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Anordnung zum Befestigen der Wicklung in Nuten elektrischer 1Viaschinen.
Die Erfindung betrifft die Befestigung von Wicklungen in Nuten elektrischer Maschinen
und ein Verfahren zur Ausführung dieser Befestigung.
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Die Erfindung bezweckt, eine solche Befestigung von Wicklungsteilen
in Nuten elektrischer Maschinen zu schaffen, daß die Leiter stets in der ihnen zugedachten
Stellung in der Nut verbleiben und hierbei ferner das Blechpaket in den Zähnen zusammenhalten,
wodurch ein Zittern der geschichteten Bleche und das damit verbundene Geräusch vermieden
wird.
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Des weiteren will die Erfindung eine wirtschaftliche und leichte Art
der Herstellung der Befestigung schaffen, bei der die Isolation der Leiter nicht
beschädigt wird und unter allen Umständen, unter denen die Maschine arbeitet, auch
die zugedachte Wirkung der Befestigung erhalten bleibt. Handelt es sich beispielsweise
um Motoren, die für Aufzüge verwendet werden, so ist eine besonders feste f.agerung
der Leiter in den Nuten erforderlich, da eine dauernde Umsteuerung der Motoren stattfindet
und hierdurch eine Lockerung der Wicklung beschleunigt wird.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß man federnde und
elastische Mittel anwendet, durch die die '\@Ticklung quer zu ihrer Längsrichtung
gegen Widerlager gedrückt wird, so daß jeder Leiter fest an seinem Orte gehalten
wird. Dieser Druck wirkt beispielsweise, wenn die Wicklungsbefestigung gemäß der
Erfindung am Läufer eines Generators " oder Motors verwendet wird, radial nach außen
senkrecht zur Längsrichtung der Wicklung, während er radial nach innen wirkt, wenn
es sich um die Ständerwicklung solcher Maschinen handelt.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird der gewünschte
Druck durch elastische, federnde Glieder, beispielsweise aus Blech, erzeugt, das
gerippt oder gewellt ausgeführt ist. Um die erforderliche Spannung in diesem elastischen
Glied zu erzeugen, wird eine Beilage eingebracht, welche die Form des elastischen
Gliedes ändert und die erforderliche Spannung in dieses hineinträgt. Andere Ausführungsformen
mögen in folgendem an Hand der Zeichnungen beschrieben werden.
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Abb. r stellt .einen horizontalen Schnitt durch einen Leiterstab und
eine Nut eines Läufers für einen Wechselstrominotor dar.
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Abb. a ist ein Ouerschnitt längs der Linien 2-a der Abb. z.
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Abb. 3 und d. zeigen in gleicher Weise eine andere Ausführungsform
der Erfindung: Abb. 5 und 6 zeigen in gleicher Weise die Anwendung der Erfindung
auf halbgeschlossene, Abb. 7 und 8 auf offene Nuten; ferner ist hierbei eine isolierte
Wicklung dargestellt.
In den Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen
stets gleiche Bedeutung.
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In den Abb. i, 2 sind halbgeschlossene Nuten io dargestellt, in die
der nichtisolierte Leiterstab ii eingebracht und durch in geripptes oder gewelltes
Band 1:2 und ein Beilagestück 13 an seinem Ort erhalten wird. Beim Zusammenbau wird
zuerst der Stab i i in die Nut io eingeführt, hierauf das gewellte Band i2 zwischen
dem Stab i i und dem Boden der Nut. Ein Beilagestück 13 ist .entsprechend dicker
ausgeführt, als dem Zwischenraum zwischen dem Stab i i und dem Band 12 entspricht,
und ist vorzugsweise an einem Ende zugeschärft. Es wird mit diesem zugeschärften
Ende von einer Stirnseite eingetrieben und hierauf an beiden Enden nach unten abgebogen,
so daß es das geschichtete Blechpaket 15 umfaßt. Das gewellte Band 12, ist aus elastischem
Stoff, beispielsweise Stahlblech, hergestellt und hat wellenartige Rippen i4., die
sich über die ganze Länge und Breite der Nut erstrecken. Das Beilagestück
13 kann beispielsweise aus weichem Stahl bestehen. Ein Ende des Beilägestückes
wird vorzugsweise vor seiner Einführung in die Nut abgebogen, wie dargestellt, das
andere Ende nach der Einführung, wie beschrieben. Durch das Eintreiben des Beilagestückes
13 zwischen das Band 12 und den Stab ii werden die Wellen oder Rippen des Bandes
i2 flachgedrückt, wodurch ,eine Spannung in dem Band erzeugt wird, da jede der flachgedrückten
Wellen ihre ursprüngliche Form anzunehmen trachtet. Hierdurch wird ein Druck gegen
(-las Beilagestück 13 und somit den Stab i i ausgeübt, wodurch der letztere
nach oben gepreßt wird, so daß seine Kanten mit den schrägen Teilen 16 der Nut io
in Berührung kommen. Durch diese Pressung wird nun der Stab i i über seine tanze
Länge fest an seiner Stelle gehalten, und es ist klar, daß sich dieser Druck über
die ganze Länge der Nut erstreckt und an einer Mehrzahl von Punkten auf den Stab
ausgeübt wird. Um Längsverschiebungen des Stabes ii zu verhindern, kann ein Anschlag
17 am Stab vor seiner Einführung ausgebildet sein, während nach der Einführung durch
einen Meißel eine Kerbe 18 erzeugt werden kann, wodurch der Stab auch auf der anderen
Stirnseite festgelegt wird. Natürlich können auch andere zweckentsprechende Maßnahmen
Anwendung finden.
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In der beschriebenen Weise wird der Stab sowohl in Längs- als auch
Ouerrichtung fest in der Nut gehalten. Der Druck auf .den Stab i i hat noch die
weitere Wirkung, daß er gegen die Widerlager 16 gepreßt wird, die aus geschichtetem
Eisen bestehen, und somit die. Bleche, aus denen das Eisen geschichtet ist, nahe
den Enden der Zähne 2g aneinandergehalten werden, wodurch ein Zittern der Bleche
an diesen Stellen verhindert wird. Irgendwelche Änderungen der verschiedenen Elemente
in den Nuten, insbesondere Dehnungen oder Zusammenziehungen, können hierbei nicht
den festen Sitz des Stabes in der Nut ändern, da durch das elastische Band unter
allen Umständen eine Pressung des Stabes gegen seine Widerlager unabhängig von solchen
Änderungen aufrechterhalten wird. Je nach den Konstruktionsbedingungen kann das
Beilagestück 13 und das Band i2 aus magnetischem oder nichtmagnetischem Material
bestehen.
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Die Abb. 3 und q. zeigen eine andere Form des Bandes. Hier ist ein
dachförmig gebogenes Band ig verwendet, das zwischen dem Stab i i und dem Beilagestück
13 liegt. Auch hier wird durch Eintreiben des Beilag estückes 13 eine hinreichende
Formänderung des Bandes i g hervorgerufen, wodurch ein Druck auf den Leiterstab
i i erzeugt wird und seineoberen Kanten gegen die Abschrägungen 16 der Zahnköpfe
gepreßt werden. In diesem Falle sind die Enden des Beilagestückes 13 über
die Stirnseiten des Blechpaketes 15 nach unten gebogen, und Ansätze igl an den Enden
des Bandes ig sind wiederum um die abgebogenen Enden des Beilagestückes
13 ihrerseits abgebogen. Die Einbringung findet in der Weise statt, daß zunächst
der Stab ii eingeführt wird, hierauf das Band i g und schließlich das Beilagestück
13. Es ist klar, daß hierdurch der Stab ii über seine ganze Länge festgehalten wird.
Die Anschläge 17, 18 halten hierbei den Stab in seiner Längsrichtung am Band ig
und nicht unmittelbar am Beilagestück i 3, wie dies bei Ab. i, 2 der Fall war. Im
übrigen werden auch bei dieser Ausführungsform die gleichen Vorteile erreicht wie
bei der früheren.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen einen Stab i i, der mit einer Isolation 2o
versehen ist und durch ein wellenförmiges Band 2i und ein Beilagestück 22 gehalten
wircb Hier weist das Band 2i wiederum Wellen oder Rippen auf, die sich über die
ganze Länge der Nut erstrecken, und sein Ende ist bei eil um das Blechpaket 15 abgebogen,
wodurch sowohl das Band als auch das Beilagestück 22 gleichzeitig in Stellung gehalten
werden. Das eine Ende des Bandes wird vor dem Einbringen, das andere nach dem Einbringen
abgebogen. Die Wellen sind hier an einer Seite abgeflacht, um eine Verletzung der
Isolation zu verhindern. Beim Eintreiben des Beilagestückes 22 in die Nut wird -das
Band 2i deformiert und hierdurch die erforderliche Pressung auf den Stab i i und
das Blechpaket hervorgerufen.
Die Abb. 7, 8 zeigen eine aus Formspulen
gebildete isolierte Wicklung in einer offenen Nut 2.4. Die Wicklung besteht aus
den Einzelleitern 25, die von einer Isolation 26 umschlossen sind. Das Band 21 ist
in gleicher Weise gewellt wie in Abb. 5. Das Beilagestück 27 ist hier aber am Kopf
der Nut eingebracht und wirkt gleichzeitig als N utenabschluß. Es wird -in V-förmige
Rillen 28 in den seitlichen Nutenwandungen eingeschoben und kann aus magnetischer.-
oder nichtmagnetischem Stoffe, aus Isoliermaterial o. dgl. bestehen. Das Beilagestück
wird eingetrieben, sobald das Band 2i und hierauf die Wicklung 25 in die Nut eingelegt
sind. Hierdurch wird gleichfalls das Bandei deformiert, und es werden in ihm Spannungen
hervorgerufen, wodurch die Wicklung befestigt und die geschichteten Bleche zumindest
am Kopf der Nut fest zusammengehalten werden.
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Bemerkenswert ist, daß der radial nach außen gerichtete Druck durch
federnde 1Iittel erzeugt wird, die auf die Leiter einwirken -und gegen Widerlager
abgestützt sind, welche in den Abb. 2, ,4, 5 durch die abgeschrägten Zahnenden 16
dargestellt sind, während in Abb. 8 das Beilagestück 27 als Widerlager wirkt. In
a11 diesen Fällen üben diese federnden Glieder einen Druck gegen den Leiter aus
und suchen diesen quer gegen das Widerlager zu pressen.
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Bei Anwendung solcher federnden Glieder zum Halten der Leiter in den
Nuten, wie beschrieben, werden viele praktische Vorteile erreicht. Änderungen im
Querschnitt der verschiedenen Nuten, der Leiter und der Beilagestücke werden wettgemacht,
ohne :daß besondere Vorsichtsmaßnahmen beim Zusammenbau getroffen werden. Änderungen
durch Dehnung oder Zusamenziehung werden ausgeglichen, da sämtliche Teile stets
fest in der Nttt gehalten werden. Selbst wenn Isolationsmaterial benutzt wird, das
bekanntlich sich im Laufe der Zeit ändert, so werden die Teile dennoch fest in ihrer
Stellung gehalten durch die Federwirkung des federnden Bandes. Des weiteren werden
Erzitterungen der Zahnbleche in weitgehendem 11Iaße verhindert durch die gleichmäßig
verteilte Pressung, welche auf diese ausgeübt wird, und ein ruhiger Lauf der Maschine
ist gewährleistet. scheu der isolierten oder nichtisolierten, z. B. stab- oder litzenförmigen
Wicklung einerseits und einem Widerlager andererseits mittelbar oder unmittelbar
angeordnet sind, welch letzteres durch einen Nutenteil, beispielsweise Boden der
Nut, Zahnkopf oder Nutenabschluß, gebildet ist.
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2. Wicklungsbefestigung nach A.zspruch i, dadurch gekennzeichnet,
daß durch ein Beilagestück (13, 22, 2,4) eine besondere Spannung in den federnden
oder elastischen Gliedern (1d., 19, 21) hervorgerufen wird, welche den erforderlichen
Anpressungsdruck ausübt.
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3. Wicklungsbefestigung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die federnden Glieder (I4, 21) an mehreren Stellen oder zusammenhängend über
die ganze in die Nut eingebettete Wicklungslänge (i9) einen Druck auf die letztere
ausüben, der radial nach außen gerichtet ist und die Wicklung gegen die Widerlager
(16) preßt.
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d.. Wicklungsbefestigung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die federnden Glieder (1d.) zwischen dem Nutenboden und -dem Beilagestück oder
dem letzteren und der Wicklung oder schließlich zwischen der Wicklung und dem Nutenboden
angeordnet sind.
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5. Wicklungsbefestigung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet,
daß die federnden bzw. elastischen Glieder (1d., .4 Wellen- oder Rippenform besitzen
oder V-förmigen Querschnitt (1g) aufweisen und vorzugsweise aus elastischem Blech
geformt sind.
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6. Wicklungsbefestigung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die elastischen Glieder und Beilagestücke, gegebenenfalls auch die Wicklungsstäbe
durch übereinandergreifende Teile, die vorzugsweise über die Stirnseiten des geschichteten
Eisens abgebogen sind; gegen Längsverschiebungen in der Nut gesichert sind.
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7. Verfahren zur Ausführung einer Wicklungsbefestigung nach Anspruch
i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst die Wicklung und federnden Glieder
in die Nut einbringt und hierauf ein Beilagestück einführt, wodurch die federnden
oder elastischen Glieder deformiert werden und eine Spannung in ihnen hervorgerufen
oder erhöht wird, welche die Wicklung gegen ein Widerlager pr eßt.