DE1168554B

DE1168554B - Nutenverschlusskeil fuer elektrische Maschinen mit halbgeschlossenen Nuten

Info

Publication number: DE1168554B
Application number: DE1957P0019118
Authority: DE
Inventors: Hermann Papst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-08-16
Filing date: 1957-08-16
Publication date: 1964-04-23

Description

Nutenverschlußkeil für elektrische Maschinen mit halbgeschlossenen Nuten Bei elektrischen Maschinen ist es bekannt, die die Wicklungen aufnehmenden Nuten mittels magnetischer Verschlußkeile zu schließen, wobei diese auch mit der Ankeroberfläche bündig ausgeführt waren. Man hat diese Nutenverschlußkeile auch im Bereich ihrer Längsachse mit Kerben, Aushöhlungen und Schlitzen zur Erhöhung des magnetischen Widerstandes versehen. Hierfür hat man die Nutenverschlußkeile auch aus zwei Längsteilen zusammengesetzt, welche auf einem mittleren Isolierstab getrennt festgeklebt waren. Es sind auch Nutenverschlußkeile aus Blechprofilen mit gestanzten Längsschlitzen versehen worden, doch sind diese unter einer Breite von mindestens der Materialdicke nicht herstellbar.
Man hat auch für Käfigläufer gestanzte Nuten empfohlen, welche nach der Ankeroberfläche hin spitzwinkelig zulaufende Flanken aufweisen. Diese keilförmige Ecke wurde dabei durch eine Isoliermasse ausgefüllt, welche eine eingegossene Käfigwicklung nicht bis zur Ankeroberfläche reichen lassen sollen, wenn dieselbe überarbeitet wird. Da es sich hierbei aber um eine Käfigwicklung handelt, für welche Nutenverschlußkeile nicht in Betracht kommen, kann diese Anordnung nicht als Hinweis auf die Ausgestaltung von Nutenverschlußkeilen für Nuten mit eingelegten Wicklungen dienen.
Man hat auch schon Nutenverschlußkeile mit zwei Längsprofilhälften vorgeschlagen, welche durch einen dünnen Steg miteinander verbunden sind, der nach dem Einbringen des Nutenverschlußkeiles so zurückgebogen werden soll, daß der Nutenverschlußkeil mit der Ankeroberfläche bündig wird. Dabei wurden die Längsprofilteile auch aus gestanzten Blechteilen aufgebaut, wobei dünne unmagnetische Stege die mechanische Verbindung herstellen. Eine solche Anordnung eignet sich offensichtlich nur für große offene Nuten. Ebensowenig ist ein Nutenverschlußkeil nach einem anderen Vorschlage für halbgeschlossene Nuten geeignet, welcher im wesentlichen aus zwei Längsprofilteilen besteht, welche wieder durch brückenartige Stege miteinander verbunden sind, aber durch Einschieben in seitliche Unterschneidungen der Flanken einer offenen Nut befestigt werden.
Mit allen diesen Vorschlägen lassen sich keine Nutenversehlußkeile, insbesondere für kleinere elektrische Maschinen mit halbgeschlossenen Nuten, praktisch brauchbar unter erträglichem Fertigungsaufwand herstellen.
Der aus zwei Langprofilhälften bestehende, durch kleine Stege in größerem Abstand und/oder mittels einer unmagnetischen Löt- bzw. Schweißfüllung oder einer Schweißnaht verbundenen Nutenverschlußkeil fürelektrische Maschinen mit halbgeschlossenen Nuten wird erfindungsgemäß aus einem Streifen magnetischen Werkstoffes in der Weise geprägt oder gewalzt, daß er in den von zwei parallelen Flanken benachbarter Zahnköpfe begrenzten Nutenschlitz der halbgeschlossenen Nut eingreift und mit je einer vorspringenden Schulter der Langprofilhälften an den zwischen Nutenschlitz und Nutenwand befindlichen Flanken der Zahnköpfe anliegt, und daß die Langprofilhälften an den über der Wicklung befindlichen, einander zugewendeten Seiten unter einem vorzugsweise spitzen Winkel zur Ankeroberfläche verlaufende Flanken aufweisen, an denen in Abständen kleine rippenartige Stege ausgeprägt sind.
Die beiden Langprofilhälften können anstatt oder neben den ausgeprägten Stegen in an sich bekannter Weise durch einen unmagnetischen, eingegossenen oder angeschmolzenen Füllstoff verbunden sein, z. B. eine Löt- oder Schweißfüllung aus Messing oder Neusilber bzw. Werkstoff mit höherem spezifischem Widerstand.
