DE620086C - Isolierhuelse fuer halbgeschlossene Nuten elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

Man hat schon vorgeschlagen, für die halbgeschlossenen Nuten von elektrischen Maschinen geschlossene, nach dem Nutengrund zu verstärkte Isolierhülsen zu verwenden. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß das Einbringen der Wicklung in die Nut nur dadurch möglich ist, daß die Leiter einzeln nacheinander seitlich in die Nut eingeführt werden. Dieser Übelstand

ίο wird vermieden, wenn die Isolierhülse aus zwei U-förmigen, mit entgegengesetzt gerichteten Schenkeln ineinanderzufügenden Isolierstoffstücken gebildet wird, da dann die Leiter durch die Öffnung des einen zuerst für sich allein in den Nutenboden eingesetzten U-Stückes in die Nut eingelegt werden können, während das andere U-Stück nach dem Einbringen der Leiter in die Nut von der Seite her eingeschoben werden kann.

Es sind bereits Ausführungsformen derartiger Isolierhülsen mit zwei auf ihre ganze Schenkellänge gegensinnig ineinandergesteckten LJ-Stücken bekannt, bei denen das äußere und das innere Unförmige Isolierstoffstück eine gleichförmige Dicke auf ihrer ganzen Länge aufweisen. Hierbei wird, da die Dicke eines jeden U~Stückes an seinem Mittelteil mindestens gleich der durch die Betriebsspannung der Maschine geforderten Isolierstoffdicke sein muß, die Dicke der Schenkel der U-Stücke längs der Seitenflächen der Nut wenigstens das Doppelte der wirklich notwendigen Dicke betragen. Dies führt zu einer schlechten Ausnutzung des Nutenquer schnittes und zu einer schlechten Ableitung der in "den Leiter entwickelten Jouleschen Wärme über die mehr als notwendig dicken Seitenwände der Isolierhülse.

Diese unnötige Verdoppelung der Seitenwände von aus zwei ineinandergefügten U-Stücken bestehenden Isolierstoffhülsen hat man schon dadurch zu vermeiden versucht, daß man die Schenkel der U-Stücke mit nach den freien Enden zugespitztem Querschnitt ausgeführt hat. Hierbei tritt aber der Übelstand auf, daß die dünnen Enden dieser Schenkel bei der Einbringung der Leiter in die Nut leicht beschädigt und abgebrochen werden. Praktisch muß man daher diese dünnen Schaukelenden von vornherein wegschneiden und infolgedessen die-Isolierdicke entsprechend verstärken. Diese Isolierdickenverstärkung beträgt mindestens 25 °/₀ mehr als die nach der Maschinenspannung berechnete Isolierdicke, und daher tritt auch bei dieser Zuspitzung des Schenkelquerschnittes

der U-Stücke der Isolierhülse eine Verschlechterung der Ausnutzung des Nutenquerschnittes und der über die Isolierhülsenwandung erfolgenden Wärmeübertragung auf. Außerdem ergeben die in Berührung befindlichen, um. ihre spitzen Enden verkürzten Schenkel der beiden U-förmigen Isolierstücke einen kurzen Kriechweg, der sich unter der Wirkung der radialen Trennung der U-Stücke zu erweitern sucht, die beim Betrieb der Maschine durch die Aus dehnungsWirkungen der Nutenleiter und die elektrischen Anziehungskräfte der Leiter von Ständer und Läufer hervorgerufen wird. Ferner entsteht durch das Abschneiden der Schenkelspitzen des äußeren U-Stückes zwischen Nutenwand und Isolierhülse ein freier Raum mit einem zur Zerstörung des Isolierstoffes durch Luftozonisierung führenden Lufteinschluß. Erfindungsgemäß werden alle diese Nachteile der bisherigen Ausführungsformen von Isolierhülsen mit zwei U-förmigen, mit entgegengesetzt gerichteten Schenkeln auf ihrer ganzen Schenkellänge ineinandergefügten Iso^a5 lierstoffstücken dadurch vermieden, daß die Schenkel des inneren U-förmigen Isolierstückes gleiche Dicke auf ihrer ganzen Länge besitzen und das äußere U-förmige Isolierstück mit seinem Mittelteil dem Nutenboden anliegt und an diesem Mittelteil eine Isolierdickeverstärkung aufweist, so daß die G&- samtdicke der zwei U-Stücke praktisch gleich der durch die Maschinenspannung geforderten Isolierdicke ist.

Durch diese Vereinigung an sich bekannter Einzelheiten wird eine Isolierhülse für halbgeschlossene Nuten elektrischer Maschinen erhalten, die insbesondere für Hochspannuhgsmaschinen mit Vorteil verwendbar ist. Infolge der gleichbleibenden Dicke der U-Stückschenkel sind keine der Gefahr des Abbrechens ausgesetzten und daher abzuschneidenden Schenkelspitzen vorhanden. Eine unnötige, nicht durch die Maschinenspannung bedingte übermäßige Isolierdicke weist der Hülsenquerschnitt an keiner Stelle auf. Ein etwa auftretendes radiales gegenseitiges Verschieben der U-Stücke kann keine Erweiterung der Trennfuge zwischen den U-Stückenschenkein zur Folge haben, weil diese Fuge nicht schräg verläuft. Da das äußere U-Stück mit seinem Mittelteil am Nutenboden angeordnet und mit seiner öffnung nach dem Nutenschlitz hin gerichtet ist, ergibt sich nicht nur ein einfaches Einbringen der Wicklung in die halbgeschlossene Nut, sondern auch ein leichtes und bequemes Einführen des inneren U-Stückes, das zwischen den Leiterabschnitten und den Schenkeln des äußeren ^fi° U-Stückes und somit zwischen glatten Flächen eingeschoben werden kann und außerdem infolge ihrer über die ganze Schenkellänge gleichen Dicke kräftig gebaut und daher 'für seitliches Einschieben in die Nut genügend widerstandsfähig ist. Die Verlegung des Mittelteiles des äußeren U-Stückes am Nutenboden gestattet ferner, die an dieser Stelle erforderliche zusätzliche Verdickung der Isolierhülse an dem hierfür günstigsten Teil der beiden U-Stücke vorzusehen.

Wenn die freien Schenkelenden des äußeren U-Stückes in bekannter Weise nach innen gebogen werden, kann zwischen ihnen ein Spalt von einer dem Nutenschlitz gleichen Breite frei gelassen werden. Dadurch bleibt das leichte Einführen der Leiter durch den Nutenschlitz in das in die Nut eingeschobene äußere U-förmige Isolierstück gewahrt, ohne daß hierfür ein vorheriges Hochklappen der Schenkelenden dieses U-Stückes erforderlich ist. Ein solches Hochbiegen der Schenkelenden des äußeren U-förmigen Isolierstückes ist ziemlich umständlich und erfordert die Anwendung besonderer Spreizteile zum Auseinanderhalten der Schenkelenden des U-Stückes beim Einführen der Leiter in die Nut. Außerdem zerstört es auch die Isolierung an den Klappkanten und beeinträchtigt daher die Wirksamkeit der Isolierhülse.

Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung. Fig. ι zeigt eine Ständernut vor und eine Ständernut bei dem Einbringen der Wicklungsabschnitte und der Isolierhülse und Fig. 2 eine Ständernut nach dem Einsetzen von Wicklung und Isolierhütte. Fig. 3 und 4 geben die in die Nuten einzuführenden Teile der Isolierhülse für sich allein wieder.

Wie Fig. ι und 2 zeigen, sind die Leiter einer und derselben Nut in der Art von Wicklungsabschnitten oder Wicklungsteilen 6 zusammengefaßt, deren Dicke etwas kleiner als die Breite des Nutenspaltes ist. Die Isolierhülse, die zwischen den Leitern und der Ständermasse einzufügen ist, besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus zwei U-förmigen Stücken 2 und 3, die auf der ganzen Nutzhöhe der Nut ineinandergreifen. Das äußere U-förmige Isolierstück 2 ist an seinem Mittelteil 2^a in der Dicke gegenüber den Schenkeln verstärkt, no die eine von der Dicke des Mittelteiles nach den freien Enden hin abnehmende Dicke und schwach geneigte Außenflächen aufweisen. Die Nut 2* ist dementsprechend als ein am Boden verbreitertes Trapez ausgebildet. Das -Vorhandensein dieser Nutenverbreiterung verändert praktisch nicht die elektrischen Eigenschaften der Maschine, da die Zähne am Nutenboden eine erhebliche Breite aufweisen. Die Dickeverstärkung des Mittelteiles 2" und der anschließenden Schenkelteile des U-förmigen Stückes 2 gibt die Möglichkeit, die

Dicke der Isolierung am Nuteriboden und an den Schenkeln des U-Stückes 2 leicht auf einen für die Widerstandsfähigkeit gegen die hohe Nutzspannung der Maschine genügenden Wert zu bringen.

Die freien Schenkelenden 2^d des U-förmigen Isolierstückes 2 sind nach innen umgebogen, so daß sich auch an dem Mittelteil des inneren U-Stückes 3 eine hinreichende Dicke der Isolierung ergibt. Die Dicken der U-Stücke 2 und 3 werden so bestimmt, daß die ineinandergefügten Isolierstücke 2, 3 eine der Nutzspannung der Maschine entsprechende Gesamtdicke aufweisen. Die Dicke des inneren U-Stückes 3 allein wird derart gewählt, daß seine mechanische Festigkeit seine Einzwängung zwischen die Wicklung 6 und das äußere U-Stück 3 unter Druck aushält.
Die umgebogenen freien Schenkelenden 2^d des äußeren U-Stückes 2 lassen zwischen sich einen genügenden Spalt für die Einführung der Wicklungsabschnitte 6 frei, wie Fig. 1 erkennen läßt. Dieser Spalt wird nach Einbringen der Wicklungsteile 6 durch eine Zunge oder Platte 2^f aus Isolierstoff (vgl. Fig. 2) geschlossen, worauf eine weitere Isolierstoffplatte 5 und zuletzt der Abschlußkeil 4 aufgelegt werden. Die Isolierstücke 2, 2°, 3, 2^f können beispielsweise aus übereinander geschichteten und miteinander verklebten Folien von Papier und Glimmer bestehen, während die Platte 5 aus Kunstharz oder einem ähnlichen Stoff gebildet sein kann.

Fig. 3 zeigt die aus den beiden U-förmigen Stücken 2, 3 zusammengesetzte Isolierhülse für sich allein ohne Wicklung. Fig. 4 läßt eine einfache Art der Herstellung des äußeren U-förmigen Isolierstückes mit verstärktem Mittelteil erkennen. Gemäß Fig. 4 wird zunächst ein auf seiner ganzen Länge gleich, dickes U-Stück erzeugt, daß man dann auf einen Haltedorn steckt, um es nach den Flächen AA', BB', CC abzufräsen und ihm so die zur genauen Ausfüllung der trapezförmigen Nut erforderliche Form zu geben.

Das Einbringen der verschiedenen Isolier- und Wicklungsteile vollzieht sich in der Weise, daß man zuerst das äußere U-förmige Isolierstück 2 unter leichtem Zusammen-

go drücken an seinen freien Enden in die Nut einschiebt, wobei es infolge seiner Elastizität selbsttätig die in Fig. 1 und 3 dargestellte Lage in der Nut einnehmen wird. Hierauf führt man durch den Nutenspalt die einzelnen zusammengehörigen Wicklungsabschnitte 6 nacheinander ein, welche außerhalb der Maschine auf mechanischem Wege fertiggestellt worden sind und von denen jeder regelmäßige Abmessungen und glatte Außenflächen aufweist. Nach dem Einbringen der verschiedenen Wicklungsabschnitte 6 treibt man nunmehr zwischen diese und das äußere U-Stück 2 das innere U-Stück 3 ein. Auf diese Weise erzielt man, da sämtliche Teile 2, 3, 6 infolge der vorherigen Herstellung genau bemessen sind, eine wirksame gegenseitige Pressung dieser Teile in der Nut auf deren ganzer Breite. Schließlich schiebt man noch die Isolierplatfen 2^f und 5 und den Abschlußkeil 4 ein. Den Keil 4 dient dazu, in der Höhenrichtung der Nut einen Druck auf die in die Nut eingesetzten Isolier- und Wicklungsteile auszuüben.

Geeignet gewählte Flächen der Isolierstoffteile und gegebenenfalls auch der Wicklungsabschnitte sind vor dem Einbringen in die Nut mit einem bei niederer Temperatur trocknenden Lack, z. B. mit einem fetten oder synthetischen Lack, einer Isoliermasse, Schellack oder einem ähnlichen Stoff, überzogen worden. Nach dem Einbau in die Nut bringt man die Gesamtheit von Isolier- und Wicklungsteilen auf eine Temperatur von der Größenordnung von iio° C oder mehr, welche das Erweichen des Lacküberzuges tind das Austreiben des in diesem nach der Trocknung bei niederer Temperatur noch eingeschlossen bleibenden Lösemittels bewirkt. Gleichzeitig wird infolge der Wärmeausdehnung der einander berührenden Teile die etwa in den Zwischenfugen beim Einbau in die Nut eingeschlossene Luft zum Entweichen gebracht, und der Lack ruft die gegenseitige Verleimung der in- und aneinanderliegenden Teile an den Berührungsflächen hervor. Bei der Abkühlung entsteht dann aus diesen Teilen eine in sich geschlossene, zusammenhängende Masse praktisch ohne jeden Lufteinschluß, was für die Erzielung einer wirksamen Isolierung gegen Hochspannung außer- too ordentlich günstig ist. Die Erhitzung auf no⁰ C- oder mehr kann in einer Trockenoder Heizkammer und unter Vakuum oder mit Hilfe von Joulescher Wärme, insbesondere durch Kurzschließung oder Gleichstromspeisung der Leiter, erfolgen. ■

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Isolierhülse für halbgeschlossene Nuten elektrischer Maschinen, insbesondere Hochspannungsmaschinen, bestehend aus zwei U-förmigen, mit entgegengesetzt gerichteten Schenkeln auf ihrer ganzen Schenkellänge ineinandergefügten Isolierstoffstücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel des inneren U-förmigen Isolierstückes (3) gleiche Dicke auf ihrer ganzen Länge besitzen und das äußere U-förmige Isolierstück (2) mit seinem Mittelteil dem Nutenboden anliegt und an diesem Mittelteil eine Isolierdickeverstär-

   kung (2^α) aufweist, so daß die" Gesamtdicke der zwei U-Stücke (2, 3) praktisch gleich der durch die Maschinenspannung geforderten Isolierdicke ist.
2. 2. Isolierhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter

   Weise' nach innen umgebogenen freien Schenkelenden (2^d) des äußeren U-förmigen Isolierstückes (2) zwischen sich einen Spalt von einer dem Nutenschlitz gleichen Breite für die Einführung der Leiter (6) frei lassen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.