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Geräuscharmer, ölgekühlter Transformator oder Drosselspule Es ist
bekannt, daß ein erheblicher Teil der bei Transformatoren oder Drosselspulen vor
allem durch die Magnetostriktion verursachten Schwingungen über die Befestigungselemente
des Magnetkernes mit dem Kessel auf die Kesselwandungen übertragen wird und diese
und an sie angebaute Teile, wie etwa die Radiatoren, je nach Lage ihrer Resonanzfrequenz
mehr oder weniger zum Mitschwingen anregt, von denen dann die magnetostriktiven
Schwingungen in Form von Luftschall in die Umgebung abgestrahlt werden.
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Ähnliche Probleme ergeben sich auch bei rotierenden elektrischen Maschinen,
wenn ein die Maschine umschließender, im allgemeinen der Kühlluftführung dienender
Mantel die Schwingungen des aktiven Maschinenteiles aufnimmt und als Schallschwingungen
an die Umgebung abstrahlt. In solchen Fällen ist es bekannt, unvermeidliche Schallbrücken
zwischen den genannten Maschinenteilen durch den Körperschall schlecht leitende
Zwischenlagen zu unterbrechen. Diese im wesentlichen nur zur akustischen Entkopplung
des aktiven Teiles einer rotierenden elektrischen Maschine von dem sie umgebenden
Gehäuse dienenden, schlecht schalleitenden Zwischenlagen sind keinen besonderen
mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Anders hingegen liegen die Dinge im Transformatorenbau,
wo es gilt, den magnetostriktive Schwingungen ausführenden Magnetkern schwingungsmäßig
gegen den ihn umgebenden Kessel in einer die Öldichtheit und vor allem auch die
Vakuumfestigkeit nicht beeinträchtigenden Weise.zu isolieren. Dazu kommt dann noch
das den ölgefüllten Transformatoren eigene Transportproblem, welches die erstrebte
schwingungsmäßige Isolierung des aktiven Transformatorteiles vom umgebenden Kessel
noch problematischer macht.
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Um den durch die mechanische Kopplung des Kernes mit dem Kessel auf
die Kesselwandungen übertragenen Anteil der magnetostriktiven Schwingungen zu dämpfen
und damit den Geräuschpegel eines Transformators zu senken, ist es bekannt, den
Schwingungserreger, also den Magnetkern, am Kesselboden unter Zwischenlage von Dämpfungselementen
in Form von Gummiunterlagen, Stahlfedern, schwingungsdämpfenden Kissen aus gewebten
feinen Stahldrähten und ähnlichem zu lagern oder elastisch am Kesseldeckel aufzuhängen,
kurz gesagt, Kern und Kessel mechanisch zu entkoppeln. Schwingungsdämpfende Aufhängungen
am Transformatordeckel kommen wohl nur bei kleineren Kerngewichten in Frage und
die elastische Lagerung am Kesselboden führt, insbesondere bei großen Transformatoreinheften,
also bei großen, am Kesselboden elastisch abzufangenden Gewichten des Kernes und
der auf ihm sitzenden Wicklungen, nur zu wenig befriedigenden Ergebnissen. Alle
bisher bekannten Entkopplungs- und Dämpfungsmaßnahmen bei Transformatoren zwischen
aktivem Teil und Kessel wurden innerhalb der Kesselwände durchgeführt. Damit wurden
komplizierte Zurrungen durch die Kesselwände erforderlich, um den schweren Magnetkern
und die darauf befindlichen Wicklungen für den Transport zu fixieren, für den Betrieb
aber wieder zu entkoppeln. Hier einen neuen Weg aufzuzeigen, ist das Ziel der vorliegenden
Erfindung.
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Gegenstand der Erfindung ist ein geräuscharmer, ölgekühlter Transformator
oder eine Drosselspule mit vom Kessel mechanisch entkoppeltem aktivem Teil, der
Auflageflächen zur Abstützung aufweist, wobei in erfindungsgemäßer Weise die Auflageflächen
des magnetisch aktiven Teiles in Aussparungen des Kesselbodens liegen und am Aufstellungsort
auf gesonderten Fundamenten ruhen und mit den Rändern der Aussparung durch eine
elastische Scheibe öl- und vakuumdicht verbunden sind, und ferner beim Transport
des Transformators der aktive Teil mit dem Kessel starr verbunden ist.
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Der erfindungsgemäße Vorschlag soll nachstehend an Hand der Zeichnung
näher erläutert werden.
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F i g. 1 zeigt in zwei Ansichten einen Transformator mit noch starr
mit dem Kessel verbundenem Magnetkern am Ort der Aufstellung;
F
i g. 2 und 3 zeigen Details der Verbindung der den Kern tragenden Teile des Kesselbodens
mit dem übrigen Kesselboden.
