DE60120380T2

DE60120380T2 - Verfahren zur herstellung eines ringförmigen blechpakets für den stator eines linearmotors sowie ringförmiges blechpaket

Info

Publication number: DE60120380T2
Application number: DE60120380T
Authority: DE
Inventors: Erich Dietmar CEP-89204-060 Joinville LILIE; Egidio 89219-901 - Joinville BERWANGER; Rinaldo CEP-89220-160 Joinville PUFF
Original assignee: Whirlpool SA
Current assignee: Whirlpool SA
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2021-03-31
Also published as: EP1269606B1; SK13982002A3; EP1269606A2; US20040000833A1; WO2001073923A2; JP2004500799A; KR20020089415A; AU4396901A; DE60120380D1; US6787942B2; CN1422451A; MXPA02009667A; BR0002187A; CN1211901C; KR100733567B1; ATE329398T1; WO2001073923A3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verfahren zum Ausbilden einer ringförmigen Schichtanordnung von Lamellen für den Stator eines Elektromotors vom linearen Typ, insbesondere zur gegenseitigen Befestigung der Metall-Lamellen der ringförmigen Schichtanordnung von Lamellen.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Herstellung eines hermetischen Verdichters zur Kühlung mit einem Linearmotor gibt es mehrere Bauteile, die den Verdichter bilden, wobei eines davon der lineare Motor ist. Diese Art von Motor besteht aus einer Anordnung von Metall-Lamellen aus Stahl, die radial gepackt sind und den Stator des Elektromotors bilden, auf den ein Kupferdraht aufgewickelt ist, um die Induktionsspule des Motors zu bilden.
Ferner weist der lineare Motor eine weitere Anordnung von Metall-Lamellen auf, die ebenfalls eine radiale Schichtanordnung bildet, die als externe ringförmige Schichtanordnung bezeichnet wird und zusammen mit dem Stator einen ringförmigen Raum im Inneren festlegt, der das Magnetrad bewegt, dessen Funktion darin besteht, die lineare Bewegung des Kolbens des Verdichters zu erzeugen, so daß der Kolben im Inneren des Zylinders des Verdichters für eine Gaskompression sorgen kann.
Es sind einige Verfahren zur Ausbildung der ringförmigen Schichtanordnung von Metall-Lamellen für den Stator eines Elektromotors vom linearen Typ wohlbekannt. Bei einem dieser Verfahren werden die Metall-Lamellen einzeln und von Hand in einem zylindrischen Körper angeordnet, um die ringförmige Gestaltung zu bilden. Bei diesem Positioniervorgang ist es nicht möglich, die radiale Ausrichtung der Metall-Lamellen sicherzustellen (auch wenn ein in Umfangsrichtung verlaufender Hilfsgürtel zur Montage verwendet wird), wobei diese Ausrichtung für eine gute Leistung des Verdichters wichtig ist. Der Weg, der beschritten wird, um die Ausrichtung der Metall-Lamellen in einer gleichförmigen radialen Anordnung zu erreichen, besteht bei diesen Verfahren zur Ausbildung der ringförmigen Schichtanordnung von Lamellen darin, diese Lamellen, nachdem sie am zylindrischen Körper angebracht sind, einem Magnetfeld auszusetzen, um die Metall-Lamellen in die korrekte Ausrichtung zu bringen, wobei diese Verteilung beibehalten wird, bis die Metall-Lamellen in dieser Anordnung befestigt sind. Bei diesem Verfahren erfolgt die Befestigung der Metall-Lamellen in einer ringförmigen Gestaltung in der Schichtanordnung mittels Verkleben der Lamellen, nachdem das Magnetfeld zur Ausrichtung angelegt ist. Dies ist ein komplexes Verfahren, das zahlreiche Verfahrensschritte umfaßt und viel Arbeit erfordert, was die Herstellungskosten erhöht.
Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Ausbildung der ringförmigen Schichtanordnung von Lamellen ( US 5945748 ) sind die Metall-Lamellen jeweils mit einem Schlitz in einem Abschnitt einer ihrer Endkanten versehen. Diese Schlitze legen nach Ausrichtung der Metall-Lamellen in Umfangsrichtung ein in Umfangsrichtung verlaufendes Gehäuse zur Aufnahme eines Halterings fest. Diese Bauart erfordert notwendigerweise die Ausbildung der ringförmigen Schichtanordnung von Metall-Lamellen und deren radiale Ausrichtung, bevor die Halteringe angebracht werden. Im Dokument JP10322945 ist ein ähnliches Verfahren beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Somit ist des ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ausbilden einer ringförmigen Schichtanordnung von Metall-Lamellen für den Stator eines Linearmotors bereitzustellen, mit dem eine korrekte und ausgerichtete Anordnung der Metall-Lamellen der Schichtanordnung erhalten und beibehalten werden kann, ohne die Nachteile der bekannten Verfahren, und mit dem ferner die Befestigung zwischen den Metall-Lamellen der Schichtanordnung vor der Formierung der ringförmigen Schichtanordnung von Metall-Lamellen erhalten werden kann.
Dieses und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden erreicht mit einem Verfahren zum Ausbilden einer ringförmigen Schichtanordnung von Metall-Lamellen für den Stator eines Linearmotors aus einer Vielzahl von Metall-Lamellen, die radial positioniert sind und eine Innenkante sowie eine Außenkante aufweisen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

a – Bereitstellen einer geradlinigen Ausrichtung für eine Vielzahl von Metall-Lamellen, die seitlich aneinander sitzen, wobei ihre Innenkanten eine ebene Oberfläche bilden;
b – Befestigen der Innenkanten der geradlinigen Ausrichtung der Metall-Lamellen aneinander, um nur die relative und begrenzte Winkelverschiebung jeder Metall-Lamelle um ihre jeweilige Innenkante herum zuzulassen, und
c – Verformen der Anordnung der aneinander befestigten Metall-Lamellen zu einem ringförmigen Gebilde, wobei die Innenkanten der Metall-Lamellen ein zylindrische Innenfläche der ringförmigen Schichtanordnung bilden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine ringförmige Schichtanordnung von Metall-Lamellen bereit zu stellen, wie sie oben dargelegt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Teilschnittdarstellung eines Linearmotors, die eine Metall-Lamelle einer inneren ringförmigen Schichtanordnung von Lamellen und eine Metall-Lamelle einer äußeren ringförmigen Schichtanordnung von Lamellen des Linearmotors zeigt;
2 eine Draufsicht auf eine geradlinige Anordnung der Metall-Lamellen, die in einer Phase des Verfahrens zum Ausbilden der ringförmigen Schichtanordnung von Metall-Lamellen gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird;
3 eine Ansicht von oben auf eine ringförmige Schichtanordnung der Metall-Lamellen, die gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird;
4 ist eine Perspektivdarstellung einer geradlinigen Anordnung der Metall-Lamellen, die gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aneinander befestigt sind;
5 eine Perspektivdarstellung einer geradlinigen Anordnung der Metall-Lamellen, die gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aneinander befestigt sind;
6 eine Perspektivdarstellung einer geradlinigen Anordnung der Metall-Lamellen, die gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aneinander befestigt sind, und
7 eine Perspektivdarstellung einer geradlinigen Anordnung der Metall-Lamellen, die gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aneinander befestigt sind.
Beste Weise zur Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird auf das Ausbilden von ringförmigen Schichtanordnungen der Metall-Lamellen eines elektrischen Linearmotors (der allgemeinen im hermetischen Verdichter eines Kühlsystems verwendet wird) angewandt, wobei jede Schichtanordnung durch eine entsprechende Vielzahl von Metall-Lamellen 10, üblicher Weise aus Stahl, gebildet wird, wie dies nachfolgend beschrieben ist.
Gemäß der Darstellung in 1 umfaßt der Motor eines hermetischen Verdichters eine innere ringförmige Schichtanordnung 1, die den Stator des Elektromotors bildet, und um die herum ein Kupferdraht zum Ausbilden einer Induktionsspule (nicht gezeigt) gewickelt ist.
