DE3615230C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Ankers für einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen eines Ankers für einen Elektromotor wird die Motorwelle im Bereich ihrer Umfangsfläche - und zwar in Längsrichtung verlaufend - mit mehreren Vorsprüngen versehen. Diese können beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß man Einkerbungen vornimmt, wobei das neben den Kerben liegende Material nach außen gedrängt wird und die Vorsprünge bildet. Eine derartige mit Vorsprüngen versehene Welle wird dann in die glatte Bohrung der Ankerbleche mit hohem Druck eingedrückt. Bei diesem Arbeitsgang werden die Vorsprünge durch die glatten Begrenzungswandungen der Ankerbleche nach und nach abgeschabt, so daß die letzten Bohrungen der Ankerbleche und auch der Isolierstern kaum noch Haftung auf der Motorwelle haben. Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß die Ankernuten der Ankerbleche nicht mehr miteinander fluchten, und es ergeben sich ferner Schwierigkeiten bei der Ankernutisolierung. Ferner stellt sich bei dem bisherigen Verfahren zum Herstellen eines Ankers für einen Elektromotor der Nachteil ein, daß durch die ständige Abstimmung zwischen der Höhe der Vorsprünge und der Ankerblechbohrung und der Materialhärte der Bleche die Lagerstellen auf der Motorwelle teilweise so beschädigt werden, daß es beim bestimmungsgemäßen Gebrauch solcher Anker Lagerfresser gibt.

Durch die DD-PS 1 17 304 ist eine Läuferwelle für elektrische Maschinen bekanntgeworden, auf der das Läuferblechpaket ohne Verwendung einer Paßfeder befestigt ist. Diese bekannte Läuferwelle ist mit Verankerungsflächen und mit Führungsflächen versehen, derart, daß die Verankerungsflächen und die Führungsflächen in Umfangsrichtung abwechselnd aufeinanderfolgen. Dabei sind die Verankerungsflächen durch in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Vertiefungen und Erhebungen gebildet, während die Führungsflächen Teile von Zylinderflächen sind.

Ferner ist durch die DE-OS 20 62 419 ein Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Andrehmotor von Brennkraftmaschinen bekanntgeworden. Der zur Aufnahme des Blechpakets bestimmte Abschnitt der Rotorwelle ist mit einer Rändelung versehen, die in die Bohrung des vorgefertigten Blechpaketes eingepreßt wird. Der das Blechpaket aufnehmende Wellenabschnitt der Welle dieses bekannten Rotors trägt ein entlang seines Umfangs aufgeworfenes Profil, das aus dem zuvor glatten Wellenabschnitt mit gleichem oder kleinerem Durchmesser als der Durchmesser der zur Aufnahme eines steilen Gewindes bestimmten Wellenzone herausgedrückt ist und dessen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Steilgewindes ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Ankers für einen Elektromotor der eingangs näher gekennzeichneten Art weiter zu verbessern und dabei insbesondere die angeführten Nachteile bekannter Herstellungsverfahren für Anker zu beseitigen. Insbesondere soll erreicht werden, daß der Ausschuß bei der Herstellung von Ankern für Elektromotoren reduziert wird. Die Paketiermethoden sollen verbessert und damit die Kosten gesenkt werden. Und vor allem soll das erfindungsgemäße Verfahren die Voraussetzungen für eine automatische Fertigung der Anker verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Ankers für einen Elektromotor hat gegenüber dem Bekannten erhebliche Vorteile. Zwar wird nach wie vor die Motorwelle auf ihrer Umfangsfläche in Längsrichtung liegend mit wenigstens einem Vorsprung versehen, jedoch wird dem Ankerblech nicht - wie bisher - eine mittlere glatte, also im Durchmesser kreisförmige Bohrung zugeordnet sondern in den Begrenzungsrändern des Durchbruches wird wenigstens eine Aussparung vorgesehen. Bei dieser Ausbildung kann die mit wenigstens einem Vorsprung versehene Motorwelle im Schiebesitz in das gekrampte Ankerpaket positioniert und dann in dem Ankerpaket gedreht werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere durch den letzten Verfahrensschritt, nämlich die Winkeldrehung, wird erreicht, daß sowohl das erste als auch das letzte Ankerblech gleiches Material zum Verdrängen haben. Daher wird im Gegensatz zu den nach den alten Verfahren hergestellten Ankern dafür gesorgt, daß alle Bleche und auch der Isolierstern - wie gewollt - fest auf der Motorwelle sitzen. Durch den benutzten Schiebesitz, mit dem die Motorwelle und das Ankerpaket ineinandergeschachtelt werden, bleiben die Lagerstellen unbeschädigt und es sind damit auch Lagerfresser ausgeschlossen. Durchgeführte Versuche haben ergeben, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für die automatische Fertigung bei der Herstellung eines Ankers für einen Elektromotor eignet.

