AT516479A1 - Verschlusskeil - Google Patents

Abstract

Verschlusskeil (1) zum Fixieren von in Motor- GeneratorWicklungsnuten angeordneten Wicklungen, wobei oder der Verschlusskeil (1) auf seiner der Wicklung (2) zugewandten Unterseite (4) in Längsrichtung zumindest bereichsweise eine Wellung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschlusskeil zum Fixieren vonin Motor- oder Generator-Wicklungsnuten angeordnetenWicklungen.

Rotor und Stator eines Elektromotors umfassen entlang ihresUmfanges durch Nuten voneinander getrennte Polschuhe, zwischendenen Spulenwicklungen, meist aus Kupferdraht, verlaufen.Nicht nur, aber vor allem zur Stabilisierung des Systems gegenVibrationen werden diese Nuten nach dem Einführen derSpulenwicklungen mit Verschlusskeilen wieder verschlossen.

Insbesondere bei Magnet-Verschlusskeilen kommt es im Betriebzu Vibrationserscheinungen, die nachteilig für die Stabilitätdes Wicklungsaufbaus im Motor oder Generator ist.

Bei einem hohen Gehalt an magnetischer Füllung, z.B.Eisengehalt, sind zwar die elektrischen und magnetischenEigenschaften des Keils verbessert, die mechanische Festigkeitnimmt jedoch stark ab. Beispielsweise kommt es bei Keilen mitSchichtaufbau zur Delamination der einzelnen Schichten, waszum Aufbrechen des Keils und in der Folge zu Motorversagenführen kann. Auch kann generell ein zu lockerer Sitz des Keilsdazu führen, dass er sich durch die ständige mechanische undmagnetische Belastung weiter lockern kann, bis er sich sostark bewegen kann, dass Delamination auftritt.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verschlusskeils,mit dem die obigen Probleme zumindest teilweise gelöst werdenkönnen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass derVerschlusskeil, der vorzugsweise ein Statorkeil ist, auf seiner der Wicklung zugewandten Unterseite in Längsrichtungzumindest bereichsweise eine Wellung aufweist.

Die Wellung gleicht die Unebenheiten zwischen Wicklung undSpule aus und bewirkt damit einen besseren Verbund desVerschlusskeils mit der Wicklung. Zwischen dem Verschlusskeilund der Kupfer-Wicklung kann sich ein Polyesterfilz befinden,der durch die Wellung auf der Unterseite des erfindungsgemäßenVerschlusskeils verschieden stark komprimiert wird und dadurcheine bessere Fixierung der Wicklung und des Keils erzieltwird.

Bevorzugt ist der Verschlusskeil magnetisiert, es kann aber imRahmen der Erfindung auch ein nicht-magnetischer Keil, z.B.aus Kunststoff ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist derVerschlusskeil - im Querschnitt gesehen - angegenüberliegenden Schmalseiten Stabilisierungsnasen gegen einLockern des Sitzes des Verschlusskeils innerhalb derWicklungsnut auf.

In der Praxis ist es sehr schwierig, auf der Unterseite desVerschlusskeils eine ideale Sinusform der Wellung zu erzielen,die Erfindung funktioniert aber auch bei Abweichungen von deridealen Wellenform.

So kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dieUnterseite zumindest eine oder mehrere halbwellenartigeVertiefungen aufweisen, die in Längsrichtung jeweils vonebenen Bereichen begrenzt ist.

Eine andere Variante der Erfindung kann darin bestehen, dassdie Unterseite zumindest eine oder mehrere Vertiefungenaufweist, die an ihren Längsenden Abrundungen aufweist und diein Längsrichtung jeweils von ebenen Bereichen begrenzt ist.

Die wellenartige Ausbildung der Keilunterseite kann periodischsein, sie kann aber auch unregelmäßige Abstände derWellenberge und Wellentäler aufweisen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Abstand 12zwischen den Vertiefungen größer als die Länge 11 derVertiefung sein.

