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Dokumentenidentifikation DE69904437T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1051792
Titel KLEMMVORRICHTUNG FÜR DIE WICKLUNGSSPULEN VON TURBOGENERATOREN
Anmelder Siemens Westinghouse Power Corp., Orlando, Fla., US
Erfinder ROWE, M., Charles, Orlando, US;
CHRISTODOULOU, Alex, Oviedo, US;
WELTZIEN, Thorsten, Orlando, US
Vertreter Berg, P., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 80339 München
DE-Aktenzeichen 69904437
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 25.01.1999
EP-Aktenzeichen 999033368
WO-Anmeldetag 25.01.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/US99/01443
WO-Veröffentlichungsnummer 0099038243
WO-Veröffentlichungsdatum 29.07.1999
EP-Offenlegungsdatum 15.11.2000
EP date of grant 11.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse H02K 3/50

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Turbogeneratoren und insbesondere eine Klemmvorrichtung zum Festklemmen der Statorspulenwicklungen in einem Turbogenerator.

Allgemeiner Stand der Technik

Turbogeneratoren zur Erzeugung von elektrischer Energie sind wohlbekannt und enthalten in der Regel einen Wickelkopf, der einen Statorkern mit mehreren Schlitzen enthält, die Leiter aufnehmen und stützen. Die Wickelköpfe werden während des Betriebs des Generators möglicherweise nicht ausreichend in den Kernschlitzen gestützt und sind oftmals starken Schwingungen und Spannungen ausgesetzt, die nachteilige Konstruktionsverformungen verursachen können. Konstruktionsverformungen können auch durch elektromagnetische Kräfte entstehen, die bei anomalen Kurzschluss- und Fehlerzuständen auftreten.

Bei dem Versuch, negative Konstruktionsverformungen der Wickelköpfe zu verhindern, sind mehrere Techniken entwickelt worden, wie zum Beispiel die in der US-PS 4,563,607 von Cooper et al. für eine Radial-Klemmanordnung für Statorwickelköpfe einer dynamoelektrischen Maschine offenbarte. Obere und untere Spulen, die in Schlitzen im Statoreisenkern angeordnet sind, werden mit einer Radialklemme, Klammern, Halterungen, Ringen und Keilblöcken gestützt. Die Radialklemme ist in der Regel im mittleren Evolventenbereich zwischen dem axialen Ende des Wickelkopfes und dem Kern angeordnet.

Die Stützblöcke sind radial über und unter einem jeweiligen Wickelkopfpaar angeordnet, so dass ein Stützblock an zwei parallelen unteren Spulen und der andere Stützblock an zwei parallelen oberen Spulen anliegt.

Obere und untere Stifte sind quer zur Ausrichtungsrichtung der Spulen quer über den Stützblock angeordnet. Eine gespannte Bandschlinge ist auf jeder Seite der Spulen durchgehend um die Stifte herum angeordnet, so dass die Bandschlinge an den Stiften anliegt, die wiederum an ihren jeweiligen Stützblöcken und Spulen anliegen.

Wenn die Bandschlinge in ihrer Position angeordnet ist, werden die Stifte gedreht, um die Bandschlinge zu verdrehen und so übermäßigen Durchhang zu beseitigen, wodurch die Bandschlinge zwischen den Spulen gespannt wird. Dann wird in der Bandschlinge verteiltes Harz in der Regel durch darüber strömende Heißluft vor Ort ausgehärtet. Der Aushärtungsprozess ist mit einem zusätzlichen Zeitaufwand und zusätzlichen Installationskosten verbunden. In der Regel werden durch Bandaushärtung Arbeitspläne verlängert und infolgedessen die Gesamtkosten des Turbogenerators erhöht.

Ein anderes Beispiel ist in der US-PS 4,782,579 an Rowe et al. zu sehen, die einen Versuch beschreibt, den bei der Konstruktion nach den Fig. 1 und 2 erforderlichen Aushärtungsprozess zu verbessern, indem die Vorhärtung eines Teils des Prozesses, nämlich der Bänder, gestattet wird. Bei diesem Prozess ist jedoch immer noch eine umfassende Aushärtung erforderlich, und es besteht weiterhin Bedarf an einem wirtschaftlicheren Mittel zur Installation und Instandhaltung eines Turbogenerators.

Demgemäß wäre es deshalb wünschenswert, ein wirtschaftlicheres Mittel zur Installation und Instandhaltung eines Turbogenerators bereitzustellen. Darüber hinaus wäre es wünschenswert, die Anzahl der Komponenten zu verringern, die bei der Installation der Radialklemmen berücksichtigt werden müssen.

Kurzdarstellung der Erfindung

Angesichts des obigen Hintergrunds besteht deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Vorrichtung und eines verwandten Verfahrens zum Festklemmen von Spulenwicklungen unter Verwendung von vorgehärteten Radialbändern oder dergleichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verringerung der Komponenten und der Verfahrensschritte, die in der Regel beim Festklemmen der Statorspulen typischer dynamoelektrischer Maschinen verwendet werden.

Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch eine Klemmvorrichtung nach dem angehängten Anspruch 1, ein Radialband nach Anspruch 13 und ein Verfahren zur Herstellung eines länglichen Stabs nach Anspruch 14 bereitgestellt. Die Klemmvorrichtung kann eine sich quer über ein Paar in beabstandeter Beziehung angeordneter Spulenwicklungen erstreckende Halteplattform umfassen, durch die eine Bohrung ausgebildet ist. Ein Verbindungseinsatzglied wird in der Bohrung der Halteplattform verschiebbar getragen. Das Verbindungseinsatzglied weist ein Durchgangsloch und ein Mittel zur Aufnahme eines Stabs im Durchgangsloch auf. Ein länglicher Stab erstreckt sich durch das Durchgangsloch des Verbindungseinsatzglieds und enthält ein knollenförmiges Ende, das so bemessen ist, dass es durch die Bohrung der Halteplattform passt, während das Durchgangsloch des Verbindungseinsatzglieds das knollenförmige Ende nicht durchlässt. Somit wird die Plattform durch Spannung im länglichen Stab gegen die Spulenwicklungen vorgespannt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verbindungseinsatzglied trennbare Passsegmente als Mittel zur Aufnahme eines Stabs im Durchgangsloch, und das Durchgangsloch des Verbindungseinsatzglieds enthält eine erste Abmessung, die das knollenförmige Ende durchlässt, und eine zweite Abmessung, die das knollenförmige Ende nicht durchlässt. Weiterhin weist eine Ausführungsform des Verbindungseinsatzglieds einen konisch zulaufenden Querschnitt zur verschiebbaren Befestigung in der Bohrung der Halteplattform auf.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der längliche Stab aus einem vorgehärteten und vorgespannten Bandmaterial gebildet. Bei einem Verfahrensaspekt der vorliegenden Erfindung wird der längliche Stab dadurch gebildet, dass man ein Band zur Bildung einer durchgehenden Schlinge vielfach umwickelt, eine erste und eine zweite Kugel in voneinander beabstandeter Beziehung in der Schlinge anordnet, die Schlinge um eine sich zwischen den Kugeln erstreckende Achse verdreht und das Verdrehen weiterführt, bis die Kugeln vollständig im Band vergraben sind und so an jedem Ende eine Knollenform bilden. Vorteilhafterweise wird ein mit Harz imprägniertes und verklebtes Glasfaserband bereitgestellt. Nach der Bildung des länglichen Stabs aus dem Glasfaserband wird die die Kugeln enthaltende verdrehte Schlinge gespannt und das Harz zur Bildung eines vorgehärteten, starren, länglichen Stabs ausgehärtet.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sowie alternative Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Radialklemmenanordnung nach dem Stand der Technik, die in einer dynamoelektrischen Maschine eingesetzt wird;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 2-2 der in Fig. 1 gezeigten dynamoelektrischen Maschine;

Fig. 3 eine Radialklemme gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einer dynamoelektrischen Maschine eingesetzt werden kann;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 4-4 der in Fig. 3 gezeigten dynamoelektrischen Maschine;

Fig. 4A eine Schnittansicht der dynamoelektrischen Maschine, die eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform der Klemmvorrichtung darstellt;

Fig. 4B und 4C Teilquerschnittsansichten einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, die Phasen der Klemmvorrichtungsinstallation beispielhaft darstellen;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht einer Bandmontieranordnung, die bei der in Fig. 3 gezeigten Radialklemme eingesetzt wird;

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform einer Radialklemme gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht einer Bandmontieranordnung, die bei der in Fig. 6 gezeigten Radialklemme eingesetzt wird;

Fig. 8 eine Unteransicht der in Fig. 7 gezeigten Bandmontieranordnung;

Fig. 9 eine Seitenansicht, die eine Schlinge darstellt, die als Vorbereitung zur Bildung eines unter Bezugnahme auf Fig. 4A beschriebenen länglichen Stabs um zwei Kugeln herum gebildet ist;

Fig. 9A eine Seitenansicht, die eine alternative Ausführungsform von Fig. 9 darstellt, wobei als Vorbereitung zur Bildung eines unter Bezugnahme auf Fig. 4A beschriebenen länglichen Stabs eine doppelte Schlinge um zwei Kugeln herum gebildet ist;

Fig. 10 eine Teilquerschnittsansicht, die den unter Bezugnahme auf Fig. 4A dargestellten länglichen Stab im Einzelnen zeigt;

Fig. 11 eine alternative Ausführungsform eines Endteils des länglichen Stabs; und

Fig. 12 eine Querschnittsansicht, die die Verwendung des Stabs nach Fig. 11 in einem Verbindungseinsatzglied einer Plattform darstellt.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden, ausführlicher beschrieben. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgestaltet werden und sollte nicht als auf die hier angeführten Ausführungsformen beschränkt angesehen werden. Stattdessen sind diese Ausführungsformen zur Gründlichkeit und Vollständigkeit dieser Offenbarung vorgesehen und werden Fachleuten den Schutzbereich der Erfindung vollständig vermitteln. Gleiche Zahlen beziehen sich durchweg auf gleiche Elemente.

Wie weiter oben unter Bezugnahme auf die eigene US-PS 4,563,607 an Cooper et al. beschrieben, besteht Bedarf an Verbesserungen der derzeit verwendeten Techniken. Durch eine kurze Beschreibung der bereits bekannten Technik erlangt der Leser ein besseres Verständnis der durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten Verbesserungen. Zunächst auf Fig. 1 Bezug nehmend, sind eine obere Spule 10 und eine untere Spule 12 in Schlitzen 14 eines Statoreisenkerns 16 angeordnet. Die Spulen 10 und 12 werden mit einer Radialklemme 18, Klammern 20, Halterungen 22, Ringen 24, 26, 28, 30 und Keilblöcken 32 gestützt. Die Radialklemme 18 ist in der Regel im mittleren Evolventenbereich zwischen dem axialen Ende des Wickelkopfes und dem Kern angeordnet.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 dargestellt, sind die Stützblöcke 34 und 36 radial über und unter einem jeweiligen Wickelkopfpaar angeordnet, so dass ein Stützblock 34 an zwei unteren Spulen 12a und 12b und der andere Stützblock 36 an zwei oberen Spulen 10a und 10b anliegt. Jeder der Stützblöcke 34 und 36 ist durch eine Lage 38 aus anpassbarem Material von einer benachbarten Spule beabstandet. Ein oberer Stift 40 ist quer zur Erstreckungsrichtung der Spulen quer über den Stützblock 36 angeordnet, und ein im Verhältnis unterer Stift 42 ist auf ähnliche Weise quer über den Stützblock 34 angeordnet. Eine gespannte Bandschlinge 44 ist auf jeder Seite der Spulen in einer durchgehenden Schlinge um die Stifte 40 und 42 herum angeordnet, so dass die Bandschlinge 44 an den Stiften anliegt, die wiederum an ihren benachbarten Stützblöcken und -spulen anliegen. Zwischen dem Stift 40 und dem Stützblock 36 ist eine Unterlegscheibe 46 angeordnet. Zwischen dem unteren Stift 42 und dem Stützblock 34 sind Federglieder 48 und Stützscheiben 50 angeordnet.

Wie oben beschrieben, und erneut auf Fig. 2 Bezug nehmend, sind die Stifte 40 und 42 zum Drehen und Verdrehen der Bandschlinge 44 ausgeführt, um übermäßigen Durchhang in der Bandschlinge zu beseitigen, wodurch die Bandschlinge 44 zwischen den Spulen 10 und 12 gespannt wird. Dann wird in der Bandschlinge 44 verteiltes Harz ausgehärtet, indem in der Regel Heißluft über die Bandschlinge geleitet wird. Nach der Anordnung und Aushärtung der Bandschlinge 44 wird eine Vorrichtung, wie zum Beispiel eine hydraulische Hebevorrichtung, dazu verwendet, mindestens einen der Stifte radial von den Spulen wegzuziehen, wodurch die Bandschlinge 44 gedehnt und an ihr eine Spannung erzeugt wird. Anschließend werden die Unterlegscheiben 46 zwischen dem oberen Stift 40 und dem Stützblock 36 angeordnet, so dass die Bandschlinge 44 nach Freigabe des hydraulischen Hebers unter Spannung bleibt.

Nunmehr auf Fig. 3 Bezug nehmend, enthält eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Vorspannungssystem 52 zur Vorspannung eines oberen oder ersten Spulenwickelkopfs 54 und eines unteren oder zweiten Spulenwickelkopfs 56 eines Statoreisenkerns 58. Die obere Spule 54 und die untere Spule 56 sind in durch den Statoreisenkern 58 definierten Schlitzen 60 angeordnet. Die Spulen S4 und 56 sind durch eine Klemmvorrichtung befestigt, und zwar die Klemmvorrichtung 62 gemäß der vorliegenden Erfindung. In Anbetracht der vorliegenden Erfindung versteht sich, dass die Verwendung von Begriffen wie zum Beispiel obere(r), untere(r) und dergleichen relative Begriffe sind und die Konstruktionen und Methoden der vorliegenden Erfindung durch die zweckmäßige Verwendung solcher relativen Begriffe nicht eingeschränkt sind.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 dargestellt, enthält eine Ausführungsform der Klemmvorrichtung 62 einen oberen Stützblock 64, der radial außerhalb eines jeweiligen Paars oberer Spulen S4 angeordnet ist. Vorzugsweise sind untere Stützblöcke im Gegensatz zum Regelfall des Stands der Technik nicht erforderlich. Der obere Stützblock 64 ist durch eine Lage 68 aus anpassbarem Material, wie zum Beispiel Polyesterfilz, von einer benachbarten Spule beabstandet. Der Stützblock drückt die obere Spule 54 in Betriebsstellung zusammen. Insbesondere enthält der obere Stützblock 64 eine Öffnung 70, die zur Aufnahme eines hier anfänglich als ein vorgehärtetes Radialband bezeichneten, erfindungsgemäßen länglichen Stabs 72 dadurch zur Befestigung der Spulen S4 und 56 in einer Betriebsstellung ausgeführt ist. Vorzugsweise ist die Öffnung 70 bezüglich der Achse, einer horizontalen Linie in den Fig. 1 und 3, der Maschine im Wesentlichen radial ausgerichtet. Der Stützblock 64 besteht aus Materialien, die in der Regel zum Beispiel nichtleitend und nichtmagnetisch sind. Das Radialband 72 erstreckt sich durch die Stützblocköffnung 70. An verschiedenen Stellen können Keilblöcke 74 angeordnet sein, um zwischen den oberen Spulen S4 und den unteren Spulen S6 für Abstützung zu sorgen. Der Einsatz von Keilblöcken 74 ist Durchschnittsfachleuten wohlbekannt.

