ITMI951832A1

ITMI951832A1 - ASSEMBLY AND ROTOR PROCEDURE OF AN ELECTRIC MOTOR

Info

Publication number: ITMI951832A1
Application number: IT95MI001832A
Authority: IT
Inventors: Hubert Ochs
Original assignee: Atlas Copco Elektrowerkzeuge
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1997-03-02
Also published as: IT1277517B1; CH690151A5; ITMI951832A0; NL1000764C1; DE4432356A1

Abstract

Con un procedimento per il montaggio isolante elettricamente di un albero (1) dell'indotto nell'apertura (12) di un pacco di lamierini (5) per indotti di un rotore di un motore elettrico dev'essere possibile produrre in modo economicamente conveniente un collegamento isolante fisso, meccanicamente. Per questo si inserisce un tubo (4) costituito da un materiale deformabile, isolante elettricamente nell'apertura (12) del pacco di lamierini (5) per indotti. Quindi l'albero (1) dell'indotto viene forzato nel tubo (4), per cui il tubo (4) viene allargato ed entra a zone, in rientranze (13) dell'apertura (12).With a method for electrically insulating assembly of a shaft (1) of the armature into the opening (12) of a pack of laminations (5) for armatures of a rotor of an electric motor, it must be possible to produce a cost-effectively fixed insulating connection, mechanically. For this, a tube (4) consisting of a deformable material, electrically insulating in the opening (12) of the pack of laminations (5) for armatures is inserted. Then the armature shaft (1) is forced into the tube (4), whereby the tube (4) is enlarged and enters zones, in recesses (13) of the opening (12).

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L'invenzione riguarda un procedimento per il montaggio isolante elettricamente di un albero dell'indotto nell’apertura di un pacco di lamierini per indotti di un rotore di un motore elettrico. The invention relates to a method for electrically insulating assembly of an armature shaft in the opening of a pack of laminations for armatures of a rotor of an electric motor.

Nella DE 4004 812 C2 è descritto un procedimento, in cui su un materiale in barre dell'albero dell'indotto viene applicata una rete a forma di tubo flessibile, che viene impregnata con resina artificiale. Il rivestimento o mantello isolante così realizzato forma un isolamento elettrico tra l'albero dell'indotto e il pacco di lamierini per indotti. Non sono descritte particolarità del collegamento tra il rivestimento isolante e il pacco di lamierini per indotti. In DE 4004 812 C2, a method is described in which a hose-like mesh is applied to a rod material of the armature shaft, which is impregnated with artificial resin. The insulating jacket or jacket thus produced forms an electrical insulation between the armature shaft and the pack of laminations for armatures. No particularities of the connection between the insulating coating and the armature lamination pack are described.

E' anche noto il fatto di iniettare un duromero isolante elettricamente ed indurente tra il pacco di lamierini per indotti e l'albero dell'indotto. Per questo sono necessari utensili per iniezione e macchine speciali. Nel caso di questo procedimento si ha un dispendio considerevole per l'equilibratura, poiché si generano oscillazioni radiali notevoli. Inoltre si verificano anche facilmente fessure nel materiale isolante, cosicché la prova di isolamento dev'essere eseguita molto accuratamente e sono prevedibili scarti notevoli. Questo procedimento è quindi complessivamente costoso. It is also known to inject an electrically insulating and hardening duromer between the pack of laminations for armatures and the armature shaft. For this you need special injection tools and machines. In the case of this procedure there is a considerable effort for balancing, since considerable radial oscillations are generated. In addition, cracks in the insulation material also easily occur, so that the insulation test must be carried out very carefully and large deviations are to be expected. This procedure is therefore expensive overall.

E' stato anche proposto di inserire a forza un corpo isolante tubolare in un foro liscio cilindrico del pacco di lamierini per indotti. In tal caso sono ammessibili solo sostamenti dimensionali (tolleranza) estremamente piccoli, poiché in caso di scarsa pressione non si forma un collegamento sufficientemente fisso tra il corpo isolante e il pacco di lamierini per indotti e in caso di pressione troppo alta il corpo isolante viene compresso durante l'inserimento a forza. Inoltre l'albero dell'indotto dev'essere intagliato o zigrinato per essere accoppiato in modo sufficientemente fisso nel corpo isolante. L'esecuzione di intagli o zigrinature aumenta nettamente il costo di fabbricazione. It has also been proposed to forcefully insert a tubular insulating body into a smooth cylindrical hole of the pack of laminations for armatures. In this case, only extremely small dimensional changes (tolerance) are permissible, since in the case of low pressure, a sufficiently fixed connection is not formed between the insulating body and the armature lamination pack and in the case of too high pressure the insulating body is compressed during force insertion. Furthermore, the armature shaft must be notched or knurled to be coupled in a sufficiently fixed manner in the insulating body. The execution of notches or knurls significantly increases the manufacturing cost.

