CH710245B1 - Anordnung zum Verschliessen von Nuten. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nutverschlussanordnung (1) mit einem Nutenstein (2) und einem Druckstück (3), die sich in Richtung einer Längsachse (5) erstrecken, sowie einem vorspannbaren Federelement (4), welches zwischen dem Nutenstein (2) und dem Druckstück (3) angeordnet ist. Das Federelement (4) ist in Richtung der Längsachse (5) aus mindestens zwei benachbarten Federsegmenten (6) zusammengesetzt. In Richtung der Längsachse (5) ist zwischen den zwei benachbarten Federsegmenten (6) ein Zwischenstück (7) angeordnet, das dicker als die Federsegmente (6) ist.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fixierung von Leitern oder Wicklungsstäben in Nuten von elektrischen Maschinen oder von Generatoren sowie eine dazu geeignete Vorrichtung beziehungsweise Anordnung.

Technologischer Hintergrund und Stand der Technik

[0002] Auf die in den Nuten elektrischer Maschinen angeordneten Leiterstäbe und Spulen, nachstehend vereinfachend Wicklungen genannt, wirken unter der Wechselwirkung des die Wicklungen durchfliessenden elektrischen Stromes und des magnetischen Feldes im Luftspalt Kräfte wechselnder Richtung ein. Darüber hinaus soll die Wicklung selbst bei Vibrationen und Setzerscheinungen der Wicklung zuverlässig in der Nut gehalten werden. Es ist daher notwendig, diese Wicklungen im Wesentlichen spielfrei in den Nuten zu halten.

[0003] Derzeit sind verschiedene Nutverschlussanordnungen bekannt, die federnde Elemente umfassen, um die Wicklungen zuverlässig in der elektrischen Maschine zu halten.

[0004] Die CH-A-662 911 schlägt in einer ersten Ausführungsform vor, die Vorspannung der Wellfeder mittels einer Verklebung der Wellfeder mit dem Druckstück und dem Nutenstein zu erreichen. In einer alternativen Ausführungsform wird die Vorspannung der Wellfeder über eine thermoaktivierbare Schraubverbindung erzeugt, welche nach dem Positionieren der Nutverschlussanordnung einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, wodurch die Vorspannwirkung der Schraubverbindung aufgehoben werden soll.

[0005] Einen weiter entwickelten Lösungsansatz offenbart die EP 2 187 504 A1. Die Nutverschlussanordnung weist ein Federelement auf, welches zwischen einem Druckstück und einem Nutenstein angeordnet ist. Beim Einführen der Nutverschlussanordnung in eine Nut sind zwei in Nutquerrichtung gebogene Blattfedern des Federelementes mit einem thermoaktivierbaren Klebstoff zusammengeklebt. Nach dem Positionieren der Nutverschlussanordnung in der Nut wird die Klebverbindung einer Wärmequelle oder Schockwellen oder elektromagnetischen Wellen oder einer chemischen Reaktion derart ausgesetzt, dass die Klebverbindung zumindest aufgebrochen und die Federkraft des Federelementes wieder hergestellt wird.

[0006] In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass das Federelement gemäss der EP 2 187 504 A1 beispielsweise bei starken Vibrationen im Betrieb der elektrischen Maschine bricht und dadurch zu einem Versagen der Spannwirkung führt. Das Federelement gemäss der EP 2 187 504 A1 weist eine Vielzahl von elektrisch isolierenden, unidirektional ausgerichteten Fasern auf, welche durch ein warmfestes Harz miteinander verbunden sind. Beim Einbau des Federelementes in die Nut der elektrischen Maschine wird das Federelement so ausgerichtet, dass sich die Fasern quer (also in Querrichtung) zur von der Nut definierten Längsrichtung erstrecken. Die Nutbreite erstreckt sich in Richtung einer Querachse, während die Nuttiefe eine Hochachse definiert. Auf diese Weise entsteht ein Federelement, mit welchem sich entlang der Querachse in Richtung der Hochachse wirkende Federkräfte aktivieren lassen. Die Querachse und die Hochachse verlaufen in einer gedachten Ebene, welche einen Querschnitt der Nut und der Nutverschlussanordnung wiedergibt. Ein maximaler Federweg des Federelementes stellt sich demnach etwa quermittig über eine Linie in Richtung der Hochachse ein.

Zusammenfassung der Erfindung

[0007] Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das Federelement gemäss der EP 2 187 504 A1 derart weiterzuentwickeln, dass die Nutverschlussanordnung dauerfester wird.

[0008] Dieses Ziel wird durch eine Nutverschlussanordnung gemäss Anspruch 1 gelöst.

[0009] Die erfindungsgemässe Nutverschlussanordnung umfasst in einer Basisausführungsform einen Nutenstein und ein in montiertem Zustand einer Wicklung einer elektrischen Maschine zugewandtes Druckstück. Der Nutenstein und das Druckstück definieren durch ihre längliche Form eine Längsachse beziehungsweise erstrecken sich in Richtung der Längsachse. Zwischen dem Nutenstein und dem Druckstück ist mindestens ein Federelement angeordnet. Je nach Ausführungsform kann das Federelement beispielsweise als Blattfeder oder als Wellfeder ausgebildet sein.

[0010] Das Federelement ist in Richtung der Längsachse aus mindestens zwei benachbarten Federsegmenten zusammengesetzt. Dadurch, dass das Federelement nicht aus einem einzigen, sondern aus mehreren Federsegmenten zusammengesetzt ist, wird auf einfache und dennoch wirkungsvolle Weise vermieden, dass Aussparungen zur Durchführung eines Befestigungsmittels zum Vorspannen des Federelementes durch das Federelement hindurch geführt werden müssen. Das Befestigungsmittel kann je nach Ausführungsform beispielsweise Schrauben, abreissbare Nieten oder dergleichen umfassen.

[0011] Ein weiterer Vorteil der Vielzahl von Federsegmenten gegenüber den bekannten, masslich eher langen Federelementen liegt darin, dass sich das Federelement in Richtung der Längsachse gesehen endseitig beim Vorspannen und anschliessenden Aktivieren/Freisetzen der Federwirkung viel weniger ausdehnt beziehungsweise zusammenzieht. Solch verhältnismässig kurze Wege sind vorteilhaft, weil sie den Vorspannvorgang und das Freisetzen der Federwirkung weniger behindern als bei den bekannten, eher langen Federelementen. Zudem werden durch die verringerte Längsbewegung der Federsegmente im Vergleich zu bekannten Federelementen die Federsegmente mechanisch auch federintern weit weniger beansprucht.

[0012] Die Nutverschlussanordnung lässt sich mit vorgespanntem Zustand des Federelementes leicht in die Nut einer elektrischen Maschine einführen und positionieren, weil eine sich in Richtung der Hochachse erstreckende Einbauhöhe geringer ist als bei aktiviertem Zustand des Federelementes in der Nut der elektrischen Maschine.

[0013] Die Basisausführungsform zeichnet sich weiter dadurch aus, dass in Richtung der Längsachse zwischen den zwei benachbarten Federsegmenten ein Zwischenstück angeordnet ist, welches in Richtung der Hochachse dicker als die Federsegmente ist.

