DE7622003U1 - Abstuetzelement - Google Patents

Description

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

Abstützelement

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abstützelement, insbesondere zur Abstützung grosser Elektromagnetspalen.

Grosse Elektromagnetspulen zur Erzeugung hoher Magnetfelder werden mit Strömen bis über 50 000 A betrieben. Die dabei auftretenden hohen Kräfte müssen kraftschlüssig auf die Tragkörper übertragen werden. Damit unzulässige Flächenpressungen vermieden werden können, müssen die Anlageflächen mit enger Toleranz aufeinanderliegen. Im Artikel von A. Schleich "Bobines supraconductrices pour la chambre ä §tincelle3 Omega' du CERN", Revue Brown Boveri, Nr. 2/3, 1972, ist eine Abstützung einer grossen Elektromagnetspule dargestellt. Die Abstützelemente bestehen im wesentlichen aus Tellerfedern. Diese Lösung bean-

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sprucht viel Raum. Eine andere AusfUhrungsform der Abstützele- f

t mente i?t in "CERN Proceedings", 9/jH, S.410 ff. enthalten. Die Toleranzen werden mit Kunststoffzwischenlagen ausgeglichen, die zwischen die Spule und den Tragkörper eingepasst werden. Der Anpassaufwand bei Montage ist bei dieser Lösung verhältnismässig gross. |

Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, ein Abstützelement, \

insbesondere zur Abstützung grosser Elektromagnetspulen, zu !

schaffen, das die Nachteile des Bekannten nicht aufweist, die I auftretenden hohen Kräfte auf einer möglichst grossen Fische | kraftschlüssig auf den Tragkörper überträgt und die Toleranzen zwischen den abzustützenden Flächen ausgleicht.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Abstützelement einen Hohlkörper enthält, der mit einem vorzugsweise im flüssigen Zustand eingebrachten und danach ausgehärteten Füllmittel gefüllt ist.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass dieses Abstützelement ohne Anpassarbeiten auch grössere Toleranzen und Oberflächenunebenheiten ausgleicht und die auftretenden Kräfte auf den Tragkörper kraftschlüssig überträgt. Als Füllmittel wird vorzugsweise ein flüssiges Medium gewählt, das unter äusserem Druck eingebracht wird und anschliessend aus-

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härtet, womit die gewünschte Form des Hohlkörpers in bezug auf die abzustützenden Flächen fixiert ist.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Hohlkörper in Form eines flachgepressten, an beiden Enden geschlossenen Schlauches ausgeführt. Diese Form des Hohlkörpers ist sowohl zur Abstützung der Spulen gegenüber dem Tragkörper als auch zur gegenseitigen Abstützung der einzelnen Teile der Spulen geeignet. Es ist zweckmässig, wenn der Hohlkörper mit wenigstens einem Ventil versehen ist. Dieses Ventil dient zum Füllen des Hohlkörpers mit einem Füllmittel. Verwendet man ein Füllmittel, das man aushärten kann, wird beispielsweise das Abstützelement über dieses Ventil unter äusserem Druck gehalten, wobei der Schwund des Füllmittels während des Aushärtens durch nachfliessendes Material ausgeglichen werden kann. Es ist selbstverständlich, dass auch mehrere Ventile verwendet werden können und einige von ihnen als Entlüftungsventile dienen können. Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Füllmittel aus einem mineralmehlgefüllten Epoxiharz. Dieses Material entspricht gut den Betriebsbedingungen der meisten grossen Elektromagneten (Druck, Temperatur, Bestrahlung, gepulste hohe Belastung usw.). Unter Umständen kann man auch eine Flüssigkeit, z.B. OeI oder Wasser,als Füllmittel verwenden. Die verwendete Flüssigkeit kann unter bestimmtem Druck

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gehalten und nachreguliert werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung besteht das Füllmittel aus einem Gas, z.B. aus Luft oder Stickstoff. Diese Lösung ist dann geeignet, wenn eine grosse Elastizität des Abstützelementes erreicht werden soll. Das Füllmittel kann ebenfalls aus einem pulverförmigen Material, z.B. aus Mineralpulver oder Metalloxidpulver, bestehen. Nach einer weiteren Ausgestaltung besteht das Füllmittel aus einem geschäumten Kunststoff» z.B. aus geschäumtem Polyurethan oder Polystyrol. Der mit einem Füllmittel gefüllte Hohlkörper kann zusätzlich mit einem elastischen Zwischenelement versehen werden. Dieses elastische Zwischenelement ist besonders dann zweckmässig, wenn die Spule und der Tragkörper bei unterschiedlichen Betriebszuständen auf unterschiedlichen Temperaturen liegen. Das elastische Zwischenelement überträgt die Magnetfeldkräfte und übernimmt die Dehnungsdifferenzen. Das elastische Zwischenelement kann man mit dem gefüllten Hohlkörper im gewünschten Mass vorspannen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine erste beispielsweise Ausführungsform der Erfindung mit mehreren aus gefüllten Hohlkörpern bestehenden Acstützelementen und

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Pig. 2 eine zweite beispielsweise Ausführungsform der Erfindung mit einem gefüllten Hohlkörper, der mit einem elastischen Element versehen ist.

