DE102016001050A1 - Squirrel cage rotor for an electrical machine and method and apparatus for producing such a squirrel cage rotor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kurzschlussläufer (10) für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Kraftwagen, mit voneinander beabstandeten Kurzschlussringen (20), und mit einer Mehrzahl von Kurzschlussstäben (18), welche elektrisch mit den jeweiligen Kurzschlussringen (20) verbunden sind, wobei die Kurzschlussstäbe (18) zumindest in einem jeweiligen, außenumfangsseitigen Teilbereich durch Festwalzen bearbeitet sind.The invention relates to a squirrel-cage rotor (10) for an electric machine, in particular for a motor vehicle, with spaced-apart short-circuiting rings (20) and having a plurality of shorting bars (18) which are electrically connected to the respective shorting rings (20) Shorting bars (18) are machined by deep rolling at least in a respective outer peripheral side portion.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kurzschlussläufer für eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kurzschlussläufers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4 sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines solchen Kurzschlussläufers.The invention relates to a squirrel cage rotor for an electrical machine according to the preamble of patent claim 1, a method for producing such a squirrel cage rotor according to the preamble of patent claim 4 and a device for producing such a squirrel cage rotor.
Ein Kurzschlussläufer für eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kurzschlussläufers für eine elektrische Maschine sind beispielsweise bereits der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kurzschlussläufer sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kurzschlussläufers der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Festigkeit, insbesondere Betriebsfestigkeit, des Kurzschlussläufers auf einfache Weise realisiert werden kann.The object of the present invention is to develop a squirrel-cage rotor as well as a method and a device for producing a squirrel-cage rotor of the type mentioned above such that a particularly high strength, in particular operational stability, of the squirrel-cage rotor can be realized in a simple manner.
Diese Aufgabe wird durch einen Kurzschlussläufer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a squirrel-cage rotor having the features of patent claim 1, by a method having the features of patent claim 4 and by a device having the features of patent claim 5. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um einen Kurzschlussläufer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Festigkeit, insbesondere Betriebsfestigkeit, des Kurzschlussläufers auf einfache Weise realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kurzschlussstäbe zumindest in einem jeweiligen, außenumfangsseitigen Teilbereich durch Festwalzen bearbeitet sind. Mit anderen Worten sind die Kurzschlussstäbe zumindest in einem jeweiligen, außenumfangsseitigen Teilbereich festgewalzt. Das Festwalzen ist ein umformendes Verfahren, welches zu einer Verbesserung von Randzoneneigenschaften der Kurzschlussstäbe und somit des Kurzschlussläufers insgesamt führt. Beispielsweise werden die Kurzschlussstäbe außenumfangsseitig lokal durch Festwalzen bearbeitet, sodass in fertig hergestelltem Zustand des Kurzschlussläufers jeweilige erste Teilbereiche der jeweiligen Kurzschlussstäbe durch Festwalzen bearbeitet und jeweilige, sich an die jeweiligen ersten Teilbereiche anschließende, zweite Teilbereiche der jeweiligen Kurzschlussstäbe nicht durch Festwalzen bearbeitet sind. Das zumindest teilweise, außenumfangsseitige Festwalzen der Kurzschlussstäbe führt zum Einbringen von Druckeigenspannungen in die Kurzschlussstäbe sowie zur Kaltverfestigung von Randschichten der Kurzschlussstäbe, sodass eine besonders hohe Festigkeit, insbesondere Schwingfestigkeit, des Kurzschlussläufers realisiert werden kann. Daraus resultieren eine besonders hohe Robustheit und eine hohe Lebensdauer des Kurzschlussläufers.In order to further develop a squirrel-cage rotor of the type specified in the preamble of patent claim 1 in such a way that a particularly high strength, in particular durability, of the squirrel-cage rotor can be realized in a simple manner, it is provided according to the invention that the short-circuiting rods are processed by deep rolling at least in a respective, outer peripheral side partial region are. In other words, the shorting bars are firmly rolled at least in a respective, outer peripheral side portion. Deep rolling is a forming process which results in an improvement in edge zone properties of the shorting bars and thus of the squirrel cage as a whole. For example, the short-circuiting rods are machined externally on the outer circumference by deep rolling so that in the finished manufactured state of the squirrel cage respective first portions of the respective shorting bars are processed by deep rolling and respective second portions of the respective shorting bars adjoining the respective first portions are not processed by deep rolling. The at least partially, outer peripheral side deep rolling of the short-circuit bars leads to the introduction of residual compressive stresses in the short-circuit bars and cold work hardening of outer layers of the short-circuit bars, so that a particularly high strength, in particular fatigue strength, of the squirrel-cage can be realized. This results in a particularly high robustness and a long service life of the squirrel cage rotor.
