DE2055671A1

DE2055671A1 - Hochbelastbare Verbindung fur isolierte Halteteile

Info

Publication number: DE2055671A1
Application number: DE19702055671
Authority: DE
Inventors: Karl Franz Burnt Hills Bishop James Saunders Schenectady NY Drexler (V St A )
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-12-17
Filing date: 1970-11-12
Publication date: 1971-06-24
Also published as: DE2055671C3; US3566010A; DE2055671B2; GB1289597A

Description

Hochbelastbare Verbindung für isolierte Halteteile

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf hochbelastbare isolierende Halteteile und auf eine verbesserte Anordnung zur Verbindung dieser Teile, damit sie Biegemomenten oder solchen Prüften widerstehen, die die Teile zu trennen versuchen.

Γη hochbelastbaren elektrischen Apparaten, wie z. B. sehr großen dynamoelektrischen Maschinen oder Transformatoren, werden die Teile hohen elektrischen, magnetischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Ein Beispiel für derartige hohe Beanspruchungen der Teile nlnd die Wickelkopf- und Verbindung3ringhalterungcn sehr großer Generatoren, wo

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sich eine große Zahl von Teilen findet, die die Maschinenelemente und die Windungshalterungen verbinden. Beispiele derartiger Systeme sind in den US-Patenten 3 Ο89 048 und 3 3^4 296 zu finden.. Die Halterungskomponenten in derartigen Maschinen wurden typischerweise aus einem Isoliermaterial wie z. ß. Baumwollgewebe oder Glasgewebeschichten hergestellt.

Es sind bereits Zugglieder aus kunststoffimprägniertem Glasgewebe oder -band angegeben worden, um isolierte Verbindungsstücke oder ihre Abstandshalter in der jeweiligen Lage zu halten oder um die isolierenden Bau- oder Halteteile zusammenzubinden. Beispiele hierfür sind in den US-Patenten 3 024 302, 3 330 978 und 3 437 859 enthalten. Es blieb jedoch immer ein Rest an festen Bestandteilen (hardware) übrig, die erforderlich waren, um die strukturellen Verbindungen, welche einer komplexen Belastung unterliegen, zu verstärken oder zu verbinden. Für diese Fälle haben Hersteller feste Gegenstände aus Metall, die in der Nähe elektrischer oder magnetischer Felder unerwünscht sind, oder isolierende feste Teile verwendet, welche eine geringere Festigkeit aufweisen. Dies gilt insbesondere für solche Teile, die mit einem Gewinde versehen sind. .

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte, hochbelastbare isolierende Halteverbindung zu schaffen, die einer hohen oder komplexen Belastung zu widerstehen vermag, welche die verbundenen Teile voneinander zu trennen versucht. Ferner beinhaltet die Erfindung eine verbesserte isolierende Verbindung, in der die verschiedenen Elemente des Verbindungsstückes hinsichtlich des Zuges, des Druckes, der Scherung und der Biegung möglichst gut ausgelegt werden können, um den Vorteil der Festigkeit der einzelnen Elemente vollständig auszunutzen.

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Diese Aufgaben werden durch eine hochbelastbare Verbindung für isolierte Halteteile gelöst, die erfindungsgemäß durch wenigstens zwei Halteteile, die mit jeweils einem Abschnitt nebeneinander angeordnet sind und in diesen Abschnitten der Halteteile entsprechende koaxiale Löcher ausgebildet sind, einen isolierenden Bolzen mit hoher Scherkraftfestigkeit, der in die Löcher eingepaßt ist, und ein Zugband mit Fäden oder Pasern hoher Zugfestigkeit, die, mit einem härtbaren Kunstharz getränkt, unter Zug um die nebeneinander angeordneten Abschnitte gewickelt und derart angeordnet sind, daß der Bolzen in den Löchern festgehalten ist, wenn das Kunstharz ausgehärtet ist, gekennzeichnet ist.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Darstellung von zwei isolierten Halteteilen, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verbunden sind.

Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig.

Fig. 5 zeigt teilweise im Schnitt eine weitere Modifikation der Erfindung.

In den Figuren 1 und 2 sind zwei Halte- oder Trageteile 1 und 2 in der gezeigten Stellung miteinander verbunden. Die genaue Funktion der Teile 1, 2 ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Beispielsweise könnten sie Halteteile für Wickelköpfe in einem großen Generator oder für die bogenförmigen Verbindungsringe im Wickelkopfbereich eines derartigen Generators oder Teile in irgendeinem hochbeanspruchbarcn elektrischen Apparat sein, der hohen elektrischen, magnetischen

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und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist, wie z. B. ·, in Motoren, Transformatoren, Sammelschienen usw.

