DE3008454C2 - Läufer für elektrische Maschinen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Läufer für elektrische Maschinen und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Läufer für elektrische Maschinen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Gattung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Läufers.
Aus der FR-PS 20 73 622 ist bereits ein derartiger Läufer bekannt, dessen aus einem Blechpaket bestehender
.Anker auf die Läuferwelle aufgeschoben und durch zonale Kaltverformung der äußeren Bleche unter Ausbildung
von stirnseitigen Ringkerben auf der Läuferwelle befestigt ist. Die Ausbildung der Ringkerüe unc die Kaltverformung
erfolgt unter der Wirkung eines ringförmigen Hohlstempels, der gegen die Stirnseiten der äußeren
Blechlamellen gedrückt wird und eine bevorzugt nach radial innen gerichtete plastische Verformung der Bleche
hervorruft, die auf diese Weise in engen Druckkontakt an die Umfangsfläche der Welle gelangen, und zwar ggf.
unter einer gewissen radialen Verformung des Wellenwerkstoffs. Die Läuferwelle selbst hat glatte Oberflächen,
so daß die Festigkeit der Verbindung zumindest in Umfangsrichtung ausschließlich durch Reibungsschluß g
bestimmt wird. Zur Übertragung größerer, sich stoßartig ändernder Drehmomente ist dieser Läufer nur bedingt κ
geeignet.
Ferner ist bereits ein in den Fig. 11, 12 dargestellter Läufer bekannt, dessen Welle im Befestigungsabschnitt
des axial geteilten Ankers gerändelt ist und am Ende der Rändelung je eine glaüe Ringnut aufweist. Der aus zwei
äußeren Teilen und einem mittleren Joch gebildete Anker wird auf den gerändelten Abschnitt der Läuferwelle
unter Aufwendung erheblicher axialer Kräfte von drei bis fünf t aufgeschoben. Danach werden durch entsprechend
geformte Preßwerkzeuge Ringkerben in die äußeren Stirnflächen der Ankerteile eingedrückt, und zwar |
unmittelbar neben den Bereich der Ringnuten in der Welle, so daß das verdrängte Material teilweise in diese |
Ringnuten einfließt. Diese Verbindung ist u. a. wegen der Rändelung in der in der Regel gehärteten Welle aufwendig
herzustellen und birgt die Gefahr, daß die Welle nicht genau zentrisch in den Anker eingeführt wird und
sUh während des Eindrückvorganges verbiegt.
Schließlich ist aus der DD-PS 1 02 872 die Befestigung des Blechpaketes elektrischer Kleinstmaschinen auf
der Welle eines Kurzschlußläufers für Asynchronmotoren bekannt, bei dem zwei Buchsen aus einem Thermoplasten
an den Stirnseiten des Läuferblechpaketes in profilierte Ausnehmungen eingebracht und durch Ultraschall
verformt werden, so daß eine formschlüssige Verbindung zwischen der Welle und dem Läuferblechpaket
entsteht. Aufgrund der geringen Festigkeiten der verwendeten Kunststoffe ist die Festigkeit in Axial= und
Umfangsrichtung dieser Verbindung gering und sinkt weiter bei höheren Temperaturen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Läufer für elektrische Maschinen zu schaffen, dessen mehrteiliger Anker
mit hoher Festigkeit auf der Läuferwelle festgelegt ist, wobei gleichzeitig ein verbesserter Wirkungsgrad der
elektrischen Maschine erreicht und Fluchtungsfehler bzw. Verformungen der Läuferwelle vermieden werden
sollen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die besondere
Art der Rändelungen im Grund der Ringnuten und durch die Lage und Größe der stirnseitigen Ringkerben
im Anker wird die praktisch vollständige Ausfüllung der in der Welle ausgebildeten Ringnuten mit AnkerwerkstofTunter
Ausbildung einer auf die jeweiligen Nutwände einwirkenden Restkraft erreicht, was die Ursache für
die hohen Festigkeitswerte der Verbindung gegen axiale und Umfangskräfte ist Die bleibenden Restspannungen
am Ankerkörper selbst !uhren zu einer erheblichen Leistungssteigerung der beanspruchten Maschinen und
bewirken einen ständigen axialen Druck des in die Ringnuten verdrängten Ankermaterials auf die schrägen Nutwände,
was wiederum die Festigkeit der Verbindung insbesondere gegenüber stoßartigen Belastungen erhöht
Durch die erfindungsgemäße Verbindungsart werden somit zwei praktisch bedeutsame Vorteile, nämlich eine
besonders hohe Festigkeit der Verbindung und eine Leistungssteigerung der elektrischen Maschine, erreicht
Da das Aufschieben der Ankerteile aufdie Läuferwelle mit nurgeringen axiaien Kräften erfolgt, sind Verbiegungen
der Welle und/oder Zentrierfehler ausgeschlossen.
