DE2358367C2 - Federelastische Verspannung zwischen Wicklung und Nutenkeil einer rotierenden elektrischen Maschine - Google Patents
Federelastische Verspannung zwischen Wicklung und Nutenkeil einer rotierenden elektrischen MaschineInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verspannung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Fixierung von Wicklungsstäben ist aus der DE-OS 21 65 727 bekannt. Dabei sind die Wicklungselemente
einer rotierenden Maschine in Nuten eines aus einzelnen Eisenblechen bestehenden Blechpaketes
eingelegt und mittels Isolierstoffkeilen gegen die einwirkenden mechanischen und elektromagnetischen
Kräfte festgehalten, wobei in die Wicklungsnuten zur federelastischen Verspannung der Wicklung gewellte
Blattfedern mit eingelegt sind.
Ferner ist aus der DE-OS 21 23 520 eine Nutkeilanordnung bekannt, bei welcher die Wicklungsnuten zur
Peripherie des Blechpaketes zu eine konische ausgebildete Nut aufweisen und zwischen dem Wicklungsleiter
und einem Nutkeil Wellfedern, ein Treibkeil und Beilagestreifen angeordnet sind. Die Keilflächen der
Nutkeile verlaufen in bekannter Weise radial, wodurch ein Heraustreten der Wicklung verhindert werden kann.
Zum Ausgleich des Radialspieles werden die federelastischen Beilagen verwendet.
Obwohl heute die Leiter solcher Wicklungen mit warmfesten Kunstharzisolierungen versehen sind und
mittels Isolierstoffkeilen 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
erleichtert wird, so daß dadurch ein scheinbarer Schwund der gesamten Nutfüllung auftritt. Durch die
zunehmenden Maschinenleistungen werden die Ströme und damit die elektromagnetischen Kräfte immer
größer, 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.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine federnde Verspannung zu schaffen, bei welcher das Einlegen von
Federelementen zwischen die elektrischen Leiter und den Isolierstoffkeil einfach zu bewerkstelligen und ein
gleichmäßiges Einlegen der Federelemente über die gesamte Nutlänge ohne besondere Werkzeuge möglich
ist, sowie eine möglichst gleichmäßige Kraftübertragung über die ganze Nutenlänge gewährleistet wird.
Auch sollen die Federelemente die erforderlichen Federkräfte über einen sehr kurzen Federweg aufbrineen
können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst
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 geometrische
Form relativ hohe Federkräfte aufweisen und auch im Falle eines im Betrieb auftretenden Schwundes, der
ίο nicht über die ganze Nutlänge gleichmäßig auftritt, eine
bessere individuelle Anpassung ermöglicher.
Besonders vorteilhaft ist es, daß die Scheibenfedern ringförmig und kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
Durch die ringförmige Ausbildung der Scheibenfedem ist die Möglichkeit gegeben, die Größe der einzelnen Scheibenfedern der jeweiligen Nutenbreite anzupassen. Die Abmessungen werden so gewählt, daß der äußere Durchmesser D dabei stets annähernd gleich der Nutenbreite gewählt wird, während die zentrale
Durch die ringförmige Ausbildung der Scheibenfedem ist die Möglichkeit gegeben, die Größe der einzelnen Scheibenfedern der jeweiligen Nutenbreite anzupassen. Die Abmessungen werden so gewählt, daß der äußere Durchmesser D dabei stets annähernd gleich der Nutenbreite gewählt wird, während die zentrale
Öffnung 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 Scheibenfedem hergestellt sind, liegt aber vorzugsweise zwischen 2
und 4 mm, bei einem Federweg von beispielsweise 1 bis 2 mm.
Weiterhin ist es möglich, die Scheibenfedern auf einer zwischen ihnen und der Wicklung angeordneten
Zwischenlage zu befestigen.
Durch diese Ausbildungsform können mehrere Scheiben mittels eines Klebemittels, beispielsweise
Silikongummi, in einer Reihenform miteinander verklebt werden, so daß sämtliche Scheibenfedern über die
gesamte Nutenlänge gleichzeitig eingelegt werden können.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispieie des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es
zeigt
^o F i g. I einen Querschnitt durch eine fertig montierte
und verschlossene Nut,
F i g. 2 einen Längsschnitt durch diese Nut,
F i g. 3 einen Querschnitt durch eine Nut gemäß F i g. t, mit einer Keilunterlage und Zwischenlage.
F i g. 3 einen Querschnitt durch eine Nut gemäß F i g. t, mit einer Keilunterlage und Zwischenlage.
Gemäß F i g. 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 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 F i g. 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 arch möglich, die einzelnen Scheibenfedern 6 mittels eines Klebers,
beispielsweise Silikongummi, in einer Reihe 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.
Claims (3)
1. Federelastische Verspannung zwischen Wirkung und Nutenkeil einer rotierenden elektrischen
Maschine, bestehend aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verspannung aus einzelnen, axial hintereinander angeordneten Scheibenfedern (6) besteht
2. Verspannung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenfedern (6) ringförmig
und kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
3. Verspannung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenfedern (6) auf einer
zwischen ihnen und der Wicklung (3) angeordneten Zwischenlage (9) befestigt sind.
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