DE3212196A1

DE3212196A1 - Verfahren zur montage von spulen oder wicklungen am laeufer einer supraleitenden elektrischen rotationsmaschine

Info

Publication number: DE3212196A1
Application number: DE19823212196
Authority: DE
Inventors: Masatami Hyogo Iwamoto; Tatsuei Nomura; Norio Oishi; Kouichi Okamoto; Masaki Sakuyama; Tadatoshi Yamada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-04-02
Filing date: 1982-04-01
Publication date: 1982-11-18
Also published as: GB2098101B; GB2098101A; DE3212196C2; JPS57166840A; US4462152A

Description

Henkel, Kern, Feiler £r Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives - 3 - before the

European Patent Office

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha oloOOMÜnchen80

Tokio / Japan

Tel.: 089/982085-87 Telex: 05 29 802 hnkl d

Telegramme: ellipsoid

FAM-5460

Verfahren zur Montage von Spulen oder Wicklungen am Läufer einer supraleitenden elektrischen Rotationsmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren von Wicklungen an den Läufern elektrischer Rotationsmaschinen und insbesondere ein Verfahren zum Wickeln und Montieren supraleitender Spulen von elektrischen Rotationsmaschinen.

Der elektrische Widerstand bestimmter Metalle, wie Blei, Zinn und Vanadium, sowie bestimmter Legierungen, wie Niob-Zinnlegierung , wird verschwindend klein, d.h. der Werkstoff wird supraleitend, wenn die Temperatur des Werk-Stoffs unter seine Sprungtemperatur abfällt, die in der Größenordnung von einigen Graden über dem absoluten Nullpunkt liegt. Wenn somit z.B. die Feldwicklungen oder -spulen eines Wechselstrommotors aus einem solchen supraleitenden Werkstoff hergestellt und auf eine Temperatur unterhalb seiner Sprungtemperatur gekühlt werden, kann ohne Aufwand nennenswerter Mengen an elektrischer Energie ein großes Magnetfeld erzeugt werden. Bei Wechselstromgeneratoren mit Läufern, die supraleitende Feldwicklungen bzw. -spulen tragen, ist jedoch die sichere und zuverlässige

Montage bzw. Halterung der supraleitenden Feldspulen an der diese tragenden Welle des Läufers von größter Bedeutung, denn eine Verschiebung der supraleitenden FeIdspule bei der Drehung des Läufers kann durch die dabei erzeugte Reibungswärme zu^einer St,örjjng der Supraleitfähigkeit der Feldspulen führen. Da zudem die Feldspulen mehrfach mit einer komplizierten Abdeckkonstruktion abgeschirmt sein müssen, um das Eindringen von Wärme von . außen her zu verhindern, wird die zuverlässige, sichere Montage der Feldspulen noch wichtiger,, weil infolge dieser komplizierten Konstruktion überprüfungs- und Instandsetzungsarbeiten schwierig durchzuführen sind.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die supraleitenden Feldspulen in entsprechenden bzw. komplementären Nuten in der Mantelfläche der zylindrischen, die Spulen tragenden Welle zu montieren und die Feldspulen in diesen Nuten mit Hilfe einer Anzahl von Keilen zu sichern, die über den Feldspulen in die Nuten eingesetzt werden. Die in Umfangsrichtung der Läufer-Welle verlaufenden Abschnitte der Nuten besitzen jedoch die Form von Teilkreisen, und die diese Nutabschnitte abschließenden Keile sind gekrümmt, so daß ihre maschinelle Formung zeit- und arbeitsaufwendig ist und eine hohe FertigungsgenauigJceit schwer zu erreichen ist. Außerdem wurden die Spulen bzw. Wicklungen bisher unmittelbar längs der Mantelfläche der Spulen-Welle gewickelt, wobei jede Windung der Spule längs dieser Welle gebogen wurde. Die Feldspulen besitzen jedoch

in jeder Wicklung mehrere tausend Windungen, und die linearen supraleitenden Drähte, aus denen die Feldspulen geformt werden, können einer extremen Biegeverformung nicht widerstehen. Das Wickeln der Spulen auf der zylindrischen Spulen-Welle ist also sehr zeit- und arbeitsaufwen-

