Verfahren zum Verschliessen der Nuten einer elektrischen Maschine und magnetischer Nutenverschlusskeil zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschliessen der Nuten einer elektri schen Maschine und magnetischer Nutenverschluss- keil zur Durchführung des Verfahrens.
In elektrischen Maschinen, deren Wirkung auf Wechselinduktion beruht, werden üblicherweise die in Nuten montierten Wicklungen durch Nutenver- schlusskeile aus magnetisch und elektrisch nichtleiten dem Material festgehalten. Es ist bekannt, diese Ver- schlusskeile aus magnetisch leitendem Material herzu stellen, so dass sie eine Verbreiterung der freien En den zweier nebeneinanderliegender Zähne oder Pol stücke bewirken und durch Steuerung des magneti schen Flusses eine gewisse Änderung der Charak teristik der Maschine verursachen. Bei Maschinen mit kleinem Luftspalt, z.
B. bei Induktionsmaschinen, die zur guten Ausnutzung meist halb geschlossene Nuten verlangen, können bei Verwendung magneti scher Keile die Nuten offen ausgeführt werden. Das Einlegen der Wicklung wird dadurch wesentlich er leichtert. Diese Keile müssen so montiert sein, dass sie die Wicklungen in den Nuten sicher festhalten und sich unter dem Einfluss der Zentrifugal-, magne tischer oder anderer Kräfte nicht verschieben. Es ist sehr wichtig, um die Herstellungskosten einer elektri schen Maschine mit guter Ausnutzung niedrig zu hal ten, dass diese Keile einfach, widerstandsfähig und leicht zu montieren und demontieren sind.
Die ma gnetischen Keile dürfen gute magnetische Eigenschaf ten aufweisen, das heisst, dass sie die nebeneinander- liegenden Zähne nicht kurzschliessen und den Nutz- fluss doch möglichst gross halten dürfen. Auch dürfen die in den Keilen entstehenden Energieverluste durch Wirbelströme nicht gross sein.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, dass ein magnetischer Keil, dessen Breite kleiner als die Breite der Nut ist, in diese eingeführt und durch Anwendung von in ent- cregengesetzter Richtunor wirkenden, wahlweise an <B>C</B> t> verschiedenen Seitenhälften des Keiles angreifenden Kräften der Keil gebreitet und dadurch in der Nut eingeklemmt wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfin dungsgemäss ein Nutenverschlusskeil vorgesehen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er aus plastisch ver formbarem Material besteht, ununterbrochene, zum Anliegen an der Nutenwand büstimmte Seitenteile be sitzt und Schlitze aufweist, welche zumindest in einem Teil ihrer Länge schräg zur Längsachse des Keiles ver laufen, so dass durch Anwendung von in der Längsrich tung entgegengesetzt wirkenden Kräften der Keil ge breitet und dadurch in der Nut eingeklemmt wird.
An Hand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. <B>1</B> in Ansicht zwei Nutenabschlusskeile, von denen der eine bereits fixiert ist, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie<B>11-11</B> der Fig. <B>1, </B> Fig. <B>3</B> bis<B>7</B> in Ansicht fünf verschiedene Ausfüh rungsformen von erfindungsgemässen Nutenabschluss- keilen, Fig. <B>8</B> bis<B>13</B> sechs mögliche Ausführungsformen von Haltekerben für die Nutenabschlusskeile,
Fig. 14 bis<B>19</B> Schnitte durch sechs verschiedene erfindungsgemässe Nutenabschlusskeile, welche Ein lagen aus nicht ferromagnetischem Stoff aufweisen, Fig. 20 in Ansicht einen Nutenabschlusskeil, bei welchem die Klemmwirkung in zwei Richtungen er- folg ,t, Fig. 21 und 22 in schaubildlicher Ansicht Aus, schnitte aus<B>je</B> einer elektrischen Maschine mit Nu- tenabschlusskeilen, bei welchen die Klemmwirkung in zwei Richtungen erfolgt.
Von den in der Fig. <B>1</B> in Ansicht dargestellten Nutenabschlussbrücken <B>1</B> und 2 ist die erste nur in die beiden Kerben<B>3</B> eingeschoben worden. Sie be steht ganz aus Weicheisen und besitzt H-förinige öff- nungen 4, die in der Mitte zwischen den beiden be nachbarten Zähnen<B>5</B> und<B>6</B> liegen und deren Breite der Mittelpartie in der Richtung von Zahn zu Zahn gemessen zweckmässigerweise grösser ist als die Breite <B>g</B> des Luftspaltes. Die Seitenglieder des so, geformten Getriebes sind mit<B>7</B> und die Bindeglieder mit<B>8</B> be zeichnet.
