DE8226274U1 - Federnder nutverschlusskeil - Google Patents

Description

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KRAPTWEEK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Mülheim a. d. Ruhr VPA 82 G 6260 DE

Federnder Nutverschlußkeil
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Die Erfindung betrifft einen federnden Nutverschlußkeil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Festlegung von Wicklungen in den Nuten elektrischer Maschinen wird meist von starren Nutverschlußkeilen Gebrauch gemacht, welche in seitliche Ausnehmungen der Nuten eingeschoben werden. Zum Ausgleich von während des Betriebes auftretenden Schrumpf- und Setzerscheinungen der Wicklungsisolation werden zwischen die Nutverschlußkeile und die Wicklungen zusätzlich noch Federelemente aus elektrisch nichtleitenden Werkstoffen eingebracht. Derartige Federelemente können beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen und als in Querrichtung der Nut gekrümmte Federstäbe ausgebildet sein (deutsche Gebrauchsmusterschrift Nr. 69 23 410). Das Einbringen von gekrümmten Federstäben oder anders geformten Federelementen erfordert jedoch einen Mehrbedarf an Platz in der Nut, zumal die Federelemente in der Regel auch noch beidseitig durch Druckstreifen aus Isolierstoff abgedeckt sind. Um diesen Mehrbedarf an Platz in der Nut zu vermeiden, ist es ferner bekannt, die Aufgaben des Nutverschlußkeils und des Federelementes in einem Element zu vereinigen (deutsche Patentschrift Nr. 964 161). Dabei wird ein aus unmagnetischem Metall bestehender federnder Nutverschlußkeil verwendet, welcher als eine in Querrichtung der Nut gewölbte Blattfeder ausgebildet ist und mittels seitlich abgebogener Stützflanken in keilförmige Ausnehmungen der Nut eingeschoben wird. Das Einbringen des Nutverschlußkeils in die Nut verursacht dann eine Verringerung der Durchwölbung des Blattfederabschnittes, wodurch die Wicklung gegen den Nutgrund gedrückt wird.

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Abgesehen von der unerwünschten elektrischen Leitfähigkeit dieser metallischen Nutverschlußkeile sind auch deren durch Abbiegen des Blattfederabschnittes gebildete Stützflanken nicht für die Übernahme größerer Beanspruchungen geeignet. So geht beispielsweise bei Turbogeneratoren der erforderliche Spannbereich von der normalen bei ca.

0,5 N/mm liegenden Betriebsbeanspruchung bis zur Kurzschlußbeanspruchung mit einem Vielfachen dieses Wertes. Bei derart hohen Beanspruchungen kann es aber selbst bei massiv und starr ausgebildeten Nutverschlußkeilen zu einem Abscheren der Stützflanken kommen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen unmagnetischen und elektrisch nichtleitenden federnden Nutverschlußkeil zu schaffen, der für die Übernahme des weiten Spannbereichs von der normalen Betriebsbeanspruchung bis zur Kurzschlußbeanspruchung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen federnden Nutverschlußkeil durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es sich bei einem faserverstärkten V 25 Kunststoff um ein unmagnetisches und elektrisch nichtleitendes Material handelt, daß mit dem faserverstärkten Kunststoff bei einer genügend dünnen Ausführung des Blattfederabschnittes die Federkraft in dem gewünschten Bereich erzielt wird und daß die als knochenförmige Verdickungen ausgebildeten Stützflanken auch bei Kurzschlußbeanspruchung die erforderliche Scherfestigkeit aufweisen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung ζ anhand der Zeichnung näher erläutert.

- 3 - VPA 82 G 6260 DE Es zeigen

Fig:. 1 einen Querschnitt durch einen federnden Nutverschlußkeil mit einem dünnen Blattfederabschnitt und als knochenförmige Verdickungen ausgebildeten Stützflanken,

Fig. 2 in stark vereinfachter schematischer Darstellung die Materialstruktur des in Fig. 1 dargestellten federnden Nutverschlußkeils und eine erste Ausführungsmöglichkeit für die Bildung der knochenförmigen Verdickungen und

Fig. 3 ebenfalls in stark vereinfachter schematischer Darstellung eine zweite und eine dritte Ausführungsmöglichkeit für die Bildung der knochfönnigen Verdickungen.

Der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte federnde Nutverschlußkeil besteht aus einem dünnen Blattfederabschnitt B und seitlich daran angeformten Stützflanken S, welche als knochenförmige Verdickungen des Blattfederabschnittes B ausgebildet sind. Der federnde Nutverschlußkeil ist dabei in seiner Einbaulage dargestellt, in welcher die Durchbiegung des zum Nutgrund hin gewölbten Blattfeder-Jibschnittes zur Erzeugung der erforderlichen Spannkraft entsprechend verringert ist. Diese Einbaulage ist durch strichpunktierte Linien verdeutlicht, wobei mit N die Nut einer elektrischen Maschine, beispielsweise die Ständernut eines Turbogenerators, mit A seitliche Ausnehmungen der Nut N, mit D ein Druckstreifen aus Isolierstoff und mit 0 der Oberstab einer in die Nut N eingelegten Wicklung bezeichnet sind. Es ist ersichtlich, daß die knochenförmig verdickten Stützflanken S an die Form der seitlichen Ausnehmungen A angepaßt sind und daß der beim Einbringen des Nutverschlußkeils gespannte Blattfederabschnitt B entweder unmittelbar oder wie dargestellt über den Druckstreifen D auf den Oberstab 0 einen Druck ausübt. Es ist ferner ersichtlich, daß der mittlere Bereich des Blattfederabschnittes B zur Erzielung der erwünschten

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Federkraft entsprechend dünn ausgeführt ist, während der beidseitige Übergang zu den Stützflanken S und die knochenförmige Verdickung der Stützflanken S eine sehr hohe Scherfestigkeit gewährleisten.