Zur Erfassung von Zustandswerten während des Betriebs könnenSensoren, z.B. zur Temperatur- oder Schwingungsmessungausgebildet sein.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann daher darinbestehen, dass auf der Unterseite des Verschlusskeils imBereich eines der Längsenden eine in Längsrichtung verlaufendeNut zur Aufnahme eines Sensors, vorzugsweise Temperatursensorsausgenommen ist.

Weiters betrifft die Erfindung ein Verbundsystem Nut-Wicklung-Verschlusskeil mit einem oder mehreren erfindungsgemäßenVerschlusskeilen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass dereingesetzte Verschlusskeil zusammen mit der Wicklung, derIsolationsschicht und der Ausgleichsschicht mit einemBindemittel vergossen ist.

Bevorzugt kann die Isolationsschicht aus Glimmerbändern unddie Ausgleichsschicht aus Filz, vorzugsweise Polyesterfilz,gebildet sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Bindemittel ein Harzsein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von

Ausführungsbeispielen eingehend erläutert. Es zeigt dabei

Fig. 1 eine teilweise Schrägansicht einer Ausführungsformeines erfindungsgemäßen Verschlusskeils mit Wicklung und Nut;

Fig. 2 eine teilweise Schrägansicht einer weiterenAusführungform des erfindungsgemäßen Verschlusskeils von unten;

Fig.3 eine Gesamt-Schrägansicht des Verschlusskeils gemäßFig.2;

Fig.4 einen Querschnitt des Verschlusskeils gemäß Fig. 2;

Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht des Verschlusskeils gemäßFig.2;

Fig. 6 und 7 eine Ansicht von unten und eine Seitenansicht desVerschlusskeils gemäß Fig.2;

Fig. 8 einen teilweisen Längsschnitt durch eine weitereAusführungsform des erfindungsgemäßen Verschlusskeils, derinnerhalb einer Ausführungsform des erfindungsgemäßenVerbundsystems angeordnet ist;

Fig. 9 und Fig. 10 eine Seitenansicht und eine Ansicht vonunten einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßenVerschlusskeils;

Fig.ll einen Querschnitt AA und Fig.12 einen Querschnitt BBdurch den Verschlusskeil gemäß Fig. 9 und 10 und

Fig.13 eine Schrägansicht von unten des Verschlusskeils gemäßFig. 9 und 10.

Fig.l zeigt einen, insbesondere magnetischen, Verschlusskeil1, der eine Motor- oder Generatorwicklung 2 in einerWicklungsnut 3 fixiert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel istder Verschlusskeil als Statorkeil ausgebildet.

Der Verschlusskeil 1 weist - im Querschnitt gesehen - angegenüberliegenden Schmalseiten Stabilisierungsnasen 8 auf,wie sie in Fig. 4 in einer Querschnittsansicht gezeigt sind.

Erfindungsgemäß weist zur besseren Festlegung desVerschlusskeils 1 innerhalb der Wicklungsnut 3 derVerschlusskeil 1 auf seiner der Wicklung 2 zugewandtenUnterseite 4 in Längsrichtung zumindest bereichsweise eineWellung auf (Fig.2).

Die Wellung kann z.B. sinusförmig gestaltet, aber auch davonabweichend ausgeführt sein. Bevorzugt weisen die Vertiefungeneinen abgerundeten Verlauf auf.

Wie in Fig. 2, 3 und 5 gezeigt weist die Unterseite 4 mehrereVertiefungen 10 auf, die an ihren Längsenden Abrundungen aufweist und die in Längsrichtung jeweils von ebenen Bereichenbegrenzt ist.

Alternativ dazu kann die Unterseite des Verschlusskeils 1halbwellenartige Vertiefungen 8 aufweisen, die inLängsrichtung jeweils von ebenen Bereichen begrenzt ist.

Aufgrund des wellenförmigen Verlaufes der Unterseite 4 kommtes entlang der Längserstreckung des erfindungsgemäßenVerschlusskeils zu einer unterschiedlich starken Kraft, dieauf die darunterliegende Wicklung 2 wirkt und zu einemAusgleich von Fertigungstoleranzen, sodass sich eine bessereFixierung des Verschlusskeils in der Wicklungsnut ergibt.