Wiederum auf Fig. 4 Bezug nehmend, umfasst die Klemmvorrichtung 62 bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen oberen Stift 76, das vorgehärtete Radialband 72, eine Halteplattform 80 und ein Verbindungseinsatzglied 82, das zur einstellbaren Passung in der Halteplattform ausgeführt ist. Der obere Stift 76 ist so ausgeführt, dass er quer zur Erstreckungsrichtung der oberen Spule quer über den oberen Stützblock 64 angeordnet ist. Zwischen dem oberen Stift 76 und dem Stützblock 64 ist eine Unterlegscheibe 78 angeordnet. Der obere Stift 76 besteht vorzugsweise aus einem mit einem Epoxidharz getränkten Glasfasermaterial.

Das vorgehärtete Radialband 72 weist ein erstes Ende 55 und ein zweites Ende 86, an das ein Kopf teil 88 mit einer Knollenform integral angeformt ist, auf. Das erste Ende 55 des Radialbands 72 umschlingt den in Querrichtung angeordneten oberen Stift 76 derart und ist vorzugsweise derart um ihn herum geformt, dass sich das zweite Ende 86 der Bandschlinge 72 durch die Öffnung 70 des oberen Stützblocks 64 erstrecken kann. Vorzugsweise weist der Kopfteil 88 eine allgemein kugelförmige Gestalt auf, deren Größe es dem Band 72 gestattet, in bestehende Wicklungen installiert zu werden. Es ist beabsichtigt, dass der knollenförmige Kopf teil einen kleineren Umfang aufweist als das erste Schlingenende 55.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 5 dargestellt, definiert die Halteplattform 80 eine Bohrung 84, die einen im Wesentlichen konisch zulaufenden Querschnitt besitzt. Die Bohrung 84 ist zur einstellbaren Aufnahme des Verbindungseinsatzglieds 82 ausgeführt, das einen ähnlichen konisch zulaufenden Querschnitt wie die Bohrung 84 besitzt. Das Verbindungseinsatzglied 82 definiert ein Durchgangsloch 90, das zur Aufnahme des knollenförmigen Kopf teils 88 darin ausgeführt ist. Die Halteplattform ist so ausgeführt, dass sie nahe den unteren Spulen S6 angeordnet wird. Das Verbindungseinsatzglied 82 ist so ausgeführt, dass es auseinandergebaut werden kann, so dass der Kopfteil 88 leicht in dem Durchgangsloch 90 aufgenommen werden kann. Vorzugsweise weist das Verbindungseinsatzglied 82 zwei Passhälften 92 auf, die das Durchgangsloch 90 definieren. Das Durchgangsloch 90 weist einen ersten Teil 94 mit einem relativ großen Durchmesser und einen zweiten Teil 96 mit einem relativ kleinen Durchmesser auf. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Durchmesserteil 94, 96 koaxial. Zwischen dem ersten und dem zweiten Durchmesserteil 94, 96 ist ein Schulterteil 98 angeordnet. Die beiden Hälften 92 des Verbindungseinsatzglieds 82 sind so ausgeführt, dass sie auseinandergebaut werden können, so dass der knollenförmige Kopfteil 88 des länglichen Stabs, des vorgehärteten Radialbands 72, in jeder Hälfte des großen Durchmesserteils 94 aufgenommen werden kann. Bei dieser Anordnung wird der knollenförmige Kopfteil 88 der Bandschlinge 72 in dem großen Durchmesserteil 94 und am Schulterteil 98 gehalten, wobei sich der verbleibende Teil des vorgehärteten Radialbands 72 durch den kleinen Durchmesserteil 96 zum Stift 76 erstreckt. Anschließend wird das Verbindungseinsatzglied 82 so in der Bohrung 84 platziert, dass das Verbindungseinsatzglied 82 den Kopfteil 88 des Radialbands 72 verankert. Darüber hinaus ist der Kopfteil 88 so ausgeführt, dass er sich zur Einstellung und Ausrichtung des Bands leicht drehen kann.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 4A dargestellt, umfasst die Klemmvorrichtung 63 bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Stützblock 64, der radial außerhalb eines oberen Paars paralleler Spulenwicklungen 54 angeordnet ist, die in einer beabstandeten Beziehung positioniert sind und somit einen Spalt 57 zwischen sich auf weisen. Durch den Stützblock 64 ist eine Öffnung 70 ausgebildet, die auf den Spalt 57 zwischen dem oberen Paar Spulenwicklungen 54 ausgerichtet ist, wie oben anhand Fig. 4 beschrieben. Eine obere Halteplattform 81 ist auf einer dem oberen Paar Spulenwicklungen 54 gegenüberliegenden Seite neben dem Stützblock 64 angeordnet und erstreckt sich quer über die Spulenwicklungen 54. Der Leser sei daran erinnert, dass die Verwendung solcher relativer Begriffe wie obere(r) und untere(r) hier der Zweckmäßigkeit bei der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen und dass solche Wörter allgemein austauschbar sind. Durch die Halteplattform 81 ist eine Bohrung 85 ausgebildet, die auf die Öffnung 70 allgemein ausgerichtet ist. Wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 4 und hier auf Fig. 4A beschrieben, erstreckt sich die untere Halteplattform 80 quer über das untere Paar paralleler Spulenwicklungen 56, die in zueinander beabstandeter Beziehung angeordnet sind und somit zwischen sich einen Spalt 57 aufweisen, und weiterhin in beabstandeter Beziehung zum oberen Paar Spulenwicklungen 54 angeordnet sind. Durch die untere Halteplattform 80 erstreckt sich die Bohrung 84. Infolgedessen sind das obere und das untere Spulenwicklungspaar 54, 56 zwischen der oberen und der unteren Halteplattform 81, 80 eingeklemmt.

Weiterhin auf Fig. 4A Bezug nehmend, werden das untere und das obere Verbindungseinsatzglied 82, 83 in jeder Bohrung 84 bzw. 85 für die Halteplattformen 80, 81 verschiebbar getragen. Die Verbindungseinsatzglieder 82, 83 weisen jeweils ein Durchgangsloch 90, 91 und ein Mittel zur Aufnahme eines länglichen Stabs 73 in das Durchgangsloch 90, 91 auf. Der starre, längliche Stab 73 erstreckt sich durch die Durchgangslöcher 90, 91 der Verbindungseinsatzglieder 82, 83. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind beide Enden des länglichen Stabs 72 knollenförmige Enden 88, 89, die so dimensioniert sind, dass sie durch jede Bohrung 84, 85 der Halteplattformen 80, 81 passen, während die Durchgangslöcher 90, 91 der Verbindungseinsatzglieder 82 bzw. 83 die knollenförmigen Enden 88, 89 nicht durchlassen. Somit werden durch die Spannung im länglichen Stab 73 die obere und die untere Halteplattform 80, 81 gegen die Spulenwicklungen 54, 56 in einer Klemmanordnung davon vorgespannt.

Auf ähnliche Weise wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben enthält jedes der Durchgangslöcher 90, 91 der Verbindungseinsatzglieder 82, 83 eine erste Abmessung 94, die die knollenförmigen Enden 88, 89 durchlässt, und eine zweite Abmessung 96, die die knollenförmigen Enden 88, 89 nicht durchlässt. Wie weiter unter Bezugnahme auf Fig. 4A beschrieben, weisen die Verbindungseinsatzglieder 82, 83 einen konisch zulaufenden Querschnitt auf, der zur Befestigung in der Bohrung 84, 85 der Halteplattformen 80, 81 ausgeführt ist, um unter Verwendung der Plattform 81 eine Spannung am länglichen Stab 73 einzustellen. Jedes der Verbindungseinsatzglieder 82, 83 umfasst wiederum trennbare Passsegmente 92, wobei diese letzteren zwei bogenförmige Passteile 92a, 92b umfassen, die die Durchgangslöcher 90, 91 definieren.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6-8 wird eine andere Ausführungsform einer Halteplattform 100 und eines Verbindungseinsatzglieds 102 dargestellt. Die Halteplattform 100 definiert eine Bohrung 103, die vorzugsweise bezüglich der Achse der Maschine radial positioniert ist. Die Bohrung 103 ist mit einem Gewinde versehen, um mit dem ein Durchgangsloch 104 definierenden Verbindungseinsatzglied 102 einstellbar in Ein griff zu gelangen. Das Verbindungseinsatzglied 102 ist zum Auseinanderbau ausgeführt, so dass der knollenförmige Kopfteil 88 in dem Durchgangsloch 104 aufgenommen werden kann. Vorzugsweise weist das Verbindungseinsatzglied 102 zwei identische Passhälften 106 auf, die das Durchgangsloch 104 definieren. Das Durchgangsloch 104 weist einen ersten Teil 108 mit relativ großem Durchmesser und einen zweiten Teil 110 mit relativ kleinem Durchmesser auf. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Durchmesserteil koaxial. Zwischen dem ersten und dem zweiten Durchmesserteil 108 und 110 ist ein Schulterteil 112 angeordnet. Das Verbindungseinsatzglied ist in der Halteplattformbohrung verschraubt. Vorzugsweise bestehen die Halteplattform und das Verbindungsglied aus dem gleichen Material, aus dem auch der Stift 76 besteht.

