DE2706717A1 - Verfahren zur herstellung eines lamellierten statorkoerpers - Google Patents

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTS BÜRO D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANNSTR 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ - Dipl.-Ing. W. FLORACK Dipl.-Ing. R. KNAUf - Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER - Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

Luoaa Induatriea Limited Great King 8treet GB-Birmingham 1a. Februar 1977

Sie Erfindung betrifft ein Verfahren aar Ieretellung eine a lamellierten Staterkfrpera aum Tragen der Statcrvieklungen in einer djnameelektriaehen Maaohine.

Lamellierten Staterkirper kinnen an· einaelnen ringfirmigen Lamellen eder aua apiralfexmig gewickeltem Band anfefartist sein. In dem einen wie in dem anderen Fall iat ea erforderlich, die Lamellen eder Windungen dea Bande in Winkel ae aneinander anauordnen, daJ Sohlltae in der inneren Peripherie der Laaellen ader Windungen fluchten, um Durchginge au bilden, die «loh allgemein in Llngariohtang dea 8taterkörper· •ratreoken und aur infnähme -van Leitern der Staterwioklungen dienen, und dann mfiaaen die Lamellen eder Windungen in ihren entapreehenden Selatirlagen geaiehert werden. In einem bekannten Verfahren aur Herstellung einea StaterkBrpera werden die Lamellen adar Windungen in ihren luieren peripheren Bindern mit einem eich radial eratreokenden Sehlita hergeatellt* deaaen g*g«nflb«rli«g«nd· Binder aueinander aohrlg ▼erlaufen, ao dal aioh die Breite dea Sehlitaee ^on einem Maximum an dar Baaia de· Sohlitae· su einem Minimum am effenen Bide daa Sehlitae· Terringert· Wenn die Lamellen ader Windungen richtig aitaen, bilden die Sohlitae eine aloh in Llngariohtung eratreekende, im Prefil aohwalbenaohwanaflzmige Iut in der iulenfllohe dea Kirpera. Eine Klampe wird dann in die fehvalbenaehwaaanut eingeaatat, we bei die Breite dar Klampe im weaentliehca gleioh der Breite dar Baala dar tut iat und die

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Klampe im Querschnitt gebogen ist. Sie Klampe sitzt so in der Nut, daß deren konkave Seite sur Basis der Hut zeigt, und die Klampe wird dann zur Basis der Hut hin verformt, so daß die Klampe aus der gebogenen Form flachgedrückt wird. Das Flachen erhöht die effektive Breite der Klampe und bewirkt, da« deren Seitenränder eich in die hinter-Bohnittenen Wände der Nut einfressen, um die Teile des Verbands miteinander zu verriegeln. Dieses Herstellungsverfahren hat einen schwerwiegenden Naohteil insofern, als die Sohwalbensohwanznut einen eingeschlossenen Winkel in der Größenordnung von 30 zwischen den gegenüberliegenden Sei ten wänden erfordert. Das Werkzeug, das benutzt wird, um die Schlitze in die äußeren periphereη Bänder der Lamellen oder Windungen zu stanzen, muß also zwei Ecken haben, die jeweils einen Winkel von 73° bilden. Es hat sich herausgestellt, daß je kleiner der Eckenwinkel, desto größer die Tersohleifirate des Werkzeugs im Einsatz. Ein Werkzeug mit Ecken von 75° verschleißt ziemlich schnell.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Statorkörpers zu sohaffen, bei dem das vorstehend genannte Problem weitgehend beseitigt ist.

Ein Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Statorpaket begonnen wird, das aus mehreren ringförmigen Lamellen oder Windungen eines spiralförmig gewickelten Bandes besteht, welohe naoh Bedarf in einer solchen Relativlage zueinander angeordnet sind, daß die Statorwloklungsdurohgänge gebildet werden, wobei das Paket eine sich in Längsriohtung erstreckende Nut in seiner äußeren peripheren Fläche hat, wobei die Nut einen rechteckigen Querschnitt hat, daß eine Klampe derart in die Nut eingesetzt wird, daß sie fest an gegenüberliegenden Seitenwänden der Nut angreift, und daß das Paket in dem Bereich der Nut so verformt wird, daß die Seitenwände der Nut verformt werden und dabei zum Liegen über der Klampe kommen.