Der Abstand 12 zwischen den Vertiefungen 10 ist im gezeigtenAusführungsbeispiel, wie aus Fig.7 ersichtlich größer als dieLänge 11 der Vertiefungen 10. Diese Abstandsbeziehung kann denjeweiligen Gegebenheiten im Aufbau des Verschlusskeil-Wicklungssystems angepasst werden.

Fig.8 zeigt das Verbundsystem Nut-Wicklung-Verschlusskeil mitdem erfindungsgemäßen Verschlusskeil 1, der an seinerUnterseite eine Wellung, z.B. durch Fräsen, aufweist, die fastsinusförmig verläuft. Eine aus Glimmerbändern gebildeteIsolationsschicht 21 ist auf der Wicklung 22 aufgebracht undauf der Isolationsschicht 21 eine Ausgleichsschicht 20, z.B.aus Polyesterfilz. Der eingesetzte Verschlusskeil 1 istzusammen mit der Wicklung 22, der Isolationsschicht 21 und derAusgleichsschicht 20 mit einem Bindemittel, z.B. einem Harzvergossen. Es können dabei Prepreg-Elemente zur Anwendunggelangen. Wie in Fig. 8 kommt es aufgrund der wellenförmigen

Ausgestaltung der Unterseite des erfindungsgemäßenVerschlusskeils 1 zu einer unterschiedlichen Verdichtung derAusgleichsschicht 20 aus Polyesterfilz, mit einer bevorzugtenStärke von 1mm bis 5mm, wodurch eine verbesserteVerbundwirkung des Verschlusskeiles 1 mit der Wicklung 22kommt.

Fig. 9 bis 13 zeigen eine weitere Ausführungsform deserfindungsgemäßen Verschlusskeils, bei dem auf der Unterseite4 des Verschlusskeils 1 im Bereich eines der Längsenden einein Längsrichtung verlaufende Nut 80 zur Aufnahme eines nichtdargestellten Sensors, vorzugsweise Temperatursensorsausgenommen ist, der Messungen während des Betriebesermöglicht.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE 1 .Verschlusskeil (1) zum Fixieren von in Motor- oderGeneratorWicklungsnuten angeordneten Wicklungen, dadurchgekennzeichnet:, dass der Verschlusskeil (1) auf seiner derWicklung (2) zugewandten Unterseite (4) in Längsrichtungzumindest bereichsweise eine Wellung aufweist.
2. 2. Verschlusskeil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Verschlusskeil (1) magnetisiert ist.
3. 3. Verschlusskeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskeil (1) - im Querschnitt gesehen - an gegenüberliegenden Schmalseiten Stabiliserungsnasen (8) aufweist.
4. 4. Verschlusskeil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskeil ein Statorkeil ist.
5. 5. Verschluss keil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurchgekennzeichnet, dass die Unterseite zumindest einehalbwellenartige Vertiefung aufweist, die in Längsrichtungjeweils von ebenen Bereichen begrenzt ist.
6. 6. Verschlusskeil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurchgekennzeichnet, dass die Unterseite zumindest eine Vertiefungaufweist, die an ihren Längsenden Abrundungen aufweist und diein Längsrichtung jeweils von ebenen Bereichen begrenzt ist.
7. 7. Verschlusskeil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand 12 zwischen den Vertiefungen (10) größer als die Länge 11 der Vertiefungen (10) ist.
8. 8. Verschlusskeil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite desVerschlusskeils im Bereich eines der Längsenden eine inLängsrichtung verlaufende Nut zur Aufnahme eines Sensors,vorzugsweise Temperatursensors ausgenommen ist.
9. 9. Verbundsystem Nut-Wicklung-Verschlusskeil mit einemVerschlusskeil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einerIsolationsschicht und einer Ausgleichsschicht, dadurchgekennzeichnet, dass der eingesetzte Verschlusskeil zusammenmit der Wicklung, der Isolationsschicht und derAusgleichsschicht mit einem Bindemittel vergossen ist.
10. 10. Verbundsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Isolationsschicht aus Glimmerbändern gebildet ist.
11. 11. Verbundsystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsschicht aus Filz gebildetist.
12. 12. Verbundsystem nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Harz ist.