CZ287103B6 - Process for producing electrically conducting bars for dynamo-electric machines and apparatus for making the same - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby vodivých tyčí pro dynamoelektrické stroje, při němž se vodivé tyče opatřené suchou hlavní izolací obalí dělicí fólií a vloží do lisovacího zařízení, v němž se lisují na požadovaný rozměr a společně s lisovacím zařízením se v impregnační nádobě impregnují impregnační piyskyřicí avytvrdí. Vynález se dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Řešení podle vynálezu vychází z řešení, známého například z publikace Herstellung der Wicklungen elektrischer Maschinen, nakladatelství Springer-Verlag Wien, New York, 1973, zejména str. 153.

Izolování vinutí vodivých tyčí se většinou provádí prostřednictvím impregnování ve vakuu vytvrditelnými impregnačními pryskyřicemi, neobsahujícími rozpouštědlo. Tato technika umožňuje použití slídových pásek, které se nejprve v téměř suchém stavu s malým množstvím pojivá navinou na vodivé tyče. Teprve impregnováním a impregnační pryskyřice určují konečnou kvalitu izolace. Kromě toho přispívají k přídavnému zpevnění vodičů a dílčích vodičů, protože všechny zbylé dutiny se vyplní impregnační pryskyřicí. Při používání této techniky se vytvořily dva různé způsoby impregnování a formování.

U prvního, staršího, způsobu se suché izolační vodivé tyče po předběžném vysušení v peci umístí do vakuového zařízení a pro impregnování se odplyní. Po dosažení požadovaného vakua se předměty určené k impregnování, které se nacházejí v impregnační nádobě, zaplaví impregnační pryskyřicí, která může být popřípadě rovněž předehřátá a odplyněná. Potom následuje dostatečně dlouhá tlaková perioda, která je potřebná pro vniknutí pryskyřice do navinuté slídové pásky.

Po vyjmutí vodivých tyčí z impregnační nádoby se na nyní impregnovanou a tudíž vůči mechanickým vlivům choulostivou navinutou slídovou pásku umístí takzvaná dělicí fólie, která brání přilepení k formě při tvrdnutí. Protože při formování se musí nadbytečná impregnační pryskyřice opět z navinuté slídové pásky vytlačit, je zapotřebí použít vysokých lisovacích tlaků, aby se formy uzavřely a izolace vodičů se stlačila na správný rozměr. Impregnovaná izolace vodivých tyčí se vytvrzuje přímo ve vyhřívaných formách nebo lisech nebo společně s nimi v peci při teplotách v rozsahu od 130 °C do 150 °C po dobu několika hodin.

Přemístění vodivých tyčí s impregnovanou navinutou slídovou páskou z impregnační nádoby do formovacích lisů nevyžaduje novější způsob, při němž se vodivé tyče se suchou izolací vloží do formy, přičemž v této formě v průběhu impregnování a vytvrzování zůstanou. Protože pro formování suché navinuté slídové pásky je zapotřebí menší síly, mohou být tyto formy provedeny s menší hmotností. Kromě toho umožňují současné impregnování většího počtu vodivých tyčí, když jsou tyto vodivé tyče vhodným způsobem na sobě na vrstveny těsně s využitím existujícího prostoru. Potřebné dělicí prostředky a dělicí fólie se uspořádají ještě před vložením do formy a čištění formy je vzhledem k její snadné demontáži a použití stavebnicových vložených dílů a lišt velmi usnadněno, viz výše uvedená publikace, obr. 92 na str. 153.

Vodivé tyče vyrobené prvním uvedeným způsobem mají velkou tvarovou přesnost, jejich výroba je však nákladná. Zejména zatížení okolního prostředí je velmi vysoké. Druhý uvedený způsob je podstatně hospodárnější, avšak přesto společné lisování a vytvrzování tak velkého počtu

