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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 24. September 1954 Bekaiirafcgemadit am 25. Oktober 1956Registration date: September 24, 1954 Reported on October 25, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Für den Bau von Drosselspulen, insbesondere Strombegrenzungsdrosselspulen für Hochspannung, haben sich grundsätzlich zwei Bauformen durchgesetzt. Eine der Bauformen ist dem Aufbau nach aus Fig. ι zu ersehen und dadurch charakterisiert, daß jede Phase einer beispielsweise dreiphasigen Strombegrenzungsdrosselspule für sich mit inner- oder außerhalb des Spulenkörpers liegenden Bolzen abgepreßt wird. In der Fig. 1 sind mit 1 die Wicklungsteile (Scheiben), mit 2 Isolierteile, die zwischen den einzelnen Scheiben der Spule angeordnet sind, mit 3 Preßstücke, die gleichzeitig zur Aufnahme der die Isolierung zwischen den Phasen besorgenden Isolatoren 4 dienen, mit 5 Preßbolzen bezeichnet. Die Preßbolzen werden mit Isolierhülsen aus Hartpapier oder keramischem Material versehen. An Stelle der isolierten Preßbolzen werden auch solche aus keramischen Material, insbesondere bei hohen Spannungen, verwendet, doch müssen diese an beiden Enden mit Armaturen versehen sein, die eine gelenkige Verbindung aufweisen, daher teuer werden und viel Raum beanspruchen. For the construction of choke coils, especially current limiting choke coils for high voltage, basically two designs have prevailed. One of the designs is based on the structure to be seen from Fig. ι and characterized in that each phase is a three-phase, for example Current limiting choke coil for itself with bolts located inside or outside the coil body is pressed. In Fig. 1, 1 is the winding parts (Discs), with 2 insulating parts, which are arranged between the individual discs of the coil are, with 3 pressed pieces, which simultaneously take care of the insulation between the phases Insulators 4 are used, denoted by 5 compression bolts. The press bolts are fitted with insulating sleeves made of hard paper or ceramic material. Be in place of the insulated press bolts also those made of ceramic material, especially at high voltages, are used, however these must be provided with fittings at both ends that have an articulated connection, therefore become expensive and take up a lot of space.

Bei der zweiten Bauform. (Fig. 2) derartiger Drosselspulen wird bewußt darauf verzichtet, die Wicklungen jeder Phase für sich abzuspannen, es wird vielmehr ein zentraler Zugbolzen oder ein zentrales Zugbolzensystem zur Anwendung gebracht, welcher die Verspännung aller drei Phasen vornimmt. In dieser Figur sind mit 10 die Spulen-With the second design. (Fig. 2) such choke coils is deliberately dispensed with the Tension the windings of each phase separately, it is rather a central tension bolt or a central tension bolt system brought into use, which the bracing of all three phases undertakes. In this figure, 10 are the coil

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teile, mit ii isolierende Zwischenlagen, mit I2 Isolatoren, die die Isolation zwischen den Phasen und gegen Erde besorgen, mit 13 ein mehrarmiger Druckstern und mit -14 ein zentraler Zugbolzen, welcher die Verspannung aller drei Phasen gemeinsam besorgt, bezeichnet.parts, with ii insulating intermediate layers, with I2 Insulators that provide insulation between the phases and to earth, with 13 a multi-armed one Pressure star and with -14 a central tension bolt, which takes care of the tension of all three phases together, denotes.

Bei dieser Bauform wird an beiden Seiten, wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, ein Preßstern benutzt. Je nach Spulendurchmesser wird dieser Preßstern mehrarmig ausgeführt. Während bei der Bauform gemäß Fig. 1 die Verspannung der Wicklungen absolut einwandfrei ist, trifft dies bei der Bauform Fig. 2 nur dann zu, wenn ein zwei- oder dreiarmiger Preßstern benutzt wird. Bei' großen Spulendurchmessern, die -bei großen Strombegrenzungsdrosselspulen . sich immer wieder ergeben, reicht aber ein dreiarmiger Preßstern wegen der zu geringen mechanischen Festigkeit des frei liegenden Wicklungsmaterials nicht aus.- Es müssen daher bei großen Spulendurchmessern Drucksterne verwendet werden, die vielarmig sind. Die einzelnen Spulen sind aber im Sinne des Maschinenbaues nicht maßhaltig, weshalb die Verteilung des von den Drucksternen zu übertragenden Druckes nur dann einwandfrei erfolgt, wenn es sich um einen zwei- oder dreiarmigen Druckstern handelt. Bei großen Spulendurchmessern reicht ein dreiarmiger Druckstern aber nicht aus, weil die freie Länge zwischen den Abstützungen der Wicklungen zu groß wird und diese Wicklungsteile bei Kurzschlußbeanspruchung zu mechanischen Schwingungen und Beschädigung der Wicklungen führen.In this design, a press star is used on both sides, as can be seen from FIG. Depending on the coil diameter, this press star is designed with multiple arms. While with the design According to FIG. 1, the tensioning of the windings is absolutely flawless, this applies to the design Fig. 2 only when a two- or three-armed press star is used. With 'large reel diameters, the -for large current limiting reactors. surrender again and again, but a three-armed press star is sufficient because of the insufficient mechanical strength of the exposed one Winding material is not sufficient - it is therefore necessary to use printing stars for large coil diameters that are multi-armed. The individual coils are, however, in the sense of mechanical engineering not true to size, which is why the distribution of the pressure to be transmitted by the printing stars is only then done properly if it is a two- or three-armed printing star. at However, a three-armed pressure star is not sufficient for large spool diameters because the free length between the supports of the windings becomes too large and these parts of the windings in the event of short-circuit stress lead to mechanical vibrations and damage to the windings.

Es wurden bei den bisherigen Bauformen bei großen Spulendurchmessern Drucksterne mit mehr als drei Armen verwendet. Da aber nur ein zwei- oder dreiarmiger Stern statisch eindeutig bestimmte Verhältnisse ergibt, kann diese Lösung nicht als befriedigend bezeichnet werden. In der Praxis werden wegen der geringen Maßhaltigkeit der Wicklungen und der Isolierteile, insbesondere der aus Porzellan bestehenden Bauteile zum Ausgleich der Maßunterschiede Zwischenlagen aus leicht zu bearbeitendem Material benutzt, um den Druck einigermaßen auf die einzelnen Druckstellen auszugleichen. In the previous designs with large reel diameters, printing stars with more were used used as three arms. But since only a two- or three-armed star determined statically unambiguously This solution cannot be described as satisfactory. In practice are because of the low dimensional accuracy of the windings and the insulating parts, especially the Components made of porcelain to compensate for the differences in dimensions processing material is used to compensate for the pressure on the individual pressure points.

Erfindungsgemäß werden nun an Stelleeines vielarmigen Drucksternes ein zwei- bzw. dreiarmiger Druckstern oder mehrere derartige Drucksterne zum Abpressen der. Drosselspule benutzt. Die Druckkraft (Preßkraft) wird für jeden einzelnen Druckstern einzeln, unabhängig von den anderen Sternen erzeugt bzw. aufgebracht. Durch diese Maßnahme wird erzielt, daß tatsächlich jede Druckstelle der Wicklung den notwendigen Druck erhält.According to the invention, instead of a multi-armed Printing star a two- or three-armed printing star or several such printing stars for pressing the. Choke coil used. The pressing force (pressing force) is for each individual Print star generated or applied individually, independently of the other stars. Through this Measure is achieved that actually every pressure point of the winding receives the necessary pressure.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise eine Vier- oder Sechspunkteabstützung mit statisch einwandfreier Druckaufteilung auch mit nur einem zwei- oder dreiarmigen Stern erzielt werden, wenn an den Enden der Arme des Drucksternes in der Preßrichtungsebene bewegliche, doppelseitige Arme, angeordnet werden. In analoger Weise läßt sich die Konstruktion auch bei Verwendung von zwei oder mehreren zwei- bzw. dreiarmigen Drucksternen variieren, so daß sich dann die doppelte oder mehrfache Anzahl von Druckstellen ergibt, als Drucksterne angeordnet sind.In a particular embodiment of the invention, for example, a four- or six-point support can be used with statically correct pressure distribution, even with just one two or three-armed star can be achieved if at the ends of the arms of the printing star movable in the plane of the pressing direction, double-sided arms, can be arranged. In an analogous way, the construction can also be used of two or more two- or three-armed printing stars vary, so that then the double or multiple number of pressure points results, are arranged as printing stars.

In Fig. 3 ist die zuerst erwähnte erfindungsgemäße Ausführung des Drucksterns dargestellt. Mit 20 sind die Wicklungsteile, mit 21 die isolierenden Zwischenlagen, mit 22 die Isolatoren und mit 23 ein dreiarmiger Druckstern, der nach unten, mit 24 ein solcher, der nach oben gekröpft ist, mit 25 der gemeinsame Preßbolzen und mit 26 Muttern, die zum getrennten Festpressen der beiden Drucksterne dienen, bezeichnet. Die beiden Drucksterne 23 und 24 sind versetzt angeordnet. In Fig. 4 ist eine Ausführung mit drei Drucksternen dargestellt. Die Drucksterne sind mit 30, 31 und 32, der gemeinsame Preßbolzen mit 33 und die zum getrennten Festpressen der Drucksterne vorgesehenen Muttern mit 34 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform wird der mittlere Druckstern ohne Kröpfung, der innere und äußere Druckstern mit Kröpfung, wie bei Fig. 3, ausgeführt.In Fig. 3, the first-mentioned embodiment of the printing star according to the invention is shown. With 20 the winding parts, with 21 the insulating intermediate layers, with 22 the insulators and with 23 a three-armed pressure star that is cranked downwards, with 24 one that is cranked upwards with 25 the common press bolt and with 26 nuts, which are used to press the two separately Printing stars are used, designated. The two printing stars 23 and 24 are arranged offset. In Fig. 4 a version with three print stars is shown. The printing stars are with 30, 31 and 32, the common pressing bolts with 33 and those provided for the separate pressing of the pressure stars Numbers 34 are designated for nuts. In this embodiment, the middle pressure star is without offset, the inner and outer pressure star with crank, as in Fig. 3, executed.

Aus Fig. 5 ist die Detailausbildung eines der- ,85 artigen Drucksternes zu ersehen. Die zentrale Bohrung des Drucksternes 40 ist auf der PreJßstelle zwecks Einstellung auf statischen Ausgleich als Kugelfläche ausgebildet, in welche ein Preßring 41, der ebenfalls mit einer Kugelfläche versehen ist, eingreift und durch welchen erzielt wird, daß sich der Druckstern, unabhängig von der Maßhaltigkeit der Bauelemente, in die richtige Lage bewegt. Die Übertragung der vom Druckstern ausgeübten Kraft auf die Wicklungsteile über die Isolatoren 42 kann unter Zuhilfenahme einer gelenkigen Verbindung mit Hilfe von Preßteilen mit Kugelfläche 43 und Kugeln 44 vorgenommen werden, wodurch erzielt wird, daß die Isolatoren 42 nur auf Druck und nicht auf Biegung beansprucht werden.From Fig. 5, the detailed formation of such, 85-like printing star can be seen. The central hole of the pressure star 40 is on the nip for the purpose of setting to static compensation as Spherical surface formed, in which a press ring 41, which is also provided with a spherical surface, intervenes and through which it is achieved that the pressure star, regardless of the dimensional accuracy the components, moved into the correct position. The transmission of the force exerted by the pressure star on the winding parts via the insulators 42 can with the aid of an articulated connection be made with the help of pressed parts with spherical surface 43 and balls 44, thereby achieved is that the insulators 42 are only stressed in compression and not in bending.

Bei großen Doppelspulen erreicht unter Umständen der zentrale Preßbolzen solche Abmessungen, daß mit starken Wirbelstrombildungen im Bereich der Wicklung gerechnet werden muß. Es erweist sich dann als notwendig, den Zugbolzen im Bereich der Wicklungen in mehrere dimensionierte aufzulösen.Reached under certain circumstances with large double coils the central press bolt such dimensions that with strong eddy currents in the Area of the winding must be expected. It then turns out to be necessary to insert the tension bolt in the The area of the windings can be broken down into several dimensions.

In Fig. 6 ist das Detail grundsätzlich dargestellt. Für die Verspannung der Drucksterne wird der Preßbolzen 50 im Bereich der Wicklung 51 in beispielsweise vier Einzelbolzen 52 aufgelöst. Für den Zugbolzen bzw. das Zugbolzensystem wird vorteilhafterweise ein Material verwendet, das einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten als.das Wickelmaterial besitzt, damit insbesondere im Falle der Belastung mit Kurzschlußstrom keine Lockerung der Drosselspulenverspannung auftritt. Bei den Überlegungen kann der Ausdehnungskoeffizient für das keramische Material, infolge des geringen Ausdehnungskoeffizienten gegenüber dem des Wicklungsmaterials, völlig unberücksichtigt bleiben. Da als Wickelmaterial nur Kupfer und eventuell Aluminium in Frage kommt, ergibt sich aus den Ausdehnungskoeffizienten dieser Materialien, daß für den Zugbolzen bzw. für das Zugbolzensystem Buntmetall unzweckmäßig ist. Für den ZugbolzenIn Fig. 6 the detail is shown in principle. For the bracing of the printing stars, the Press bolts 50 in the area of winding 51 are broken up into, for example, four individual bolts 52. For the Drawbolt or the drawbolt system is advantageously used a material that has a lower Coefficients of expansion als.das winding material possesses, so especially in the case of the Load with short-circuit current no loosening of the inductor tension occurs. Both Considerations can be given to the expansion coefficient for the ceramic material, due to the low expansion coefficient compared to that of the winding material, are completely disregarded. Since only copper and possibly aluminum are used as winding material comes into question, results from the expansion coefficient of these materials that for the tension bolt or for the non-ferrous metal tension bolt system is inexpedient. For the draw bolt

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bzw. für das Zugbolzensystem wird vorteilhafterweise ζ. Β. Stahl, wegen des bedeutend geringeren Ausdehnungskoeffizienten gegenüber dem Wicklungsmaterial, verwendet. An Stelle von Zugbolzen im Bereich der Wicklung können auch keramische Körper, wie in Fig. 7 dargestellt, zwischengeschaltet werden. Hier ist der Druckstern mit 53, der Zugbolzen mit 54 und mit 55 ein im Wicklungsbereich liegender keramischer Körper bezeichnet.or for the tension bolt system is advantageous ζ. Β. Steel, because of the significantly lower expansion coefficient compared to the winding material, used. Instead of tension bolts in the area of the winding, ceramic Body, as shown in Fig. 7, are interposed. Here is the pressure star with 53, the tension bolt with 54 and with 55 a ceramic body lying in the winding area denotes.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die erwähnte, besondere Ausgestaltung der Erfindung für eine Sechspunkteabstützung mit nur einem dreiarmigen Druckstern, wobei mit 56 die Wicklungsteile, mit 57 die isolierenden Zwischenlagen, mit 58 die Isolatoren, mit 59 ein dreiarmiger Druckstern, mit 60 der Preßbolzen bzw. das Preßbolzensystem, mit 61 die doppelseitigen Arme, mit 62 ein Bolzen, um welchen der doppelseitige Arm in der Preßrichtungsebene beweglich gelagert ist, bezeichnet.8 and 9 show the aforementioned special embodiment of the invention for a six-point support with only one three-armed pressure star, with 56 the winding parts, with 57 the insulating Intermediate layers, with 58 the insulators, with 59 a three-armed pressure star, with 60 the press bolt or the press bolt system, with 61 the double-sided arms, with 62 a bolt around which the double-sided arm is movably mounted in the plane of the pressing direction, referred to.

An Stelle des Bolzens 62, der die Verbindung zwischen Druckstern und dem doppelseitigen Arm herstellt, kann auch ein anderes an sich bekanntes Element zur Druckübertragung benutzt werden, so daß sich zwei getrennte Bauelemente, und zwar Druckstern und doppelseitiger Arm ergeben, die kraftschlüssig verbunden sind.Instead of the bolt 62, which is the connection between the pressure star and the double-sided arm another element known per se can also be used for pressure transmission, so that there are two separate components, namely print star and double-sided arm, which are positively connected.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Choke coil, in particular short-circuit choke coil, preferably in a three-phase design, with a central tension bolt or tension bolt system, characterized in that the press construction consists of pressure elements on at least one side of the coil system, which by a two- or three-armed pressure star or by several such Printing stars are interconnected, and that each pressing star is independent of the other can be tightened.

2. Choke coil according to claim 1, characterized in that at the arm ends of the Drucksterns double-sided, rotatably mounted arms in the pressing direction plane are arranged.

3. choke coil according to claim 2, characterized in that the pressure star and the double-sided arms are designed as separate components and the pressure transmission from the star to the double-sided arm is movable and frictional.

4. choke coil according to claim 2 or 3, characterized in that two or more two- or three-armed printing stars with double-sided and in the pressing direction plane movable arms are equipped and that each press star for can be attracted independently of others.

5. Choke coil according to one of claims 1 to 4, characterized in that instead of a central tension bolt, a central tension bolt system is applied.

6. Choke coil according to one of claims 1 to 5, characterized in that the material of the tension bolt has a lower coefficient of thermal expansion as the material of construction of the reactor.

For this purpose 2 sheets of drawings!