Bei dieser Anordnung wird der Kopfteil 88 im großen Durchmesserteil 108 und gegen den Schulterteil 112 festgehalten, wobei sich der verbleibende Teil des Bands 72 durch den kleinen Durchmesserteil 110 zum Stift 76 erstreckt. Unter Festhalten des Kopf teils 88 wird der Verbindungseinsatz 102 mit der Halteplattformbohrung 103 verschraubt, um die gewünschte Bandlänge zu erhalten. Bei dieser Anordnung ist der Kopfteil 88 so ausgeführt, dass er leicht gedreht werden kann, um das Radialband einzustellen und auszurichten. Wie unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 8 dargestellt, sind zwei Einstelllöcher 114 so ausgeführt, dass sie ein Einstellwerkzeug aufnehmen können, um verschiedenen Bandlängen Rechnung zu tragen.

Im Betrieb und als Beispiel ist das unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 6 beschriebene vorgehärtete Radialband 72 um den Stift 76 herum vorgeformt. Der Stift 76 ist gegen den oberen Stützblock 64 positioniert, wobei sich das zweite Ende 86 der Bandschlinge 72 durch die Stützblocköffnung 70 erstreckt. Der Kopfteil 88 der Bandschlinge 72 ist in jeder Hälfte 92 des Verbindungseinsatzglieds 102 angeordnet, wodurch der Kopfteil 88 gegen den Schulterteil 112 und im großen Durchmesserteil 108 befestigt wird, wobei sich der verbleibende Teil der Bandschlinge 72 durch den kleinen Durchmesserteil 110 zum Stift 76 erstreckt. Bei dieser Anordnung ist das Verbindungseinsatzglied 102 so in der Bohrung 103 der Plattform 100 platziert, dass das Verbindungseinsatzglied 102 den Kopfteil 88 der Bandschlinge 72 verankert. Darüber hinaus ist der Kopf teil 88 so ausgeführt, dass er sich zur Einstellung und Ausrichtung des Bands leicht dreht.

Als weiteres Beispiel und auf die Fig. 4B und 4C Bezug nehmend, wird bei der Installation der oben unter Bezugnahme auf Fig. 4A beschriebenen Klemmvorrichtung 63 das knollenförmige Ende 89 des länglichen Stabs 73 durch den Spalt 57 zwischen den Spulenwicklungen 54 geführt, nachdem das gegenüberliegende Ende des länglichen Stabs 73 in der unteren Halteplattform 80 angeordnet worden ist. Wie erneut unter Bezugnahme auf Fig. 4B dargestellt, sind die Lagen 68 und der obere Stützblock 64 auf den Spulen 54 angeordnet. Die obere Halteplattform 81 ist direkt auf dem oberen Stützblock 64 angeordnet, während der längliche Stab 73 nach oben vorgespannt ist, um die Plattform 80 an ihrem Platz festzuhalten. Bei Anliegen der oberen Halteplattform 81 am Stützblock 64 besteht genug Platz zum Einführen der Passhälften 92 in die Bohrung 85 ohne Behinderung durch das knollenförmige Ende 89. Nach Anordnung des Einsatzglieds 83 in seiner Position, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4C gezeigt, wird ein Hebewerkzeug in Hebekerben 79 angebracht, wie in Fig. 4C durch Pfeile dargestellt. Dann wird die obere Halteplattform 81 vom oberen Stützblock 64 abgehoben, wodurch der längliche Stab 73 mit Spannung beaufschlagt und die untere Halteplattform 80 weiter gegen die unteren Spulen 56 vorgespannt wird. Dann werden Unterlegscheiben 78 zwischen der oberen Halteplattform 81 und dem oberen Stützblock 64 eingesetzt, wie unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4A dargestellt.

Das knollenförmige Ende 88 des als ein länglicher Stab 72 ausgebildeten Radialbands und der längliche Stab 73, dessen beiden Enden knollenförmig ausgebildet sind, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4A beschrieben, werden unter Verwendung einer Glaskugel 120 geformt, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 9, 9A und 10 nun beispielhaft beschrieben.