dig; außerdem bedeutet diese Arbeit eine psychologische Belastung für die diese Arbeit ausführenden Arbeiter.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Wickeln und Montieren von Wicklungen oder Spulen aus linearem, supraleitendem Draht auf einer zylindrisch gekrümmten Mantelfläche einer dieSpulen tragenden Wellendes Läufers einer supraleitenden elektrischen Rotationsmaschine. Die Erfindung bezweckt insbesondere die Schaffung eines Verfahrens, nach dem die Spulen oder Wicklungen mit geringerem Arbeits- und Zeitaufwand, aber dennoch sicher und zuverlässig gewickelt und.an einer solchen Läuferwelle montiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentan-Sprüchen gekennzeichneten Merkmale und Maßnahmen gelöst.

Erfindungsgemäß werden in der äußeren Mantelfläche der zylindrischen Spulen- oder Läufer-Welle mehrere in deren Axialrichtung verlaufende Nuten sowie zwei ringförmige, umfangsmäßig umlaufende und die Nuten verbindende Ausnehmungen ausgebildet. Sodann wird ein linearer supraleitender Draht in einer Ausnehmung, die am Umfang eines Spulenkörpers in Form eines flachen rechteckigen Rings ausgebildet ist, gewickelt und dabei zu supraleitenden Spulen geformt, die im wesentlichen die Form rechteckiger Schleifen besitzen. Die vier geraden Abschnitte der Sohle der Spulenkörper-Ausnehmung sind über kreisbogenförmig gekrümmte Flächenabschnitte miteinander verbunden, so daß der Draht nicht bis zu seiner Biegebruchgrenze gebogen wird. Vorzugsweise weisen die der Axialrichtung der Läufer-Welle entsprechenden Abschnitte der Ausnehmungs-Sohle eine Anzahl von daran quer zur Axialrichtung ausgebildeten Stufen auf. Die (gewickelten) Spulen werden sodann vom Spulenkörper abgenommen und in den Nuten und Ausnehmungen in der Mantelfläche der Läufer-Welle festgelegt. Vorzugsweise werden vor dem Einsetzen der Spulen elektrisch

isolierende Schichten auf den Flächen (Flanken) der Nuten sowie auf den Sohlen der Ausnehmungen vorgesehen. Bevorzugt werden weiterhin in die von den Spulen in den Ausnehmungen freigelassenen Zwischenräume elektrisch isolierende Füllstücke eingesetzt, worauf die Außenflächen der Feldspulen und der Füllstücke mit elektrisch isolierenden Abdeckungen bedeckt werden» Hierauf werden Keile über den axial verlaufenden Abschnitten der Spulen und über den Isolierabdeckungen in die Nuten eingesetzt, während zwei Hülsen um die beiden Ausnehmungen herum über die uinfangsmäßig verlaufenden Abschnitte der Spulen und der Isolierabdeckungen aufgeschoben werden.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen supraleitende Feldspulen tragenden Läufer eines Wechselstrom

generators,

Fig. 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Querschnitt durch eine die Spulen tragende Läufer-Welle einer supraleitenden elektrischen Ro

tationsmaschine zur Veranschaulichung der Querschnitte mehrerer in Wellen-Axialrichtung verlaufender Nuten,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der Spulenoder Läufer-Welle gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Längsschnittansicht eines Endabschnitts der Läufer-Welle zur Veranschaulichung eines abgewandelten

Verfahrens zur Montage der umfangsmäßig verlaufenden Feldspulenabschnitte,,

Pig. 5 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung eines Endabschnitts der Läufer-Welle gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Spulenkörpers zum Wickeln eines supraleitenden Drahts zu Feldspulen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6.

