DD204364A1 - Magnetisierbarer nutverschlussstab fuer wicklungsnuten dynamoelektrischer maschinen und herstellungsverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen magnetisierbaren Nutverschlussstab fuer dynamoelektrische Maschinen und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Sie bezieht sich auf den Bau grosser dynamoelektrischer Maschinen, bei denen vorgefertigte Spulen oder Wicklungsstaebe in offene Nuten eingelegt werden. Ziel der Erfindung ist ein Nutverschlussstab, der den Belastungen beim Eintreiben in die Nut und waehrend des Betriebes der Maschine gewachsen ist und rationell gefertigt werden kann. Die Aufgabe besteht in der Herstellung eines Nutverschlussstabes mit hoher Schlag-, Scher- und Biegefestigkeit nach einem Verfahren, bei dem viele Verfahrensschritte fuer eine grosse Zahl von Nutverschlussstaeben gemeinsam durchgefuehrt werden. Geloest wird diese Aufgabe mit einem Nutverschlussstab, der durch ein uebliches Trennverfahren aus vorgefertigten Platten von der Dicke der Nutverschlussstaebe hergestellt wird. Diese Platten werden aus zugfestem elektrisch nicht leitenden und mit warmhaertendem Kunstharz getraenktem Fasermaterial hergestellt, das mit Eisenpulver beschichtet wird. Mehrere derartige Flaechengebilde werden uebereinander geschichtet und durch Aushaerten des Kunstharzes mit raeumlicher Vernetzung zu Platten verarbeitet.

Description

a) Titel der Kr findung

Magnetisierbarer Nutverschlußstab für Wicklungsnuten dynamoelektrischer Maschinen und Herstellungsverfahren

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft den Elektromaschinenbau. Brfindungsgemäße magnetisierbar Nutverschlußstäbe sind bestimmt zum Verschließen offener Wicklungsnuten in ßlechpaketen großer dynamo©Xektpisehern Maschinen nach dam üinsetzen vorgefertigter Spulen bzw, Wicklungsstäbe.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

üs wurden bereits zahlreiche Varianten von magnetisierbaren Nutverschlußstäben entwickelt oder zur Anwendung vorgeschlagen_s z»B_e solche aus eisenhaltigem Sinterwerkstoff und aus eisenpulverhaltigem Kunstharz, z.S, mit Verstärkung aus Glas» oder Asbestfasern» Auch Drähte und Geflecht aus Stahldraht sowie Stahlblechpakete im Nutverschlußstab und massive Nutverschlußstäbe aus Stahl mit Streueteg und Plankeniso-» lierung sind bekannt. All diese Ausführungsformen weisen nur geringe Festigkeit auf oder werden in der Herstellung und bei der Montage au aufwandig. Ein fester Sitz des magnetisierbaren Nutverschlußstabes in der Nut ist aber wichtig„ weil er sonst infolge der intermittierenden magnetischen Anziehungskraft durch ständiges Hämmern auf die Wutflankeη allmählich zerstört wird. Dem festeren Eintreiben in die Nut steht aber die Sprödigkeit der meisten magnetisierbaren Nutverschlußstäbe entgegen.

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Nutverschlußstäbe aus massivem Stahl sowie solche mit Einlagen aus Drahtgeflecht hingegen sind wegen der Bildung von Wirbelströmen nur in Sonderfällen anwendbar.

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines kostengünstigen magnetisierbaren Nutverschlußstabes, der den Belastungen beim Eintreiben in die Nut und während des Betriebes standhält,

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen magnetisierbaren Hutverschlußstab mit hoher Schlag-, Biege- und Scherfestigkeit zu schaffen, bei dessen Herstellung der überwiegende Teil der Verfahrensschritte für eine große Zahl von Nutverschlußstäben gemeinsam durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Nutverschlußstab gelöst, der aus abwechselnd angeordneten Schichten von Flächengebilden aus zugfestem elek» trisch nicht leitfähigen Fasermaterial und aus Eisenpulver besteht, die parallel zum Nutgrund angeordnet sind und durch räumlich vernetztes, den gesamten Nutverschlußstab durchdringendes Bindemittel zu einem in jeder Richtung widerstandsfähigen Körper vereinigt sind. Zweckmäßig ist es, wenn das Bindemittel ein warmhärtendes, schnell stabilisierendes Kunstharz, insbesondere ein Epoxidharz, ist.

