DE1286196B

DE1286196B - Attachment of a runner core for electrical machines, especially for small motors, on a round cylindrical runner shaft

Info

Publication number: DE1286196B
Application number: DE1964L0049413
Authority: DE
Inventors: Romberg Lothar
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-11-30
Filing date: 1964-11-30
Publication date: 1969-01-02
Also published as: BE676762A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigung eines Läuferblechpaketes elektrischer Maschinen, insbesondere für Kleinmotoren, auf einer rundzylindrischen Läuferwelle. Dabei. weist die Mittelbohrung des Läuferblechpaketes einen größeren Flächenquerschnitt auf als die Läuferwelle.The invention relates to a fastening of a laminated rotor core electrical machines, especially for small motors, on a round cylindrical Rotor shaft. Included. the central bore of the rotor core has a larger one Area cross-section on than the rotor shaft.

Es ist bekannt, Läuferblechpakete kleiner Elektromotoren derart mit einem tlberzug aus Isolierstoff zu versehen, daß lediglich der dem Luftspalt zugewandte Teil des Läuferblechpaketes von dem überzug frei bleibt (französische Patentschrift 1210 349). Nach diesem bekannten Verfahren werden die Einzelteile des Läufers (Blechpaket, Welle und eventuell Kollektor) in eine Spritzgußform gebracht, wobei die Welle in der Mittelbohrung des Läuferblechpaketes, deren Flächenquerschnitt größer als der der Läuferwelle ist, fixiert werden muß. Durch Einspritzen eines thermoplastischen Isoliermaterials unter Druck werden die Hohlräume der Form ausgefüllt und auch die Läuferwelle kann auf diese Weise drehfest mit dem Blechpaket verbunden werden.It is known to use laminated core stacks of small electric motors in this way to provide a cover made of insulating material that only the one facing the air gap Part of the rotor core from which the coating remains free (French patent specification 1210 349). According to this known method, the individual parts of the rotor (laminated core, Shaft and possibly collector) brought into an injection mold, the shaft in the central bore of the laminated rotor core, the surface area of which is larger than the the rotor shaft must be fixed. By injecting a thermoplastic Insulating material under pressure, the cavities of the mold are filled and also the In this way, the rotor shaft can be connected non-rotatably to the laminated core.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine den Konturen des jeweiligen Läufers genau entsprechende Spritzgußform angefertigt werden und daß die Läuferwelle gegenüber dem Blechpaket genau zentriert inner- oder außerhalb der Form gehalten werden muß. An den Ecken der Form, insbesondere an den Nutauskleidungen im Bereich der Zahnköpfe, bildet sich leicht ein scharfer Grat, an welchem die später eingebrachten Wicklungsdrähte beschädigt werden können und welcher von Hand beseitigt werden muß.This method has the disadvantage that one of the contours of the respective Runner exactly corresponding injection mold are made and that the runner shaft in relation to the laminated core kept exactly centered inside or outside the shape must become. At the corners of the mold, especially the slot linings in the area the tooth tips, a sharp ridge easily forms on which the later introduced Winding wires can be damaged and which must be removed by hand.

Nach der deutschen Auslegeschrift 1089 871 ist es weiterhin bekannt, bei einer ebenfalls durch Einbringen von thermoplastischer Isoliermasse in die Mittelbohrung des Läuferblechpaketes befestigten Läuferwelle die einzelnen Blechlamellen mit Haltenuten zu versehen, welche gegeneinander versetzt sind. Auch dieses Verfahren bringt den Nachteil mit sich, daß die Läuferwelle vor dem Einbringen der Isoliermasse gegenüber dem Blechpaket genau zentriert werden und in dieser Lage bis zur Verfestigung der Isoliermasse gehalten werden muß.According to the German Auslegeschrift 1089 871 it is still known with one also by introducing thermoplastic insulating compound into the central bore of the laminated rotor core, the rotor shaft attached the individual laminations with retaining grooves which are offset from one another. This procedure also brings the Disadvantage with it that the rotor shaft opposite before the introduction of the insulating compound the laminated core are precisely centered and in this position until the solidification of the Insulating compound must be kept.