Vorzugsweise hat die Klampe eine größere Länge als der Schlitz and steht von beiden Enden des Sohlitzes vor, und die vorstehenden Enden

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der Klampe werden so gebogen, daß sie sich radial nach innen in bezug auf das Paket erstrecken und damit die Einzelteile des Pakets in axialer Hiohtang festgehalten werden.

Zweckmäßigerweise ist die Klampe in einen festen Angriff an den gegenüberliegenden Seitenwänden der Nut dadurch gebracht, daß die Klampe in die Nut in einer seitlich gebogenen Form eingeführt wird, wobei die konkave Fläohe zur Basis der Nut zeigt, und die Klampe wird dann zur Basis der Nut hin flachgedrückt, derart, daß deren effektive Breite vergrößert wird und damit deren gegenüberliegende Seitenränder zum Einfre&ssen in die Seitenwände der Nut gebracht werden.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Aueführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sindt

Fig1. eine schematische Barstellung in einem auseinandergezogenen Sohaubild eines Statorkörpers zusammen mit einer Endkappe einer dynamoelektrischen Maschine, wobei der Statorkörper in einer Zwischenstufe seiner Herstellung gezeigt ist, Fig. 2 eine schematische Einzelheit des in Fig. 1 gezeigten Teils des

Statorkörpers,

Fig. 3 ein Schaubild des in Fig. 1 gezeigten Statorkörpers in einer späteren Phase seiner Herstellung und
Fig. 4 eine Einzelheit eines Teils des in Fig. 3 gezeigten Statorkörpers.

Gemäß den Zeichnungen hat der Statorkörper eine lamellierte Konstruktion und besteht aus einem Statorkpaket 11, das entweder die Form eines Pakets gleioher ringförmiger Lamellen im flächigen Kontakt oder eines Pakets hat, das aus einem spiralförmig aufgewickelten Stück Band besteht, wobei die Lamellierung auf Grund der fläohigen Berührung der einzelnen Windungen des spiralförmig gewlokelten Bandes zustandekommt. Jede Lamelle oder Windung ist gestanzt, um mehrere sieh radial naoh außen erstrekkende Schlitze entstehen zu lassen, die an der inneren Peripherie der Lamelle oder Windung offen sind, und drei im gleichen Winkelabstand angeordneten Paare reckteekiger Sohlitse 12 sind in der äußeren Peripherie

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der Lamelle oder Windung vorgesehen. Sie Lamellen oder Windungen werden im flächigen Eontakt miteinander gehalten und iam Winkel zueinander ausgerichtet gehalten, derart, daß der innere Schlitz, der vorgesehen ist, jeweils fluohtet, um Durchgänge zu bilden, die sich in Längeriohtang des Pakets 11 erstrecken und durch die sioh in der fertigen Masohine die Statorwioklungsleiter erstrecken. In gleioher Weise sind die Schlitze 12 ausgerichtet, um drei im gleichen Winkelabst^nd angeordnete Paare sieh in Längsriohtung erstreckender Hüten 13 zu bilden, die einen rechteckigen Querschnitt haben, und zwar in der äußeren Peripherie des Pakete 11.

Um die Lamellen oder Windungen in ihren erforderlichen relativen Lagen zu halten, wird eine Klampe in jeder der Nuten 15 eingeführt und greift an deren gegenüberliegenden Wänden an, und auch an den gegenüberliegend en axialen Enden des Pakets 11, um die Teile des Pakete 11 in den erforderlichen relativen Lagen zu halten.