Zur Herstellung derartiger Nutverschiußstäbe dient ein Verfahren, bei dem die Flächengebilde aus dem Fasermaterial mit warmhärtendem, schnell stabilisie-

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renaen Kunstharz getränkt und einer Wärmebehandlung miterzogen werden* bei der das Kunstharz in den B-Zustand übergeht, und abgekühlt worden« Auf die zu'erwärmende Oberfläche wird nun Eisenpulver in einer Menge entsprechend der gewünschten Permeabilität aufgebracht j wobei es an der Oberfläche anhaftet. Mehrere derart mit Eisenpulver versehene Flächengebilde werden nun entsprechend der Dicke der -Nutverschlußstäbe übereinander geschichtet und unter Druck einer Wärmebehandlung bis zum Aushärten des Bindemittels unterzogen.

Pie so entstandenen Platten werden abschließend durch ein Trennverfahren in Mutverschlußstäbe zerlegt. Günstig ist es, die Erwärmung der Oberfläche der getränkten Flächengebilde beim Beschichten durch eine entsprechende Übertemperatur des Bisenpulvers zu bewirken. Soll eine besonders hohe Permeabilität erreicht werden, so ist es zweckmäßig, eine dicke Schicht Eisenpulver und auf diese noch eine Schicht des Bindemittels aufzutragen, mit dem die Flächengebilde getränkt wurden, und diese Schicht durch Wärmebehandlung in den B-Zustand zu überführen. Zur Erzeugung einer hohen Dichte der Nutverschlußstäbe ist es vorteilhaft, die mit Eisenpulver beschichteten Flächengebilde durch einen Kalander zu führen. Eine Rationalisierung läßt sich dadurch erreichen, daß die aus mehreren eisenbeschichteten Flächengebilden vorgefertigten Platten einzeln durch kurzzeitiges Pressen unter Wärmeeinwirkung nur formstabilisiert werden und daß das Aushärten in einer beheizten Etagenpresse an mehreren über- einander eingelegten Platten gleichzeitig erfolgt.

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f) Ausführungsbeiepiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungs·» beispiel näher erläutert.

, Bahnen aus mehreren Schichten Glasseidengewebe werden mit warmhärtendem Epoxidharz getränkt. Durch Wärmebehandlung wird letzteres in den B-Zustand überführt. Auf eine solche Bahn (Prepreg) wird heißes Eisenpulver gestreut. Da das Epoxidharz durch die Wärmewirkung des beißen Eisenpulvera oberfiächlieh erweicht, haftet letzteres an dem Prepreg.

Hierauf erfolgt eine sofortige Abkühlung. Die Dicke des an dem Prepreg haftenden Eisenpulverbelages wird durch den Epoxidharzanteil bestimmt und kann damit gesteuert werden. Weiter gesteigert werden kann der Eisenpulveranteil durch Aufbringen einer dickeren Eisenpulverschicht, die durch einen zusätzlichen Epoxidharzfilm gebunden wird. Dieser wird in einer Heizzone abgedunstet und in den B-Zustand überführt. Hieran kann sich ein Verdichten in einem Kalander anschließen. Eine weitere Erhöhung des Eisenpulveranteiles erfolgt im Ausführungsbeispiel dadurch, daß beim Vorfertigen der Platten aus mehreren übereinander geschichteten Prepregs als unterste Lage ein Prepreg eingesetzt wird, das beiderseits, also unten und oben, mit Eisenpulver beschichtet wurde, während die übrigen Lagen nur oben beschichtet sind. Dadurch wird auch eine bessere Verteilung des Magnetflusses im Nutverschlußstab erreicht. Selbstverständlich können auch alle Lagen zweiseitig mit Eisenpulver beschichtet sein, so daß eine besonders hohe Permeabilität erreicht wird.

