DE3011609C2 - Verfahren zur Herstellung eines Stators mit magnetischen Nutkeilen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Stators mit magnetischen NutkeilenInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
- H02K3/487—Slot-closing devices
- H02K3/493—Slot-closing devices magnetic
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- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung eines Stators mit magnetischen Nutkeilen für einen flachen Elektromotor mit axialem Luftspalt,
wobei die Nutkeile aus einem Gemisch von 60 bis Gew.-% Eisenpulver oder Eisenlegierungspulver und
bis 5 Gew.-% eines Kunstharzes bestehen.
Je breiter die Statorschlitze eines flachen Elektromotors
sind, um so leichter sind die Statorspulen darin anzubringen. Zu breite Statorschlitze beeinträchtigen
jedoch die Wirksamkeit des Elektromotors. Um dies zu verhindern, sind die öffnungen der Statorschlitze
abdeckende magnetische Nutkeile allgemein üblich.
Bei dem aus der DE-OS 2136 893 bekannten
Verfahren werden die Nutkeile in einer speziellen Form vom Stator getrennt hergestellt und anschließend in den
Statorschlitzen angebracht. Dieses Verfahren ist technisch aufwendig und wegen der Vielzahl der Arbeitsschritte
für die Massenproduktion von flachen Elektromotoren für Haushaltszwecke nicht wirtschaftlich.
Aus der DE-OS 22 29 343 ist weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors bekannt, bei dem der
Stator mit einem Lagerschild in einer Gehäuseform mit einem fließfähigen Kunstharz zu einer Einheit vergossen
wird. Dabei wird jedoch kein flacher Motor mit axialem Luftschlitz erhalten und die Ausbildung
magnetischer Nutkeile nicht behandelt.
Aus der DE-OS 20 41076 ist schließlich eine kalthärtende magnetische Nutverschlußmasse mit einem
Gehalt an Epoxidharz und mindestens 75 Gew.-% Eisenpulver bekannt, die daneben noch Titandioxid,
Quarzmehl und ein BF2-Amin-Addukt enthält und zur Reparatur beschädigter Nutzverschlüsse in pastenförmigem
Zustand unter Druck durch die Nutmündung in den Raum oberhalb der Wicklung eingepreßt wird.
Diese Masse und deren Einbringungsweise sind jedoch für eine Serienfertigung zu aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Herstellung eines Stators der eingangs genannten Art
zu schaffen, das eine einfachere und kostengünstigere Fertigung ermöglicht
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Merkmale auf.
Statorkern und Statorspulen werden in einer Form mit Kunstharz zu einem einstückigen Stator mit Nuten
für die magnetischen Nutkeile vergossen. In diese Nuten wird das Gemisch zur Ausbildung der magnetischen
Nutkeile eingebracht, so daß diese direkt in den Nuten erzeugt und mit wesentlich geringeren Fertigungskosten
in den gewünschten Formen hergestellt werden können.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen weiter
beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Stators;
Fig.2 einen Schnitt des Statorschlitzes längs der
Linie H-II in Fig. 1;
Fi g. 3 einen Schnitt durch einen in einer Statorform
angeordneten Statorkern mit Statorspulen;
F i g. 4 eine Statorform;
F i g. 5 einen Schnitt einer Nutkeilform;
Fig.6 bis 8 vergrößerte Teilschnitte von Statorforinen
mit verschiedenen Nutstegen;
Fig.9 und 10 Schnitte von Statorschlitzen mit den
durch die in Fig.6—8 dargestellten Nutstege geformten
Nuten;
F i g. 11 eine Aufsicht auf eine abgewandelte Nutkeilform und
Fig. 12 einen Schnitt des durch die in Fig. 11 dargestellte Nutkeilform erzeugten Nutkeils mit Längsspalt.
Wie F i g. 1 zeigt, sind Statorspulen 2 aus magnetischen Drähten an verschiedenen Umfangsstellen durch
einen die Motorwelle umgebenden Statorkern geführt. Die Statorspulen 2 und der Statorkern 1 sind mit einem
Kunstharz zu einem Stator 3 vergossen. In den Statorschlitzen sind magnetische Nutkeile 4 ausgeformt.
F i g. 2 zeigt, daß die in den Statorschlitzen des Statorkerns 1 angeordneten Statorspulen 2 durch das
Kunstharz 5 vom Statorkern 1 isoliert und die magnetischen Nutkeile 4 so auf den Statorspulen 2
angeordnet sind, daß die Außenflächen der Nutkeile 4 mit der Außenfläche des Statorkernes 1 fluchten.
Fi g. 3 zeigt eine Statorform 6 zur Herstellung eines
Stators 3. Der Statorkern 1 ist mit den Statorspulen 2 in der Statorform 6 derart angeordnet, daß in die
Statorschlitze radial auf der Statorform 6 angeordnete Nutstege 7 eintreten. Nach Anbringen eines Formdekkels
8 wird in die Statorform 6 fließfähiges Kunstharz mittels einer Spritzgußmaschine eingebracht und die
Form zu dessen Aushärtung erhitzt. F i g. 4 zeigt eine Aufsicht auf die Statorform 6 mit radial verlaufenden
Nutstegen 7 zur Erzeugung der die magnetischen Nutkeile aufnehmenden Nuten. Die Nutstege 7 sind so
dimensioniert, daß sie in die Statorschlitze eintreten
können.
Fig.5 zeigt eine Nutkeüform zur Ausbildung der
magnetischen Nutkeile 4. Die Formen 9 und 10 werden auf die die Nuten aufweisende Fläche des vorgefertigten
Stators 3 aufgesetzt Diese Anordnung wird dann einer SDritzgußmaschine zugeführt, die das Gemisch zur
: Ausbildung der magnetischen Nutkeüe 4 direkt in W fließfähigem Zustand in die Nuten einbringt, worauf die
■ ■. Aushärtung des Gemisches erfolgt
: , Die Nutkeüe 4 sollen die durch die Konfiguration des % Statorkernes verursachte Beeinträchtigung der Dreh- ])_ kraftcharakteristik verhindern. Bei herkömmlichen !jj flachen Motoren ergeben die magnetischen Nutkeile § jedoch nicht immer den gewünschten Effekt Wenn % beispielsweise der Nutkeil 4 eine über die ganze Breite >.?' des Statorschlitzes gleiche Dicke aufweist, kann ein S Leckfluß zwischen den Statorzähnen entstehen, der die % Verlustreaktanz erhöht und dadurch die Laufeigen-E; schäften stört Zur Beseitigung dieses Probiere wurden :'. verschiedene Nutkeilformen vorgeschlagen. Der meis: stens verwendete Nutkeil ist in seinem der Breite nach mittleren Bereich dünner oder weist dort eine. Ausnehmung auf. Solche Nutkeilformen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr einfach erzeugt werden.
: , Die Nutkeüe 4 sollen die durch die Konfiguration des % Statorkernes verursachte Beeinträchtigung der Dreh- ])_ kraftcharakteristik verhindern. Bei herkömmlichen !jj flachen Motoren ergeben die magnetischen Nutkeile § jedoch nicht immer den gewünschten Effekt Wenn % beispielsweise der Nutkeil 4 eine über die ganze Breite >.?' des Statorschlitzes gleiche Dicke aufweist, kann ein S Leckfluß zwischen den Statorzähnen entstehen, der die % Verlustreaktanz erhöht und dadurch die Laufeigen-E; schäften stört Zur Beseitigung dieses Probiere wurden :'. verschiedene Nutkeilformen vorgeschlagen. Der meis: stens verwendete Nutkeil ist in seinem der Breite nach mittleren Bereich dünner oder weist dort eine. Ausnehmung auf. Solche Nutkeilformen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr einfach erzeugt werden.
Um magnetische Nutkeüe mit gleichmäßiger Dicke zu erhalten, kann der Nutsteg 7 der Statorform 6 gemäß
Fig.6 ausgebildet werden. Dieser Nutsteg 7 kann alternativ mit einer in den F i g. 7 und 8 gezeigten
zentralen Längsausnehmung versehen werden. Der unter Verwendung der Statorform 6 nach den Fig./
oder 8 geformte Stator 3 besitzt einen Kunstharzstreifen 3' im Mittelabschnitt der Nut auf den im
Statorschlitz des Statorkerns 1 angeordneten Spulen 2, der den Mittelabschnitt des Nutkeiles 4 formt, wie
Fig.9 und 10 zeigen. Dieser Kunstharzstreifen 3' verhindert einen Leckfluß zwischen den Statorzähnen
und somit eine Störung der Drehkraftcharakteristik.
Die in F i g. 11 dargestellte Nutkeilform 10 ist mit
einer den Statorschlitzen entsprechenden Anzahl von Spaltstegen versehen. Die Spaltstege 11 sind in gleichen
Umfangsabständen angeordnet, jeweils weniger als 2 mm breit und nicht länger als die Nutkeüe. Die
Nutkeilform 10 wird so auf den ausgeformten Stator 3 gesetzt, daß die Spaltstege im Bereich der Nutmittelachsen
in die Nuten des ausgeformten Stators 3 eintreten. Das Gemisch wird dann in die Nuten eingebracht und
erzeugt magnetische Nutkeüe 4 mit einem zentrischen Längsspalt IZ
Das Mischungsverhältnis von Eisenpulver und Kunstharz im Gemisch der Magnetkeile soll innerhalb der
genannten Grenzen in Abhängigkeit von den gewünschteil Eigenschaften des Motors und dem angewendeten
Formverfahren zweckentsprechend gewählt werden. Bei einem Gehalt an Eisenpulver unter 60 Gew.-% wird
der magnetische Effekt des Nutkeils nicht erreicht Bei einem Eisenpulvergehalt von mehr als 95% im Gemisch
ist die Ausformung zu der gewünschten Form sehr schwierig und der ausgeformte Nutkeil hat nur geringe
mechanische Festigkeit Für Gemische mit einem Eisenpulvergehalt von weniger als 90Gew.-% kann
Spritzguß oder Spritzpressen verwendet werden. Bei Gehalten von mehr als 90% Eisenpulver müssen
Spezialverfahren verwendet werden, bei denen das Kunstharz zusammen mit einem flüssigen wärmehärtenden
Harz zu einer kittartigen Masse vermischt und diese vor dem endgültigen Verformen zu der gewünschten
Form des Nutkeiles vorgeformt oder in einem Vorprozeß in der Ö-Stufe ausgehärtet und dann
pulverisiert und vorgeformt wird.
Vom Gesichtspunkt der Produktivität aus ist ein thermoplastisches Kunstharz, beispielsweise ein PoIyamidharz
oder ein Polybutylenterephthalat mit einem Eisenpulvergehalt von weniger als 90Gew.-% wünschenswert.
In diesem Fall jedoch haftet das Nutkeil-Kunstharz nicht ausreichend am Kunstharz des
ausgeformten Statorkörpers, so daß sich der Nutkeil beim Abziehen der Nutkeilform vom Stator aus der Nut
lösen kann. Um dies zu verhindern, wird zweckmäßig ein Klebstoff niedriger Viskosität (beispielsweise ein
Cyano-acrylat-Klebstoff oder ein üblicher temperaturhärtender
Epoxyklebstoff, verdünnt mit 20% Methyl-
Äthyl-Keton) in die Nuten eingetragen und anschließend
das Gemisch für die Nutkeüe in die Nuten eingebracht, wodurch die magnetischen Nutkeüe eine
hinreichende Haftung in der Nut aufweisen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines Stators mit magnetischen Nutkeilen für einen flachen Elektromotor
mit axialem Luftspalt, wobei die Nutkeile aus einem Gemisch von 60 bis 95 Gew.-% Eisenpulver
oder Eisenlegierungspulver von 40 bis 5Gew.-% eines Kunstharzes bestehen, dadurch gekennzeichnet,
daß man zunächst die Nuten zur Aufnahme der Nutkeile zugleich mit dem durch
Vergießen der Statorspulen mit dem Statorkern mit Kunstharz einstückig hergestellten Stator ausbildet
und anschließend das Gemisch zur Ausbildung der magnetischen Nutkeile direkt in fließfähigem Zustand
in die Nuten einbringt und dort aushärten läßt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Statorkern und die Sty torspulen
in einer Statorform mit radial verlaufenden, die Nuten erzeugenden Nutstegen mit Kunstharz
vergießt und dabei durch eine der Breite nach mittlere Längsvertiefung jedes Nutsteges im mittleren
Bereich jeder Nut einen Kunstharzstreifen erzeugt
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Formung der
magnetischen Nutkeile durch eine Nutkeil-Form mit radial verlaufenden, jeweils in die Nuten des
vorgefertigten Stators zentrisch vorspringenden Spaltstegen Nutkeile mit zentrischem Längsspalt
erzeugt
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Nuten vor
dem Einbringen des die Nutkeile bildenden Gemisches Klebstoff aufträgt.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3728379A JPS55131243A (en) | 1979-03-28 | 1979-03-28 | Manufacture of magnetic wedge of axial-gap type motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3011609A1 DE3011609A1 (de) | 1980-10-02 |
DE3011609C2 true DE3011609C2 (de) | 1983-12-01 |
Family
ID=12493365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803011609 Expired DE3011609C2 (de) | 1979-03-28 | 1980-03-26 | Verfahren zur Herstellung eines Stators mit magnetischen Nutkeilen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS55131243A (de) |
DE (1) | DE3011609C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58215960A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-15 | Toshiba Corp | 回転電機の磁性充填物注入装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2136893A1 (de) * | 1971-07-23 | 1973-02-08 | Silkok Schwelm Gmbh | Nutenkeil fuer elektrische maschinen |
DE2229343A1 (de) * | 1972-06-16 | 1974-01-03 | Richard Halm | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines elektromotors und damit hergestellter elektromotor |
-
1979
- 1979-03-28 JP JP3728379A patent/JPS55131243A/ja active Pending
-
1980
- 1980-03-26 DE DE19803011609 patent/DE3011609C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55131243A (en) | 1980-10-11 |
DE3011609A1 (de) | 1980-10-02 |
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