Eine äußere ringförmige Schichtanordnung 2 bildet mit dem Stator einen ringförmigen Raum, in dem sich ein Magnetrad 3 bewegt, dessen Funktion darin besteht, die Linearbewegung eines Kolbens 4 des hermetischen Verdichters im Inneren eines Zylinders 5 des letzteren zu fördern.
Jede Metall-Lamelle 10 hat eine Innenkante 11 und eine Außenkante 12, die parallel zueinander verlaufen und über ein Paar Endkanten 13, beispielsweise mit einem "L"-Profil, verbunden sind und, wie gezeigt, ein trapezförmiges Profil für die Metall-Lamelle 10 bilden, wobei die kleinere Basis mit der Innenkante 11 zusammenfällt. Jede Metall-Lamelle 10 weist von ihrer Außenkante 12 her eine Mittelöffnung 14 auf, die nach Bildung der ringförmigen Schichtanordnung ein in Umfangsrichtung verlaufendes Gehäuse zur Aufnahme der Spulen, die den Stator bilden, festlegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jede ringförmige Schichtanordnung der Metall-Lamellen 10 mittels geradliniger Ausrichtung einer vorbestimmten Vielzahl von Metall-Lamellen 10 ausgebildet, die seitlich aneinander sitzen und deren Innenkanten 11 eine ebene Oberfläche 15 festlegen, durch welche die Metall-Lamellen 10 der sich bildenden Lamellen-Schichtanordnung aneinander befestigt sind.
Nach dem Ausrichten der Vielzahl von Metall-Lamellen 10 werden die letzteren aneinander befestigt, dergestalt, daß nur die relative und begrenzte Winkelverschiebung jeder Metall-Lamelle 10 um eine Drehachse herum, die mit der jeweiligen Innenkante 11 zusammenfällt, möglich ist.
Nach der Befestigung der Metall-Lamellen 10 in geradliniger Anordnung werden die letzteren einem Schritt der Verformung der Anordnung in eine ringförmige Konfiguration unterzogen, bis eine End-Metall-Lamelle 10 der Vielzahl von Metall-Lamellen 10 an einer anderen, gegenüberliegenden End-Metall-Lamelle 10 der Vielzahl von Lamellen anliegt. Da die Metall-Lamellen 10 zuvor aneinander befestigt werden, wird die Verformung unter Beibehalten eines homogenen Zustands radialer Verteilung der Lamellen erreicht, ohne ein Magnetfeld anlegen zu müssen, um diesen Zustand zu erhalten. Bei der Verformung werden die Außenkanten 12 zu einer relativen und begrenzten Trennung voneinander winkelverschoben. Durch diese Verformung bilden die Innenkanten 11 eine zylindrische Innenfläche 16 für die ringförmige Schichtanordnung der Metall-Lamellen 10 mit einem Durchmesser, der zuvor als Funktion der Abmessungen des Montagebereichs der ringförmigen Schichtanordnung im Elektromotor berechnet wird.
Der Schritt des Befestigens der Metall-Lamellen 10 der Vielzahl von Metall-Lamellen wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den 4 bis 6 dargestellt ist, dadurch erreicht, daß ein Verbindungsmittel bereit gestellt wird, daß an den Innenkanten 11 der geradlinigen Anordnung von Metall-Lamellen 10 befestigt und so verformbar ist, daß es die begrenzte Winkelverschiebung der Metall-Lamellen 10 um ihre jeweiligen Innenkanten 11 herum von einem zueinander parallelen Zustand zu einem gegenseitigen Winkelabstand hin in der so gebildeten ringförmigen Schichtanordnung gestattet.
Bei einer baulichen Möglichkeit, die in 4 dargestellt ist, liegt das Verbindungsmittel in Form einer Stange 20 vor, die an den Innenkanten 11, welche die ebene Oberfläche 15 der Anordnung von Lamellen bilden, befestigt ist.
Gemäß der Darstellung in 4 ist das Verbindungsmittel im Inneren eines Gehäuses 17, das entlang der Anordnung der Innenkanten 11 der Anordnung der Metall-Lamellen 10 festgelegt ist, befestigt.
