JP2008521375A - カバーキャップ - Google Patents

Abstract

本発明は、電気機械の固定子の２つの巻線バー（３）の、電気伝導性に互いに結合された２つの端部（４）から成る結合部（５）のためのカバーキャップであって、装着状態で結合部（５）を周方向で閉鎖包囲する電気絶縁性のケーシング（７）が設けられている形式のものに関する。結合部（５）へのカバーキャップ（６）の装着を簡単化するために、カバーキャップ（６）が、ケーシング（７）の内部に配置されているばね装置（８）を有しており、該ばね装置（８）が、ケーシング（７）を装着のために結合部（５）に被せ嵌め得るように構成されており、装着状態では一方で結合部（５）に、他方でケーシング（７）に支持されて、ケーシング（７）を結合部（５）に固定する保持力（１１）を発生させるようにした。

Description

技術分野
本発明は、電気機械の固定子の２つの巻線バーの、電気伝導性に互いに結合された２つの端部から成る結合部のためのカバーキャップに関する。さらに本発明は、この種のカバーを備えた、複数の巻線バーから成る固定子巻線を備えた電気機械の固定子に関する。

背景技術
例えば発電施設の電気機械、特に発電機または電動機の固定子もしくはステータにおいて、固定子巻線は個々の巻線バー、いわゆる「レーベルバー（Ｒｏｅｂｅｌｓｔａｂ）」から構成されている。巻線バーは固定子の軸方向の端部で固定子から導出されており、適当な形式で、例えば巻線の極を形成するために互いに結合されている。そのために、それぞれ２つの巻線バーはその端部で電気伝導性に互いに結合、例えば互いにろう接されている。互いに結合された端部はその際、外部から保護され、特に電気的に絶縁されなければならない結合部を形成する。この目的のために、冒頭で述べた形式のカバーキャップが使用される。カバーキャップはそのためにそれぞれの結合部に被せ嵌められる。この種のカバーキャップは電気絶縁性のケーシングを有している。ケーシングは装着状態でそれぞれの結合部を周方向で閉鎖包囲する。この種のカバーキャップは、片側で閉じられたケーシングを有しているか、または両側で開いたケーシングを有していることができる。片側で閉じられたケーシングを有するカバーキャップは例えば、それぞれの結合部に被せ嵌められ、引き続いて接着剤、特に人造樹脂の注入により埋められることができる。２つの側で開いたケーシングを有するカバーキャップの場合、結合部は、カバーキャップが被せられる前に、接着剤、特に人造樹脂内に含浸させられたコードにより巻かれることができる。両変化例は極端に時間を消費し、周囲、特に固定子の、接着剤による汚染を回避するために慎重な取り扱いを要求する。

発明の開示
ここから本発明は出発する。本発明、つまり特許請求の範囲に記載されている発明は、カバーもしくはこのカバーを備えた固定子のために、特にカバーキャップの装着が簡単化されている改善された実施形態を提供するという課題に取り組む。