Das Verfahren zur Herstellung eines Läufers für elektrische Maschinen soll gewährleisten, daß ausreichend
hohe Restspannungen im Anker verbleiben, ohne daß Verformungen der Läuferwelle bzw. axiale Fluchmngsfehler
auftreten. Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 3 erreicht
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.
Es zeigt Fig. 1 einen Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge im Axialschnitt;
Fig. 2 den Läufer des Wechselstromgenerators nach Fig. 1;
Fig. 3 schematisch eine Nut mit ihrer Rändelung in der Läuferwelle;
Fig. 4 schematisch Einzelheiten der Verbindung zwischen dem mehrteiligen Anker und der Welle;
Fig. 5 graphisch die Beziehung zwischen dem Verhältnis s/b und der Verbindungsfestigken:
Fig. 6. 7 Herstellungsvorgänge der Verbindung zwischen dem Anker und der Läuferwelle.
Fig. 8 srhematisch eine Nut nach dem Herstellen der Verbindung;
Fig. 9 bis 12 die Herstellung herkömmlicher Verbindungen zwischen einer Läuferwelle und einem Anker;
Fig. 13 graphisch die Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom und der inneren axialen Restkraft im Antsr;
Fig. 14 graphisch die Beziehung zwischen der Drehzahl der elektrischen Maschine und dem Ausgangsstrom;
Fig. 15 graphisch die Beziehung zwischen der Drehzahl der elektrischen Maschine und dem magnetischen
Rauschen;
Fig. 16 graphisch die Beziehung zwischen dem magnetischen Rauschen und der inneren axialen Restkraft im
Anker;
Fig. 17, 18 weitere Läuferausführungen im Axialschnitt;
Fig. 19, 20 Ausführungsbeispiele von mehrteiligen Ankern für erfindungsgemäße Läufer.
Bei dem in Fig. I dargestellten Drehfeld-Wechselstromgenerator ist ein Ständerblechkranz 3 in zwei Gehiiusehälften
1, 2 befestigt. Auf einer in Lagern 5, 6 in den Gehäusehälfter. 1, 2 gelagerten Welle 4 ist ein aus
einem Joch 7 mit Ankerteilen 8,9 gebildeter Anker befestigt. An den Außenrändern der beiden Ankerteile 8,9
sind ineinandergreifende Zähne 81.91 ausgebildet. Die Ankerteile 8, 9 bestehen aus einem Werkstoffmit geringerem
Formänderungswiderstand als der Werkstoff der Welle 4. Auf das Joch 7 ist eine Feldwicklung 10 aufgebracht,
die von einer externen Stromversorgung über Schleifringe Ii und Bürsten 12 gespeist wird. Der
magnetische Fluß ist mit φ bezeichnet. In der Welle 4 sind nahe den Stirnflächen 82, 92 der Arikerteile 8, 9
Ringnuten 13,14 mit Rändelungen 15,16 im Nutgrund vorgesehen. Der aufgerauhte Nutgrund kann auch anaers
als durch Pändeln gebildet werden, wobei zumindest in Umfangsrichtung der Welle rauhe Flächen bestehen
sollen.
Nach Fig. 3 liegt die mittlere Tiefe /;, der Ringnuten 13, 14 und die Höhe Iu der Rändelungen zwischen 0,1
und 1,0 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,8 mm. Der Neigungswinkel ax der Seitenwände der Ringnuten und der Neigungswinkel
aJ2 der Rändelungen liegen im Bertich von ca. 25-70° (vgl. Fig. 3,4). Der Durchmesse! D\ der
Welle 4 sollte gleich oder gering kleiner als die Durchmesser D:, D3 der zentralen Bohrungen 73,82,93 im Joch
und in der Ankerteilen 8,9 sein, damit die Läuferwelle in die Ankerbohrungen ohne größeren Kraftaufwand eingeschoben
werden kann, um Verbiegungen der Wellt zu vermeiden.
Wenn der Abstand vom Grund einer Ringkerbe 19 in der Stirnfläche 82 des Ankerteils 8 zum Rand der Nut 13
mit s und der radiale Abstand von der Welle 4 zum Außenrand der Ringkerbe 19 mit b bezeichnet wird (vgl.
Fig. 4), dann sollte da:. Verhältnis s/b zwischen 0 und 3/4 liegen. Fig. 5 zeigt experimentell erhaltene Ergebnisse
zwischen dem Verhältnis s/b und dem übertragbaren Drehmoment bzw. der Scherfestigkeit in Axialrichtung
bei D1 = Di = Di = 17 mm; b =2,5 mm; Nutweite T= 3,0 mm; h\ = 0,35 mm; ff, =45°; und Ankerteil-Dicke
- 10 mm. Mit zunehmendem Verhältnis von s/b entstehen durch Fließen des Ankermaterials bei der Kaltverformung
hohe Reibungsverluste, so daß eine praktisch vollständige Füllung der Ringnuten mit dem Ankenverksloff
nicht gewährleistet werden kann. Auch wenn der Abstand 5 negativ wird, können die Nuten nicht vollständig
gefüllt werden, so daß in beiden Fällen weder ausreichend hohe Drehmomente noch hohe Scherkraft übertragen
werden können. Wenn z. B. bei dem Wechselstromgenerator nach F i g. 1 die Weite b 2 bis 3 mm beträgt,
soll der Abstand j 0 bis 2 mm betragen.
Die in F i g. 6 und 7 zeigen Verbindungsvorgänge mit einer entsprechender Vorrichtung, die eine Matrize 21,
eine Patrize 22 und je ein oberes und unteres Werkzeug 23, 24 enthält.
Zum Herstellen der Verbindung wird die Welle 4 zuerst in die zentrale Bohrung des Ankers eingeschoben.
Danach wird der Ankerteil 8 in die Matrize 21 eingelegt, während eine Druckfeder 27 gegen den oberen Ankerteil
9 drückt und die benachbarten Flächen 84.94 der Ankerteile 8,9 und des Jochs 7 in dichte Anlage bringt. Die
Vorspannkraft der Feder 27 ist so groß, daß im Anker eine Vorspannung σ0 erzeugt wird, die etwa gleich oder
geringfügig kleiner als der Formänderungswiderstand σ, des AnkerwerkstofL ist. Wenn z. B. das Joch einen
Innendurchmesser von 17 mm und einen Außendurchrnesser von 42 mm hat, sollte die Vorspannkraft der Feder
27 ca. 20 bis 30 t betragen. Die Welle ist zwischen den beiden Werkzeugen 23,24 so festgelegt, daß die Ringnuten
13, 14 relativ zu den Ankerteilen 8, 9 eine vorbestimmte Lage einnehmen. In diesem Zustand wird das Form-
werkzeug 25 gegen die Stirnfläche 82 des Ankerteils 8 gedruckt, wobei der Formänderungswiderstand tr, des
Ankerteils IB überwunden wird und sein Werkstoffin die Ringnut 13 fließt. Auf diese Weise werden der Ankerteil
8 und die Welle 4 in kaltem Zustand miteinander verbunden. Durch die Beaufschlagung des Ankers mit der
Vorspannkraft der Feder 27 wird der Anker geringfügig nach radial innen gestreckt, so daß das ursprüngliche
Spiel nach dem Verbindungsschritt beseitigt ist, was zur Erhöhung der Verbindungsfestigkeit beiträgt. Wenn der
Innen- und der Außendurchmesser des Jochs 17 bzw. 42 mm betragen, liegt die Umformkraft zum Herstellen
der Verbindung etwa bei 20 t. Durch die von der Feder 27 erzeugte Vorspannung im Ankerteil 8 werden radial
nach außen gerichtete Fließ- bzw. Streckvorgänge dieses Ankerteils 8 während des Verbindungsvorganges sicher
vermieden. Der Formänderungswiderstand σ2 wird nur örtlich in der Umgebung der Ringnut überschritten, so
daß nur ein Teil des Ankerwerkstoffs in die Ringnut einfließen und diese praktisch vollständig ausfüllen kann.
