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Spannvorrichtung zum Verspannen der Schenkel bzw. Joche von lamellierten
Magnetkernen Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Verspannen der Schenkel
bzw. Joche von lamellierten Magnetkernen für elektrische Apparate, insbesondere
für Transformatoren, mit beiderseits der Joche angeordneten Preßplatten, die durch
flexible, mit Spannvorrichtungen versehene Spannbänder zusammengepreßt sind.
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In immer größerem Umfang werden sogenannte kornorientierte Bleche,
d. h. Bleche, die in Walzrichtung besonders günstige magnetische Eigenschaften haben,
im Transformatoren- und Meßwandlerbau eingesetzt. Auf Grund der Eigenschaften dieser
Magnetbleche ergeben sich für die Konstruktion des Magnetkernes eine Reihe von Bedingungen,
die dazu zwingen, von der bisherigen Methode der Kernpressung mit durch die Bleche
gehenden Bolzen abzugehen.
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Eine dieser Bedingungen ist, Quermagnetisierungen im Blech so klein
wie möglich zu halten, da nur so eine optimale Ausnutzung des kornorientierten Magnetbleches
möglich ist. Aus diesem Grunde zielen eine Reihe von bekanntgewordenen Konstruktionen
darauf ab, die in den Kernschenkeln und Jochen anzubringenden Löcher zur Aufnahme
der Preßbolzen zu vermeiden.
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So ist es bekannt, die Joche derartig lamellierter Magnetkerne über
seitlich angeordnete Preßplatten, zusammenzudrücken, die ihrerseits durch außerhalb
des Kernpaketes angeordnete Spannvorrichtungen gehalten werden. Es ist auch bereits
bekannt, als Spannvorrichtungen für die genannten Preßplatten flexible Spannbänder
zu verwenden, und es wurde weiterhin schon vorgeschlagen, diese flexiblen Spannbänder,
z. B. Stahlbänder, um die Kernpakete zu schlingen, um dadurch den erforderlichen
Preßdruck für die Kernpakete zu erzeugen.
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Bei einer solchen Ausführung ist aber der Einsatz von Vorrichtungen
zur Erzeugung der nötigen Zugkraft unumgänglich, um eine ausreichende mechanische
Verfestigung und einen großen Füllfaktor des Kernes zu erreichen. Außerdem sollen
die Schlösser für die Spannelemente möglichst klein gehalten werden, damit diese
bei wirtschaftlichem Kernquerschnitt innerhalb des Kernkreisdurchmessers untergebracht
werden können.
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Bei einer bekanntgewordenen Anordnung zur Pressung des Joches von
Transformatorenkernen, bei der nur auf der der Wicklung zugewandten Seite des Joches
Spannbänder eincresetzt sind, wird die zur Pressung nötige Zugkraft mit Hilfe von
Schrauben erzielt, die auf Gewindebolzen gesetzt werden, welche wiederum mit den
Spannbändern verbunden sind. Eine solche Ausführung ist aber für Transformatoren
höherer Leistung und Reihenspannung nicht zweckmäßig, da die zur Pressung nötigen
Zugkräfte Spannbolzen und Muttern erforderlich machen, die wegen ihrer Abmessungen
und wegen der aus Isolationsgründen notwendigen Einhaltung gewisser Mindestabstände
zwischen Kern und den Wicklungen des Transformators eine Vergrößerung der Fensterhöhe
des Kernes erfordern.
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Die Nachteile der beschriebenen Vorrichtungen werden beseitigt, wenn
bei einem lamellierten Magnetkern mit beiderseits der Joche angeordneten Preßplatten,
die durch flexible, mit Spannvorrichtungen versehene Spannbänder zusammengepreßt
werden, erfindungsgemäß auf mindestens einer der beiden Preßplatten für die Spannbänder
zwei Reihen von Befestigungselementen vorgesehen sind, deren Abstand voneinander
zur Spannung der Bänder veränderbar ist, wobei die Befestigungselemente auf einer
Preßplatte rollenförmige, um ihre Achse drehbare Bauteile aufweisen, um die die
Spannbänder geschlungen sind.
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Auf der Preßplatte, die der mit den rollenförmigen Bauteilen versehenen
gegenüberliegt, können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung Befestigungselemente
angeordnet sein, die sowohl Anfang als auch Ende des Spannbandes durch Form- oder
Kraftschluß halten. Eine solche Ausführung hat den Vorteil, daß die Länge des einzelnen
Spannbandes auf mehr als die Hälfte verkürzt werden kann, was die Montage erleichtert.
Andererseits sind nun aber besondere Befestigungselemente nötig.
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An Hand eines Ausführungsbeispieles wird der Gegenstand der Erfindung
im Prinzip erläutert.
In F i g. 1 ist mit 1 ein mehrfach gestuftes
Joch eines Transformatorkernes bezeichnet, welches auf beiden Seiten von den Preßplatten
2 und 3 begrenzt wird. Die Preßplatte 2 trägt zwei Befestigungselemente 4 und 5,
welche jeweils aus einem U-förmig gestalteten Bauelement bestehen, in denen eine
Rolle 6 gelagert ist. Diese Rolle besteht zur Vermeidung einer Kurzschlußwindung
aus Isoliermaterial oder sie ist von einem Rohr 7 aus solchem Material umhüllt.
