DE2339972C2 - Abstütz- und Preßvorrichtung für Magnetkerne und Wicklungen von Transformatoren oder Drosselspulen - Google Patents

Description

a) die Stahlbeilagen sind als Träger (7) ausgebildet,

b) die Träger (7) sind zwischen den Preßbalken (1, la^und den Kernjochen(28) eingespannt,

c) die Zugstangen (27) sind an den Trägern (7) angelenkt, und

d) die Preßbalken (1, Xa) bestehen aus Schichtpreßstoff.

2. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Schichtpreßstoffbalken (1; la^derart angeordnet ist, daß er teilweise am oberen oder am unteren Träger (7) sowie direkt an der von diesem freien unteren (8) bzw. oberen (9) Zone des jeweils äußersten oberen oder unteren Jochbleches (6) unter Pressung anliegt, wobei der Träger (7) an die obere (4) bzw. an die untere (5) Randzone des jeweils äußersten Jochbleches (6) angepreßt ist (F i g. 2b und 2d).

3. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtpreßstoffbalken (1; Xa) wenigstens an ihrer den Wicklungen (10) zugewandten (11) oder abgewandten (12) Seite Preßmittel (13) für die Wicklungspressung aufweisen (F i g. 4a).

4. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Preßelemente (3) aus Druckplatten (14) mit wenigstens je einer daran fixierten Rippe (15) mit Bolzen (16) für die Befestigung der Enden (17) des jeweiligen Zugbandes (2) bestehen (Fig. 2b).

5. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der oberen (4) bzw. unteren (5) Randzone des jeweils äußersten Jochbleches (6) und dem jeweiligen Schichtpreßstoffbalken (1; \a) angeordnete Träger (7) das letztgenannte Jochblech (6) höchstens bis zu dessen Längsmittellinie bzw. zur Hälfte überdeckt.

6. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtpreßstoffbalken (1; ta) an ihrer der oberen (4) bzw. unteren (5) Randzone des jeweils äußersten Jochbleches (6) zugewandten Seite eine Ausnehmung (18) für die Aufnahme des Trägers (7) aufweisen.

7. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (7) ein Flansch oder Ausleger (21) als Anschlag für die von den Wicklungen (10) abgewandte Seite (12) des oder der Schichtpreßstoffbalken(s) (1; Xa) angeordnet sind (F ig. 3a).

8. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtpreßstoffbalken (1) in eine der Anzahl der Kernsäulen (23) entsprechende Anzahl von etwa gleichlangen BalkenO^unterteilt ist.

9. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den am gleichen Kernjochende einander gegenüberliegenden Enden der Träger (7) und zugleich den zugehörenden Enden der Schichtpreßstoffbalken (1; Xa) Querbalken [Xb) aus Schichtpreßstoff als Distanzier- und Fixiermittel vorgesehen sind.

10. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmittel (13) zum unmittelbaren Pressen der einzelnen Wicklungen (10) aus den Schichtpreßstoffbalken (1; \a) etwa parallel zu den Zugstangen (27) durchsetzenden Preßbolzen (24) bestehen, die an ihren an den Wicklungen (10) abgewandten Enden Verstellmittel, wie z. B. je eine Einstellmutter (25), zum Justieren der Bolzeneinstellung aufweisen (F i g. 4a).

11. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum mittelbaren gemeinsamen Fixieren bzw. Pressen aller Wicklungen (10) an den Außenseiten der Träger (7) verstellbare Druckbolzen (26) angeordnet sind, die an der bzgl. der Wicklungen (10) abgewandten Seite (12) der Schichtpreßstoffbalken (1; \a) unter Pressung angreifen (F i g. 4b).

12. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dau die Preßmittfil (13) zum unmittelbaren Pressen der einzelnen Wicklungen (10) aus wicklungsseitig an den Schichtpreßstoffbalken (1; Xa) angeordneten justierbaren Wicklungspreßbolzen (43) aus Metall oder Isoliermaterial bestehen (F i g. 4c).

13. Abstütz- bzw. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum unmittelbaren Pressen einzelner Wicklungen

(10) Preßbolzen (24) oder Wicklungspreßbolzen (43) und zum mittelbaren gemeinsamen Pressen mehrerer Wicklungen (10) verstellbare Druckbolzen (26) vorgesehen sind (F i g. 4a und 4d).

Die Erfindung betrifft eine Abstütz- und Preßvorrichtung für Magnetkerne und Wicklungen von Transformatoren und Drosselspulen, bei der elektrisch isolierende, unmagnetische Preßbalken unter Verwendung von Spann- und Preßelementen beidseitig des Kernjoches gehalten sind und die Wicklung zwischen den Preßbalken durch in Längsrichtung der Kernsäulen verlaufende Zugstangen eingespannt ist, wobei zugleich mit den Preßbalken Stahlbeilagen miteingespannt sind. Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus der DD-PS 755 bekannt.

