DE2419293C2 - Einrichtung zur Herstellung eines Blechpaketes für den Rotor einer elektrischen Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf c-'ne Einrichtung zur Herstellung eines aus ineinander geschichteten Blechen gebildeten Blechpaketes für den Rotor einer elektrischen Maschine, das an seinem Außenmantel eine durch randseitige Abwinklungen der einzelnen Bleche gebildete größere Axiallänge als in seinem Kern aufweist.

Aus der CH-PS I 68 838 ist ein für den Rotor oder auch für den Stator elektrischer Maschinen verwendbarer Blechkörper bekannt, bei dem zwei aus ineinander geschichteten Blechen gebildete Blechpakete an den gegenüber dem jeweiligen Kern eine größere Axiallänge ergebenden randseitigen Abwinklungen der einzelnen Bleche bezüglich eines zwischen den beiden Blechpakelen vorgesehenen Lüftungsschlitzes nach entgegengesetzten Axialrichtungen ausgerichtet sind. In den Lüftungsschlitz sind radial gestellte Stege eingefügt, die an ihrem äußeren Ende keilförmig verbreitert sind, um damit auf die randseitigen Abwinklungen der einzelnen Bleche der beiden Blechpakete einen so hohen axialen Preßdruck auszuüben, daß die sich bezüglich einer inneren Ringscheibe jedes Bleches radial nach außen erstreckenden Finger einge genügend dichte Anlage aneinander erfahren. Die Herstellung solcher Blechkörper ist durch die Verwendung dieser separat zu fertigenden Stege mit dem keilförmig verbreiterten Ende sehr aufwendig und eignet sich nur wenig für eine Massenfertigung, weil damit zur Erzielung eines gewünschten axialen Preßdruckes relativ enge Toleranzen bei der Fertigung der Stege einzuhalten sind oder alternativ dazu in die Enden der Stege in einem besonderen Arbeitsgang Kerben eingedrückt werden müssen, um nach der erfolgten Schichtung der Blechpakete mit einer damit erreichbaren keilförmigen Verbreiterung der Stegenden die Bleche randseitig abzuwinkein und gleichzeitig ihre Finger genügend fest und dicht aneinander zu pressen. Für die Herstellung solcher Blechkörper werden mithin auch entsprechend aufwendige Einrichtungen benötigt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für eine Massenfertigung derartiger Blechpakete für den Rotor einer elektrischen Maschine geeignetere Einrichtung bereitzustellen, mit der es mithin insbesondere möglich erscheinen muß, die randseitigen Abwinklungen der einzelnen Bleche für eine genügend feste und dichte axiale Anpressung der radial ausgerichteten Finger problemfreier auszubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit der Bereitstellung einer zweiteiligen Preßform, deren einer Formenteil einen im wesentlichen zylindrischen Hohlraum hat, welcher von der Einschubseite eines zugeordneten Preßstempels her einen sich in Axialrichtung verkleinernden Querschnitt aufweist Mit der Bereitstellung einer derartigen Einrichtung läßt sich auf sehr einfache Weise unter gleichzeitiger Ausbildung der randseitigen Abwinklungen der einzelnen Bleche eine relativ hohe Verdichtung des Blechpaketes erreichen, wobei" der für diese Verdichtung aufgebrachte axiale Preßdruck in dem fertigen Blechpaket besonders dann auch bleibend vorhanden ist, wenn er mit einer für die Erzielung eines örtlichen Materialflusses insbesondere an den Abwinklungen ausreichenden Druckhöhe durchgeführt wird. Durch eine entsprechende Gestaltung des Querschnittes des Hohlraumes des einen Formenteiles ist es außerdem möglich, den Außenmantel des Blechpaketes durch eine mehr oder weniger große Abwinklung der Blechränder auf jede gewünschte Axiallänge sehr genau einzustellen, wobei es sich in diesem Zusammenhang für eine bevorzugte Ausführungsforni der erfindungsgemäßen Einrichtung als besonders zweckmäßig erweist, wenn dieser Hohlraum eine axial zwischen zwei zylindrischen Wandflächen ausgebildete schräge Führungsfläche für die Blechränder aufweist, weil damit dann d<e Abwinklung der Blechränder, die für solch? für den Rotor einer elektrischen Maschine verwendbare Blechpakete vorzugsweise in einer Größenordnung von etwa 45° vorgenommen werden sollte, entsprechend genau eingehalten werden kann. Um die Blechrohlinge in den Hohlraum der Preßform möglichst einfach einzuführen, kann für die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung im übrigen an dem Preßstempel noch wenigstens ein in ein Führungsloch der Preßform vorschirbbarer Führungsstift vorgesehen sein, auf welchem dann die einzelnen Blechrohlinge vor der Verdichtung zu dem Blechpaket aufgereiht werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine Draufsicht und eine Seitenansicht

