DE3241410A1 - Method for fixing windings by means of pretensioned slot closure parts, and a device for carrying out the method - Google Patents
Method for fixing windings by means of pretensioned slot closure parts, and a device for carrying out the methodInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Fixierung von Wicklungen durchProcedure for fixing windings by
vorgespannte Nutzenverschlußteile und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Verfahren zur Fixierung von Wicklungen durch vorgespannte Nutenverschlussteile und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung der aus einzelnen Spulen bestehenden, in Statornuten eingelegten Wicklungen von elektrischen Maschinen, durch jeweils einen aus einem Nutenverschlusskeil, einem Federelement und einer Federabstützung gebildeten Nutenverschluss sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Pre-tensioned panel locking parts and device for implementation of the procedure Process for fixing windings by prestressed Groove closure parts and device for carrying out the method The invention relates to a method for fixing the individual coils in stator slots inserted windings of electrical machines, each by one from one Groove lock wedge, a spring element and a spring support formed groove lock as well as the facility for carrying out the procedure.
Bei Nutenverschlüssen von elektrischen Apparaten, insbesonder von rotierenden elektrischen Maschinen, ist es allgemein üblich zur Fixierung der Wicklungen Federelemente verschiedener geometrischer Formen zu verwenden, um die Wicklungen in den Nuten unter federnder Spannung zu halten. Derartige Druck federn sind beispielsweise aus den deutschen Patentschriften DE-OS 16 13 236, DE-OS 21 30 201, DE-OS 21 65 727 und DE-PS 25 27 876 bekannt, wobei die erforderliche Federkraft über einen sehr kurzen Federweg aufgebracht werden muss und dabei keine Ermüdung der Federkraft über sehr lange Betriebszeiten und Temperaturschwankungen auftreten darf.In the case of slot locks on electrical equipment, in particular from rotating electrical machines, it is common practice to fix the windings Use spring elements of various geometric shapes to make the windings to hold in the grooves under resilient tension. Such pressure springs are for example from German patents DE-OS 16 13 236, DE-OS 21 30 201, DE-OS 21 65 727 and DE-PS 25 27 876 known, the required spring force over a very short spring travel must be applied and there is no fatigue of the spring force May occur over very long operating times and temperature fluctuations.
Das Federelement kann als eine bandförmige, quer- oder längsgewellte Feder z.B. als gewellte oder gebogene Blattfeder ausgebildet sein und wird beim Zusammenbau flachgedrückt (DE-OS 16 13 236, DE-OS 21 30 201 und DE-OS 21 65 727).The spring element can be in the form of a band, transversely or longitudinally corrugated Spring, for example, be designed as a corrugated or curved leaf spring and is used in Assembly flattened (DE-OS 16 13 236, DE-OS 21 30 201 and DE-OS 21 65 727).
Es kann aber auch gemäss DE-PS 25 27 876 als Flachprofil ausgebildet sein, wobei die Federkraft der Federelemente durch eine vorbestimmte Durchbiegung zur Wirkung kommt, und die dem Federelement zugekehrten Flächen des Nutenverschlusskeiles und der Federabstützung vorzugsweise konvex/konkav oder konkav/konvex ausgebildet sein können.However, it can also be designed as a flat profile according to DE-PS 25 27 876 be, the spring force of the spring elements by a predetermined deflection comes into effect, and the surfaces of the groove locking wedge facing the spring element and the spring support is preferably convex / concave or concave / convex could be.
Bei der Nutenverschluss-Montage müssen weitgehend die gegebenen Eigenschaften der Druckfedern berücksichtigt werden, wodurch nicht immer eine optimale Lösung der Verspannung möglich ist. Darüber hinaus ist es, insbesondere bei der Montage von grossen Maschinen, wo eine ganze Reihe von einzelnen Federelementen eingebaut werden, sehr schwer, eine gleichmässige Federwirkung über die gesamte Nutlänge zu erzielen.The given properties must largely be used for the assembly of the slot lock the compression springs are taken into account, which is not always an optimal solution the tension is possible. In addition, it is, especially during assembly of large machines where a number of individual spring elements are installed It is very difficult to achieve an even spring effect over the entire length of the groove achieve.
Ein weiterer Nachteil, der allen bekannten Anordnungen gemeinsam ist, besteht darin, dass für den Einbau der Federelemente ein Raum, der minimal dem jeweiligen Federweg entspricht, vorhanden sein muss, der nach Verspannen jedoch überflüssig wird.Another disadvantage common to all known arrangements is is that for the installation of the spring elements a space that is minimal to the respective Spring travel corresponds, must be available, but which is superfluous after tensioning will.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Anordnung zu schaffen, die eine Vereinfachung der Nutenverschluss-Montage ermöglicht, bei welcher der bisher erforderliche, dem Federweg des Federelementes entsprechende Raum sich weitgehend erübrigt, wobei gleichzeitig eine gleichmässige Federwirkung über die gesamte Nutenlange gewährleistet ist.It is an object of the invention to provide an arrangement that has a Simplification of the groove lock assembly allows, in which the previously required, the spring travel of the spring element corresponding space is largely unnecessary, wherein at the same time, an even spring effect is guaranteed over the entire length of the groove is.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 1 und der Sachansprüche 3 und 6 gelöst.The object is achieved according to the invention by the features of the method claim 1 and claims 3 and 6 solved.
Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und Vorteile sind in den Unteransprüchen 2, 4, 5, 7 und 8 enthalten.Further training opportunities and advantages are in the subclaims 2, 4, 5, 7 and 8 included.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Nutenverschlussteile einschliesslich des Federelementes bereits als ein Paket vorgespannt in die Maschine jeweils eingebaut werden, wodurch der gesamte Platz des Federweges vor dem Einlegen des Nutenverschlusskeiles eingespart wird.The advantage of the invention is in particular that the slot closure parts including the spring element already preloaded into the machine as a package respectively be built in, eliminating the entire space of the suspension travel is saved before inserting the slot wedge.
Das Einbringen derartiger, beispielsweise durch den Hersteller bereits vorgespannter Pakete, erleichtert wesentlich die eigentliche Montage, wodurch auch verbesserte Bedingungen für eine kontrollierte Auslegung der Pakete und damit auch bessere Voraussetzungen für eine gleichmässige Federwirkung der Federelemente über den gesamten Nutenverschluss-Bereich geschaffen werden.The introduction of such, for example by the manufacturer pre-tensioned packages, makes the actual assembly much easier, which also improved conditions for a controlled design of the packages and thus also better conditions for a uniform spring action of the spring elements the entire groove locking area can be created.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeipiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt.The drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown in simplified form.
Es zeigt Fig.l einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform einzelner, nicht verspannter Nutenverschlussteile, Fig.la einen Querschnitt mittels Klebstoffschichten zu einem Paket vorgespannter Nutenverschlussteile gemäss Fig.l Fig.2 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform von einzelnen, nicht verspannten Nutenverschlussteilen und Fig.2a einen Querschnitt mittels Kunststoffschrauben zu einem Paket vorgespannter Nutenverschlussteile gemäss Fig.2 Gemäss der Fig.l und la sind in einer Nut 5 eine oder mehrere Spulen von Wicklungen 6 übereinander angeordnet. Die Wicklung 6 wird oben in der Nutöffnung mittels eines als Stempel ausgebildeten konkaven bzw. konvexen Nutenverschlusskeil 43, der in Keilausnehmungen 41 festgehalten wird, abgeschlossen.It shows Fig.l a cross section of a first embodiment of individual, non-tensioned groove locking parts, Fig.la a cross section by means of adhesive layers to a package of pretensioned groove locking parts according to Fig.l Fig.2 a cross section a second embodiment of individual, non-tensioned groove locking parts and FIG. 2a shows a cross section pretensioned to form a package by means of plastic screws Groove closure parts according to Figure 2 According to Fig.l and la are in a groove 5 a or several coils of windings 6 arranged one above the other. The winding 6 is at the top of the groove opening by means of a concave or convex formed as a punch Groove locking wedge 43, which is held in wedge recesses 41, completed.
Zwischen dem konvexen Stempel und der konkav als Gegenstempel ausgebildeten Federabstützung 21 ist ein Federelement vorgesehen, das in der Fig.l als Flachprofil 11 ausgebildet unverspan d.h. nicht formschlüssig mit der Federabstützung und in Fig.la zusammen mit einem als konvexen Stempel ausgebildeten Nutenverschlusskeil 43 und einer als konkaver Gegenstempel ausgebildeten Federabstützung 21 zu einem Paket P1 (43,7,1l,7,21) vorgespannt ist, da.h. dass eine vorbestimmte Durchbiegung des Flachprofil-Federelementes 11 entsteht. Das Vorspannen der aus dem Nutenverschlusskeil 43, dem Flachprofil-Federelement 11 und der konkaven Federabstützung 21 bestehenden Nutenverschlussteile zu einem Paket P1 erfolgt beispielsweise durch beidseitiges Verkleben des Flachpro-fil-Federelementes 11 sowohl gegenüber der konvexen Stempel fläche des Nutenverschlusskeiles 43 als auch gegen die konkave Gegenfläche der Federabstützung 21. Es könnte auch eine (nicht dargestellt) analoge Anordnung wie in Fig.l und 1b zur Anwendung kommen, bei welcher jedoch der Nutenverschlusskeil als Stempel 43 konkav und eine entsprechende Federabstützung 21 als Gegenfläche konvex ausgebildet ist. Bei dem als Flachprofil 11 ausgebildeten Federelement ist ein Verkleben von Vorteil, denn die Klebstoffschichten 7 von jeweils 140 bis 160 g/m2 kann beidseitig über die gesamte Fläche des Flachprofils 11 aufgetragen werden, ohne dass es zu einer Beschädigung desselben kommt. Es wird vorzugsweise ein kalthärtender Ein-oder Zweikomponenten-Klebstoff mit einem extremen Festigkeitsabfall bei Erwärmung, beispielsweise ein Polyurethan-Klebstoff, verwendet. Die Zugscherfestigkeit in N/mm2 bei verschiedenen Temperaturen gemessen. an Al-Verklebungen nach DIN 53 283 beträgt demnach bei OC 0 +20 +40 +60 +80 N/mm2 26 22 10 4 3 In Fig.2 und 2a sind die aus einer Zwischenlage 3, einem gewellten oder gebogenen, beispielsweise als Blattfeder 12, ausgebildeten Federelement und einem Druckstreifen 22 bestehenden Nutenverschlussteile wiederum oberhalb der Nut 5 mit der Wicklung 6 gemäss Fig.2 unverspannt und in Fig.2a wiederum als ein Paket P2 ((3,12,22,8) vorgespannt angeordnet. Der endgültige Nutenverschluss erfolgt durch einen strichliert angedeuteten Nutenverschlusskeil 4, der nicht Bestandteil des vorgespannten Paketes P2 ist. Die Druckfedern 12 können wie in Fig.2 und 2a dargestellt, zur Nutenlänge quergewellt oder gebogen, könnten jedoch auch Iängsgewellt oder -gebogen ausgebildet sei" Um die Nutenverschlussteile, d.h. die Zwischen lage 3, die quergewellte Blattfeder 12 und den Druckstreifen 22 zu einem Paket P2 vorzusrannen, werden in vorteilhafter Weise Kunststoffschrauben 8 verwendet, die beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen, wobei die Kunstharz-Matrix durch einen hohen Abfall der Zugscherfestigkeit bei Erwärmung gekennzeichnet ist. Die Zugscherfestigkeit eines BoLzens M 10 beträgt bei Raumtemperatur etwa 15 kN und fällt bei 80 C auf 2 bis 3 kN ab. Eine Vorspannung solcher Nutenverschlussteile durch einen Klebstoffauftrag ist weniger geeignet, da bei gewellten oder gebogenen Federelementen geringere Kontaktflächen vorhanden sind, die nicht immer eine sichere Vorspannung gewährleisten.Between the convex punch and the concave formed as a counter punch Spring support 21, a spring element is provided, which is shown in Fig.l as a flat profile 11 formed unmachined, i.e. not form-fitting with the spring support and in Fig.la together with a groove locking wedge designed as a convex punch 43 and a spring support 21 designed as a concave counter-punch to form a package P1 (43,7,1l, 7,21) is biased, i.e. that a predetermined deflection of the Flat profile spring element 11 arises. The pretensioning of the slot wedge 43, the flat profile spring element 11 and the concave spring support 21 existing Groove closure parts for a package P1 are made, for example, by double-sided Gluing the flat profile spring element 11 both opposite the convex punch surface of the groove locking wedge 43 as well as against the concave mating surface of the spring support 21. An arrangement (not shown) analogous to that in FIGS. 1 and 1b could also be used are used, in which, however, the keyway locking wedge is used as a punch 43 concave and a corresponding spring support 21 as a counter surface convex is. In the case of the spring element designed as a flat profile 11, gluing of Advantage, because the adhesive layers 7 of 140 to 160 g / m2 each can be used on both sides can be applied over the entire surface of the flat profile 11 without causing it to damage to it comes. It is preferably a cold-curing one or Two-component adhesive with an extreme drop in strength when heated, for example a polyurethane adhesive is used. The tensile shear strength in N / mm2 at different Temperatures measured. on Al bonds according to DIN 53 283 is accordingly at OC 0 +20 +40 +60 +80 N / mm2 26 22 10 4 3 In Fig. 2 and 2a they are made of an intermediate layer 3, a corrugated or curved, for example as a leaf spring 12, formed Spring element and a pressure strip 22 existing groove locking parts in turn untensioned above the groove 5 with the winding 6 according to FIG. 2 and again in FIG. 2a arranged prestressed as a package P2 ((3,12,22,8). The final groove lock takes place by means of a groove locking wedge 4, indicated by dashed lines, which is not part of the pre-tensioned package is P2. The compression springs 12 can like in 2 and 2a shown, corrugated or curved transversely to the length of the groove, but could is also designed to be longitudinally corrugated or curved the intermediate layer 3, the transversely corrugated leaf spring 12 and the pressure strip 22 to To precede a package P2, plastic screws 8 used, which for example consist of a glass fiber reinforced plastic, the synthetic resin matrix due to a high drop in tensile shear strength when heated is marked. The tensile shear strength of a bolt M 10 is at room temperature about 15 kN and drops to 2 to 3 kN at 80 C. A pretensioning of such groove locking parts an application of glue is less suitable than it is for corrugated or curved ones Spring elements have smaller contact areas, which are not always safe Ensure pretension.
Für die zu einem Paket P2 vorgespannten Nutenverschlussteile, bei denen eine geringere Vorspannung ausreicht, können auch Kunststoffschrauben aus Thermoplasten verwendet werden, wobei die Zugscherfestigkeit bei Raumtemperatur tiefer liegt, jedoc der Abfall der Zugscherfestigkeit bei Erwärmung noch stärker ausfällt.For the groove locking parts prestressed to form a package P2, at for which a lower preload is sufficient, plastic screws can also be used Thermoplastics are used, with the tensile shear strength at room temperature is lower, but the drop in tensile shear strength when heated is even greater fails.
Die Anzahl der Kunststoffschrauben soll über die Nutenlänge möglichst gering gehalten werden und die einzelnen Schrauben müssen entsprechend der Federkraft des Federelementes dimensionert werden.The number of plastic screws should be as long as possible over the length of the groove are kept low and the individual screws must be according to the spring force of the spring element are dimensioned.
In beiden Fällen (Fig.l,la und Fig.2,2a) wird beim Einbau der erfindungsgemässen Pakete P1 bzw. P2 eine Platzersparnis erzielt, die jeweils dem entsprechenden Federweg al bzw. a2 entspricht, wodurch die Montage und eine gleichmässige Anordnung der Nutenverschlussteile wesentlich verbessert und gleichzeitig vereinfacht wird.In both cases (Fig.l, la and Fig.2,2a) when installing the inventive Packets P1 and P2 achieved a space saving, each corresponding to the corresponding spring travel al or a2 corresponds, whereby the assembly and a uniform arrangement of the Groove closure parts are significantly improved and simplified at the same time.
Die eigentliche definitive Verspannung der Nutenverschlüsse erfolgt, wie bereits beschrieben, durch die Erwärmung der mit Nutenverschlüssen versehenen Maschine auf eine Temperatur zwischen 50 und 80 °C .The actual definitive bracing of the slot locks takes place, as already described, by heating the grooved locks Machine to a temperature between 50 and 80 ° C.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Federelement 11 Flachprofil-Federelement 12 Gewellte oder gebogene Feder, beispielsweise eine Blattfeder, quer- oder längsgewellt oder -gebogene 2 Federabstützung 21 vorspannbare Federabstützung, beispielsweise als Gegenstempel konkav oder konvex ausgebildet 22 vorspannbare Federabstützung, beispielsweise ein Druckstreifen 3 Zwischenlage, vorspannbar 4 Nutenverschlusskeile 41 Keilausnehmungen 42 Basisflächen der Nutenverschlusskeile 43 vorspannbarer Nutenverschlusskeil, beispielsweise konvex oder konkav ausgebildeter Stempel 5 Nuten 6 Wicklungen, bestehend aus Spulen 7 Klebstoffschichten 8 Kunststoffschrauben P1 (43,7,11,7,21) Paket von Nutenverschlussteilen mit vorgespannter Fixierung durch Klebstoffauftrag - erste Ausführungsform bestehend aus Stempel-Nutenverschlusskeil/Flachprofil-Federelement/Gegenstempel-FederabstützUng P2 (3,12,22,8) Paket von Nutenverschlussteilen mit vorgespannter Fixierung durch Kunststoffschrauben - zweite Ausführungsform bestehend aus Zwischenlage/gewelltes oder gebogenes Federelement, beispielsweise Blattfeder/Druckstreifen-Federabstützung al Federweg des Flachprofil-Federelementes a2 Federweg des gewellten oder gebogenen Federelementes LeerseiteList of the reference symbols used 1 spring element 11 flat profile spring element 12 Corrugated or curved spring, for example a leaf spring, crosswise or lengthways corrugated or bent 2 spring support 21 pre-tensionable spring support, for example designed as a concave or convex counter punch 22 pre-tensionable spring support, For example, a pressure strip 3 intermediate layer, 4 slot wedges that can be prestressed 41 wedge recesses 42 base surfaces of the slot lock wedges 43 pretensionable slot lock wedge, For example, convex or concave shaped punch 5 grooves 6 windings, consisting from spools 7 layers of adhesive 8 plastic screws P1 (43,7,11,7,21) package of Groove closure parts with pre-tensioned fixation by applying adhesive - first Embodiment consisting of plunger slot locking wedge / flat profile spring element / counter plunger spring support P2 (3,12,22,8) package of groove locking parts with pre-tensioned fixation through Plastic screws - second embodiment consisting of intermediate layer / corrugated or curved spring element, for example leaf spring / pressure strip spring support al spring deflection of the flat profile spring element a2 spring deflection of the corrugated or curved Spring element Blank page
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