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Dokumentenidentifikation DE19719586A1 19.11.1998
Titel Verfahren zum Formieren der Rotoren elektrischer Maschinen
Anmelder Berghänel, Dietmar, Dipl.-Ing., 09119 Chemnitz, DE
Erfinder Berghänel, Dietmar, Dipl.-Ing., 09119 Chemnitz, DE
Vertreter Seerig & Hübner, 09111 Chemnitz
DE-Anmeldedatum 09.05.1997
DE-Aktenzeichen 19719586
Offenlegungstag 19.11.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.11.1998
IPC-Hauptklasse H02K 15/12
Zusammenfassung Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Formieren der Rotoren elektrischer Maschinen, um die bei der Montage der Rotorbleche und Kommutatoren sowie dem Wickeln der Rotorspulen entstandenen mechanischen Spannungen und Verformungen durch eine fertigungsfreundliche thermische und mechanische Alterung so weit abzubauen, daß die nach dem anschließenden Auswuchten erreichten dynamischen Parameter dauerhaft stabil bleiben.
Erfindungsgemäße Lösung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem der an seinem Stromabnehmer kurzgeschlossene Rotor einem primären elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, wobei die anliegenden Frequenzen den Rotor zu mechanischen Resonanzschwingungen anregen und der im Rotor fließende Kurzschlußstrom den Rotor schnell erwärmt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formieren der Rotoren elektrischer Maschinen, die in hohen Stückzahlen gefertigt und vorzugsweise in elektrischen Hausgeräten und Elektrowerkzeugen eingesetzt werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formieren der Rotoren elektrischer Maschinen, die in hohen Stückzahlen gefertigt und vorzugsweise in elektrischen Hausgeräten und Elektrowerkzeugen eingesetzt werden.

Es ist bekannt, mechanische Spannungen im Rotor durch mechanische Beanspruchung, z. B. durch Klopfen oder Rollen, zu beseitigen. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß es unter den Bedingungen der Fertigung unvorteilhaft anzuwenden ist und mechanische sowie elektrische Beschädigungen auftreten können. Außerdem fehlt bei diesem Verfahren die thermische Alterung.

Es ist auch bekannt, die Rotoren in einer Klimaanlage zu tempern. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß seine Anwendung am Fließband wegen des großen Zeitaufwandes unmöglich ist und die mechanische Alterung durch Klopfen oder Rollen fehlt. Es wären zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich, wodurch der materielle oder zeitliche Aufwand weiter vergrößert würde.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Formieren der Rotoren elektrischer Maschinen, um die bei der Montage der Rotorbleche und Kommutatoren sowie dem Wickeln der Rotorspulen entstandenen mechanischen Spannungen und Verformungen durch eine fertigungsfreundliche thermische und mechanische Alterung so weit abzubauen, daß die nach dem anschließenden Auswuchten erreichten dynamischen Parameter dauerhaft stabil bleiben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die thermische Alterung und die mechanische Alterung des Rotors gleichzeitig erfolgen. Durch eine schnelle Erwärmung des Rotors von innen heraus bei gleichzeitiger mechanischer Beanspruchung des Rotors durch ein elektromagnetisches Wechselfeld lassen sich die bei der Fertigung des Rotors entstandenen mechanischen Spannungen und Verformungen in sehr kurzer Zeit beseitigen. Die für die Formierung aufzuwendende Zeit ist so kurz, daß dieser Arbeitsgang im Fertigungsablauf am Band möglich ist. Vorteilhaft ist auch, daß das sofort anschließende Auswuchten des warmen Rotors durch Fräsen eine weitere Formierung bewirkt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den am Kommutator kurzgeschlossenen Rotor in einem elektromagnetischen Wechselfeld.

Die Spulen 2 werden von einer Spannungsquelle mit veränderlicher Frequenz 5 gespeist, erzeugen ein primäres elektromagnetisches Wechselfeld und entsprechen der Primärwicklung eines Transformators. Die Enden der Rotorspulen 6 im Rotor 1 sind über einen Kurzschlußring 4 am Stromabnehmer 3 miteinander verbunden. Dadurch verhalten sich die Rotorspulen 6 wie kurzgeschlossene Sekundärspulen eines Transformators.

Der in den Rotorspulen 6 fließende Kurzschlußstrom führt zu einer sehr schnellen Erwärmung des Rotors 1 von innen heraus. Die Frequenz der Spannungsquelle 5 wird so gewählt, daß der Rotor 1 in mechanische Schwingungen versetzt wird. Die thermische und die mechanische Belastung des Rotors 1 führen zu einer dauerhaften Formierung, so daß durch Vorwegnahme der Alterung des Rotors 1 nach dem Auswuchten keine Veränderungen durch Alterung auftreten können.

Die Formierung kann bei einer oder mehreren Frequenzen bzw. nach dem Wobbel-Prinzip mit durchlaufender Frequenz erfolgen. Dabei liegen die Frequenzen vorzugsweise zwischen 15 Hz und 1 kHz. Die sinusförmige Spannungsquelle 5 kann auch durch einen Impulsgeber ersetzt werden, der Impulse mit veränderlicher Impulshöhe, Impulsdauer und Impulsfrequenz abgibt.

Stromabnehmer 3 können z. B. Kommutatoren bei Rotoren für Universalmaschinen und Schleifringe bei Klauenpolankern sein.

Durch langsames Drehen des Rotors 1 beim Formieren kann der Alterungsprozeß unterstützt werden.

Es ist vorteilhaft, sofort nach der Formierung den warmen Rotor durch Fräsen oder eine ähnliche Bearbeitung auszuwuchten und die unterstützende Wirkung dieser mechanischen Belastung für die Formierung auszunutzen.

Das beschriebene Verfahren zur Formierung von Rotoren ist mit anderen bekannten Verfahren kombinierbar.

Erfolgt die Formierung vor dem Überdrehen des Kommutators, so wird auch die durch die Drehbearbeitung erreichte Kommutatorgeometrie stabil.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Formieren der Rotoren elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der an seinem Stromabnehmer (3) kurzgeschlossene Rotor (1) einem primären elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, wobei die anliegenden Frequenzen den Rotor (1) zu mechanischen Resonanzschwingungen anregen und der in den Rotorspulen (6) fließende Kurzschlußstrom den Rotor (1) schnell erwärmt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Spannungsquelle (5) fest eingestellt oder veränderlich ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formierung des Rotors (1) vor dem Überdrehen des Kommutators, wenigstens aber vor dem Auswuchten erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) während des Formierens langsam gedreht wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der noch warme Rotor (1) sofort durch Fräsen gewuchtet wird und dadurch eine weitere Formierung erreicht wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des sinusförmigen elektromagnetischen Feldes zwischen 15 Hz und 1 kHz liegt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor Impulsen mit veränderlicher Impulshöhe, Impulsdauer und Impulsfrequenz ausgesetzt wird.
  8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren mit anderen bekannten Verfahren zur Formierung von Rotoren kombinierbar ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromabnehmer (3) ein Kommutator oder Schleifringe sein können.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromabnehmer (3) mit einem Kurzschlußring (4) kurzgeschlossen wird.






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