Es wurde gefunden, dass das Festwalzen der Kurzschlussläufer im Vergleich zu einem nicht durch Festwalzen bearbeiteten Kurzschlussläufer zu einer fünffachen Erhöhung der Schwingfestigkeit führt. Durch das Festwalzen wird Material, aus welchem die Kurzschlussstäbe gebildet sind, örtlich, insbesondere an einem Außendurchmesser beziehungsweise Außenumfang des als Rotor der elektrischen Maschine ausgebildeten Kurzschlussläufers, verdichtet, woraus eine sehr hohe Schwingfestigkeit des Kurzschlussläufers resultiert. Dies ist besonders vorteilhaft für Kurzschlussläufer, welche hohen dynamischen Beanspruchungen und somit beispielsweise hohen Drehzahlen ausgesetzt sind.It has been found that the rolling of the squirrel-cage rotor leads to a five-fold increase in the fatigue strength compared to a squirrel-cage non-coiled rotor. By the deep rolling material, from which the short-circuiting rods are formed, locally, in particular at an outer diameter or outer circumference of the designed as a rotor of the electric machine squirrel cage compacted, resulting in a very high fatigue strength of the squirrel-cage results. This is particularly advantageous for squirrel-cage runners, which are exposed to high dynamic loads and thus, for example, high rotational speeds.
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kurzschlussläufers. Zur Realisierung einer besonders hohen Festigkeit des Kurzschlussläufers auf einfache Weise ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kurzschlussstäbe zumindest in einem jeweiligen, außenumfangsseitigen Teilbereich durch Festwalzen bearbeitet werden, das heißt festgewalzt werden. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kurzschlussläufers sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen und umgekehrt. Im Rahmen des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Kurzschlussstäbe zumindest an einen jeweiligen, außenumfangsseitigen Teilbereich automatisch festgewalzt werden. Beispielsweise werden der Kurzschlussläufer und somit die Kurzschlussstäbe einer Walzvorrichtung, insbesondere automatisch, zugeführt. Dabei wird beispielsweise der Kurzschlussläufer mit den Kurzschlussstäben in einen Walzbereich der Vorrichtung transportiert, insbesondere automatisch transportiert. Ferner wird der Kurzschlussläufer zu wenigstens einem Walzwerkzeug zum Festwalzen der Kurzschlussstäbe ausgerichtet, insbesondere automatisch ausgerichtet.The invention also includes a method for producing a squirrel cage rotor. To realize a particularly high strength of the squirrel-cage rotor in a simple manner, it is provided according to the invention that the short-circuiting rods are machined, ie solidly rolled, at least in a respective, outer peripheral side portion. Advantages and advantageous embodiments of the squirrel cage invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the method according to the invention and vice versa. As part of the method can be provided that the shorting bars are automatically rolled at least to a respective outer peripheral side portion. For example, the squirrel-cage rotor and thus the shorting bars are fed to a rolling device, in particular automatically. In this case, for example, the squirrel cage with the shorting bars is transported into a rolling area of the device, in particular transported automatically. Furthermore, the squirrel-cage rotor becomes at least one rolling tool for deep-rolling the Shorting bars aligned, in particular automatically aligned.
