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.
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The invention relates to a method for welding electrical steel sheets stacked to form laminated cores, in particular stator cores, by means of an electrode in a protective gas atmosphere.
The stator packs of electric motors made of stamped electrical sheets are used in addition to other processes, e.g. B. Rivets. Clamping or casting around, preferably also held together by welding. For this purpose, several weld beads running in its longitudinal direction are applied to the outer jacket of the package on the pressed sheet metal package.
The connection should give the package sufficient mechanical stability. on the other hand, however, be as inexpensive as possible and impair the electromagnetic properties of the laminated core as little as possible. In addition, the weld seam must not protrude beyond the punching diameter so that the package can be pressed snugly into the round bore of the stator housing without difficulty.
The last condition can be achieved, for example, if the laminated core is provided with longitudinal grooves and welded on the bottom of these grooves. However, this solution has various disadvantages, for. B. increased tool costs. In some cases, the tool life has been reduced and the mechanical sorting of the metal sheets more difficult according to an identification mark that is stamped on the outer circumference.
Another possible solution is to choose a welding process that does not result in any significant material application, for example the TiG process (tungsten inert gas or argon arc process), using a tungsten electrode under a protective gas atmosphere of argon is welded without additional wire.
In particular with insulated electrical steel sheets, however, this method only gives partially satisfactory results. With some commercially available types of sheet metal, the formation of gas during welding makes the weld seam so irregular that the package can only be used after grinding.
In addition, welding time, gas consumption and power consumption increase many times over.
The object of the invention is to improve the arc welding process of the type mentioned at the beginning in such a way that the weld seam that is formed becomes relatively narrow and very regular and does not protrude from the outer surface.
This object is achieved by a method which is characterized in that at a distance from the jacket surface of the laminated core, at least one continuous channel running parallel to the jacket surface is attached in such a way that the distance between the jacket surface and the wall of the channel is at most 3 mm , and that the weld seam is applied along the lateral surface in the area of this channel. The continuous channel can be round in cross section or have any other shape.
This method showed the surprising effect that, regardless of the quality of the sheet metal and any insulation layers, welding can be carried out at high speed and with surprisingly low gas and electrode consumption. The weld seam that forms becomes very regular and tends to recede somewhat compared to the outer surface of the laminated core, so that grinding over the welded laminated core can be avoided with certainty.
This unexpected effect can be explained by the fact that the gases formed during welding can escape through the channel behind the weld seam that is being formed.
In the drawing, an exemplary embodiment of a laminated stator core welded by the method according to the invention is shown in perspective. The method is described in more detail on the basis of these.
The stator laminated core consists of a large number of stacked stator laminations 1 with recesses 2 for the stator winding. On the edge of the circular metal sheets 1, four holes 3 are punched out at equal intervals. The holes 3 are made at a small distance from the outer diameter of the sheet. The distance is preferably 0.5-1.0 mm and should not exceed 2 mm. The metal sheets 1 are then stacked and aligned in such a way that the holes 3 form through axial bores 4.
The stack of sheets is then pressed together and welded in a manner known per se by means of an electrode in a protective gas atmosphere, the weld seams 5 extending along the outer surface of the stack of sheets exactly in the region of the bores 4. The weld seam 5 thereby recedes somewhat with respect to the jacket surface, so that the welded laminated core can later be pressed into the bore of the stator housing without any post-processing.
It has been shown that the following considerable advantages can be achieved by arranging the bore 4 close to the outer surface of the laminated core and by laying the weld seam 5 in the area of this bore:
Clean, even weld seam formation even with sheet metal that is otherwise not cleanly weldable.
Reduction of the welding time for otherwise problematic ones
Sheet metal.
Reduction of shielding gas consumption.
Less electrode consumption (if bubbles form, short circuits can easily result, which force the electrodes to be sharpened early).
No grinding of the stator packs necessary.
Lower tool costs thanks to round holes instead of grooves, and longer tool life.
No problems when sorting sheet metal according to identification grooves on the circumference compared to the version with several
Welding grooves.
Of course, the method described here can be used not only for the stator lamination stacks of electric motors, but also for other lamination stacks of electrical machines and apparatus.
PATENT CLAIM 1
Method for welding electrical steel sheets stacked to form laminated cores, in particular stator laminated cores, by means of an electrode in a protective gas atmosphere, characterized in that at a distance from the jacket surface of the laminated core, at least one continuous channel running parallel to the jacket surface is attached such that the distance between the outer surface and the wall of the channel is at most 3 mm, and that the weld seam is applied along the outer surface in the region of this channel.
SUBClaim
Method according to Patent Claim 1, characterized in that the continuous channel is produced by punching preferably round holes in the individual sheets and then aligning the sheets when they are stacked.
PATENT CLAIM II
Electrical sheet metal core welded according to the method according to claim 1, characterized in that it has continuous longitudinal channels (4) arranged in the vicinity of its outer surface, and that the weld seams (5) are arranged in the area of these longitudinal channels (4).
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