Anschließend wird in entsprechender Weise der Ankerteil 9 durch das Formwerkzeug 26 von oben verformt, so
daß auch dieser Ankerteil mit der Welle 4 fest verbunden wird.
Bei dem vorstehend angegebenen Verfahren werden auf die Welle praktisch keine axialen Kräfte ausgeübt,
wenn die Läuferwelle in die Ankerbohrungen von Joch und Ankerteilen eingesetzt wird, so daß auch Verbicgungen
der Welle nicht auftreten können. Fig. 8 zeigt im Querschnitt Einzelheiten einer nach dem vorstehend
angegebenen Verfahren hergestellten Verbindung. Wesentlich ist, daß der verdrängte Werkstoff der Ankerteile
8, 9 tief in die gerändelten Abschnitte der Ringnuten 13, 14 eingedrungen ist, was bei Anwendung eines herkömmlichen
Verfahrens gemäß den Fig. 9, 10 nicht erreicht werden kann, bei welchem die im Befestigungsabschnitt
--'.2 durchgehend gerändelte Wciic zwangsweise in die zentralen Bohrungen der ÄTikertcüc 8,9 und dos
Jochs 7 eingepreßt wird. Entsprechendes gilt auch Tür die in den Fig. 11, 12 dargestellte Verbindung einer im
Befestigungsabschnitt 42 gerändelten Welle, die im Bereich der Stirnflächen 82, 92 der Ankerteile 8, 9 je eine
glatte Ringnut aufweist. Wie dargestellt, werden die den Ringnuten unmittelbar benachbarten Zonen der
Ankerteile 8, 9 bei 45,46 verformt, so daß Ankermaterial in die Ringnuten eindringt. Eine vollständige Füllung
der Ringnuten wird jedoch nicht erreicht. Dieses Verformen der Ankerteile durch Nachschlagen soll die Schcrbruchkraft
gegenüber axialen Beanspruchungen erhöhen. Wie in Fig. 12 gezeigt, bildet sich jedoch innerhalb
der Nuten 43,44 ein Spalt g, der etwa eine halbe Nutweite / hat, wodurch die Festigkeit der Verbindung gegenüber
axialen Scherkräften verringert wird. Demgegenüber werden beim Verfahren nach der Erfindung die
Ringnuten 13,14 vollständig mit dem Werkstoff der Ankerteile 8,''gefüllt, was die Scherbruchfestigkeit in Axialrichtung
wesentlich erhöht.
In der Tabelle 1 sind Versuchsergebnisse von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie nach herkömmlichen
Verfahren gemäß Fig. 10, 11 erhaltenen Verbindungen für Wellendurchmesser von D\ = 17 mm zusammengestellt.
| Verbindungsverfahren | Bi herkömmi. (Fig. 11) |
C) herkömmi. (Fig. 10) |
|
| Aj Erfindung | 3,5-4,5 t | 4,0-5,0 t | |
| 1) Kraft zum Einsetzen d. Welle |
0-0,1 t | 8-11 t | 3,5-4,5 t |
| 2) Scherbruchkraft in Axial richtung |
13-18 t | 0,03-12 mm | 0,03-0,12 mm |
| 3) Verbiegen der Welle | 0,01-0,03 mm | 8-12 kg-m | 15-20 kg -m |
| 4) Drehkraft d. Ankerkerns | 35-40 kg · m | ||
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem der Anker mit der Welle unter einer Vorspannung verbunden
wird, bleibt nzrzh dem Verbindungsvorgang eine axiale Restkraft im Joch und in den Ankerteilen erhalten, die
bei einem Wellendurchmesser von 17 mm und einem Joch-Außendurchmesser von 42 mm im Bereich von 6 bis
8 t liegt. Demgegenüber sind bei herkömmlichen Verbindungen keine oder nursehr kleine axiale Restkräfte von
0 bis 1,5 t möglich. Durch die dichte Druckanlage der Ankerteileund des Jochs gemäß derErfindung werden die
elektrische Ausgangsleistung erhöht und der magnetische Widerstand sowie das magnetische Rauschen verringert.