In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Fig. 1 veranschaulicht allgemein einen Läufer für einen Wechselstromgenerator mit supraleitenden Feldspulen. Das Außengehäuse des Läufers wird durch ein Normaltemperatur-Dämpfungselement (damper) 4, einen scheibenförmigen Teil 8A eines antriebsseitigen Wellenstummels 8 und einen nach außen herumgezogenen ringförmigen Flanschteil 9A eines antriebsfreien Wellenstummels 9 mit einer Zentralbohrung 9B gebildet, wobei die beiden Wellenstummel 8 und 9 in Lagern 10 drehbar gelagert sind. Eine die Wicklung oder die Spulen tragende Läufer-Welle 2 in Form eines dicken Hohlzylinders ist koaxial zum Dämpfungselement 4 in diesem angeordnet. Die Flanschteile an den beiden Enden der Welle 2 sind an zwei Torsionsrohren 1 in Form von dünnen Hohlzylindern befestigt, die ihrerseits am Scheibenteil 8A bzw. am Flanschteil 9A der beiden Wellenstummel 8 bzw. 9 befestigt sind. Aus einem supraleitenden Werkstoff hergestellte Feldspulen 3 sind an der äußeren Mantelfläche der Welle 2 montiert. Jede Feldspule 3 besitzt im wesentlichen die Form einer Rechteckschleife mit zwei geraden, in Axialrichtung der Welle 2 verlaufenden Seiten(Schenkeln) sowie zwei bogenförmig gekrümmten, in Wellenumfangsrichtung

verlaufenden Abschnitten; die Querschnitte der gekrümmten Abschnitte der Feldspule(n) 3 sind in Pig« 1 schematisch dargestellt» Auf den antriebsfreien Wellenstummel 9 sind zwei Schleifringe 11 für die Abnahme des den Feldspulen 3 zugeführten Feldstroms aufgesetzt«

Ein zentraler Behälter 15 für flüssiges Helium wird durch die Innenfläche der Welle 2 sowie ztirei Stirnplatten oder -scheiben 7 gebildet. Helium in flüssiger Phase wird dem Behälter 15 über eine schematisch eingezeichnete Helium-Speiseleitung P1 zugeführt, welche die Zentralbohrung 9B des antriebsfreien We11enstummeIs 9 durchsetzt. Ein Umfangs-Behälter 15A für flüssiges Helium wird durch die Außenfläche der Welle 2 und eine zylindrische Außenwand 6 festgelegt, wobei die Heliumzufuhr zu diesem Behälter über nicht dargestellte Zulasse erfolgt, i^elche die Welle 2 radial durchsetzen. Die Feldspulen 3 sind somit in das in " den beiden Behältern 15 und 15A befindliche flüssige Helium eingetaucht und werden hierdurch unter ihre Sprungtemperatur gekühlt. Ein Tieftemperatur-Dämpfungselement (damper) 5 in Form eines Hohlzylinders ist zwischen der Außenwand 6 des Umfangs-Heliumbehälters 15A und dem Normaltemperatur-Dämpfungselement 4 angeordnet und an den

*^J Außenflächen der Torsionsrohre 1 befestigt. Die zylindrischen Räume zwisehen dem Normaltemperatur-Dämpfungselement 4 und dem Tieftemperatur-Dämpfungselement 5 sowie zwischen letzterem und der Außenwand des ümfangs-Behälters

15a werden auf einem hohen Vakuum gehalten, so daß ein on

Wärmeeintritt von der Außenseite in den Tieftemperaturbereich an den Behältern 15 und 15A verhindert wird. In den von den Torsionsrohren 1 festgelegten Räumen 14A herrscht ebenfalls ein Vakuum- An den Innenflächen der Torsionsrohre 1 sind ringscheibenförmige Strahlungsab™

schirmungen 13 zur Verhinderung eines Eindringens von Strahlungswärme in den Tieftemperaturbereich angebracht.

Jedes Torsionsrohr 1 ist an seiner Außenseite mit einem vorspringenden Abschnitt 1A versehen, in welchem ein Wärmetauscher in Form einer eingestochenen wendel- oder schraubenförmigen Nut 12B und einer hohlzylindrischen, die Nut 12B verschließenden Abdeckung 12A ausgebildet ist. Das Helium aus dem zentralen Behälter 15 wird über eine schematisch eingezeichnete Leitung P2 am einen Ende in jede Nut 12B eingespeist und an ihrem anderen Ende über eine schematisch dargestellte Leitung P3 abgezogen, die das Helium über die Zentralbohrung 9B des antriebsfreien Wellenstummels 9 nach außen abführt. Die dünnwandigen Torsionsrohre 1 werden somit durch den Wärmetauscher 12 gekühlt, wobei der Eintritt von Ableitwärme über die Torsionsrohre 1 in den Tieftemperaturbereich auf ein Mindestmaß verringert wird.

Beim Läufer gemäß Fig. 1 wird die auf der Läufer-Welle 2 angeordnete Feldspule 3 auf eine niedrige Temperatur unterhalb der Sprungtemperatur nahe des absoluten Nullpunkts gekühlt, wodurch sich der elektrische Widerstand der Feldspule 3 auf eine verschwindend kleine, praktisch vernachlässigbare Größe reduziert. Die elektrischen Energieverluste bei der Erzeugung des Magnetfelds werden daher ebenfalls vernachlässigbar. Infolgedessen wird durch die supraleitende Feldspule 3 zur Erzeugung eines Wechstroms in den nicht dargestellten Ständerwicklungen ein starkes Magnetfeld erzeugt.

Die Normal- und Tieftemperatur-Dämpfungselemente 4 bzw. 5 schirmen die im Ständer (nicht dargestellt) erzeugten Hochfrequenz-Magnetfelder ab und schützen die supraleitende Feldspulen 3 vor diesen Magnetfeldern. Die Dämpfungselemente 4 und 5 besitzen die weitere Funktion einer Dämpfung der Schwingung des Läufers aufgrund von Störungen des elektrischen Systems, von dem die supra-

leitende· elektrische Rotationsmaschine einen Teil darstellt. Das Normaltemperatur-Dämpfungselement 4 dient auch als Außenzylinder des Vakuumteils 14, während das Tieftemperatur-Dämpfungselement 5 als Strahlungsabschirmung wirkt, die einen Eintritt von Strahlungswärme in die Heliumbehälter 15 und 15A verhindert. Die Einzelheiten der im Läufer vorgesehenen Rohrleitungen zur Zufuhr von flüssigem Helium zum Behälter 15 und zur Ab-"IO fuhr des Heliums von diesem sowie die Einrichtungen zur Zufuhr und Abfuhr von Helium zum bzw. vom Läufer sind nicht näher veranschaulicht, weil sie an sich bekannt sind.

Die supraleitende Feldspule 3 muß sicher und fest an der Läufer-Welle 2 befestigt sein, denn wenn sie sich im Betrieb relativ zur Welle 2 bewegen und verschieben könnte, ■ könnte sie aufgrund der bei solchen Bewegungen erzeugten Reibungswärme eine Temperatur oberhalb der Sprungtemperatur annehmen und dabei ihre Supraleitfähigkeit verlieren. Da die Feldspulen 3 außerdem dreifach durch die Außenwand 6 des Heliumbehälters sowie die Normal- und Tieftemperatur-Dämpfungselemente 4 bzw. 5 abgedeckt oder abgeschirmt sind, gestaltet sich ihre überprüfung und Instandsetzung sehr schwierig. Insbesondere im Fall von supraleitenden elektrischen Rotationsmaschinen, für die eine hohe Zuverlässigkeit gefordert wird, ist die Art der Montage der supraleitenden Feldspulen von größter Wichtigkeit.

In den Fig. 2 und 3 ist eine andere Läuferkonstruktion einer supraleitenden elektrischen Rotationsmaschine beschrieben, bei welcher die Feldspulen sicherer als im Fall des Läufers gemäß Fig. 1 am Läufer montiert sind. 35

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der die Spulen bzw. Wicklung tragenden Welle 2 eines Läufers eines Wechselst romgenerators, bei dem die supraleitende Feldspulen 3 sicher in Nuten 17 festgelegt sind, die in die Mantelfläche der Läufer-Welle 2«eingestochen sind. Die in die Nuten 17 eingesetzten Feldspulen 3 sind von elektrischen Isolierschichten 18 umschlossen/ während ihre Außenflächen durch elektrisch isolierende Abdeckungen 20 abgedeckt sind. Mehrere Keile 19 sind in Aussparungen (Hinternschnitte) eingepreßt, die in den Flanken der Nuten 17 über ihren die Feldspulen 3 aufnehmenden Abschnitten ausgebildet sind.

Die supraleitenden Feldspulen 3 sind um die Linie C-C gemäß Fig. 2 herumgewickelt, so daß ein starkes Magnetfeld erzeugt wird, dessen Polachse der Linie C-C entspricht.