この課題は本発明の独立請求項の対象、つまり冒頭で述べた形式のカバーキャップにおいては、装着状態で結合部を周方向で閉鎖包囲する電気絶縁性のケーシングと、ケーシングの内部に配置されているばね装置とが設けられており、該ばね装置が、ケーシングを装着のために結合部に被せ嵌め得るように構成されており、装着状態では一方で結合部に、他方でケーシングに支持されて、ケーシングを結合部に固定する保持力を発生させるようにしたことにより解決され、また冒頭で述べた形式の固定子においては、複数の巻線バーのうちの少なくとも２つが、その端部で電気伝導性に互いに結合されており、前記カバーキャップによりカバーされている結合部を形成するようにしたことにより解決される。有利な実施形態は従属請求項の対象である。つまり、本発明の有利な構成では、ばね装置が少なくとも１つのばねを有しており、該ばねがケーシングに固定され、ケーシングの内部に張り出しており、かつ装着状態では緊張され、結合部の外面に支持されている。本発明の別の有利な構成では、ケーシングが両端で開いており、少なくとも１つのばねが、装着状態で保持力のために、垂直にケーシングおよび／または結合部に作用する成分を発生させるように構成され、ケーシング内に配置されている。本発明のさらに別の有利な構成では、ばね装置が少なくとも１つのばねを有しており、該ばねがケーシングに固定され、ケーシングの内部に張り出しており、かつ装着状態では、結合部に形成されたアンダカットに回り込むように係合する。本発明のさらに別の有利な構成では、ケーシングが、内方に張り出した輪郭を有しており、少なくとも１つのばねが、装着状態で保持力のために、ケーシングを前記輪郭でもって結合部の相手輪郭に押し付ける成分を発生させるように構成され、ケーシング内に配置されている。本発明のさらに別の有利な構成では、前記輪郭が、ケーシングの一端を閉鎖する底により形成されており、前記相手輪郭が、結合部の端部により形成されている。本発明のさらに別の有利な構成では、アンダカットが横方向ウェブに形成されており、該横方向ウェブを介して、それ以外では互いに間隔を置いた両端部が互いに結合されている。本発明のさらに別の有利な構成では、ばね装置が少なくとも１つのばねを有しており、該ばねが波形ばねとして構成されている。本発明のさらに別の有利な構成では、ばね装置が少なくとも１つのばねを有しており、該ばねがプラスチックまたは繊維強化されたプラスチックから製作されている。本発明のさらに別の有利な構成では、ばね装置が少なくとも１つのばねを有しており、該ばねがコロナ効果を減じるために半導電性のコーティングを有している。本発明のさらに別の有利な構成では、ケーシングが装着状態で接着剤により結合部に接着されている。本発明のさらに別の有利な構成では、ばね装置が少なくとも１つのばねを有しており、該ばねが、プラスチックから製作されるケーシングに、プラスチック内に埋設されていることにより固定されている。本発明のさらに別の有利な構成では、ばね装置が少なくとも２つのばねを有しており、これらのばねがケーシング内に直径方向で対向して配置されており、装着状態では結合部をその間で締め付ける。

本発明は、カバーキャップを結合部にばね張力により固定するという普遍的な思想に基づく。この目的のために本発明は、ケーシングに、ケーシングを結合部に被せ嵌めることを可能にし、装着状態では、ケーシングを十分強固に結合部に固定する保持力を発生させるばね装置を装備することを提案する。この構造形式により、本発明によるカバーキャップは特に簡単かつ綺麗にそれぞれの結合部に装着され得る。固定子の装着もしくは巻線バーの互いに結合された端部の装着はそれゆえ特に迅速に実施され得る。カバーキャップ、ひいては固定子の装着のための手間はそれによりかなり簡単化される。

有利な実施形態では、ばね装置が、コロナ効果を減じるために半導電性のコーティングが施されている少なくとも１つのばねを有していることができる。こうして、巻線バーの、一般に絶縁されていない端部において結合部で発生し得るコロナ効果は、カバーキャップ内で減じられ得るか、または回避され得る。

本発明のその他の重要な特徴および利点は、従属請求項、図面および実施例の説明から得られる。

図面の簡単な説明
本発明の有利な実施例を図面に示し、以下に詳細に説明する。その際、同一の符号は同一の、類似のまたは機能的に同一のコンポーネントに関する。それぞれ概略的に、
図１は、固定子を軸方向で見た図を示し、
図２は、２つの巻線バーの斜視図を示し、
図３は、カバーキャップを備えた結合部の縦断面図を示し、
図４は、図３と同様の、ただし別の実施形態の縦断面図を示し、
図５は、図３と同様の、ただし別の実施形態の縦断面図を示し、
図６は、図３と同様の、ただし９０°回転された断面での縦断面図を示す。

発明を実施するための形態
図１に応じて、有利には発電施設の、それ以外は示さない電気機械、例えば発電機または電動機の固定子１は、固定子巻線２を有している。固定子巻線２は多数の個々の巻線バー（Ｗｉｃｋｌｕｎｇｓｓｔａｂ）３から構成されている。巻線バー３は軸方向で固定子１から導出されている。その際、それぞれ２つの巻線バー３はその端部４で電気伝導性に互いに結合されている。その際、互いに結合された端部４は結合部５を形成する。この種の結合部５は本発明による固定子１においてカバーキャップ６によりカバーされる。

図２は２つの巻線バー３を示す。巻線バー３は、図２で見て右側に示した端部４で、電気伝導性に互いに結合、特に互いにろう接または溶接されており、前記結合部５を形成する。カバーキャップ６は図２には示されていない。結合部５とは反対側の端部４′で、巻線バー３は別の巻線バーの端部に原理的に同じ形式で結合されていることができる。この巻線バー３は一般に「レーベルバー（Ｒｏｅｂｅｌｓｔａｂ）」である。

