CN107888036A - 短路环的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异步电机鼠笼转子的短路环(1)的制造方法，其中所述方法包括按下列顺序的步骤：a)提供金属材料的材料带(2)；b)垂直地轧边材料带(2)以便形成开口盘形环(31)；并且在盘形环(3，31，32)中冲压槽口(5)；或者在材料带(2)中冲压槽口(5)，并且垂直地轧边该材料带(2)以便形成开口盘形环(31)；c)将环(3，31，32)堆叠起来以便所有盘形环(3，31，32)的槽口(5)可以被布置为相互对齐。d)通过连接相邻环(3，31，32)将各个环(3，31，32)捆绑起来。本发明可以通过特别地节省材料以及由此节省成本的方式来制造本发明的盘形环。

Description

短路环的制造方法

技术领域

本发明涉及异步电机鼠笼转子的短路环的制造方法。

背景技术

异步电机的鼠笼转子包括至少一捆具有多个间隙的叠片，以及至少一个鼠笼，该鼠笼包括在所述叠片捆间隙中接合的导电转子杆，这样转子杆在其两端区域具有超出叠片捆的突出部，以及在尾端侧附接于叠片捆的短路环，并且该短路环具有多个槽口，布置在所述短路环的外周区域中，所述转子杆的尾端区域突出到所述槽口中。

已知有多种制造转子鼠笼的方法。在有些情况下，整个转子鼠笼是被整体铸造的。作为其改进，有多种实施方式，其中转子杆是由半成品做成的并且被推入叠片捆的间隙中。随后将短路环铸造在上面。相反，另一变体提供了短路环由对应形状盘来制造。该盘必须要以可靠的方式连接到所述转子杆上，该可靠方式是高度导电的。在很多情况下，这是通过焊接过程来实现的，例如源自公开DE3421537A1的内容。环形盘通常是由薄片金属板冲压而成。在此相应地产生了大量的冲压废料。基于所述盘的几何形状，所用的多达50％的薄片金属板最后变成了废料。

发明内容

本发明基于专门为异步电机鼠笼转子的短路环的制造方法进行改进的目的。

本发明由权利要求1的特征和权利要求3的特征表示。进一步的从属权利要求涉及本发明的有利实施方式与优化。

本发明包括一种异步电机鼠笼转子的短路环的制造方法，其中所述方法按顺序包括下列步骤：

a)提供金属材料的材料带；

b)垂直地轧边金属带来形成开口盘形环；并且在盘形环中冲压槽口；

或者

在材料带中冲压槽口，并垂直地轧边该材料带来形成开口盘形环；

c)堆叠环，使得所有盘形环的槽口布置为相互对准；

d)通过连接相邻环来捆绑各个环。

本发明由异步电机鼠笼转子的短路环是由多个堆叠成捆的盘形环构成的概念进行。可以通过特别地节省材料以及由此节省成本的方式来制造本发明的盘形环，其中来自金属材料的材料带被垂直地轧边从而形成盘形环。所提供的该材料带是由条形材料构成的。该材料带的横截面形状可以是矩形的，使得该材料带具有一致的厚度s。可替代地，该材料带的横截面形状可以是梯形或者楔形的。在这些情况下，材料带的厚度s从最小值到最大值变化。材料带具有两个矩形上侧面，两个长度为L的平行纵向侧面，以及两个宽度为B的端侧面。两个端侧面表示材料带就长度而言被界定的那些端。该材料带的厚度s比材料带的宽度B要小，该材料带的长度L比所述材料带的宽度B要大。

材料带由金属材料构成，该金属材料优选地包括铜或铜合金。该材料带可以是单金属，或者可以由多种不同金属组合而成。尤其是，所述材料带可以是双金属带。

在垂直轧边时，材料带沿着垂直于该材料带的上侧面的弯曲轴线被弯曲。本文中的材料带弯曲大约360度，使得材料带的两个端侧面彼此相对。由此形成了开口盘形环。环的外周由材料带的第一纵向侧面形成，环的内周由材料带的第二纵向侧面形成。该环的宽度大约与所述材料带的原始宽度B相一致。该盘形环的平均厚度约等于所述材料带的平均厚度s。在材料带具有梯形或楔形横截面的情况下，材料带的垂直轧边中外股和内股的不同延长通过梯形或者楔形的横截面进行了补偿，使得所述盘形环具有几乎是矩形的横截面。