Den gleichen Nachteil weist auch das in der deutschen Auslegeschrift 1037 572 beschriebene Verfahren auf, nach welchem ein härtbarer Dämmstoff zwischen Welle und Blechpaket eingebracht wird.The German interpretative document has the same disadvantage 1037 572 described method, according to which a curable insulation material between Shaft and laminated core is introduced.

Es ist ferner nach der USA.-Patentschrift 2 804 322 bekannt, zur Zentrierung einer Welle in einem Werkstück sowohl die Welle als auch die sie aufnehmende Bohrung mit einander entsprechenden, einen Zwischenraum freilassenden unrunden Querschnitten zu versehen. Nachdem sich die Welle durch Verdrehen gegenüber dem Werkstück selbst zentriert hat, wird der verbleibende Zwischenraum durch einen Kleber ausgefüllt. Nachteilig dabei ist die schwierige und aufwendige Fertigung der Welle. Für die Massenproduktion von Elektromotoren ist ein solches Verfahren zu teuer.It is also known from US Pat. No. 2,804,322 for centering a shaft in a workpiece, both the shaft and the bore receiving it with corresponding non-circular cross-sections leaving a gap free to provide. After the shaft rotates with respect to the workpiece itself centered, the remaining space is filled with an adhesive. The disadvantage here is the difficult and complex manufacture of the shaft. For the Such a process is too expensive for mass production of electric motors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Läuferblechpaket auf einer Läuferwelle so zu befestigen, daß die den bisher bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile beseitigt werden.The invention is based on the object of a laminated rotor core to fasten a rotor shaft so that the previously known method adhered Disadvantages are eliminated.

Erfindungsgemäß ist die Mittelbohrung des Läuferblechpaketes so gestaltet, daß die in sie eingeschobene Läuferwelle an mindestens drei Stellen eine durchgehende Linienberührung hat und beim Aufbringen einer Isolierschicht auf die Stirnflächen und Nuten des Läuferblechpaketes mittels des an sich bekannten Wirbelsinterverfahrens die Läuferwelle mit dem Läuferblechpaket durch Ausfüllen der freien Zwischenräume zwischen der Mittelbohrung und der Läuferwelle zumindest an den Enden des Läuferblechpaketes drehfest verbunden wird.According to the invention, the central bore of the laminated rotor core is designed in such a way that that the rotor shaft pushed into it has a continuous shaft in at least three places Has line contact and when applying an insulating layer to the end faces and grooves of the laminated rotor core by means of the vortex sintering process known per se the rotor shaft with the laminated rotor core by filling in the free spaces between the central bore and the rotor shaft at least at the ends of the laminated rotor core is rotatably connected.

Somit wird also nach dem beispielsweise in der Zeitschrift »Die elektrische Maschine - EMA«, Jahrgang 1964, Heft 7, auf den Seiten 206 bis 210 beschriebenen Wirbelsinterverfahren gleichzeitig beim Aufbringen einer Isolierschicht auf das Läuferblechpaket die zentrisch eingesetzte Läuferwelle drehfest mit angesintert.Thus, for example, in the magazine »The electrical Machine - EMA «, year 1964, issue 7, on pages 206 to 210 Fluidized bed sintering process simultaneously with the application of an insulating layer on the Laminated rotor core sintered on the centrically inserted rotor shaft in a torque-proof manner.