Il compito dell'invenzione è quello di proporre un procedimento, tramite il quale si possa fabbricare ad un costo favorevole un collegamento isolante in modo sicuro e fisso meccanicamente tra l'albero dell'indotto e il pacco di lamierini per indotti. Un altro compito è quello di indicare un rotore così montato. The object of the invention is to propose a method by which an insulating connection can be manufactured at a favorable cost in a secure and mechanically fixed manner between the armature shaft and the pack of laminations for armatures. Another task is to indicate such a mounted rotor.

Secondo l'invenzione il procedimento si distingue per il fatto che nell'apertura del pacco di lamierini per indotti viene inserito un materiale deformabile, isolante elettricamente, che quindi l'albero dell'indotto venga forzato nel tubo, per cui il tubo viene allargato e la sua circonferenza esterna entra a zone in rientranze del contorno interno dell'apertura. According to the invention, the method is distinguished by the fact that a deformable, electrically insulating material is inserted into the opening of the pack of laminations for armatures, so that the armature shaft is forced into the tube, so that the tube is widened and its outer circumference enters zones in indentations of the inner contour of the opening.

In questo modo è possibile fabbricare in modo semplice ed economicamente favorevole un rotore, il cui albero dell'indotto è isolato elettricamente in maniera sicura rispetto al pacco di lamierini per indotti. I-noltre è garantito che l'albero dell'indotto è collegato in modo fisso con il pacco di lamierini per indotti tramite il tubo. Le forze generate, quali momento torcente dell’azionamento o momento di reazione della presa di moto, spinta assiale, forze di supporto nonché vibrazioni di rotazione e di flessione, vengono assorbite senza danni. Non sussistono particolari esigenze di tolleranza tra tubo e apertura, poiché il tubo si deforma fino a entrare nelle rientranze durante il procedimento di montaggio. L'albero dell'indotto non deve presentare tacche o zigrinature e perciò può essere fabbricato a un prezzo conveniente. In this way it is possible to manufacture in a simple and economically favorable way a rotor, the armature shaft of which is electrically insulated in a safe manner with respect to the pack of laminations for armatures. Furthermore, it is ensured that the armature shaft is fixedly connected to the armature lamination pack via the tube. The forces generated, such as the torque of the drive or the reaction moment of the power take-off, axial thrust, support forces as well as rotational and bending vibrations, are absorbed without damage. There are no particular tolerance requirements between the tube and the opening, since the tube is deformed until it enters the recesses during the assembly process. The armature shaft must not have notches or knurls and therefore can be manufactured at an affordable price.

Il rotore secondo l'invenzione è caratterizzato dal fatto che sull'albero dell'indotto è applicato ad accoppiamento di forza un tubo costituito da materiale isolante elettricamente e che il tubo con il suo contorno esterno s'impegna ad accoppiamento di forma, a zone, in rientranze dell'apertura del pacco di lamierini per indotti. The rotor according to the invention is characterized by the fact that a tube made of electrically insulating material is force-coupled to the armature shaft and that the tube with its outer contour engages in a form coupling, in zones, in recesses of the opening of the pack of laminations for armatures.

Un altro vantaggio consiste nel fatto che in caso di sovraccarico del momento torcente dell'indotto a causa del collegamento ad accoppiamento di forma, non si verifica alcuno scorrimento tra il pacco di lamierini per indotti ed il tubo, che potrebbe causare uno strappo del filo metallico sull'avvolgimento del pacco di lamierini per indotti. Uno scorrimento, nel caso di un sovraccarico del momento torcente a causa del collegamento ad accoppiamento di forza, si verifica al massimo tra il tubo e l'albero dell'indotto. Pertanto nel rotore è integrata la funzione di un giunto a frizione di sicurezza. Another advantage is that in the event of an overload of the armature torque due to the form-fit connection, there is no sliding between the armature lamination pack and the tube, which could cause the wire to tear. on the winding of the lamination pack for armatures. A slip occurs between the tube and the armature shaft at most in the event of a torque overload due to the force-fit connection. Therefore the function of a safety sliding clutch is integrated in the rotor.