F i g. 13 zeigt die Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom und der axialen Restkraft zwischen den Ankerteiien
und dem Joch bei einer elektrischen Maschine gemäß Fig. 1 mit einer Nenndrehzahl von 5000 U/min und
einer Nennstromstärke von 50 A. Bei einer Drehzahl von 1250 U/min und einer Spannung von 14 V betrug der
Ausgangsstrom 21 A. und zwar bei einer Restkraft kleiner ca. 3 t, und stieg auf 24 A, wenn die Restkraft auf mehr
als 6 t erhöhl! wurde. Nur durch Anwendung des neuen Verbindungsverfahrens kann somit der Ausgangsstrom
um 14% für sämtliche Drehzahlbereiche von Brennkraftmaschinen gesteigert werden (vgl. Fig. 14).
Die Beziehung zwischen der Generatordrehzahl und dem magnetischen Rauschen ist in Fig. 15 angegeben.
Die Strichlinie bezeichnet den Rauschpegel bei einer herkömmlichen Verbindung nach Fig. 10, der Spitzenwerte
von 103 dB bei 3300 U/min und bei 7000 U/min erreicht. Bei einem erfindungsgemäß hergestellten Läufer
treten diese Spitzenwerte nicht auf (vgl. Vollinie), weil das magnetische Rauschen umso geringer wird, je
dichter die Ankerteile und das Joch miteinander in Druckkontakt liegen. Bei einem erfindungsgemäß hergestellten
Läufer wird das magnetische Rauschen um ca. 8 dB (8%) ca. 7000 U/min vermindert.
Bei dem Ausluhrungsbeispiel nach Fig. 17 ist an der Welle 4 ein Flansch 16 ausgebildet und das J och 7 sowie die |
Ankerteile 8, 9 werden auf die Läuferwelle 4 aufgeschoben. Danach erfolgt die Beaufschlagung der Ankerteile |
mit der Vorspannung und das Einpressen des Formwerkzeugs in die Slirrlseite 82 des Ankerteils 8, was ein plasti- '
sches Fließen des Ankerwerkstoffs in die Ringnut 13 bewirkt. Dabei werden Verbiegungen der Welle während
des Verbindens vermieden und relativ hohe axiale Restspannungen zwischen den Ankerteilen und dem Joch 5 —
erzeugt, so daß die elektrische. Ausgangsleistung gegenüber herkömmlichen Läufern gesteigert und das magne- |
tische Rauschen vermindert wird.
Rudern Ausführungsbeispiel nach Fig. i8 besteht der Läufer aus zwei Ankerteilen 8,9, die auch das Joch bilden
iiiid mechanisch fest mit der Welle 4 durch das Verfahren gemäß Fig. 6, 7 verbunden sind. Auch in diesem
Fall ist in der Kontaktfläche 85 der Ankerteile 8, 9 eine hohe axiale Restkraft vorhanden, so daß sich sehr gute
elektrische Eigenschaften und vermindertes magnetisches Rauschen ergeben.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 sind die Ankerteile 8, 9 so geformt, daß ihre mittleren Zonen um
einen Betrag δ von 0,1 bis 1,0 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,8 mm, vom Joch 7 beabstandet sind. Durch diese Ausbildung
der Ankerteile 8, 9 kann der Kontaktdruck zwischen den Kontaktflächen 84,94 von Joch und Ankerteilen
nach dem Verbinden weiter erhöht werden, und zwar insbesondere dann, wenn die Ankerteile 8, 9 aus einem
Werkstoff mit niedrigem Formänderungswiderstand bestehen. Die Ankerteile 8, 9 aus kohlenstoffarmem Stahl
können geglüht werden, um ihren Formänderungswiderstand zu vermindern und um die magnetischen Eigenschaften
zu verbessern. Wenn diese Ankerteile vordem Verbinden mit einer Vorspannung beaufschlagt werden,
verformen sich ihre bis dahin nicht am Joch 7 anliegenden Zonen, so daß eine hinreichende Kraft zwischen den
Ankerteilen 8, 9 und dem Joch ausgeübt wird.
Gemäß Fig. 20 kann das Joch 7 auch um den Betrag δ ausgespart sein, so daß zwischen den Ankerteilen und
dem Joch ein entsprechender Abstand vorhanden ist. Die Stirnflächen des Jochs 7 gemäß Fig. 20 bzw. der
Ankerteile 8,9 gemäß Fig. 19 sind konische Ringflächen, die auch sowohl am Joch als auch an den Ankerteilen
ausgebildet sein können. Ferner können auch dies Kontaktflächen 85 der beiden Ankerteile gemäß Fig. 18
schräg verlaufen.