Die zunehmende Leistung bei den großen Transformatoreinheiten sowie die damit verbundene besondere kompakte Bauweise der Großtransformatoren haben immer größere Wicklungs-Streufeldinduktionen und magnetische Felder von Hochstromableitungen zur Folge. Diese magnetischen Felder verursachen in den nunmehr bei bolzenlosen Jochen verwendeten Stahlpreßkonstruktionen, die der Kern- und Wicklungspressung sowie der Aufnahme der axialen Kurzschlußkräfte dienen, hohe Zusatzverluste bzw. örtliche Erwärmungen, so daß bei solchen Konstruktionen magnetische Abschirmungen aus Transformatorblech oder Aluminium bzw. teure antimagnetische Stähle notwendig sind. Aus der DD-PS 23 755 ist eine Spannbandanordnung eines lameliierten Magnetkerns für Transformatoren

und Drosselspulen bekannt, bei welcher das zwischen Preßplatten aus Holz liegende Joch durch außerhalb des Kernes und innerhalb des Kernfensters liegende Spannbänder gepreßt ist Die Preßplatten können dabei zur Spulenpressung dienen, indem sie durch in den Preßplatten vorgesehene Gewindebolzen in axialer Richtung des Kerns gegen die Spulen bewegbar sind. Die genannten Spannbänder werden dann gespannt, nachdem die Spulen gepreßt sind. Angaben über die Art und Weise des Zusammenspannens des Kernes sind dieser Patentschrift nicht zu entnehmen.

Die DE-PS 10 62 807 betrifft eine Preßvorrichtung für auf Schenkeln aufgebrachte Wicklungen von Transformatoren oder Drosselspulen unter Verwendung von parallel zu Joch liegenden Druckrahmen die auf der der Wicklung zugekehrten Seite Druckplatten tragen, auf welchen die untere Wicklungsstirn aufsitzt Auf die obere Wicklungsstirn wird über Druckplatten und Druckrahmen mittels einer einstellbaren Dnxkvorrichtung ein Preßdruck ausgeübt Die Druckvorrichtung ist aus beidseitig auf die Kernschenkel aufgelegten und mit diesen verbundenen Spannplatten gebildet, wobei die Spannplatten das andere Joch überragen und ein in öffnungen der überragenden Plattenenden eingesetztes, die Spannplatten miteinander verbindendes Querstück aufnehmen. Dieses Querstück trägt an den aus den Spannplatten herausragenden Enden Druckschrauben zur Einwirkung über die oberen Druckrahmen auf die Druckplatten.

Ausgehend von der bekannten Abstütz- und Preßvorrichtung nach der DD-PS 23 755 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei weitgehender Vermeidung von Stahlkonstruktionsteilen im Bereich der Streufelder eine Vorrichtung zu schaffen, die den Transformator bzw. die Drosselspule sowohl während des Betriebes als auch beim Transport auftretenden ordentlichen und außerordentlichen Belastungen gerecht wird, und sich gleichzeitig durch einfachen technischen und wirtschaftlichen Aufbau ausgezeichnet

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Wesentliches Element der Erfindung ist das Zusammenwirken jeweils eines Trägers mit wenigstens einem elektrisch isolierenden und unmagnetischen Schichtpreßstoffbalken, wobei die in axialer Richtung der Kernsäulen wirksamen Kräfte (Aufhängung, Wicklungspreßkräfte, Kurzschlußkräfte) von den Zugstangen und den über die ganze Jochlänge durchgehenden Trägern aufgenommen werden, wogegen die Jochpressung überwiegend durch die den Trägern zugeordneten Schichtpreßstoffbalken erfolgt, die vorzugsweise jeweils in Fenstermitte des Magnetkerns mittels die Kernjoche wenigstens teilweise umfassender Zugbänder durch Preßelemente gegen das zugeordnete Kernjoch gepreßt werden. Durch die Schichtpreßstoffbalken werden demnach die Wicklungskräfte auf die Träger und dadurch auf die längs der Kernsäulen angeordneten Zugstangen übertragen, die die auf der gleichen Seite des Transformators angeordneten Stahlträger miteinander verbinden. Zur Übertragung der letztgenannten axialen Wicklungskräfte stützen sich hierbei die Schichtpreßstoffbalken auf der wicklungsseitigen Stirnfläche des jeweils zugehörenden Trägers ab.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der jeweilige Schichtpreßstoffbalken derart angeordnet, daß er teilweise am oberen oder am unteren Träger sowie direkt an der von diesem freien unteren bzw. oberen Zone des jeweils äußersten oberen oder unteren Jochbleches unter Pressung anliegt, wobei der Träger an der oberen bzw. an der unteren Randzone des jeweils äußersten Jochbleches angepreßt ist

Ferner ist es zweckmäßig, daß die Schichtpreßstoffbalktn wenigstens an ihrer den Wicklungen zugewandten oder abgewandten Seite Preßmittel für die Wicklungspressung aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können an der Außenseite des jeweiligen Trägers Flansche oder in Ausleger als Anschlag für die von den Wicklungen abgewandte Seite des jeweils zugeordneten Schichtpreßstoffbalkens angeordnet sein, die die Abstützung der Schichtpreßstoffbalken zwecks Übertragung der Axialkräfte teilweise oder ganz übernehmen.
Zweckmäßigerweise können hierbei die Träger aus entsprechend dicken einteiligen Blechplatten bestehen, wobei diese vorzugsweise zwischen der oberen bzw. der unteren Randzone des jeweils äußersten Jochbleches und dem jeweiligen Schichtpreßstoffbalken derart angeordnet sind, daß das Jetztgenannte Jochblech höchstens bis zu dessen Längsmittellinie bzw. zur Hälfte überdeckt ist Auf diese Weise werden die einteiligen Blechplatten möglichst weit von den Wicklungsstirnseiten distanziert. Obwohl durch die letztbeschriebene 2j Anordnung die Breite der außenliegenden Jochbleche von den anliegenden Blechplatten nur teilweise, also maximal bis zur Blechlängsmitte, überdeckt wird, erweist es sich zwecks weiterer Herabsetzung zusätzlicher Verluste als vorteilhaft, die äußere Schicht der Jochbleche im Bereich der jeweiligen Blechplatte bzw. des Schichtpreßstoffbalkens bis zu einer Schichtdicke von etwa 20 mm zu unterteilen bzw. zu schlitzen.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, die den Trägern

bzw. Blechplatten zugeordneten Schichtpreßstoffbalken aus Schichtpreßholz herzustellen und in eine der Anzahl der Krernsäulen entsprechende Anzahl von etwa gleichlangen Balken zu unterteilen.

Durch die aufgabengemäße Vermeidung von in Nähe der Wicklungen befindlichen Auslegern aus Stahl wird w in vorteilhafter Weise insbesondere auch die Ableitungskonstruktion sehr vereinfacht, wobei sich die Balken aus Schichtpreßholz auch sehr für die Ableitungsbefestigi'ng eignen.

Weitere mit der Erfindung erzielte Vorteile bestehen in einer bisher nicht erreichten Reduktion der Lastverluste, weiters in der Vermeidung von thermisch kritischen Stellen und somit Fehlerquellen, und nicht zuletzt in der Verbilligung und Verbesserung des Erzeugnisses.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. la eine perspektivische Draufsicht auf einen Transformator, wobei dessen Gehäuse nicht eingezeichnet ist;

F i g. 1 b eine Vorderansicht und

Fig. Ic eine Draufsicht auf eine Abstütz- bzw. Preßvorrichtung im Zusammenwirken mit einem teilweise bewickelten Magnetkern; die
Fig. 2a, 2b, 2c, 2d sowie die

F i g. 3a, 3b, 3c, 3d und die

F i g. 4a, 4b, 4c und 4d verschiedene Varianten bzw.

Details von Abstütz- bzw. Preßvorrichtungen in Seitenansicht bzw. im Querschnitt, wobei jeweils einige

t>5 quergeschnittene Jochbleche und/oder ein Teil des zugehörenden Joches im Querschnitt dargestellt sind.

In F i g. la sind die Schichtpreßstoffbalken 1 jeweils in drei etwa gleichlange Teile la unterteilt, um insbesonde-

re den handelsüblichen Längen Rechnung zu tragen. Die die Schichtpreßstoffbalken 1 bzw. la an ihren freien Enden distanzierenden und fixierenden Querbalken aus Schichtpreßstoff sind mit \b bezeichnet. Die paarweise einander zugekehrten Enden der Schichtpreßstoffbalken la werden mittels die Kernjoche wenigstens teilweise umfassender Zugbänder 2 durch mehrteilige Preßelemente 3 gegen das jeweils äußerste Jochblech 6 und den zugeordneten Träger bzw. die Blechplatte 7 gepreßt. Weitere diesbezügliche Details sind aus den F i g. 2a bis 4d ersichtlich. Die in F i g. la eingezeichneten Wicklungen sind mit 10 benannt. Die die Träger bzw. Blechplatten 7 längsseits der Kernsäulen 23 miteinander verbindenden Zugstangen sind mittels der Positionen 27, die Kernjoche mit 28, die Bodenplattenkonstruktion mit 37 und die Transformatoraufhängemittel mit 40 bezeichnet.