Die nicht vom magnetisierbaren Werkstoff erfüllte Fuge zwischen den beiden Langprofilhälften weist dabei vorzugsweise an der Oberfläche der Zahnköpfe eine Breite auf, welche etwa der Größe des Luftspaltes zwischen Rotor und Stator entspricht. Die zwischen den beiden Langprofilhälften bestehende schwache durchlaufende magnetische Brücke wird vorzugsweise durch Schleifen unter Bildung einer vom magnetischen Werkstoff freien Fuge abgearbeitet.
Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 das Profil eines Nutenverschlußkeiles nach der Erfindung, F i g. 2 eine Ansicht von unten auf denselben, F i g. 3 einen gleichartigen Nutenverschlußkeil mit Löt- oder Sehmelzstoffverbindung, F i g. 4 wieder die Unteransicht auf diesen Nutenverschlußkeil, F i g. 5 die Oberansicht mit einer beim Walzen oder Prägen der Fuge herausgedrängten Werkstoffnaht, F i g. 6 einen Schnitt durch eine halboffene Nut mit einem derartigen Nutenverschlußkeil zwischen den Flanken zweier Zähne, F i g. 7 einen Schnitt durch einen Anker mit durch solche Nutenverschlußkeile verschlossenen Nuten, F i g. 8 eine Aufsicht auf einen solchen Anker mit sehr schmal geöffneten Schlitzen in den Nutenverschlußkeilen zwischen den Langprofilhälften.
Das in F i g. 1 ersichtliche Profil ist durch Prägen oder Walzen von schmalen Streifen aus magnetischem Werkstoff schnell auch in sehr kleiner Abmessung herstellbar. Der eine Werkzeugteil erzeugt die Flanken 4 mit den Stegen 5, während im anderen Werkzeugteil die Stützflanken 3 mit den Anlageflanken 2 und der Außenseite mit der Fließwölbung 6 erzeugt werden.
In F i g. 2 ist eine kleine, beim Prägen oder Walzen des Nutenkeilprofils gleichzeitig hergestellte Verbindungsstelle 5 zu ersehen.
In F i g. 3 ist an Stelle derselben eine teilweise Ausfüllung der Flankenrille mit einem Schmelzstoff 5' gezeigt, welche auch neben den geprägten Verbindungsstellen 5 aus magnetischem Werkstoff angewendet werden kann.
Fig. 4 läßt den am Grund der winkeligen Rinne von F i g. 3 aufgeschmolzenen Werkstoff als durchlaufende Verbindung 5' der Langprofilhälften erkennen.
F i g. 5 zeigt das Ende eines Nutenverschlußkeiles mit Profil nach F i g. 1 oder 3 in etwa zehnfacher Vergrößerung mit einer geringen nahtartigen Aufwölbung 6 an der Außenseite, welche durch das Prägen oder Walzen entsteht. Diese Aufwölbung kann entfallen, wenn man etwas mehr Werkstoff beim überschleifen abarbeiten läßt.
In F i g. 6 liegen die beiden Langprofilhälften 1 den parallelen Flanken 8 der Zähne 7 mit einem kleinen Toleranzabstand an. Den inneren Nutenwänden 9 liegt die Spule 10 mit der Isolationshülse 11 an, auf welcher der Holzkeil 12 ruht. Dieser drückt den Nutenverschlußkeil 1 mit den Flanken 3 an die schrägen Flächen der Zähne 7. Nach Imprägnierung der Wicklung und Austrocknung wird die Oberfläche des Paketes vorzugsweise durch Schleifen bündig bearbeitet. Hierbei werden die Schlitze 13 mit einer beliebig kleinen Breite erzeugt, vorzugsweise mit etwa der Größe des Luftabstandes zwischen Rotor und Stator. Es wurde gefunden, daß hierbei ein Abfall der Induktion über den verbleibenden Nutenschlitzöffnungen 13 fast vollständig vermieden ist und andererseits eine Sättigung der Mittelteile der Nutenverschlußkeile mit Sicherheit vermieden wird. Die kleinen Querschnitte der Verbindungsbrücken 5 zählen dabei kaum. Mit Nutenve.rschlußkeilen nach F i g. 3 und 4 läßt sich jedoch diese magnetische Verbindung sehr schwach ausführen oder gänzlich vermeiden.
F i g. 7 und 8 geben die Nutenverschlußkeile 1. mit den beliebig schmal ausführbaren Schlitzen 13 und den verbleibenden Verbindungsstellen 5 in etwa natürlicher Größe wieder. Sie verlängern eigentlich die Zähne 7 an den Flanken 8 und werden zutreffender Zahnkeile genannt.
Diese Nutenverschlußkeile sind außerordentlich klein in automatischer Fertigung sicher ausführbar. Es werden alle Schwierigkeiten und Einschränkungen vermieden, welche mit einem Ausstanzen oder Fräsen von Schlitzen hinsichtlich deren Breite und des Herstellungsaufwandes verbunden sein würden. Solche Nutenverschlußkeile mit sehr geringer Schlitzbreite erbrachten eine unerwartete Verbesserung von Induktionsmotoren, vornehmlich bei putenlosen Wirbelstromläufern, und in besonderem Maße bei Hysteresemotoren. Bei letzteren wurde mit der normalen Luftspaltweite von Induktionsmotoren eine vervielfachte Wirkung erzielt.

