bei sonst nicht sauber verschweissbaren Blechqualitäten.



   Verringerung der Schweisszeit bei sonst problematischen
Blechen.



   Reduktion des Schutzgas-Verbrauchs.



     Kleinerer    Elektroden-Verbrauch (bei Blasenbildung ergeben sich leicht Kurzschlüsse, welche zum frühzei tigen Nachspitzen der Elektroden zwingen).



   Kein Überschleifen der Statorpakete notwendig.



   Kleinere Werkzeugkosten dank runder Löcher anstelle von Nuten, zudem grössere Standzeit der Werkzeuge.



   Keine Probleme beim Blech-Sortieren nach Kenn-Nute am Umfang gegenüber der Ausführung mit mehreren
Schweissnuten.



   Selbstverständlich kann das hier beschriebene Verfahren nicht nur für die Statorblech-Pakete von Elektromotoren, sondern auch für andere Blechpakete elektrischer Maschinen und Apparate angewendet werden.



   PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zum Verschweissen von zu Blechpaketen gestapelten Elektroblechen, insbesondere von Statorblechpaketen, mittels einer Elektrode in einer Schutzgas-Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abstand von der Mantelfläche des Blechpaketes mindestens ein parallel zur Mantelfläche verlaufender, durchgehender Kanal angebracht wird derart, dass der Abstand zwischen der Mantelfläche und der Wand des Kanals höchstens 3 mm beträgt, und dass die Schweissnaht längs der Mantelfläche im Bereiche dieses Kanals angebracht wird.

 

   UNTERANSPRUCH



   Verfahren nach Patentanspruch   1,    dadurch gekennzeichnet, dass der durchgehende Kanal durch Stanzen von vorzugsweise runden Löchern in die einzelnen Bleche und anschliessendes Ausrichten der Bleche beim Stapeln erzeugt wird.



      PATENTANSPRUCH II   
Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I verschweisstes Elektroblechpaket, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Nähe seiner Mantelfläche angeordnete, durchgehende Längskanäle (4) aufweist, und dass die Schweissnähte (5) im Bereiche dieser Längskanäle (4) angeordnet sind.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweissen von zu Blechpaketen gestapelten Elektroblechen, insbesondere von Statorpaketen, mittels einer Elektrode in einer Schutzgas-Atmosphäre.

   Die aus gestanzten Elektroblechen bestehenden Statorpakete von Elektro-Motoren werden neben anderen Verfahren, z. B. Nieten. Klammern oder Umgiessen, vorzugsweise auch durch Schweissen zusammengehalten. Zu diesem Zweck werden auf dem zusammengepressten Blechpaket mehrere in dessen Längsrichtung verlaufende Schweissraupen auf den äusseren Mantel des Paketes aufgebracht.

   Die Verbindung soll dem Paket genügend mechanische Stabilität geben. anderseits aber möglichst kostengünstig sein und die elektromagnetischen Eigenschaften des Blechpaketes möglichst wenig beeinträchtigen. Zudem darf die Schweissnaht nicht über den Stanzdurchmesser vorstehen, damit das Paket ohne Schwierigkeiten satt anliegend in die runde Bohrung des Statorgehäuses eingepresst werden kann.

   Die letzte Bedingung lässt sich beispielsweise erreichen, wenn das Blechpaket mit Längsnuten versehen wird und auf dem Grunde dieser Nuten geschweisst wird. Diese Lösung weist aber verschiedene Nachteile auf z. B. erhöhte Werkzeugkosten. zum Teil reduzierte Standzeiten der Werkzeuge und Erschwerung des mechanischen Sortierens der Bleche nach einer Kennmarke, die am äusseren Umfang eingestanzt wird.

   Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht darin, ein Schweissverfahren zu wählen, welches keinen nennenswerten Material auftrag ergibt, beispielsweise das TiG-Verfahren (Tungsten-Inert-Gas oder Argon-Arc-Verfahren), wobei mittels einer Wolfram-Elektrode unter einer Schutzgas-Atmosphäre von Argon ohne Zusatzdraht geschweisst wird.

   Insbesondere bei isolierten Elektroblechen bringt aber dieses Verfahren nur teilweise befriedigende Ergebnisse. Bei manchen handelsüblichen Blechsorten wird durch Gasbildung beim Schweissen die Schweissnaht derart unregelmässig, dass das Paket nur nach vorherigem Überschleifen verwendbar ist.

   Zudem steigen Schweisszeit, Gasverbrauch und Stromverbrauch auf das Mehrfache.

   Es ist Aufgabe der Erfindung, das Lichtbogen-Schweissverfahren der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, dass die sich bildende Schweissnaht relativ schmal und sehr regelmässig wird und von der Mantelfläche nicht absteht.

   Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Abstand von der Mantelfläche des Blechpaketes mindestens ein parallel zur Mantelfläche verlaufender, durchgehender Kanal angebracht wird derart, dass der Abstand zwischen der Mantelfläche und der Wand des Kanals höchstens 3 mm beträgt, und dass die Schweissnaht längs der Mantelfläche im Bereiche dieses Kanals angebracht wird. Der durchgehende Kanal kann im Querschnitt rund sein oder eine beliebige andere Form haben.

   Dieses Verfahren zeigte die überraschende Wirkung, dass unabhängig von der Qualität des Bleches und von eventuellen Isolationsschichten mit grosser Geschwindigkeit und überraschend geringem Gas- und Elektrodenverbrauch geschweisst werden kann. Die sich bildende Schweissnaht wird sehr regelmässig und tritt gegenüber der Mantelfläche des Blechpaketes eher etwas zurück, so dass ein Überschleifen der geschweissten Blechpakete mit Sicherheit vermieden werden kann.

   Diese unerwartete Wirkung kann dadurch erklärt werden, dass die sich beim Schweissen bildenden Gase durch den hinter der sich bildenden Schweissnaht liegenden Kanal entweichen können.

   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren geschweissten Statorblechpaketes perspektivisch dargestellt. Anhand derselben wird das Verfahren näher beschrieben.

   Das Statorblechpaket besteht aus einer Vielzahl von aufeinandergestapelten Statorblechen 1 mit Ausnehmungen 2 für die Statorwicklung. Am Rand der kreisrunden Bleche 1 sind in gleichen Abständen vier Löcher 3 ausgestanzt. Die Löcher 3 sind in geringem Abstand vom Aussendurchmesser des Bleches angebracht. Der Abstand beträgt vorzugsweise 0,5-1,0 mm und soll 2 mm nicht überschreiten. Die Bleche 1 werden dann derart aufeinandergestapelt und ausgerichtet, dass die Löcher 3 durchgehende axiale Bohrungen 4 bilden.

   Der Blechstapel wird dann zusammengepresst und in an sich bekannter Weise mittels einer Elektrode in einer Schutzgas Atmosphäre verschweisst, wobei die Schweissnähte 5 sich längs der Mantelfläche des Blechstapels genau im Bereiche der Bohrungen 4 erstrecken. Die Schweissnaht 5 tritt dadurch gegenüber der Mantelfläche etwas zurück, so dass das verschweisste Blechpaket später ohne jegliche Nachbearbeitung in die Bohrung des Statorgehäuses eingepresst werden kann.

   Es hat sich gezeigt, dass durch die Anordnung der Bohrung 4 nahe an der Mantelfläche des Blechpaketes und durch die Verlegung der Schweissnaht 5 in den Bereich dieser Bohrung die folgenden beträchtlichen Vorteile erzielt werden können: Saubere, gleichmässige Schweissnahtbildung auch bei sonst nicht sauber verschweissbaren Blechqualitäten.

   Verringerung der Schweisszeit bei sonst problematischen Blechen.

   Reduktion des Schutzgas-Verbrauchs.

   Kleinerer Elektroden-Verbrauch (bei Blasenbildung ergeben sich leicht Kurzschlüsse, welche zum frühzei tigen Nachspitzen der Elektroden zwingen).

   Kein Überschleifen der Statorpakete notwendig.

   Kleinere Werkzeugkosten dank runder Löcher anstelle von Nuten, zudem grössere Standzeit der Werkzeuge.

   Keine Probleme beim Blech-Sortieren nach Kenn-Nute am Umfang gegenüber der Ausführung mit mehreren Schweissnuten.

   Selbstverständlich kann das hier beschriebene Verfahren nicht nur für die Statorblech-Pakete von Elektromotoren, sondern auch für andere Blechpakete elektrischer Maschinen und Apparate angewendet werden.

   PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zum Verschweissen von zu Blechpaketen gestapelten Elektroblechen, insbesondere von Statorblechpaketen, mittels einer Elektrode in einer Schutzgas-Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abstand von der Mantelfläche des Blechpaketes mindestens ein parallel zur Mantelfläche verlaufender, durchgehender Kanal angebracht wird derart, dass der Abstand zwischen der Mantelfläche und der Wand des Kanals höchstens 3 mm beträgt, und dass die Schweissnaht längs der Mantelfläche im Bereiche dieses Kanals angebracht wird.

   UNTERANSPRUCH

   Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durchgehende Kanal durch Stanzen von vorzugsweise runden Löchern in die einzelnen Bleche und anschliessendes Ausrichten der Bleche beim Stapeln erzeugt wird.

   PATENTANSPRUCH II Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I verschweisstes Elektroblechpaket, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Nähe seiner Mantelfläche angeordnete, durchgehende Längskanäle (4) aufweist, und dass die Schweissnähte (5) im Bereiche dieser Längskanäle (4) angeordnet sind.