Vorteilhaft ist es, wenn die Winkelbewegung zwischen der Motorwelle und dem Ankerpaket etwa 20° beträgt. Dieser verhältnismäßig kleine Winkelbetrag genügt, um - wie gewollt - eine außerordentlich feste Verbindung zwischen dem Ankerpaket und der Motorwelle zu erzielen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Anker für einen Elektromotor benutzt, bei dem jedes Ankerblech des Ankerpaketes einen mittleren Durchbruch aufweist, dessen Begrenzungsrand wenigstens eine Aussparung hat, wobei die Abmessungen dieses Durchbruches etwas größer gehalten sind als der Durchmesser der mit wenigstens einem Vorsprung versehenen Motorwelle. Auf diese Weise ist ein leichtes Einschieben der Motorwelle in die zu einem Ankerpaket zusammengefaßten Ankerbleche möglich.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Motorwelle neben dem Vorsprung liegend, und zwar parallel dazu verlaufend, eine Kerbe auf. Diese Kerbe kann dazu benutzt werden, um Material aus der vollwandigen Motorwelle herauszupressen und es zur Bildung eines Vorsprunges zu benutzen.

Dabei empfiehlt es sich, den Vorsprung der Motorwelle im Querschnitt gesehen etwa als spitzwinkliges Dreieck zu gestalten, wobei die Spitze dieses Dreiecks nach außen zeigt. Eine solche Ausbildung macht sich bei der abschließenden Drehbewegung zwischen Motorwelle und Ankerpaket durch eine feste Verbindung zwischen den beiden genannten Teilen vorteilhaft bemerkbar.

Es empfiehlt sich, die Aussparung in dem Begrenzungsrand des Durchbruches des Ankerbleches jeweils einen steilen Führungsbereich und einen etwa geradlinig verlaufenden Befestigungsbereich aufweisen zu lassen. Die Führungsbereiche der zu einem Paket zusammengesetzten Ankerbleche lassen ein leichtes Einschieben der Motorwelle in das Ankerpaket zu, während der geradlinig verlaufende Befestigungsbereich zur Herstellung der festen Verbindung zwischen dem Ankerpaket und der Motorwelle herangezogen wird, und zwar dadurch, daß sich beim Drehen der beiden Teile gegeneinander die Spitzen des Vorsprunges der Motorwelle in diesen Bereich einfressen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden vier untereinander gleich gestaltete und über die Umfangsfläche der Motorwelle verteilt angeordnete Vorsprünge benutzt, denen eine entsprechende Anzahl von angepaßten Aussparungen der Begrenzungsränder der Durchbrüche der Ankerbleche zugeordnet ist.

Aus herstellungstechnischen Gründen ist es zweckmäßig, wenn die Vorsprünge der Motorwelle dieser unmittelbar angeformt sind, d.h. Motorwelle und Vorsprünge sind vorzugsweise einstückig gehalten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Vorsprünge für sich herzustellen, um sie dann in einem besonderen Arbeitsgang mit der Umfangsfläche der Motorwelle zu verbinden, und zwar derart, daß der aufgebrachte Vorsprung in Längsrichtung der Motorwelle verläuft. Daneben ergibt sich aber auch die Möglichkeit, die Vorsprünge auf der Umfangsfläche der Motorwelle durch Aufbringen von Material herzustellen.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dar­ gestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung eine Motorwelle, auf deren Umfangsfläche ein Ankerpaket angeordnet ist, teilweise weg­ geschnitten,

Fig. 2 in Seitenansicht eine Motorwelle gemäß der Fig. 1 der Zeichnung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Motorwelle nach der Fig. 2 der Zeichnung entlang der Linie III-III im vergrößerten Maßstab,

Fig. 4 in Seitenansicht eines der Ankerbleche, aus dem das Anker­ paket gemäß der Fig. 1 der Zeichnung gebildet ist, und

Fig. 5 den mittleren Bereich des Ankerbleches gemäß der Fig. 4 im vergrößerten Maßstab, teilweise weggebrochen.

Es sei zunächst erwähnt, daß in den Figuren der Zeichnung nur diejenigen Teile eines Ankers eines Elektromotors dargestellt sind, die für die Erfindung von Bedeutung sind. So sind beispielsweise alle dem Anker zuzuordnenden Teile, wie Isolation, Wicklung und dergl. ebenso wegge­ lassen wie die mit dem Anker zusammenwirkenden anderen Teile eines Elektromotors. Im übrigen können alle in den Zeichnungen nicht darge­ stellten Teile eine bekannte Ausbildung erhalten und in ebenfalls be­ kannter Weise miteinander vereinigt werden.

