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Verfahren zur Herstellung einer unter Vorspannung stehenden kraftschlüssigen Verbindung von Teilen, insbesondere solchen einer elektrischen Maschine
Das Stammpatent Nr. 234822 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer unter Vorspannung stehenden kraftschlüssigen Verbindung von Teilen, insbesondere einer elektrischen Maschine, bei dem ein oder mehrere Spannelemente verwendet werden, die aus einem vernetzten, thermoelastisch verformbaren und im verformten Zustand eingefrorenen, hochmolekularen Stoff bestehen. Diese Spannelemente besitzen durch die während ihrer Herstellung erfolgende Verformung, die eingefroren wird, das Bestreben, bei Erwärmungen, insbesondere über ihre Erweichungstemperatur, wieder ihre ursprüngliche, nicht verformte Gestalt anzunehmen.
Die Grösse der dadurch gewonnenen Kräfte kann durch eine bestimmte Auswahl und durch Beeinflussung der Maschenzahl des vernetzten, hochmolekularen Stoffes, wie sie im Stammpatent beschrieben ist, variiert werden.
Gemäss dem Stammpatent werden Teile von Maschinen unter Vorspannung dadurch kraftschlüssig verbunden, dass die miteinander zu verbindenden Teile mit einem oder mehreren aus vernetztem, thermoelastisch verformbarem und im verformten Zustand eingefrorenen, hochmolekularen Stoff bestehenden Spannelementen zusammengefügt und anschliessend über die Erweichungstemperatur des hochmolekularen Stoffes erwärmt werden.
Dabei braucht nicht der gesamte Raum zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen mit den besonders hergestellten Spannelementen ausgefüllt zu werden, sondern es können auch Beilagen aus andern Stoffen beigefügt werden. In diesem Fall können die besonderen Spannelemente allein nach der zu bewirkenden Vorspannung bemessen werden und nicht nach den auszufüllenden Zwischenräumen.
Die Erfindung betrifft eine weitere Verbesserung dieses Verfahrens, bei dem Beilagen verwendet werden. Gemäss der Erfindung werden als Beilagen Teile aus vernetztem, thermoelastisch verformbarem, hochmolekularem Stoff, vorzugsweise dem, aus welchem die Spannelemente bestehen, verwendet, die nicht in einem verformten Zustand eingefroren sind. Bei der Entspannung der in einem verformten Zustand eingefrorenen Spannelemente können dann die Beilagen aus dem gleichen vernetzten, thermoelastisch verformbaren, hochmolekularen Material, wenn der freiwerdende Druck eine gewisse Grösse überschreitet, selbst verformt werden. Dadurch erhalten die Beilagen eine Vorspannung, so dass auch das Material der Beilagen bei Erwärmung während des Betriebes der miteinander verspannten Teile das Bestreben hat, sich zu entspannen..
Mithin wird die passive Beilage ebenfalls zu einem aktiven Spannelement. Ausserdem wird durch die Übernahme eines Teiles der Verformungskräfte durch die bisher nicht verformten Beilagen ein Überschreiten der Standfestigkeit der Spannelemente vermieden, das bekanntlich zur Zerstörung des Spannelementes führen könnte. Ferner wird dadurch der zwischen den zu verspannenden Teilen auftretende Druck auf einen bestimmten Höchstwert begrenzt, so dass eine Beschädigung der miteinander verspannten Teile verhindert wird. Diese Druckbegrenzung ist insbesondere bei der Ver-
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steifung des Wickelkopfes elektrischer Maschinen von grosser Bedeutung, da die Isolierung der Wicklung empfindlich gegen zu hohe mechanische Beanspruchungen ist.
Die Verwendung von Spannelementen und von Beilagen aus gleichem Material hat noch den weiteren
Vorteil, dass die Teile infolge ihrer gleichen Oberflächeneigenschaften fester aneinander haften, als es
Spannelemente mit Beilagen aus anderem Material tun.
