DE19931385A1

DE19931385A1 - Verfahren zur Herstellung eines Motor- bzw. Generatorenkeils

Info

Publication number: DE19931385A1
Application number: DE1999131385
Authority: DE
Inventors: Markus Ahrens; Vishal Mallick; Karl Parfrey
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2001-01-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Keils (3) zur Sicherung von einer Wicklung (2) eines Rotors (1), welche sich in einer Nut (4) befindet. Dieser Keil (3) besteht aus einem Kunststoff und wird in die Nut (4) eingebracht. Durch seine Formbarkeit passt er sich der Geometrie genau an. Um eine Sicherung der Wicklungen zu erreichen muss der Kunststoff nach dem Aushärten eine Steifigkeit von mindestens 1.5 GPa und eine Festigkeit von mindestens 50 MPa besitzen. Dazu können verschiedene Kunststoffe verwendet werden. Die Erfindung erleichtert die Montage der Keile an den Wicklungen. Zudem erhöht sie die Sicherheit der Keile, da sie sich der Geometrie der Nut (4) zwischen den Wicklungen (2) und dem Rotor (1) sehr genau anpassen.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Keils zur Sicherung der Wicklungen eines Rotors oder eines Stators von Motoren bzw. Generatoren.

STAND DER TECHNIK

Die Wicklungen eines Rotors von Motoren bzw. Generatoren müssen gegen die hohen Fliehkraftbelastungen gesichert werden. Ebenso müssen die Wicklungen eines Stators gegen die thermische Ausdehnung und die auftretenden Magnetkräfte gesichert werden. Zur Sicherung der Wicklungen gegen diese Belastungen und die auftretenden Vibrationen werden Keile verwendet, welche in die Nut zwischen Wicklung und Rotor eingebracht werden. Auf diese Weise wird eine ausreichende Vorspannung erreicht, um die Wicklungen zu sichern. Diese Keile bestehen meist aus einem mit Kurzfasern verstärkten Kunststoff. Diese Keile weisen aber den Nachteil auf, dass sie vor dem Einsetzen in die Nut zwischen Wicklung und Rotor mechanisch bearbeitet werden müssen, um sie an die Geometrie anzupassen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Keile sich durch die mechanische Bearbeitung nicht exakt an die Geometrie der Nut zwischen Rotor und Wicklung anpassen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Keils zur Sicherung der Wicklungen eines Rotors oder Stators von Motoren bzw. Generatoren vor Vibrationen und anderen schadhaften Einflüssen zu schaffen, welches eine vereinfachte Montage des Keils an den Wicklungen ermöglicht. Zudem soll eine sehr hohe Passgenauigkeit des Keils in der Nut zwischen dem Rotor und den Wicklungen und damit eine erhöhte Zuverlässigkeit der Sicherung erreicht werden.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Kunststoff in die Nut zwischen dem Rotor oder dem Stator und den Wicklungen eingebracht wird und der Kunststoff danach aufschäumt, sich dabei ausdehnt und dann aushärtet, wobei er im ausgehärteten Zustand eine Steifigkeit von mindestens 1.5 GPa und eine Festigkeit von mindestens 50 MPa besitzt.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Keil nicht mehr mechanisch vorbearbeitet werden muss. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Montage der Keile an den Wicklungen sehr einfach ist und sehr schnell geht. Da die Keile aus einem Kunststoff bestehen, welcher sich der Geometrie der Wicklungen anpasst und die Nut zwischen Rotor oder Stator und Wicklung passgenau ausfüllt, wird eine bessere Sicherung der Wicklungen gegen Fliehkraftbelastungen und andere negative Einflüsse erreicht.

Die weiteren Ausgestaltungsmöglichkeiten sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die einzige Figur zeigt einen Teilschnitt durch eine Ausführungsform eines Rotors mit erfindungsgemässem Keil.

Es werden nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Die einzige Figur zeigt einen Teilschnitt durch einen Rotor 1 von einem Motor bzw. einem Generator. Wicklungen 2, welche sich in einer Nut 4 des Rotors 1 befinden, sind gleichmässig über den Umfang des Rotors 1 angeordnet. Dies ist aber nicht dargestellt. Zur besseren Übersicht zeigt die einzige Figur nur eine Nut 4 mit einer Wicklung 2 des Rotors 1 mit einem erfindungsgemässen Keil 3. Der Keil 3 dient zur Sicherung der Wicklungen 2 gegen Fliehkraftbelastungen und Vibrationen. Vorteilhaft wird der Keil 3 mit einem Verfahren hergestellt, in welchem in einem ersten Schritt ein Kunststoff in die Nut 4 zwischen Rotor 1 und Wicklungen 2 eingebracht wird. Das Einbringen kann auf verschiedene Weisen geschehen und hängt von dem verwendeten Kunststoff ab. Da der Kunststoff in diesem Verfahrensschritt formbar und noch nicht ausgehärtet ist, passt er sich der Kontur der Wicklung 2 und der Nut 4 sehr genau an. Besonders geeignet sind auch Kunststoffe, welche sich beim Gebrauch leicht ausdehnen bzw. aufschäumen. Damit wird gleichzeitig eine notwendige Vorspannung bei der Sicherung der Wicklungen erreicht. Im einem zweiten Verfahrensschritt härtet der Kunststoff aus. Um eine ausreichende Sicherung der Wicklungen zu gewährleisten, werden nur solche Kunststoffe verwandt, die nach dem Aushärten eine Steifigkeit von mindestens 1.5 GPa und eine Festigkeit von mindestens 50 MPa aufweisen.

Für diese Zwecke ist es denkbar, als Kunststoff einen Thermoplastmantel zu verwenden, in welchen beispielsweise ein heisser Schaum oder heisse Luft eingeblasen wird, wodurch er weich und formbar wird, und sich, bevor er aushärtet, der Kontur von Nut 4 und Wicklung 2 anpasst. Bei dem Thermoplastmantel kann es sich beispielsweise um ein PEEK (Polyetheretherketon) oder um ein PEI (Polyetherimid) handeln. Ein solcher Thermoplastmantel sollte eine Streckgrenze von 15% haben. Als Schaum kann beispielsweise ein Polyurethan (PUR) verwendet werden. Ein solcher Schaum ist unter der Marke BAYDUR 110 FR® von der Firma Bayer erhältlich. Die Steifigkeit dieses Schaums beträgt 2 GPa, die Festigkeit 50 MPa.

Die Sicherung der Statoren gegen thermische Ausdehnung, auftretende Magnetkräfte und Vibrationen wird nicht in einer Figur dargestellt. Sie entspricht der Sicherung der Wicklungen 2 des Rotors 1 durch die Keile 3. Es werden als Materialien die selben Kunststoffe verwandt und das beschriebene Verfahren wird analog angewandt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Rotor

2

Wicklung

3

Keil

4

Nut

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Keils (3) aus einem Kunststoff, welcher die Wicklungen (2) eines Rotors (1) oder eines Stators von Motoren bzw. Generatoren sichert, und welcher in eine Nut (4) zwischen den Wicklungen (2) und dem Rotor (1) oder dem Stator eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoff in die Nut (4) zwischen dem Rotor (1) oder dem Stator und den Wicklungen (2) eingebracht wird und der Kunststoff danach aufschäumt, sich dabei ausdehnt und dann aushärtet, wobei er im ausgehärteten Zustand eine Steifigkeit von mindestens 1.5 GPa und eine Festigkeit von mindestens 50 MPa besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Thermoplastmantel ist, in welchen ein heisses Fluid eingespritzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein Schaum ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Luft ist.