Der dem Ausführungsbeispiel zugrunde gelegte Anker ist generell mit 10 bezeichnet. Zu ihm gehört ein Ankerpaket 11, das aus einer Vielzahl von Ankerblechen 12 zusammengesetzt ist, wobei diese durch bekannte Verbindungsmittel zu einer Einheit zusammengefaßt werden können. Die dazu zu benutzenden Verbindungsmittel und die Verbindungsverfahren sind grundsätzlich bekannt, so daß auf die Angabe von Einzelheiten verzichtet wird.

Die Motorwelle ist mit 14 bezeichnet. Sie hat die aus der Fig. 2 der Zeichnung ersichtliche Ausführungsform. Dabei ist ihre Längsmittellinie mit 15 angegeben. Parallel zur Längsmittellinie 15 sind auf der Umfangsflä­ che der Motorwelle 14 insgesamt vier Vorsprünge 16 angedeutet, die im mittleren Bereich der Umfangsfläche 17 der Motorwelle 14 liegen, wie dies die Fig. 2 deutlich erkennen läßt. Im gewählten Ausführungsbeispiel ist jeder der Vorsprünge 16 im Querschnitt gesehen als spitzwinkliges Dreieck ausgebildet, wobei die Spitze dieses Dreiecks mit 18 bezeichnet ist und nach außen weist. Neben dem Vorsprung 16 ist im gewählten Ausfüh­ rungsbeispiel jeweils eine Kerbe 19 angebracht. Durch Bildung einer solchen Kerbe 19 in der Umfangsfläche 17 der Motorwelle 14 kann der Vorsprung 16 gebildet werden.

Nach dem Ausführungsbeispiel ist der Motorwelle 14 ein Ankerpaket 11 zu­ geordnet, das aus einer Vielzahl von Ankerblechen 12 zusammengesetzt ist. Eines dieser Ankerbleche ist in der Fig. 4 der Zeichnung wiedergegeben. Daraus ergibt sich, daß dieses Ankerblech 12 im Querschnitt gesehen kreis­ förmig gestaltet ist, wobei jedoch die Umfangsfläche eines Kreises in be­ kannter Weise regelmäßig unterbrochen ist, um Ankernuten 20 zu bilden. Die Ankernuten 20 und die damit zusammenwirkenden Wandungen des Anker­ blechs 12 können eine an sich bekannte Ausbildung haben. Im gewählten Aus­ führungsbeispiel hat jeder zwischen zwei Ankernuten 20 liegende Wan­ dungsteil die Form eines T′s mit einer gekrümmten Außenfläche.

Jedes Ankerblech 12 hat einen mittleren Durchbruch 21, dessen genaue Ausbildung am besten aus der Fig. 5 der Zeichnung ersichtlich ist. Daraus ergibt sich, daß in den Begrenzungsrändern 22 des Durchbruches 21 Aussparungen 23 gebildet sind. Im gewählten Ausführungsbeispiel sind jedem Durchbruch 21 insgesamt vier Aussparungen 23 zugeordnet, die un­ tereinander gleichgestaltet sind und die im Begrenzungsrand 22 verteilt liegen. Jede der Aussparungen 23 hat einen steilen Bereich 24, der der Führung beim Einschieben der Motorwelle dient sowie einen fast geradli­ nig verlaufenden Befestigungsbereich 25, der dazu dient, mit der Spitze 18 der Vorsprünge 16 jeweils zusammenzuwirken, um die gewollte feste Verbindung zwischen Motorwelle 14 und Ankerpaket 11 zu erzielen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Ankern für Elektro­ motoren wird wie folgt vorgegangen:

Zunächst werden auf der UmfangsfIäche 17 der Motorwelle 14 die Vorsprün­ ge 16 angebracht, beispielsweise in der aus der Fig. 2 ersichtlichen Anzahl und Anordnung. Jedes Ankerblech 12 erhält einen mittleren Durch­ bruch 21, in dessen Begrenzungsrand 22 die Aussparungen 23 angeordnet sind. Die Abmessungen des Durchbruches 21 und die der Aussparungen 23 der Begrenzungsränder 22 haben Übermaß im Bezug auf die entsprechenden Teile der Motorwelle. Aus den Ankerblechen 12 wird dann ein Ankerpaket 11 gebildet. Zu diesem Zweck können bekannte Verbindungsmittel und Ver­ bindungsverfahren eingesetzt werden. Im Anschluß daran wird die Motorwelle 14 in das Ankerpaket 11 eingeschoben und dort positioniert. Danach wird zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Motorwelle 14 und dem Ankerpaket 11 eine relative Winkelbewegung der beiden Teile zueinander durchgeführt. Bevorzugt wird dabei eine Winkelbewegung von 20° genommen. Durch diese Drehung wird erreicht, daß das erste und letzte Ankerblech 12 des Ankerpakets 11 gleichen Materialanteil zum Verdrängen vorfinden.