[0014] Dieses Zwischenstück ist dafür verantwortlich, dass das Federelement im vorgespannten Zustand der Nutverschlussanordnung nicht über einen vordefinierten Schwellwert durchbiegbar bzw. zusammendrückbar ist. Dabei ist der Schwellwert masslich geringer als ein durch das Druckstück und den Nutenstein bestimmten maximal möglicher Federweg des Federelementes. Der maximale Federweg des Federelementes wird dabei von einer dem Druckstück zugewandten Kontur des Nutensteins und einer dem Nutenstein zugewandten Kontur des Druckstückes bestimmt. Durch eine korrekte Dimensionierung des Zwischenstückes kann vermieden werden, dass das Federelement beispielsweise in Richtung der Hochachse beim Vorspannen derart übermässig durchgebogen wird, dass sich die Verbindung zwischen den Fasern und der Harzmatrix löst, was zu einer Delamination des Federelementes führt. Wenn das Federelement nach dem Biegebalkenprinzip arbeitet, wird das Federelement gemäss der vorliegenden Erfindung also vor einer unerwünschten Überbelastung und damit vor Delamination geschützt, indem in Richtung der Längsachse zwischen den zwei benachbarten Federsegmenten ein Zwischenstück angeordnet ist, welches in Richtung der Hochachse dicker als die Federsegmente ist. Im Querschnitt durch die Nutverschlussanordnung sorgt diese Dicke des Zwischenstückes dafür, dass sich das als Biegebalken wirkende Federsegment lediglich auf ein vordefinierbares, erlaubtes Mass durchbiegen lässt, aber nicht mehr. In anderen Worten ist die maximale Durchbiegung des Federsegments eine Funktion der Dicke des Zwischenstückes. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das Zwischenstück der vorliegenden Lösung im Vergleich zu bekannten Lösungen des Standes der Technik eine präzisere Festlegung der Vorspannung des Federelementes ermöglicht.

[0015] Das Zwischenstück aus einem biegeweichen Material wird also als Distanzhalter für die korrekte Vorspannung des Nutverschlusssystems während der Montage verwendet. Dadurch, dass das Zwischenstück masslich dicker ist als das Federelement, wird eine Beschädigung des Federelementes infolge Überbeanspruchung durch übermässige Druckkräfte beim Vorspannen zuverlässig vermieden. Wenn das Federelement durch eine Wellfeder gebildet ist, so ist unter dem Begriff «Dicke des Federelementes» lediglich die Wandstärke des Federelementes zu verstehen und nicht das Mass in Richtung der Hochachse zwischen zwei in entgegengesetzte Richtungen zeigende Wellspitzen (ähnlich elektrischen Amplitudenhöhen).

[0016] Um zu gewährleisten, dass das Zwischenstück die vordefinierbare Vorspannkraft und Federwirkung des Federelementes im eingebauten Zustand in der Nut der elektrischen Maschine verfälscht, ist das Zwischenstück selber nicht als Federelement ausgelegt.

[0017] Diese oben genannten zwei Massnahmen unterbrochenes Federelement und spezifische Höhe des Zwischenstückes sind dafür verantwortlich, dass beispielsweise die Vielzahl von elektrisch isolierenden, unidirektional ausgerichteten Fasern der Federsegmente, die durch ein warmfestes Harz miteinander verbunden sind, im Vergleich mit der in der EP 2 187 504 A1 vorgeschlagenen Lösung besser gegen Delamination des Faserverbundes geschützt sind. Unter Delamination wird der Verlust der Haftwirkung der Fasern zur Harzmatrix verstanden, welche für den Verlust der Federwirkung des streifenförmigen Federelementes bzw. Federsegments verantwortlich ist. Anders ausgedrückt schützt das Zwischenstück das Federelement im vorgespannten Zustand des Federelementes vor mechanischer Überbelastung, welche zu Einbussen oder gar Verlust der Federwirkung im Betrieb der Nutverschlussanordnung führen kann.

[0018] Um eine definierte Federspannung und Federkraft zu erzielen, ist der Nutenstein derart biegesteif ausgeführt, dass er sich beim Vorspannen und insbesondere in verbautem Zustand in der Nut nicht oder höchstens unwesentlich verformt.

[0019] Im Vergleich zur Lösung gemäss der EP 2 187 504 A1 sind die Federsegmente in Richtung der Längsachse masslich kürzer, da sie lediglich bis zu den Zwischenstücken reichen, aber nicht in den Bereich des Befestigungsmittels zum Aufbringen der erforderlichen Vorspannkraft zum Überführen der Nutverschlussanordnung in den vorgespannten Zustand. Die Federkraft, welche vom Federelement in der Nut der elektrischen Maschine zur Verfügung stehen soll, ist zusammen mit der Steifigkeit von Nutenstein, Druckstück, Federelement sowie der mechanischen Festigkeit des Befestigungsmittels letztlich für die Dimensionierung und Anzahl des Befestigungsmittels ausschlaggebend. Im Fall von Schrauben als Befestigungsmittel führt dies in der vorliegenden Anmeldung wie auch in der EP 2 187 504 A1 zu einer gewissen Anzahl Schrauben eines gewissen Typs (Grösse und Material), um demnach die Nutverschlussanordnung in den vorgespannten Zustand zu überführen. Das Unterteilen des Federelementes in mehrere Federsegmente führt dabei zu einer grösseren Designfreiheit bei gegebenen Abständen eines Befestigungsmittels (etwa einer Schraube) zum nächsten Befestigungsmittel (etwa einer weiteren Schraube), wobei durch die verhältnismässig kurzen Längen der Federsegmente auf ein ungünstige Kerbwirkungen verursachende Durchdringungen des Federelementes zur Durchführung des Befestigungsmittels elegant verzichtet werden kann.

[0020] Ein weiterer Vorteil eines Zwischenstückes liegt darin, dass es ein unerwünschtes Verschieben der Federsegmente während des Betriebes der elektrischen Maschine zuverlässig verhindert hilft.

[0021] Falls der maximale Federweg im Betriebszustand der Nutverschlussanordnung nur verhältnismässig gering ist, beispielsweise lediglich im Bereich von Millimeterbruchteilen, und wenn die Nutbreite verhältnismässig schmal ist, beispielsweise weniger als 20 mm, so können als Federsegmente Abschnitte einer Wellfeder (englisch ripple springs genannt) eingesetzt werden. Solche Wellfedern sind beispielsweise aus der EP 0 601 827 A1 bekannt. Um eine maximale Federwirkung in Längsrichtung zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Wellfeder entlang der Richtung der Längsachse gewellt ist. Anders ausgedrückt misst sich der Abstand zwischen zwei benachbarten Wellen bei dieser Ausführungsform in Richtung der Längsachse. Dabei zeigen Ausführungsformen von Wellfedern das beste Verhalten, wenn sie eine Vielzahl von elektrisch isolierenden, unidirektional in Richtung der Längsachse ausgerichteten Fasern aufweisen, die durch ein warmfestes Harz miteinander verbunden sind.