Claims

Patentansprüche: 1. Nutenverschlußkeil, der aus zwei Langprofilhälften besteht, die durch kleine Stege in größerem Abstand und/oder mittels einer unmagnetischen Löt- bzw. Schweißnaht verbunden sind, für elektrische Maschinen mit halbgeschlossenen Nuten, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutkeil aus einem Streifen magnetischen Werkstoffes in der Weise geprägt oder gewalzt ist, daß er in den von zwei parallelen Flanken benachbarter Zahnköpfe begrenzten Nutenschlitz der halbgeschlossenen Nut eingreift und mit je einer vorspringenden Schulter der Langprofilhälften an den zwischen Nutenschlitz und Nutenwand befindlichen Flanken der Zahnköpfe anliegt, und daß die Langprofilhälften an den über der Wicklung befindlichen, einander zugewendeten Seiten unter einem vorzugsweise spitzen Winkel zur Ankeroberfläche verlaufende Flanken aufweisen, an denen in Abständen kleine rippenartige Stege ausgeprägt sind.
2. Nutenverschlußkeil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Langprofilhälften zusätzlich neben den ausgeprägten Stegen oder anstatt derselben in an sich bekannter Weise durch einen eingegossenen oder angeschmolzenen unmagnetischen Füllstoff, z. B. eine Löt- bzw. Schweißfuge aus Messing oder Neusilber, als Widerstandswerkstoff verbunden sind.
3. Nutenverschlußkeil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen den beiden Langprofilhälften eine nicht vom magnetisierbaren Material erfüllte Fuge besteht, deren Breite an der Oberfläche des Ankerkörpers etwa der Größe des Luftspaltes zwischen Rotor und Stator entspricht.
4. Verfahren zur Herstellung eines Nutenverschlußkeiles für elektrische Maschinen mit halbgeschlossenen Nuten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den beiden miteinander verbundenen Profilhälften vorhandene durchlaufende schwache magnetische Brücke durch einen zusätzlichen Arbeitsgang, vorzugsweise durch Schleifen der Außenfläche des Wickelkörpers, unter Bildung einer von magnetisierbarem Material freien Fuge abgearbeitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 301948, 711184, 846 582; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1742 878; schweizerische Patentschrift Nr. 43 239; Patentschrift Nr. 7271 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; USA.-Patentschriften Nr. 917138, 941180.