Fig. 3 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung einen Endabschnitt der Läufer-Welle 2. Die Endabschnitte der Feldspulen, d.h. ihre in Umfangsrichtung der Welle 2 verlaufenden Abschnitte, sind ebenfalls in den entsprechenden Nuten mittels mehrerer (bogenförmig)' gekrümmter Keile 19A festgelegt, die der zylindrischen Welle 2 angepaßte gekrümmte Querschnitte besitzen. Die unter den gekrümmten Keilen 19A befindlichen, die Endabschnitte der Feldspulen 3 aufnehmenden Nuten besitzen die Form von Ringsegmenten, die auf der Drehbank nicht ausgebildet werden können. Keile 19A, welche die Endabschnitte der FeIdspule 3 bedecken, sowie die Aussparungen in den Flanken der Nuten, in welche die Keile 19A eingetrieben sind, sind ebenfalls gekrümmt. Die Tatsache, daß die Endabschnitte der Keile 19A, die Nuten 17 und die die Keile 19A aufnehmenden Aussparungen komplizierte Formen besitzen, bedingt nicht nur eine Erhöhung des Zeit- und Kostenaufwands für die maschinelle Bearbeitung, sondern

auch eine Verringerung der Fertigungsgenauigkeit,, wodurch die Sicherheit der Montage der supraleitenden Feldspulen 3 an der Welle 2 gefährdet wird.

Die in Fig. 2 und 3 nicht"dargestellten Abschnitte des Läufers sind im wesentlichen auf dieselbe Weise wie beim Läufer gemäß Fig., 1 ausgebildet, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt»

Im folgenden ist anhand der Fig« 4 und 5 eine andere Läuferkonstruktion einer supraleitenden elektrischen Rotationsmaschine beschrieben, bei welcher die vorher geschilderten Schwierigkeiten bezüglich der maschinellen Bearbeitung der Endabschnitte der Nuten sowie der Keile weitgehend vermieden werden»

Fig. 4 veranschaulicht im Längsschnitt einen Endabschnitt der Läufer-Wel.le 2 sowie der Endabschnitte der Feldspulen

3. In der Mantelfläche der die Spulen tragenden Läufer-Welle 2 sind zwei Ausnehmungen Ί7Α ausgebildet, von denen eine in Fig. 4 veranschaulicht ist und deren Sohlen mit elektrisch isolierenden Schichten 21 abgedeckt sind» Die . Endabschnitte der Feldspulen 3 sind in diesen Ausnehmungen 17A angeordnet, t*;obei die nicht von den Feldspulen 3 eingenommenen Zwischenräume in den Ausnehmungen 17A mit elektrisch isolierenden Füllstücken 23 ausgefüllt sind. Die Außenflächen der Feldspule bzw» -spulen 3 sowie der Füllstücke 23 sind durch elektrisch isolierende Abdeckungen 22 abgedeckt. Fig. 5 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung einen der beiden Endabschnitte der Läufer-Welle 2. Die supraleitenden Feldspulen sind in die in der Welle 2 ausgebildeten Ausnehmungen 17A eingesetzt, wobei die elektrisch isolierenden Füllstücke 23 mit festem Sitz in die Zwischenräume zwischen den Feldspulen in diesen Ausnehmungen 17A eingepaßt sind. Weiterhin werden

die Endabschnitte der Felspulen 3 durch die Spulenenden festlegende Hülsen 16, die mit festem Sitz auf die Läufer-Welle 2 aufgeschrumpft sind, sicher in ihren Eihbaulagen festgehalten. Die Nuten 17 und die Ausnehmungen 17A können auf einer Drehbank »in die Mantelfläche der Welle 2 eingestochen werden.

Die vorstehend nicht speziell beschriebenen Abschnitte des Läufers gemäß Fig. 4 und 5 entsprechen im wesentlichen den gleichen Abschnitten beim Läufer gemäß Fig. 1 bzw. demjenigen nach Fig. 2 und 3.

