DE7522857U

DE7522857U - Federelement

Info

Publication number: DE7522857U
Application number: DE19757522857
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-07-04
Filing date: 1975-07-18
Publication date: 1977-04-21
Also published as: CH596471A5; DE2532113A1

Description

102/75 Ri/ho

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Federelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federelement, insbesondere zur elastischen Fixierung elektrischer Leiter in den Nuten elektrischer Maschinen, das einen sich im wesentlichen in Nutenlängsrichtung erstreckenden elastischen Streifen umfasst.

Ober- und Unterstab der StSnderwicklung grosser elektrischer Maschinen liegen gemeinsam in einer Nut. Sie sind durch eine Stabzwischenlage'voneinander getrennt und>mit einem Nutverschlusskeil in der Nut festgelegt. Eine solche Anordnung ist z.B. in "Die Isolierung grosser elektrischer Maschinen" von H. Meyer, Springer Verlag, Berlin, 1962, Seite 82, beschrieben,

Bei thermischer Beanspruchung kann jedoch der ursprünglich

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feste Sitz der Stäbe in ihren Nuten durch Setz- und Schwinderscheinungen im Laufe der Zeit mehr oder· minder verloren gehen, und bei grösseren Stromkräften würde ein Spiel der Stäbe in ihren Nuten innerhalb kurzer Zeit zur Zerrüttung des Stabverbandes und der Isolation führen.

Es ist bekannt, diese unerwünschten Erscheinungen durch den Einbau von Federelementen zu vermeiden, so dass auch nach längerer Betriebszeit noch eine_rVorspannung, d.h. Pressung zwischen Nutengrund und Stab erhalten bleibt. Ausführungen dieser Art sind aus der DT-OS 2 123 520 bekannt. Das in dieser Patentschrift beschriebene Federelement besteht aus einer in Nutenlängsrichtung gewellten Feder, die zwischen Nutverschlusskeil und Oberstab angeordnet ist. Das bevorzugte Material für Federelemente dieser Art ist glasfaserverstärkter Kunststoff. Der Nachteil liegt darin, dass die Wellfeder, bei Druckbelastung in Richtung der Glasgewebeschicht beansprucht wird. Das Federelemont wird durch diese Belastung in der Richtung, in der es gewellt ist, gestreckt. Diese kombinierte StauclWBiegebeanspruchung kann zur Ermüdung des Laminates führen. Besonders bei Betrieb der Maschine ist aufgrund der erhöhten Temperatur mit einem starken Nachlassen der Federkraft des Laminates zu rechnen.

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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Federelement der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das die Nachteile des Bekannten nicht aufw.eist und bei dem die Federkraft nicht .nachlässt. - '

Diese Aufgabe wird bei einem Federelement der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Streifen abwechslungsweise auf beiden Seiten mit Stegen versehen ist und die freien Enden der Stege mit Flächen gleicher Länge des genannten Streifens in Wechselwirkung stehen.

Vorzugsweise besteht der Streifen aus einem Schichtpressstoff aus nicht metallischen Fasern und einem härtbaren Kunstharz. Dieses Material zeichnet sich durch günstiges thermisches Verhalten, sowie durch Alterungsbeständigkeit und Warmfestigkeit aus.

Durch Verwendung eines Schichtpressstoffes aus einem Glasgewebe und einem härtbaren Kunstharz wird eine grosse mechanische Festigkeit und ein hoher Elastizitäts-Modul des Federelementes erreicht. Die Verwendung einas im Strangziehverfahren hergestellten Materials hat die Vorteile,.dass der Streifen über die gesamte Länge kontinuierlich hergestellt werden kann, und dass alle Fasern in der Richtung, in der das Material mechanisch beansprucht wird, verlaufen. Dadurch ergibt sich ein

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sehr hoher Elastizitäts-Modul und Dauerstandfestigkeit des Federelementes. Darüber hinaus zeichnet sich ein im Strangziehverfahren hergestelltes Material aus Glasfaserrovings unci warmfestem Epoxydharz durch hohe Wirtschaftlichkeit aus.

Da die freien Enden der Stege nicht in allen Fällen mit geeigneten Auflageflächen zusammenwirken, z.B. gegen einen Leiterstab in der Nut einer elektrischen Maschine, wird das Federelement mit Auflagestreifen gleicher Breite und Länge des Federelementes versehen. Bei der Anwendung in elektrischen Maschinen bietet sich aus Gründen der Raumersparnis als Auflagefläche der Stege der Nutverschlusskeil und auf der· anderen Seite ein Auflagestreifen an.

Die einfachste und preiswerteste Art der Verbindung zwischen dem Streifen und den Stegen oder den Auflageflächen und den Stegen ist das Verkleben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiel.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Nut einer elektrischen Maschine, in der ein Federelement gemäss der Erfindung angeordnet ist. In der Nut eines. Blechpaketes 1 liegt auf dem Nutengrund ein Unterstab 2 einer Wicklung, darüber

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befindet sich, durch eine Stabzwischenlage 3 vom Unterstab 2 distanziert, ein Oberstab iJ. In der Nutöffnung befindet sich ein Nutverschlusskeil 5. Zwischen dem Nutverschlusskeil 5 und dem Oberstab ¹J, ist ein Pederelement, bestehend aus einem Streifen 6 und Stegen 7, sowie ein Auflagestreifen 8 zwischen Federelement und Oberstab 4 angeordnet.

Auf beiden Seiten des geraden Streifens 6 sind abwechslungsweise querlaufende Stege 7 aufgeklebt. Die.Stege 7 auf der einen Seite sind genau in der Mitte eines -Abstandes L der Stege 7 der anderen Seite angeordnet. Der Abstand L ist zwischen allen Stegen 7 gleich. Die freien Enden der Stege 7 stehen mit einem Auflagestreifen 8 gleicher Breite und Länge des Streifens 6 sowie dem Nutverschlusskeil 5 in Wechselwirkung.

Wird auf das Federelement senkrecht zu seiner Längsachse ein Druck ausgeübt, so deformiert sich der'Streifen 6, und zwar in Form einer Wellenlinie. Dadurch entstehen im Streifen 6 vorwiegend Zug- und Biegespannungen. Diese sind die günstig-

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sten Belastungsarten fUr\faserverstärkten Kunststoff. Bei Verschwinden der Druckkraft nimmt der Streifen 6 wieder seine ursprüngliche, gerade Lage ein.

Durch den Einbau des Federelementes in die Nut entsteht eine Pressung des Federelementes und der V/icklungsstäbe 2, ^ zwischen

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dem Nutverschlusskeil 5 und dem Nutengrund. Demzufolge wird der Streifen 6 gleichmässig; wellenförmig deformi-ert. Der Oberstab ¹I übt auf den Auflagestreifen 8 eine über die gesamte Fläche verteilte, aber nicht an allen Stellen gleichmassige Druckkraft aus. Der'Auflagestreifen 8 wird dadurch jedoch nicht deformiert, die Federwirkung geht alieine \rom Streifen 6 aus. In dem Nutverschlusskeil 5 und in dem Auflagestreifen. 8 .entstehen Druck-/Stauchspannungen, die sich je-

doch nicht nachteilig auf die Eigenschaften des Federelements auswirken.

Die Federkonstante des Federelementes ist abhängig von dem Material und der Dicke des Streifens 6, sowie vom Abstand L zwischen den Stegen 7. Der maximale Federweg ist gleich der Dicke der Stege 7. Wird die Druckkraft über den Wert, bei dem der maximale Federweg ausgenutzt ist,₄hinaus erhöht, so kann trotzdem eine Zerstörung oder Beschädigung des Federelementes nicht die Folge sein, da der Streifen 6 nicht weiter durchgebogen wird.

Umfangreiche Versuche ergaben, dass der Federweg praktisch linear mit der einwirkenden Druckkraft ansteigt. Die Werte des Federweges und der Druckkraft lassen sich mit Hilfe folgender, durch, die Versuchsergebnisse bestätigten Formeln ermitteln:

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• ι

• I

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P = nLli

f =

η . 8 · E · b . β⁵ Dabei bedeuten: .

P = Druckkraft

η = Anzahl der Stege auf einer Seite E = Biege-Elastizitäts-Modul des Mittelstreifens b = Breite des Mittelstreifens s = Dicke des Mittelstreifens f = Federweg
'L = Abstand zwischen den Stegen

Entsprechend der gewünschten Federkonstanten und räumlichen Masse kann das Federelement für jeden Anwendungszweck optimal dimensioniert werden. Ausführungen in beliebiger Breite und Länge sind möglich.

Die vorliegende Erfindung weist als entscheidenden Vorteil auf, dass das Federelement weder durch starke Druckbelastung, noch durch erhöhte Temperatureinwirkung keinerlei Ermüdungserscheinungen bzw. Nachlassen der Federkraft zeigt, sofern das verwendete Bindemittel, z.B. Epoxidharz, eine geeignet hohe Warmfestigkeit aufweist.

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Der Einbau in die Nut einer elektrischen Maschine durch ein Federelement gemäss einer Weiterbildung der Erfindung, bei dem die Auflagestreifen befestigt sind, wird erleichtert, da beide Seiten des Federelement.es plan sind.

Claims

BBC Baden .''""!1I I ί · :' :' 102/75 ψ ι ■ t ι Schutzansprüche

1. Federelement, insbesondere zur elastischen Fixierung elektrischer Leiter in den Nuten elektrischer Maschinen, das einen sich im wesentlichen in Nutenlängsrichtung erstreckenden elastischen Streifen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifen (6) abwechslungsweise auf beiden Seiten mit Stegen (7) versehen ist und die freien Enden der Stege (7) mit Flächen gleicher Länge des genannten Streifens (6) in Wechselwirkung stehen.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifen (6) aus einem Schichtpressstoff aus nichtmetallischen Fasern und einem härtbaren Kunstharz besteht.

3. Federelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtpressstoff aus einem Glasgewebe und einem härtbaren Kunstharz besteht.

4. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifen (6) aus einem im Strangziehverfahren hergestellten Material besteht.

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5. Federelement nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, dass das Material aus Glasfaserrovings und warmfestem Epoxidharz besteht.

6. Pederelement nach Anspruch 1, dadur^· ι gekennzeichnet, dass die Stege (7) mit dem Streifen (6) verklebt sind.

7» Pederelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (7) mit zwei Auflagestreifen (8) in Verbindung stehen.

8. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Stege (7) mit einem Auflagestreifen und dem Nut· verschlusskei] (5) in Verbindung stehen.

9. Federelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (7) mit den Auflagestreifen (8) bzw. dem Nutverschlusskeil (5) verklebt sind.

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

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