In dem mittleren Schenkel des U-förmigen Bauelementes sind Gewinde angebracht, in
die eine auf einer Seite links- und auf der anderen Seite rechtsgängige Spindel
8 eingreift. Die Bauelemente 4
und 5 sind bewegbar auf der Preßplatte
2 angeordnet und können durch Drehung der Spindel 8 gegeneinander verschoben werden.
Um die Rollen 6 der Befestigungselemente 4 und 5 ist je ein Spannband 9 geschlungen,
deren Anfänge und Enden in den Befestigungselementen 10 bzw. 11 auf der Preßplatte
3 befestigt sind. Diese Befestigungselemente 10 und 11 bestehen aus je einem U-#örnvgen
Bauteil 12, dessen beide Schenkel mit der Preßplatte 3 verschweißt sind und dessen
Mittelteil auf seiner Innenseite abgeschrägt ist. In diese U-förmigen Bauteile ist
ein Keil 13 geschoben, wobei das Spannband 9 jeweils zwischen die Bauteile
12 und 13 eingelegt ist. Es ist aber auch möglich, das Spannband 9
zwischen den Keil 13 und die Preßplatte 3 einzulegen, bzw. den Keil 13 in mehrere
Keile aufzuteilen und jeweils zwischen diese aufgeteilten Keile ein Spannbandende
einzufügen, falls das Spannband 9 aus mehreren übereinandergelegten Einzelbändern
besteht. Im Ausführungsbeispiel sind die Spannbänder 9 umgeschlagen und mit
den Keilen 13 durch Schrauben 14 verbunden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß
es der Anwendung einer besonderen Spannvorrichtung zur Erzeugung des Preßdruckes
nicht bedarf, da durch Zusammenziehen der Befestigungselemente 4 und 5 der
nötige Preßdruck erzielt wird. Durch Umschlingen der Rollen 6 mit den Spannbändern
9 wird erreicht, daß beim Spannen der Zug im äußeren Spannband nicht größer wird
als in dem Spannband, welches dem Kern am nächsten angeordnet ist. Zu diesem Zwecke
sind die rollenförmigen Bauelemente 6 an den Befestigungselementen 4 und
5 um ihre Achse drehbar angeordnet. Die Ausbildung des Befestigungselementes, welches
der Verbindung der Anfänge und der Enden der Spannbänder 9 mit der Preßplatte
3 dient, gestattet beim Anziehen der Spannbänder 9 eine Bewegung des Keiles 13 in
Richtung des Spannbandes, wodurch eine in Abhängigkeit von der Zugkraft wirkende
Druckkraft auf das Spannband erzeugt wird. Je größer also die Beanspruchung des
Bandes wird, um so größer wird auch die Kraft, mit der das Spannband von den Bauelementen
12 und 13 gehalten wird. Um eine gleichmäßige Verteilung der Druckkräfte
über den gesamten Kern zu erreichen, werden am Umfang des Kernes verteilt Leisten
15 aus Holz oder Hartpapier eingelegt. Außerdem ist im Ausführungsbeispiel noch
zwischen die Spannbänder 9 und die Leisten 15 eine Beilage 16, ebenfalls
aus dünnem Hartpapier bestehend, eingefügt. Damit wird auch gleichzeitig einer hohen
Beanspruchung der Spannbänder an den Ecken des Kernes vorgebeugt und ein Kurzschluß
von einzelnen Blechen durch das Spannband vermieden.
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Die F i g. 2 zeigt eine weitere Ausbildungsform gemäß der Erfindung.
Hier ist der Kern 1 wiederum von den Preßplatten 2 und 3 begrenzt. Auf die Preßplatte
2 sind die Befestigungselemente 18 fest aufgebracht. In denselben sind rollenförmige
Bauteile 19 und 20 verschiebbar gelagert. Um jedes dieser rollenförmigen Bauteile
ist jeweils ein Spannband oder ein Spannbandpaar geschlungen. Die andere Preßplatte
3 trägt wiederum die U-förmigen Bauteile 12, welche mit der Preßplatte 3 verschweißt
sind. Der Keil 13 ist hier jedoch in zwei Einzelkeile unterteilt, wobei jeweils
zwischen dem oberen Keil und dem abgeschrägten Mittelschenkel des Bauteiles 12 bzw.
zwischen die beiden Einzelkeile ein Spannband bzw. Spannbandpaar eingelegt ist.
Im übrigen wirkt diese Anordnung wie die bereits beim Ausführungsbeispiel F i g.
1 beschriebene.
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Die Ausbildungsform gemäß F i g. 2 hat den Vorteil, daß hier eine
Vielzahl von Spannbändern zur Pressung Anwendung finden kann. Selbstverständlich
ist es auch möglich, bei der anderen Ausführungsform mehrere Spannbänder übereinander
zu legen, da durch die Unterteilung in mehrere Spannbänder die Anordnung flexibel
gehalten werden kann. Auf der Seite der Preßplatte 3 kann auch ganz auf die Befestigungselemente
verzichtet werden, indem man das Band bzw. die Bänder um den ganzen Kern legt und
sie direkt an die rollenförmigen Bauelemente elemente 6 angreifen läßt, oder es
können die Anfänge oder die Enden der Spannbänder 9 direkt z. B. durch Verschweißen
verbunden werden, so daß jetzt nur noch Anfänge oder Enden zwischen den Bauteilen
12 und 13 angelegt werden. Diese Ausführungsform erscheint besonders bei der Anwendung
vieler Spannbänder vorteilhaft, da hier die Möglichkeit besteht, daß dieselben ohne
Unterteilung des Keiles 13 nicht einwandfrei gehalten werden können.