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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ständerwicklungsstützvorrichtung
einer elektrisch drehenden Maschine, wobei ein elastisches Element zwischen
einer Ständerspule
und einem Keil eingeführt
ist.
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In
den neusten elektrisch drehenden Maschinen, beispielsweise Turbinengeneratoren,
ist es gemäß einem
Fortschritt in der Kühltechnologie
möglich geworden
deren Kapazität
(Ausgabe) zu erhöhen, verglichen
mit dem Stand der Technik.
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Die
erhöhte
Kapazität
von Turbinengeneratoren hat jedoch einen abrupten Stromanstieg mit sich
gebracht, der in der Ständerwicklung
fließt.
Folglich werden elektromagnetische Vibrationen mit der doppelten
Frequenz in dem Schlitz des Ständerkerns erzeugt,
in welchem der Ständerkern
während
des normalen Betriebs installiert ist. Im Falle eines abnormalen
Betriebs, beispielsweise zu einem Zeitpunkt, bei dem ein Kurzschluss
oder dergleichen auftritt, wird eine übermäßige transiente elektromagnetische Kraft
erzeugt.
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In
einem herkömmlichen
Turbinengenerator hat man ein derartiges abnormales Phänomen durch Auswahl
einer Struktur, die in den 16 bis 19 gezeigt
ist, für
die Ständerwicklungsstützvorrichtung behandelt.
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Bezugnehmend
auf die 16 bis 19, ist
in der Ständerspulenstützvorrichtung
eine Ständerwicklung 3 in
einem Schlitz 2 eines Ständerkerns 1 installiert,
der durch überlagerte
dünne Platten,
beispielsweise Platten aus Siliziumstahl, entlang einer Axialrichtung
von diesem gebildet ist, und an einem Ende der Ständerwicklung 3,
die in dem Schlitz 2 installiert ist, wie beispielsweise
in den 16 bis 18 gezeigt,
wobei der Schlitz 2 eine Öffnung aufweist, die durch
einen Keil 6 geschlossen wird, der schräge Flächen aufweist, mit einer elastischen
Platte 4 und einer gleitenden Platte 5, die mit
einer schrägen
Form gebildet ist, die darin eingeführt wird. Die elastische Platte 4 wird
als Ripple-Feder bezeichnet, die als eine gewellte (wellenförmige) laminierte
Platte gebildet ist, die durch Heißpressformen eines wärmehärtenden
Harzes gebildet wird, beispielsweise Phenol- oder Epoxydharz mit
Baumwoll- oder Glasgewebe, etc., das als ein Basismaterial dient.
Die elektromagnetischen Vibrationen, die während des Betriebs erzeugt
werden, werden durch geschicktes Verwenden der Federkraft, die von
den Wellenformen der elastischen Platte 4 bereitgestellt
wird, unterdrückt.
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In
der herkömmlichen
Ständerwicklungsstützvorrichtung
werden ferner die elektromagnetischen Vibrationen in der gleichen
oben beschriebenen Weise unterdrückt,
indem die elastische Platte 4, wie in 18 gezeigt,
auch auf der Seitenfläche
der Ständerwicklung 3 montiert
wird, wie in 16 gezeigt, mit einer isolierenden
Schicht, nicht gezeigt, die darin eingeführt ist.
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In
dieser Weise werden in der herkömmlichen
Ständerwicklungsstützvorrichtung
die elektromagnetischen Vibrationen unterdrückt und eine Beschädigung der
isolierenden Schicht durch die Federkraft der Welligkeit (Wellenform)
der elastischen Platte 4 verhindert, die in den Spalt zwischen
Keil 6 und Ständerwicklung 3,
die in dem Schlitz 2 des Ständerkerns 1 installiert
ist, eingeführt
ist, und ferner wird ein elektrischer Verlust oder dergleichen,
den die Bildung des Spalts mit sich bringt, ebenfalls verhindert.
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Obwohl
die bekannte Ständerwicklungsstützvorrichtung,
wie in den 16 bis 19 gezeigt,
aus Sicht einer guten Unterdrückung
von elektromagnetischen Vibrationen, die in dem Schlitz des Ständerkerns
erzeugt werden, hervorragend ist, hat der Stand der Technik immer
noch die folgenden Probleme.
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Um
Vibrationen der Ständerwicklung 3 zu unterdrücken, benötigt die
herkömmliche
Ständerwicklungsstützvorrichtung
die elastische Platte 4, die gleitende Platte 5 und
den Keil 6, wie oben beschrieben.