-1 CZ 287103 B6 vodivých tyčí vyžaduje nákladné předběžné zpracování, aby se mimo jiné zajistilo to, že se dodrží požadovaná geometrie vodivých tyčí.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit způsob výroby vodivých tyčí pro dynamoelektrické stroje, podle něhož je možno vyrobit vodivé tyče s úzkými rozměrovými tolerancemi s poměrně malými náklady, přičemž zatížení okolního prostředí, zejména obsluhujícího personálu, bude malé. Úkolem vynálezu je dále vytvořit zařízení k provádění tohoto způsobu.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje způsob výroby vodivých tyčí pro dynamoelektrické stroje, při němž se vodivé tyče opatřené suchou hlavní izolací obalí dělicí fólií a vloží do lisovacího zařízení, v němž se lisují na požadovaný rozměr a společně s lisovacím zařízením se v impregnační nádobě impregnují impregnační pryskyřicí avytvrdí, podle vynálezu, jehož podstatou je, že suché izolované vodivé tyče se jednotlivě vloží do lisovacího zařízení, přizpůsobeného tvaru vodivých tyčí a obklopujícího vodivou tyč po celé její délce a obvodu, a v tomto lisovacím zařízení se stlačují na konečné rozměry, načež se několik takto připravených vodivých tyčí společně s příslušným lisovacím zařízením vloží do impregnační nádoby a v ní se impregnuje impregnační pryskyřicí.

Podstatou zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je, že je opatřeno přítlačnými lištami, obklopujícími suchou izolovanou vodivou tyč, které jsou na svých podélných okrajích navzájem bodově spojeny, zejména svařeny.

S výhodou jsou přitom použity přítlačné lišty s profilem tvaru L, které svými oběma rameny obklopují vodivou tyč vždy na dvou navzájem se dotýkajících bočních plochách. Tyto boční plochy se potom v místech dotyku bodově k sobě přivaří. Toto provedení lisovacího zařízení zvyšuje rozměrovou přesnost lisovacího zařízení.

V principu by rovněž mohla být takzvaná evolventní část, neboli čelní třmen, vodivých tyčí tímto způsobem pancéřována. Vzhledem kjednodušší výrobě jsou však přítlačné lišty provedeny z plochého materiálu, protože v oblasti čela vinutí hraje rozměrová přesnost spíše podřadnou roli.

Způsob podle vynálezu spojuje výhody obou výše popsaných známých způsobů, aniž by měl jejich nedostatky. Výhody spočívají zejména v tom, že kromě malého zatížení okolního prostředí může být přesně dodržena geometrie vodivých tyčí a jejich rozměry. Choulostivá hlavní izolace je po uzavření lisovacího zařízení chráněna, protože lisovací zařízení působí jako pancíř. Tento pancíř zaujímá méně místa, takže při daném objemu impregnační nádoby může být současně impregnováno a vytvrzováno více vodivých tyčí. Rovněž čištění lisovacího zařízení je poměrně jednoduché, protože toto lisovací zařízení neobsahuje žádné složité díly.

Lisovací zařízení má zvlášť jednoduché provedení, protože sestává z jednoduše vyrobitelných dílů, které navíc mohou být snadno čištěny.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje příčný řez vodivou tyčí s lisovacím zařízením, v němž je umístěna, které sestává ze čtyř plochých přítlačných lišt, které jsou na okrajích, kde se dotýkají, bodově vzájemně svařeny,

-2CZ 287103 B6 obr. 2 příčný řez vodivou tyčí s lisovacím zařízením, v němž je umístěna, které sestává ze dvou přítlačných lišt s profilem tvaru L, které jsou na okrajích, kde se dotýkají, bodově vzájemně svařeny, obr. 3 příčný řez vodivou tyčí s lisovacím zařízením, v němž je umístěna, které sestává ze čtyř plochých přítlačných lišt, které jsou navzájem bodově svařeny prostřednictvím úhelníkových příložek, obr. 4 příčný řez vodivou tyčí s lisovacím zařízením, v němž je umístěna, které sestává ze dvou přítlačných lišt s profilem tvaru L, které jsou bodově vzájemně svařeny prostřednictvím úhelníkových příložek, obr. 5 v bokorysu drážkovou část vodivé tyče opatřené lisovacím zařízením podle obr. 3, a obr. 6 v bokorysu drážkovou část vodivé tyče opatřené lisovacím zařízením podle obr. 4.