Bisher wurden die Feldspulen 3 in der Weise geformt, daß lineare (geradlinige) Drähte aus supraleitendem Werkstoff an jedem Wicklungs- bzw. Windungsumkehrpunkt längs der Läufer-Welle 2 gebogen wurden. Die supraleitenden Feldspulen 3 besitzen jedoch in jeder Wicklung mehrere 1000 Windungen, und der Supraleiter läßt sich ohne ungünstige Auswirkungen nicht in einem solchen extremen Ausmaß biegen. Die beispielsweise in Fig. 4 und 5 dargestellte Montageart der Feldspulen 3 an der Welle 2 erfordert daher einen großen Arbeits- und Zeitaufwand sowie eine genaue Steuerung und überwachung der einzelnen Arbeitsgänge. 25

Im folgenden ist nun anhand der Fig. 6 und 7 ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Wickeln und Montieren der Feldspulen 3 an der Welle 2 gemäß Fig. 4 und 5 beschrieben, mit dem sich der Arbeits- und Zeitaufwand für die verschiedenen Arbeitsgänge erheblich verringern läßt.

Fig. 6 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung einen Spulenkörper, auf dem die Feldspulen 3 gewickelt werden. In Fig. 7 ist dieser Spulenkörper im Schnitt ^OJ längs der Linie VII-VII in Fig. 6 veranschaulicht. Der flache Spulenkörper 24 besteht aus einem Hauptteil 24A

und einem Seitenplattenteil 24B, der an ersterem mittels mehrerer Schrauben 25 befestigt ist» Die' Bodenfläche bzw. Sohle einer umlaufenden Ausnehmung im Spulenkörper 24 c besitzt gemäß Fig. 7 eine Anzahl von Stufen in Bereichen entsprechend den Abschnitten einer Feldspule 3, die in Axialrichtung der Läufer-Welle 2 verlaufen. Jede Stufe in der Ausnehmungs-Sohle des Spulenkörpers 24 besitzt eine Breite B und eine Höhe H, welche der folgenden Be-IQ dingung oder Beziehung genügen;

B = (27Th) χ (Z/360) χ (1/2), nämlich

B =

Darin bedeutet: Z = der Winkel (in Grad), gemessen zwischen den beiden axial verlaufenden Abschnitten der Nut 17 in der Läufer-Welle 2 in bezug auf die Achse der Welle 2. Die beiden erwähnten, axial verlaufenden Abschnitte der Nut 17 entsprechen den Abschnitten einer Feldspule 3, die auf den die abgestuften Bodenflächen bzw. Sohlen aufweisenden Bereichen des Spulenkörpers 24 geformt wird. Die Ausnehmungs-Sohle des Spulenkörpers 24 weist abgerundete Ecken an den vier Schnittpunkten der vier geraden Abschnitte auf, welche der Axial- und der Umfangsrichtung der Läufer-Welle 2 entsprechen, so daß der lineare supraleitende Draht, aus dem die Feldspulen geformt werden, beim Wickeln um den Spulenkörper 24 nicht stärker als in einem tolerierbaren Ausmaß abgebogen wird. Genauer gesagt: die vier geraden Abschnitte der Ausnehmungs-Sohle im Spulenkörper 24 sind durch kreisbogenförmig gekrümmte Flächenabschnitte miteinander verbunden.

Gemäß Fig. 7 wird eine Feldspule 3 aus einem linearen (geradlinigen) supraleitenden Draht durch Wickeln um den *" Spulenkörper 24 herum geformt, wobei die den axial verlaufenden Nuten 17 in der Läufer-Welle 2 entsprechenden

Spulenabschnitte stufenweise entsprechend den abgestuften Ausnehmungs-Sohlen des Spulenkörpers 24 geformt werden und wobei jeder abgestufte Abschnitt der Feldspule 3 eine Wicklungseinheit derselben darstellt. Da der Spulenkörper 24 flach und nicht'entsprechend der Mantelfläche der Läufer-Welle gekrümmt und außerdem im Vergleich zur Welle 2 leicht und klein ist, läßt sich das Wickeln der Feldspulen 3 wesentlich wirtschaftlicher und wirksamer durchführen.

Nachdem die Feldspule 3 auf die in Fig. 7 veranschaulichte Weise auf dem Spulenkörper 24 gewickelt worden ist, werden die Schrauben 25 herausgedreht, und der Seitenplattenteil 24B wird vom Hauptteil 24A des Spulenkörpers 24 abgenommen. Sodann wird die Feldspule 3 vom Hauptteil 24A des Spulenkörpers 24 abgenommen und an der Läufer-Welle 2 angebracht, wobei ihre Endabschnitte bzw. ihre umfangsmäßig verlaufenden Abschnitte zu Kreisbögen entsprechend den Außenflächen der elektrisch isolierenden Schichten 21 auf den Bodenflächen bzw. Sohlen der Ausnehmungen 17A gebogen werden. Die den auf der Läufer-Welle 2 axial verlaufenden Nuten 17 entsprechenden Abschnitte der Feldspule bzw. -spulen 3 werden unter Zwischenfügung der elektrisch isolierenden Schichten 18 in die Nuten 17 eingesetzt, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist, welche den Querschnitt der Läufer-Welle 2 mit einem ähnlichen Aufbau wie bei der Läuferwelle gemäß Fig. 4 und 5 darstellt.

Nach dem Anbringen der Feldspulen 3 an der die Spulen tragenden bzw. Läufer-Welle 2 gemäß den Fig. 2,4 und 5 werden die elektrisch isolierenden Füllstücke 23 in die von den Feldspulen 3 in den Ausnehmungen 17A freigelasse-^OJ nen Zwischenräume eingesetzt, worauf die Außenflächen der Feldspulen 3 und der Füllstücke 23 mit den elektrisch

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isolierenden Abdeckungen 20 und 22 abgedeckt werden. Anschließend werden die Keile Ί9 in die in den Nuten über der isolierenden Abdeckung 20 ausgebildeten Aussparungen eingesetzt, und die beiden Hülsen 16 werden auf die Endabschnitte der Läufer-Welle 2 aufgeschrumpft. Die Feldspulen 3 werden somit mit weniger Arbeits- und Zeitaufwand und größerer Genauigkeit sicher an der Läufer-Welle 2 montiert. 10

Claims

Patentansprüche

/i.^Verfahren zum Wickeln und Montieren einer aus einem supraleitenden linearen (geradlinigen) Werkstoff geformten Spule oder Wicklung an einer zylindrischen Mantelfläche einer Spulen tragenden Läufer-Welle einer spuraleitenden elektrischen Rotationsmaschine, dadurch gekennzeichnet , daß in der Mantelfläche der Läufer-Welle mindestens zwei in deren Axialrichtung verlaufende, parallele Nuten ausgebildet werden, daß in der Mantelfläche der Läufer-Welle zwei in deren Umfangsrichtung verlaufende, umlaufende Ausnehmungen ausgebildet werden, die jeweils mit den einen Enden der axial verlaufenden Nuten verbunden sind, daß ein supraleitender linearer (geradliniger) Werkstoff in einer Ausnehmung um den Umfang eines Spulenkörpers mit im wesentlichen der Form eines flachen rechteckigen Rings gewickelt und dabei eine Spule oder Wicklung aus dem supraleitenden linearen Werk-

stoff geformt wird, wobei vier gerade Abschnitte der Ausnehmungs-Sohle des Spulenkörpers über kreisbogenförmig gekrümmte Flächen- oder Sohlenabschnitte miteinander verbunden sind, daJ| sodann die Spule oder Wicklung vom Spulenkörper abgenommen wird und daß die Spule oder Wicklung in die Nuten und Ausnehmungen in der Mantelfläche der Läufer-Welle eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einsetzen der Spule oder Wicklung die Flächen bzw. Flanken der Nuten und die Sohlen der Ausnehmungen mit elektrisch isolierenden Schichten belegt werden, daß nach dem Einsetzen der Spule oder Wicklung in die Nuten und Ausnehmungen elektrisch isolierende Füllstücke in die von den Spulen oder Wicklungen nicht eingenommenen Zwischenräume in den Ausnehmungen eingesetzt werden und daß die Außenflächen der (Feld-)Spulen oder Wicklungen sowie der Füllstücke mit elektrisch isolierenden Abdeckungen abgedeckt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß nach dem Abdecken der Außenflächen der (Feld-)Spulen oder Wicklungen und der Füllstücke mit den isolierenden Abdeckungen zwei Hülsen über die Ausnehmungen in der Mantelfläche der Läufer-Welle aufgepaßt, z.B. aufgeschrumpft werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der Ausnehmungs-Sohle des Spulenkörpers, welche der Axialrichtung der die Spulen tragenden Läufer-Welle entsprechen, mehrere senkrecht zur Axialrichtung der Läufer~Welle ausgebildete Stufen aufweisen.