Das Material der Teile 1, 2 kann irgendeines der bekanntem hochfesten Isoliermaterialien sein, wie z. B. 'Baumwollgewebe oder Glasgewebeschichten, die unter den Handelsname^ Textolite 1848 oder Textolite 11637 kommerziell erhältlich sind. Sie können aber auch aus kunststoffimprägnierter Glasfaser oder in einigen Fällen sogar aus holzartigen oder glasähnlichen Materialien bestehen.

Die Teile 1. 2 weisen koaxiale Löcher 3, 4 auf, die durch diese Teile hindurchführen und in denen ein fest passender Stift oder Bolzen 5 angeordnet ist. Das Material des Bolzens 5 ist so ausgewählt, daß er einen hohen Widerstand gegenüber Scherung und Biegung"aufweist. Vorzugsweise ist es ein Polyesterglasfasermaterial, welches kommerziell erhältlich ist. Ein Beispiel hierfür ist das unter dem Handels- namen "Glasdramatic Rod" geführte Produkt, das von der Polygon Plastics Inc. hergestellt wird.

Ein Zugband 6 aus isoliertem hochbelastbarem Material wird ~ schleifenförmig vorn und hinten um die Teile 1 und 2 und ' über die vorstehenden Enden des Bolzens 5 in Form einer Ψ acht herumgeführt. Das Zugband 6 ist vorzugsweise ein ßlasgewebematerial, das kommerziell erhältlich ist. Ein Beispiel hierfür ist ein Material mit dem Handelsnamen "Fiberglas Continuous K893", das von der Owens Corning Fiberglas Corp. hergestellt wird. Aber auch ein gewebtes Glasfaserband ist hierfür geeignet. Das Gewebe ist mit einem geeigneten härtbaren Kunstharz getränkt, wie beispielsweise einem solchen, das im Handel allgemein als ein Styrolgruppen tragendes ungesättigtes Polyesterharz bekannt ist. Das Gewebe in de^n Band 6 wird unter Zug gewickelt, so daß, wenn das Kunstharz ausgehärtet ist, die über die vorstehenden Enden des Bolzens 5 hinausragenden Abschnitte diesen fest in seiner La- , ge halten und verhindern, daß er aus den Löchern 3, k austritt,

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In den Figuren 3 und 4 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen L-förmigen Isolierteil 7, der an einem Isolierteil 8 befestigt ist. Wie in dem oben beschriebenen Beispiel ist ein Stift oder Bolzen 9 in koaxialen Löchern 10, 11 in den Teilen angeordnet. Ein isoliertes Zwischen- oder Abstandsstück 12 sorgt für einen Abstand zwischen den Elementen 7 und 8. Die Länge des Bolzens 9 ist so gewählt, daß dieser etwas kürzer als die zusammengesetzten Längen der Löcher 10 und 11 einschließlich der Dicke des Abstandsstückes ist.

Ein erstes isoliertes Zugband 13 aus dem gleichen Material, wie es oben beschrieben wurde, ist um die Teile 7, 8 herumgewickelt und derart angeordnet, daß es die Enden der Löcher 10 und 11 verschließt, so daß der Bolzen 9 nicht herauskommen kann.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein zweites Zugband I¹I in dem Raum, der durch die Dicke des Abstandshalters 12 gebildet wird, um das erste Band 13 herumgewickelt. Dieses zweite Band dient zur weiteren Straffung des Bandes 13, desgleichen zur Ausfüllung des Zwischenraumes zwischen den Teilen 7 und 8, und es bildet eine zusätzliche Oberfläche zu der bereits durch den Abstandshalter 12 gebildeten, um so die Druckkraft zwischen den Teilen aufzunehmen.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Hier ist ein bei 15 zum Teil gezeigter Halteteil mit einem Ringelement 16 verbunden, das im Querschnitt dargestellt ist. Typischerweise würde eine Reihe auf dem Umfang mit Abstand angeordneter Teile verwendet, wie z. B. die bei 15 bezeichneten, um die Wickclkopfstruktur in einem großen Generator zu halten, und der Ring l6 würde dazu dienen, die Teile 15 zusammenzubinden und desgleichen die Wicklungen zu halten. Das Teil 15 weist ein Loch 17 auf, welches dafür vorgesehen ist, die Schleifen eines um den Ring 16 herumführenden Zugbandes 18 aufzunehmen. In den Löchern 20, 21,

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die in die Teile 15 bzw. 16 gebohrt sind, ist ein Stift oder Bolzen 19 angeordnet. Eine Isolierscheibe 22 dient als Abstandshalter zwischen diesen Teilen. Ein zweites Zugband 23 ist um das erste Zugband 18 herumgewickelt, wobei der durch den Abstandshalter 22 wie oben gebildete Zwischenraum ausgenutzt wird. Das Band 23 dient zur Anspannung des ersten Bandes und desgleichen zur Ausfüllung des Raumes zwischen den Teilen 15, 16.

