DE1054155B

DE1054155B - Im Bereich elektromagnetischer Wechsel-felder liegendes Verspannelement von elektrischen Maschinen und Apparaten

Info

Publication number: DE1054155B
Application number: DEL27378A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Viktor Aigner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-04-11
Filing date: 1957-04-11
Publication date: 1959-04-02

Description

Im Bereich elektromagnetischer Wechselfelder liegendes Verspannelement von elektrischen Maschinen und Apparaten. Beim Bau elektrischer Maschinen und Apparate gehen die Bestrebungen bekanntlich dahin, zwecks Erzielung eines hohen Wirkungsgrades die Verluste möglichst niedrig zu halten. Neben den üblichen Maßnahmen zur Verlustherabsetzung ist man z. B. auch schon dazu übergegangen, bei in einem Ölkessel untergebrachten Kurzschluß-Begrenzungsdrosseln die Drosseln mit einem aus Transformatorb:lech geschichteten Zvlinder zu umgeben, um den Kessel streufeldmäßig zu entlasten; ferner sind Ober- und unterhalb der Spule schon Kupferplatten vorgesehen «-orden, um das Streufeld auch am Übertritt in den Boden und in den Deckel zu hindern. Die Verspannung der übereinander angeordneten Spulen erfolgt dabei durch Bolzen, die im Innern der Spule vorgesehen sind und die sich über die gesamte Höhe der Spule erstrecken.
Diese Verspannbolzen werden nun vom axialen magnetischen Wechselfeld der einzelnen Spulen durchsetzt, was eine erhebliche Wirbelstrombildung in den massiven Bolzen und demzufolge entsprechende Verluste zur Folge hat. Entsprechende Verluste entstehen natürlich auch in den Bolzen, die zur Pressung von aktiven Transformatorteilen erforderlich sind, also beispielsweise in den vertikalen Zugstangen, mit denen die jochpreßbalken des oberen und unteren Jochs miteinander verbunden werden, kurz, überhaupt in sämtlichen gebräuchlichen Verspannelernenten, die im Bereich magnetischer Felder von elektrischen Apparaten und Maschinen liegen, dazu gehören auch die Preßbolzen der Kerne, die allerdings quer von schwachen Teilflüssen des Hauptflusses durchsetzt werden. Nach einer bekannten. Ausführung lassen sich die Verluste in den Verspannelementen der Kerne und Joche dadurch vermindern, daß die aufeinanderliegenden Bleche mit sich deckenden schmalen Schlitzen versehen werden und durch diese ein flaches Metallband derart hindurchgezogen und verspannt wird, daß seine Seitenflächen in Richtung der elektromagnetischen Kraftlinien liegen. Das Spannen des Bandes erfolgt dabei durch Keile. Die Anwendung derartiger Verspannvorrichtungen bereitet fabrikationstechnisch erhebliche Schwierigkeiten. So ist z. B. das Aussta,rrzen von Langlöchern sowie die Herstellung von rechteckigen Isolierhülsen zum Isolieren der Spannbänder erheblich schwieriger als die entsprechenden Fabrikationsvorgänge bei Verwendung runder Bolzen. Ferner kommen aus Blechen bestehende Verspannelernente leicht ins Schwingen, und es können unter dem Einfluß der hohen Zugbeanspruchung und bei Schwingungen leicht Risse an den Bändern entstehen.
Um diese Schwierigkeiten bei einem im Bereich elektromagnetischer Wechselfelder liegenden Verspannelement, dessen tragender QuerschniEt unterteilt ist und, dessen Längsachse senkrecht zur Richtung des Kraftflusses liegt, zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den tragenden Querschnitt aus voneinander isolierten Einzeldrähten aus normalem oder unmagnetischem Stahl aufzubauen und die Versparrnelemente mindestens im Bereich ihrer Enden besonders zu versteifen und für die Kraftübertragung geeignet auszubilden.
Die Gegenstände der Unteransprüche, die nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruches z u werten sind und denen kein Elementen-Schutz zukommt, sind besondere Spann- und Befestigungseinrichtungen der Verspannelemente. So können die Verspannelemente durch bekannte Seilklemmen verschiedener Art an Verspanneinrichtungen angeschlossen oder durch Spleißung zu Schlaufen geschlossen werden, so daß Verspannbolzen im Bereich außerhalb des magnetischen Feldes angeschlossen werden können. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Enden der in der vorstehend geschilderten Weise. hergestellten Verspannelemente durch Hartlöten oder Schweißen miteinander und mit einer Buchse zu verbinden, wobei dann an die Enden des Verspannelements entsprechende Spannvorrichtungen angeschlossen werden können, wie z. B. aufschraubbare Muttern u. dgl.
Eine besonders einfache Kernverspannung ergibt sich, wenn die Enden. der Verspannelemente, die durch das Bolzenloch und ein entsprechendes Loch in den Preßplatten heraustreten, umgebogen werden und unter der Presse mit der Preßplatte verbunden (verschweißt) werden. Dabei können die Drähte. mit der einen Preßplatte schon verschweißt sein, während das Drahtbündel durch das Loch im Kern hindurchgeschoben wird. Die ausreichend. lang bemessenen Drähte werden unter Vorspannung um 90° umgelegt und mit der unter der Presse beündlichen, oberen Preßplatte verschweißt. Anschließend werden die überstehenden Drahtenden gekappt.