Fig. 2 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung, daß der aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Nutverschlußkeil seine Verstärkung durch Gewebelagen G erhält. Dabei wird von einer bahnfönnigen Gewebelage G geeigneter Länge ausgegangen, welche eine in Querrichtung der Nut N gesehen verstärkte Faserarmierung aufweist und in dieser Querrichtung gewickelt wird. Die knochenförmigen Verdickungen im Bereich der Stützflanken S werden dabei durch endseitig eingerollte Gewebelagen gebildet, welche von den Gewebelagen G umschlossen sind und in der schematischen Darstellung mit G1 bezeichnet sind. Bei den Gewebelagen G und Gt handelt es sich beispielsweise um vorimprägnierte Prepregs, wobei nach dem Einrollen bzw. Aufwickeln die endgültige Form des federnden Nutverschlußkeils durch Formpressen hergestellt wird. Zur Erzielung einer möglichst hohen Festigkeit ist es dabei wichtig, daß die Gewebelagen G und G1 im Bereich des Blattfederabschnittes B in Richtung der Krümmung und in dem auf Scherung beanspruchten Bereich der Stützflanken S möglichst weitgehend senkrecht zur Beanspruchungsrichtung verlaufen.

Die Fig. 3 zeigt zwei weitere Möglichkeiten für die Bildung der knochenförmigen Verdickungen im Bereich der Stützflanken S. Die knochenförmigen Verdickungen werden dabei durch zusätzliche Gewebelagen G2 oder durch ein Formteil F gebildet, während der übrige Aufbau so erfolgt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die zusätzlichen Gewebelagen G2 sind dabei wieder senkrecht zur Beanspruchungsrichtung ausgerichtet. Das im ausgehärteten Zustand eingebrachte Formteil F besteht ebenfalls aus einem mit Gewebelagen verstärkten Kunststoff, wobei auch hier die in der Zeich-

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- 5 - VEA 82 G 6260 DE f

nung nicht dargestellten Gewetelagen senkrecht zur Bean- ^!ϊ>

spruchungsrichtung ausgerichtet sind. fgj

Bei dem für die federnden Nutverschlußkeile verwendeten |i Kunststoff kann es sich "beispielsweise um ein Epoxidharz ij oder ein Cyanatharz handeln, während die Verstärkung durch ff· Glasfasern, Kohlenstoff- oder Aramidfasern gebildet sein f kann. Damit beim Eintreiben der Nutverschlußkeile die anderen Teile nicht beschädigt werden, ist es auch möglich, ί lediglich die Oberfläche mit einem Aramidgewebe oder ahn- . liehen reibungsarmen Schichten zu versehen.

10 Schutzansprüche
3 Figuren

Claims (10)

■til ·· ·· Il Il ι · · ι a ilti I t · I · I· • ι · ■ · ■ ** * - 6 - VPA 82 P 6260 DE Schutzansprüche

1. Federnder Nutverschlußkeil zur Festlegung von Wicklungen in den Nuten elektrischer Maschinen, bestehend aus einem in Querrichtung gewölbten Blattfederabschnitt und beidseitig daran angeformten Stützflanken, dadurch gekennzeichnet, daß der Blattfederabschnitt (B) und die Stützflanken (5) aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen und daß die Stützflanken (S) als knochenförmige Verdickungen des Blattfederabschnittes (B) ^s- ' ausgebildet sind.

2. Federnder Nutverschlußkeil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Epoxidharz oder ein Cyanatharz ist.

3. Federnder Nut verschlußkeil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung aus Glas und/oder Kohlenstoff und/oder

Aramid besteht.

4. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der vorhergehen-

ι den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die FaserverStärkung durch Gewebelagen (G, G1; G2) gebildet ist.

5. Federnder Nutverschlußkeil nach Anspruch 4, d a durch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen (G, G1; G2) eine in Querrichtung verstärkte Faserarmierung aufweisen.

6. Federnder Nutverschlußkeil nach Anspruch 4 oder 5« dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen (G, G15 G2) im Bereich des Blattfederabschnittes

(B) und im Übergangsbereich zu den Stützflanken (S) zumindest weitgehend senkrecht zur Beanspruchungsrichtung ausge-

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VPA 82 C- 6260 DE

richtet sind.

7. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine bahnförmige Gewebelage (G) in Querrichtung gewickelt ist.

8. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stützflanken (S) die Enden mindestens einer Gewebelage (G1) zur Bildung der knochenförmigen Verdickungen eingerollt sind.

9. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der Ansprüche 4- bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stützflanken (S) zusätzliche Gewebelagen (G2) zur Bildung der knochenförmigen Verdickungen angeordnet sind.

10. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da3 im Bereich der Stützflanken (S) jeweils ein aus faserverstärktem Kunststoff bestehendes Formteil (F) zur Bildung der knochenförmigen Verdickung angeordnet ist.

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