Jede Klampe I4 hat die Form eines Streifens aus kaltgewalztem Stahl in einer Länge, die die axiale Länge des Pakets 11 übersteigt. Mindestens der !Feil des Streifens, der in einer jeweiligen Hut 13 zu liegen kommt, ist über die Breite hinweg gebogen, wie aus Yig. 2 ersiohtlioh ist. Jede Klampe wird in die betreffende Hut 13 so eingeführt, daß deren konkave Seite zur Basis der Hut zeigt, und die gebogene Form der Breite der Klampe ist um einen Bruchteil kleiner als die Breite der Hut 15t so daß die Klampe in die Hut eingesetzt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt können gegebenenfalls die Teile jeder Klampe, die sioh über die Enden der betreffenden Hut 13 hinaus erstrecken, im rechten Winkel abgebogen werden, bezogen auf den Zwischenteil der Klampe, so daß sie jeweils an den gegenüberliegenden axialen finden des Pakets 11 angreifen, während dale Klampe in der betreffenden Hut sitst. Alternativ kann die Klampe seitlioh über die gesamte Länge hinweg gebogen werden, so dafi die Endpartien axial von den Enden der betreffenden Hut vorstehen.

Haoh Einsetzen der betreffenden Klampe I4 in die betreffende Hut 13

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wird die Klampe gegen die Basis der betreffenden Sat flaohgedrückt, ua die Biegung der Klampe geradezurichten. Das Flachdrucken der Klaape vergrößert natürlich die effektive Breite der Klaape, so daß die gegenüberliegenden Seitenränder der Klaape fest an den Händen der Hut 13 angreifen und eich sogar in sie einfressen. In einer Anordnung, bei der Enden jeder Klaape vor den Einsetzen derselben nicht Ib rechten Winkel abgebogen sind, werden nach den Flachdrucken der Klampe die Torstehenden Endpartien im rechten Winkel zur Zwisohenpartie der Klampe umgebogen, um sich in bezug auf das Paket 11 radial nach innen zu erstrecken und an gegenüberliegenden axialen Endflächen des Pakets 11 anzugreifen und devesen Lamellen oder Windungen gegen eine relative axiale Bewegung zu eiohern.

Schließlich wird das Äußere des Pakets 11 an jedem Band der Hut 13 jewels in TTmfangsriohtung verformt, so daß die Wände jeder Hut 13 nach innen über die Oberseite der betreffenden Klampe 14 gelegt werden. Biese Yerfoxmung der Wände jeder Hut naoh innen unterstützt die Freßwirkung zwischen der Klampe und den WKnden der Hut, um die Klampe in der vorgesehenen Lage in bezug auf das Paket 11 zu halten.

Aus Fig. 2 und 4 ist zu ersehen, daß die äußere Peripherie jeder Lamelle oder Windung an jeder Seitenwand jedes Schlitzes 12 mit einer Kerbe 15 versehen ist, um die Yerfoxmung der Seitenwände des Sohlitzes zu erleichtern, die sich im fertigen Zustand über die Klampe 14 legen.

Bio Seitenwände der Sohlitze können in jeder geeigneten Weise verformt werden» beispielsweise können die Seitenawände über ihre ganze Länge hinweg durch eine Formwalze verformt werden, die beide Wände gleichzeitig naoh innen verformt, während sie über die Läng· des Sohlitzes läuft. Alternativ kann die Yerfoxmung der Seitenwände naoh innen an örtlichen Punkten längs jeder Seitenwände duroh einen Stempel oder ein ähnliches Werkzeug Torgenommen werden.

BIe Herstellung und Einführung der Klampen kann automatisch in einer Na-

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■chine erfolgen, die ein endloses gebogenes Band von einer Vorratsrolle zu einer Klaapenstation zuführt. In der Klampenstation wird die Endpartie des endlosen Bands in die jeweilige Nut 13 eingeführt, und das freie Ende des Bands kann im rechten Winkel umgebogen sein oder werden, um sioh radial zum Paket in Angriff an die axiale Endfläohe des Pakets zu erstrecken,vind ein Fallmesser trennt die Teil des Bands in der Nut vom Rest dee Bands und biegt gleichzeitig das abgeschnittene Ende der Klampen um, damit dieses an demr anderen axialen Endfläche des Pakete 11 angreift, und biegt auch das geschnittene Ende des endlosen Bands im rechten Winkel in Bereitschaft zum Angreifen an der axialen Endfläche des nächsten Pakets um, das zu verklampen ist. Eine Walze oder zwei Walzen an der Maschine drüokt bzw. drUoken dann die Klampe 14 in der Nut flach.

Wenn das Paket 11 aus mehreren getrennten Lamellen hergestellt wird, wird jede Lamelle in der fertigen Form aus einem Blech oder aus einem Band kaltgewalzten Stahls gestanzt. In diesem Fall hat der Teil des Stanzwerkzeugs, der die Sohlitze 12 bildet, einen reohteokigen Querschnitt. Wenn das Paket 11 jedooh aus einem spiralförmig gewickelten Band hergestellt wird, wird das Band von dem spiralförmigen Aufwickeln gestanzt. Damit die Sohlitze 12 im spiralförmig aufgewickelten Fertigteil also reckteckig oder im wesentlichen reokteckig sind, werden die Schlitze in das gerade Band in Sohwalbenschwanzform gestanzt. Es folgt deshalb, daß die Teile des Stanzwerkzeugs, die den Sohlitz 12 herstellen, ebenfalls einen Sohwalbensobwanztuerschnitt haben, es hat eich jedoch herausgestellt, daß der größte eingeschlossene Winkel, der erforderlich ist, 10° beträgt. Sie beiden Ecken des Schnittwerkzeug« haben also jeweils einen Winkel, der nicht weniger als 85° beträgt. Für viele Statoren ist der Durchmesser des Pakets 11 sogar derart, daß der eingeschlossene Winkel des Schlitzes 12 im geraden Band weniger als 10° betragen kann, und entsprechend nähert sioh der Winkel jeder Ecke des Stanzwerkzeugs immer weiter 90°. Das Werkzeug, das zur Herstellung der Schlitze im geraden Band benutzt wird, und zwar vor dem Aufwickeln des Bands, hat also eine erheblioh längere Lebensdauer als ein gleichwertiges Werkzeug, bei dem der Winkel der Ecken des Werkzeugs spitzer ist.

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Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden drei im gleichen Winkelabstand angordnete Paare Klampen benutzt, ßs versteht sich jedoch, daß die Zahl und der Abstand der Klampen durch die Konstruktion des Pakets 11 nnd durch die Erfordernisse des fertigen Statorkörpers bestimmt werden. Gegebenenfalls können also die Lamellen oder Windungen so gestanzt werden, daß zusätzliche sich in Längsrichtung erstreckende rechteckige Nuten entstehen, wie in Fig. 1 und 3 dargestellt ist. Die Nuten sind also vorhanden, und sie können Klampen aufnehmen, wenn das erforderlich ist, um ein bestimmtes Erfordernis des fertigen Stators zu erfüllen.

Wie ferner festzustellen ißt, sind die Sohlitze 12 jeder Windung oder jeder Lamelle radial mit einem Zahn ausgerichtet, der aufeinanderfolgende Statorwicklungsschlitze trennt. Diese radiale Ausrichtung ist in der Anordnung nicht kritisch, bei der das Paket aus einealnen Lamellen hergestellt 1st, es ist aber sehr vorteilhaft bei der Anordnung, bei der das Paket aus spiralförmig aufgewickeltem Band hergestellt ist, weil das die örtliche Bündelung von Biegeaspannungen während des Wickeine des Band auf ein Minimum reduziert. Wenn der Sohlitz 14 mit einem Statorwicklungsschlitz fluchten würde, wäre ersichtlich ein relativ schmaler Bales aus Material zwischen den beiden vorhanden, und die Biegespannungen würden sich in diesem Bereich konzentrieren.

Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß zusätzlich zum Vorsehen der Schlitze 12 und der Keerben 15 in der äußeren Peripherie jeder Lamelle oder Wioklung jede Lamelle oder Windung auch mit radial nach außen gerichteten dreieckigen Vorsprängen 16 versehen ist, die im fertigen Paket 11 sioh axial erstreckende Rippen 17 mit einem dreieckigen Querschnitt bilden. Die Vorsprünge 16 sind derart ausgebildet, daß sie nach außen über die Seitenwände der Schlitze 12 vorstehen, so daß beim fertigen Paket 11 die Stellen des größten Durohmessers des Pakets die Spitzen der Rippen 17 sind. Naoh der Herstellung des Statorkörpers wird der Körper so maßlioh angepaßt, daß er genau in die Endkappe 18 der dynamoelektrischen Maschine paßt. Die maßllche Anpassung kann spangebend erfolgen, beispielsweise duroh Räumen, oder es kann eine Verformung vorgenommen werden, indem der Statorkörper durch ein Maßwerkzeug getrieben

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wird. In dem einen vie in dem anderen Fall erfolgt die Maßgebung an den Spitzen der Rippen 17· wobei die Bippen 17 i« Winkel um den Statorkörper herum angeordnet sind, so daß sie sich im Winkelabstand an bestimmte Stellen 19 der Endkappe 18 legen. Vorzugsweise weist die Radkappe mindestens drei im Winkelabstand angeordnete Bereiche 19 auf, und jeder Bereich 19 greift im fertigen Zustand an mindestens einer Rippe 17 an. Es ▼ersteht sich natürlich, daß die Statorwicklungen in den Statorkörper eingelegt werden, ehe der Körper in die Fadkappe eingesetzt wird.

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Claims (3)

1. Lucas Industries Limited

   Great King Street

   GB-Birmlngham 16. Februar 1977

   insgrüohe

   ( 1. !Verfahren zur Herstellung eines lanellierten Statorköerpers, d a cTu roh gekennzeichnet, daß mit einem Statorpaket begonnen wird, das aus mehreren ringförmigen Lamellen oder Windungen eines spiralförmig gewickelten Bandes besteht, welohe nach Bedarf in einer solchen Relativlage zueinander angeordnet sind, daß die Statorwicklnngsdurehgänge gebildet werden, wobei das Paket eine sich in Längsrichtung erstrekkende Hut in «einer äußeren peripheren Fläche hat, wobei die Hut einen rechteckigen Querschnitt hat, daß eine Klampe derart in die Hut eingesetzt wird, daß sie fest an gegenüberliegenden Seitenwänden der Hut angreift, und daß das Paket in dem Bereich der Hut so verformt wird, daß die Seitenwände der Hut verformt werden und dabei ium Liegen über der Klampe kommen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klampe eine größere Länge als der Schlitz hat und an beiden Enden des Schlitzes vorsteht und daß die vorstehenden Enden der Klampe so umgebogen werden, daß sie sich radial naoh innen in bezug auf das Paket erstrecken und damit die Einzelteile des Pakets in axialer Richtung festgehalten werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß die Klampe in einen festen Angriff an den gegenüberliegenden Seitenwänden der Hut dadurch gebracht wird, daß die Klampe in die Hut in einer seitlich gebogenen Form eingeführt wird, wobei die konkave Fläche zur Baeiβ der Hut zeigt, und daß die Klampe dann zur Basis der Hut hin flachgedrückt wird, derart, daß deren effektive Breite vergrößert wird und damit deren gegenüberliegende Seitenränder zum Einfressen in die Seitenwände der Hut gebracht werden.

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   WiQINAL /NSPECTED