An das Beschichten der Bahnen schließt sich die Herateilung von Platten daraus an. Hierzu werden die Bahnen abgelängt, übereinander geschichtet und unter kurzzeitiger Wärmeeinwirkung auf die vorgeschriebene Dicke der Bitverschlußstäbe vorgepreßt und durch Abkühlung formatabiliaiert. Jeweils zwanzig derartige Platten mit nichthaftenden Zwischenlagen werden anschließend in einer Etagenpresse unter Beibehaltung dar Dicke erwärmt. Dabei findet die Aushärtung dea gesamten Epoxidharz statt, wobei dieses infolge räumlicher Vernetzung unter Einbeziehung der Glasseidenfasern und des Eisenpulvere in einen festen, einheitlichen Körper überführt wird. Aus diesen Platten werden durch übliche 'trennverfahren in einer Zerspanungsabteilung Nutverschlußstätae hergestellt.

Die so hergestellten Itfutverschlußstäbe In Glasfaserkonetruktion sind hart und zugleich biegeelastisch' und zeichnen sich trotz der Glasfaser- und üiisenelnlage durch eine große Homogenität aus. Diese beruht auf der räumlichen Vernetzung des alle Schichten durchdringenden Bindemittels, während die hohe Schlag-, Biege- und Scherfestigkeit aus der Druckfestigkeit des Epoxidharzes und der Zugfestigkeit der Glasfasern re~ sultiert. Die Permeabilität läßt sich durch die genannten Mittel den speziellen Anwendungsfällen optimal anpassen. Durch die Vorfertigung von Platten als Halbzeug werden alle Verfahrensschritte außer dem abschließenden brennen für eine große Zahl von itfutverschlußkeilen gemeinsam durchgeführt, so daß der Hersteilungsaufwand für den einzelnen Nutverschlußkeil minimal ist.

Claims (6)

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   ürfindungs anspruch:

   1. Magnetisierbarer Nutverschlußstab für offene Wicklungsnuten in den Blechpaketen dynamoelektrischer Maschinen, gekennzeichnet da-, durch, daß er aus abwechselnd angeordneten Schichten von Flächengebilden aus zugfestem elektrisch nicht leitfähigen Fasermate rial'. und aus Eisenpulver besteht, die parallel zum Nutgrund angeordnet sind und durch räumlieh vernetztes, den gesamten Nutverschlußstab durchdringendes Bindemittel zu einem in jeder Richtung widerstandsfähigen Körper vereinigt sind.
2. 2. Magnetisierbarer Nutverschlußstab nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel ein warmhärte ride s , schnell stabilisierendes Kunstharz, insbesondere ein Epoxidharz, ist,
3. 3. Verfahren zur Herstellung von Nutverschlußstäben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Flächengebilde aus dem Fasermaterial mit dem Bindemittel getränkt werden, einer Wärmebehandlung, bei der das Kunstharz in den B-Zustand übergeht» unterzogen und abgekühlt werden, daß auf die zu erwärmende Oberfläche Eisenpulver in einer Menge entsprechend der gewünschten Permeabilität aufgebracht

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   wird j, daß mehrere derart mit Eisenpulver versehene Flächengebilde übereinander geschichtet und unter Druck einer Wärmebehandlung bis zum Aushärten des Bindemittels unterzogen werden und daß die so vorgefertigten Platten von der Dicke der Nutverschlußstäbe durch Trennverfahren in Hutve:rschlußstäbe zerlegt werden.
4. 4. Verfahren nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch,, daß die Erwärmung der Oberfläche der getränkten Flächengebilde beim Beschichten mit Eisenpulver dadurch bewirkt wird, daß das Eisenpulver mit einer entsprechenden Überteaiperatur aufgebracht wird.
5. 5. Verfahren nach Punkt 3, insbesondere zum Erreichen einer hohen Permeabilität_s gekennzeichnet dadurch, daß auf eine dicke Schicht Eisenpulver noch eine Schicht des Bindemittels, mit dem die Flächenge bilde getränkt wurden, aufgebracht wird und daß diese Schicht durch eine Wärmebehandlung in den. .B-Zustand überführt wird.
6. 6. Verfahren nach Punkt 3 zum Erreichen einer hohen Dichte, gekennzeichnet dadurch, daß die mit Eisenpulver beschichteten Flächengebilde durch einen Kalander geführt werden«

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   Verfahren nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die aus mehreren eisenbeschichteten Flächengebilden vorgefertigten Platten einzeln durch kurzzeitiges Pressen unter Wärmeeinwirkung nur formstabiIiaiert werden und daß das Aushärten in einer beheizten Etagenpresse an mehreren übereinander eingelegten Platten gleichzeitig erfolgt,