Der Kurzschlussläufer weist beispielsweise eine erste Anzahl an Kurzschlussstäben auf, welche in Umfangsrichtung des Kurzschlussläufers aufeinanderfolgend beziehungsweise hintereinander angeordnet sind. Im Rahmen eines ersten Walzvorgangs wird beispielsweise eine gegenüber der ersten Anzahl geringere, zweite Anzahl der Kurzschlussstäbe des Kurzschlussläufers mittels des Walzwerkzeugs festgewalzt. Nach dem ersten Walzvorgang wird der Kurzschlussläufer mit seinen Kurzschlussstäben beispielsweise relativ zum Walzwerkzeug gedreht. Nach dem Drehen des Kurzschlussläufers wird beispielsweise ein zweiter Walzvorgang durchgeführt, in dessen Rahmen eine dritte Anzahl der Kurzschlussläufer mittels des Walzwerkzeugs festgewalzt wird, wobei die dritte Anzahl geringer als die erste Anzahl ist und beispielsweise der zweiten Anzahl entspricht. Beispielsweise wird im Rahmen des ersten Walzvorgangs ein erster der Kurzschlussstäbe mittels des Walzwerkzeugs festgewalzt, wobei im Rahmen des zweiten Walzvorgangs wenigstens ein vom ersten Kurzschlussstab unterschiedlicher, zweiter Kurzschlussstab mittels des Walzwerkzeugs festgewalzt wird.The squirrel-cage rotor has, for example, a first number of short-circuit bars, which are arranged in succession or in succession in the circumferential direction of the squirrel cage rotor. In the context of a first rolling process, for example, a smaller, second number of short-circuiting rods of the squirrel cage rotor than the first number is firmly rolled by means of the rolling tool. For example, after the first rolling operation, the squirrel cage rotor with its shorting bars is rotated relative to the rolling tool. After rotating the squirrel-cage, for example, a second rolling operation is carried out, in the course of which a third number of squirrel-cage rollers are firmly rolled by means of the rolling tool, the third number being less than the first number and corresponding, for example, to the second number. For example, in the context of the first rolling process, a first of the short-circuiting rods is firmly rolled by means of the rolling tool, wherein in the context of the second rolling operation, at least one second short-circuiting rod different from the first short-circuiting rod is firmly rolled by means of the rolling tool.
Auf diese Weise werden alle Kurzschlussstäbe des Kurzschlussläufers mittels des Walzwerkzeugs festgewalzt und somit durch Festwalzen bearbeitet. Dies bedeutet, dass der Kurzschlussläufer im Rahmen des Festwalzens sukzessive gedreht und durch Festwalzen bearbeitet wird, bis alle Kurzschlussstäbe festgewalzt sind. Nach dem Festwalzen des Kurzschlussläufers wird dieser aus dem Walzbereich, insbesondere aus der Vorrichtung, abtransportiert. Dieses Abtransportieren kann ebenfalls automatisch oder aber alternativ manuell von einer Person durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Transport des Rotors in die Vorrichtung, insbesondere in den Walzbereich, manuell durch eine Person erfolgen, welche beispielsweise den Kurzschlussläufer in den Walzbereich einlegt. Alternativ kann auch anstatt einer Drehung des Kurzschlussläufers relativ zum Walzwerkzeug auch eine Drehung des Walzwerkzeugs relativ zum Kurzschlussläufer erfolgen, so dass die Kurzschlussstäbe in Umfangsrichtung nacheinander durch einen Walzvorgang bearbeitet werden können. Bei beiden Alternativen können in einem Walzvorgang je nach Ausführung des Walzwerkzeugs beispielhaft nur ein Kurzschlussstab oder gleichzeitig mehrere Kurzschlussstäbe festgewalzt werden.In this way, all the short-circuiting rods of the squirrel cage rotor are firmly rolled by means of the rolling tool and thus processed by deep rolling. This means that the squirrel cage rotor is successively rotated during the deep rolling process and processed by deep rolling until all shorting bars are firmly rolled. After the rolling of the squirrel-cage rotor, it is removed from the rolling area, in particular from the device. This removal can also be done automatically or alternatively manually by a person. Alternatively or additionally, the transport of the rotor into the device, in particular into the rolling area, can be carried out manually by a person who, for example, inserts the squirrel-cage rotor into the rolling area. Alternatively, instead of a rotation of the squirrel cage relative to the rolling tool, a rotation of the rolling tool relative to the squirrel cage rotor can also take place, so that the shorting bars can be processed in the circumferential direction successively by a rolling process. In both alternatives, depending on the design of the rolling tool, only one short-circuiting rod or at the same time several short-circuiting rods can for example be firmly rolled in one rolling operation.
Beim Festwalzen ist beispielsweise eine Walzstärke beziehungsweise ein Druck, mit welchem die Kurzschlussstäbe festgewalzt werden, einstellbar. Das Einstellen der Walzstärke beziehungsweise des Drucks kann manuell erfolgen, sodass der Druck beispielsweise manuell voreingestellt wird. Alternativ kann die Walzstärke beziehungsweise der Druck automatisch erfolgen, indem beispielsweise ein am Kurzschlussläufer vorgesehener Code, insbesondere ein QR-Code, gescannt wird. In Abhängigkeit von dem Scannen des Codes werden entsprechende Parameter beziehungsweise Einstellungen für das Festwalzen aus einem Kennfeld beziehungsweise aus einer Datenbank entnommen, wobei dann der zu dem gescannten Code gehörende Kurzschlussläufer auf Basis der abgerufenen Parameter beziehungsweise Einstellungen festgewalzt wird. Dadurch ist es möglich, auch voneinander unterschiedliche Kurzschlussläufer nacheinander in der gleichen Fertigungsstraße festzuwalzen, ohne Parameter beziehungsweise Einstellungen für das jeweilige Festwalzen manuell ändern zu müssen, denn die Parameter können in Abhängigkeit von dem Scannen des Codes automatisch geändert und an den jeweiligen Kurzschlussläufer angepasst werden.When deep rolling, for example, a rolling strength or a pressure with which the short-circuiting rods are firmly rolled, adjustable. The setting of the rolling strength or the pressure can be done manually, so that the pressure, for example, manually preset. Alternatively, the rolling strength or the pressure can be effected automatically, for example by scanning a code provided on the squirrel-cage rotor, in particular a QR code. Depending on the scanning of the code, corresponding parameters or settings for the deep rolling are taken from a characteristic field or from a database, in which case the squirrel-forming squirrel cage rotor is then firmly rolled on the basis of the retrieved parameters or settings. This makes it possible to roll even different from each other sibling sequentially in the same production line, without having to change parameters or settings for the respective deep rolling manually, because the parameters can be changed automatically depending on the scanning of the code and adapted to the respective squirrel cage.
Ferner ist es denkbar, wenigstens einen der Kurzschlussringe, insbesondere beide Kurzschlussringe, zumindest in einem Teilbereich außenumfangsseitig festzuwalzen, das heißt durch Festwalzen zu bearbeiten, um auch den jeweiligen Kurzschlussring besonders fest, insbesondere schwingfest, auszugestalten. Der jeweilige Kurzschlussring wird beispielsweise in Umfangsrichtung des Kurzschlussläufers festgewalzt. Mit anderen Worten wird beispielsweise, insbesondere nach dem Festwalzen der Kurzschlussstäbe, an jeweiligen axialen Enden des Kurzschlussläufers ein Festwalzvorgang durchgeführt, in dessen Rahmen der jeweilige Kurzschlussring in Umfangsrichtung des Kurzschlussläufers festgewalzt wird. Das Festwalzen des jeweiligen Kurzschlussrings kann zeitgleich mit dem Festwalzen des jeweiligen Kurzschlussstabs oder separiert dazu erfolgen.Further, it is conceivable at least one of the short-circuit rings, in particular both short-circuit rings, at least in a sub-range festzuwalzen outer peripheral side, that is to be processed by deep rolling to the particular short-circuit particularly strong, especially resistant to vibration to design. The respective short-circuit ring is firmly rolled, for example in the circumferential direction of the squirrel cage rotor. In other words, for example, in particular after the deep rolling of the short-circuiting rods, a deep rolling operation is carried out at respective axial ends of the squirrel cage rotor, in the framework of which the respective shorting ring is firmly rolled in the circumferential direction of the squirrel cage rotor. The deep rolling of the respective short-circuit ring can take place at the same time as the deep-rolling of the respective short-circuiting rod or separated therefrom.
Als ferner vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Kurzschlussstäbe und/oder die Kurzschlussringe aus einem Leichtmetall beziehungsweise aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung, gebildet sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kurzschlussstäbe und/oder die Kurzschlussringe mittels eines Gießverfahrens, das heißt durch Gießen, hergestellt sind. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Kurzschlussringe einstückig mit den Kurzschlussstäben ausgebildet sind. Die Kurzschlussstäbe und/oder die Kurzschlussringe können jedoch auch auf andere Weise und/oder aus anderen Materialien hergestellt sein.Furthermore, it has proven to be advantageous if the short-circuiting bars and / or the short-circuiting rings are formed from a light metal or from a light metal alloy, in particular from aluminum or an aluminum alloy. Alternatively or additionally, it may be provided that the short-circuiting rods and / or the short-circuiting rings are produced by means of a casting method, that is to say by casting. It is particularly conceivable that the short-circuiting rings are formed integrally with the short-circuiting rods. However, the shorting bars and / or the shorting rings can also be made in other ways and / or from other materials.
Das Festwalzen erfolgt beispielsweise durch Druckwalzen mithilfe eines Walzwerkzeugs wie beispielsweise einer Walze, einer Rolle oder eines Festkörpers mit einer vorgebbaren beziehungsweise bestimmten Geometrie.The deep rolling is carried out, for example, by pressure rolling using a rolling tool such as a roller, a roller or a solid with a predetermined or specific geometry.
Im Rahmen des Festwalzens wird der jeweilige Kurzschlussstab mittels des Walzwerkzeugs mit einer in radialer Richtung des Kurzschlussläufers von außen nach innen wirkenden Kraft beaufschlagt, wodurch die Kurzschlussstäbe verdichtet werden. Beispielsweise sind die Kurzschlussstäbe in jeweiligen Nuten eines Blechpakets des Kurzschlussläufers angeordnet, wobei die Nuten in radialer Richtung nach außen hin offen sind. Hierdurch kann das Walzwerkzeug in direkten Kontakt mit den Kurzschlussstäben gebracht werden, sodass die zuvor beschriebene Kraft in radialer Richtung von außen nach innen von dem Walzwerkzeug direkt auf die jeweiligen Kurzschlussstäbe wirken kann. Ferner werden die Kurzschlussstäbe entlang der jeweiligen Nut und somit in axialer Richtung des Kurzschlussläufers festgewalzt, indem das Walzwerkzeug entlang der jeweiligen Nuten beziehungsweise Kurzschlussstäben in axialer Richtung des Kurzschlussläufers bewegt wird. As part of the deep rolling, the respective short-circuiting rod is acted upon by means of the rolling tool with a radially acting in the radial direction of the squirrel-cage rotor from outside to inside, whereby the short-circuiting rods are compacted. For example, the short-circuit bars are arranged in respective slots of a laminated core of the squirrel cage rotor, the slots being open in the radial direction to the outside. In this way, the rolling tool can be brought into direct contact with the short-circuit bars, so that the force described above can act in the radial direction from the outside to the inside of the rolling tool directly on the respective shorting bars. Further, the shorting bars are firmly rolled along the respective groove and thus in the axial direction of the squirrel cage rotor by moving the rolling tool along the respective slots or shorting bars in the axial direction of the squirrel cage rotor.
Es ist denkbar, dass der jeweilige Kurzschlussstab einzeln festgewalzt wird. Ferner ist es denkbar, mehrere Kurzschlussstäbe gleichzeitig festzuwalzen, was insbesondere von der Ausformung des Walzwerkzeugs, insbesondere dessen Druckkörpers, abhängig ist. Sind die Kurzschlussstäbe beziehungsweise ihre Nuten geschrägt und weisen demzufolge eine entsprechende Schrägung auf, so ist es vorzugsweise vorgesehen, das Walzwerkzeug dieser Schrägung nachzuführen, was beispielsweise durch Einstellung der Walzrichtung und/oder automaterischer Erkennung und Nachführung erfolgen kann. Nach dem Festwalzen wenigstens eines der Kurzschlussstäbe wird der Kurzschlussläufer um einen Winkelbereich relativ zum Walzwerkzeug gedreht, wobei dieser Winkelbereich dem Winkelbereich zwischen den Nuten beziehungsweise Kurzschlussstäben entspricht. Dadurch kann dann der nächste der Kurzschlussläufer mittels des Walzwerkzeugs festgewalzt werden. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle Nuten beziehungsweise Kurzschlussstäbe des Kurzschlussläufers wenigstens einmal festgewalzt sind. Vorzugsweise ist die Anzahl der Kurzschlussstäbe ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl an Wälzkörpern zum Festwalzen beziehungsweise umgekehrt ist vorzugsweise die Anzahl an Wälzkörpern ein ganzzahliger Teiler der Anzahl der Kurzschlussstäbe beziehungsweise Nuten.It is conceivable that the respective short-circuiting rod is individually rolled. Furthermore, it is conceivable to roll several short-circuit rods simultaneously, which is particularly dependent on the shape of the rolling tool, in particular its pressure hull. If the short-circuit bars or their grooves are beveled and therefore have a corresponding skew, then it is preferably provided to track the rolling tool of this skew, which can be done for example by adjusting the rolling direction and / or automatic detection and tracking. After the deep rolling of at least one of the short-circuiting rods, the squirrel-cage rotor is rotated by an angular range relative to the rolling tool, this angular range corresponding to the angular range between the grooves or short-circuiting rods. As a result, the next of the squirrel-cage rotors can then be firmly rolled by means of the rolling tool. This process is repeated until all the grooves or shorting bars of the squirrel cage rotor are at least once firmly rolled. Preferably, the number of shorting bars is an integer multiple of the number of rolling elements for deep rolling or vice versa, preferably the number of rolling elements is an integer divisor of the number of shorting bars or grooves.