Příklady provedení vynálezu

V příčném řezu, znázorněném vždy na obr. 1 až 4, vodivou tyčí, vytvořenou z izolovaných měděných plochých vodičů 1, jsou dílčí vodiče la navzájem spleteny podle Roebelova principu. Podle této techniky, známé několik desetiletí, se pro zabránění vzniku cirkulačních ztrát mění každý dílčí vodič la po celé délce vodivé tyče svoji radiální výšku. To ovšem má za následek, že na takzvaných zlomových místech na úzkých stranách vodivé tyče vznikají dutiny, které jsou u znázorněného příkladu provedení vyplněny polovodivým pastovitým tmelem 2. Alternativně může být na úzkých stranách vodivé tyče rovněž položen pás z tmelu 2 o šířce rovnající se šířce svazku vodičů, který se při pozdějším lisování přizpůsobí daným formám. Výplně z tmelu 2 a vnější dílčí vodič la zakrývá krycí pás 3 z plastu vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFK). Tento krycí pás 3 je na svých vnějších okrajích zaoblen, což je na obr. 1 až 4 znázorněno zveličeně, a to s poloměrem obvykle o velikosti 1,5 až 2 mm. Tímto způsobem se v této oblasti sníží intenzita pole. Navíc se v této oblasti hlavní izolace 4, která obklopuje svazek vodičů, při svém nanášení méně poškodí, takže může být a priori provedena jako tenčí.

Vodivá tyč, vytvořená tímto způsobem, která je opatřená suchou hlavní izolací 4 a obalená takzvanou dělicí fólií, která není znázorněna, se nyní vloží do lisovacího zařízení. Podle prvního provedení sestává toto lisovací zařízení ze čtyř plochých přítlačných lišt 5, 6, 7, 8, které zcela obklopují v obvodovém směru vodivou tyč po celé její délce. Úzké ploché přítlačné lišty 5, 6, přiložené k úzkým stranám vodivé tyče, mají šířku, která odpovídá požadované šířce vodivé tyče. Šířka širokých plochých přítlačných lišt 7, 8, přiložených k širokým stranám vodivé tyče, odpovídá požadované výšce vodivé tyče zvětšené o dvojitou tloušťku úzkých plochých přítlačných lišt 5, 6. Toto provedení lisovacího zařízení umožňuje lisování neboli stlačování suché izolované vodivé tyče na požadované rozměry, protože obě úzké ploché přítlačné lišty 5, 6 určují vzdálenost mezi oběma širokými plochými přítlačnými lištami 7, 8, a tudíž i šířku vodivé tyče. Stlačování vodivé tyče na požadované rozměry ve směru její výšky je možno rovněž snadno kontrolovat. Když se obě úzké ploché přítlačné lišty 5, 6 nacházejí v jedné rovině s okraji širokých plochých přítlačných lišt 7, 8, má rovněž výška vodivé tyče požadovanou velikost.

Lisování samotné může být prováděno s libovolnými pomocnými zařízeními. Tato pomocná zařízení mohou působit v zásadě po celé délce vodivé tyče. S výhodou se lisování provádí prostřednictvím upínacích prostředků, opatřených šroubem, které se rovnoměrně a v poměrně malých odstupech nasadí po celé délce vodivé tyče. Jak vyplývá z obr. 5 a 6, je pro nasazení upínacích prostředků mezi sousedními spojovacími místy dostatek prostoru. Upínací prostředky mohou být přitom ovládány manuálně, pneumaticky nebo hydraulicky. Po stlačení na

-3CZ 287103 B6 požadované rozměry se provede bodové svaření plochých přítlačných lišt 5, 6, 7, 8 v místech jejich vzájemného styku. Na obrázcích jsou místa 9 svaru vyznačena. Místa 9 svaru se přitom provedou s výhodou vždy mezi dvěma sousedními upínacími místy.

Protože má čelní část vodivé tyče tvar třmenu neboli evolventní tvar, to znamená poměrně složitý tvar, je výhodné, když jsou ploché přítlačné lišty 5, 6, 7, 8, 10, 11 dále dělené v podélném směru, přičemž pro drážkovou část vodivé tyče může být upravena jedna souvislá přítlačná lišta a pro třmenovou část jedna nebo několik přítlačných lišt.

Tento postup potom téměř nutně vyžaduje použití přítlačných lišt 10, 11 s profilem tvaru L, jak je znázorněno na obr. 2. U tohoto provedení dosedají natupo na sebe vždy dvě čelní plochy konců lOk, llk krátkých ramen na konce 101, 111 dlouhých ramen, kde jsou navzájem, analogicky s provedením podle obr. 1, bodově svařeny. Rovněž u tohoto provedení je při lisování dosaženo vysoké rozměrové přesnosti, protože i v tomto případě je výška a šířka vodivé tyče určena geometrií přítlačných lišt 10, 11 s profilem tvaru L, a při lisování může být jednoduše kontrolována.

Místo přímého vzájemného bodového svaření plochých přítlačných lišt 5, 6, 7, 8 nebo přítlačných lišt 10, 11 s profilem tvaru L se podle zvlášť výhodného provedení vynálezu navzájem bodově svaří přítlačné lišty 5, 6, 7, 8, popřípadě přítlačné lišty 10, 11 s profilem tvaru L, prostřednictvím úhelníkových příložek 12. Tento případ je pro lisovací zařízení, sestávající ze čtyř plochých přítlačných lišt 5, 6, 7, 8, znázorněn na obr. 3, a pro lisovací zařízení, sestávající ze dvou přítlačných lišt 10, 11 s profilem tvaru L, znázorněn na obr. 4. Svaření se přitom provede na koncích úhelníkových příložek 12, což opět usnadní odstranění těchto úhelníkových příložek 12. Použití úhelníkových příložek 12 podstatně svařování zjednoduší, protože je eliminováno nebezpečí propálení a z něj vyplývající poškození hlavní izolace 4. Navíc mohou být úhelníkové příložky 12, po impregnování a vytvrzení izolace, opět odstraněny podstatně jednodušeji. Rovněž příprava přítlačných lišt 5 až 8 a 10 a 11 pro nové použití bude jednodušší, protože místa jejich styku nemusí být dodatečně opracována. Touto výhodou se větší náklady způsobené přípravou úhelníkových příložek 12 více než vyrovnají.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1, Způsob výroby vodivých tyčí pro dynamoelektrické stroje, při němž se vodivé tyče opatřené suchou hlavní izolací (4) obalí dělicí fólií a vloží do lisovacího zařízení, v němž se lisují na požadovaný rozměr a společně s lisovacím zařízením se v impregnační nádobě impregnují impregnační pryskyřicí a vytvrdí, vyznačující se tím, že suché izolované vodivé tyče se vloží jednotlivě do lisovacího zařízení, přizpůsobeného tvaru vodivých tyčí a obklopujícího vodivou tyč po celé její délce a obvodu, a v tomto lisovacím zařízení se stlačují na konečné rozměry, načež se takto připravené vodivé tyče společně s příslušným lisovacím zařízením vloží do impregnační nádoby a v ní se impregnují impregnační pryskyřicí.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že po lisování se lisovací zařízení, sestávající z přítlačných lišt (5, 6, 7, 8, 10, 11) rozmístěných v obvodovém směru vodivé tyče, bodově uzavřou, při pohledu v podélném směru vodivé tyče, a teprve po impregnování a vytvrzení se opět otevřou.

   -4CZ 287103 B6
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že jednotlivé přítlačné lišty (5, 6, 7, 8, 10, 11) se v místech svého vzájemného dotyku navzájem bodově spojí, zejména navzájem svaří.
4. 5 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že jednotlivé přítlačné lišty (5, 6, 7,

   8, 10, 11) se v místech svého vzájemného dotyku prostřednictvím úhelníkových příložek (12) navzájem bodově spojí, zejména navzájem svaří.

   5. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřeno ío přítlačnými lištami (5, 6, 7, 8, 10, 11), obklopujícími suchou izolovanou vodivou tyč, které jsou na svých podélných okrajích navzájem bodově spojeny, zejména svařeny.
5. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že přítlačné lišty (10, 11) mají profil tvaru L a jsou svými oběma rameny přiloženy vždy ke dvěma navzájem přilehlým bočním

   15 plochám vodivé tyče a v místech vzájemného dotyku na koncích ramen jsou navzájem spojeny.
6. 7. Zařízení podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že pro spojení přítlačných lišt (5, 6, 7, 8, 10, 11) jsou upraveny úhelníkové příložky (12), rozmístěné v podélném směru vodivé tyče, které jsou vždy na svých volných koncích svařeny s přítlačnými lištami (5, 6, 7, 8,

   20 10,11).
7. 8. Zařízení podle jednoho z nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že přítlačné lišty (5,

   6, 7, 8, 10, 11) jsou v podélném směru dělené, přičemž alespoň jejich části, přiřazené třmenové části vodivé tyče, jsou odděleny od drážkové části.