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Wenn
die Strukturkomponenten der Ständerwicklungsstützvorrichtung
jedoch zahlenmäßig groß werden,
erhöht
sich die Zeit, die für
einen Zusammenbau der Komponenten erforderlich ist, und mehr Zeit
wird mit dem Zusammenbauen verbracht, was sich auf die Kosten auswirkt
und zu einem Problem hoher Kosten führt. Insbesondere ist es bezüglich der Strukturkomponenten,
die in der Ständerwicklungsstützvorrichtung
verwendet werden, erforderlich für einen
Arbeiter den Vorgang zu vereinfachen, da der Zusammenbauvorgang
normalerweise in einer eingeschränkten
Lokalität
durchgeführt
wird.
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Die
JP 61-247256 A offenbart eine Ständerwicklungsstützvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es im Wesentlichen Nachteile
oder Fehler, die der oben genannte Stand der Technik mit sich bringt,
zu eliminieren, und eine Ständerwicklungs stützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine (elektrische Drehmaschine) bereitzustellen,
bei der eine Vereinfachung des Zusammenbauvorgangs erreicht wird,
indem die Anzahl an Strukturkomponenten reduziert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Ständerwicklungsstützvorrichtung
für die
elektrisch drehende Maschine gemäß der Erfindung,
kann die Ständerwicklung,
die in dem Schlitz des Ständerkerns
installiert ist, durch den Keil mit dem elastischen Element abgestützt werden,
welches darin eingeführt
wird. Folglich kann die Anzahl an Strukturkomponenten reduziert
werden, so dass der Zusammenbauvorgang vereinfacht werden kann, wodurch
es folglich möglich
wird die Zeit zu verkürzen,
die für
das Zusammenbauen erforderlich ist, verglichen mit der herkömmlichen
Technologie.
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Die
Eigenschaft und weitere charakteristische Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden durch die folgende Beschreibung klarer, wenn sie
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren gelesen wird.
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In
den beigefügten
Figuren zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die ein erstes Hintergrundausführungsbeispiel
einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verdeutlicht, wobei das Hintergrundausführungsbeispiel
keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet;
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2 einen
schematischen Längsschnitt entlang
der Schnittlinie II-II gemäß 1;
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3 eine
Ansicht, die eine elastische Platte verdeutlicht, die in dem ersten
Hintergrundausführungsbeispiel
verwendet wird;
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4 eine
Vorderansicht, die ein zweites Hintergrundausführungsbeispiel einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verdeutlicht, wobei das Hintergrundausführungsbeispiel
keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet;
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5 eine
Seitenansicht, betrachtet in Richtung der Pfeile V-V gemäß 4;
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6 eine
perspektivische Ansicht, die eine elastische Platte verdeutlicht,
die für
das zweite Hintergrundausführungsbeispiel
angewendet wird;
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7 eine
Ansicht, die ein modifiziertes Beispiel der elastischen Platte verdeutlicht,
die für
die Ständerwicklungsstützvorrichtung
verwendet wird;
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8 eine
Seitenansicht, betrachtet in Richtung der Pfeile VIII-VIII gemäß 7;
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9 eine
Vorderansicht, die ein drittes Hintergrundausführungsbeispiel einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verdeutlicht, wobei das Hintergrundausführungsbeispiel
keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet;
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10 eine
Seitenansicht, betrachtet in Richtung der Pfeile X-X gemäß 9;
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11 eine
Ansicht, die die elastische Platte verdeutlicht, die für das dritte
Hintergrundausführungsbeispiel
einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
verwendet wird;
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12 eine
Seitenansicht, betrachtet in Richtung der Pfeile XII-XII gemäß 11;
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13 eine
Vorderansicht, die ein viertes Hintergrundausführungsbeispiel einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verdeutlicht, wobei das Hintergrundausführungsbeispiel
keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet;
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14 eine
Vorderansicht, die ein Ausführungsbeispiel
einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine gemäß der vorliegenden
Erfindung verdeutlicht;
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15 eine
Vorderansicht, die ein modifiziertes Beispiel des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
der Ständerwicklungsstützvorrichtung verdeutlicht,
wobei das modifizierte Beispiel keinen Teil der vorliegenden Erfindung
bildet;
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16 eine
Vorderansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verdeutlicht;
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17 eine
Seitenansicht, betrachtet von der Richtung der Pfeile XVII-XVII
gemäß 16;
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18 eine
Vorderansicht, die ein anderes Beispiel einer herkömmlichen
elastischen Platte verdeutlicht, die für eine Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verwendet wird; und
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19 eine
perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen
Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verdeutlicht.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer
Ständerwicklungsstützvorrichtung
einer elektrisch drehenden Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung
anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Die 1 bis 3 zeigen
Diagramme, die das oben genannte erste Hintergrundausführungsbeispiel
einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verdeutlichen.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt, hat die Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine gemäß diesem
Hintergrundausführungsbeispiel
einen Aufbau, bei dem eine Ständerwicklung 12 in
einem Schlitz 11 eines Ständerkerns 10 installiert
ist, der durch Überlagern
dünner Platten
gebildet wird, beispielsweise Siliziumstahlplatten, entlang der
Axialrichtung des Ständerkerns 10,
und eine Öffnung
des Schlitzes 11 wird durch einen Keil (Keilmittel) 14 geschlossen,
der eine schräge
Fläche
aufweist, wobei die elastische Platte 13 an einem Ende
der Ständerwicklung 12 in
der in 2 gezeigten Art und Weise eingeführt ist.
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Die
elastische Platte 13 wird durch Heißpressen von wärmeaushärtendem
Harz gebildet, beispielsweise Phenolharz, indem als Basismaterial Baumwoll-
oder Glasgewebe verwendet wird, wie in 3 gezeigt.
Die elastische Platte 13 hat eine Mehrzahl von Erhebungen
(Montagebereiche), die gebildet werden, indem eine wellenartige
(wellenförmige)
laminierte Platte verwendet wird, wobei die Höhe der Erhebungen in Axialrichtung
des Ständerkerns
zunimmt. Ferner kann die elastische Platte 13 aus einem
glasfaserverstärkten
Kunststoffmaterial oder aus einem nicht magnetischen rostfreien
Stahlmaterial hergestellt werden oder sein.
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Wie
in 2 gezeigt wird der Keil 14 durch einen
Formprozess mit einem derartigen Neigungswinkel hergestellt, dass
seine Dicke in Axialrichtung des Ständerkerns abnimmt. Dieser Neigungswinkel ist
nicht kleiner als 0° und
nicht größer als
10°. Der numerische
Bereich ist ein bevorzugter anwendbarer Bereich, der durch Experimentierung
bestimmt wurde.
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In
diesem Hintergrundausführungsbeispiel wird
die Ständerspule 12 durch
den Keil 14 abgestützt,
der mit einem Neigungswinkel geformt und verarbeitet worden ist,
so dass seine Dicke in Axialrichtung abnimmt, und die wellenartige
(wellenförmige)
laminierte elastische Platte 13, die eine Mehrzahl von
Erhebungen aufweist, die in Axialrichtung höher werden, wird eingeführt. Selbst
wenn eine elektromagnetische Vibration in der Ständerwicklung 12 erzeugt
wird, können
die Federkraft der elastischen Platte 13, die eine Mehrzahl
von Erhebungen aufweist, und die Reibungskraft, die einhergeht mit
einer Erhöhung
des Kontaktbereichs des Keils 14, der mit einem derartigen
Neigungswinkel gebildet ist, wie oben genannt, entsprechend wirkungsvoll
verwendet werden, wodurch Vibrationen unterdrückt werden.
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Ferner
wird in diesem Hintergrundausführungsbeispiel
die elastische Platte 13 geformt und verarbeitet mit einer
Mehrzahl von Erhebungen, die in axialer Richtung höher werden,
und andererseits wird der Keil 14 geformt und verarbeitet,
um entsprechend in axialer Richtung dünner zu werden. Entsprechend
kann die Anzahl der Strukturkomponenten reduziert werden, und genauso
wie eine Vibrationssteuerung kann der Zusammenbauvorgang vereinfacht
werden, wodurch die Zeit, die für
das Zusammenbauen erforderlich ist, verkürzt werden kann.
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Die 4 bis 6 zeigen
Ansichten, die das oben genannte zweite Hintergrundausführungsbeispiel
einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine darstellen, in denen gleiche Bezugszeichen
Bereiche oder Komponenten kennzeichnen, die denjenigen gemäß dem ersten
Hintergrundausführungsbeispiel
entsprechen, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
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In
der Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine gemäß diesem zweiten
Hintergrundausführungsbeispiel
wird die Ständerwicklung 12,
die in dem Schlitz 11 des Ständerkerns 10 installiert
ist, durch die elastische Platte 13 und den Keil 14 abgestützt, wie
deutlich in 6 gezeigt. Die elastische Platte 13 ist
mit einer oder mit mehreren Ausnehmungen 15 an einem mittleren
Bereich gebildet, der in seinem Querschnittsbereich eine Trapezform
aufweist, und flache Flansche 16a, 16b sind an
beiden Seiten davon bereitgestellt. Wie in 5 gezeigt,
wird die elastische Platte 13 mit einer schrägen Seite 17 geformt
und verarbeitet, die einen Neigungswinkel von nicht weniger als
0° und nicht
mehr als 10° bezüglich der
Axialebene aufweist.
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Darüber hinaus,
wie in 5 gezeigt, ist der Keil 14 mit einem
Neigungswinkel von nicht weniger als 0° und nicht mehr als 10° zu der Axialrichtung
geformt und verarbeitet, um zu der schrägen Seite 17 der elastischen
Platte 13 zu passen.
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In
diesem Hintergrundausführungsbeispiel ist
folglich die elastische Platte 13 geformt und verarbeitet,
um mit einer oder mit mehreren trapezförmigen Ausnehmungen 15 an
ihrem Zentralbereich bereitgestellt zu sein, und die flachen Flansche 16a, 16b sind
an beiden Seiten davon gebildet, mit einer schrägen Seite 17, die
einen Neigungswinkel von nicht weniger als 0° und nicht mehr als 10° bezüglich der
Axialebene aufweist. Andererseits hat der Keil 14 einen
Neigungswinkel von nicht weniger als 0° und nicht mehr als 10° in Axialrichtung,
um zu der Form der elastischen Platte 13 zu passen. Entsprechend kann
die Anzahl an Strukturkomponenten reduziert werden, und darüber hinaus
kann gemäß der Zunahme
der Zusammenpresskraft bezüglich
der externen Kraft von außen
zum Zeitpunkt des Formens der Ausnehmung 15 der elastischen
Platte 13 der Zusammenbauvorgang vereinfacht und die Zeit,
die für das
Zusammenbauen erforderlich ist, verkürzt werden.
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Obwohl
in dem beschriebenen Hintergrundausführungsbeispiel die trapezförmige Ausnehmung 15 an
dem zentralen Bereich des Querschnitts der elastischen Platte 13 gebildet
ist, und die flachen Flansche 16a und 16b an beiden
Seiten davon bereit gestellt sind, ist dieses Beispiel nicht einschränkend. Beispielsweise,
wie in 7 gezeigt, kann sie als ein Zylinder 18 vom
Spalttyp geformt und verarbeitet werden, mit einer schrägen Oberfläche, die
einen Neigungswinkel in dem Bereich von 0° bis 10° in axialer Richtung aufweist,
wie in 10 gezeigt.
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Die 9 bis 12 zeigen
Ansichten, die das oben genannte dritte Hintergrundausführungsbeispiel
einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine darstellen, wobei gleiche Bezugszeichen
die Bereiche oder Komponenten identifizieren, die denen gemäß dem ersten Hintergrundausführungsbeispiel
entsprechen, und Details davon werden weggelassen.
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In
einer Ständerwicklungsstützvorrichtung für eine elektrisch
drehende Maschine gemäß diesem
dritten Hintergrundausführungsbeispiel,
wenn die Ständerwicklung 12,
die in dem Schlitz 11 des Ständerkerns 10 installiert
ist, durch Einfügen
der elastischen Platte 13 und des Keils 14 abgestützt wird,
wie in 11 gezeigt, wird die elastische
Platte 13 mit einer oder mit mehreren trapezförmigen Ausnehmungen 15 am
zentralen Bereich ihres Querschnitts gebildet, und flache Flansche 16a, 16b werden
an beiden Seiten davon bereit gestellt. Wie in 12 gezeigt,
wird die elastische Platte 13 mit einer schrägen Seite 17 geformt,
die einen Neigungswinkel von nicht weniger als 0° und nicht mehr als 10° bezüglich der
axialen Ebene aufweist. Darüber
hinaus sind klinkenähnliche
Zähne 19a auf
den Flanschen 16a, 16b gebildet.
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Wie
in 10 gezeigt wird der Keil 14 geformt,
um einen Neigungswinkel von nicht weniger als 0° und nicht mehr als 10° in axialer
Richtung bereitzustellen, um zu der schrägen Seite 17 der elastischen
Platte 13 zu passen, und ist mit den klinkenähnlichen
Zähnen 19b gebildet,
um zu den Flanschen 16a, 16b der elastischen Platte 13 zu
passen.
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Gemäß dem Vorangegangenen
wird in dem vorliegenden Hintergrundausführungsbeispiel die elastische
Platte 13 mit einer oder mit mehreren trapezförmigen Ausnehmungen 15 im
Querschnitt bereitgestellt, und die Zähne 19a sind in den
flachen Flanschen 16a, 16b auf beiden Seiten davon
bereitgestellt. Andererseits hat der Keil 14 einen Neigungswinkel
von nicht weniger als 0° und
nicht mehr als 10° in
Richtung Axialebene, um zu der Form der elastischen Platte 13 zu
passen, und ist ausgestattet mit den Zähnen 19a. Entsprechend
kann die Anzahl der Strukturkomponenten reduziert werden, und als
Ergebnis kann der Zusammenbauvorgang vereinfacht werden, während eine
Separation der elastischen Platte 13 von dem Keil 14 aufgrund
des Eingriffs der Zähne 19a der
elastischen Platte 13 in die Zähne 19b des Keils 14 verhindert
werden. Folglich kann die Zeit für
den Zusammenbauvorgang verkürzt
werden.
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13 zeigt
ein Diagramm, das das oben genannte vierte Hintergrundausführungsbeispiel
einer Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine verdeutlicht, wobei gleiche Bezugszeichen
die Bereich oder Komponenten kennzeichnen, die denen gemäß dem ersten
Hintergrundausführungsbeispiel
entsprechen, und Details davon werden weggelassen.
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In
der Ständerwicklungsstützvorrichtung
für eine
elektrisch drehende Maschine gemäß diesem vierten
Hintergrundausführungsbeispiel
wird die Ständerwicklung 12,
die in dem Schlitz 11 des Ständerkerns 10 installiert
ist, durch die elastische Platte 13 und den Keil 14 gestützt, und
die elastische Platte 13 wird mit trapezförmigen Ausnehmungen 15 in
ihrer Querschnittsebene gebildet. Der Keil 14 wird durch
Verwendung von polygonalen Formen, die eine große Anzahl an Seiten haben,
beispielsweise Hexagonalformen auf den Seiten 20a und 20b der Ausnehmung 15 angebracht.
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In
diesem vierten Hintergrundausführungsbeispiel
hat folglich die elastische Platte 13 in der elastischen
Platte 13 und der Keil 14, die die Ständerwicklung 12 abstützen, einen
Querschnitt, der als trapezförmige
Ausnehmung 15 gebildet ist, und der Keil 14 wird
angebracht, indem die Seite der polygonalen Form der Ausnehmung 15 verwendet
wird, wodurch die Anzahl an Strukturkomponenten reduziert wird. Folglich
können
der Zusammenbauvorgang vereinfacht und die Zeit, die für das Zusammenbauen
erforderlich ist, verkürzt
werden, im Vergleich zu der herkömmlichen
Technologie.
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Obwohl
in diesem vierten Hintergrundausführungsbeispiel der polygonale
Keil 14, der eine große
Anzahl an Seiten aufweist, an der elastischen Platte 13 angebracht
wird, die mit der trapez förmigen Ausnehmung 15 bereitgestellt
ist, ist die vorliegende Erfindung eine Modifikation eines derartigen
Beispiels, wie in 14 gezeigt, wobei die elastische Platte 13,
die die Ausnehmung 15 aufweist, geformt ist, um vergleichsweise
klein in der Größe zu sein, und
an die Seiten 20a, 20b der elastischen Platte 13 mit
den Rillen 21a, 21b, die in dem polygonalen Keil 14 gebildet
sind, anzugreifen. Alternativ, wie in 15 gezeigt,
kann beispielsweise der Keil 14 in die Ständerwicklung 12 eingeführt werden
und durch Ausübung
einer Kraft auf die Ständerwicklung 12 von der
elastischen Platte 13, die mit der trapezförmigen Ausnehmung 15 an
dem zentralen Bereich ihres Querschnitts gebildet ist, abgestützt werden,
mit den Flanschen 16a, 16b, die auf beiden Seiten
davon bereit gestellt sind, um an die Rillen 22a, 22b des
Ständerkerns 10 anzugreifen.
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Das
modifizierte Beispiel gemäß 15 bildet
jedoch keinen Teil der vorliegenden Erfindung.
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Alle
Beispiele sind dahingehend vorteilhaft, dass die Anzahl der Strukturkomponenten
reduziert wird, und folglich der Zusammenbauvorgang erleichtert
wird, und der räumliche
Abstand in der vertikalen Richtung der Ständerwicklung 12 und
des Schlitzes 11 reduziert wird, wodurch es möglich wird
das Leiterinstallationsbereichsverhältnis der Ständerwicklung 12 zu
erhöhen.
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Ferner,
soll erwähnt
werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das erfinderische
Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist, und dass andere Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich
der beigefügten Ansprüche zu verlassen.