In den Fig. Ib und Ic sind die den Positionen der Fig. la entsprechenden Positionen gleich benannt. Beim Gegenstand der Fig. Ib und Ic handelt es sich zum Unterschied vom Gegenstand der F i g. 1 a um einen Magnetkern mit nur zwei Kernsäulen 23, wobei die Abstütz- bzw. Preßvorrichtung für den Magnetkern und die Wicklungen 10 sinngemäß entsprechend F i g. la ausgeführt sind.

In Fig.2a ist das nur zum Teil dargestellte, quergeschnittene obere Kernjoch wieder mit 28 bezeichnet, wobei die Schnittebene durch die Mitte einer Kernsäule 23 geführt ist. Die ebenfalls nur von der Seite ersichtlichen Zugstangen 27 weisen an ihren beiden kernjochseitigen Enden, wovon eines in der Fig.2a nicht ersichtlich ist, Ansätze 29 auf, die in Löcher 30 des Trägers bzw. der Blechplatte 7 eingreifen. Dadurch werden die bei Aufhängen des Kernes an den Blechplatten 7 angreifenden Zugkräfte (symbolisch vertreten durch die Richtungspfeile 41) auf die Zugstangen 27 übertragen, die diese Kräfte aufnehmen. Außerdem sind noch zwischen den auf derselben Seite des Magnetkernes einander gegenüberliegenden Schichtpreßstoffbalken la die Wicklungen 10 unter Pressung eingespannt, wie durch die die Wicklungen 10 vertretenden Pfeile 31 der der gleichen Abbildungsbzw. Schnittebene angehörenden F i g. 2a und 2c angedeutet und zu den Fig.4a bis 4d dann näher erläutert ist. Diese Kräfte werden oben (F i g. 2a) über die Preßmittel 13 (Fig.4a bis 4d) und unten (Fig.2c) direkt auf die Schichtpreßstoffbalken la und von diesen weiter gemäß F i g. 4a bis 4d auf die Blechplatten 7 und die Ansätze 29 der Zugstangen 27 übertragen und von den Zugstangen 27 aufgenommen.

In Fig.2b ist nun eine Ausführungsform der am oberen Kernjoch 28 angeordneten mehrteiligen Preßelemente 3 in Seitenansicht dargestellt, wobei die Schnittebene quer zum Kernjoch 28 durch die Fenstermitte des Transformators geführt ist Die am oberen Kernjoch 28 oben bzw. unten queranliegenden Zugbänder 2 sind zwecks Wirksamwerdens der mehrteiligen Preßelemente 3 an ihren Enden 17 mittels Bolzen 1|6 an den Enden der Rippen 15 befestigt, wobei die Zugbänder 2 mit Hilfe von Öffnungen 32 die jeweflige Blechplatte 7 in Richtung der Anpreßpfeile 42 durchsetzen. Hierbei wird das jeweils äußerste obere Jochblech 6 an seiner äußeren oberen Randzone 4 höchstens bis zu seiner Längsmittellinie von außen her von der Blechplatte 7 überdeckt, wobei letztere andererseits in eine Ausnehmung 18 des Schichtpreßstoffbalkens la paßt Die übrige nicht an der Blechplatte 7 anliegende jochseitige Fläche 19 des Schichtpreßstoffbalkens la liegt jedoch direkt an die untere Zone 8 des jeweils äußersten oberen Joohbleches 6 an. Der infolge Verdeckung durch die Rippe 15 an seiner oberen und unteren Begrenzungsfläche in Fig.2b strichliert abgegrenzte Schichtpreßstoffbalken la wird durch die mittels Schrauben 33 an der Rippe 15 befestigte Druckplatte 14 von den Zugbändern 2 gegen das obere Kernjoch 28 bzw. die Blechplatte 7 gepreßt, wie durch die Druckpfeile 24 angedeutet ist. Die äußerste Schicht

ic der Jochbleche ist hierbei mittels der Position 20 angedeutet.

In Fig.2c ist bei gleicher Schnittebene wie für F i g. 2a das Schnittbild quer durch einen Teil des unteren Kernjoches 28 dargestellt, wobei in F i g. 2c die der Fig.2a bzw. 2b entsprechenden Teile bzw. Positionen gleich bezeichnet sind. In Abweichung von F i g. 2a ist die Blechplatte 7 direkt sowie mittels des Tragflansches 35 durch Fixierschrauben 36 mit der Bodenplattenkonstruktion 37 verbunden.