Gemäss Fig. 1 sind Spulen durch die Zahl 1 gekennzeichnet, Leiter durch die Zahl 2, Kühlkanäle durch die Zahl 3, Isolationen durch die Zahl 4 und ein Tragkörper durch die Zahl 5. Abstützelemente sind mit der Bezugsziffer 6 benannt, Hohlkörper der Abstützelemente 6 mit der Bezugsziffer 7 und ein Füllmittel in den Hohlkörpern 7 mit der Bezugsziffer 8. Die Bezugszahlen von Fig. 1 gelten für gleiche Teile auch in Fig. Eine Isolierschicht in Fig. 2 ist mit 9 bezeichnet und ein elastisches Zwischenelement ist mit der Bezugsziffer 10 benannt .

Das in Fig. 1 dargestellte Beispiel zeigt die Spulen 1, die aus den Leitern 2 bestehen. Die Leiter 2 enthalten die Kühlkanäle 3 und die Spulen 1 sind mit der Isolation 4 versehen. Zwischen den Spulen 1 und dem Tragkörper 5 sind die Abstützelemente 6 angeordnet, die aus den mit dem Füllmittel 3 gefüllten Hohlkörpern 7 bestehen. Aus dem dargestellten Schnitt ist die Anpassung der Hohlkörper 7 den abzustützenden Flächen der Spulen 1 und des Tragkörpers 5 gut sichtbar. Weitere Abstützelemente 6', die durch die Hohlkörper 7' gebildet sind, stützen einzelne Spulen 1 gegenseitig ab. Die Kohlkörper 7

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bestehen aus Stahl, die Hohlkörper 7' aus einem faserverstärkten Elastomer und als Füllmittel 8 wurde quarzmehlgefülltes Epoxiharz verwendet.

Das zweite Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 zeigt die Spule 1, welche aus den Leitern 2 besteht, die die Kühlkanäle 3 enthalten. Sie ist mit der Isolation 4 versehen und in Richtung der auftretenden Kräfte auf den Tragkörper 5 über das elastische Zwischenelement 10 und den gefüllten Hohlkörper 7 abgestützt. Seitlich ist die Oberfläche des Tragkörpers 5 mit der Isolierschicht 9 versehen. Der Hohlkörper 7 in diesen Beispiel besteht aus einem glasfaserverstärkten Polyurethanschlauch und ist mit quarzmehlgefülltem Epoxiharz gefüllt. Das elastische Zwischenelement 10 besteht aus Gummi.

Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. So kann der Hohlkörper 7 auch aus anderen Materialien bestehen, z.B. aus einem nichtmagnetischen Metall, z.B. Stahl- oder Kupferlegierung, oder aus einem Kunststoff mit ausreichender mechanischer Festigkeit, z.B. Polyamid oder Polyester, und als Füllmittel 8 kann an Stelle von quarzmehlgefülltem Epoxiharz auch ein mit einem anderen Mineral gefülltes Epoxiharz, eine Flüssigkeit, z.B. OeI oder Wasser, ein Gas, z.B. Luft oder Stickstoff, ein pul-

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verförmiges Material, z.B. Mineralpulver oder Metalloxidpulver, ein geschäumter Kunststoff, z.B. ein geschäumtes Polyurethan oder Polystyrol, und ein Material, das man in flüssigen Zustand einbringen kann und das danach aushärtet, z.B. Zement, Verwendung finden. Das elastische Zwischenelement 10 kann aus einem synthetischen Elastomer bestehen, z.B. aus Polyurethan oder Silikon. Der Hohlkörper 7 kann auch andere Formen aufweisen, als die dargestellten Beispiele zeigen.

Das erfindungsgemässe Abstützelement ist insbesondere zur Abstützung grossen Elektromagnetspulen geeignet, kann jedoch auch in anderen Anordnungen Verwendung finden, in welchen eine kraft schlüssige Abstützung erforderlich ist.

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Claims (9)

- 8 - 67/76 nsprüche

1. AbstUtzelement, insbesondere zur Abstützung grosser Elektromagnetspulen, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Hohlkörper (7) enthält, der mit einen vorzugsweise im flüssigen Zustand eingebrachten und danach ausgehärteten Füllmittel (8) gefüllt ist.

2. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (7) in Form eines flachgepressten, an beiden Enden geschlossenen Schlauches ausgeführt ist.

3. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (7) mit wenigstens einem Ventil versehen ist.

M. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmittel (8) aus einem mineralmehlgefüllten Epoxiharz besteht.

5. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmittel (8) aus einer Flüssigkeit, z.B. aus OeI oder Wasser besteht.

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6. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmittel (8) aus einem Gas, z.B. aus Luft oder Stickstoff, besteht.

7. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmittel (8) aus einem pulverförmigen Material, z.B. aus Mineralpulver oder Metalloxidpulver, besteht.

8. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmittel (8) aus einem geschäumten Kunststoff, z.B. aus geschäumtem Polyurethan oder Polystyrol, besteht.

9. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich zu dem mit einem Füllmittel (8) gefüllten Hohlkörper (7) ein elastisches Zwischeneleir.ent (10) enthält.

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