図３〜図６に応じて、この種のカバーキャップ６はケーシング７ならびにばね装置８を有している。装着状態で、カバーキャップ６はそれぞれの結合部５に被せ嵌められており、結合部５を外部からカバーする。

ケーシング７は有利には電気絶縁性の材料、例えばプラスチックから成る。ケーシング７は、図３、図４および図６の実施形態のように一端で底９により閉じられているか、または図５に示した実施形態に基づき両側で開かれていることができる。いずれにせよ、ケーシング７は装着状態で結合部５を周方向で閉鎖包囲する。

ばね装置８はケーシング７の内部に配置されている。ばね装置８は、ケーシング７を片方の開いた側１０で装着のために結合部５に被せ嵌め得るように構成されている。すなわち、ばね装置８は、結合部５へのカバーキャップ６の被せ嵌めを妨げないように構成されている。さらに、ばね装置８は、装着状態で一方では結合部５に、他方ではケーシング７に支持されるように構成されている。さらに、ばね装置８は、装着状態で保持力を発生させるように構成されている。保持力はケーシング７を結合部５に固定する。保持力は図３〜図５に、符号１１を付した矢印で象徴的に示されている。

ここに示した実施形態で、ばね装置８は少なくとも１つのばね１２を有している。ここに示した例で、ばね装置８はそれぞれ２つのばね１２を有している。その際、両ばね１２はケーシング７内に、直径方向で対向して位置し、それにより装着状態で結合部５の両側にポジショニングされているように配置されている。ばね装置８が別の実施形態では唯一のばね１２で済まされてもよいし、さらに別の実施形態では２つより多くのばね１２を有していてもよいことは明らかである。

ばね１２はケーシング７に固定されている。例えば、ばね１２はケーシング７内に接着されている。ばね１２を既にケーシング７の製作時にケーシング７内に組み込むことも可能である。例えば、ケーシング７をプラスチックから、特に射出成形法により注型し、その際、ばね１２をプラスチック内に埋設する、つまりケーシング７の注型時または射出成形時にその中に埋め込む。このカバーキャップ６の製作はそれにより簡単化されている。

ばね１２は通常のばね材料、例えばばね鋼から製作されていることができる。有利な実施形態では、ばね１２はただし、このために適した、特に繊維強化されていることができるプラスチックから成る。その際、繊維強化のために特に炭素繊維および／またはガラス繊維が適している。さらに、プラスチックには場合により電気伝導性の添加剤が添加され得る。こうして、ばね１２は半導電性（ｈａｌｂｌｅｉｔｅｎｄ）になる。このことは、端部４における結合部５の領域で発生し得るコロナ効果（Ｃｏｒｏｎａ−Ｅｆｆｅｋｔ）の減少のために有利である。付加的または択一的に、ばね１２には半導電性のコーティングが施されていてもよい。半導電性のコーティングはやはりコロナ効果の減少に寄与する。

ここに示した実施形態で、ばね１２は波形ばね（Ｗｅｌｌｆｅｄｅｒ）として構成されている。この種の波形ばね１２は、比較的小さな手間でもって、所望の被せ嵌め特性および所望の保持力を発生させ得るように成形され得る。

ばね１２はケーシング７の内部に、装着状態で結合部５の外面に支持され、それにより緊張されているように張り出す。こうして、ばね張力により所望の保持力が発生される。

図２および図６から、結合部５に横方向ウェブ１３が形成されていることが見て取れる。横方向ウェブ１３を介して両端部４は互いに結合されている。この横方向ウェブ１３まで両端部４は互いに間隔を置いている。端部４間の相応の隙間には、図２および図６で、符号１４を付した。この横方向ウェブ１３の領域で両端部４の電気的な接続も実施される。図２および図６からさらに見て取れるように、横方向ウェブ１３は端部４のうちの少なくとも一方で少なくとも部分的に張り出すように成形されていることができる。

横方向ウェブ１３と、端部４の、それ以外では互いに間隔を置いた配置とにより、結合部５にはアンダカット１５が形成されている。アンダカット１５は本発明によるカバーキャップ６においてばね装置８によりカバーキャップ６を結合部５に固定するために利用される。この種のアンダカット１５は変化例では別の形式で、例えば少なくとも一方の端部４に設けられた段部により形成されてもよい。

図３、図４および図６に応じて、ばね１２は、装着状態で前記アンダカット１５に回り込むように構成されていることができる。さらに、ばね１２は、装着状態で、矢印で示した成分１６を有する保持力１１を発生させるように構成されている。保持力１１の成分１６は、ケーシング７の底９を結合部５の端部１７に向かって動かすように方向付けられている。この端部１７は、結合部５の、カバーキャップ６の被せ嵌め時にケーシング７内に進入する端部である。図３および図４の実施形態で、底９はその際直接前記端部１７に当接し、端部１７に、相応の、矢印で象徴的に示した合力１８でもって支持される。こうして、結合部５からのカバーキャップ６の引き外しは特に効果的に防止されている。

端部１７への底９の締め付けは、別の実施形態では一般に、ケーシング７の、内方に張り出した輪郭を、結合部５の、対応する相手輪郭に締め付けることにより代替されていることができる。したがって、この締め付け原理は何ら問題なく、図５に示したような両側で開いたケーシング７でも実現される。

さらに、ばね１２はここでは、装着状態で、矢印で象徴的に示した成分１９を有する保持力１１を発生させるように構成されている。保持力１１の成分１９は垂直にケーシング７および／または結合部５に作用する。垂直の成分１９は、引き外し方向に対して横方向での、結合部５とケーシング７との間の締め付けに至る。カバーキャップ６を引き外すためには、その際に結果的に生じる摩擦力が克服されねばならない。摩擦力は相応の材料組み合わせ時に十分大きくなり得る。さらに、両ばね１２による垂直の成分１９は、ばね１２が装着状態で結合部をその間で締め付けることに至る。同時に、その際、両ばね１２が相応に対称的に構成されている限り、結合部５におけるカバーキャップ６のセンタリングが実現され得る。

図４に示した実施形態は、図３に示した実施形態とは、そのばね１２が横方向ウェブ１３の領域で、垂直の成分１９を導入するためのそれぞれ１つの付加的な接触域を有する点で相違する。こうして、引き外し力、つまりカバーキャップ６を再び結合部５から取り外すために必要な力は全体的に拡大され得る。

結合部５へのカバーキャップ６の付加的な固定は、接着部２０により達成され得る。この種の、例えば人造樹脂から成る接着部２０により、ケーシング７は付加的に結合部５に固定され得る。例えば、その際、ばね装置８は迅速な装着のために役立ち、装着目的のために十分な引き外し強度を実現する。それぞれの接着剤はその際有利にはカバーキャップ６の被せ嵌め時に既にケーシング７内の適当な箇所に被着されており、その後、それぞれの所望の高められた引き外し強度を実現するために、より遅い時点で硬化し得る。有利には、接着結合部２０は底９の領域に配置されている。それにより、底９を結合部５の端部１７に押し当てる力成分１８により、接着結合部２０が硬化するまで、接着結合部２０の強度を助成する押し当てが実現され得る。図６に示した実施形態とは異なり、別の領域に付加的または択一的に接着剤が設けられてもよいことは明らかである。

図５に応じて、カバーキャップ６のオープンな実施形態、つまり両側で開いたケーシングを備えたカバーキャップ６において、ばね１２が、装着状態で垂直の成分１９だけを発生させるように構成されることは有利であり得る。例えば、各ばね１２は、横方向ウェブ１３の領域の第１の接触域で垂直に結合部５に支持され、ならびに端部４の、横方向ウェブ１３に隣接する領域で相応の第２の接触域を介して支持されている。こうして、やはり、カバーキャップ６のための所望の被せ嵌め固定を実現するために十分大きな引き外し力が実現され得る。

本発明によるカバーキャップ６は特に簡単に装着され得る。それというのも、本発明によるカバーキャップ６は結合部５に被せ嵌められるだけでよいからである。ばね装置８の適当な構成により、カバーキャップ６はその際自動的に結合部５に固定される。同時に、ばね装置８により、カバーキャップ６の、結合部５に対して相対的な所望のポジショニング、特にセンタリングが達成され得る。固定子１の製作手間はそれによりかなり簡単化される。

固定子を軸方向で見た図である。 ２つの巻線バーの斜視図である。 カバーキャップを備えた結合部の縦断面図である。 図３と同様の、ただし別の実施形態の縦断面図である。 図３と同様の、ただし別の実施形態の縦断面図である。 図３と同様の、ただし９０°回転された断面での縦断面図である。

符号の説明

１ 固定子
２ 固定子巻線
３ 巻線バー
４ 巻線バー３の端部
５ 結合部
６ カバーキャップ
７ ケーシング
８ ばね装置
９ ケーシング７の底
１０ ケーシング７の開いた側
１１ 保持力
１２ ばね
１３ 横方向ウェブ
１４ 隙間
１５ アンダカット
１６ 保持力１１の成分
１７ 結合部５の端部
１８ 合力
１９ 保持力１１の垂直の成分
２０ 接着部／接着結合部