Die Schnittebene der F i g. 2d stimmt wieder mit der von F i g. 2b überein, und entsprechende Positionen der beiden letztgenannten Figuren sind wieder gleich bezeichnet, soweit deren Bezeichnungen nicht den Fig.2a und 2c entnommen sind. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß F i g. 2b berührt die nicht an der Blechplatte 7 anliegende jochseitige Fläche 19 des Schichtpreßstoffbalkens la die obere Zone 9 des äußersten unteren Jochbleches 6 direkt, während die in die Ausnehmung 18 des Schichtpreßstoffbalkens la passende Blechplatte 7 nur die äußere untere Randzone 5 des äußersten unteren Jochbleches 6 abdeckt Die Rippe 15 des mehrteiligen Preßelementes 3 ist anstatt mittels Zugbänder 2 mit Hilfe eines Winkelstückes 38 und die Blechplatte 7 direkt mittels wenigstens je einer Fixierschraube 36 an der Bodenplattenkonstruktion 37 befestigt, so daß dadurch für diese Teile der Anpreßdruck in Richtung des Pressungspfeiles 39 gewährleistet ist

Die Gegenstände der F i g. 3a, 3b, 3c und 3d stellen Varianten der Gegenstände der F i g. 2a, 2b, 2c und 2d dar. Der wesentliche konstruktive Unterschied zwischen den Ausführungsformen besteht darin, daß an der Blechplatte 7 ein Flansch oder Ausleger 21 als Anschlag für die von den Wicklungen 10 (siehe Fig. la) abgewandte Seite 12 der Schichtpreßstoffbalken la vorgesehen sind. Wird der Transformator mittels der Transformatoraufhängemittel 40 (siehe Fig. la) angehoben, so wird die symbolisch durch den Richtungspfeil 41 angedeutete, von der Bodenplattenkonstruktion 37 ausgehend über die unteren Blechplatten 7, die Zugstangen 27 und die oberen Biechpiatten 7 verlaufende Zugwirkung von diesen an den letztgenannten Blechplatten 7 befestigten Transformatoraufhängemitteln 40 aufgenommen. Gleichzeitig sind die zwischen den unteren und den oberen Schichtpreßstoffbalken la unter Pressung eingespannten Wicklungen 10, die in den F i g.3a und 3c,durch die Pfeile 31 vertreten sind, gegen die Wirkung der axialen Kurzschlußkräfte gesichert, wobei die Fixierung der Schichtpreßstoffbalken ta sowie die Jochpressung in vorbeschriebener Weise in Richtung der Anpreßpfeile 42 sowie der Pressungspfeile 39 gewährleistet ist

In den Fig.4a, 4b, 4c und 4d sind nun an den Schichtpreßstoffbalken la angeordnete Preßmittel 13 bzw. Druckbolzen 26 zum Pressen der Wicklungen 10 vorgesehen. Nach Fig.4a bestehen die letztgenannten Preßmittel aus die Schichtpreßstoffbalken la durchsetzenden Preßbolzen 24, die an ihren von den Wicklungen _

10 abgewandten Enden Einstellmuttern 25 zum Justieren ihrer Bolzeneinstellung aufweisen. Gemäß F i g. 4b können die Preßmittel zum gemeinsamen Pressen aller Wicklungen 10 aus an den Außenseiten der Blechplatten 7 angeordneten, verstellbaren Druckbolzen 26 bestehen, die an der bezüglich der Wicklungen 10 abgewandten Seite 12 der Schichtpreßstoffbalken la

unter Pressung angreifen. Nach Ausführung gemäß F i g. 4c sind als Preßmittel auch wicklungsseitig an den Schichtpreßstoffbalken la befindliche justierbare Wicklungspreßstoffbolzen 43 verwendbar. In Fig.4d ist schließlich eine Kombination der Preßmittel aus den vorhergehenden Lösungen gemäß den Fig.4b bis 4c ersichtlich.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Abstütz- und Preßvorrichtung für Magnetkerne und Wicklungen von Transformatoren und Drosselspulen, bei der elektrisch isolierende, unmagnetische Preßbalken unter Verwendung von Spann- und Preßelementen beidseitig des Kernjoches gehalten sind und die Wicklung zwischen den Preßbalken durch in Längsrichtung der Kernsäulen verlaufende Zugstangen eingespannt ist, wobei zugleich mit den Preßbalken Stahlbeilagen miteingespannt sind, g e kennzeichnet durch folgende Merkmale: