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Verfahren und Vorrichtung zum Imprägnieren und maßgerechten Aushärten
von Wicklungsstäben, Spulen oder Halbspulen elektrischer Maschinen. Die Erfindung
bezieht sich a.uf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Imprägnieren und maßgerechten
Aushärten der vorzugsweise aus glimmerha.ltigen Bändern oder Bahnen mit geringem
Klebergehalt bestehenden Bewicklung zur Isolierung von Wicklungsstäben, Spulen oder
Halbspulen, insbesondere für Hochspannungsma.schinen.
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Ein solches Verfahren läßtsich so durchführen, da.ß die mit einer
aufgewickelten Isolierhülse aus beschleunigerhaltigen Glimmerbändern oder -bahnen
versehenen GGenera.torstäbe oder Spulen nach der Imprägnierung a.us der Tränkwanne
genommen werden und nach dem Entfernen eines Schutzband es mit Trennfolie bewickelt
und in Preßformen eingespannt und gehärtet werden. Bei den großen Abmessungen dieser
Stäbe können jedoch beim Transport und bei den vorerwähnten Zwischenarbeiten leicht
Beschädigungen oder nachteilige, nicht ohne weiteres erkennbare Wirkungen a.n der
im getränkten Zustand sehr empfindlichen Bewieklung verurea.cht werden. Der zum
Schließen der Presse erforderliche hohe Druck bewirkt Verformungen des eingebetteten
Glimmers, die zu meeha.nischen Spannungen in der ausgehärteten Isolierung mit späteren
Spalt- und Rißbildungen und zu verminderter Qualität führen können. Darüber hinaus
treibt der hohe Freßdruck einen Teil des nunmehr beschleunigerhaltigen Imprägnierharzes
aus dem Band wieder aus, der verlorengeht und an der Presse umfangreiche Reinigungsarbeiten
nach
jeder Benutzung nötig macht. Die Presse bestimmt und verlängert durch ihre schwere
Bauart die für Anheizen und Kühlen erforderlichen Zeiten. Diese Nachteile zu vermeiden
ist Aufgabe der Erfindung.
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Nun ist bereits eine Vorrichtung zum Imprägnieren der Wicklung von
elektrischen Leitern oder Leiterbündeln für Hochspannungsmaschinen bekanntgeworden,
welche zwei gleichgestaltete, zwischen Nut- und Wickelkopfteil unterteilte Metallbänder
als Formrahmen aufweist, zwischen welche geeignete Profil- und Distanzstücke sowie
Verbindungsglieder, z. B. Schraubzwingen, eingefügt werden. Durch eine solche Vorrichtung
ist es möglich, einen einzelnen Stab unter Wahrung der gewünschten Form zu imprägnieren.
Nicht jedoch ist es damit möglich, mehrere Stäbe gleichzeitig zu imprägnieren bzw.
zu behandeln. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es weiterhin bereits vorgeschlagen
worden,. eine mehrfach benutzbare Tränk- und Härteform zu verwenden, die aus einer
Nachbildung eines Teiles der Blechsegmente des Ständers der elektrischen Maschine
besteht und die jeweils einen Teil der die gesamte Ständerwicklung bildenden Wicklungselemente
aufnimmt. Hier wird also eine naturgetreue Nachbildung eines Teiles des Ständerbleehpaketes
als Tränk- und Härteform benutzt. Der Vorteil dieser Methode ist der, da.ß bei großen
Maschinen, deren gesamtes Ständerblechpaket wegen seiner Größe nicht in das Tränkbad
eingebracht werden kann, z. B. bei Wasserkraft-Generatoren mit großem Durchmesser,
eine gute Formtreue des nach der Tränkung und Härtung der aus der Blechpaketform
zu entnehmenden und in die Ständernuten einzulegenden Stäbe erreicht wird. Nachteilig
ist jedoch das hohe Gewicht der Blechpa.ketform im Vergleich zum Gewicht der zu
tränkenden Isolierung und die Notwendigkeit, jeden einzelnen Stab mit der fertig
gehärteten Isolierung aus der Nut der Blechpaketform wieder herauszunehmen, um ihn
dann in die Ständernut einzulegen, wobei je nach der Haftung an den Nutwa.ndungen
der Form Biege-und Zugkräfte aufgewendet werden müssen, die auf den isolierten Stab,
insbesondere bei großer Länge oder bei im Verhältnis zur Länge geringem Querschnitt,
wirken und seine Qualität
beeinträchtigen können.
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Darüber hinaus wird bei großen Leiterabmessungen, insb. bei Wicklungen
für Turbogeneratoren, eine Blechpaketform zu schwer und unhandlich. Auch diese Nachteile
will die Erfindung vermeiden.
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Gegenstand der Erfindung ist nunmehr ein Verfahren zum Imprägnieren
und maßgerechten Aushärten der vorzugsweise aus glimmerhaltigen Bändern oder Bahnen
mit geringem Klebergehalt bestehenden Bewicklung zur Isolierung von Wicklungsstäben,
Spulen oder Halbspulen (Wicklungselementen) ins b. für HochspannungsmaBchinen, bei
dem die auf die Wicklungselemente aufgewickelte Isolierhülse mit einem aushärtbaren
Kunstharz getränkt wird, worauf das in die Isolierhülse eingedrungene Kunstharz
in einer die äußeren Abmaße der fertigen Isolierung maßgerecht festlegenden Weise
ausgehärtet wird, zu welchem Zweck die Wicklungselemente zu mehreren in eine Tränk-
und Härteform eingelegt werden, welche den Nuta.bmessungen des später mit der Wicklung
zu versehenden Ständerblechpaketes entsprechende Aufnahmekanäle für die im ungetränkten
Zustand einzufügenden Wicklungselemente aufweist * Die Erfindung besteht darin,
da.ß die Wicklungselemente in die Aufnahmekanäle der Tränk- und Härteform mit einem
geäenseitigen Abstand eingelegt werden, welcher kleiner als ihr Abstand im Ständerblechpaket
ist bzw. nur einen Teil der Zahnbreite ausmacht und daß die Wicklungselemente zusammen
mit die Aufnahmekanäle definierenden Abstandshaltern bzw. Füllstücken lagenweise
zu einem Formverband gestapelt und fixiert werden und daß anschließend an den Tränk-
und Härteprozeß die Fixierung des Formverbandes beseitigt und in entsprechender
Weise die Wicklungselemente sowie Abstandshalter bzw. Füllstücke lagenweise wieder
abgetragen werden. Dadurch, da.ß die Wicklungselemente in der Tränk-und Härteform
im Vergleich zu ihrer Späteren Zage im Ständerblechpaket zusammengedrängt gestapelt
und fixiert werden, können eine Vielzahl von Stäben gleichzeitig mit einer relativ
kleinen und leichten Form behandelt werden. Zugleich ergibt sich eine leichte Montage
und Demontage der Stäbe innerhalb
der Tränk- und Härteform, ohne
da.ß die Gefahr der Oberflächenbeschädigung der Isolierung gegeben ist.
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Vorzugsweise zur Behandlung von Wicklungselementen, insb.
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- Stäben, die einen geraden Nutteil und einen evolventenförmig oder
ähnlich gebogenen Wickelkopf aufweisen, empfiehlt die Erfindung, da:ß die Stäbe
mit ihren Breitseiten aneinanderliegend unter Einfügung der Abstandshalter bzw.
Füllstücke a.uf ihrer späteren Zage im Ständerblechpaket entsprechenden Kreisbögen,
jedoch im Vergleich zu ihrer späteren Zage in Umfangsrichtung zusammengedrängt zu
einem sektorförmigen Paket gestapelt und fixiert werden. Die innerhalb eines großen
Umfangswinkelbereiches der Ständerblechpakete einzulegenden Stäbe können auf diese
Weise auf einen wesentlich kleineren Umfangswinkelbereich innerhalb der Tränk- und
Härteform zusammengedrängt und in gestapelter und fixierter Zage behandelt werden,
wa.s einen erheblichen Gewinn a.n Raum und Gewicht hinsichtlich der Tränk- und Härteform
sowie der Tränka.nlage und des benötigten Tränkha.rzes bedeutet. Besonders vorteilhaft
ist es hierbei, wenn die Stäbe mit ihren Nutteilen in Umfangsrichtung derart zusammengedrängt
gestapelt werden, da.ß sie mit den Breitseiten ihrer Wickelkopfteile sich gegenseitig
abstützen und formend satt aufeinander liegen. Hierin beruht ein wesentlicher Erfindungsgedanke,
der es ermöglicht, daß komplizierte Tränk- und Härteformen für den Wickelkopfbereich
vermieden werden können, sich vielmehr die gebogenen Wickelkopfteile gegenseitig
formen, wobei lediglich eine Fixierung und Halterung der Wickelkopfenden erforderlich
ist. Es ist deshalb zweckmäßig, wenn auch die Wickelkopfenden der Stäbe auf Kreisbögen
und in Umfangsrichtung zusammengedrängt angeordnet und in gegenseitigem Abstand
zueinander fixiert werden.
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Vorzugsweise zur Behandlung von geraden Wicklungsstäben oder solchen
Wicklungselementen, welche kleine oder gar keine Evolventenbögen im Wickelkopf aufweisen,
kann das erfindungsgemäße Verfahren derart vereinfacht durchgeführt werden, daß
die Stäbe flach, d. h. mit ihren Breitseiten aneinanderliegend
unter
Einfügung der Abstandshalter bzw. Füllstücke über -oder nebeneinander zu rechteckigen
Paketen gestapelt und fixiert werden. Die Breitseiten-Stapelung und -Fixierung hat
den Vorteil, da.ß der erforderliche Andruck zum Schließen der Tränk- und Härteform,
welcher nunmehr in Richtung der Breitseiten von der Oberseite der Stapel durch die
Schließelemente in Stapelrichtung ausgeübt wird, sich gleichmäßig auf alle Stäbe
verteilt und hierdurch zu einer gleichmäßigen. Ma.ßhaltigkeit der Isolierungen aller
Stäbe beiträgt.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren, sei es zur Herstellung von geraden
Wicklungsstäben, sei es zur Herstellung von Stäben mit gebogenem Wickelkopfteil
(Spulen oder Halbspulen) ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Wicklungselemente
im Nut- und /oder Wickelkopfbereich vor dem Stapeln in tränkharzdurchlässiger Weise
in eine Trennumhüllung eingeschlagen werden, die aus glatten Kunststoff- oder Papierbahnen
(Folien) besteht und nach dem Tränk- und Aushärtprozeß wieder entfernbar ist. Derartige
Trennfolien erleichtern den Wiederausbau der Wicklungselemente, da. sie eine Verklebung
der Stäbe mit den Abstandshaltern bzw. Füllstücken bzw. der Stäbe untereinander
verhindern. Zugleich stellen die Trennfolien einen Schutz der noch ungetränkten
Bewicklung dar und bewirken, da.ß eine glatte Oberfläche der getränkten und gehärteten
Isolierung erhalten wird. Im Wickelkopfbereich, wo erfindungsgemäß die Stäbe mit
ihren Breitseiten satt aufeinanderliegen, ist es hierbei vorteilhaft, wenn jedes
zweite Wicklungselement in eine Trennumhüllung eingeschlagen wird, welche gleichfalls
nach dem Tränk- und Aushärtprazeß wieder entfernbar ist. Die Trennumhüllung kann
nicht nur an ihren offenen Stellen, sondern auch selbst tränkharzdurchlässig, also
porös, sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Ober-
und Unterstäbe bzw. Ober- und Unterlagen einer zu tränkenden und auszuhärtenden
Wicklung lügenweise nebeneinanderliegend zu einem Formverband gestapelt und fixiert.
Für den Fall, daß der Formverband ein rechteckiges Stabpaket ist, können nicht nur
zwei Pakete für Ober- und Unterstäbe neben
einander gestapelt und
fixiert werden, sondern es ist auch möglich, die Tränk- und Härteform mit drei oder
mehr Sta.bpaketen zu versehen.
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Die Erfindung ha.t erkannt, daß das erläuterte Verfahren auch auf
Spulen anwendbar ist, vorzugsweise in der Form, da.ß die Spulen vor dem Einbringen
in die Tränk- und Härteform in an sich bekannter Weise mit einer solchen Bewicklung
versehen werden, daß die Spulenna.sen , d. h. die beim Einbau in die Maschine auf
Biegung oder Verdrehung beanspruchten Stellen, nach der Tränk- und Härtebehandlung
biegsam bleiben und erst nach dem Einbau der Spulen in die -Maschine die endgültige
Isolierung der Spulennasen erfolgt. Dies kann zweckmäßig so geschehen, da.ß die
Spulen im Bereich ihrer Spulenna.sen mit glimmerhaltigen Bändern oder Bahnen bewickelt
werden, welche keinen Beschleuniger enthalten und erst nach dem Einbau der Spulen
in die Nuten die endgültige Aushärtung erfol-t. Sofern die Spulennasen bis zum Einbau
nicht gmbandelt und gehärtet werden, d. h. also biegsam bleiben, kann es weiterhin
zweckmäßig sein, daß die Spulenschenkel in einer Ebene, d.h. zu einen Rechteckpa.ket,
gestapelt und fixiert werden und nach dem Tränken und Härten zwecks Einlegens in
die Nuten in einer Zylinderfläche in Anpassung an das Ständerblechpa:ket geformt
und nachträglich isoliert werden. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung
zur Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens, welche in der Hauptsache
dadurch gekennzeichnet ist, da.ß sie aus einem der Stablänge entsprechenden Grundrahmen
bzw. einer Grundplatte besteht, auf welchem bzw. welcher die Stäbe aufeinandergestapelt
werden, und gleichfalls der Stablänge entsprechende Füllstücke bzw. Abstand shalter
aufweist, welche zweckmäßig als Leisten aus Hartpapier o. dgl. beidaeits der Stäbe
sich am Grundrahmen abstützend oder mit diesem verbunden angeordnet den endgültigen
Querschnitt der Stäbe bzw. die Aufna.hmeka.näle definieren, sowie Deckplatten aufweist,
welche auf das bzw. die fertig gestapelte(n) Stabpaket(e) aufgelegt und zulammen
mit
gegenüber dem Grundrahmen verspannba.ren, leicht demontierbaren Spann- oder Andrückelementen
das bzw. die Stabpaket(e) zu einem transportablen, starren sowie maßgerechten Formverband
fixieren.
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Weitere Merkmaie und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie
der Vorrichtung zu seiner Durchführung werden im folgenden anhand der mehrere Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung erläutert, in welcher zeigen: Fig. 1 in vereinfachter Darstellung,
zum Teil im Schnitt, die Stirnansicht eines aus-geraden Wicklungsstäben. gebildeten
Formverbandes innerhalb der zugehörigen firänk- und Härteform; Fig. 2 den Gegenstand
nach Fig. 1 in perspektivischer Dar-. stellung; Fig. 3 einen aus Wicklungsstäben
gebildeten Formverband, welcher gerade Nutteile und gebogene Wickelkopfteile aufweist,
innerhalb der zugehörigen Tränk- und Härteform.schema tisch in einer Stirnansicht;
Fig.@4 den Gegenstand nach Fig. 3 in perspektivischer Darstellung mit einer geringfügigen
Variante; Fig. 5 die-geöffnete Tränk--und Härteform nach Fig. 4 in vergrößerter
Darstellung im Nutbereich der Stäbe, woraus hervorgeht, wie die Stäbe eingelegt
oder herausgenommen werden können; Fig. 6 den Gegenstand nach Fig. 4, d. h. den
gestapelten und fixierten Formverband innerhalb der Tränk- und Härteform, welcher
an einem nicht ersichtlichen Kran zum Einbringen in eine Tränkanlage eingehängt
ist, kurz vor dem Absenken in d4-Tränkanlage; Fig. 7 in perspektivischer Darstellung
einen Stab mit aufgebrachter Glimmerband-Isolierung, der gemäß der Erfindung in
der Tränk- und Härteform behandelt werden kann.
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_ _._ . - - . .
Fig. 8 in im Vergleich zu Fig.
7 vergrößerter, gleichfalls perspektivischer Darstellung ein Glimmerband, welches
auf einen Stab gemäß Fig.7 aufgewickelt werden kann; Fig. 9 schematisch die Anordnung
von Spulen in einer Tränk-und Härteform.
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Der aus Fig. 7 erkennbare Teil eines Wicklungsstabes 1, der zwecks
besserer ITbersichtlichkeit mit einer noch nicht vollständigen Isolierung versehen
ist, besteht aus einzelnen Massivteilleitern 2 aus Kupfer, von denen jeder mit einer
harzgetränkten Gla.sseidenumspinnung (Teilleiterisola tion) versehen ist, wobei
die einzelnen Teilleiter 2 mit Teilleiterisolation 3 mit einem geeigneten Klebeharz,
z. B. auf Epoxidharzbasis, miteinander verklebt sind. Auf diesen Leiterverband wird
die Isolierhülse 4 aufgewickelt, die vorzugsweise aus glimmerhaltigen Bändern oder
Bahnen mit geringem Klebergehalt besteht. Ein geeigneter Glimmerba.nda.ufba.u ist
aus Fig. 8 ersichtlich. Dieses Glimme rband besteht aus einer flexiblen Unterlage
5 aus Papier, beispielsweise aus einem wenß_ge _p starken Ja.pampa.pier oder einem
Gewebe oder aus Kunststoff-Folie. Auf diese wärmebeständig ausgeführte Unterlage
5 sind Glimmerschichten 6 aufgebracht, die aus Glimmerblättchen oder aus kontinuierlichen
Glimmerfolien, sogenanntem Glimmerpa.pier, bestehen können, und zwar sind diese
Glimmerschichten 6 mit der Unterlage 5 und ggf. mit einer abschließenden Decklage
7 durch ein nicht selbsthärtendes, aber härtbares Bindemittel verklebt. Dieses Bindemittel,
das zur mechanischen Verfestigung in da.s Glimmerband eingebracht ist und etwa.3
bis 7 Gewichtsprozente bezogen auf das Gewicht des Glimmerbandes ausmacht, ist derart
ausgewählt, daß es sich vollständig in das zur späteren Imprägnierung verwendete
Harz-Härter-System einbauen läßt. Das Glimmerband 4 enthält zweckmäßig ferner einen
die Reaktionsdauer des in die Isolierung eindringenden Harz-Härter-Systemes abkürzenden
Beschleuniger, so daß das im Tränkbad verbleibende Stoffsystem trotz der Aushärtung
des in die Isolierhülsen 4 eindringenden Anteiles keine Erhöhung seiner Viskosität
zeigt, also für eine große
Anzahl von Tränkzyklen verwendet werden
kann.
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Da.s Bindemittel besteht zweckmäßig in Anpassung an den Kleber für
die Teilleiterverbackung 2,3 aus einer härterfreien Epoxidverbindung, beispielsweise
aus dem Bisglycidyläther des Diphenylolpropang, wenn auch die Erfindung auf diese
Harze nicht beschränkt ist. Es versteht sich weiterhin, da,ß die Erfindung auf die
verschiedensten Sta.bformen 1 anwendbar ist, mögen sie nun _ Ma.ssivteilleiter 2,
wie dargestellt, oder aber Massiv- und/oder Hohltelleiter bzw. Kühlrohre aufweisen
und verroebelt bzw. verdrillt sein. Wesentlich für die Erfindung ist hierbei, da.ß
die Umbandelung 4 nur einen verhältnismäßig geringen Klebergehalt aufweist bzw.
mit nur einem geringen Klebergehalt beim Umbandeln versehen wird, damit der fertig
umbandelte Stab noch nicht aufgequollen ist und in die Tränk-und Härteformen gemäß
Fig. 1 bis 5, d. h. die Nuta.bmessungen definierenden Aufnahmekanäle 8 ohne großen
Andruck, d. h. ohne allzu großen Kraftaufwand zum Schließen der-Tränk- und Härteform,
eingebracht und dort ggf. nach vorangegangener Trocknung unter Vakuum mit einer
heißhärtenden Tränkha.rzmischung getränkt und anschließend einem Aushärtprozeß unterzogen
werden kann. Für den Fall, da.ß a,ls Bindemittel für daa Glimmerband 4 Epoxidha.rzverbindungen
verwendet werden, wird auch als Tränkha.rz zweckmäßigerweise eine Epoxidha.rzmischung
auf der Basis von Bi- oder höher funktionellen Glycidyläthern bzw. Epoxidverbindungen
und Säurea.nhydriden verwendet. Die . Imprägniertemperatur beträgt etwa 60 bis 700,
damit gewährleistet ist, daß die Viskosität der Epoxidtränkha.rzmisohung bei der
Tränkung geringer als 30 - cP ist und mithin die auf den Wicklungsstab 1 aufgewickelte
Hülse 4 vollständig getränkt wird. Die chemischen Reaktionen eines solchen Tränkprozesses
sowie die Werte von Temperatur und Einwirkungsdauer ebenso wie chemische
Reaktion, Temperatur, Druck und Einwirkungsdauer des anschließenden Härtungsprozesses
sind an sich bekannt und beispielsweise aus der DAS 1 162 898 zu entnehmen. Jedenfalls
ist wesentlich, daß während der Imprägnierung das Tränkha.rz die gesamte Wicklungeisolation
durchdringt und mit dem dort bereits vorhandenen Klebeharz der Umbandelung
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unter Einbau des letzteren und nachfolgender Aushärtung in der Wärme eine homogene,
maßhaltige Isolierstoffhülse für die Wicklungsisolation ergibt.
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Dieser Tränk- und Härteprozeß sowie auch die Vor- und Nachbehandlung
der Wicklungselemente hierzu können-nun gemäß der Erfindung besonders einfach und
vorteilhaft durchgeführt werden. Wie Fig. 1 und 2 beispielsweise zeigen, geschieht
dies dadurch, da.ß mehrere der Wicklungselemente 1a, die zum Beispiel gemäß Fig.
7 ausgebildet sein können, in die Aufnahmekanäle 8 der Tränk- und Härteform 9 mit
einem gegenseitigen Abstand a eingelegt werden, welcher ersichtlich kleiner als
der gegenseitige Abstand der Wicklungselemente 1a, lag im eingelegten Zustand im
Ständerblechpaket ist. Zu diesem Zweck werden die Wicklungselemente 1a., 1a.' zusammen
mit die Aufnahmekanäle 8 definierenden Abstand shaltern bzw. Füllstücken 10a. bis
10d lagenweise zu einem Formverband 11 gestapelt, wobei dieser Formverband lediglich
in der linken Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist und in der rechten Hälfte der Fig.
ein entsprechender Formverband angeordnet gedacht werden muß.
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Die Tränk- uud Härteform 9 gemäß Fig. 1 und 2, welche vorzugsweise
zur Behandlung von Wicklungsstäben geeignet ist, welche lediglich kleine oder gar
keine Evolventen bögen im Wickelkopf aufweisen bzw. als gerade Wicklungsstäbe ausgeführt
sind, besteht aus einem der Stablänge entsprechenden Grundrahmen 12, zusammengesetzt
aus Längsträgern 12a. und Querträgern 12b, welch letztere miteinander verschweißt
sind. Der Grundrahmen 12 ist mit in seiner Längsrichtung fluchtenden Stehbolzen
13, im vorliegenden Falle 3 Stehbolzeureihen 13a., 13b und 13c versehen, ferner
mit in seiner Längsrichtung verlaufenden Grundplatten 10c, die z. B. aus 10 mm-Blechen
bestehen können. Auf diese Grundbleche 10c werden nun zunächst ein Zwischenblech
10b mit glatter Oberfläche und darauf ein Stab 1a mit seiner Breitseite sowie die
beiden als Hartpapierleisten ausgebildeten Füllstücke 10a als unterste Lage zw-bchen
die Bolzenreihen 13a., 13b bzw. 13b, 13e
eingelegt. Hierauf wird die nächste
Schicht, d. h.'Zwischen -blech
10b mit Stab 1a und Haxtpapierleisten
10a aufgelegt, hierauf die dritte Lage und so fort, bis auf die dargestellte 7.
(oberste) Zage ein Abschlußblech 10d von der Stärke und Ausbildung etwa des Grundbleches
10c aufgelegt wind. Schließlich werden die= mit entsprechenden Bohrungen 16 versehenen
Querträger oder Spangen 17 quer zur Längsrichtung des Grundrahmens 12 auf die Belzeureihen
13a., 13b, 13c aufgeschoben, und unter leichtem Andruck können die Muttern 18 ,
. uut er Einfügung von Scheiben 19 (lediglich im rechten Teil der Fig: 1 dargestellt)
angezogen werden und damit die Tränk-- und Härteform geschlossen-werden. Dieser
geschlossene Zustand ist in Feg. 1 und 2 schematisch angedeutet, wobei die Enden
der Stäbe mit ihren Fällstücken und Abstand shaltern der besseren Übersichtlichkeit
wegen z. Tabgeschnitten sind. Hierbei sind durch die Fülls tücke bzw. Abst and shalt
er in Form der Hartpapierleisten 10a, der Zwischenbleche 10b sowie durch die Grundplatte
10e, die. Deckplatte 10d und den Grundrahmen 12 in Verbindung mit den Bolzen
13 und Querträgern 17 im geschlossenen Zustand der Tränk- und Härteform 9 die Aufnahmekanäle
8 genau und maßhaltig definiert, so daß die Tränk und Härteform 9 nunmehr in das
Tränkbad eingebracht und die Stäbe 1a, 1a' getränkt werden können. Anschließend
erfolgt in der gleichen Tränk- und Härteform der Härtungsprozeß. Hiernach kann die
Tränk- und Härteform 9 in umgekehrter Reihenfolge zum eben beschriebenen Einleger,
d. h. Stapel- und Fixiervorgang wieder geöffnet, und es können die einzelnen Stäbe
1a, 1a' wieder abgetragen werden, wobei sich dieseseinfa.ch durchführen läßt, da
die Teile 10a. bie 10d sich leicht von den Stäben 1a., 1a' ablösen lassen, so daß
Oberflächenbeschädigungen der Isolierung 4 vermieden sind. Die Ablösung ist besonders
leicht, wenn die Stäbe 1a, 1a' vor dem Einlegen noch auf ihr-er-ganzen Länge in
eine Trennfolie 20 eingeschla.-gen werden, die in Fig. 7 angedeutet ist. Diese Trennfolie
20 besteht zweckmäßig aus glatten Kunststoff- oder Papierbahnen, welche nach dem.
Tränk- und Aushärtprozeß ohne Beschädigung der Isolierung -4 leicht wieder entfernt
werden können." Hierbei spielt eine Zersltörung oder ein Zerreißen dieser Trennfolie
wegen ihres geringen Wertes keine Rolle.
Da.s Verfahren und die
Vorrichtung gemäß Fig. 3 bis 6 ist vorzugsweise zur Behandlung von Wicklungselementen,
insb. Wicklungsstäben geeignet, die einen geraden Nutteil und einen evolventenförmig
oder ähnlich gebogenen Wickelkopfteil aufweisen, und zwar deshalb, weil - wie noch
erläutert wird, sich die Formgebung für den Wickelkopfteil besonders vor-_ teilhaft
realisieren läßt. Wie Fig. 3 prinzipiell zeigt, werden hierbei die Stäbe 1b, 1b',
die ebenso wie Fig. 1 und 2 vereinfacht durch rechteckige Querschnitte angedeutet
sind, mit ihren Breitseiten aneinanderliegend unter Einfügung der. Absta.ndshaIter
bzw. Füllstücke 14a. bis 14f a.uf ihrer späteren Zage im nicht dargestellten Ständerblechpaket
entsprechenden Kreisbögen 15, jedoch im Vergleich zu ihrer späteren Zage in Umfangsrichtung
zusammengedrängt zu einem sektorförmigen Paket 21 gestapelt und fixiert. Wie Fig.
4 bis 6 zeigen, erfolgt hierbei gemäß einer bevorzugten Ausführungsiorm der Erfindung
die Anordnung so, da.ß die Stäbe 1b, 1b' mit ihren Nutteilen n in Umfangsrichtung
derart zusammengedrängt gestapelt werden, daß sie mit den Breitseiten w1 ihrer Wickelkopfteile
w, sich gegenseitig abstützend und formend, satt aufeinanderliegen. Um da.s Gewicht
der Wickelkopfteile abzufangen und diese in ihrer gegenseitigen Zage genau zu fixieren,
ist es hierbei zweckmäßig, wenn auch die Wickelkopfenden w2 (vgl. insb. Fig. 3,
Fig. 4) in Umfangsrichtung zusammengedrängt angeordnet und in gegenseitigem Abstand
zueinander fixiert werden.
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Da.a Einbringen der Stäbe 1b, 1b' mit ihren Nutteilen n und ihren
Wickelkopfteilen w in die Tränk- und Härteform 9a der. Fig. 3 bis 6 erfolgt sinngemäß
zu derjenigen der Fig. 1 bis 2, d. h. diese werden zusammen mit den die Aufnahmekanäle
Sa definierenden Abstandshaltern bzw. Füllstücken 14a bis 14 f 1a genweise zu einem
Formverband 21 gestapelt und fixiert, hieran anschließend in dieser gestapelten
und fixierten Zage (so wie in Fig. 3, 4 und 6 dargestellt) in ein Tränkbad (Fig.
6) eingebracht, dort imprägniert, anschließend in der Wärme gehärtet und hierauf
nach Abkiihlunf- und Öffnen der Tränk- und Härteform (au wieder lagenweise zusammen
mit
ihren Abstandshaltern bzw. Füllstücken 14a. bis 14f a.bgetra.gen. Ebenso wie beim
Ausführungsbeispiel nach Fg1 und 2 Oberstäbe 1a. und Unterstäbe la.t einer Wicklung
zusammen in . die Tränk- und Härteform 9 eingebra.dht werden, ist es auch hierbei
vorteilhaft, wenn Unterstäbe 1b und Oberstäbe 1blzu_ gleich, wie dargestellt, in
die Tränk- und Härteform 9a. eingelegt werden, da. hierdurch die äußeren Abmessungen
der Isolierung in einer ihrer späteren Zage, d. h. den späteren Nuta.bmessungen
genau entsprechenden Zage definiert werden können. Auch die Tränk- und Härteform
9a. besteht-zweckmäßig a.us einem Grundrahmen 12a., der jedoch wegen der kreisbogenförmigen
Anordnung die Mittelachse der herzustellenden Wicklung definiert (Achse 22). 9.n
diesem Grundrahmen 12a:, vgl. insb. Fig. 394 sind in axialem Abstand a.' zueinander
in Ra.dialebenen liegende Radialstreben 23, 23a. gelagert, die durch Bogenstücke,.
und zwar äußere Bogenstücke 24a. und innere Bogenstücke 244 derart miteinander lösbar
--verbunden sind, das zwischen den beiden auf verschiedenen Radien liegenden Bogenstückgruppen
24a. und 241 und den Radia.lstreben 23, 23a. im Querschnitt sektorartige Längskanäle
21a umgrenzt werden. Diese Längskanäle 21a. dienen zur Aufnahme des geraden Nutteils
n der in Umfangerichtung u zusammen mit den Abstandshaltern bzw. Füllstücken 14a.
bis 14f aufeinander zu stapelnden Wicklungselemente 1b, 1b' . Die Abatandsha.lter
bzw. Füllstücke sind hierbei zweckmäßig gebildet durch etwa. keilförmige, an den
Stabbreitseiten n1 anliegende Zwischenstücke 14f, an den Stabschmalseiten anliegende
äußere Leisten 14b und innere Leisten 14a, welche z. B. als rechteckförmge Ha.rtpa:pierleisten
ausgeführt sind, sowie durch Unter- und Oberstab 1b, 1b' einer Lage voneinander
trennende Stabzwischenlagen 14e. Ferner sind noch vorgesehen eine Bodenfläche oder
Grundplatte 14e, ähnlich derjenigen 10c nach Fig. 1 und 2 und eine Deckplatte 14d,
entsprechend derjenigen 1-0d nach Fig. 1 und 2.
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Der Grundrahmen 12a besteht wiederum a.us Längsträgern 12a1, Vertikalträgern
12a.2 und Querträgern 12a3, die miteinander verschweißt sind. Die unteren Radialstreben
?_3a können hierbei, fest ausgebildet uni mit den Querträgern 12a. verbunden itmr.
identisch
sein. Die inneren Bogenstücke 241 können mit dem Grundrahmen 12a verschraubt sein,
während zwecks leichten Öffnens und Schließens der Tränk- und Härteform 9a die Radialstreben
23, 23a und die äußeren Bogenstücke 24a über herausziehbare Längsbolzen 25 miteinander
lösbar verbunden sind. Während also die durch die Tränk- und Härteform 9a definierten
sektorförmigen Längskanäle 21a zur Halterung des geraden Hutteils n vorgesehen sind,
ist zur Halterung der Wickelkopfteile w an beiden Enden des Grundrahmens 12a in
je einer zur Mittelachse der herzustellenden Wicklung senkrechten Radialebene r1,
r2 je ein sektorförmiger Wickelkopfhalter 26 angeordnet (Fig. 3, 4). Diese Wickelkopfhalter
26 weisen Bogenstücke auf, und zwar äußere Bogenstücke 27a und. innere Bogenstücke
271, welche den Ober- und Unterstäben 1b, 1b' zugeordnet sind und die Achse 22 als
Kreismittelpunkt besitzen. Die Bogenstücke sind durch RadiaIstreben 28 miteinander
verbunden und in einer definierten Lage gegeneinander fixiert, sowie an der Vertikalstrebe
12a.2 des Grundrahmens 12a. befestigt (Lagerstelle 29). Die perspektivische Darstellung
nach Fig. 4 zeigt gegenüber derjenigen nach Fig. 3 noch eine zusätzliche Vertikalstrebe
12a.2 auf, die bei größeren Wickelkopfgewichten vorgesehen werden kann. Die Wickelkopfenden
w2 sind nun, wie Fig. 3 und 4 zeigen, in gegenseitigem Abstand a.1 und a.2 genau
fixiert, und zwar ist diese Fixierung in Fig. 4 durch ein Klebeband 29 bewirkt;
es ist jedoch auch möglich, die Fixierung durch ein kammartiges Teil, welches über
die Wickelkopfenden w2 geschoben wird und an den Bogenstücken 27a bzw. 27i sowie
den Radialstreben 28 befestigt wird, zu bewirken. Dieses nicht näher dargestellte
kammartige Fixierungsteil müßte ebenso wie die Bogenstücke 27a bzw. 271 kreisbogenförmig
sein und Kammzinken für die Zwischenräume a 1 bzw. a2 a.ufweis en .
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Nachdem auf die beschriebene Weise die Unter- und Oberstäbe 1b, 1b'
in die Tränk- und Härteform 9a eingelegt, d. h. gestapelt sind, wird liee Form geschlossen,
I. h. di- Radialstreben 23 werden mit den Längsbolzen 25 rr.f, unter leichtem _in::lruclt
in ihre @ar:egemäß zig. 3, 4, 6 -branf:f;, und
werden die Wickelkopfteile
w innerhalb der Wickelkopfhalter 26, wie beschrieben, fixiert. Hiernach ist die
Tränk- und Härteform 9a fertig und stellt ein starres, die Nutabmessungen und Wickeikopfform
der zu behandelnden Stäbe genau definierendes Gebilde dar, das gemäß Fig. 6 an Kranhaken
30 am einem nicht näher ersichtlichen Kran mittels- der Seile 31 eingehängt werden
und in das Tränkbad 32 .eines Tränkbehälters 33 abgesenkt werden kann. Nach der
Tränkbehandlung, die bereits erläutert und an sich bekannt ist,-folgt in der gleichen
Tränk- und Härteform die Hirtebehandlung in der Wärme in einem Ofen o. dgl., und
nach Abkühlung kann die Tränk- und Härteform 9a wieder geöffnet und die Stäbelb,
1b' können nacheinander wieder abgetragen-werden. Fig. 5 zeigt eine geöffnete Tränk-
und Härteform 9a im Detail, wobei die äußeren Bogenstücke 24a und die Radial streben
23 nach Lösen der Längsrohre bzw. Längsbolzen 25 in die aufgeklappte Stellung verbracht
sind. Aus dieser Fig., ebenso wie aus Fig. 4, sind noch zusätzliche Längeleisten
14f ersichtlich, welche als zusätzliche Füllstücke bzw. Abstandshalter wirken und
zur weiteren Vergleichmäßigung des Andruckes in radialer Richtung bzw. zum Toleranzausgleich
und zur Anpassung der Tränk- und Härteform an den gewünschten Nutquerschnitt dienen
können. Aus Fig. 5 ist weitenersichtlich, daß die Deckplatte 14d abgeklappt ist,
und ferner, da.ß die" Stäbe 1b, 1-b' mit der Trennfolie 20a versehen sind, welche.
im Falle der Tränk- und Härteform 9a im Nutbereich n für jeden Stab 1b bzw. 1b'
vorgesehen ist, während sie im Wickelkopfbereich w lediglich für jeden zweiten Stab
1b bzw. 1b' vorgesehen ist, Im Nutbereich wird damit bewirkt, da.ß die Stäbe sich
leicht aus der Tränk- und Härteform herauslösen lassen und eine glatte Isolieroberfläche
erhalten wird, im Wickelkopfbereich w° wird erreicht, dä.ß die mit ihren Breitseiten
w1 satt sufeina.nderliegenden Wickelkopfteile w nicht aneinander baken fuhd wich
leicht voneinander lösen lassen, wobei auch hier eine glatte Isolieroberfläche erzielt
wird.
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Aur- zig. 6 ist noch eine zusätzliche Schutzumhüllung 34 für den Wickelkopfteil
w ersichtlich. Es ist aua dieser Fig. 6
ferner deutlich erkennbar,
da.ß in der Wicklungsachse 22 ein Zentralrohr 35 angeordnet ist, am welchem die
Wickelkopfhalter 26 mittels ihrer Rohrteile 359. längsverschieblich und verstellbar
gelagert sind. Es ist hierdurch eine Anpassung a.n verschiedene Stablängen erzielbar.
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Die Aufnahmekanäle 21a. oder 8 können in ihrem Querschnitt und/ oder
ihrer Länge auch noch durch andere Mittel veränderbar sein. Dies ist ermöglicht
durch ein Auswechseln von Abstandsha.ltern bzw. Füllstücken 10a bis 10d (Fig. 1
und 2) oder 14a. bis 14f (Fig. 3 bis 6), welche geänderte Abmessungen zur Anpassung
a.n die gewünschte Sta.bform aufweisen. Weiterhin ist es möglich, zur Grobeinstellung
der gewünschten Sta.ba.bmessungen die Bogenstücke 24i, 24a. und Radialstreben 23,
23a. mit in verschiedenem Abstand angeordneten Bohrungen zu versehen, welche durch
Längsbolzen 25 o. dgl. eine Zusammenfügung in geänderter Relation zulassen. Das
Sinngemäße trifft für die Wickelkopfhalter 26 und ihre Bogenstücke 27a., 271 sowie
Ra.diaIstreben 28 zu (nicht dargestellt).
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Wie insb. Fig. 5 zeigt, gestaltet sich das Stapeln und Fixieren oder
da.s Demontieren auch der Stäbe 1b, 1b' denkbar einfach, wobei sowohl beim Einlegen
als auch Herausnehmen der Stäbe aus der Tränk- und Härteform 9a Oberflächenbeschädigungen
ausgeschlossen sind. Wenn auch Fig. 3 eine Tränkcha rge mit 10 Oberstäben 1 b und
10 Unterstäben 1b' zeigt, so versteht es eich, daß diese Sta.bzahl variiert werden
kann (vgl. Fig. 4 und 5 mit fünf Ober- und Unterstäben). Es ist hierbei erkennbar,
daß auf Grund der in Umfan gsriehtung u stark zusammengedrängten Lage ein großer
Umfa.ngswinkelbereich des späteren Ständerblechpaketes mit fertigen Stäben versorgt
werden kann, ohne daß eine umfangreiche Tränk- und Härteform benutzt werden müßte.
Hierbei sind die keilförmigen Zwischenstücke 14f,- wie ersichtlich, wesentlich schmäler
gehalten als die Zähne des späteren Ständerblechpaketes, während durch die Aufnahmekanäle
8a. die Nutabmessungen genauso wie beim Ständerblechpaket definiert werden.
Fig.
9 zeigt noch andeutungsweise, daß auch Spulen '*Ic mit Unterlagen 1 c 1, Oberlagen
102 sowie Spulennaseu 1c3 in eine Tränk- und Härteform gemäß Fig. 3 eingelegt und
behandelt werden können, wobei die Ober- und Unterlagen zweckmäßig so zusammengeschoben
sind, da.ß sich-die Wickelköpfe gegenseitig formen und abstützen und die Spulennasen
1e3 bis zum endgilltigen Einbau in die Maschine elastisch bleiben, damit die Spulen
beim Einbau noch im erforderlichen Maße- gebogen werden können. Der Fig. 3 entsprechende
Teile tragen gleiche Bezugszeichen. Es sind der Einfachheit halber nur 2 Spulen
dargestellt; die Anordnung der dicht auf dicht in Umfangsrichtung aneinanderzureihenden
Spulen erfolgt ähnlich wie in der Maschine so, da.ß die eine Spulenseite einer Spule
in der Oberlage und ihre andere in der Unterlage zu liegen kommt.