Der Plächenquerschnitt der Mittelbohrung des Läuferblechpaketes hat zweckmäßig eine Vieleckform wie ein Dreieck, ein Viereck oder ähnliche Vielecke, die eine Linienberührung mit der rundzylindrischen Läuferwelle ergibt. Das Läuferblechpaket wird bei eingesetzter Läuferwelle in einem Wirbelsinterverfahren mit einer Isolierschicht versehen. Als Sinterwerkstoffe eignen sich an sich bekannte aushärtende Harze oder auch Thermoplaste. Die auf das Läuferblechpaket aufgebrachte Isolierschicht stellt zugleich eine drehfeste Verbindung mit der rundzylindrischen Welle her. Es hat sich gezeigt, daß bei der Formgebung der Mittelbohrung des Läuferblechpaketes mit der Isolierschicht zugleich eine drehfeste Verbindung für die Welle entsteht.The surface cross-section of the central bore of the rotor core has expediently a polygonal shape such as a triangle, a square or similar polygons, which results in a line contact with the round cylindrical rotor shaft. The rotor core is produced with an inserted rotor shaft in a fluidized bed sintering process with an insulating layer Mistake. As sintered materials, known hardening resins or are suitable also thermoplastics. The insulating layer applied to the rotor core provides at the same time a non-rotatable connection with the round cylindrical shaft. It has shown that in the shaping of the central bore of the rotor core with the Insulation layer at the same time creates a non-rotatable connection for the shaft.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß es nicht mehr erforderlich ist, nach dem Verbinden der Läuferwelle mit dem Läuferblechpaket durch Wellenschlag bedingte Nacharbeiten, wie Überdrehen, Schleifen der Lagerstellen usw. auszuführen. Dieser Vorteil ergibt sich dadurch, daß einerseits die Welle durch die besondere Ausgestaltung der Mittelbohrung des Blechpaketes absolut zentrisch sitzt und daß andererseits die Vorspannung zwischen den einzelnen Blechlamellen und der Läuferwelle so gering ist, daß eine Schrägstellung der Lamellen beim Eindrücken der Läuferwelle nicht zu befürchten ist. Somit ist auch ein Zusammenpressen des Blechpaketes beim Eindrückvorgang nicht nötig.The invention has the advantage that it is no longer necessary after connecting the rotor shaft to the laminated rotor core caused by shaft runout Reworking, such as turning over, grinding the bearing points, etc. to carry out. This The advantage results from the fact that on the one hand the shaft due to the special design the central bore of the laminated core sits absolutely centrally and that on the other hand the preload between the individual sheet metal lamellas and the rotor shaft is so low is that an inclined position of the lamellas when the rotor shaft is pressed in is not is to be feared. This also means that the laminated core is pressed together during the pressing-in process not necessary.

Die Erfindung erlaubt es, eine fertige, rundgeschliffene Welle in die Mittelbohrung eines Läuferblechpaketes einzuführen, so daß sie achsenzentriert infolge der Linienberührung sitzt, ohne daß besonderer Preßdruck und die dazugehörigen Arbeitsvorrichtungen notwendig sind. Dieses Einführen kann praktisch von Hand aus erfolgen und erspart dadurch hohe Anlage- und Investitionskosten. Die notwendige drehfeste Verbindung zwischen der Läuferwelle und dem Läuferblechpaket bringt das Wirbelsinterverfahren, das eigentlich dazu bestimmt ist, die Stirnflächen und die Nuten des Blechpaketes mit einer elektrisch isolierenden Schicht zu versehen. Es hat sich im Kleinmotorenbau gezeigt, daß mit dem Sintern dieser Isolierschicht zugleich eine überraschend feste Verbindung zwischen Welle und Läuferblechpaket erreicht wird. Das Aufbringen der isolierenden Schicht übernimmt dabei die bisher zusätzlich notwendige Befestigung zwischen den beiden Teilen, so daß mit dem Wirbelsinterverfahren in der praktischen Ausführung der Erfindung der Isolierschicht eine zusätzliche Funktion gegeben wird. In der Regel genügt es dabei, daß die Läuferwelle an mindestens drei durchgehenden Stellen der Mittelbohrung eine Linienberührung mit dem Läuferblechpaket erhält. Der größere Flächenquerschnitt der Mittelbohrung gegenüber dem Querschnitt der Läuferbohrung begünstigt zusätzlich die Befestigung der Läuferwelle, weil das aufgesinterte Material in die freien Zwischenräume mit eindringen kann und dort eine keilähnliche Befestigung hervorruft. Je nach den Betriebsverhältnissen der Sinteranlage ist es möglich, die Anordnungen der Sinterdüsen so zu treffen, daß die aus dem Läuferblechpaket herausstehenden Teile frei von dem Sinterwerkstoff bleiben. Es ist aber auch möglich, durch Aufsetzen von Silikonkautschuk auf die Läuferwelle bestimmte vorgesehene Teile der Läuferwelle mit Sicherheit von Sinterwerkstoff freizuhalten, so daß auch nach dem Tauchverfahren gearbeitet werden kann. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß durch das Aufbringen der Isolierschicht im Wirbelsinterverfahren Bleche des Läuferblechpaketes bei Kleinmotoren zu einer festen Einheit verbunden werden können. Es genügt, wenn das Läuferblechpaket selbst aus lose zusammengeschichteten Blechen über die Läuferwelle geschoben wird. Die Isolierung in den Nutenflächen und an den Stirnflächen bildet nach dem Sintern aus der Läuferwelle und dem Läuferblechpaket eine feste und starre Einheit, wobei die Läuferwelle immer schlagfrei bleibt.The invention allows a finished, round ground shaft in introduce the central bore of a laminated rotor core so that it is axis-centered as a result of the line contact sits without any special pressing pressure and the associated Working devices are necessary. This insertion can be done practically by hand and thus saves high system and investment costs. The necessary A non-rotatable connection between the rotor shaft and the laminated rotor core brings this about Vortex sintering process, which is actually intended for the end faces and the To provide grooves of the laminated core with an electrically insulating layer. It It has been shown in small motor construction that this insulating layer is sintered at the same time a surprisingly strong connection between the shaft and rotor core is achieved will. The application of the insulating layer is also carried out previously necessary attachment between the two parts, so that with the fluidized bed process in the practical implementation of the invention of the insulating layer an additional one Function is given. As a rule, it is sufficient that the rotor shaft at least three continuous points of the central bore make a line contact with the rotor core receives. The larger surface cross-section of the central bore compared to the cross-section favored the rotor bore additionally the attachment of the rotor shaft, because the sintered material can penetrate into the free spaces and creates a wedge-like attachment there. Depending on the operating conditions the sintering plant it is possible to arrange the sintering nozzles in such a way that that the parts protruding from the laminated rotor core are free of the sintered material stay. But it is also possible by placing silicone rubber on the Rotor shaft certain intended parts of the rotor shaft are definitely made of sintered material to be kept clear so that the immersion process can also be used. It has has also been shown that by applying the insulating layer in the fluidized bed sintering process Laminations of the rotor core in small motors are connected to form a fixed unit can be. It is sufficient if the rotor core itself consists of loosely layered together Sheet metal is pushed over the rotor shaft. The insulation in the groove surfaces and after sintering, the rotor shaft and the laminated rotor core are formed on the end faces a solid and rigid unit, whereby the rotor shaft always remains free of jolts.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, davon zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch einen Läufer und F i g. 2 einen Schnitt senkrecht zur Linie A-B der Fig. 1.In the drawings, an embodiment of the invention is shown, of which FIG. 1 shows a section through a runner and FIG. 2 a section perpendicular to line A-B of FIG. 1.

Auf der Läuferwelle 1 ist das Läuferblechpaket 2 aufgeschoben, das mit der dreieckähnlichen Mittelbohrung 3 und der runden Läuferwelle eine Linien-Berührung an drei durchgehenden Stellen aufweist-Die zusammenhängende Isolierschicht aus Sinterwerkstoff ist in den Nuten 4 mit 5 bezeichnet und an der Welle 1 mit 6. Im übrigen sind die Figuren ohne nähere Erläuterung verständlich.The rotor core 2 is pushed onto the rotor shaft 1 line contact with the triangular-like central bore 3 and the round rotor shaft has at three continuous points - The cohesive insulating layer made of sintered material is denoted in the grooves 4 with 5 and on the shaft 1 with 6. In the rest of the Figures understandable without further explanation.

Claims

Claims: 1. Attachment of a laminated rotor core for electrical Machines, especially for small motors, on a round cylindrical rotor shaft, wherein the laminated rotor core has a central bore for receiving the rotor shaft, whose surface cross-section is larger than the surface cross-section of the associated rotor shaft, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the central hole (3) of the rotor core (2) is designed so that the rotor shaft (1) pushed into it at least three points has a continuous line contact, and that when applying one Insulating layer (5, 6) on the end faces and grooves (4) of the rotor core (2) the rotor shaft (1) by means of the vortex sintering process known per se the laminated rotor core (2) by filling in the free spaces between the central bore (3) and the rotor shaft (1) non-rotatably at least at the ends of the laminated rotor core (2) connected is. z. Fastening of a laminated rotor core according to claim 1, characterized in that characterized in that the central bore (3) of the laminated rotor core (2) is triangular Has shape.