[0022] Bei Nutbreiten, welche breiter sind, beispielsweise um die 35 mm und/oder wenn grössere Federwege im Betriebszustand der Nutverschlussanordnung erforderlich sind, ist eine alternative Ausführungsform des Federelementes vorteilhafter. In diesem Fall ist das Federelement derart zwischen dem Nutenstein und dem Druckstück angeordnet ist, dass es mit dem Druckstück in Richtung einer sich quer zur Längsachse erstreckenden Querachse eine Biegebalken-Anordnung bildet, so dass das Federelement vom Druckstück in Richtung einer sich quer zur Längsachse und zur quer zur Querachse erstreckenden Hochachse durchbiegbar ist. In solchen Fällen ist das Federelement blattfederartig, das heisst, in der Art einer Blattfeder flächig gestaltet.

[0023] Versuche haben gezeigt, dass das Federelement einer Nutverschlussanordnung gute Federeigenschaften aufwies, wenn es eine Vielzahl von elektrisch isolierenden, unidirektional in Richtung der Querachse ausgerichteten Fasern umfasst, welche durch ein warmfestes Harz miteinander verbunden sind. Dadurch entsteht ein Federelement, mit welchem sich entlang der Querachse in Richtung der Hochachse wirkende Federkräfte gewünschter Stärke aktivieren lassen. Die Querachse und die Hochachse verlaufen in einer gedachten Ebene, welche einen Querschnitt der Nut und der Nutverschlussanordnung wiedergibt. Ein maximaler Federweg stellt sich bei einer Drei- oder Vierpunkt-Biegung demnach etwa quermittig über eine Linie in Richtung der Hochachse ein. Für die Funktion einer erfindungsgemässen Nutverschlussanordnung sollten die Fasern elektrisch isolierend sein. Als Vertreter einer Vielzahl von dazu geeigneten Materialien seien an dieser Stelle beispielsweise Glasfasern und/oder para-amide Fasern wie etwa Kevlar genannt. In ersterem Fall beträgt der Glasfaseranteil des Federelementes beispielsweise bevorzugt etwa zwei Drittel und der Harzanteil bevorzugt etwa 1/3 Gewichtsprozente.

[0024] Da der für Nutverschlussanordnungen zur Verfügung stehende Einbauraum in der Nut einer elektrischen Maschine zunehmend geringer wird, werden bei nach dem Biegebalkenprinzip arbeitenden Systemen kompakte Nutverschlussanordnungen bevorzugt, die dennoch über einen ausreichend grossen Federweg des Federelementes im Betriebszustand verfügen. Falls also in Richtung der Hochachse gesehen eine besonders flache Lösung erforderlich ist, steht eine Ausführungsform zur Verfügung, bei welcher sich in Richtung der Längsachse erstreckende Aussenkanten der Federsegmente den Nutenstein berühren, während eine in Richtung der Querachse gesehen zwischen den Aussenkanten angeordnete mittige Region der Federsegmente das Druckstück berührt. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass die Biegebalkenbreite maximal ausnutzbar ist.

[0025] Ein optimales Verhältnis der Federsegmente pro Länge in Längsrichtung beziehungsweise in Richtung der Längsachse gesehen ist erzielbar, wenn eine sich in Richtung der Längsachse erstreckende Länge von einem der Federsegmente maximal zweimal so gross ist wie eine sich in Richtung der Querachse erstreckende Breite. Der Begriff «Breite» wird dabei als Breite zwischen den Aussenkanten der Nutverschlussanordnung verstanden, welche typischerweise durch die maximale Breite des Nutensteins definiert wird.

[0026] Um eine möglichst gleichmässige und symmetrische Federwirkung der Federsegmente über deren Länge in Richtung der Längsachse zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn in Richtung der Längsachse zwischen zwei benachbarten Zwischenstücken ein Federsegment angeordnet ist. Unter der Voraussetzung, dass das Federelement in Richtung der Längsachse im Wesentlichen von konstanter Dicke ist, ist es sinnvoll, wenn die zwei benachbarten Zwischenstücke in Richtung der Hochachse gesehen masslich identisch sind.

[0027] Falls der Zusammenbau der Nutverschlussanordnung erleichtert werden soll, kann es sinnvoll sei, wenn das Zwischenstück und die zwei benachbarten Federsegmente vor dem Zusammenbau der Nutverschlussanordnung mit einem sich in Richtung der Längsachse erstreckenden bandartigen Träger zusammengehalten sind. Ein Zusammenfassen der Zwischenstücke und Federsegmente erlaubt einen rationelleren Zusammenbau der Nutverschlussanordnung, weil die Zwischenstücke und Federsegmente dank des bandartigen Trägers zu einer Baugruppe vormontierbar sind. Der bandartige Träger kann beispielsweise ein glasfaserverstärktes Produkt sein. Um die Bildung von unerwünschten Bröseln infolge einer Zersetzung des bandartigen Trägers in der elektrischen Maschine zu vermeiden, sind dauerfeste, warmfeste Trägerlösungen bevorzugt. In einer möglichen Ausführungsform ist der bandartige Träger ein Klebeband, insbesondere ein glasfaserverstärktes Klebeband. In jedem Fall ist der bandartige Träger im Wesentlichen druckfest in Richtung der Hochachse und dennoch flexibel in Querrichtung, um gewisse Formtoleranzen zwischen Druckstück und Nutenstein ausgleichen zu können. Je nach Bedarf kann der bandartige Träger im zusammengebauten Zustand der Nutverschlussanordnung zum Nutenstein oder zum Druckstück hin gerichtet sein. Das Klebeband erleichtert die Montage der Nutverschlussanordnung beträchtlich, denn es erlaubt eine ausreichend präzise Anordnung mehrerer Zwischenstücke und Federsegmente in einem Arbeitsgang, so dass eine Vormontagebaugruppe entsteht. Diese Vormontagebaugruppe kann anschliessend bequem zwischen den Nutenstein und das Druckstück eingeführt werden, weil die Vielzahl von Zwischenstücken und Federsegmenten am Klebeband festklebt. Bei Bedarf können die Vielzahl von Zwischenstücken und Federsegmenten auch mit einem Haftmittel (z.B. einem Adhäsiv/Klebstoff) am bandartigen Träger befestigt werden.

[0028] Selbst wenn sogenannt einschlagbare Keilsysteme von Anwendern gewünscht werden, weil sie sich während des Unterhalts der elektrischen Maschine auf einfache Weise wieder anziehen lassen, so ist dies dennoch mit der vorliegenden Erfindung vereinbart. In diesem Fall weist das Druckstück und/oder der Nutenstein in Richtung der Querachse gesehen einen keilförmigen Querschnitt auf.

[0029] Zum Vorspannen des Federelementes ist ein Befestigungsmittel nützlich, mit welchem das Druckstück gegen den Nutenstein gezogen wird, so dass das Federelement in Richtung der Hochachse bezüglich seinem unbelasteten Zustand zusammendrückbar ist. Die Nutverschlussanordnung weist daher ein Befestigungsmittel zum Vorspannen des Federelementes vor einem Einführen der Nutverschlussanordnung in eine Nut einer elektrischen Maschine auf. Dabei ist das Befestigungsmittel nach einer Positionierung der Nutverschlussanordnung in der Nut von einer ersten Position mechanisch in eine kontrollierbare zweite Position überführbar, so dass die Vorspannung des Federelementes lösbar und das Federelement aktivierbar ist.