Ulteriori realizzazioni vantaggiose dell'invenzione risultano dalle sottorivendicazioni e dalla seguente descrizione di esempi di realizzazione. Nel disegno: Further advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims and from the following description of exemplary embodiments. In the drawing:

la figura 1 mostra un rotore di un motore elettrico, figure 1 shows a rotor of an electric motor,

la figura 2 mostra un lamierino per indotti senza albero dell'indotto, ingrandito rispetto alla figura 1, Figure 2 shows an armature plate without armature shaft, enlarged with respect to Figure 1,

le figure da 3 a 5 mostrano le fasi essenziali del procedimento, la figura 6 mostra il lamierino per indotti con tubo ed albero dell'indotto nella sezione lungo la linea VI-VI secondo la figura 4, ingrandito, e Figures 3 to 5 show the essential steps of the process, Figure 6 shows the armature lamination with tube and armature shaft in the section along the line VI-VI according to Figure 4, enlarged, and

la figura 7 mostra un altro esempio di realizzazione. figure 7 shows another embodiment example.

Un rotore presenta un albero (1) dell'indotto. Su questo sono realizzati da un lato un pignone (2) e dall'altro due punti di supporto (3a, 3b). Tra il pignone (2) e il punto di supporto (3a) l'albero (1) dell'indotto è rettificato a forma di cilindro liscio. Sull'albero (1) dell'indotto si trova un tubo (4) costituito da un materiale deformabile ed isolante elettricamente. Sul tubo (4) è fissato un pacco di lamierini (5) per indotti costituito da una pluralità di lamierini (6) per indotti. Il pacco di lamierini (5) per indotti porta in modo usuale un avvolgimento (7), che è collegato elettricamente ad un collettore (8). Dal lato del collettore è prevista una prima bussola (9). Dal lato del pignone è prevista una seconda bussola (10), che porta una ruota (11) di un ventilatore. A rotor has an armature shaft (1). A pinion (2) is formed on one side and two support points (3a, 3b) on the other. Between the pinion (2) and the support point (3a) the shaft (1) of the armature is ground in the form of a smooth cylinder. On the shaft (1) of the armature there is a tube (4) made of a deformable and electrically insulating material. Fixed to the tube (4) is a pack of laminations (5) for armatures consisting of a plurality of laminations (6) for armatures. The pack of laminations (5) for armatures usually carries a winding (7), which is electrically connected to a collector (8). A first bush (9) is provided on the collector side. On the pinion side a second bush (10) is provided, which carries a wheel (11) of a fan.

Nel caso dell'esempio di realizzazione secondo la figura 1 il tubo (4) è così lungo che il collettore (8), la prima bussola (9) e la seconda bussola (10) si trovano sul tubo (4). Nel caso dell'esempio di realizzazione secondo la figura 7 il tubo (4) è invece più corto, e le bussole (9, 10) e il collettore (8) sono fissati sull'albero (1) dell'indotto. In the case of the embodiment example according to Figure 1, the tube (4) is so long that the manifold (8), the first bush (9) and the second bush (10) are located on the tube (4). In the case of the embodiment example according to Figure 7, the tube (4) is instead shorter, and the bushes (9, 10) and the manifold (8) are fixed on the shaft (1) of the armature.

Il pacco di lamierini (5) per indotti presenta un'apertura (12), sul cui contorno interno è realizzata una pluralità di rientranze (13). The pack of laminations (5) for armatures has an opening (12), on the inner contour of which a plurality of recesses (13) are formed.

Il montaggio avviene circa come segue: The assembly takes place approximately as follows:

In un primo processo di stampaggio il tubo (4) cilindrico liscio internamente ed esternamente, portato alla giusta lunghezza, viene inserito nell'apertura (12) del pacco di lamierini (5) per indotti (cfr. la figura 3). Dopo di che il tubo (4) non risulta ancora fissato con la sua resistenza o stabilità definitiva nel pacco di lamierini (5) per indotti. In a first molding process, the internally and externally smooth cylindrical tube (4), brought to the right length, is inserted into the opening (12) of the pack of laminations (5) for armatures (see Figure 3). After which the tube (4) is not yet fixed with its final strength or stability in the pack of laminations (5) by armatures.

