Verfahren zur Herstellung eines Nutenverschlusskeils für elektrische Maschinen Für bestimmte Wechselstrom- und Drehstrom maschinen eignen sich halbgeschlossene Nuten besser als offene Nuten, da die halbgeschlossenen Nuten, insbesondere bei kleinen Luftspalten, geringere Feld pulsationen zur Folge haben. Halbgeschlossene Nuten sind jedoch hinsichtlich der Fertigung aufwendig, da die Wicklungen unter hohem Arbeits- und Zeit aufwand eingeträufelt werden müssen. Die Verwen dung offener Nuten bringt daher gegenüber der Verwendung halbgeschlossener Nuten erhebliche arbeitstechnische Vorteile mit sich.
Man ist aus die sem Grunde bestrebt, bei offenen Nuten durch Ver wendung entsprechend ausgebildeter Nutenverschluss- keile dafür Sorge zu tragen, dass das magnetische Verhalten von mit solchen Verschlusskeilen verschlos senen offenen Nuten dem magnetischen Verhalten halbgeschlossener Nuten nahekommt.
Die Verwendung der bekannten magnetischen Nutenverschlusskeile hat nicht zu befriedigenden Er gebnissen geführt. Beim Betrieb von elektrischen Maschinen erleiden die bekannten Nutenverschluss- keile bleibende Verformungen, so dass sie sich im Laufe der Zeit lockern und schliesslich herausfallen.
Man hat versucht, dies dadurch zu verhindern, dass man die Nutenverschlusskeile aus mehreren Teilen herstellt und einen dieser Teile als Spreizteil ,aus bildet, der die anderen Teile fest an die Wandun gen der Nut anpresst. Abgesehen davon, dass diese Mehrteiligkeit der Nutenverschlusskeile sehr aufwen dig ist, wurde hierdurch auch nicht der gewünschte Erfolg erzielt.
Weiterhin sind Nutenverschlusskeile bekannt, deren quer zur Längsrichtung des Keiles angeord nete Blechlamellen, die eine geringere Breite als die zu verschliessende Nut besitzen, mittels eines isolie renden Kunststoffes, beispielsweise Pressstoff, gehal- ten werden. Auch diese Keile befriedigen im prak tischen Betrieb nicht und haben vor allem den Nach teil, dass sie beim Einschlagen in die Nut infolge nicht ausreichender Festigkeit leicht abbrechen.
Ferner sind Nutenverschlusskeile bekannt, die aus Drahtlagen aufgebaut sind, die auf ein Hartholz-, Hartpapier- oder Hartgewebepolster aufgewickelt sind, wobei die Drahtlagen mit Bakelite oder einem anderen aushärtbaren, ausreichend elastischen Lack getränkt oder auch mit einem unter der eingetra genen Marke Repelit bekannten Isoherschichtpress- stoff umgeben sind.
Bei diesen Kunststoffen handelt es sich jedoch um Kondensationsharze, die unter Abspalten von Wasserdampf aushärten, so dass über eine längere Zeit mit einer erheblichen Nach schwindung durch Wasserabgabe und Weiterkonden sation zu rechnen ist, was zur Folge hat, dass sich ein solcher Keil im Laufe der Zeit in der Nut lok- kert. Bei Verwendung von Repelit kommt über dies noch hinzu, dass hierbei die Nach.schwindung infolge des vom Repelit durch Quellung aufge nommenen Wassers verstärkt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung eines Nutenverschlusskeils für elektrische Maschinen, bei dem gestapelte, die Breite des herzu- stellenden Keils nicht vollständig ausfüllende Blech lamellen durch einen isolierenden Kunststoff gehalten werden, das die genannten Schwierigkeiten vermei det. Gemäss der Erfindung werden Blechlamellen stapel mit einem oder mehreren Kunststoffpolstern zu einem Keil aufgebaut und mit einer durchlaufen den Gewebebandage umhüllt.
Diese werden danach mit einem aushärtbaren Kunstharz, dessen Formbe ständigkeit in der Wärme nach Martens höher als die zu erwartende Betriebstemperatur liegt, umgos sen, worauf das Kunstharz ausgehärtet wird. Der Begriff Formbeständigkeit in der Wärme nach Martens ist beispielsweise in den deutschen Normblättern DIN 53 458 und DIN 53 462 erläu tert.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es für die Haftfähigkeit des Keiles in der Nut und für seinen festen Sitz auch bei Wärmespielen darauf ankommt, das für die Umgiessung des Keiles ver wendete Giessharz nach seiner Formbeständigkeit auszuwählen. Liegt nämlich die Formbeständigkeit dieses Giessharzes in der Wärme nach Martens höher als die höchste zu erwartende Betriebstemperatur des Keiles, so führen die im Wärmespiel auftretenden Ausdehnungsunterschiede zwischen Metall und Kunstharz nicht zu plastischen oder quasiplastischen Verformungen des Harzes.
Ein bei der zu erwar tenden Betriebstemperatur thermoplastisches Kunst harz kommt also wegen seiner Neigung zum kalten Fliessen für die Verwendung im Rahmen der Erfin dung nicht in Betracht.
Die Biegefestigkeit des nach dem Verfahren ge mäss der Erfindung hergestellten Keiles ist durch die durchlaufende Gewebebandage, welche die Blech lamellenstapel und Kunststoffpolster umhüllt, erhöht. Diese Gewebebandage kann insbesondere aus Glas gewebe bestehen.
Die Kunststoffpolster, die zum Aufbau des Keiles verwendet werden, können neben oder auch zwischen den Blechlamellenstapeln angeordnet wer den. Sie können aus einem aushärtbaren Kunstharz bestehen, dessen mechanische Festigkeit durch Ein lagen aus gewebten oder strangförmigen Fasermate rial mit überwiegend in Längsrichtung des Keiles liegenden Fasern erhöht ist. Die erwähnten Kunst stoffpolster können aber auch aus einem Form körper aus Schichtpressstoff, beispielsweise Hart papier oder Hartgewebe, bestehen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines nach dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellten Nutenverschlusskeils wiedergegeben. Der Nutenverschlusskeil. nach Fig.1 besteht aus den Bleehlamellenstapeln 1 und 2, deren gegeneinander isolierte Blechlamellen (beispielsweise Abfallbleche)
entsprechend der erforderlichen Keillänge gestapelt sind und beispielsweise in an sich bekannter Weise mit einem gut klebenden Kunstharz verklebt sind. Zwischen den beiden Blechlamellenstapeln 1 und 2 befindet sich das Kunststoffpolster 3, das aus einem ausgehärteten Kunstharz besteht, dessen mechanische Festigkeit durch das eingelegte Glasfasergewebe 4 verstärkt ist, dessen Fasern überwiegend in Längs richtung des Keiles verlaufen.
Anstelle eines solchen Kunstharzpolsters kann als Kunststoffpolster aber auch ein Formkörper aus Schichtpressstoff, beispiels weise aus Hartpapier oder aus Hartgewebe, Verwen dung finden. Für den Fall, dass als Kunststoffpolster 3 ein Formkörper aus Schichtpressstoff verwendet wird, können zur besseren Verankerung Quer- und Längsrippen im Formkörper vorgesehen werden.
Die zu dem Keil aufgebauten B'lechlamellenstapel mit dem Kunststoffpolster sind mit der in Längs- richtung des Keiles fortschreitend gewickelten durch laufenden Gewebebandage 5, beispielsweise aus Glas gewebe, umhüllt. Danach wird durch Umgiessen die ses aufgebauten Keiles mit einem aushärtbaren Kunstharz, dessen Formbeständigkeit in der Wärme nach Martens höher als die zu erwartende Betriebs temperatur liegt, die umhüllende Gewebebandage von dem aushärtbaren Kunstharz imprägniert. Schliesslich wird dieses Kunstharz ausgehärtet.
Der unmagnetische Spalt an den Seitenflanken und auch an der dem Luftspalt zugekehrten Seite ist möglichst klein und beträgt beispielsweise weniger als 0,1 mm. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der ma gnetische Widerstand in der Querrichtung, also von Zahnflanke zu Zahnflanke gross ist, während der ma gnetische Widerstand für den Hauptfluss, also von der Zahnflanke durch den Keil zum Luftspalt hin, klein ist.
Der im Ausführungsbeispiel der Fig.2 darge stellte Nutenverschlusskeil unterscheidet sich von dem Keil der Fig. 1 dadurch, dass hierbei nur ein Blech lamellenstapel 1' vorgesehen ist, der entsprechend breiter als der Blechlamellenstapel 1 der Fig. 1 ge halten ist und nahe benachbart einer Flanke und der Stirnseite 6 des Keiles angeordnet ist.
Damit eine ausreichende mechanische Festigkeit des Nutenverschlusskeiles erzielt wird, darf der An teil des in das Kunstharzpolster eingelegten geweb ten oder strangförmigen Fasermaterials nicht zu gering gewählt werden. Es empfiehlt sich, den vom Kunstharzpolster eingenommenen Raum etwa zu 400/9 mit Einlagen aus Fasermaterial anzufüllen.
Als aushärtbares Harz kann beispielsweise ein Epoxydharz verwendet werden, wobei es sich emp fiehlt, aromatische Aminhärter und/oder zyklische Säureanhydridhärter zu verwenden. Beispielsweise kommen als Härter Hexachlortetrahydroendomethy- lenphthalsäureanhydrid oder Pyromellithsäureanhy- drid in Frage.
Als aushärtbare Harze können aber auch Poly esterharze verwendet werden, die aus einem unge sättigten Polyester und einer reaktionsfähigen mono meren Verbindung zusammengesetzt sind. In an sich bekannter Weise können als ungesättigte Poly ester die Reaktionsprodukte einer a, ss-ungesättigten Dicarbonsäure oder ihres Anhydrides mit mehrwer tigen Alkoholen, insbesondere mit aromatischen oder aliphatischen Glykolen, verwendet werden.
Ein Teil der a, ss-ungesättigten Dicarbonsäure, für die beson ders Fumarsäure oder Maleinsäure in Frage kommt, kann durch eine gesättigte Dicarbonsäure, wie bei spielsweise Orthophthalsäure oder Isophthalsäure, ersetzt werden.
Als reaktionsfähige monomere Verbindungen, die mit dem ungesättigten Polyester gemischt werden, können Vinylverbindungen, insbesondere Styrol oder dessen Derivate, verwendet werden.
Besonders emp fiehlt sich als reaktionsfähige monomere Verbindung die Verwendung von Diallylphthalat und/oder Tri- allylcyanurat. Besonders der Zusatz der letztgenann- ten reaktionsfähigen monomeren Verbindungen ergibt Polyesterharze mit hoher Formbeständigkeit in der Wärme.