Diese Art der Kernverspannung ist in den Fig. 2, 3 und -1 festgehalten, während Fig. 1 einen nach der vorgeschlagenen Art unterteilten Verspannbolzen 16 erkennen läßt. In Fig.2, die den Schnitt durch einen Kern 10 im Bereich des Bolzenlochs 11 erkennen läßt. sind die unteren Drahtenden 12 mit der unteren Preßplatte 13 bereits vorweg verschweißt, und die oberer. Drahtenden 14 werden unter Zug, beispielsweise mittels einer Hebelvorrichtung, die zur Vermeidung von Horizontalkräften auf die Pre13-platte gleichzeitig zwei diametral gegenüberliegende Drähte in radialer Richtung über die obere Preßpla:tte 15 spannt, mit dieser Preßplatte verschweißt.
Fig.3 zeigt schematisch die Draufsicht mit den radial verlegen Preßdrähten.
Sind in den Kernblechen und Preßplatten schmale Langlöcher vorgesehen, wie sie beispielsweise für kaltgewalzte Bleche in Betracht kommen, um scharfe Umlenkungen des Flusses mit Rücksicht auf die Aniso:tropie der magnetischen Eigenschaften zu vermeiden, so kommt die in Fig. 4 schematisch dargestellte Anordnung in Betracht. Dabei sind mit 14 wiederum die oberen Drahtenden. bezeichnet.
Gegebenenfalls kann das aus den Einzeldrähten bestehende Verspannelement innerhalb des Bolzenlochs auch von einem Isolierzylinder umgeben sein, wobei das Verspannelement innerhalb des Isolierstoffzylinders noch mit Isoliermasse vergossen sein kann.
Die Verwendung von Verspannefementen der vorgeschlagenen Art gestattet somit neben einer Verminderung des Ouerschnitts gegenüber massiven Bolzen gleichen. Materials eine praktisch völlige Vermeid:wig von Zusatzverlusten infolge von Wirbelströmen bei etwa gleich guter mechanischer @Terwendbarkeit.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Im Bereich elektromagnetischer Wechselfelder liegendes Verspannelement von elektrischen Maschinen und Apparaten, dessen tragender Querschnitt unterteilt ist und dessen Längsachse senkrecht zur Richtung des Kraftflusses liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der tragende Querschnitt aus voneinander isolierten Einzeldrähten aus normalem oder unmagnetischem Stahl gebildet ist und die V erspannelemente mindestens im Bereich ihrer Enden besonders versteift und für die Kraftübertragung geeignet ausgebildet sind.
2. Verspannelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtseilenden zu Schlaufen gebogen und mit dem Hauptseil verspleißt sind.
3. Verspannelemente nach Anspruch 1 und 2, dadurch; gekennzeichnet, d.aß die Drahtseilenden in bekannten Seilklemmen gefa,ßt sind.
4. Verspannelemente nach Anspruch 1 und. 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtseilenden miteinander und mit einem hohlen Bolzenende hart verlötet oder verschweißt sind.
5. Verspannelemente nach Anspruch 1 bis -1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Drahtseilenden Verspannv orrichtungen angeschlossen sind.
6. Verspannelemente nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit ihnen die Pressung von Transformato,rkernen durchgeführt wird..
7. Verspannelemente nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtenden mit den Preßplatten von Kernen in radialer Verteilung unter Vorspannung bei gepreßtem Kern fest verbunden" z. B. verschweißt sind. B.
Verspannelemente nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Drahtenden vorweg mit der unteren Preßplatte verbunden (verschweißt) sind. und die andeien Drahtenden unter Vorspannung mit der oberen Preßplatte fest verbunden (verschweißt) sind.
9. Verspa:nnelemente nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtenden bei Langlöchern im Kern und in den Preßplatten nach rechts und links von der Langlochachse umgelegt und mit der Preßpla,tte verbunden (verschweißt) sind. 101.
Verspannelemente nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei gegenüberliegende Drähte gleichzeitig gespannt werden:, um ein Verschieben der Preßplatten zu vermeiden,
11. Verspannelemente nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtbündel innerhalb von Isolierstoffzylindern mit Isoliermasse vergossen sind.
12. Verspannelemente nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, da:ß die Verspannelemente; mindestens im Bereich ihrer Enden gegebenenfalls unter Verwendung zusätzlicher Hülsen u. dgl. besonders versteift und für die Kraftübertragung geeignet ausgebildet sind.
13. Verspannelemente nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung durch Löten., Schweißen oder Gießen erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 402 536; Hütte, Ha, Maschinenbau, 1954, S. 213!214.