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Einrichtung zur Befestigung der Wicklungsendverbindungen des Läufers
elektrischer Maschinen mit Hilfe von Bandagen, die durch einen übergeschobenen Ring
abgedeckt sind-Die Endverbindungen des Läufers elektrischer Maschinen hoher Umfangsgeschwindigkeit
werden bekanntlich durch aufgeschobene Kappen, Ringe oder durch Drahtbandagen festgehalten
und so gegen die Wirkungen der Fliehkräfte gesichert. Die letztere Befestigungsart
hat den Vorzug, daß die mit großer Spannkraft aufgezogene und mit Draht aus hochwertigstem
Material gewickelte Bandage der hohen Beanspruchung weit mehr gewachsen ist als
die Befestigung durch Kappen. Sie hat aber den Nachteil, daß durch Lichtbogenbildung
an den Stirnseiten der Maschine bei inneren Störungen und Isolationsschäden des
Generators auch eine Zerstörung der Bandage eintreten kann.
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Man hat nun zum Schutz der Bandagenoberflache gegen die Einwirkungen
von Lichtbögen über den äußeren Umfang Kappen oder Ringe gezogen und sie nur in
Rücksicht auf die Beanspruchung durch ihr eigenes Gewicht ausgeführt und gelagert.
Solche, lediglich als Schutzmantel dienenden Kappen nehmen einen Teil des für die
zuverlässige Befestigung der Wicklung schon sehr gering bemessenen Raumes in An=
Spruch, ohne selbst zur Befestigung der Wickelköpfe beizutragen.
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Nach der Erfindung wird über die Oberfläche der Bandage zwar auch
ein Schutzring geschoben, doch soll er die Spannung der Bandage in seiner Wirkung
auf die Wickelköpfe unterstützen. Das hat den Vorteil, daß nun der verfügbare Raum
in voller Höhe für die Befestigung der Wicklung ausgenutzt wird und zugleich ein
wirksamer Schutz gegen Beschädigung der Bandagenoberfläche und gegen die Folgen
eines Drahtbruches entsteht. Um diese Wirkungen zu erreichen, wird der Ring auf
die Oberfläche der Bandage oder auf eine diese Oberfläche umschließende Unterlage
aufgeschrumpft oder gepreßt. Für diesen Zweck wird die Oberfläche der Bandage bzw.
der um sie gelegten Unterlage als Sitz für den Ring hergerichtet, z. B. durch Abdrehen
geglättet.
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Wenn der Ring auf diesen Sitz warm aufgezogen oder aufgepreßt wird,
nimmt er mit seiner nach innen wirkenden, entweder auf die Bandage unmittelbar-
oder durch die Unterlage mittelbar ausgeübten Montagespannung an dem Festhalten
der Wickelköpfe selbst teil und entlastet die Bandage.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Kappen und Bandagierungen gemeinschaftlich
zur Aufnahme der auf die `Vickelköpfe ausgeübten Fliehkräfte heranzuziehen. Solche
vorbekannten
Anordnungen unterscheiden sich aber grundsätzlich von
der Einrichtung nach der Erfindung dadurch, daß dort die Kappe als Hauptträger der
Fliehkräfte auf die Nickelköpfe aufgezogen und die Bandage zur Sicherheit der Kappe
über letztere gewickelt wurde. Die Nachteile sind hier die gleichen, wie sie bereits
erwähnt wurden, da die Bandage nach außen zu ungeschützt bleibt. Überdies ist diese
Art der Wickelkopfbefestigung durch Kappen trotz der übergewickelten Bandage sehr
hohen Beanspruchungen nicht in dem .Maße gewachsen, wie eine auf die Wickelköpfe
gespannte Bandage, welche erfindungsgemäß durch einen über sie aufgeschrumpften
oder aufgepreßten Ring geschützt und mechanisch unterstützt wird.
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Die Glättung des Sitzes für den Ring durch Abdrehen oder anderwertige
Verfahren ist von Wichtigkeit, damit der Ring nach dem Aufschrumpfen oder Aufpressen
über den ganzen Umfang gleichmäßig aufliegt. Die Oberfläche der Bandage wird unmittelbar
nur dann als Ringsitz dienen können, wenn die Draht- oder Bandstärke der Bandagenoberlage
für eine Bearbeitung der Oberfläche bis zur genügenden Glättung ausreicht, ohne
dabei unzulässig geschwächt zu werden. Im allgemeinen wird man jedoch, da es sich
meistens um Bandagendrähte von verhältnismäßig dünnem Querschnitt handelt, für die
Herrichtung des Ringsitzes eine die Bandage umschließende Unterlage schaffen, deren
Oberfläche bearbeitet wird.
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Diese Unterlage kann in an sich bekannter Weise eine Buchse sein.
Man wird sie aber vorzugsweise aus Metallband mit einer in Rücksicht auf die Abdrehung
genügenden Bandstärke aufwickeln oder als Spirale aufbringen. Dadurch paßt sich
die Innenfläche der Unterlage gut den Unebenheiten der Bandagenoberfläche an und
füllt etwaige Lücken aus. Die Enden der Bandspirale können abgeschrägt und in irgendeiner
Weise festgelegt werden.
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Der Bohrungsdurchmesser des Ringes ist den bekannten Erfahrungswerten
der Wärmeausdehnung bei Schrumpfungsprozessen anzupassen. Da es sich hier bei dem
erwärmten Ring nur um geringe Abweichungen zwischen dem Durchmesser der Ringbohrung
und dem Außendurchmesser der Sitzfläche handelt, so ist das Überschieben des warmen
Ringes wegen seiner erheblichen Längsabmessung schwierig. Zur Erleichterung dieses
Vorganges soll daher in ähnlicher '\Veise, wie allgemein bei Schrumpfsitzen von
Wicklungskappen bekannt, die Oberfläche der die Bandage umschließenden Untertage
für den Ring, gegebenenfalls die der Bandage selbst, konisch abgedreht werden, so
daß sich der Sitzdes Ringes, dessen Bohrung dann im gleichen Verhältnis ebenfalls
konisch gehalten ist, nach dem Stirnende des Läufers zu im Durchmesser verjüngt.
Auf diese «'eise ist während des größten Teiles des Aufschiebungsweges ein größerer
Abstand zwischen Ring und Sitz vorhanden.
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Ringbohrung und Sitzfläche «erden auch konisch ausgeführt, wenn ein
kaltes Aufpressen des Ringes von dem Stirnende her beabsichtigt ist.
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Das konische Abdrehen der die Bandage umschließenden Unterlage für
den Ring hat zur Folge, daß die Unterlage nach dem Läuferkörper zu verhältnismäßig
stark ist, so daß dort das Ende des aufgeschrumpften bzw. aufgepreßten Ringes durch
die auf die stärkeren und schwereren Teile der Unterlagen ausgeübten Fliehkriifte
unter Umständen hoch beansprucht wird.. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, die
Unterlagen für den Ringsitz in an sich bekannter Weise aus Leichtmetall herzustellen.
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In der Zeichnung ist das Wesen der Erfindung in Längsschnitten durch
den stirnseitigen Teil einer elektrischen Maschine dargestellt. Abb. i zeigt die
Einrichtung während des Aufschiebens des Ringes, Abb. 2 nach dem Aufbringen des
Ringes, während Abb. 3 eine Hilfsvorrichtung und Abb. ,4 ein besonderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wiedergibt.
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Es bezeichnet a das wirksame Ständereisen, b den wirksamen Läuferkörper,
c die Stirnverbindungen des Ständers, d die Endverbindungen des Läufers, f den üblichen
Endring, - den Stirnventilator und it den Befestigungskeil der Wicklung.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Befestigung der umlaufenden Endverbindungen
d durch eine Bandage ingemeinsam mit einem aufgeschrumpften oder aufgepreßten Ring
k. Die Bandage wird hierbei vorteilhafterweise aus Stahldraht, der Ring aus mechanisch
hoch«vertigem unmagnetischem Stahl ausgeführt.
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In Abb. i erkennt man die als Bandspirale um die Oberfläche der Bandage
m gelegte Unterlage it, die konisch abgedreht ist, so daß sich ihr Durchmesser nach
dem Endring f zu verjüngt. Der durch die Wärmeausdehnung erweiterte Ring mit konischer
Bohrung kann nun, wie Abb. i zum Ausdruck bringt, unbehindert über die durch die
Unterlage it geschaffene Sitzfläche geschoben werden und nimmt nach dem Erkalten
die in Abb. 2 dargestellte Endlage ein, in der er die Bandage in fest umspannt.
Nach der Montage des Ringes k kann der Ventilator n an dem Endring f befestigt werden.
Um eine zuverlässige Endverbindung der Keile h zwecks Bildung eines Dämpferkäfigs
zu erhalten, kann man unter die Bandage vt Streifen oder Ringe p aus gutleitendem
Metall einfügen, die durch die Bandagenspannung fest gegen die Keilenden gedrückt
werden. .
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Falls bei der- Bandagenherstellung ein Schrumpfen der Wicklungsisolation
der Spulenköpfe eintreten sollte, so könnte dies ein Unrundwerden
der
Bandage zur Folge haben. Sie würde dann bei der vorliegenden Bauart ein-:eiti, auf
die Innenfläche des Ringes drücken und letzteren auf Biegung beanspruchen. Es einptiehlt
sich daher, den Ring so dünnwandig -,,u bemessen, daß er ohne erhebliche Biegungsbeaiispruchung
den mäßigen Formänderungen der Bandage folgen kann.
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Um nun aber beim Aufbringen und Aufschrumpfen des dünnwandigen Ringes
k unerwünschte Formänderungen zu vermeiden, kann man ihn während dieses Vorganges
hilfsweise mit zwei oder mehreren über die Länge verteilten Ringschellen r umspannen
in der Art, wie Abb. 3 erkennen läßt. Die Schellen r werden später wieder entfernt.
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Bei der Ausführung gemäß Abb. i und 2 erstreckt sich der Ring k über
die Bandage in in seiner vollen axialen Länge, schützt damit ihre ganze Oberfläche
nicht nur gegen Lichtbögen, sondern auch gegen mechanische Schäden und verhütet
ernstliche Störungen bei Drahtbruch. Will man durch den Ring lediglich einen Schutz
gegen Lichtbogenbildungen erzielen, so ist es unter Umständen, z: B. bei schräg
gerichteten Ständerwickelköpfen, wie Abb. 4. zeigt, nicht erforderlich, daß der
Ring k die ganze Länge der Bandage einnimmt, da dann erfahrungsgemäß Lichtbögen
ausnahmslos nur in der Nähe der Austrittsstellen der Wicklung aus den Nuten auftreten.
Die Bandage braucht dann entsprechend der Darstellung in Abb. 4 nur auf diesen Teil
durch einen schmalen Ring geschützt zu werden, während der frei bleibende Teil nach
dem Aufschrumpfen oder Aufpressen durch eine zusätzliche Bandage m' ausgefüllt wird.
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Um hier für die obere Bandage in' ein zuverlässiges seitliches Widerlager
zu schaffen, kann auf den Endring nach dem Aufbringen des Ringes k, aber vor dem
Aufwickeln der Bandage in' ein zweiter Ring f' aufgeschrumpft werden.
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Die Ausführung nach Abb. 4 hat den Vorzug, daß die nach dem Endring
f zu gelegenen Endverbindungen d der Läuferwicklung, welche die höchsten Beanspruchungen
durch die Fliehkräfte verursachen, in der ganzen Höhe des verfügbaren Raumes ausschließlich
durch Bandagenlagen gesichert sind.