[0030] In einer besonders einfachen Ausführungsform umfasst das Befestigungsmittel mindestens eine Schraube, welche sich durch den Nutenstein und das Zwischenstück hindurch in ein im Druckstück angeordnetes Gewindeloch erstreckt. Durch die Unterteilung des Federelementes in Federsegmente wird vermieden, dass die unidirektional ausgerichteten Fasern des Federelementes im Bereich der Befestigungsmittel örtlich durchtrennt werden müssen (wie etwa bei der EP 2 187 504 A1), so dass schädliche Kerbeffekte aufgrund des Durchdringung des Federelementes gänzlich vermeidbar sind. Solche Kerbeffekte begünstigen bei Federelementen mit unidirektional ausgerichteten Fasern eine Bruchbildung der Fasern in der Zone der Unterteilung. Überdies vereinfacht die vorliegende Erfindung die Geometrie des Federelementes im Vergleich mit der Lösung gemäss der EP 2 187 504 A1 beträchtlich, da keinerlei Durchdringungen im Federelement für die Durchführung eines Befestigungsmittels erforderlich sind.

[0031] Die oben genannte Schraube ermöglicht es beispielsweise, während der Vormontage die Nutverschlussanordnung zu einem Set oder einer Baugruppe zusammenzufassen und alle Bauteile zusammenzuhalten. Bei dieser Ausführungsform dient der Schraubenkopf oder eine vorgängig aufgeschraubte Mutter als Gegenhalter zum Aufbringen der erforderlichen Vorspannkraft des Federelementes in Richtung der Hochachse.

[0032] In einer geometrisch besonders einfachen Ausführungsform weist das Druckstück ein Gewindeloch zur Aufnahme eines Gewindeabschnitts der Schraube auf.

[0033] Um die sich in Richtung der Hochachse erstreckende Gesamtbauhöhe der Nutverschlussanordnung im eingebauten Zustand in einer elektrischen Maschine möglichst gering halten zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Schraube bei gelöster Vorspannung des Federelementes aus der Nutverschlussanordnung entfernbar ist. Diese Lösung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Schrauben metallisch sind, da diese sonst nicht in der elektrischen Maschine verbleiben können, weil sie den Betrieb stören.

[0034] Wenn das Befestigungsmittel bei Erreichung der zweiten Position (also der Aktivierung/Freisetzung der Federwirkung des Federelementes) aus der Nutverschlussanordnung entfernt wird, ermöglicht dies eine optische Kontrolle der Nutverschlussqualität auf besonders einfache und wirtschaftliche Weise. Vorteile dieser Ausführungsform ergeben sich in der keine weiteren Hilfsmittel erfordernden, raschen und zuverlässigen Ausführbarkeit der optischen Kontrolle.

[0035] Entfernbare Befestigungsmittel ermöglichen eine wirtschaftliche Wiederverwendung derselben für weitere Nutverschlussanordnungen.

[0036] Bei einer Entfernung der Befestigungsmittel aus der elektrischen Maschine nach erfolgter Montage der Nutverschlussanordnung ist die Gefahr von unkontrolliert in der elektrischen Maschine verbleibenden Befestigungsmitteln oder deren Fragmenten im Vergleich zu bekannten Nutverschlussanordnungen weiter verringert.

[0037] Sowohl um das Risiko von Fehlern bei der Erstmontage zum Vornherein zu vermindern als auch um während des Unterhalts herabzusetzen, etwa durch ein unbeabsichtigt herausgefallenes Befestigungsmittel, ist das Befestigungsmittel bevorzugt aus einem nichtmetallischen Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, hergestellt.

[0038] Besonders in denjenigen Fällen, in welchen kein bandartiger Träger eingesetzt wird, kann es sachdienlich sein, wenn eine sich in Richtung der Längsachse erstreckende Länge des Zwischenstückes derart bemessen ist, dass das Zwischenstück die zwei benachbarten Federsegmente bei gelöster Vorspannung des Federelementes in der Nut der elektrischen Maschine positioniert hält. Dabei werden die Federsegmente in der gewünschten Positionierung gehalten, ohne dass eine Fixation zwingend erforderlich ist, indem eine Verschiebbarkeit der Federsegmente im Betrieb der elektrischen Maschine in Richtung der Längsachse begrenzt ist. Dies kann besonders dann vorteilhaft sein, wenn sich aufgrund des Setzverhaltens der Wicklungen bestimmte Federsegmente aufgrund ungenügender Federwirkung sonst innerhalb der Nut zwischen dem Nutenstein und dem Druckstück relativ ungehindert bewegen könnten.

[0039] Eine besonders rationelle und wirkungsvolle Ausführungsform ist dann erreichbar, wenn das Befestigungsmittel oder ein Platzhalter sich durch das Zwischenstück hindurch erstreckt, wie dies oben beschrieben worden ist.

[0040] Falls die Befestigungsmittel in Form von entfernbaren Schrauben ausgeführt sind, kann es sinnvoll sein, dass nach dem Einbau der Nutverschlussanordnung in die elektrische Maschine Platzhalter in Form von Gewindestöpseln oder dergleichen in die Löcher der Schrauben eingedreht werden, um die Zwischenstücke und die Federsegmente im Betrieb der elektrischen Maschine ortsfest positioniert zu halten. Diese Platzhalter oder Gewindestöpsel können beispielsweise aus einem Isoliermaterial, beispielweise Textolite, gefertigt sein.

[0041] Alternativ oder in Ergänzung dazu sind Ausführungsformen realisierbar, bei welchen das Zwischenstück derart geformt ist, dass es die zwei benachbarten Federsegmente bei gelöster Vorspannung des Federelementes in der Nut der elektrischen Maschine formschlüssig positioniert hält. Dabei wird der Begriff «formschlüssig» nicht als festklemmend verstanden, sondern so, dass ein gewisses Spiel zwischen Federsegment und Zwischenstück vorhanden sein darf und sein sollte. In einer exemplarischen Ausführungsform weist das Zwischenstück in Richtung der Hochachse gesehen einen H-förmigen Querschnitt auf, bei welchem die Schenkel der H-Form die benachbarten Federsegmente im erforderlichen, vordefinierbaren Mass positioniert halten lassen.

[0042] Besonders dann, wenn das Federelement blattfederartig – also planar – gestaltet ist, lassen sich mehrere Federelemente bei Bedarf mit einfachsten Mitteln zu einer sich in Richtung der Hochachse erstreckenden Federpackung stapeln. Unter dem Begriff «planar» wird dabei eine flächige Ausdehnung des Federelementes verstanden, wobei die Federdicke in Richtung der Hochachse wesentlich geringer als seine Breite in Richtung der Querachse und Länge in Richtung der Längsachse ist. Die Tatsache, dass das Federelement in unbelastetem, d.h. unvorgespanntem Zustand im Wesentlichen flach ist, ermöglicht einen Einsatz für verschiedene Nutbreiten, ohne dass aufwändige Modifikationen des Druckstückes und/oder des Nutensteins erforderlich sind. Überdies begünstigt eine derartige Form eine wirtschaftliche Herstellung, indem mehrere streifenartige Federelemente aus einer Halbzeugplatte heraustrennbar sind. Wenn der Faserverbund aus den Fasern in Richtung der Hochachse abrasionsfreie oder -arme Deckschichten eingesetzt werden, erleichtert dies ein Nachverkeilen zusätzlich.

[0043] Die Möglichkeit der Stapelung von mehreren Federelementen ermöglicht zudem eine Konfektionierung von verschiedenen Spannkräften unter Beibehalten desselben Grundaufbaus der Nutverschlussanordnung.

[0044] Eine geometrisch besonders einfache Ausführungsform der Nutverschlussanordnung ist dann erreichbar, wenn das Zwischenstück aus einem Material gefertigt ist, welches eine geringere Biegesteifigkeit (in Richtung der Hochachse) aufweist als das Federelement. In diesem Fall ist das Zwischenstück ein eigenständiges Bauteil der Nutverschlussanordnung, wie etwa auch der Nutenstein und das Druckstück. Die Aufgabe des Zwischenstückes besteht ausschliesslich darin, im vorgespannten Zustand der Nutverschlussanordnung genügend Druck ausgehend von den Befestigungsmitteln aushalten zu können, um die Federsegmente vor Überbelastung schützen zu können. Dazu eignet sich beispielsweise ein Kunststoff mit einer im Verhältnis zum Federelement gesehen geringer Biegesteifigkeit, etwa aus einem Thermoplast.

[0045] Eine alternative Ausführungsform ohne eigenständige Zwischenstücke ist beispielsweise dadurch erzielbar, dass das Zwischenstück zumindest teilweise in den Nutenstein und/oder das Druckstück integriert ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der weiter reduzierbaren Teileanzahl, welche jedoch zu aufwändigeren Geometrien des Nutensteins und/oder des Druckstückes führt.

[0046] Abschliessend sei erwähnt, dass ein Fachmann auf Grund der vorliegenden Beschreibung fähig ist, eine Kombination zweier oder mehrerer der in dieser Beschreibung genannten Merkmale vorzunehmen, etwa um eine Kombination der damit verbundenen Effekte herbeizuführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

[0047] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung rein schematisch dargestellt. Dabei zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>eine räumliche Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Nutverschlussanordnung; <tb>Fig. 2<SEP>einen Schnitt durch die Nutverschlussanordnung von Fig. 1 im eingebauten Zustand in einer Nut einer elektrischen Maschine; <tb>Fig. 3<SEP>eine räumliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Nutverschlussanordnung; <tb>Fig. 4<SEP>eine vereinfachte Draufsicht auf zwei Zwischenstücke und ein Federsegment in Richtung der Hochachse gemäss der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 ; <tb>Fig. 5<SEP>eine vereinfachte Draufsicht auf zwei Zwischenstücke und ein Federsegment in Richtung der Hochachse gemäss einer weiteren Ausführungsform ähnlich der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 ; <tb>Fig. 6<SEP>eine vereinfachte Draufsicht auf zwei Zwischenstücke und ein Federsegment in Richtung der Hochachse gemäss einer weiteren Ausführungsform ähnlich der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 ; <tb>Fig. 7<SEP>einen im Schnitt gezeigten Ausschnitt durch die Nutverschlussanordnung von Fig. 1 entlang einer durch VII–VII symbolisierten Ebene im vorgespannten Zustand des Federelementes; <tb>Fig. 8<SEP>einen im Schnitt gezeigten Ausschnitt durch die Nutverschlussanordnung von Fig. 7 im aktivierten/freigesetzten Zustand des Federelementes; <tb>Fig. 9<SEP>einen Schnitt analog Fig. 8 , jedoch mit einer längsgewellten Wellfeder als Federsegment anstelle eines planaren Federsegments, so wie in Fig. 8 gezeigt; und <tb>Fig. 10<SEP>einen Längsschnitt in Richtung der Längsachse durch eine weitere Ausführungsform einer Nutverschlussanordnung nach erfolgtem Nachspannen der Nutverschlussanordnung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0048] Die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Nutverschlussanordnung 1 zeigt ein zwischen einem Nutenstein 2 und einem Druckstück 3 angeordnetes blattfederartiges Federelement 4 in Explosionsansicht vor dem Zusammenbau der Nutverschlussanordnung. Der Nutenstein und das Druckstück definieren durch ihre längliche Form eine Längsachse 5 beziehungsweise erstrecken sich in Richtung der Längsachse 5, also in X-Richtung. Aufgrund der elektrischen Anforderungen sind der Nutenstein 2 und das Druckstück 3 aus einem Schichtpressstoff mit Glasfasermatten, mineralischen Füllstoffen und Epoxidharz als Bindemittel gefertigt.

[0049] Das Federelement 4 weist eine Vielzahl von Federsegmenten 6 auf, die körperlich vollständig unabhängig voneinander sind, in Richtung der Längsachse 5 ist zwischen zwei benachbarten Federsegmenten 6 je ein Zwischenstück 7 angeordnet, welches in Richtung einer sich quer zur Längsachse 5 erstreckenden Hochachse 8 dicker als die Federsegmente 6 ist. Wie aus der Zusammenschau von Fig. 1 mit Fig. 4 hervorgeht, ist eine sich in Richtung der Längsachse 5 erstreckende Länge 9 des Zwischenstückes 7 derart bemessen, dass das Zwischenstück 7 die zwei benachbarten Federsegmente 6 durch die Form und Nähe seiner den Federsegmenten 6 zugewandten Kanten 11 im Wesentlichen ortsfest in der X-Y-Ebene positioniert hält. Das in der Fig. 4 dargestellte Federsegment 6 ist der Einfachheit halber in unbelastetem Zustand dargestellt. Eine Länge 34 des Federsegments 7 ist in dieser Ausführungsform masslich etwa gleich gross wie eine sich in Querrichtung 12 erstreckende Breite 35 des Federelementes 7.

[0050] Aus dem aufgebrochen dargestellten Bereich in Fig. 4 geht weiter hervor, dass das elektrisch isolierende Federsegment 6 eine Vielzahl von elektrisch isolierenden, unidirektional in Richtung der Querachse 12 ausgerichteten Fasern 13 aufweist, welche durch ein warmfestes Harz miteinander dauerhaft verbunden sind. Dadurch entsteht ein flächiges, also planares Federelement, mit welchem sich entlang der Querachse 12 in Richtung der Hochachse 8 wirkende Federkräfte vordefinierbarer Stärke aktivieren lassen. Die Querachse erstreckt sich quer zur Längsachse 5 und quer zur Hochachse 8 in der Y-Richtung. Die elektrisch isolierenden Fasern 13 sind in dieser Ausführungsform des Federsegments aus einer Vielzahl von Glasfasern 13 gebildet, wobei der Glasfaseranteil des Federsegments etwa zwei Drittel und der Harzanteil bevorzugt etwa 1/3 Gewichtsprozente betragen. Andere Materialien sind selbstverständlich denkbar, solange sie die an sie gestellten Anforderungen erfüllen.

[0051] Bezugnehmend auf die Fig. 1 ist weiter ersichtlich, dass eine Vielzahl von Befestigungsmitteln in Form von Schrauben 14 zum Vorspannen des Federelementes 4 vorhanden ist. Bei vorgespanntem Federelement 4 befindet sich die Nutverschlussanordnung in einem sogenannten ersten Zustand, während der sogenannte zweite Zustand nach dem Aktivieren der Federkräfte des Federelementes 4 in der Nut der elektrischen Maschine erreicht ist.

[0052] Die Zwischenstücke 7 sind aus einem Material gefertigt, welches eine geringere Biegesteifigkeit in Richtung der Hochachse 8 aufweist als das Federelement 4. In diesem Fall sind die Zwischenstücke 7 aus einem Thermoplast gefertigt. Wie auch aus Fig. 4 hervorgeht, weisen die Zwischenstücke 7 je eine Öffnung 15 auf, um jeweils ein Hindurchstecken einer Schraube 14 zu ermöglichen.

[0053] Entsprechend sind im Druckstück Gewindelöcher 16 zum Eingreifen der Schrauben 14 angeordnet, um das Druckstück 3 in Richtung der Hochachse 8 an den Nutenstein 2 heranzuziehen und das Federelement 4 vorzuspannen. Um eine Zentrierung zu erreichen sowie um die Schrauben 14 aufnehmen zu können, weist der Nutenstein ebenfalls eine Anzahl Durchgangslöcher 17 auf.

[0054] Um die beim Vorspannen des Federelementes 4 entstehenden Kräfte der Schrauben 14 optimal aufnehmen zu können, ist zwischen den Köpfen der Schrauben 14 und dem Nutenstein 2 ein Druckstreifen 18 angeordnet. Dieser Druckstreifen 18 wird nach dem Einbringen und Positionieren der Nutverschlussanordnung in eine Nut der elektrischen Maschine zusammen mit den Schrauben 14 entfernt. Die dem Nutenstein zugewandten Schultern der Schrauben 14 dienen beim Vorspannen als Anschlag. Aus Sicherheitsgründen sind die Schrauben 14 ebenfalls aus einem Schichtpressstoff mit Glasfasermatten, mineralischen Füllstoffen und Epoxydharz als Bindemittel gefertigt. Andere Materialien sind selbstverständlich denkbar, solange sie die an sie gestellten Anforderungen erfüllen.

[0055] Die in der Fig. 2 dargestellte Schnittansicht durch die Nutverschlussanordnung 1 von Fig. 1 im eingebauten Zustand in einer Nut 19 einer elektrischen Maschine in der Y-Z-Ebene. Diese Y-Z-Ebene wird durch die Hochachse 8 und eine Querachse 12 definiert. In Fig. 2 ist die Nutverschlussanordnung 1 im zweiten Zustand gezeigt, wobei die Schrauben 14 bereits entfernt, der Druckstreifen 18 jedoch noch im Schnitt gezeigt ist. Der zweite Zustand ist erreicht, wenn die als Set oder Vormontageeinheit konzipierte Nutverschlussanordnung 1 beispielsweise in eine Statornut eines Generators eingeschoben und in Richtung der Längsachse 5 der Nut positioniert ist und nachdem die Schrauben 14 zumindest gelöst, noch besser jedoch entfernt worden sind. Bei dieser Ausführungsform wurden die Schrauben 14 nach Erreichen des zweiten Zustands aus der Nutverschlussanordnung 1 herausgeschraubt. Beim Verlassen eines entsprechenden Innengewindeabschnitts 16 im Druckstück 3 durch den Gewindeabschnitt der Schraube 14 sind vordefinierte Federkräfte des Federelementes 4 aktiviert worden. Dadurch dass die Schraube 14 fehlt, ist eine zuverlässige Kontrolle der erfolgten Aktivierung des Federelementes 4 von blossem Auge erkennbar.

[0056] Die genannten Federkräfte gewährleisten ein zuverlässiges Festhalten einer isolierten Wicklung 37 in der Nut 19, indem die Wicklung 37 gegen einen Nutgrund 21 gepresst wird. Die Federkräfte sind entsprechend den Einbau- und Betriebsanforderungen der Nutverschlussanordnung 1 ausgelegt.

[0057] Zwischen der Wicklung 37 und dem Druckstück 3 ist eine Gleitunterlage 22 aus einem Schichtpressstoff mit Glasfasermatten, mineralischen Füllstoffen und Epoxidharz als Bindemittel angeordnet.

[0058] Aus Fig. 2 geht hervor, dass das Federelement 4 beziehungsweise das entsprechende Federsegment 6 derart zwischen dem Nutenstein 2 und dem Druckstück 3 angeordnet ist, dass es mit dem Druckstück 3 in Richtung der Querachse 12 eine Dreipunkt-Biegebalken-Anordnung bildet. In der Folge ist das Federsegment 6 vom Druckstück 3 in Richtung der Hochachse 8 durchbiegbar. Die einander zugewandten Konturen des Nutensteins 2 und des Druckstückes 3 wurden dabei bewusst konkav beziehungsweise konvex gewählt und so aufeinander abgestimmt, dass sich in der Nut 19 die erwünschte Durchbiegung des Federsegments 6 und damit die gewünschte Freisetzung von dessen Federkraft ergibt.

[0059] Die Querachse 12 und die Hochachse 8 verlaufen in einer gedachten Ebene X–Y, welche einen Querschnitt der Nut 19 und der Nutverschlussanordnung 1 wiedergibt. Ein maximaler Federweg stellt sich demnach idealerweise etwa quermittig in Richtung der Hochachse 8 ein. Bei einer Nutbreite von zirka 35 mm wurde bei einer Federbreite von etwa 33 mm in Richtung der Querachse 12 und einer Federdicke 28 von etwa 1.3 mm in Richtung der Hochachse 8 ein ausgezeichneter Federweg von etwa 2.5 mm erreicht.

[0060] Fig. 2 zeigt weiter, dass sich die in Richtung der Längsachse 5 erstreckenden Aussenkanten 23 des Federsegments 6 den Nutenstein in ihrem Randbereich berühren, während eine in Richtung der Querachse 12 gesehen zwischen den Aussenkanten 23 angeordnete quermittige Region 24 des Federsegments 6 das Druckstück 3 berührt.

[0061] In der Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform 10 der erfindungsgemässen Nutverschlussanordnung mit vorgespanntem Federsegment 6 dargestellt. Da der konzeptionelle Aufbau ähnlich wie bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist, wurden identische Elemente mit denselben Bezugszeichen und gleich/ähnlich wirkende Elemente mit denselben oder zumindest ähnlichen Bezugszeichen versehen. Aufgrund der analogen Wirkungsweise der Elemente der Nutverschlussanordnung gemäss der zweiten Ausführungsform zur ersten Ausführungsform wird nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zwischen den zwei Ausführungsformen 1, 10 eingegangen. Im Gegensatz zur aus Fig. 1 bekannten Schraube 14 ist das Befestigungsmittel 25 in diesem Fall durch eine längere Schraube 140 und eine Mutter 26 gebildet. Das Befestigungsmittel 25 wird nach einer Positionierung der Nutverschlussanordnung in der Nut 19 mechanisch von einer ersten Position in eine kontrollierbare zweite Position überführt, so dass die Vorspannung des Federelementes 4 lösbar und das Federelement 4 aktivierbar ist. Der Gewindeabschnitt der Schraube 140 auf der linken Seite der Nutverschlussanordnung 10 greift dabei ebenfalls in das Gewindeloch 16 des Druckstückes 3 ein. Bei dieser Ausführungsform dient die Schulter der vorgängig aufgeschraubten Mutter 26 als Gegenhalter zum Aufbringen der erforderlichen Vorspannkraft des Federelementes 4 in Richtung der Hochachse 8. Aus Sicherheitsgründen sind sowohl die Schraube 140 als auch die Mutter 26 ebenfalls aus einem Schichtpressstoff mit Glasfasermatten, mineralischen Füllstoffen und Epoxydharz als Bindemittel gefertigt. Andere Materialien sind selbstverständlich wiederum denkbar, solange sie die an sie gestellten Anforderungen erfüllen.

[0062] Im Unterschied zu Fig. 4 sind die zwei Zwischenstücke 7 und das Federsegment 6 der Ausführungsform in Fig. 5 mittels eines bandartigen Trägers 27 miteinander verbunden. Der bandartige Träger 27 ist dabei durch ein glasfaserverstärktes Klebeband gebildet, welches im Bereich der Öffnungen 15 des Zwischenstückes 7 ebenfalls durchbrochen ist, um ein Durchstecken der Schrauben zu ermöglichen.

[0063] Im Unterschied zu Fig. 4 weisen die Zwischenstücke 70 der Ausführungsform in Fig. 6 in Richtung der Hochachse 8 (also in Z-Richtung) gesehen einen H-förmigen Querschnitt auf, bei welchem die Schenkel der H-Form die benachbarten Federsegmente im erforderlichen, vordefinierbaren Mass auf einfache, aber dennoch wirkungsvolle Weise positioniert halten lassen. Dies erfolgt dadurch, dass die Zwischenstücke 70 die Aussenkanten 23 des Federsegments 6 zumindest in einem Längsabschnitt umgreifen.

[0064] Aus der Fig. 7 geht im Zusammenhang mit Fig. 8 näher hervor, wie sich die in Richtung der Hochachse 8 erstreckende Dicke 29 der Zwischenstücke 7 auf die Belastung des Federsegments 6 auswirkt. In den Fig. 7 bis 9 erstreckt sich die Schnittebene in der X-Z-Richtung. Insbesondere aus der Fig. 8 geht hervor, dass die Zwischenstücke 7 in Richtung der Hochachse 8 jeweils masslich dicker sind als das Federsegment 6. In der Folge kann beim Vorspannen des Federelementes das Druckstück bedenkenlos auf Anschlag gegen den Nutenstein gezogen werden, ohne eine Überlastung des Federsegments 6 zu riskieren. Dabei ist das Zwischenstück derart druckfest gestaltet, dass es beim Festziehen seine Dicke 29 im Wesentlichen behält, ohne seitlich wegzufliessen. Auf diese Weise wird zuverlässig vermieden, dass das Federsegment 6 übermässig stark durchgebogen wird, so dass es an einer dem Druckstück 3 zugewandten Nutensteinkontur 31 und einer dem Nutenstein 2 zugewandten Druckstückkontur 32 eingeklemmt wird. Aus Fig. 8 ist gut ersichtlich, dass die Dicke 28 des Federsegments 6 deutlich geringer ist als die Dicke 29 des Zwischenstückes 7. Dementsprechend verbleibt selbst im vorgespannten Zustand nach Fig. 8 eine in Richtung der Hochachse (Z-Richtung) genügend grosse Lücke 39 frei, welche das planare Federsegment 6 ausreichend vor Überlastung schützt.

[0065] In Fig. 9 ist eine Variante im Schnitt analog zu Fig. 8 gezeigt. Im Unterschied zum flächigen (planaren) Federsegment 6 weist die Ausführungsform gemäss Fig. 9 jedoch ein Federelement in Form einer längsgewellten Wellfeder auf, welche eine Vielzahl von Wellfedersegmenten 60 umfasst. Die Wellfeder weist wiederum eine Vielzahl von elektrisch isolierenden, unidirektional ausgerichteten Fasern auf, die durch ein warmfestes Harz mit einander verbunden sind. Diesmal sind die Fasern jedoch in Richtung der Längsachse 5 entlang der Wellung ausgerichtet. Da eine Biegung der Wellfeder in Richtung der Querachse 12 ungünstig wäre, sind die dem Druckstück 30 zugewandte Nutensteinkontur 31 und die dem Nutenstein 20 zugewandte Druckstückkontur 32 bei dieser Ausführungsform eben, das heisst planar und parallel zueinander verlaufend angeordnet und nicht so wie in der Ausführungsform gemäss Fig. 8 . Die Zwischenstücke 7 verhindern dabei zuverlässig, dass das Wellfedersegment 40 in Richtung der Hochachse (Z-Richtung) beim Vorspannen über einen bestimmten Schwellwert hinaus zusammengedrückt werden kann, so dass das Wellfedersegment 40 zuverlässig vor Schäden zur übermässiger Druckbeanspruchung und daraus folgender Delamination geschützt werden kann. Aus Fig. 9 ist gut ersichtlich, dass die Dicke 28 des Federsegments 60 deutlich geringer ist als die Dicke 29 des Zwischenstückes 7. Dementsprechend verbleibt selbst im vorgespannten Zustand nach Fig. 9 eine in Richtung der Hochachse (Z-Richtung) genügend grosse Lücke 39, welche das Wellfedersegment 60 ausreichend vor Überlastung schützt.

[0066] Die Fig. 10 zeigt eine Nutverschlussanordnung 100 ähnlich derjenigen von Fig. 1 entlang einer durch VI–VI symbolisierten Ebene in einem nachverkeilten Zustand in einer (nicht gezeigten) Nut einer elektrischen Maschine. Das Federelement 4 ist wieder ein nach dem Biegebalken-Prinzip arbeitendes, planares Federelement, so wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Der in Fig. 10 gezeigte Zustand mit in Längsrichtung (X-Richtung) zueinander versetzten Druckstück 300 und Nutenstein 200 entsteht nach einer Nachverkeilung, etwa in Richtung des Pfeils 36 anlässlich eines Unterhalts/Services an der elektrischen Maschine, um ein Setzverhalten der Windungen auszugleichen. Aus der Fig. 10 geht weiter hervor, dass das Druckstück 300 und der Nutenstein 200 als Keil-Gegenkeil-Kombination mit einem Neigungswinkel 33 von etwa einem Grad ausgebildet sind (in Fig. 10 stark vergrössert gezeichnet), wobei das Druckstück 300 an dessen Oberseite in Richtung einer Hochachse zusätzlich konvex gewölbt ist, um einen linienförmigen Kontakt mit dem konkav gewölbten Nutenstein 200 an dessen Unterseite zu ermöglichen. Die durch die Wölbung der Keilflächen bedingten Kanten sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. In dieser Ansicht sind die gegeneinander verschobenen Innengewindeabschnitte der Gewindelöcher 16 und die Durchgangslöcher 17 sichtbar, welche zum Zeitpunkt des ursprünglichen Vorspannens zur Durchführung des Befestigungsmittels gedient haben.