Die Bauteile gemäß den Figuren 1 bis 5 werden im Betrieb verschiedenen Kräften ausgesetzt. In den Zeichnungen sind beispielsweise die Zugkräfte F, angegeben, die die Teile zu trennen versuchen. Entgegengesetzt gerichtete Druckkräfte können auch im Falle einer sich sinusförmig ändernden Kraft auftreten. Die Teile sind ferner Scherkräften F ausgesetzt, welche die Teile entlang der Verbindungsebene zu trennen versuchen. Die Biegemomente M, versuchen eine relative Drehung zwischen den Bauteilen herbeizuführen, wie es in den Zeichnungen angegeben ist.

In der beschriebenen Verbindung nehmen die Bolzen die Scherkräfte F auf, während die Zugbänder einen Widerstand gegenüber den Zugkräften F. bilden. Ferner wird gegenüber den Biegemomenten R aufgrund der festen Passung der Bolzen und dem Zusammenwirken zwischen den Bolzen und den Zugbändern, welche diese in ihrer Läge hält, ein wirksamer Widerstand gebildet .

Die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 3 bis 5, bei denen isolierte Abstandshalter und zweite Zugbänder verwendet werden, sind auch dort wirksam, wo geringe Abweichungen zwischen einer Reihe verbundener Teile bestehen. Die zweiten Zugbänder sorgen für ein Druckband, welches den Abstandshalter, der die Oberflächen zwischen den Teilen berührt, unterstützt, irgendwelche Unebenheiten auszufüllen bzw. auszugleichen.

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Obwohl die verschiedenen Elemente des Verbindungsstückes unterschiedliche Punktionen ausüben, kann die Verbindung bei Kenntnis der Arten der auf sie ausgeübten Kräfte auf geeignete Weise angepaßt werden, indem die Größen und die Materialien der verschiedenen Elemente möglichst optimal gewählt werden.

Somit wurde also eine höchst wirksame isolierte Halterung beschrieben, welche keine'metallischen Elemente verwendet und hochfeste Verbindungen für isolierte Teile liefert.

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Claims

2Ö5B671

- 8 Ansprüche

(l. Hochbelastbare Verbindung für isolierte Halteteile, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Halteteile (1,2), die mit jeweils einem Abschnitt nebeneinander angeordnet sind und in diesen Abschnitten der Halteteile (1, 2) entsprechende koaxiale Löcher (3,^) ausgebildet sind, einen isolierenden Bolzen (5) mit hoher Scherkraft festigkeit, der in¹ die Löcher (3,*0 eingepaßt ist, und ein Zugband (6) mit Fäden oder Pasern hoher Zugfestigkeit, die, mit einem härtbaren Kunstharz getränkt, unter Zug um die nebeneinander angeordneten Abschnitte gewickelt und derart angeordnet sind, daß der Bolzen (5) in den Löchern (3,²O festgehalten ist, wenn das Kunstharz ausgehärtet ist.
2. Hochbelastbare Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein isoliertes Abstandsstück (12; 22) vorgesehen ist, das ein hinführendes und mit den Löchern (10, 11; 20, 21) in den^Halteteilen (7, 8; 15, 16) fluchtendes Loch aufweist und das eng anliegend zwischen den isolierten Halteteilen angeordnet ist, und der Bolzen (9; 19) auchdurch das Abstandstück (12; 22) hindurchführt.
3. Hochbelastbare Verbindung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Band (14; 23) aus mit Kunstharz getränkten Fäden oder Fasern vorgesehen ist, das in der Ebene des Ab- ₍ Standsstückes (12; 22) und zwischen den Abschnitten der Halteteile um das erste Band (13; 18) herumgeführt ist.

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4. Hochbelastbare Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Bolzen (5) mit wenigstens einem Ende über das Halteteil (1,2) hinausragt, und das Zugband (6) zur Halterung des Bolzenendes um das herausragende Ende herumgeführt ist.
5. Hochbelastbare Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Loch (21) des einen Halteteiles (16) vollständig durch dieses hindurchführt, der Bolzen (19) mit seinem einen Ende in diesem Loch (21) angeordnet ist und das Band (18) derart gewickelt ist, daß das Loch (21) überdeckt und der Bolzen (19) in seiner Lage gehalten ist.

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