Im folgenden sei die Erfindung an Hand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert : Fig. l zeigt eine Aufsicht auf das Blechpaket 1 und den Wickelkopf 2 des Läufers oder des Ständers einer elektrischen Maschine. Die im Wickelkopf 2 abgekröpften Wicklungsstäbe 3 liegen sowohl in der Oberschicht als auch in der Unterschicht nebeneinander und werden gegenseitig ver- keilt. Zur Verkeilung dient das Spannelement 4, das zusammen mit der Beilage 5 den Raum zwi- schen nebeneinanderliegenden Wicklungsstäben ausfüllt.
Das Spannelement 4 und die Beilage 5 bestehen aus dem gleichen vemetzten, thermoelastisch verformbaren, hochmolekularen Stoff. Zu ihrer Herstellung wird z. B. ein Bisphenolepoxydharz mit einer Epoxydzahl von 0, 2 bis 0, 23 mit einem tertiären Amin. z. B. mitN-N'-tetramethyl-4-4'-di- aminodiphenylmethan vermischt und die Mischung wird in Platten gegossen und ausgehärtet. Nach der
Aushärtung werden die Platten zu den Spannelementen 4 und den Beilagen 5 zerschnitten. Die Bei- lagen 5 sind dadurch schon fertig hergestellt, während die Spannelemente 4 noch weiter behandelt werden müssen. Sie erhalten ihre endgültige Form erst dadurch, dass sie durch Pressen bei erhöhter Tem- peratur um angenähert 40% gestaucht und unter Druck abgekühlt werden.
Dadurch sind die Spann- elemente 4 im verformten Zustand eingefroren.
Zur Herstellung der Wickelkopfversteifung, bei welcher die Spannelemente 4 und die Beilagen 5 kraftschlüssig an den benachbarten Wicklungsstäben 3 anliegen, werden jeweils die Zwischenräume zwischen den Wicklungsstäben 3 des Wickelkopfes durch Spannelemente 4 und Beilagen 5 aus- gefüllt. Im dargestellten Beispiel genügt dazu jeweils ein Spannelement 4 mit einer Beilage 5. Da- nach wird der gesamte Wickelkopf mit den in ihm enthaltenen Spannelementen 4 und Beilagen 5 auf Temperaturen über die Erweichungstemperatur des Materials der Spannelemente 4 und der Beilagen 5 erwärmt. Dadurch entspannt sich das Spannelement 4.
Dieses hat das Bestreben, seine ursprüngliche Form anzunehmen und erzeugt mithin eine auf seine Umgebung wirkende Kraft, welche die einzelnen Wicklungsstäbe des Wickelkopfes unter Vorspannung gegeneinander versteift. Überschreitet der bei der Entspannung des Spannelementes 4 freiwerdende Druck einen gewissen Wert, so können auch die ungestauchten Beilagen 5 teilweise gestaucht werden, so dass auch der ursprünglich nicht gestauchte und eingefrorene Teil sich ähnlich verhält wie das Spannelement.
Eine derartig hergestellte Wickelkopfversteifung hat die Eigenschaft, dass auch während des Betriebes der Maschine unvermutet auftretende, sehr hohe Erwärmungen des Wickelkopfes nicht zu einer Lockerung der Wicklungsversieifung führen. Die Entspannung der Spannelemente 4 erfolgt ferner ohne jegliche Rissbildung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer unter Vorspannung stehenden, kraftschlüssigen Verbindung von Teilen, insbesondere solchen einer elektrischen Maschine, unter Verwendung eines oder mehrerer Spannelemente aus vernetztem, thermoelastisch verformbarem, hochmolekularem Stoff, die vor dem Zusammenfügen mit den zu verspannenden Teilen bei einer über der Erweichungstemperatur des hochmolekularen Stoffes liegenden Temperatur in Richtung der zur Herstellung der Vorspannung erforderlichen Kraft verformt und im verformten Zustand eingefroren werden und dann mit den zu verspannenden Teilen zusammengefügt und anschliessend mit diesen zusammen wieder über die Erweichungstemperatur des hochmolekularen Stoffes erwärmt werden, nach Patent Nr.
234822, wobei im Raum zwischen den abzustützenden Teilen neben den besonders hergestellten Spannelementen Beilagen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Beilagen Teile aus vernetztem, thermoelastisch verformbarem, hochmolekularem Stoff, vorzugsweise dem, aus welchem die Spannelemente bestehen, verwendet werden, die nicht in einem verformten Zustand eingefroren sind.