DE560010C - Einrichtung zur Verstaerkung der Wickelkopfbefestigung bei Flachleiterspulen um-laufender Feldmagnete elektrischer Maschinen, insbesondere von Turboinduktoren - Google Patents

Description

Deutsches reich

AUSGEGEBEN AM
27. SEPTEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

J& 560010 KLASSE 21 di GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Februar 1930 ab

Die Spulenköpfe gezahnter Feldmagnete elektrischer Maschinen hoher Umlaufzahl, z. B. der Induktoren von Turbogeneratoren, werden durch Bandagen oder Kappen auf ihren Unterlagen befestigt. Ergaben Beanspruchungen durch die Fliehkräfte die Notwendigkeit einer Verstärkung dieser Befestigungsmittel, so bedingte sie die Erhöhung der metallenen Haltekeile für die Wicklung im wirksamen Eisen und damit den Verlust an Wickelraum. Ein anderer Weg, den für die Verstärkung der Bandagen oder Kappen erforderlichen Raum zu schaffen, bestand in der Kröpfung des ganzen Spulenkopfes, wodurch die Fabrikation erheblich erschwert und verteuert wurde.

Nach der Erfindung wird der Zweck auch ohne Verlust an Nutenwickelraum und mit fabrikatorisch einfacheren Mitteln erreicht.

ao Die Spulenköpfe erhalten gegenüber dem Spulenquerschnitt im wirksamen Eisen, wie bereits für andere Zwecke vorgeschlagen, eine Ouerschnittsverringerung, welche aber¹ erfindungsgemäß durch Abflachen der Windungen in radialer Richtung vorgenommen ist. Der Flachleiter, aus welchem die Spule gewickelt ist, besitzt also im Bereich der Stirnverbindungen eine geringere Höhe als im wirksamen Eisen. Dadurch ergeben die geschichteten Windungsabschnitte im Stirnraum einen abgeflachten Spulenkopf. Die dabei gewonnene Höhe dient zur Verstärkung der Bandagen oder Kappen.

Um eine möglichst günstige Ausnutzung in diesem Sinne herbeizuführen, wird der Wikkelkopf so angeordnet, daß sein abgeflachtes Profil den unteren Teil des nichtabgeflachten Spulenprofils einnimmt. Auf diese Weise kann der gesamte Höhenunterschied für die Bandagen- bzw. Kappenverstärkung herangezogen werden.

Es ist bekannt, freiliegende massive Stirnverbindungen der Läufer elektrischer Maschinen hoher Umlaufzahl im Vergleich zum Nutenkupfer mit kleinerem Querschnitt auszuführen, um die Kappenbeanspruchung zu vermindern. Diese Absicht bildet nicht die Aufgabe vorliegender Erfindung, obgleich die Entlastung der Bandage oder Kappe auch hier als Nebenwirkung zur Geltung kommt. Im übrigen trägt jene vorbekannte Anordnung weder im Mittel noch im Zweck das Merkmal der Erfindung.

Die Abb. 1 und 2 zeigen das Wesen der Erfindung in einfachster Form. Der im wirksamen Eisen E des Induktors eingebettete Teil der Feldspule, welcher durch den Metallkeil K gehalten wird, ist mit W, der Spulen-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Or.-Ing. Robert Pohl in Berlin-Charlottenburg.

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kopf mit Wj₁ bezeichnet. Letzteren umschließt in üblicher Weise die Bandage B, an deren Stelle auch eine Kappe treten kann.

Die Höhe der Bandage B wurde nun bisher durch die Keilhöhe k bestimmt. Ergab sich die Notwendigkeit, die Bandage stärker zu bemessen, so wurde auch die Keilabmessung k vergrößert. Nach der Erfindung ist das nicht mehr erforderlich. Die gewünschte Vertiefung des Wickelraumes für die Bandage B auf die Stärke b ist hier vielmehr durch eine Ouerschnittsabflachung des Spulenkopfes W_k auf die Höhe h₂ gegenüber der Spulenhöhe H₁ im wirksamen Eisen dadurch zustande gekommen, daß, wie Abb. 2 erkennen läßt, der Flachleiter jeder Spulenwindung in der Mitte die Dicke d, über die Ausdehnung der beiden Spulenköpfe jedoch eine verminderte Leiterhöhe d' besitzt.

Die Wickelköpfe W_k schließen sich am Fuß des Nutenkupfers an dieses an, so daß das abgeflachte Profil von der Höhe H₂ den unteren Teil des Spulenprofils von der Höhe Ji₁ einnimmt und die gesamte durch die Abflachung gewonnene Höhe H₁-H₂ der Bandagenverstärkung zugute kommt. Es würde auch dem Wesen der Erfindung entsprechen, wenn nicht der ganze erzielte Höhenunterschied für die Verstärkung der Befestigungsmittel verwendet würde. Auch ist es nicht unbedingt notwendig, daß alle Windungen der Feldspule die Abflachung erhalten.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist angenommen, daß die Abflachung des Spulenleiters durch Ausklinkung oder Strekkung des Materials bewerkstelligt ist. Wie es bereits bei Hochkantwicklungen bekannt ist, wird der Zweck einfacher und praktischer entsprechend den Abb. 3 und 3a durch Auflage von Metallstreifen D von der Stärke d₂ auf das fortlaufend gewickelte Flachleiterband von der Stärke d_t erreicht, so daß die Windungen der Spule auf den Längen, die im wirksamen Eisen liegen, die Höhe O₁ -j- d₂ aufweisen. Die Schienen D können über ihre ganze Länge auf dem Flachleiter mit gutleitendem Kontakt befestigt sein, doch genügt es, wie Abb. 3a erkennen läßt, die Metallstreifen nur an den beiden mit L bezeichnest» ten Enden in sichere elektrische Verbindung mit der Windung zu bringen, was durch Lötung, Schweißung, Vernietung, Verschraubung o. dgl. geschehen kann.