在本发明方法的第一种实施方式的情况下，在每个盘形环中冲压槽口。这些槽口用于容纳转子杆的尾端，这些转子杆接合在鼠笼转子的叠片捆中，同时在其两端具有超出叠片捆的突出部。这些槽口通常设置在靠近盘形环外周。

在本发明的可替代的实施方式情况下，垂直地轧边和冲压槽口的方法步骤是按相反顺序进行的。在这里，首先在提供的材料带中冲压所需要的槽口。经由垂直轧边的这些材料带随后被成形为开口盘形环。

所述方法步骤b)之后多个环被堆叠在一起，使得所有盘形环的槽口都被布置为相互对齐。堆叠的盘形环的数量源于单个环的厚度以及整个短路环的目标厚度。各个盘形环随后通过连接相邻环来捆在一起。潜在的连接方法包括焊接、卷曲、铆接或冲压捆绑。焊接可以在盘形环的外周或者内周上实现。也可以将盘形环焊接在外周和内周上。镭射或电子束焊接是优选的焊接方法。

本发明方法的独有优点在于所提供的每个材料带都被完全地成形以形成盘形环。因此，例如从薄片金属板冲压出盘形环的时候不会产生废料。

所提供的材料带可以有利地在至少一个纵向侧面具有倒角。随后在所述材料带上进行垂直轧边，使得具有倒角的纵向侧面形成盘形环的外周。倒角大约延伸到材料带中，使得所述倒角在槽口冲压时在从盘形环的外周到槽口的径向方向上行进。当具有这种倒角的盘形环被堆叠起来形成短路环时，通过相邻环的倒角在短路环外周上便形成了沟槽。该沟槽延伸至转子杆的槽口。该沟槽成功改进了短路环与转子杆的焊接。

在本发明的优选设计实施方式中，在材料带的垂直轧边时，每个材料带的两个端部可以被彼此对接焊接。每个材料带的两个端侧面因此被以平面形式连接到了一起。闭合盘形环由此而形成。该闭合盘形环具有特别低的电阻。所述闭合盘形环在尺寸上还非常稳固。因此，此步骤优选地在槽口冲压之前进行。

本发明的另一个方面包括可替代的异步电机鼠笼转子的短路环的制造方法。该方法按顺序包括以下步骤：

a)提供金属材料的材料带；

b)垂直地轧边材料带来形成螺旋；将金属带分成多个部分，使得多个开口盘形

环的堆叠由螺旋形成；在盘形环中冲压槽口；

或者

在材料带中冲压槽口；垂直地轧边材料带来形成螺旋；将该材料带分成多个

部分，使得多个开口盘形环的堆叠由螺旋形成；

c)通过连接相邻环来捆绑各个环。

本发明基于异步电机鼠笼转子的短路环由通过垂直轧边来模制成螺旋形状的材料带来制造的概念进行。所提供的材料带由条形材料组成。该材料带的横截面形状可以是矩形的，使得该材料带具有一致的厚度s。可替代地，该材料带的横截面形状可以是梯形或者楔形的。在这些情况下，材料带的厚度s从最小值到最大值变化。材料带具有两个矩形上侧面，两个长度为L的平行纵向侧面，以及两个宽度为B的端侧面。该材料带的长度L比所述材料带的宽度B要大得多。该材料带的厚度s比所述材料带的宽度B要小。

材料带由优选地包括铜或铜合金的金属材料构成。材料带可以是单金属，或者可以由多种不同金属组合而成。尤其是，所述材料带可以是双金属片。

在垂直地轧边时，材料带被沿着垂直于该材料带的上侧面的弯曲轴线进行弯曲。本文中的材料带弯曲大约整倍数个360度，从而形成了具有开口芯的多层螺旋。螺旋的层数取决于所述材料带的平均厚度s和整个短路环的目标厚度。螺旋单个层的横截面形状由所提供的材料带的横截面形状产生。螺旋的外周由材料带的第一纵向侧面形成，螺旋的内周由材料带的第二纵向侧面形成。在具有梯形或楔形横截面材料带的情况下，材料带的垂直轧边中外和内股线的不同延长通过梯形或者楔形的形状补偿，使得螺旋单个层具有几乎是矩形的横截面。

由于材料带的一端位于螺旋两个端侧面的每个端侧面上，螺旋的端侧面在垂直轧边时不是平面，而是每个都具有台阶。为了移除该台阶，螺旋弯曲的材料带被分离成多个部分，使得多个开口盘形环的堆叠由螺旋形成。基于所述的分离过程，在螺旋的每一层中成对地形成了彼此相对的分离面。所述螺旋中的各个层随后变形，使得原本相邻螺旋的分离面彼此成对相对，并以这种方式形成所述盘形环。换句话说，螺旋的每一层形成一个盘形环，螺旋端侧面的台阶由此被移除。在本实例中制造的短路环的端侧面因此是平面的，同时每一个都形成了光滑的支撑面。

在本发明方法的第一个实施方式的情况下，在堆叠的盘形环中冲压槽口。这些槽口用来容纳转子杆的端部，转子杆端部接合在鼠笼转子叠片捆中并且在两端有超出叠片捆的突出部。这些槽口通常设置在靠近盘形环外周。

在本发明方法的可替代的实施方式的情况下，垂直地轧边和冲压槽口的方法步骤以相反的顺序执行。在此，首先在所提供的材料带中冲压所需要的槽口。这些经由垂直轧边的材料带随后被成形以形成螺旋。

各个环最终通过连接相邻环被捆在一起。潜在的连接方法包括焊接、卷曲、铆接或冲压捆绑。焊接可以在盘形环的外周或者内周上实现。也可以将盘形环焊接在外周和内周上。镭射或电子束焊接是优选的焊接方法。

本发明方法的独有优点在于所提供的材料带被完全地成形以形成了盘形环。因此，例如从薄片金属板上冲压出盘形环的时候不会产生废料。

以类似于第一发明方法的方式，在该第二可替代发明方法情况下所提供的材料带也可以有利地在至少一个纵向侧面上具有倒角。在第一种发明方法的内容中所描述的同样的优点由此而来。

在本发明的优选设计实施方式中，在将材料带分成多个部分时，每部分的两端可以被彼此对接焊接。原本相邻螺旋层的分离面因此以平面的形式被连接在一起。闭合盘形环由开口盘形环形成。该闭合盘形环具有特别低的电阻。所述闭合盘形环在尺寸上还非常稳固。因此，此步骤更优选地在槽口冲压之前进行。

此外，在本发明的一个有利实施方式中，为了制造短路环，在每种情况下一个内椎体可以在单个盘形环被捆绑好之后浮凸在转子杆的槽口中。所述转子杆在其两端，在本实施方式的情况下优选地具有对应的外椎体。基于内椎体和外椎体的这个组合，由于转子杆的端部可以容易地被***短路环的槽口中，短路环可以更容易地安装在鼠笼转子的叠片捆中。此外，基于所述圆锥的配合，短路环和转子杆之间良好的机械连接便得以保证。

本发明的示例性实施方式将借助于示意图更详细地被解释。

附图说明

图1展示了材料带；

图2展示了具有槽口的开口盘形环；

图3展示了具有槽口的闭合盘形环；

图4展示了根据第一种方法制造的短路环；

图5进一步展示了根据第一种方法制造的短路环；

图6展示了由垂直轧边材料带获得的螺旋；以及

图7展示了根据第二种方法制造的短路环。

等同部件在所有附图中具有相同的附图标记。

附图标记列表

1.短路环

2.材料带

21.材料带端部

22.材料带端部

23.材料带上侧面

24.材料带纵向侧面

25.材料带端侧面

26.焊接缝

3.盘形环

31.开口盘形环

32.闭合盘形环

4.螺旋

41.螺旋层

42.螺旋端侧面

43.台阶

5.槽口

L.材料带的长度

B.材料带的宽度

s.材料带的厚度

具体实施方式

图1示意性地展示了具有长度L，宽度B和厚度s的材料带2。在所示例的图中，在一种情况下，可见材料带2的一条上侧面23，一个纵向侧面24以及一个端侧面25。两个端侧面25形成了该材料带的两端21和22。该材料带也可以可替代地具有梯形横截面或楔形横截面，而非矩形横截面。在该实例中厚度s将沿着宽度B连续地变化。