Dadurch werden alle Ankerbleche und auch der Isolierstern gleich gut befestigt. Durch das erfindungsgemäße einfache Einschieben der Motor­ welle in das Ankerpaket bleiben die Lagerstellen der Ankerbleche unbe­ schädigt. Dies macht sich dadurch vorteilhaft bemerkbar, daß Lagerfres­ ser nicht auftreten. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Ankern für Elektromotore läßt sich insbesondere dann sehr gut einsetzen, wenn es um eine automatische Fertigung von Ankern geht.

Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführung nur eine beispiels­ weise Verwirklichung der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen mög­ lich. Dies gilt insbesondere für die Anzahl und die Ausbildung der Vor­ sprünge 16, die der Umfangsfläche 17 der Motorwelle zugeordnet sind. Die Querschnittsgestaltung dieser Vorsprünge kann abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel gewählt werden. Zwar ist der ein­ stückigen Ausbildung zwischen den Vorsprüngen 16 und der Motorwelle 14 der Vorzug zu geben, jedoch ist es auch grundsätzlich möglich, die Vorsprünge für sich zu fertigen, um sie danach mit der Umfangsfläche der Motorwelle 14 zu verbinden. Auch können die Ankerbleche, aus denen das Ankerpaket zusammengesetzt wird, eine andere als die dargestellte Ausbildung erhalten. Die Motorwelle 14 kann eine andere als die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform erhalten.

• 10 Anker
  11 Ankerpaket
  12 Ankerblech
  13 Verbindungsmittel
  14 Motorwelle
  15 Längsmittellinie (von 14)
  16 Vorsprung (an 14)
  17 Umfangsfläche (von 14)
  18 Spitze (von 16)
  19 Kerbe (in 14)
  20 Ankernuten
  21 Durchbruch (in 12)
  22 Begrenzungsrand (von 21)
  23 Aussparung
  24 steiler Bereich (von 23)
  25 Befestigungsbereich (von 23)

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen eines Ankers für einen Elektromotor bei dem die Motorwelle auf ihrer Umfangsfläche im mittleren Bereich mit wenigstens einem in Längsrichtung verlaufenden Vorsprung und anschließend mit einem Ankerpaket versehen wird, welches aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Ankerblechen mit jeweils einem mittleren Durchbruch, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ankerblech (12) einen Durchbruch (21) erhält, der im Bereich seines Begrenzungsrandes (22) mit einer dem Vorsprung (16) angepaßten Aussparung (23) versehen wird und danach die Ankerbleche (12) zu einem Ankerpaket (11) zusammengesetzt werden, worauf die Motorwelle (14) in das Ankerpaket eingeschoben und positioniert wird und danach zur Herstellung einer Verbindung zwischen Motorwelle (14) und Ankerpaket (11) eine relative Winkelbewegung der beiden Teile zueinander erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelbewegung zwischen Motorwelle (14) und Ankerpaket (11) etwa 20° beträgt.

3. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellter Anker für Elektromotore, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ankerblech (12) des Ankerpaketes (11) einen mittleren Durchbruch (21) aufweist, dessen Begrenzungsrand (22) wenigstens eine Aussparung (23) hat und daß die Abmessungen dieses Durchbruches (21) etwas größer gehalten sind als der Durchmesser der mit wenigstens einem Vorsprung (16) versehenen Motorwelle (14).

4. Anker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (14) neben dem Vorsprung (16) liegend und parallel dazu verlaufend eine Kerbe (19) aufweist.

5. Anker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (16) der Motorwelle (14) im Querschnitt gesehen etwa als spitzwinkliges Dreieck gestaltet ist und daß die Spitze (18) dieses Dreiecks nach außen zeigt.

6. Anker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (23) in dem Begrenzungsrand (22) des Durchbruches (21) des Ankerbleches (12) einen steilen Führungsbereich (24) und einen etwa geradlinig verlaufenden Befestigungsbereich (25) aufweist.

7. Anker nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch die Anordnung von vier untereinander gleichgestalteten und über die Umfangsfläche (17) der Motorwelle (14) verteilt angeordneten Vorsprüngen (16), denen eine entsprechende Anzahl von angepaßten Aussparungen (23) der Begrenzungsränder (22) der Durchbrüche (21) der Ankerbleche (12) zugeordnet ist.

8. Anker nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (16) mit der Motorwelle (14) einstückig ausgebildet sind.

9. Anker nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch Vorsprünge (16), die in einem zusätzlichen Verfahren auf die Umfangsfläche (17) der Motorwelle (14) aufgebracht sind.