PL194227B1 - Sposób wytwarzania twornika silnika elektrycznego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania twornika silnika elek- trycznego, z walem twornika zaopatrzonym w slimak, stanowiacy z walem twornika jedna czesc, przy czym slimak ma srednice ze- wnetrzna wieksza niz srednica zewnetrzna pozostalej czesci walu twornika, znamienny tym, ze najpierw osadza sie i mocuje na wale (12) o stalej srednicy, elementy twornika (10), takie jak pakiet blach (18) z uzwojeniem (20), komutator (14) i lozysko, korzystnie lozysko toczne (28), po czym wytlacza sie na jednym koncu walu (12) slimak (30) twornika (10) za pomoca obróbki plastycznej, tak ze srednica zewnetrzna slimaka (30) jest wieksza niz sred- nica pozostalej czesci walu (12). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania twornika silnika elektrycznego z wałem twornika zaopatrzonym w ślimak, stanowiący z wałem jedną część, przy czym ślimak ma średnicę zewnętrzną większą niż średnica zewnętrzna pozostałej długości wału twornika.

Silnik z wałem twornika wyposażonym w ślimak o średnicy zewnętrznej większej od średnicy pozostałej części wału jest znany na przykład z opisu US 3,866,486. Przedstawiono tam silnik synchroniczny o wielostopniowym wale twornika, który na jednym końcu jest połączony z magnesem trwałym a na drugim ma wyfrezowany element ślimakowy współpracujący z zębatymi elementami przekładni.

Znane jest też wytwarzanie ślimaka w całości z wałem twornika poprzez kształtowanie, zwłaszcza walcowanie, wału twornika silnika elektrycznego. Dotychczas montuje się następnie kotew z poszczególnych części, nasadzając przykładowo pakiet blach, komutator i łożysko na wał twornika. Pakiet blach twornika może być już zaopatrzony w uzwojenia, jeżeli nasadza się go na wał twornika, lub uzwojenia nawija się na pakiet nasadzony na wał twornika. Aby poszczególne części twornika można było nasadzać na wał twornika, średnica zewnętrzna ślimaka wytwarzanego na wale twornika nie może być większa niż średnica wału twornika na pozostałej długości wału. Jest to o tyle niekorzystne, że trzeba wtedy stosować wał twornika o dużej średnicy względnie ślimak musi mieć małą średnicę, która ogranicza siłę nośną i podziałkę gwintu ślimaka.

Inna metoda polega na wytwarzaniu ślimaka jako oddzielnej części, nasadzaniu go na wał twornika i sztywnym łączeniu z wałem. Rozwiązanie to jest obciążone wadą w postaci zwiększonych nakładów, zaś pomiędzy wałem twornika i ślimakiem może wystąpić błąd prostoliniowości.

Sposób wytwarzania twornika silnika elektrycznego, z wałem twornika zaopatrzonym w ślimak, stanowiący z wałem twornika jedną część, przy czym ślimak ma średnicę zewnętrzną większą niż średnica zewnętrzna pozostałej części wału twornika, polega według wynalazku na tym, że najpierw osadza się i mocuje na wale o stałej średnicy, elementy twornika, takie jak pakiet blach z uzwojeniem, komutator i łożysko, korzystnie łożysko toczne, po czym wytłacza się na jednym końcu wału ślimak twornika za pomocą obróbki plastycznej, tak że średnica zewnętrzna ślimaka jest większa niż średnica pozostałej części wału.

Korzystnie, ślimak wytłacza się za pomocą walcowania.

Korzystnie, podczas wytłaczania ślimaka na wale twornika łożyskuje się wał na łożysku tocznym wału.

Korzystnie, łożysko toczne umieszcza się na wale twornika pomiędzy ślimakiem i pozostałymi elementami twornika osadzając je na, usytuowanym na wale twornika, rurowym gnieździe, którego średnica zewnętrzna jest równa co najmniej średnicy zewnętrznej ślimaka.

