DE2265310C3 - Statorkern für rotierende elektrische Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Statorkern für rotierende elektrische Maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es gibt bereits ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Statorkerns (vgl. DE-OS . »13 309), bei dem ein Stahlband mit Zähnen, die an dessen Innenseite durch in gleichen Abständen ausgestanzte Schlitze gebildet sind, und mit Aussparungen an der Außenseite versehen ist Diese Aussparungen wirken einerseits mit einem in sie eingreifenden Antriebsritzel zusammen, um das Stahlband mit einer Wicklungsform schraublinienförmig zu pressen, und dienen andererseits zur Aufnahme der beim Biegen auftretenden mechanischen Spannungen. Dadurch soll erreicht werden, daß die Schlitze mit der gleichen Geschwindigkeit ausgestanzt werden, mit der das Stahlband gepreßt wird.

Es ist weiterhin eine dynamoelektrische Maschine und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt (DE-OS 19 52 586), bei denen ein ähnlicher Statorkern ein Stahlband aufweist, von dem ein Ende in einem Winkel zur Mittellinie des Zahnes daneben angedeutet ist. Damit soll eine dynamoelektrische Maschine ermöglicht werden, bei der der Abfall an magnetischem Kernmaterial auf ein Minimum verringert und die wirtschaftliche Herstellung wesentlich verbessert ist

Bei diesen bekannten Verfahren wird wie bei einem anderen bekannten Verfahren (vgl. DE-OS 22 36 953) eine plastische Verformung des Stahlbandes weitgehend vermieden, da diese die magnetischen Kennlinien des Statorkerns stark beeinflußt.

Neben der plastischen Verformung des Stahlbandes beim Wickeln spielt aber noch das Festlegen der beiden entgegengesetzten Enden des Stahlbandes am gewikkelten Kern eine wesentliche Rolle. Vom geometrischen Standpunkt aus wäre es im allgemeinen wünschenswert, daß die beiden Enden sich radial decken, vgl. F i g. 1 und 2, die eine Seiten- bzw. eine Vorder-Teilansicht eines Statorkerns aus einem Stahlband 1 zeigen, dessen Enden 6 und 7 durch Schweißstellen ßWfestgelegt sind. Gewöhnlich ist jedoch die radiale Deckungsgenauigkeit problematisch, da es bei Überlappen beider Enden s schwierig ist, eine genaue parallele Ausrichtung der Seiten Aa und Ba des Statorkerns zu erhalten.

Es kommt nämlich dann zu einer Verdrehung des Zahns 2 untemnem Winkel α, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, was eine Änderung der Abmessungen der Schlitze

ίο zwischen den Zähnen verursacht und danui ein automatisches Bewickeln eines schraubenlinienförmigen Statorkerns zumindest erschwert Der einer derartigen Torsion unterzogene Zahn muß nachbehandelt werden, um die Torsion zu beseitigen.

Abgesehen davon sind selbst bei einer genauen radialen Deckung der entgegengesetzten Enden des Stahlbands örtliche plastische Deformationen unvermeidbar, so daß ein derartiges Vorgehen für eine Massenproduktion nicht sehr geeignet ist

Dieser eben beschriebene Nachteil könnte an sich vermieden werden, wenn ein Winkel θι zwischen den entgegengesetzten Enden 6 und 7 vorgesehen würde, wie"in Fig.4 und 5 angedeutet ist Dabei tritt jedoch während des Pressens, wenn die entgegengesetzten Seiten Aa und Ba parallel gemacht werden sollen, eine örtlich ungleichmäßige statische horizontale Belastung auf, so daß der Statorkern an seinem Innen- und Außenumfang leicht elliptisch wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die eben

erwähnten Nachteile bei einem Statorkern der eingangs genannten Art zu vermeiden, also einen in der Massenproduktion herstellbaren Statorkern zu schaffen, der bei möglichst wenig Herstellungsschritten genau maßhaltig ist

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.

Bei der Erfindung sind die beiden Enden des Stahlbandes in einem bestimmten Winkel zueinander bezüglich der Mittellinie eines Zahnes geschnitten und so am aufgewickelten Statorkern festgelegt, da sie einen Winkel β (vgl. F i g. 6) in Draufsicht zueinander bilden. Der Winkel β ist in vorteilhafter Weise dabei so gewählt, daß der Abstand eines Punktes A der Schnittkante an dem einen Bandende von einem Punkt B der Schnittkante am anderen Bandende größer als die Zahnbreite ist. Damit sind die Zähne für das automatische Wickeln genau ausgerichtet, ohne daß hierzu ein zusätzlicher Arbeitsschritt zum Ausrichten

so erforderlich wäre.

Das Stahlband ist also so geschnitten, daß die jeweiligen Schnittkanten der entgegengesetzten Enden des Stahlbandes schief zur Mittellinie eines bestimmten Zahnes verlaufen und einen Winkel β bilden, der nach außen vom Innern des Statorkernes aus erweitert ist, wobei die Spitze des Stahlbandes in oder nahe bei der Schnittstelle der Mittellinie des Zahnes und dem Außenrand des Stahlbandes in Draufsicht liegt (vgl. F i g. 6). Weiterhin ist der Winkel β so erweitert, daß er den Zahn einschließt.

Da sich geringfügige Schnittfehler in den Abmessungen in erster Linie an den äußeren spitzen Ecken des Bandes bemerkbar machen, kann ein Überlappen (kleine Oberlänge) bzw. ein Unterlappen (zu kurze Länge) ausreichend durch Verschmelzen korrigiert werden, indem dieser Teil angepaßt wird, wodurch auf einfache Weise eine Versetzung in der Dicke des gewickelten Bandes an diesem Teil verhindert wird.

Wenn weiterhin ein Druck P über der Dicke des gewickelten Stahlbandes einwirkt (vgl. Fig.5), um die einzelnen Schichten parallel auszurichten, können eine lokale plastische Deformation verhindert, eine Dehnung des Werkstoffes möglichst klein gemacht und eine ggf. auftretende Spannung ebenfalls weitgehend verringert werden, was eine genaue parallele Ausrichtung der Schichten bewirkt, da jedes der beiden Enden des Stahlbandes schräg bezüglich der Mittellinie eines Zahnes geschnitten ist, um so jedes der beiden geschnittenen Enden des Stahlbandes zu verlängern, wodurch der Winkel β entsteht, der bezüglich des Innenrgjjmes des Statorkernes in Draufsicht erweitert ist Weiterhin wird eine genaue Formgebung des gewickelten Stahlbandes mit dem halben Wert des is Druckes P im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren ermöglicht, was die Fertigung erleichtert und zu einer größeren Genauigkeit der hergestellten Statorkenie führt

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird durch den Patentanspruch 2 erreicht

Anhand der Fig.6 und 7 der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung beschrieben, die eine Seiten- und eine Vorderansicht eines geschweißten Teils eines erfindungsgemäßen Statorkerns zeigen.

Der Statorkern ist aus einem Stahlband 1 von etwa OJS mm Dicke schraubenlinienförmig und dicht gewikkelt Das Stahlband 1 weist Schlitze auf, die eingestanzt sind und durch laufend gleich beabstandete Zähne 2 3c begrenzt werden, so daß ein durchgehender Steg la verbleibt. An den Zahnfüßen sind lokale Aussparungen 5 vorgesehen, durch die die Entfernung des Angriffspunktes des Biegemoments von der Zahnmittellinie und damit die Verformung der Zähne 2 beim Biegen weitgehend verringert wird. Das Stahlband besitzt ferner auf seiner zu den Zähnen entgegengesetzten Außenseite kreisförmige Aussparungen 4, die einzeln mit den jeweiligen Zähnen 2 ausgerichtet sind.

Im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungen sind gemäß der Erfindung die Schnittkanten der beiden entgegengesetzten Enden 6 und 7 des Stahlbandes nicht radial ausgerichtet, sondern bilden in Draufsicht einen Winkel ß. Wie in Fig.6 gezeigt, gehen dabei die Schnittkanten der Stahlband-Enden 6 und 7 jeweils von einem Punkt A oder B an der den Zähnen 2 zugewandten Seite des Stegs la des Stahlbandes 1 aus und schneiden sich im Grunde der Aussparung 4 am äußeren Umfang. Um die Deformation der Zahnteile möglichst klein halten zu können, muß der Winkel B möglichst groß gemacht werden. Er muH aber auf jeden Fall so groß sein, daß der Abstarb, zwischen den Ausgangspunkten A und B der Schnittkamen größer ist als die Breite /des Zahns 2 am Zahnfuß. Damit fällt eine Deformation beim Festlegen der Stahlband-Enden 6 und 7 nicht in den Zahnbereich, sondern verbleibt etwa im in F i g. 6 bezeichneten Bereich f. Die Zähne 2 sind daher für automatisches Bewickeln ausgerichtet, so daß kein zusätzlicher Arbeitsgang für das Ausrichten notwendig ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche;

   K Statorkern for rotierende elektrische Maschinen, bestehend aus einem schraubenlinienförmig und dicht gewickelten Stahlband mit Zähnen, die an dessen Innenseite durch in gleichen Abständen ausgestanzte Schlitze gebildet sind, und mit einzeln in bezug auf die Mittellinie dieser Zähne ausgerichteten kreisförmigen Aussparungen an der Außenseite zur Aufnahme der Spannungen beim Biegen des Bandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkanten der entgegengesetzten Enden (6, 7) des Stahlbands (1) gegenüber der Mittellinie eines Zahnes (2) schief geschnitten sind und ihre Spitze in oder nahe bei der Schnittstelle der Mittellinie des Zahns (2) mit dem Außenrand des Stahlbandes (1) haben, so daß in Draufsicht ein zum Statorkerninneren offener Winkel (ß) gebildet ist
2. 2. Statorkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Endpunkten (A —B) der Schnittkanten der Stahlbandenden (6,7) an der den Zähnen (2) zugewandten Seite des durchgehenden Stegs (IaJ des Stahlbands (1) größer ist als die Breite (1) des Zahns (2) am Zahnfuß, und daß die Schnittkanten sich im Grunde der kreisförmigen Aussparungen (4) an der Außenseite des Stahlbands (1) schneiden.