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In den Figuren ist mit 1 der aktive Teil (Kern und Wicklungen) des
Transformators angedeutet und mit 2 eine im wesentlichen aus zwei U-Eisenträgern
bestehende Preßkonstruktion für das untere Kernjoch, über die das gesamte Gewicht
des Kernes und der Wicklungen auf eine Platte 3 übertragen wird, die ihrerseits
wieder auf Auflageflächen 4 (im dargestellten Beispiel jeweils zwei) ruht, die mit
Fixierbolzen versehen sind und Teile des Kesselbodens bilden. Die Auflageflächen
4 liegen auf Tragbalken 5, die an den Kessellängsseiten über Schrauben 6 mit dem
Kessel fest verbunden sind. In diesem Zustand wird das gesamte Transformatorgewicht
(Kern, Wicklungen, Kessel und Ölfüllung) vom Kesselrahmen oder wie im dargestellten
Beispiel von Rädern getragen.
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Wie die F i g. 2 und 3 besser erkennen lassen, ist die im dargestellten
Beispiel kreisförmige Auflage 4
mit dem übrigen Kesselboden über eine kreisringförmige,
elastische (z. B. Gummi-)Scheibe 8 mittels Flanschringen 9 und 10 öl- und vakuumdicht
verbunden, wobei der Flanschring 10 über Gewindebolzen von solcher Länge an Teil
4 an gepreßt wird, daß über dieselben Gewindebolzen auch noch ein Zwischenstück
11 mit der Auflagefläche 4 verbunden werden kann, welches über weitere Schrauben
12 mit dem Tragbalken 5 verbunden ist.
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Vermittels der (nicht positionierten) Räder und Schienen wird der
Transformator bei mit dem Kessel fest verschraubten Tragbalken 5 an seinen Aufstellungsort
gebracht. Dann werden die mit 7 positionierten Fundamente für das aktive Gewicht,
die man in einer an sich bekannten Weise so ausbilden wird, daß sie möglichst wenig
von der auf sie übertragenen Schwingungsenergie über den Boden als Körperschall
weiterleiten, unter den Tragbalken 5 so justiert, daß nur ein Spalt von wenigen
Millimetern verbleibt, Hierauf wird die Verschraubung 6 der Tragbalken 5 mit dem
Kessel gelöst, womit sich der Magnetkern über eine in F i g. 3 ersichtliche Verformung
der elastischen Scheiben 8 auf die Fundamente 7 absenken kann. Damit ruhen der im.
Betrieb magnetostriktive Schwingungen ausführende aktive Teil und der ihn umgebende
Kessel auf gesonderten Fundamenten und ist durch die durch die elastischen Scheiben
8 gegebene mechanische Entkopplung zwischen aktivem Teil und Kessel eine Übertragung
der Kernschwingungen auf die Kesselwände nicht mehr oder doch nur sehr gedämpft
möglich. Ihre Weiterleitung über die Fundamente 7 in Form von Körperschall kann,
wie schon angedeutet, durch geeignete Ausbildung der Fundamente verhindert oder
doch weitgehend gedämmt werden.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene mechanische Entkopplung der den
aktiven Teil tragenden Zonen des Kesselbodens vom übrigen Kessel läßt sich natürlich
in verschiedenen Varianten verwirklichen. Statt der kreisförmigen Scheibe 8 könnten
zur elastischen öl- und vakuumdichten Verbindung der Auflageflächen 4 mit dem übrigen
Kesselboden auch membranartige Körper aus Kunststoffen, Stahl, usw. verwendet und
zur Erhöhung des Dichtvermögens eventuell auch beidseitig des Kesselbodens vorgesehen
werden. Auch kann die Form der Auflageflächen 4, im Zeichnungsbeispiel kreisförmig
angenommen, eine beliebige sein und wird von der Art der Lagerung des Kernes im
Kessel abhängen. Es kann auch ein größerer Teil des Kesselbodens vom übrigen Kessel
festigkeitsmäßig getrennt werden, so daß die elastische Verbindung dann die Form
eines Fensters bekommt. Welcher Lösungsweg jeweils der günstigere ist, hängt von
der Art des Transformators oder der Drosselspule, vom Gesamtgewicht und von den
Dimensionen ab.- .
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Statt den aktiven Teil auf sein gesondertes Fundament abzusenken,
wäre es natürlich auch möglich, ihn in etwas angehobenem Zustand auf sein Fundament
zu setzen.
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Damit der aktive Teil in seiner Lage relativ zum Kessel nicht zu sehr
verändert werden kann, sind am unteren Joch, wie in F i g.1 angedeutet, Konsolen
13 vorgesehen, die solchen Abstand vom Kesselboden besitzen, daß sie beim überschreiten
der zulässigen Absenkung des aktiven Teiles auf seine Fundamente am Kesselboden
aufliegen und damit die Last des aktiven Teiles auf den Kesselboden übertragen.