Quindi in un secondo processo di stampaggio l'albero (1) predisposto dell'indotto viene forzato nel tubo (4). Il diametro interno del tubo (4), fintantoché l'albero (1) dell'indotto non è ancora forzato in esso, è inferiore al diametro dell'albero (1) dell'indotto. In virtù dell'inserimento a forza dell'albero (1) dell'indotto il tubo (4) si allarga. In tal caso nelle zone interessate esso entra nelle rientranze (13) del pacco di lamierini (5) per indotti. Il pacco di lamierini (5) per indotti è collegato in questo modo ad accoppiamento di forma con il tubo (4). Il tubo (4) si è fissato ad accoppiamento di forza sull'albero (1) dell'indotto (cfr. figura 4 e figura 6). Then in a second molding process the shaft (1) prepared for the armature is forced into the tube (4). The internal diameter of the tube (4), as long as the shaft (1) of the armature is not yet forced into it, is smaller than the diameter of the shaft (1) of the armature. By virtue of the insertion by force of the shaft (1) of the armature, the tube (4) widens. In this case, in the areas concerned, it enters the recesses (13) of the pack of laminations (5) by armatures. The pack of laminations (5) for armatures is connected in this way in a form fit with the tube (4). The tube (4) is tightly coupled to the armature shaft (1) (see figure 4 and figure 6).

Quindi le bussole (9, 10) vengono forzate sul tubo (4) (cfr. figura 5). Infine l'avvolgimento (7) viene fissato sul pacco di lamierini (5) e il collettore (8) viene applicato sopra e collegato in modo elettricamente conduttivo, ad esempio saldato, con l'avvolgimento (7). Then the sleeves (9, 10) are forced onto the tube (4) (see figure 5). Finally, the winding (7) is fixed on the pack of laminations (5) and the collector (8) is applied above and connected in an electrically conductive way, for example welded, with the winding (7).

In caso di sovraccarico del momento torcente, nel funzionamento non c'è da temere una rottura del filo metallico d'avvolgimento tra l'avvolgimento (7) e il collettore (8), poiché sia il pacco di lamierini (5) per indotti che il collettore (8) sono fissati sul tubo (4) in modo tale che non possa verificarsi un movimento relativo tra di loro. Uno scorrimento si può verificare tutt'al più tra l'albero (1) dell'indotto e il tubo (4). In the event of an overload of the torque, during operation there is no fear of a break in the winding wire between the winding (7) and the collector (8), since both the pack of laminations (5) for armatures and the manifold (8) are fixed on the tube (4) in such a way that relative movement between them cannot occur. At most, a slip can occur between the shaft (1) of the armature and the tube (4).

Ciò vale senza restrizioni per l’esempio di realizzazione secondo la figura 1. This applies without restrictions to the example of implementation according to Figure 1.

L'esempio di realizzazione secondo la figura 7 ha il vantaggio che il tubo (4) è più corto rispetto all’esempio di realizzazione secondo la figura 1. In tal modo l'installazione è più vantaggiosa economicamente. The embodiment example according to figure 7 has the advantage that the tube (4) is shorter than the embodiment example according to figure 1. In this way the installation is more economically advantageous.

Claims

CLAIMS 1. Method for electrically insulating assembly of an armature shaft in the opening of a lamination pack for armatures of an electric motor rotor, characterized in that in the opening (12) of the lamination pack (5) for armature a tube (A) of a deformable material, electrically insulating is inserted, which then the shaft (1) of the armature is forced into the tube (A), so that the tube (A) is widened and its outer circumference enters in areas in recesses (13) of the inner contour of the opening (12).

Method according to claim 1, characterized in that a collector (8) is forced onto the tube (A).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that bushes (9, 10) are forced onto the tube (4).

4. Rotor of an electric motor with a pack of laminations for armatures and an armature shaft electrically insulated with respect to it, characterized in that a tube (4 ) of electrically insulating material and that the tube (A) with its outer circumference engages in a form coupling, in zones, in recesses (13) of the opening (12) of the pack of laminations (5) for armatures.

5. Rotor according to claim A, characterized in that the shaft (1) of the armature in the tube (4) is smooth and cylindrical.

Rotor according to Claim A or Claim 5, characterized in that bushings (9, 10) and the collector (8) are located on the tube (A) near the pack of laminations (5) for armatures.

Rotor according to one of the preceding claims 4, 5, characterized in that the bushes (9, 10) and the collector (8) are arranged close to the tube (4) on the armature shaft (1).