Das Gehäuse 17 wird durch die Anordnung von Schnitten 18, z.B. mit einer Schwalbenschwanzform, festgelegt, wobei jeder Schnitt in einer entsprechenden Innenkante 11 einer Metall-Lamelle 10, beispielsweise während des Stanzens derselben, ausgebildet wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 5 dargestellt ist, ist das Verbindungsmittel durch mindestens ein Stück eines Klebefilms 30 festgelegt, der entlang der ebenen Oberfläche 15 vorgesehen ist, um alle Innenkanten 11 der Anordnung von Metall-Lamellen 10 zu verbinden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 6 dargestellt ist, ist das Verbindungsmittel durch mindestens eine Schweißnaht 40 festgelegt, z.B. durch zwei parallel zueinander verlaufende und entlang der ebenen Oberfläche 15 vorgesehene Schweißnähte, um alle Innenkanten 11 der Anordnung von Metall-Lamellen 10 zu verbinden.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 7 gezeigt ist, ist jede Metall-Lamelle 10, z.B. während ihres Stanzens und benachbart der jeweiligen Innenkante 11, mit mindestens einem abgesenkten Abschnitt 50 versehen, der eine Ausnehmung in einer Fläche der Metall-Lamellen 10 bildet, und mit einem Vorsprung an der gegenüberliegenden Fläche, der mittels Eingriffs mit elastischer Verformung in einer entsprechenden Ausnehmung sitzt und gehalten wird, die in einer benachbarten Metall-Lamelle 10 nach geradliniger Ausrichtung der Metall-Lamellen 10 festgelegt ist.
Bei der in 7 dargestellten Bauweise ist jede Metall-Lamelle 10 mit einem Paar abgesenkter Abschnitte 50 versehen, deren jeder benachbart einem Ende der Innenkante 11 liegt und für die gleiche Fläche der entsprechenden Metall-Lamelle 10 beispielsweise einen Vorsprung bildet, der so geformt ist, daß, wenn er in einer Ausnehmung einer benachbarten Metall-Lamelle 10 sitzt, die benachbarten Metall-Lamellen 10 aneinander gegen ein unbeabsichtigtes Loslösen befestigt, aber die begrenzte Winkelverschiebung der Metall-Lamellen 10 um ihre jeweiligen Innenkanten 11 aus einem zueinander parallelen Zustand zu einem Zustand eines gegenseitigen Winkelversatzes in der ringförmigen Schichtanordnung zuläßt.
Diese Lösungen zur Ausbildung der ringförmigen Schichtanordnung von Metall-Lamellen haben gegenüber den bekannten Verfahren zur Ausbildung der ringförmigen Schichtanordnung von Lamellen einige Vorteile, wie niedrigere Kosten des Montageverfahrens, geringerer Zeitaufwand für den Zusammenbau der Schichtanordnung in Umfangsrichtung, geringere Anzahl von Bauteilen im Verdichter, und weniger Schritte beim Herstellungsverfahren zum Erhalten der Schichtanordnung.