图2示意性地展示了通过垂直轧边，从根据图1的材料带已经被成形的开口盘形环31。材料带被弯曲了大约360度，使得材料带2的两端21和22彼此相对。所述盘形环31还具有槽口5，诸如，一旦根据本发明的第一种方法的方法步骤b)实施后就会出现的槽口。

图3示意性地展示了闭合盘形环32。该闭合盘形环32由根据图2的开口环31形成，其中所述材料带的两端21和22彼此焊接到一起。可以看见焊接缝26。

图4示意性地展示了根据本发明用第一种方法制造的短路环1。在所示的短路环1的情况下，根据图2的四个开口盘形环31被组合成了堆叠，并且通过焊接方式捆在一起。材料带2的各个端21和22彼此成对相对。四个开口盘形环31被堆叠起来，使得所述材料带2的端部21和22在每种情况下都被定位在相对于盘形环31的圆周方向相同的位置。短路环1还具有槽口5。

图5示意性地展示了与图4所示的短路环1的相关的修改过的短路环1的实施方式。第二个开口盘形环31相对于第一个开口盘形环31沿顺时针方向旋转了72度。第三个开口盘形环31相对于第一个开口盘形环31沿顺时针方向旋转了180度。第四个开口盘形环31相对于第一个开口盘形环31沿顺时针方向旋转了252度。由于盘形环31的旋转，材料带2的端部21和22已经被分配在所述短路环1的圆周上。该短路环1的实施方式在机械方面表现的特别稳定。

图6示意性地展示了根据图1垂直地轧边材料带2得到的螺旋4。该螺旋4具有四层41。材料带2的一端22可以在螺旋4的可见端侧面42处被看到。材料带2的端部22形成了螺旋4的端面42上的台阶43。图6中示例的螺旋4对应于根据本发明第二种方法的方法步骤b)的垂直轧边执行过后的状态，但将所述材料带2分离成多个部分以及槽口5的冲压都还没有被执行。

图7示意性地展示了依靠根据本发明的第二种方法制造的短路环1。在此如图6中所示例的螺旋4通过分离工艺已经被分解成多个部分，使得盘形环3已经由螺旋的41个单个层形成。各部分彼此相对的端部已经被焊接到一起，从而形成了闭合盘形环32。可以看见焊接缝26。按照这种方法步骤，螺旋4的端侧面42没有了台阶。短路环1还有槽口5。

Claims (4)

1.一种异步电机鼠笼转子的短路环(1)的制造方法，其中所述方法包括按下列顺序的步骤：

a)提供金属材料的材料带(2)；

b)垂直地轧边材料带(2)以便形成开口盘形环(31)；并且在盘形环(3，31，32)中冲压槽口(5)；

或者

在材料带(2)中冲压槽口(5)，并且垂直地轧边该材料带(2)以便形成开口盘形环(31)；

c)将环(3，31，32)堆叠起来以便所有盘形环(3，31，32)的槽口(5)可以被布置为相互对齐。

d)通过连接相邻环(3，31，32)将各个环(3，31，32)捆绑起来。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在材料带(2)的垂直的轧边时，每个材料带(2)的两端(21，22)被焊接起来从而形成闭合的盘形环(32)。

3.一种异步电机鼠笼转子的短路环(1)的制造方法，所述方法包括按下列顺序的步骤：

a)提供金属材料的材料带(2)；

b)垂直地轧边材料带(2)来形成螺旋(4)；将该金属材料带(2)分成多个部分，使得多个开口盘形环(31)的堆叠由螺旋(4)形成；并且在盘形环(3，31，32)中冲压槽口(5)；

或者

在材料带(2)中冲压槽口(5)；垂直地轧边材料带(2)来形成螺旋(4)；

将该材料带(2)分成多个部分，使得多个开口盘形环(31)的堆叠由螺旋(4)形成；

c)通过连接相邻环(3，31，32)将各个环(3，31，32)捆绑起来。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当将所述金属材料带(2)分成多个部分时，每一部分的两端部被焊接在一起使得闭合盘形环(32)由开口盘形环(31)来形成。