DE2358367A1

DE2358367A1 - Nutenverschluss fuer rotierende elektrische maschinen

Info

Publication number: DE2358367A1
Application number: DE2358367A
Authority: DE
Inventors: Gabor Liptak; Roland Schuler
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1973-11-05
Filing date: 1973-11-23
Publication date: 1975-05-15
Also published as: US3976901A; FR2258034A1; SE7413779L; SE391425B; CH564872A5; DE2358367C2; DE7341792U; IT1025355B; FR2258034B1

Description

115/73 Hw/Ca.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri &. Cie. Baden (Schweiz)

Nutenverschluss für rotierende elektrische Maschinen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nutenverschluss für rotierende elektrische Maschinen aus einem amagnetischen Material, bestehend aus einem Verschlusskeil und einer Verspannung.

Die Wicklungselemente einer rotierenden Maschine sind in Nuten eines aus einzelnen Eisenblechen bestehenden Blechpaketes eingelegt und mittels Isolierstoffkeilen gegen die einwirkenden mechanischen -und elektromagnetischen Kräfte festgehalten. Zu diesem Zweck ist es üblich, die Wicklungsnuten von elektrischen Maschinen, mit einer schwalbenschwanzförmigen oder zur Peripherie des Blechpaketes zu konisch ausgebildeten Nut zu versehen. In diese Erweiterungen werden nach dem Einlegen der Wicklungen in axialer

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Richtung VerschlUsskeile eingeschoben, deren Keilflächen in bekannter Weise radial verlaufen, wodurch ein Heraustreten der Wicklung verhindert wird. Zum Ausgleich des Radialspiels werden Beilagen verwendet. Dabei ist es erwünscht, dass eine möglichst gleichmässige und ausreichend stabile Verkeilung über die gesamte Nutenlänge erreicht wird.

Obwohl heute die Leiter solcher Wicklungen mit warmfesten Kunstharzisolierungen versehen sind und mittels Isolierstoff keilen fest in die Nut eingepresst werden, tritt im Laufe des Betriebes ein Nachlassen der Keilkraft auf. Der Grund dafür ist hauptsächlich darin zu suchen, dass die beim Einbau nicht genau ebenen Flächen sich im Laufe des Betriebes gegenseitig gut anpassen, was durch thermisch bedingte Dehnungen egrleichert wird, so dass dadurch ein scheinbarer Schwund der gesamten Nutfüllung auftritt. Durch die zunehmenden Maschinenleistungen werden die Ströme und damit die elektromagnetischen Kräfte immer grosser, wodurch bei Nachlassen der Vorspannung die Wicklungsleiter in der Nut vibrieren können und dadurch die Leiterisolierung mechanisch beschädigt werden kann, was zu einem Erdschluss und somit zum Ausfall der Maschine führen kann.

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Aus diesem Grunde wurden verschiedene, einander sehr ähnliche Lösungen verwendet, bei welchen beispielsweise un- ter dem Isolierstoffkeil, bzw. zwischen den isolierten Leitern aus Kunststoffen bestehende, besonders ausgebildete Elemente angeordnet sind (schweizerische Patentschrift 433 4-94 und schweizerische Patentschrift 393 505).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, bei welcher das Einlegen von federnden Elementen zwischen die elektrische Leiter und den Isolierstoffkeil einfach zu bewerkstelligen, sowie die Herstellung dieser Elemente selbst einfach und billig erfolgen kann und ein gleichmassiges Einlegen derselben über die gesamte Nutlänge ohne besondere Werkzeuge möglich ist. Weiterhin soll durch die neuen Federelemente eine möglichst gleichmässige Kraftübertragung über die gesamte Nutenlänge möglich sein, selbst unter Umständen, wo keine völlig gleichmässigen Einbauverhältnisse, beispielsweise bei einer Stabgeometrie, vorliegen. Auch sollen die Federelemente die erforderlichen Federkräfte über einen sehr kurzen, beispielsweise 1 bis 2 mm betragenden Federweg aufbringen können und Schichtentrennungen vermeiden helfen. Von den Federelementen soll weiterhin gefordert werden, dass sie die bei Erwärmung

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der Maschine auftretenden Relativbewegungen zwischen isolierter Leiteroberfläche und Federelement auch bei hohen spezifischen Flächenpressungen und hohem Reibungskoeffizient gleichmässig ausgleichen, und somit eine örtliche Leiterisolations-Beschädigung verhindert wird.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Verspannung aus einzelnen, in einer Reihe hintereinander zwischen den Wicklungen und den Nutenkeilen axial angeordneten Scheibenfedern besteht.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Scheibenfedern einfach hergestellt werden können, dass sie beim Einbau der Verschlusskeile Stück für Stück eingelegt und verspannt werden können und weiterhin, dass sie durch ihre besondere geome,tische Form relativ hohe Feder- . kräfte aufweisen und auch im Falle eines im Betrieb auftretenden Schwundes, der nicht über die ganze Nutlänge gleichmässig auftritt, eine bessere individuelle Anpassung ermöglichen.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Scheibenfedern ringförmig und kegeistumpfförmig ausgebildet sind und aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen.

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Durch die ringförmige Ausbildung der Scheibenfedern ist die Möglichkeit gegeben, die Grosse der einzelnen Scheibenfedern der jeweiligen Nutenbreite anzupassen. Die Abmessungen werden so gewählt, dass der äussere Durchmesser D dabei immer annähernd gleich der Nutenbreite gewählt wird, während die zentrale Oeffnung der Federscheibe einen Durchmesser von maximal 0,3 D aufweist. Die Stärke der Scheibe, sowie der Neigungswinkel des Kegelstumpfes richtet sich nach der gewünschten Federkraft und ist ebenfalls abhängig vom Material, aus welchem die Scheibenfedern hergestellt sind, liegt aber vorzugsweise zwischen 2 und 4- mm, bei einem Federweg von beispielsweise 1 bis 2 mm.

Ferner ist es zweckmässig, die Scheibenfedern zwischen der Hauptisolation der Wicklung und einer Keilunterlage des Nutenkeiles, oder zwischen einer isolierenden Zwischenlage und der Keilunterlage anzuordnen. Es ist weiterhin möglich, die Scheibenfedern auf der Zwischenlage zu befestigen.

Besonders durch die zuletztgenannte Ausbildungsform ist es möglich, mehrere Scheiben mittels eines Klebemittels, beispielsweise Silikongummi, in einer Reihenform miteinander zu verkleben, so dass sämtliche Scheibenfedern über

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die gesamte Nutenlänge gleichzeitig eingelegt werden können.

In.der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine fertig montierte und verschlossene Nut,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch diese Nut,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Nut gemäss Fig. Ij mit einer Keilunterlage und Zwischenlage.

Gemäss Fig. 1 ist mit 1 ein Blechpaket bezeichnet, in welchem in axialer Richtung Nuten 2 ausgestanzt sind. In die Nuten -2 sind Wicklungen 3, welche aus einem oder mehreren Paketen bestehen können, eingelegt. Wenn die Wicklungen aus· mehreren Paketen bestehen, sind zwischen den einzelnen Paketen Isolierstabzwischenlagen 4 angeordnet. Nach oben hin, d.h. zum inneren Umfang des Blechpaketes 1 ist die Nut 2 mit einem Nutenkeil 5 abgeschlossen. Zwischen den Wicklungen 3 und dem Nutenkeil 5

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befinden sich neben einer Keilunterlage 7 Scheibenfedern .6, welche durch ihren Federdruck den Nutenkeil 5 in einer schwalbenschwanzförmigen Ausnehmung 8 der Nut 2 festhalten.

Die Fig. 2 zeigt wiederum einen Längsschnitt durch eine im Blechpaket 1 angeordnete Nut, welche nach oben hin mit Nutenkeilen 5 und einer Keilunterlage 7 verschlossen ist, wobei zwischen den Wicklungen 3 und der Keilunterlage 7 die Scheibenfedern 6 angeordnet sind.

In der Fig. 3 ist dieselbe Anordnung dargestellt, wie in Fig. 1, lediglich mit dem Unterschied, dass die Scheibenfedern 6 zwischen der Keilunterlage 7 und einer Zwischenlage 9, welche ebenfalls aus einem Isolierstoff besteht, angeordnet sind.

Die Verkeilung mit den neuen Scheibenfedern 6 geschieht in der Weise, dass-, beginnend von der Nutenmitte eine Scheibenfeder 6 eingelegt, flachgepresst und gleichzeitig der nur einige" Zentimeter lange Nutenkeil 5 darüber geschoben wird. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die Nut über ihre ganze Länge verkeilt ist. Es ist jedoch auch möglich, die einzelnen Scheibenfedern 6 mittels ei-' nes Klebers, beispielsweise Silikongummi, in einer Reihe

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miteinander zu verkleben, so dass über die gesamte Nutenlänge die Scheibenfedern 6 eingelegt werden können, wobei es gleichgültig ist, ob diese Scheibenfedern auf einer Zwischenlage 9 oder direkt auf der Wicklung 3 aufliegen, und anschliessend können die einzelnen Nutenkeile 5 in die schwalbenschwanzförmige Ausnehmung 8 der Nut 2 eingeschoben werden.

Durch die vorstehend beschriebene Ausbildung der Scheibenfeder ist es möglich, auf einfache Weise einen Nutenverschluss herzustellen, welcher zur Erhöhung der Betriebssicherheit und Lebensdauer von rotierenden Maschinen beitragen kann.

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Claims

— Q — "1 1 f\ " Patentansprüche

1.) Nutenverschluss für rotierende elektrische Maschinen aus einem amagnetischen Material, bestehend aus einem . Verschlusskeil und einer Verspannung, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannung aus einzelnen, in einer Reihe hintereinander zwischen den Wicklungen (3) und den Nutenkeilen (5) axial angeordneten Scheibenfedern (6) besteht.

2. Nutenverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenfedern (6) ringförmig und kegelstumpfförmig ausgebildet sind.

3. Nutenverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenfedern (6) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen.

k. Nutenverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenfedern (6) zwischen der Hauptisolation der Wicklung (3) und einer Keilunterlage (7) des Nutenkeiles (5) angeordnet sind.

5. Nutenverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Scheibenfedern (6) zwischen einer isolierenden 5 0 9 8 2 0/0648

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Zwischenlage (9) und der Keilunterlage (7) angeordnet sind.

6. Nutenverschluss nach den Ansprüchen 1 und 5₅ dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenfedern (6) auf der Zwischenlage (9) befestigt sind.

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