Bekanntlich werden die Keile K zum Festhalten der Wicklung im wirksamen Eisen bei den Induktoren von Wechselstrommaschinen zu einem Dämpferkäfig verbunden. Zu diesem Zweck umschließt die Bandage B oder ein besonderer Bandagenring aus gutleitendem Drahtmaterial die abgeflachten oder ausgeklinkten Enden der Keile unmittelbar nach ihrem Austritt aus der Nut. Auch bei Verwendung von Kappen können diese als Endverbindungen des Käfigs dienen und die Keilenden übergreifen.

Um nun auch eine zulängliche Tiefe der Keilausnehmungen für eine Verstärkung der Käfigendringe zu erhalten, soll nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung der mit dünnerem Leiterquerschnitt ausgeführte Teil der Spule auf eine kurze Strecke in das wirksame Eisen hinein verlängert sein. Abb. 4 zeigt ein Beispiel hierfür. Die Bandagenringe G, welche als Kurzschlußringe des Dämpferkäfigs dienen, sind auf diese.Weise auf das Maß g verstärkt.

Es ist zweckmäßig, der Abflachung des Spulenkopfes vom Nutenkupfer aus einen allmählichen Übergang zu geben, wie dieses bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 geschehen ist, damit sich die bei Materialverschiedenheit von Keil und Wicklung infolge Wärmeaus dehnungen auftretenden Kräfte besser ausgleichen und Verspannungen vermieden werden. Das kann dadurch geschehen, daß die Längen der stärkeren Windungsstrecken bzw. der zur Verstärkung dienenden Metallschienen D₁, D₂.. .., wie in den Abb. S und 5a veranschaulicht, nach dem äußeren Läuferumfang zu kürzer werdend abgestuft sind. Gleichzeitig wird dabei der Vorteil erreicht, daß die Lötstellen an den Enden der Metallstreifen D aufeinanderfolgender Lagen axial gegeneinander versetzt sind und sich gegenseitig nicht beeinträchtigen.

Durch die Abstufung hat der Spulenrücken die Abschrägung R erhalten. Ihr entsprechend können die Köpfe K' der Befestigungskeile (Abb. 4) ebenfalls in gleichem Maße abgeschrägt werden. Besser ist indessen gemäß Abb. 6 die Einfügung eines freien Raumes T zwischen der Spulenabschrägung R und dem Kopf K' des Keiles, damit die axiale Ausdehnung der oberen Nutenleiter und ihrer Metallbelegungen ungehindert erfolgen kann.

Die Erfindung ist vorwiegend für gezahnte Feldmagnete gedacht, gleichgültig, ob die Zähne in Form von Wicklungshaltern im Läuferkern eingesetzt sind oder mit ihm aus einem Stück bestehen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Verstärkung der Wickelkopfbefestigung bei Flachleiterspulen umlaufender Feldmagnete elektrischer Maschinen, insbesondere von Turboinduktoren, bei denen die durch Bandagen oder Kappen befestigten Spulenköpfe kleineren Querschnitt aufweisen als der Spulenquerschnitt im wirksamen Eisen, dadurch gekennzeichnet, daß die

   Querschnittsverringerung der Spulenköpfe durch Abflachen der Windungen in radialer Richtung erfolgt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeflachte Spulenprofil den unteren Teil des nichtabgeflachten einnimmt, so daß die im oberen Teil des Profils gewonnene Höhe der Bandagen- oder Kappenverstärkung zugute kommt.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stärker gehaltenen Teile der Spulenwindungen im wirksamen Eisen durch Metallstreifenbelegungen auf dem fortlaufend gewickelten Flachleiter gebildet sind, wobei die Metallstreifen insbesondere an ihren beiden Enden mit der Wicklung, beispielsweise durch Lötung oder Schweißung, gutleitend verbunden sind.
4. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Wickelkopf mit dünnerem Leitermaterial ausgeführte Teil der Spule auf eine kurze Strecke in das wirksame Eisen hinein verlängert ist, so daß auch die Ausklinkungen der Keilenden für die Lagerung der Dämpferendringe an ihrem Austritt aus der Nut vertieft werden können.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der mit stärkerem Leiterquerschnitt ausgeführten Windungsstrecken bzw. der zur Verstärkung dienenden Metallstreifenbelegungen nach dem äußeren Läuferumfang zu kürzer werdend abgestuft sind, so daß dadurch die Verjüngung des Spulenquerschnitts allmählich erfolgt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Nutenausgängen die im Querschnitt sich allmählich verjüngenden Teile der Wicklung durch ein in gleichem Maße allmählich stärker werdendes Keilende gehalten sind.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spulenabschrägung und dem Kopf des Keiles ein freier Raum für die axiale Ausdehnung der oberen Nutenleiter und ihrer Metallauflagen vorgesehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen