DE1904413C

DE1904413C - Cage for squirrel cage

Info

Publication number: DE1904413C
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Phys. 8520 Erlangen; Prölß Erhard 8541 Katzwang Schenk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1972-11-30

Description

ι *> 2ι *> 2

Die Erfindung bezieht sich auf einen Käfig für tem Käfig gemäß der Erfindung im Schnitt, bei demThe invention relates to a cage for system cage according to the invention in section, in which

Kurzschlußläufer bestehend aus einer Vielzahl von keine Lötung oder Schweißung ertoraeriicn ist,Squirrel cage consisting of a large number of no soldering or welding is required,

Stäben und aus zwei Kurzschlußringen jeweils aus Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines mitRods and two short-circuit rings each from Fig. 4 is a perspective view of one with

elektrisch gut leitendem Material, wobei die Enden einer Räumnadel hergestellten Kangs gemau der hr-electrically good conductive material, whereby the ends of a broach manufactured Kangs according to the hr-

der Stäbe mit den Kurzschlußringen verbunden sind, 5 findung, .the rods are connected to the short-circuit rings, 5 finding,.

derart, daß die Stäbe axial oder verschränkt zur Fig. 4a die Draufsicht auf einen Katig gemaUin such a way that the rods are axially or crossed with respect to FIG. 4a, a plan view of a Katig according to FIG

Läuferachse verlaufen. Fig. 4,Run the rotor axis. Fig. 4,

Bisher wurden solche Käfige entweder durch Ein- F i g. 4 b Schnitte-B der Draufsicht gemäß b ig. 4 a. spritzen von Aluminium in die Läufernuten bei In Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung cm gleichzeitigem Anspritzen der Kurzschlußringe oder io Käfig gemäß der Erfindung gezeigt. Der Katig ist als durch Einschieben von Kupferstäben in die Läufer- eine kompakte Einheit mit den Stäben und den Kurznuten und Verlöten der Stabenden mit Kupfer-Rück- schlußringen aus Kupfer oder Aluminium in einem schlußringen hergestellt. In beiden Fällen ist der Auf- Arbeitsgang unabhängig von den Lauferblechpaketen wand für die Herstellung der Käfige verhältnismäßig kaltfließgepreßt. Das topfförmige Kaltfließpreßteil JJ groß. Außerdem weisen solche Käfige oft Fehler auf, 15 zeigt die axial verlaufenden Stäbe 12 in der Innendie zur Beeinträchtigung der Motoreneigenschaften wand, den Topfboden 13, der den einen Kurzschlußführen. So können z. B. Lunker im Aluminium- ring bildet, und die Bohrung 14 im Topfboden 13 Spritzguß oder fehlerhafte Lötungen auftreten. für die Läuferachse. Der zweite Kurzschlußnng wirdSo far, such cages have either been made by Ein F i g. 4 b Section-B of the top view according to b ig. 4 a. injection of aluminum into the rotor grooves at In Fig. 1 is shown in a perspective view cm simultaneous injection of the short-circuit rings or io cage according to the invention. The Katig is made as a compact unit with the rods and the short slots by inserting copper rods into the rotor and soldering the rod ends with copper flux rings made of copper or aluminum in one ring. In both cases, the work step is relatively cold-extruded, regardless of the sheet metal packs used for the production of the cages. The pot-shaped cold extrusion JJ large. In addition, such cages often have defects, Fig. 15 shows the axially extending bars 12 in the interior of the pot bottom 13, which has a negative effect on the engine properties, and which leads to one short circuit. So z. B. forms cavities in the aluminum ring, and the hole 14 in the pot bottom 13 injection molding or faulty soldering occur. for the rotor axis. The second short circuit will

Es sind bereits Käfige für Kurzschlußläufer be- von dem die sichtbaren Stabendflächen überragendenThere are already cages for squirrel cage, from which the visible rod end surfaces protrude

kannt, bei denen der Käfighauteil ans elektrisch gut 20 Teil 15 gebildet.knows, in which the cage part is formed electrically well 20 part 15.