Nach dem Einschieben des Nutenabschluss- keiles lässt man in Richtung der Pfeile<B>9</B> auf das par- allelogrammartige Getriebe eine Kraft einwirken, wo durch sich dieses rechteckig verfonnt und die geo metrische Form des Keiles sich zugunsten der Breite verändert. Die Bindeglieder werden mit hohem Druck gegen die Zahnflanken gepresst, und die Nutenkeil- bahn wird satt ausgefüllt.
Der Nutenabschlusskeil 2 ist bereits unverrückbar an seinem Ort fixiert dar gestellt, und somit ist der Magneteisenkörper auch gegen Schwingungen und Geräusche stabilisiert.
Der in Fig. <B>3</B> gezeigte Nutenabschlusskeil <B>10</B> stellt eine andere Kettenform dar, welche einen verschieb baren Mittelsteg<B>11</B> und auf jeder Seite dieses Steges eine Reihe von Öffnungen 12 aufweist.
Wie die zum Verformen nötiae Kraft anzulegen ist, zeigen die Pfeile<B>13.</B> Die Fig. 4 bis<B>7</B> zeigen in Ansicht weitere Ausführungsmöglichkeiten von erfindungsgemässen Nuntenabschlusskeilen, und zwar stellen die Fig. 4 und<B>5</B> einen Ausschnitt aus demselben Nutenabschluss- keil 14 mit schrägen Schlitzen<B>15</B> vor und nach dem Verforinen dar. Ein weiterer Nutenabschlusskeil <B>17</B> mit anders -eformten Öffnungen ist in der Fig. <B>6</B> dar gestellt.
Die Fig. <B>8</B> zeigt einen Nutenabschlusskeil <B>18</B> mit Bindegliedern<B>19</B> und dreieckigen Seitenglie dern 20.
Der Nutenabschlusskeil <B>1</B> in der Fig. 2 ist in Ker ben<B>3</B> gehalten. Die Form dieser Kerben lässt sich in weiten Grenzen ändern. Die Fig. <B>8</B> bis<B>13</B> zeigen an dere mögliche Ausführungsformen der Kerben. In den Fi-. <B>8</B> und<B>9</B> sind Kerben 21 resp. 22 mit spitzigen Winkeln dargestellt.
Die in der Fig. <B>10</B> gezeigte Kerbe <B>23</B> hat einen halbrunden und die Kerbe 24 in der Fig. <B>11</B> einen rechteckigen Querschnitt, während die Fig. 12 und<B>13</B> Doppelkerben<B>25</B> resp. <B>26</B> aufweisen.
Um eine starke Ausbildung der Nutenstreuung zu verhindern, kann man Einlagen aus nicht ferromagne- tischem Stoff im Nutenabschlusskeil vorsehen, wie das in den Fig. 14 bis<B>19,</B> welche Querschnitte durch Nutenabschlusskeile sind, dargestellt ist. Diese Keile bestehen aus zwei oder mehreren Weicheisenteilen<B>27</B> und dazwischenliegenden Einlagen<B>28</B> aus nicht magnetischem Material. Diese Keile sind in ihrer Länge mit Öffnungen, wie zum Beispiel der Keil ge mäss Fig. 4, versehen, so dass sie wie bereits beschrie ben montiert und demontiert werden können.
Die Fig. 20 bis 22 zeigen drei Ausführungsbei spiele von Nutenabschlusskeilen an elektrischen Ma- schinen, deren Zähne aus Lamellenpaketen bestehen. Bei diesen Keilen erfolgt die Klemmwirkung in zwei Richtungen, das heisst in Querrichtung und in Längs richtung des Keiles, so dass diese Nutenabschlusskeile gleichzeitig zum Zusammenhalten der Pakete dienen.
Der in Fig. 20 dargestellte Nutenabschlusskeil <B>29</B> besitzt an seinen beiden Enden Erweiterungen<B>30</B> und<B>3 1,</B> welche durch Klemmwirkung das Lamellen- paket <B>32</B> zusammenhalten. Dieser Keil ist für Nuten ohne Kerben vorgesehen. Er weist gleiche Öffnungen wie der Keil gemäss Fig. <B>8</B> auf und ist bereits an sei nem Ort unverrückbar fixiert dargestellt. In dem in der Fig. 21 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Seitenwände<B>33</B> und 34 der Nuten keine Kerben.
Hier sind aus den beiden äussersten Lamellen des Lamellenpaketes einzelne Lappen<B>35</B> und<B>36</B> heraus- gebogen, von denen die mit<B>36</B> bezeichneten dazu dienen, das verbreiterte, sich auf den Lappen<B>35</B> ab stützende Ende<B>37</B> des Nutenabschlusskeiles <B>38</B> fest zuhalten, während die Enden<B>37</B> ihrerseits die La- mellenpakete durch Klemmwirkung zusammenhalten. Der Nutenabschlusskeil <B>38</B> weist gleiche Öffnungen auf wie der Keil gemäss Fig. <B>1</B> und ist bereits an sei nem Ort unverrückbar fixiert dargestellt.
In der Fig. 22 ist eine einfachere Konstruktion gezeigt, in welcher die Enden des Keiles<B>39</B> als Klammern für die die Nut begrenzenden Lamellenpakete 41 aus gebildet sind und diese Pakete durch Klemmwirkung zusammenhalten.
Wie bereits erwähnt, bestehen die einzelnen Pole einer elektrischen Maschine meist nicht aus homo genem Weicheisen, sondern sie sind lamelliert oder aus Sintermaterial angefertigt, damit die durch Wir belströme bedingten Verluste möglichst gering sind. Durch Nutenabschlusskeile aus reinem Metall würden nun die durch die genannten Massnahmen verringer ten Wirbelstromverluste wieder vergrössert, da ja zum Beispiel durch eine einzige Nutenabschlussbrücke alle Lamellen eines Lamellenpaketes kurzgeschlossen wer den könnten.
Es ist daher nötig, die Nutenabschluss- brücken mindestens an den Stellen, an denen sie die Pole berühren, mit einem nichtleitenden überzug zu versehen, was zum Beispiel durch Phosphatieren oder Oxydieren oder durch kataphoretischen Auftrag einer isolierenden Schicht erfolgen kann.
Method for closing the slots of an electrical machine and magnetic slot locking wedge for carrying out the method The present invention relates to a method for closing the slots of an electrical machine and magnetic slot locking wedge for carrying out the method.
In electrical machines whose effect is based on alternating induction, the windings mounted in slots are usually held in place by slot wedges made of magnetically and electrically non-conductive material. It is known to make these locking wedges from magnetically conductive material, so that they widen the free ends of two adjacent teeth or pole pieces and cause a certain change in the characteristics of the machine by controlling the magnetic flux. For machines with a small air gap, e.g.
B. induction machines, which require mostly half-closed grooves for good utilization, the grooves can be carried out open when using magnetic shear wedges. This makes inserting the winding much easier. These wedges must be mounted in such a way that they hold the windings securely in the slots and do not shift under the influence of centrifugal, magnetic or other forces. It is very important, in order to keep the manufacturing costs of an electrical machine's good utilization low, that these wedges are simple, tough and easy to assemble and disassemble.
The magnetic wedges may have good magnetic properties, which means that they do not short-circuit the teeth that are next to each other and still keep the useful flux as large as possible. The energy losses caused by eddy currents in the wedges must also not be great.
The method according to the invention makes it possible to eliminate these disadvantages in that a magnetic wedge, the width of which is smaller than the width of the groove, is introduced into the groove and, by using a directional force acting in an opposite direction, optionally on <B> C </B> t> Forces acting on different side halves of the wedge, the wedge is spread and thereby wedged in the groove.
To carry out this method, a groove locking wedge is provided according to the invention, which is characterized in that it consists of plastically deformable material, has uninterrupted side parts designed to rest on the groove wall and has slots which are at least part of their length oblique to the longitudinal axis of the wedge run ver, so that by the application of opposing forces in the longitudinal direction of the wedge spreads ge and is thereby wedged in the groove.
The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the accompanying drawing. The figures show: FIG. 1 a view of two groove end wedges, one of which is already fixed, FIG. 2 shows a section along the line 11-11 of FIG 1, </B> Fig. <B> 3 </B> to <B> 7 </B> five different embodiments of slot closure wedges according to the invention in a view, Figs. <B> 8 </B> to <B > 13 </B> six possible designs of retaining notches for the slot closure wedges,
14 to 19 sections through six different slot termination wedges according to the invention, which have layers of non-ferromagnetic material, FIG. 20 shows a view of a slot termination wedge in which the clamping effect takes place in two directions, t, FIG 21 and 22 in a diagrammatic view from, sections from <B> each </B> of an electrical machine with slot closure wedges, in which the clamping effect takes place in two directions.
Of the slot termination bridges <B> 1 </B> and 2 shown in a view in FIG. 1, the first one has only been inserted into the two notches <B> 3 </B>. It consists entirely of soft iron and has H-shaped openings 4 which lie in the middle between the two adjacent teeth <B> 5 </B> and <B> 6 </B> and the width of which is in the middle part the direction measured from tooth to tooth is expediently greater than the width <B> g </B> of the air gap. The side links of the gear formed in this way are labeled <B> 7 </B> and the connecting links are labeled <B> 8 </B>.
After inserting the groove closing wedge, a force is allowed to act on the parallelogram-like gear in the direction of the arrows <B> 9 </B>, causing it to become rectangular and the geometric shape of the wedge to change in favor of the width. The connecting links are pressed against the tooth flanks with high pressure and the groove wedge path is filled to the max.
The groove closure wedge 2 is already fixed immovably in place, and thus the magnetic iron body is also stabilized against vibrations and noise.
The groove closing wedge <B> 10 </B> shown in FIG. 3 represents a different chain shape which has a displaceable central web 11 and a row of on each side of this web Has openings 12.
The arrows <B> 13. </B> show how the force necessary for deformation is to be applied. FIGS. 4 to <B> 7 </B> show a view of further possible embodiments of socket end wedges according to the invention, namely FIG. 4 and <B> 5 </B> shows a section from the same slot closure wedge 14 with inclined slots <B> 15 </B> before and after the deforining. Another slot closure wedge <B> 17 </B> with differently deformed Openings are shown in FIG. 6.
FIG. 8 shows a slot closure wedge <B> 18 </B> with connecting links <B> 19 </B> and triangular side links 20.
The groove closing wedge <B> 1 </B> in FIG. 2 is held in notches <B> 3 </B>. The shape of these notches can be changed within wide limits. FIGS. 8 to 13 show other possible embodiments of the notches. In the fi. <B> 8 </B> and <B> 9 </B> are notches 21, respectively. 22 shown with acute angles.
The notch <B> 23 </B> shown in FIG. 10 has a semicircular cross section and the notch 24 in FIG. 11 has a rectangular cross section, while FIG. 12 and <B> 13 </B> double notches <B> 25 </B> resp. <B> 26 </B> have.
In order to prevent a strong formation of the groove scattering, inserts made of non-ferromagnetic material can be provided in the groove closing wedge, as is shown in FIGS. 14 to 19, which are cross-sections through groove closing wedges. These wedges consist of two or more soft iron parts <B> 27 </B> and intervening inserts <B> 28 </B> made of non-magnetic material. These wedges are provided with openings in their length, for example the wedge according to FIG. 4, so that they can be assembled and disassembled as already described ben.
FIGS. 20 to 22 show three exemplary embodiments of slot closure wedges on electrical machines, the teeth of which consist of lamellar stacks. With these wedges, the clamping effect takes place in two directions, that is, in the transverse direction and in the longitudinal direction of the wedge, so that these groove closure wedges simultaneously serve to hold the packets together.
The groove closing wedge <B> 29 </B> shown in FIG. 20 has extensions <B> 30 </B> and <B> 31 </B> at its two ends, which clamp the lamella pack <B> 32 </B> stick together. This wedge is intended for grooves without notches. It has the same openings as the wedge according to FIG. 8 and is shown already fixed immovably in its place. In the exemplary embodiment shown in FIG. 21, the side walls 33 and 34 of the grooves have no notches.
Here, individual tabs <B> 35 </B> and <B> 36 </B> are bent out of the two outermost lamellae of the lamella packet, of which those labeled <B> 36 </B> serve to widen the lamellae to hold firmly on the tabs <B> 35 </B> from the supporting end <B> 37 </B> of the groove closing wedge <B> 38 </B>, while the ends <B> 37 </B> in turn the Hold the lamella packs together by clamping. The groove closing wedge 38 has the same openings as the wedge according to FIG. 1 and is shown already fixed immovably in its place.
In FIG. 22, a simpler construction is shown in which the ends of the wedge 39 are formed as brackets for the disk packs 41 delimiting the groove and hold these packs together by a clamping effect.
As already mentioned, the individual poles of an electrical machine are usually not made of homogeneous soft iron, but are laminated or made of sintered material so that the losses caused by eddy currents are as low as possible. With slot wedges made of pure metal, the eddy current losses reduced by the measures mentioned would be increased again, since, for example, a single slot closure bridge could short-circuit all the lamellae of a lamella pack.
It is therefore necessary to provide the slot termination bridges at least at the points where they touch the poles with a non-conductive coating, which can be done for example by phosphating or oxidizing or by cataphoretic application of an insulating layer.