Der Läufer kann auch aus Ankerteilen und einem Joch von anderer Form zusammengebaut werden. Die stirnseitigen
Bereiche der Ankerteile sollten jedoch aus einem Werkstoff von bestimmten Formänderungswiderstand
bestehen, da sonst beim Verbinden unter Beaufschlagung mit der Vorspannung keine ausreichende Wirkung
erzielt werden kann.
30
Hierzu 11 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Läufer für elektrische Maschinen, insbesondere für Wechselstromgeneratoren an Kraftfahrzeugen, mit
einem axial geteilten Ankerund mit einer im Anker befestigten Läuferwelle, die in den Endbereichen ihres
Befestigungsabschnittes je eine Ringnut aufweist, in die der Ankerwerkstoff durch Kaltverformung unter
Ausbildung einer Ringkerbe an den Anker-Stirnflächen eingepreßt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die 0,1-1,0 mm tiefen Ringnuten (13, 14) zur Ankerachse gegensinnig geneigte Seitenwände und in ihrem Nutgrund Rändelungen (15,16) von 0,1-1,0 mm Höhe aufweisen, deren Flankenwinkel a2 im Bereich von 25 bis 70° liegen,
daß die 0,1-1,0 mm tiefen Ringnuten (13, 14) zur Ankerachse gegensinnig geneigte Seitenwände und in ihrem Nutgrund Rändelungen (15,16) von 0,1-1,0 mm Höhe aufweisen, deren Flankenwinkel a2 im Bereich von 25 bis 70° liegen,
daß zur praktisch vollständigen Füllung der Ringnuten (13,14) mit Ankerwerkstoff das Verhältnis zwischen
dem axialen Abstand s vom Grund der Ringkerbe (19) bis zur Endkante der angrenzenden Wand der Ringnut
(13) und dem radialen Abstand b vom Wellenumfang bis zum Ende der Ringkerbe (19) 0 bis 3/4
beträgt und
daß die Ankerteile (7,8,9) beim Verbindungsvorgang mit einer im Bereich des Formänderungswiderstandes des Ankermaterials liegenden Axialkraft zusammengenreßt sind, die im Anker eine bleibende axiale Restspannung erzeugt.
daß die Ankerteile (7,8,9) beim Verbindungsvorgang mit einer im Bereich des Formänderungswiderstandes des Ankermaterials liegenden Axialkraft zusammengenreßt sind, die im Anker eine bleibende axiale Restspannung erzeugt.
2. Läufer nach Anspruch 1, dessen Anker aus zwei äußeren Ankerteilen mit axial ineinandergreifenden
Zähnen und aus einem mittleren Joch gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Anlagefläche
(84, 94) zwischen dem Joch (7) und den Ankerteilen (8, 9) eine nach radial innen gerichtete Konusfläche
ist.
3. Verfahren zum Herstellen eines Läufers für elektrische Maschinen,
bei dem in den Endbereichen des Befestigungsabschnitts der Läuferwelle Ringnuten eingearbeitet
werden.
bei dem anschließend die Ankerteile auf den Befestigungsabschnitt der Läuferwelle axial aufgeschoben werden
und
bei dem die den Ringnuten benachbarten Bereiche der Ankerteile durch äußere Axialkräfte unter Ausbildung
von Ringkerben an den äußeren Stirnseiten plastisch verformt werden, wobei der Ankerwerkstoff in die
Ringnuten einfließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund der Ringnuten gerändelt und ihre Seitenwände
zur Ankerachse gegensinnig geneigt ausgeführt werden und daß die auf der Läuferwelle aufgeschobenen
Ankerteile vor und während des Umformvorganges bis in den Bereich ihres Formänderungswiderstandes
axial vorgespannt werden.