W rozwiązaniu według wynalazku montuje się najpierw twornik z jego poszczególnych części, nasadzając pakiet blach, komutator oraz łożysko ślizgowe i/lub toczne na wał twornika, a następnie wytwarza się ślimak poprzez wytłaczanie wału twornika. Dzięki temu, ślimak mą większą średnicę niż wał twornika na pozostałym jego odcinku, ponieważ poszczególnych części twornika nie trzeba nasadzać na wał, przesuwając je przez ślimak. Przy wytłaczaniu, wał twornika można umieścić na jego łożyskach lub w punktach podparcia. Wynalazek ma tę zaletę, że można zastosować prosty i tani wał twornika bez stopniowanej średnicy. Wał twornika można zatem wykonać z taniego pręta, mającego na całej swej długości stały przekrój. Ponadto wynalazek umożliwia zastosowanie wału o małej średnicy, co pociąga za sobą zmniejszenie wielkości i ciężaru twornika, a co za tym idzie, wielkości i ciężaru całego silnika elektrycznego. Dzięki zmniejszonemu ciężarowi i zmniejszonej średnicy twornika, redukcji ulega również obrotowy moment bezwładności twornika, w związku z czym następuje poprawa parametrów rozruchowych silnika elektrycznego. Dzięki większej średnicy rdzenia, wykonany według wynalazku ślimak ma większą wytrzymałość. Wykonanie ślimaka w całości z wałem twornika powoduje zmniejszenie błędu jego prostoliniowości.

Jeżeli przed wykonaniem ślimaka na wale twornika pomiędzy nasadzonymi na wał częściami twornika, czyli przykładowo pakietem blach i komutatorem, oraz pozostałym do wykonania ślimakiem umieszcza się rurowe gniazdo, to rurowe gniazdo może być osadzone na wale twornika za pomocą wtłaczania lub łączenia na skurcz. Łączenie na skurcz oznacza, że gniazdo nagrzewa się, powiększając swoją średnicę, po czym łatwo nasuwa się je na wał twornika, na którym po ochłodzeniu pozostaje ono zamocowane na stałe, to jest bezobrotowo i nieprzesuwnie. Gniazdo to pozwala powiększyć średnicę wału twornika w obszarze łożyska co najmniej do wielkości zewnętrznej średnicy ślimaka,

PL 194 227B1 bez konieczności stosowania do tego celu wału stopniowanego. Większa średnica na gnieździe wału twornika umożliwia osadzenie łożyska tocznego po wykonaniu ślimaka w drodze kształtowania. Ma to tę zaletę, że używany przy kształtowaniu ślimaka środek chłodząco-smarujący względnie powstające przy kształtowaniu ślimaka cząstki zanieczyszczeń nie przedostają się do łożyska tocznego, zaś twornik po ukształtowaniu ślimaka można bez problemu oczyścić, przykładowo przy użyciu roztworu do płukania.

Jeżeli łożysko usytuowane pomiędzy pakietem blach i komutatorem z jednej strony oraz ślimakiem z drugiej strony nasadza się na wał twornika bezpośrednio, bez oddzielnego gniazda, i przed ukształtowaniem ślimaka, to jest to o tyle korzystne, że nie jest potrzebne oddzielne gniazdo i jego montaż, zaś wszystkie nasadzane na wał twornika części są nasadzane nań przed ukształtowaniem ślimaka. Wytwarzanie twornika kończy się ukształtowaniem ślimaka i nie jest potrzebne późniejsze nasadzanie na wał łożyska.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawiają dwa tworniki wykonane sposobem według wynalazku, w półprzekroju.

Przedstawiony na fig. 1, wykonany sposobem według wynalazku twornik 10 ma wał 12 w postaci cylindra, którego średnica i przekrój pozostają stałe na całej jego długości.

Wał 12 twornika 10 może być przykładowo odcięty z cylindrycznego pręta. Na wał 12 twornika 10 nasadza się najpierw na stałe poszczególne elementy twornika 10, tutaj komutator 14 oraz osłonięty natryskowo tworzywem sztucznym 16 pakiet 18 blach twornika 10. Na pakiecie 18 blach twornika 10 znajdują się uzwojenia 20, nawijane na pakiet 18 przed lub po nasadzeniu pakietu 18 na wał 12 twornika 10. Końce 22 uzwojeń 20 twornika 10 są w znany sposób połączone stykowo z komutatorem 14.

Na odwrotnej względem komutatora 14 stronie pakietu 18 blach twornika 10, wał 12 wystaje na krótki odcinek z pakietu 18 blach i uzwojeń 20 twornika. Ten koniec wału 12 twornika 10 stanowi gniazdo 24 dla nie przedstawionego łożyska ślizgowego. Z drugiej strony wał 12 twornika 10 wystaje na większą długość z komutatora 14. Z tej strony na wale 12 twornika 10 jest osadzone na stałe i nieprzesuwnie w kierunku osiowym za pomocą wtłaczania lub łączenia na skurcz rurowe gniazdo 26 dla kulkowego łożyska tocznego 28 lub nie przedstawionego łożyska ślizgowego. Po umieszczeniu komutatora 14, pakietu 18 blach z uzwojeniami 20 oraz gniazda 26na wale 12 twornika 10, jego wystający z gniazda 26 koniec kształtuje się za pomocą walcowania w ślimak 30. Przy walcowaniu ślimaka 30 twornik 10 może być osadzony w swych obu gniazdach 24, 26. Ślimak 30 ma większą średnicę zewnętrzną niż wał 12 na swej pozostałej długości poza ślimakiem 30. Dzięki wytłaczaniu ślimaka 30 po osadzeniu pakietu 18 blach z uzwojeniami 20 i komutatorem 14 na wale 12 ślimak 30 może mieć średnicę większą niż wał 12 twornika 10 na swej pozostałej długości, ponieważ wymienione wcześniej elementy twornika 10 nie muszą być przesuwane przez ślimak 30.

Gniazdo 26, nasadzone pomiędzy komutatorem 14 i ślimakiem 30na wał 12 twornika, ma średnicę zewnętrzną co najmniej tak dużą, jak ślimak 30, w związku z czym łożysko toczne 28 lub nie przedstawione łożysko ślizgowe po walcowaniu ślimaka 30 i ewentualnym czyszczeniu twornika 10 można nasadzić na gniazdo 26.

W tworniku 10 przedstawionym na fig. 2 usytuowane pomiędzy komutatorem 14 i ślimakiem 30 gniazdo 26 zostało pominięte, natomiast kulkowe łożysko toczne 28 lub nie przedstawione łożysko ślizgowe jest nasadzone na wał 12 twornika 10 bezpośrednio i przed walcowaniem ślimaka 30. Łożysko toczne 28 lub, nie przedstawione, łożysko ślizgowe można wykorzystać do podparcia twornika 10 przy walcowaniu ślimaka 30. Łożysko ślizgowe lub łożysko toczne 28 jest w razie potrzeby osłaniane przy walcowaniu ślimaka 30.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania twornika silnika elektrycznego, z wałem twornika zaopatrzonym w ślimak, stanowiący z wałem twornika jedną część, przy czym ślimak ma średnicę zewnętrzną większą niż średnica zewnętrzna pozostałej części wału twornika, znamienny tym, że najpierw osadza się i mocuje na wale (12) o stałej średnicy, elementy twornika (10), takie jak pakiet blach (18) z uzwojeniem (20), komutator (14) i łożysko, korzystnie łożysko toczne (28), po czym wytłacza się na jednym końcu wału (12) ślimak (30) twornika (10) za pomocą obróbki plastycznej, tak że średnica zewnętrzna ślimaka (30) jest większa niż średnica pozostałej części wału (12).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ślimak (30) wytłacza się za pomocą walcowania.

PL 194 227B1

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas wytłaczania ślimaka (30) na wale (12) twornika (10) łożyskuje się wał (12) na łożysku tocznym (28) wału (12).

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że łożysko toczne (28) umieszcza się na wale (12) pomiędzy ślimakiem (30) i pozostałymi elementami twornika (10) osadzając je na, usytuowanym na wale (12), rurowym gnieździe (26), którego średnica zewnętrzna jest równa co najmniej średnicy zewnętrznej ślimaka (30).