leitendem Material besteht, der zum Herstellen eines In Fig. 2 sind die Schnitte C-D und A-B hiks Kurzschlußläufers auf ein zugeordnetes Rotoreisen Aluminium- oder Kupferkafigs gezeigt. In den Schnitaufzubringen ist und dessen Stäbe zu einem Stück ten ist mit 21 der untere topfförmige Teil mit den miteinander verbunden sind. Bei diesen bekannten Stäben 22 bezeichnet. Der topfförmige Teil ist durch Käfigbauteilen sind vor dem Aufbringen auf das 25 Kaltfließpressen hergestellt worden. Der Boden 23 Rotoreisen noch keine Kurzschlußringe vorhanden. des topfförmigen Teils bildet den einen Kurzschluß-Nachteilig bei diesen bekannten Anordnungen ist, ring. Das Kaltfließpreßteil 21 mit den Stäben 22 ist daß der mit dem Käfigbauteil versehene Läufer so in einfacher Weise über die Läuferbleche 24 aufgeweit abgedreht werden muß, bis die Stäbe im Bereich schoben, so daß die Stäbe 22 in die Nuten derLäufcrder Rotoreisenlänge voneinander getrennt werden 30 bleche 24 eingreifen können. Ein Abschlußring 25, und sich Kurzschlußringe ausbilden. der zusammen mit dem Teil 27 den zweiten Kurz-In Fig. 2, the sections CD and AB hiks squirrel cage on an associated rotor iron aluminum or copper cage is shown. Is to be applied in the cut and whose rods are th in one piece with 21 the lower cup-shaped part with which are connected to one another. In these known rods 22 designated. The cup-shaped part is made by cage components before being applied to the cold extrusion. The bottom 23 rotor iron still no short-circuit rings present. of the cup-shaped part forms the one short-circuit disadvantage in these known arrangements, ring. The cold extrusion 21 with the bars 22 is so that the rotor provided with the cage component has to be twisted widened in a simple manner over the rotor sheets 24 until the bars pushed in the area so that the bars 22 are separated from each other in the grooves of the rotor iron length 30 sheets 24 can intervene. An end ring 25, and short-circuit rings are formed. which, together with part 27, the second short

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese schlußring bildet, wird aufgelegt und mit dem Teil 27The invention is based on the object of forming this locking ring, which is placed on top and with part 27

Nachteile zu vermeiden und einen Käfig für Kurz- an der Stelle 26, bei Kupfer-Einzelteilen, verlötet oder,Avoid disadvantages and a cage for short at point 26, for individual copper parts, soldered or,

Schlußläufer zu schaffen, der wesentlich einfacher bei Aluminium-Einzelteilen, Argon-arc verschweißt,To create a final runner, which is much easier to weld aluminum parts, argon arc,

herzustellen ist und dessen Qualität hinsichtlich 35 Hierdurch entfällt das Einfädeln der Käfigstäbe inis to be produced and its quality in terms of 35. This eliminates the need to thread the cage bars into

seiner elektrischen Eigenschaften wesentlich ver- die Läufernuten; die Lötung bzw. Schweißungthe rotor slots significantly reduce its electrical properties; the soldering or welding

bessert ist. braucht nur an einer Seite des Läufers durchgeführtis better. only needs to be done on one side of the runner

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge- zu werden.According to the invention, this object is thereby achieved.

löst, daß der Käfig bereits vor dem Aufbringen auf Fig. 3 zeigt die Schnitte C-D und A-B eines Kurz-solves that the cage already before the application on Fig. 3 shows the sections CD and AB of a short

das Rotoreisen mit den Stäben und den Kurzschluß- 40 Schlußläufers mit einem Käfig gemäß der Erfindung,the rotor iron with the bars and the short-circuit 40 rotor with a cage according to the invention,

ringen ein selbständiges Bauteil bildet, derart, daß der als komplettes topfförmiges Kaltfließpreßteil 31wrestle forms an independent component in such a way that the as a complete pot-shaped cold extrusion part 31

beide Kurzschluß; inge mit den Stäben eine kompakte mit den Stäben 32 auf die Läuferbleche 34 aufge-both short circuit; inge with the rods a compact one with the rods 32 on the rotor plates 34

Einheit bilden. schoben ist. Der Boden des Kaltfließpreßteils 31 bil-Form unity. is pushed. The bottom of the cold extrusion 31 is formed

Der wesentlk he Vorteil des erfindungsgemäßen det den einen Kurzschlußring 33. Durch Anwendung Käfigs besteht darin, daß der Käfigbauteil bereits vor 45 des bekannten Verfahrens zur elektromagnetischen dem Aufbringen auf den Rotor von gesonderten Stä- Verformung von Metallen (vgl. Feinwerktechnik, ben gebildet ist, die lediglich an ihren Enden durch Jahrgang 68, Heft 6, 1964, S. 224 bis 228) entfallen zwei über die Rotoreisenlänge und gegebenenfalls Löt- oder Schweißarbeiten vollständig. Der nach radial über die Stäbe vorstehende Kurzschlußringe außen sich erweiternde Rand 35 des topfförmigen miteinander verbunden sind, von welchen Ringen 50 Teils 31 wird mittels dieses Verfahrens auf eine wenigstens einer einen Innendurchmesser aufweist, Scheibe 36, die aus dem gleichen Material wie das der zumindest gleich groß ist wie der Außendurch- Teil 31 besteht und auf den Blechen 34 aufliegt, aufmesser des mit dem Käfig zu versehenden Rotoreisens. geschrumpft. Dieser Vorgang ist im Schnitt A-B ver-Auf diese Weise wird ein Abdrehen des Läufers nach anschaulicht. Rechts der Mittelsenkrechten ist der dem Aufbringen des Käfigbauteils überflüssig. Der ₅₅ Zustand vor und links der Mittelsenkrechten der Zufertige Käfig liegt bereits als selbständiges Bauteil stand nach der Anwendung der elektromagnetischen vor, bevor er mit den Läuferblechen in eine feste Verformung gezeigt. Der Kragen 35 bildet zusammen Verbindung gebracht wird. Der Käfig wird also un- mit der Scheibe 36 den zweiten Kurzschlußnng. Die abhängig vom Läuferblechpaket hergestellt. Scheibe 36 ist an sich nicht erforderlich, da der Kra-The essential advantage of the invention is the one short-circuit ring 33. By using a cage, the cage component is already formed before the known method for electromagnetic application to the rotor of separate rods. those only at their ends by year 68, issue 6, 1964, pp. 224 to 228), two over the length of the rotor iron and possibly soldering or welding work are completely omitted. The short-circuit rings protruding radially over the rods outwardly widening edge 35 of the pot-shaped are connected to each other, of which rings 50 part 31 is at least one with an inner diameter by means of this method, disc 36, which is made of the same material as that of at least the same is as large as the outer diameter part 31 and rests on the metal sheets 34, on the knife of the rotor iron to be provided with the cage. shrunk. This process is shown in section AB. In this way, turning off the rotor is illustrated. To the right of the vertical center line, there is no need to attach the cage component. The ₅₅ state in front of and to the left of the vertical center line of the ready-made cage was already present as an independent component after the electromagnetic application, before it was shown in a fixed deformation with the rotor sheets. The collar 35 forms a connection. The cage thus becomes the second short-circuit with the disk 36. Manufactured depending on the rotor core. Disk 36 is not required per se, since the force

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Bei- 60 gen 35 selbst schon einen Kurzschlußring bildet; sieOn the basis of the legs 35 shown in the drawing, it already forms a short-circuit ring; she

spiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt dient vorzugsweise zur Begrenzung des Umform-games the invention is explained in more detail. It shows is preferably used to limit the deformation

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines kalt- weges. Mit 37 ist ein Feldkonzentrator bezeichnet,F i g. 1 is a perspective view of a cold path. 37 with a field concentrator is referred to,

fließgepreßten Käfigs gemäß der Erfindung, der zur Konzentrierung des elektromagnetischen FeI-extruded cage according to the invention, which is used to concentrate the electromagnetic field

Fig. 2 einen Kurzschlußläufer mit dem Unterteil des dient.Fig. 2 is a squirrel cage with the lower part of the serves.

des kaltfließgepreßten Käfigs gemäß der Erfindung 65 Die für manche Kurzschlußläufer erforderlichen und aufgelötetem bzw. aufgeschweißtem Kurzschluß- Käfige mit verschränkten Stäben lassen sich im Kaltring im Schnitt, fließpreßverfahren mit etwas größerem Aufwand her-of the cold-extruded cage according to the invention 65 The necessary for some squirrel cage and soldered or welded short-circuit cages with interlaced bars can be in the cold ring in section, extrusion process with somewhat greater effort