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| JPS58130756A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-08-04 | Hitachi Ltd | 交流発電機の回転子の製造方法 |
| DE3245400A1 (de) * | 1982-12-08 | 1984-06-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Permanenterregter generator fuer fahrzeuge |
| JPS60171046U (ja) * | 1984-04-18 | 1985-11-13 | 三菱電機株式会社 | 充電発電機用回転子 |
| JPH0646018B2 (ja) * | 1985-01-23 | 1994-06-15 | 株式会社日立製作所 | 燃料微粒化装置 |
| US4835840A (en) * | 1986-06-16 | 1989-06-06 | General Electric Company | Method of making an improved disc rotor assembly |
| JP2515758B2 (ja) * | 1986-10-29 | 1996-07-10 | 株式会社日立製作所 | 電磁式燃料噴射弁装置の製造方法 |
| JP2671402B2 (ja) * | 1988-07-13 | 1997-10-29 | 松下電器産業株式会社 | 回転電機のロータ |
| US5625511A (en) * | 1995-01-11 | 1997-04-29 | International Business Machines Corporation | Stepped spindle motor shaft to reduce disk drive acoustic noise |
| US5848461A (en) * | 1996-05-28 | 1998-12-15 | Ford Motor Company | Electrical machine having a rotor with an improved rotor stop |
| US5831368A (en) * | 1997-03-17 | 1998-11-03 | Ford Motor Company | Rotor shaft retention for an electrical machine |
| CA2300270C (en) * | 1998-06-10 | 2008-05-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of assembling separable transformer |
| US6172441B1 (en) | 1999-06-28 | 2001-01-09 | Visteon Global Technologies, Inc. | Rotor assembly |
| DE10045222A1 (de) * | 2000-09-13 | 2002-04-04 | Bosch Gmbh Robert | Anker für eine elektrische Maschine |
| RU2172052C1 (ru) * | 2000-12-15 | 2001-08-10 | ООО "КД-Электро" | Способ запрессовки вала в пакет листов ротора электрической машины |
| RU2171540C1 (ru) * | 2000-12-15 | 2001-07-27 | ООО "КД-Электро" | Асинхронный двигатель |
| JP4856940B2 (ja) * | 2005-12-09 | 2012-01-18 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 回転電機およびその製造方法 |
| US7958621B2 (en) * | 2006-06-23 | 2011-06-14 | Denso Corporation | Method of manufacturing a rotor for a rotating electrical machine |
| FR2905806B1 (fr) * | 2006-09-13 | 2008-12-26 | Valeo Equip Electr Moteur | Arbre de rotor a griffes, rotor a griffes equipe d'un tel arbre et machine electrique tournante equipee d'un tel rotor |
| FR2921124B1 (fr) * | 2007-09-18 | 2014-11-21 | Valeo Equip Electr Moteur | Arbre de sortie d'un dispositif de demarrage |
| JP4577386B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2010-11-10 | 株式会社デンソー | 回転電機の回転子とその製造方法 |
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| DE102010039008A1 (de) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Hirschvogel Umformtechnik Gmbh | Rotor und Herstellungsverfahren hierzu |
| JP5382033B2 (ja) * | 2011-03-01 | 2014-01-08 | 株式会社デンソー | 回転電機の固定子鉄心の製造方法および回転電機の固定子鉄心 |
| DE102012102406A1 (de) * | 2012-03-21 | 2013-09-26 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg | Elektromotor mit Gehäusekühlung |
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Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
| US1067362A (en) * | 1912-10-30 | 1913-07-15 | Reuben Miller Jr | Method of securing a saw-blade clamp to a saw-frame. |
| DE740777C (de) * | 1941-06-20 | 1943-10-28 | Westfaelische Metall Ind Ag Li | Befestigungsvorrichtung fuer den umlaufenden Dauermagneten von magnetelektrischen Kleinmaschine auf der Welle |
| US2517598A (en) * | 1943-01-18 | 1950-08-08 | Rehnberg Jacobson Mfg Co Inc | Shell-banding machine |
| US3000420A (en) * | 1958-03-14 | 1961-09-19 | Spokes Albert | Nut with recesses to receive metal of the workpiece |
| FR1307492A (fr) * | 1961-12-04 | 1962-10-26 | Bendix Corp | Générateur électrique |
| US3355801A (en) * | 1962-11-21 | 1967-12-05 | Gen Motors Corp | Connecting rotor coil leads to slip rings by using tubular, rotor containing terminals |
| US3650022A (en) * | 1969-12-12 | 1972-03-21 | Singer Co | Method of assembling the rotor pad shaft of a dynamoelectric machine |
| DD102872A1 (de) * | 1973-03-27 | 1973-12-20 |
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