Der längliche Stab 73 der bevorzugten Ausführungsform von Fig. 4A wird vorzugsweise unter Verwendung einer ersten und einer zweiten Glaskugel 120, 121 gebildet, die in den einander gegenüberliegenden Enden 122, 123 eines verdrehten Glasfaserbands 124 getragen werden, das unter Spannung zur Bildung des oben als länglicher Stab 73 bezeichneten starren, länglichen Glasfaserstabs vorgehärtet wird, wie hier unter Bezugnahme auf Fig. 10 beispielhaft dargestellt. Der längliche Stab 73 wird durch vielfaches Umwickeln eines ersten Bands 126 zur Bildung einer durchgehenden Schlinge 128 gebildet. Die freien Enden der Schlinge 128 werden festgebunden, wie unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 9 durch die Bezugszahlen 129 gezeigt. Die erste und die zweite Kugel 120, 121 sind in Endteilen der Schlinge 128 in einer beabstandeten Beziehung angeordnet. Dann wird die erste Schlinge 128 um eine sich zwischen den Kugeln 120, 121 erstreckende Achse verdreht, bis die Kugeln vollständig im Band 126 vergraben sind und an jedem Ende eine Knollenform bilden, wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 11 beschrieben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein zweites Band 127 gebildet und um die erste Schlinge 128 in einem rechten Winkel dazu gewickelt, um eine zweite Schlinge 130 zu bilden und die Kugeln 120, 121 darin einzuschließen, wie unter Bezugnahme auf Fig. 9A dargestellt. Dann werden die durchgehenden Bänder 126, 128 mit den Kugeln 120, 121 darin zur Bildung des länglichen Stabs 73 verdreht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der länglichen Stäbe 72, 73 stellt man bei der Bildung des Stabs 72, 73 ein mit Harz imprägniertes und verklebtes Glasfaserband bereit, spannt die verdrehten Schlingen 126, 128 und härtet das Harz aus, um einen vorgehärteten, starren, länglichen Stab zu bilden.

Vorzugsweise bestehen die als längliche Stäbe gebildeten vorgehärteten Radialbänder 72, 73 aus herkömmlichen Materialien, wie zum Beispiel einem Glasfasermaterial, das mit einem Polyester-, Acryl- oder Epoxidharz imprägniert ist. Das Radialband 72, 73 wird vorzugsweise während eines getrennten Aushärtungsvorgangs, der außerhalb des Generators erfolgt, in einer Haltevorrichtung gebildet. Die bevorzugten Temperaturen, die während des Aushärtungsvorgangs erreicht werden, reichen in Abhängigkeit von dem verwendeten Harz von 100ºC bis ca. 160ºC. Die Zeitdauer, über die diese Temperaturen auf rechtgehalten werden, hängt ebenfalls von dem verwendeten Harz ab. Es sei darauf hingewiesen, dass niedrigere Temperaturen eine längere Aushärtungszeit erfordern, während bei höheren Temperaturen zur Aushärtung des Bands weniger Zeit benötigt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass das Radialband 72 mit in Position angeordnetem Stift 76 vor Installation in den Spulenwicklungen ausgehärtet oder vorgehärtet wird.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sich durch das vorgehärtete Radialband 72 und die Stiftanordnung oder das Radialband 73 mit zwei Kugeln 120, 121 das Aushärten des Bandmaterials in der Wicklung erübrigt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der knollenförmige Kopfteil 88 am Radialband 72 eine relativ schnelle und leichte Installation zwischen den Spulen 54, 56 ermöglicht.

Bei einer alternativen Klemmanordnung, und wie unter Bezugnahme auf Fig. 11 dargestellt, enthält ein länglicher Stab 132 ein genutetes Stabende 134 mit einer darin ausgebildeten Nut 135 statt einem knollenförmigen Ende, wie oben beschrieben. Bei dieser Ausführungsform enthält das Verbindungseinsatzglied 136 eine Auswölbung oder einen Flansch 137, der in der Nut 135 dahingehend wirkt, den Stab im Verbindungseinsatzglied zu befestigen, wie unter Bezugnahme auf Fig. 12 dargestellt. Ansonsten entsprechen die Merkmale des Verbindungseinsatzglieds 136 den oben beschriebenen.

Es versteht sich, dass die Offenbarung trotz der Anführung zahlreicher Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung in der vorhergehenden Beschreibung zusammen mit Einzelheiten der Konstruktion und Funktion der Erfindung nur beispielhaft ist und dass an Einzelheiten, insbesondere an der Form, Größe und Anordnung von Teilen, Änderungen durchgeführt werden können, die von den Grundzügen der Erfindung, die im vollen Ausmaß durch die angehängten Ansprüche aufgezeigt werden, mit umfasst sind.


Anspruch[de]

1. Klemmvorrichtung (62), die mit einer dynamoelektrischen Maschine eingesetzt werden kann und dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes umfasst:

- eine Halteplattform (80) zur Verbindung mit Spulenwicklungen (54, 56), wobei durch die Halteplattform (80) eine Bohrung (84) ausgebildet ist;

- ein Verbindungseinsatzglied (82), das zur einstellbaren Montage in der Bohrung (84) der Halteplattform (80) ausgeführt ist und aus trennbaren Passsegmenten (92) gebildet ist, die weiterhin ein Durchgangsloch (90) definieren; und

- ein Radialband (72) mit mindestens einem Ende (86), das einen Kopfteil (88) mit vergrößerter Umfangsabmessung auf weist, der zur Aufnahme zwischen den trennbaren Passsegmenten (92) und im Durchgangsloch (90) zur Befestigung des Radialbands (72) am Verbindungseinsatzglied (82) ausgeführt ist.

2. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 1, bei der das Verbindungseinsatzglied (82) in der Bohrung (84) der Halteplattform (80) verschraubbar aufgenommen und zur Einstellung darin ausgeführt ist.

3. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Bohrung (84) der Halteplattform (80) einen allgemein konisch zulaufenden Querschnitt aufweist und das Verbindungseinsatzglied (82) einen allgemein konisch zulaufenden Querschnitt definiert, der zur einstellbaren Befestigung in der Bohrung (84) der Halteplattform (80) ausgeführt ist, so dass das Radialband (72) eingestellt werden kann.

4. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das Radialband (72) aus vorgehärtetem und vorgespanntem Material hergestellt ist.

5. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei der das Radialband eine erste und eine zweite Kugel enthält, die in einander gegenüberliegenden Enden eines verdrehten Glasfaserbands, das zur Bildung eines starren, länglichen Glasfaserstabs unter Spannung vorgehärtet ist, getragen werden.

6. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, weiterhin mit einem Stützblock (64) zur Erstreckung quer über ein erstes Paar in beabstandeter Beziehung angeordneter Spulenwicklungen, wobei durch den Stützblock (64) eine Öffnung (70) ausgebildet ist.

7. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, bei der das Verbindungseinsatzglied (82) trennbare Passsegmente umfasst.

8. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 7, bei der die trennbaren Passsegmente zwei das Durchgangsloch (90) definierende Passhälftenteile umfassen.

9. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 8, bei der das Durchgangsloch (90) des Verbindungseinsatzglieds (82) einen ersten und einen zweiten Durchmesser unterschiedlicher Abmessung aufweist.

10. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 9, bei der die trennbaren Passsegmente (92) zwei bogenförmige Passteile (92a, 92b) umfassen, die das Durchgangsloch (90) definieren.

11. Klemmvorrichtung (62) nach Anspruch 8, bei der das Durchgangsloch (90) des Verbindungseinsatzglieds (82) eine erste Abmessung (94), durch die das knollenförmige Ende passt, sowie eine zweite Abmessung (96), durch die das knollenförmige Ende nicht passt, auf weist.

12. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, bei der die dynamoelektrische Maschine einen Statorkern (16) mit mehreren Schlitzen (140) darin enthält, wobei der Statorkern (160) mehrere obere Spulen (54) und untere Spulen (56) enthält, die in jedem der mehreren Schlitze (140) enthalten sind, wobei sich jede der mehreren oberen und unteren Spulen (54, 56) von einem Ende des Statorkerns (160) aus erstreckt.

13. Aus einem Bandmaterial hergestelltes Radialband (72), das bei einer Radialklemme (62), die bei einer dynamoelektrischen Maschine eingesetzt werden kann, nützlich ist und Folgendes umfasst:

ein erstes Ende, das zur Umschlingung eines Querstiftes (76) ausgeführt ist; und

ein beabstandetes zweites Ende, das einen Kopf teil (88) mit einer vergrößerten Umfangsabmessung zur Aufnahme in einer Öffnung (90) enthält, wobei das beabstandete zweite Ende zur Aufnahme in trennbaren Passsegmenten (92) eines Verbindungseinsatzglieds (82) ausgeführt ist, so dass die Spannung des Radialbands (72) eingestellt werden kann.

14. Verfahren zur Bildung eines ein Radialband einer Klemmvorrichtung (62) definierenden länglichen Stabs, bei dem man

ein Band vielfach umwickelt, um eine durchgehende Schlinge zu bilden;

eine erste und eine zweite Kugel in beabstandeter Beziehung in der Schlinge anordnet;

die Schlinge um eine sich zwischen den Kugeln erstreckende Achse verdreht; und

das Verdrehen weiterführt, bis die Kugeln vollkommen im Band vergraben sind und an jedem Ende eine Knollenform bilden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem man weiterhin:

ein mit Harz imprägniertes und verklebtes Glasfaserband bereitstellt;

die verdrehte Schlinge spannt; und

das Harz zur Bildung eines vorgehärteten starren länglichen Stabs aushärtet.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem man bei dem Umwickeln ein erstes Band vielfach umwickelt, um eine erste durchgehende Schlinge zu bilden, und bei dem man weiterhin ein zweites Band vielfach umwickelt, um eine zweite durchgehende Schlinge zu bilden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem man beim Anordnen die erste und die zweite Kugel in der ersten durchgehenden Schlinge in beabstandeter Beziehung anordnet und die erste durchgehende Schlinge innerhalb der zweiten durchgehenden Schlinge in rechtwinkliger Ausrichtung zu dieser anordnet, wodurch die erste und die zweite Kugel darin angeordnet werden.







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