F i g. 3 einen Kurzschlußläufer mit kaltfließgepreß- stellen. Das Kaltfließpreßteil mit geraden (axialen)F i g. 3 a squirrel cage with cold extrusion points. The cold extrusion with straight (axial)

Stäben kann jedoch auch mit einem entsprechenden We.kzeug leicht nachgedrückt werden, so daß ein Käfig mit vercchränkten Stäben entsteht. Dieser Käfig wird dann schraubenförmig auf das Blechpaket des Läufers aufgeschoben und durch Kompression mit S Hilfe der elektromagnetischen Verformung befestigt. Die Vorfertigung eines kompletten Käfigs gemäß der Erfindung kann auch durch Räumung mit einer Räumnadel erfolgen. Der Käfig hat dann etwa die in F i g. 4 in Perspektive gezeigte Form, bestehend aus den einzelnen Stäben 41 und den beiden, damit verbundenen, im Durchmesser etwas größeren, Kurzschlußringen 42. Die Stäbe 41 des Käfigs passen dabei unmittelbar in die Läufernuten; der Käfig kann also auf den Läufer aufgeschoben werden. Die Kurzschlußringe 42 werden dann durch Anwendung der bekannten elektromagnetischen Verformung auf entsprechende Grundscheiben aufgeschrumpft, wie es in den Fig. 4a und 4b dargestellt ist.Rods can, however, also be easily pushed in with an appropriate tool, so that a Cage with interlaced bars is created. This cage is then pushed helically onto the laminated core of the rotor and compressed with S Fixed using electromagnetic deformation. The prefabrication of a complete cage according to the invention can also be done by broaching. The cage then has about the in F i g. 4 shape shown in perspective, consisting of the individual rods 41 and the two associated slightly larger in diameter, short-circuit rings 42. The bars 41 of the cage fit directly into the rotor slots; the cage can therefore be pushed onto the runner. The short-circuit rings 42 are then applied by applying the known electromagnetic deformation to corresponding Shrink-on base disks, as shown in FIGS. 4a and 4b.

In Fig. 4a-ist die Draufsicht auf einen Käfig, wie in Fig. 4 perspektivisch dargestellt ist, gezeigt.In Fig. 4a-is the plan view of a cage, such as is shown in perspective in Fig. 4, shown.

dareedaree

Die Fig. 4b zeigt den Schnitt Λ-ß durch die Draufsicht gemäß Fig. 4a. In beiden Figuren ist rechts der Mittelsenkrechten jeweils der Zustand vor der Anwendung der elektromagnetischen Verformung und links der Mittelsenkrechten jeweils der Zustand nach der Anwendung der elektromagnetischen Verformung dlrgestellt. In beiden Figuren sind mit 41 die Stäbe, mit 42 die Kurzschlußringe, nut 43 Grundscheiben, mit 44 die Läuferbleche, mit 45 und *6 Feldkonzentratoren bezeichnetFIG. 4b shows the section Λ-ß through the top view according to FIG. 4a. In both figures is to the right of the vertical line, the state before the application of the electromagnetic deformation and to the left of the vertical line, the state after the application of the electromagnetic deformation is shown. In both figures, 41 the bars, with 42 the short-circuit rings, slot 43 base washers, with 44 the rotor plates, with 45 and * 6 Field concentrators called

Beim Herstellen eines erfindungsgemaßen Käfigs durch Räumung ergibt sich die Möglichkeit den Käfig durch schraubenförmiges Räumen auch direkt mit verschränkten Stäben zu fertigen. Ferner können die Käfigstäbe mit trapezförmigem Querschnitt ausgebildet werden, so daß die Läufernutöffnung verhältnismäßig klein bleiben kann.When producing a cage according to the invention by broaching the possibility arises Cage can also be manufactured directly with interlaced rods by means of helical broaching. Furthermore can the cage bars are designed with a trapezoidal cross-section, so that the rotor slot opening is relatively can stay small.

Claims

Claim:

Cage for squirrel cage consisting of a large number of rods and two squirrel cage rings each made of electrically good conductive material with the ends of the rods with the short-circuit rings are connected in such a way that the rods extend axially or crossed to the rotor axis characterized in that the cage with the bars (12, 22, 32, 41) and before being applied to the rotor iron the short-circuit rings (13, 15, 23, 25, 35, 42) forms an independent component, such that both Short-circuit rings form a compact unit with the rods.

1 sheet of drawings