Claims (14)

1. 電気機械の固定子（１）の２つの巻線バー（３）の、電気伝導性に互いに結合された２つの端部（４）から成る結合部（５）のためのカバーキャップにおいて、
   装着状態で結合部（５）を周方向で閉鎖包囲する電気絶縁性のケーシング（７）と、
   ケーシング（７）の内部に配置されているばね装置（８）とが設けられており、該ばね装置（８）が、ケーシング（７）を装着のために結合部（５）に被せ嵌め得るように構成されており、装着状態では一方で結合部（５）に、他方でケーシング（７）に支持されて、ケーシング（７）を結合部（５）に固定する保持力（１１）を発生させる
   ことを特徴とするカバーキャップ。
2. ばね装置（８）が少なくとも１つのばね（１２）を有しており、該ばね（１２）がケーシング（７）に固定され、ケーシング（７）の内部に張り出しており、かつ装着状態では緊張され、結合部（５）の外面に支持されている、
   請求項１記載のカバーキャップ。
3. ケーシング（７）が両端で開いており、
   少なくとも１つのばね（１２）が、装着状態で保持力（１１）のために、垂直にケーシング（７）および／または結合部（５）に作用する成分（１９）を発生させるように構成され、ケーシング（７）内に配置されている、
   請求項２記載のカバーキャップ。
4. ばね装置（８）が少なくとも１つのばね（１２）を有しており、該ばね（１２）がケーシング（７）に固定され、ケーシング（７）の内部に張り出しており、かつ装着状態では、結合部（５）に形成されたアンダカット（１５）に回り込むように係合する、
   請求項１または２記載のカバーキャップ。
5. ケーシング（７）が、内方に張り出した輪郭（９）を有しており、
   少なくとも１つのばね（１２）が、装着状態で保持力（１１）のために、ケーシング（７）を前記輪郭（９）でもって結合部（５）の相手輪郭（１７）に押し付ける成分（１６）を発生させるように構成され、ケーシング（７）内に配置されている、
   請求項４記載のカバーキャップ。
6. 前記輪郭が、ケーシング（７）の一端を閉鎖する底（９）により形成されており、前記相手輪郭が、結合部（５）の端部（１７）により形成されている、
   請求項５記載のカバーキャップ。
7. アンダカット（１５）が横方向ウェブ（１３）に形成されており、該横方向ウェブ（１３）を介して、それ以外では互いに間隔を置いた両端部（４）が互いに結合されている、
   請求項４から６までのいずれか１項記載のカバーキャップ。
8. ばね装置（８）が少なくとも１つのばね（１２）を有しており、該ばね（１２）が波形ばねとして構成されている、
   請求項１から７までのいずれか１項記載のカバーキャップ。
9. ばね装置（８）が少なくとも１つのばね（１２）を有しており、該ばね（１２）がプラスチックまたは繊維強化されたプラスチックから製作されている、
   請求項１から８までのいずれか１項記載のカバーキャップ。
10. ばね装置（８）が少なくとも１つのばね（１２）を有しており、該ばね（１２）がコロナ効果を減じるために半導電性のコーティングを有している、
    請求項１から９までのいずれか１項記載のカバーキャップ。
11. ケーシング（９）が装着状態で接着剤により結合部（５）に接着されている、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載のカバーキャップ。
12. ばね装置（８）が少なくとも１つのばね（１２）を有しており、該ばね（１２）が、プラスチックから製作されるケーシング（７）に、プラスチック内に埋設されていることにより固定されている、
    請求項１から１１までのいずれか１項記載のカバーキャップ。
13. ばね装置（８）が少なくとも２つのばね（１２）を有しており、これらのばね（１２）がケーシング（７）内に直径方向で対向して配置されており、装着状態では結合部（５）をその間で締め付ける、
    請求項１から１２までのいずれか１項記載のカバーキャップ。
14. 複数の巻線バー（３）から成る固定子巻線（２）を備えた電気機械の固定子において、複数の巻線バー（３）のうちの少なくとも２つが、その端部（４）で電気伝導性に互いに結合され、請求項１から１３までのいずれか１項記載のカバーキャップ（６）によりカバーされている結合部（５）を形成することを特徴とする固定子。

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