eines noch unverformten kreisförmigen Blechrohlings, F i g. 3 eine Draufsicht auf einen ebenfalls noch

unverformten Blechrohling, der aus dem Blechrohling nach den F i g. 1 und 2 durch ein Ausstanzen erhalten ist, F i g. 4 einen Querschnitt eines mittels der erfindungs-

gemäßen Einrichtung verformten Bleches,

Fig.5 einen Längsschnitt der aus einer zweiteiligen Preßform und einem Preßstempel gebildeten erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 6 einen der F i g. 5 entsprechenden Längsschnitt

wobei der Preßstempel in seiner Endlage gezeigt ist, und F i g. 7 den Rotor einer elektrischen Maschine, dessen

Blechpakete mittels der Einrichtung nach den Fig. 5

und 6 unter Verwendung von Blechen gemäß Fig.3 hergestellt sind.

Der in Fig. I und 2 gezeigte Blechrohling 10 ist im wesentlichen kreisförmig ausgebildet und besteht aus einem ferromagnetischen Material. Aus diesem Blechrohling 10 wird unter Anwendung der bisher üblichen Techniken das in Fig.3 gezeigte Blech 12 gefertigt, wobei auch größere Fertigungstoleranzen zugestanden werden können.

Das Blech 12 besteht aus einer inneren Ringscheibe 14 und sich von dieser radail nach außen erstreckenden Fingern 16, die jeweils in einem sich im wesentlichen in Umfarigsrichtung erstreckenden Kraftlinien-Sammelsegment 18 enden. Die Kraftlinien-Sammelsegmente 18 sind unter Bildung einer jeweiligen Knickstelle 20 gegen die durch die Ringscheibe 14 gebildete Planfläche des Bleches 12 abzuwinkein, um ein Blechpaket mit einer gegenüber dem Kern größeren Axiallänge des Außenmantels zu erhalten.

Eine in den Fig.5 und 6 gezeigte Preßform 22 ist zweiteilig ausgebildet. Ein Formenteil 26 weist einen zylindrischen Hohlraum 24 mit einem sich in Axialrichtung verkleinernden Durchmesser auf. In di^ weitere Ende dieses Hohlraumes 24 sind acht Bleche 12 eingefügt, die randseitig bereits auf den in Fig.4 verdeutlichten Querschnitt vorgeformt sind. Diese vorhergehende Teilverformung, die beispielsweise mit einem zur Erzeugung der Finger 16 und der Kraftlinien-Sammelsegmente 18 an dem Blechrohling 10 geübten Stanzvorgang kombiniert werden kann, ist unter dem Gesichtspunkt zweckmäßig, daß damit die Einlegung der einzelnen Bleche 12 in den Formenteil 26 mittels maschineller Mittel einfacher durchgeführt werden kann. Die einzelnen Bleche 12 sind auf einem Führungsstift 38 eines Preßstempels 36 aufgereiht. Wenn der Preßstempel 36 in den Hohlraum 24 des Formenteils 26 vorgeschoben wird, dann wird der Führungsseil 38 ab einer bestimmten Relativlage zum Einfassen in ein zentrales Führungsloch 40 eines anderen Formenteils 28 der Preßform 22 gebracht, womit der F.eßstempel 36 dann nicht seitlich ausweichen kann und somit die Bleche 12 mit einer entsprechend hohen Fertigungsgenauigkeit durch den axialen Preßdruck verdichtet werden. Wenn der Preßstempel 36 aus der in F i g. 5 gezeigten Relativlage in die in F i g. 6 gezeigte Relativlage vorgeschoben wird, dann werden dabei die vorgeformten Ränder der einzelnen Bleche 12 fortschreitend durch eine schräge Führungsfläche 34 weiter verformt, bis sie schließlich durch eine die Wand 32 am Ende des Hohlraumes 24 des Formenteils 26 auf das Fertigmaß des Blechpakets verformt sind. Weil diese Verformung durch das Zusammenwirken des Prellstempels 36 mit der Preßform 22 sehr präzise durchgeführt werden kann, müssen bei der Einzelfertigung der Bleche 12 nicht entsprechend hohe Fertigungstoleranzen eingehalten werden.

An dem Preßstempel 36 können gemäß F i g. 6 noch weitere Führungsstifte 38' angeordnet sein, die zwischen die Finger 16 einfassen, damit sie bei der Ausbildung randseitiger Abwinklungen 44 nicht ebenfalls verformt werden. Wenn das Blechpaket in die aus Fig.6 ersichtliche Form gebracht ist, dann wird entweder der Formenteil 28 von dem Formenteil 26 entfernt, so daß das fertige Blechpaket dann durch ein weiteres Vorschieben des Preßstempels 36 aus der Preßform 22 ausgestoßen werden kann. Oder es wird nach dem Zurückziehen des Preßstempels 36 über das Führungsloch 40 des Formenteils 28 ein Ausstoßer für das fertige Blechpaket eingeführt, so daß das Blechpaket dann über ein weiteres Ende 30 des Formenteils 26 ausgestoßen werden kann. Für die Fertigstellung eines Rotors 46 einer elektrischen Maschine werden dann zwei solche fertige Blechpakete in einer Anordnung Rücken an Rücken auf einer gemeinsamen Welle 48 angeordnet, so daß die randseitigen Abwinklungen 44 dieser beiden Blechpakete nach entgegengesetzten Axialrichtungen ausgerichtet sind und somit am Außenmantel eine größere Axiallänge als im Kern des gesamten Blechpakets eines solchen Rotors 46 erhalten ist.

Der Preßdruck, unter welchem die Verdichtung des Blechpakets in der Preßform 22 vorgenommen wird, ist insbesondere von den Materialeigenschaften der einzelnen Bleche 12, der Anzahl der pro Hub zu verdichtenden Bleche 12 und der Größe der randseitigen Abwinklungen 44 abhängig. Für ein Ausführungsbeispiel gilt, daß acht Bleche 12 mit jeweils zehn Fingern 16 der in Fig.3 gezeigten Ausbildung zu einer geschichteten Anordnung zusammengefügt und anschließend verdichtet wurden. Die Bleche 12 bestanden aus einem Kohlenstoffstrahl und hatten eine jeweilige Dicke von etwa 1,22 mm. Die Verdichtung erfolgte mit einem Preßdruck von etwa 2110 kg/cm², wodurch ein Blechpaket einer Kernlänge von etwa 10,16 mm und ein τ Länge des Außenmantels von etwa 20,32 mm erhalten wurde. Der Preßdruck wurde dabei so gesteuert, daß die randseitigen Abwinklungen 44 ein beschränktes Metallfließen erfahren haben, so daß eine dimensionale Stabilität des fertigen Blechpaket erhalten wurde. Dieses Metallfließen kann dadurch gefördert werden, daß bei der Formgebung der Bleche 12 die Kraftlinien-Sammelsegmente 18 eine leichte Abflachung erhalten und damit umfangsseitig Raum für den beim Verdichten auftretenden Metallfluß geschaffen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Herstellung eines aus ineinander geschichteten Blechen gebildeten Blechpaketes für den Rotor einer elektrischen Maschine, das an seinem Außenmantel eine durch randseitige Abwinklungen der einzelnen Bleche gebildete größere Axiallänge als in seinem Kern aufweist, gekennzeichnet durch eine zweiteilige Preßform(22), deren einer Formenteil (26) einen im wesentlichen zylindrischen Hohlraum (24) hat, welcher von der Einschubseite eines zugeordneten Preßstempels (36) her einen sich in Axialrichtung verkleinernden Querschnitt aufweist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- is zeichnet, daß der Hohlraum (24) der Preßform (22) eine axial zwischen zwei zylindrischen Wandflächen (30,32) ausgebildete schräge Führungsfläche (34) für die Blechränder aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ds'l die schräge Führungsfläche (34) um einen Winkel zwischen 90" und IS0⁼, vorzugsweise etwa 135°, gegen die ebene Stirnfläche des Preßstempels (36) geneigt ist

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Preßstempel (36) wenigstens ein in ein Führungsloch (40) der Preßform (22) vorschiebbarer Führungsstift (38) für die darauf aufzureihenden Blechrohlinge (12) vorgesehen ist