Zur Erfindung gehört auch eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, das heißt zum Herstellen des erfindungsgemäßen Kurzschlussläufers. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kurzschlussläufers sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzusehen und umgekehrt.The invention also includes an apparatus for carrying out the method according to the invention, that is to say for producing the squirrel-cage rotor according to the invention. Advantages and advantageous embodiments of the method according to the invention and of the short-circuit rotor according to the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the device according to the invention and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Anhand von
Im Rahmen des Verfahrens zum Herstellen des Kurzschlussläufers
Nach dem Bereitstellen beziehungsweise Herstellen des Blechpakets
Die Kurzschlussringe
Um nun jedoch auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Festigkeit, insbesondere Schwing- und Betriebsfestigkeit, des Kurzschlussläufers
Der Aluminium-Verguss ist somit ein Aluminiumwerkstoff, welcher durch das Festwalzen eine Festigkeitssteigerung erfährt. Üblicherweise führt die zyklische Rotorbelastung durch hohe Fliehkräfte bei hohen Rotordrehzahlen im Bereich der Nenndrehzahl von 16.000 Umdrehungen bis hin zur zulässigen Überdrehzahl von über 22.000 Umdrehungen pro Minute zu elastisch-plastischen Aufweitungen des Aluminium-Vergusses an den Kurzschlussstäben
Diese Probleme können durch das Festwalzen vermieden werden. Das Festwalzen ist ein umformendes Verfahren, welches durch beispielsweise lokale Bearbeitung des Rotoraußendurchmessers zu einer Verbesserung der Randzoneneigenschaften führt. Dies bedeutet wiederum eine Erhöhung der Schwingfestigkeit und Erhöhung der Lebensdauer des Rotors. Dieses Verfahren dient vor allem Bauteilen, die einer hohen dynamischen Beanspruchung ausgesetzt sind. Das Festwalzen wird beispielsweise mittels eines Walzwerkzeugs durchgeführt, welches wenigstens eine hydrostatisch gelagerte Kugel, Walze oder dergleichen Walzkörper aufweist. Mittels des Walzkörpers wird von dem Walzwerkzeug eine in radialer Richtung von außen nach innen auf den jeweiligen Kurzschlussstab
In
Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird mittels des Walzwerkzeugs
Das Festwalzen weist beispielsweise einstellbare Parameter, insbesondere Maschinenparameter, auf. Bei diesen einstellbaren Parametern handelt es sich beispielsweise um den Anpressdruck, die Vorschubgeschwindigkeit in Walzrichtung, den Rotordurchmesser und den Winkelversatz, da eine Schrägung der Nuten
Zur weiteren Verbesserung beziehungsweise Verkürzung der Bearbeitungszeit des Festwalzvorgangs, können alternative und weiterführend in einer nicht dargestellten Ausführungsform auch mehrere Walzwerkzeuge
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- KurzschlussläuferSquirrel-cage
- 1212
- Blechpaketlaminated core
- 1414
- Segmentsegment
- 1616
- Nutgroove
- 1818
- KurzschlussstabShorting bar
- 2020
- KurzschlussringShorting ring
- 2222
- Aluminium-KäfigAluminum cage
- 2424
- Walzwerkzeugrolling tool
- 2626
- Walzkörperroller body
- 2828
- Pfeilarrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010021470 A1 [0002] DE 102010021470 A1 [0002]
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016001050.9A DE102016001050A1 (en) | 2016-01-30 | 2016-01-30 | Squirrel cage rotor for an electrical machine and method and apparatus for producing such a squirrel cage rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE102016001050.9A DE102016001050A1 (en) | 2016-01-30 | 2016-01-30 | Squirrel cage rotor for an electrical machine and method and apparatus for producing such a squirrel cage rotor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE102016001050A1 true DE102016001050A1 (en) | 2017-08-03 |
Family
ID=59327680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102016001050.9A Withdrawn DE102016001050A1 (en) | 2016-01-30 | 2016-01-30 | Squirrel cage rotor for an electrical machine and method and apparatus for producing such a squirrel cage rotor |
Country Status (1)
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|---|---|
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE102010021470A1 (en) | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Squirrel cage rotor for an asynchronous machine and method of manufacturing the squirrel cage rotor |
-
2016
- 2016-01-30 DE DE102016001050.9A patent/DE102016001050A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010021470A1 (en) | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Squirrel cage rotor for an asynchronous machine and method of manufacturing the squirrel cage rotor |
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