[0067] Falls eine Verkeilung auch unter Einsatz von Wellfedersegmenten erforderlich ist, so sind die dem Druckstück 300 zugewandte Nutensteinkontur 31 und die dem Nutenstein 200 zugewandte Druckstückkontur 32 bei dieser Ausführungsform eben, das heisst planar und parallel zueinander verlaufend anzuordnen, so wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben.

Bezugszeichenliste

[0068] <tb>1, 10, 100<SEP>Nutverschlussanordnung <tb>2, 20, 200<SEP>Nutenstein <tb>3, 30, 300<SEP>Druckstück <tb>4, 40<SEP>Federelement <tb>5<SEP>Längsachse <tb>6, 60<SEP>Federsegment <tb>7, 70<SEP>Zwischenstück <tb>8<SEP>Hochachse <tb>9<SEP>Länge des Zwischenstückes <tb>11<SEP>Kante des Zwischenstückes <tb>12<SEP>Querachse <tb>13<SEP>Fasern <tb>14, 140<SEP>Schraube <tb>15<SEP>Öffnung im Zwischenstück <tb>16<SEP>Gewindeloch im Druckstück <tb>17<SEP>Durchgangsloch im Nutenstein <tb>18<SEP>Druckstreifen <tb>19<SEP>Nut <tb>21<SEP>Nutgrund <tb>22<SEP>Gleitunterlage <tb>23<SEP>Aussenkanten des Federsegments <tb>24<SEP>quermittige Region des Federsegments <tb>25<SEP>Befestigungsmittel <tb>26<SEP>Mutter <tb>27<SEP>bandartiger Träger <tb>28<SEP>Federdicke/Dicke des Federsegments <tb>29<SEP>Dicke des Zwischenstückes <tb>31<SEP>Nutensteinkontur / Kontur des Nutensteins zum Druckstück hin <tb>32<SEP>Druckstückkontur <tb>33<SEP>Neigungswinkel <tb>34<SEP>Länge des Federsegments <tb>35<SEP>Breite des Federsegments <tb>36<SEP>Verkeilrichtung <tb>37<SEP>Wicklung <tb>39<SEP>Lücke

Claims (17)

1. Nutverschlussanordnung (1, 10, 100) zur Fixierung von Leitern oder Wicklungsstäben (37) in einer Nut (19) einer elektrischen Maschine, die Nutverschlussanordnung (1, 10, 100) umfassend einen Nutenstein (2, 20, 200), der sich in Richtung einer Längsachse (5) erstreckt, ein Druckstück (3, 30, 300), das sich in Richtung der Längsachse (5) erstreckt, sowie ein vorspannbares Federelement (4, 40), welches zwischen dem Nutenstein (2, 20, 200) und dem Druckstück (3, 30, 300) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4, 40) in Richtung der Längsachse (5) aus mindestens zwei benachbarten Federsegmenten (6, 60) zusammengesetzt ist und dass in Richtung der Längsachse (5) zwischen jeweils den zwei benachbarten Federsegmenten (6, 60) ein Zwischenstück (7, 70) angeordnet ist, das in Richtung einer sich quer zur Längsachse erstreckenden Hochachse (8) dicker als die Federsegmente (6, 60) ist.

2. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine Wellfeder (60) ist.

3. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellfeder (60) entlang der Richtung der Längsachse (5) gewellt ist.

4. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6, 60) derart zwischen dem Nutenstein (2, 200) und dem Druckstück (3, 300) angeordnet ist, dass es mit dem Druckstück (3, 300) in Richtung einer sich quer zur Längsachse erstreckenden Querachse (12) eine Biegebalken-Anordnung bildet, so dass das Federelement (4) vom Druckstück (3, 300) in Richtung der sich quer zur Längsachse (5) und quer zur Querachse (12) erstreckenden Hochachse (8) durchbiegbar ist.

5. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) eine Mehrzahl von unidirektional ausgerichteten, elektrisch isolierenden Fasern (13) umfasst, welche sich in Richtung der Querachse (12) erstrecken und durch ein warmfestes Harz miteinander verbunden sind.

6. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Richtung der Längsachse (5) erstreckende Aussenkanten (23) der Federsegmente (6) den Nutenstein (2, 200) berühren, während eine in Richtung der Querachse (12) gesehen zwischen den Aussenkanten (23) angeordnete quermittige Region (24) der Federsegmente (6) das Druckstück (3, 300) berührt.

7. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich in Richtung der Längsachse (5) erstreckende Länge (34) von einem der Federsegmente (6, 60) maximal zweimal so gross ist wie eine sich in Richtung der Querachse erstreckende Breite (35) des Federsegments (6, 60).

8. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (7) und die zwei benachbarten Federsegmente (6) mit einem sich in Richtung der Längsachse (5) erstreckenden bandartigen Träger (27) zusammengehalten sind.

9. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der bandartige Träger ein Klebeband (27) ist, insbesondere ein glasfaserverstärktes Klebeband.

10. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (300) in Richtung der Querachse (12) gesehen einen keilförmigen Querschnitt aufweist.

11. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutverschlussanordnung (1, 10, 100) ein Befestigungsmittel (25) zum Vorspannen des Federelementes (4, 40) vor einem Einführen der Nutverschlussanordnung (1, 10, 100) in die Nut (19) einer elektrischen Maschine aufweist, wobei das Befestigungsmittel (25) nach einer Positionierung der Nutverschlussanordnung (1, 10, 100) in der Nut (19) mechanisch von einer ersten Position in eine optisch kontrollierbare zweite Position überführbar ist, so dass die Vorspannung des Federelementes (4, 40) lösbar und das Federelement (4, 40) aktivierbar ist.

12. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (25) mindestens eine Schraube (14) umfasst, welche sich durch den Nutenstein (2, 20, 200) und das Zwischenstück (7) hindurch in ein im Druckstück (3, 30, 300) angeordnetes Gewindeloch (16) erstreckt.

13. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich in Richtung der Längsachse (5) erstreckende Länge (9) des Zwischenstückes (7, 70) derart bemessen ist, dass in einem in die Nut (19) der elektrischen Maschine eingebauten Zustand der Nutverschlussanordnung das Zwischenstück (7, 70) die zwei benachbarten Federsegmente (6, 60) bei gelöster Vorspannung des Federelementes in der Nut (19) positioniert hält.

14. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (70) derart geformt ist, dass es in einem in die Nut (19) der elektrischen Maschine eingebauten Zustand der Nutverschlussanordnung die zwei benachbarten Federsegmente (6) bei gelöster Vorspannung des Federelementes (6) in der Nut (19) formschlüssig positioniert hält.

15. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) eine Mehrzahl von in einem entspannten Zustand planaren Federelementen umfasst, die in Richtung der Hochachse (8) aufeinandergestapelt sind.

16. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück zumindest teilweise in den Nutenstein und/oder das Druckstück integriert ist.

17. Nutverschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (7, 70) aus einem Material gefertigt ist, welches eine geringere Biegesteifigkeit aufweist als das Federelement.