Claims

Verfahren zum Ausbilden einer ringförmigen Schichtanordnung von Metall-Lamellen für den Stator eines Linearmotors aus einer Vielzahl von Metall-Lamellen (10), die radial angeordnet sind und eine Innenkante (11) sowie eine Außenkante (12) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt: a – Bereitstellen einer geradlinigen Ausrichtung für eine Vielzahl von Metall-Lamellen (10), die seitlich aneinander sitzen, wobei ihre Innenkanten eine ebene Oberfläche (15) bilden; b – Befestigen der Innenkanten (11) der geradlinigen Ausrichtung der Metall-Lamellen (10) aneinander, um nur die relative und begrenzte Winkelverschiebung jeder Metall-Lamelle (10) um ihre jeweilige Innenkante (11) herum zuzulassen, und c – Verformen der Anordnung der aneinander befestigten Metall-Lamellen (10) zu einem ringförmigen Gebilde, wobei die Innenkanten (11) der Metall-Lamellen (10) eine zylindrische Innenfläche (16) der ringförmigen Schichtanordnung bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gegenseitige Befestigen der Innenkanten (11) der Metall-Lamellen (10) den Schritt des Anbringens eines Verbindungsmittels (20, 30, 40) an jeder Innenkante (11) der Anordnung von Metall-Lamellen (10) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel in einem entsprechenden Gehäuse (17) angeordnet ist, das in der ebenen Oberfläche (15) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17) durch eine Anordnung von schwalbenschwanzförmigen Schnitten (18), die in der Innenkante (11) der Metall-Lamellen (10) vorgesehen sind, festgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel eine Stange (20) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel durch mindestens ein Stück Klebefilm (30) festgelegt ist, das entlang der ebenen Oberfläche (15) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel durch mindestens eine Schweißnahtlänge (40) festgelegt ist, die entlang der ebenen Oberfläche (15) vorgesehen ist und die Innenkanten (11) der Anordnung aus Metall-Lamellen (10) aneinander befestigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen zusätzlichen Schritt umfaßt, bei dem jede Metall-Lamelle (10) benachbart ihrer jeweiligen Innenkante (11) mit einem abgesenkten Abschnitt (50) versehen wird, der in einer Fläche der Metall-Lamelle (10) eine Ausnehmung und in der anderen Fläche einen Vorsprung zum Einsetzen in eine Ausnehmung festlegt, die in einer benachbarten Metall-Lamelle (10) festgelegt ist.
Ringförmige Schichtanordnung von Metall-Lamellen für den Stator eines Linearmotors, mit einer Vielzahl von Metall-Lamellen (10), die radial in einer ringförmigen Anordnung positioniert sind, eine Innenkante (11) und eine Außenkante (12) aufweisen und mit ihren Innenkanten (11), die eine zylindrische Innenfläche (16) der ringförmigen Schichtanordnung festlegen, seitlich aneinander sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtanordnung ferner ein Verbindungsmittel (20, 30, 40) aufweist, das an den Innenkanten (11) der Vielzahl von Metall-Lamellen (10) angebracht und verformbar ist, um die begrenzte Winkelverschiebung der Metall-Lamellen (10) um ihre jeweiligen Innenkanten (11) herum von einem zueinander parallelen Zustand in einen Zustand mit gegenseitigem Winkelversatz in der ringförmigen Schichtanordnung zuzulassen.
Ringförmige Schichtanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse (17) umfaßt, das in einer ebenen Oberfläche (15) vorgesehen ist, die durch den gegenseitigen Sitz der Innenkanten (11) der Ausrichtung der Metall-Lamellen (10) festgelegt ist, und in dem das Verbindungsmittel in Form einer Stange (20) angeordnet ist.
Ringförmige Schichtanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Metall-Lamelle (10) in ihrer jeweiligen Innenkante (11) mit einem Schnitt (18) versehen ist, wobei die Anordnung der Schnitte (18) das Gehäuse (17) festlegt.
Ringförmige Schichtanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (17) ein Schwalbenschwanzprofil zum Einsetzen der Stange (20) aufweist.
Ringförmige Schichtanordnung von Metall-Lamellen für den Stator eines Linearmotors, mit einer Vielzahl von Metall-Lamellen (10), die radial in einer ringförmigen Anordnung positioniert sind, eine Innenkante (11) und eine Außenkante (12) aufweisen und mit ihren Innenkanten (11), die eine zylindrische Innenfläche (16) der ringförmigen Schichtanordnung festlegen, seitlich aneinander sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Metall-Lamelle (10) benachbart ihrer jeweiligen Innenkante (11) mit mindestens einem abgesenkten Abschnitt (50) versehen ist, der in einer Fläche der Metall-Lamelle (10) eine Ausnehmung und in der anderen Fläche einen Vorsprung zum Einsetzen in eine Ausnehmung festlegt, welche in einer benachbarten Metall-Lamelle (10) festgelegt ist, um die begrenzte Winkelverschiebung der Metall-Lamellen (10) um ihre jeweiligen Innenkanten (11) herum von einem zueinander parallelen Zustand in einen Zustand mit gegenseitigem Winkelversatz in der ringförmigen Schichtanordnung zuzulassen.