DE187634C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ja 187634 KLASSE 2\d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Dezember 1905 ab.

Die Erfindung betrifft dynamoelektrische Maschinen, und zwar insbesondere den Aufbau von Läufern hoher Drehzahl.

Zweck der Erfindung ist, einen Blechkern für dynamoelektrische Maschinen vorzusehen, welcher mit besonders angeordneten Nuten zur Aufnahme der Wicklung versehen ist und welcher sachgemäß gelüftet werden kann, um die infolge elektrischer Verluste im Kern

ίο auftretende Wärme möglichst wirksam abzuleiten und die Wicklung so anzuordnen, daß sie leicht auf den Kern aufgebracht werden kann und hohen Fliehkräften widersteht, ohne verschoben oder beschädigt zu werden.

Bei den bekannten, nicht aus Blechen bestehenden Kernen für elektrische· Maschinen, deren Anwendung sich bei einphasigen Wechselstromerzeugern. infolge der auftretenden elektrischen Verluste praktisch verbietet, sind keine Umfangsnuten für die Endteile der Wicklung vorgesehen, so daß die Nuten für die beiden Phasenwicklungen genügend weit voneinander getrennt sein müssen, um das Einsetzen der Welle zwischen ihnen zu ermöglichen.

Bei den, bekannten, aus Blechen zusammengesetzten Kernen wiederum springen die Enden der Wicklungen vor den Blechteil vor und sind zwischen einen äußeren Mantel und einen inneren Ring geklemmt, während zwischen den verschiedenen Teilen der Wicklung Trennungsblöcke vorgesehen sind.

Im Gegensatz zu' diesen bekannten Anordnungen liegen die Feldwicklungen beim Erfindungsgegenstand in ringsherum laufenden Nuten, welche zwischen verhältnismäßig dünnen 'Blechgruppen mit Hilfe von Trennungsscheiben aus leitendem oder nichtleitendem, magnetischem oder nichtmagnetischem . Material hergestellt sind. In diesen Umfangsnuten werden die Endteile der Wicklungen mittels derselben Teile in Stellung gehalten, welche die Seitenteile der Wicklungen in den radialen Längsnuten sichern, so daß die dünnen Blechgruppen an den Kernen'den dazu dienen,' einerseits die verschiedenen Wicklungsteile zu trennen und sie anderseits . gleichzeitig in Verbindung mit den Keilen in Stellung zu halten. Außerdem besitzt der Erfindungsgegenstand den Vorteil, daß durch das Anordnen der Endteile der. Wicklungen in den ringsherum laufenden Nuten die Wicklungen das Einsetzen der Welle in den Kern nicht stören.

In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch den Läufer einer gemäß vorliegender Erfindung ausgeführten dynamoelektrischen Maschine. Fig. 2 ist eine End-■ ansieht des Läufers nach Fig. 1 teilweise im Schnitt. Fig. 3 ist eine vergrößerte schaubildliche Ansicht einer Gruppe von Läuferblechen nach Fig. 1. Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht durch eine andere Blechgruppe. Fig. 5 bis 9 sind Teilansichten einzelner Bleche. Fig. 10 ist eine vergrößerte

. Schnittansicht durch ein Blech nach Linie X-X der Fig. 9. Fig". 11 ist eine Ansicht eines der Leiter. Fig. 12 und 13 erläutern das Aufbringen der Leiter auf bestimmte Teile des Magnetkernes. Fig. 14 zeigt in schaubild-

licher Ansicht einen Teil zum .Halten der Wicklung. Fig. 15 zeigt schematisch die auf den Kern aufgebrachte Wicklung.
Der Hauptteil des Läufers besteht aus Gruppen 1 von Magnetkernblechen, welche auf einer Welle 2 sitzen und zwischen denen Trennungsringe. 3 angeordnet sind. Jede Gruppe 1 besteht aus einer Anzahl Scheiben 4 (Figi 5), welche abwechselnd mit Sätzen von tiefen Radialnuten 5 und niedrigen Radialnuten 6 versehen sind. Diese Nutensätze liegen einander gegenüber, während Lüftungsöffnungen 7 und Öffnungen 8, die zur Aufnahme von Bolzen 9 dienen, vorgesehen sind.

Die Endscheibe 10 (Fig. 3 und 6) jeder Gruppe 1 ist ebenso ausgebildet wie die Scheiben 4, nur sind daran noch aufwärts gebogene Teile 11 und senkrecht befestigte Streifen 12 angebracht, welche als weitere Trennungsstücke zwischen den Gruppen dienen. Die Lüftungsbleche 10 unterscheiden sich von den Blechscheiben 4 auch noch darin, daß die Öffnungen 13 im Durchmesser größer sind als die entsprechenden Öffnungen 8 in den Blechen 4. Die eine Gruppe bildenden Bleche können durch Niete ■ oder in anderer · Weise aneinander befestigt Werden.

Zwischen den aneinander stoßenden Gruppen sind Hülsen 15 (Fig. 3) angeordnet, welche die Bolzen 9 umgeben und deren schmälere Enden 16 in die Öffnungen 13 der Lüftungsscheiben 10 eingesetzt sind, während die übrigen Teile der Hülsen größeren Durchmesser als die Öffnungen haben. Die Hülsen dienen dazu, das Beschädigen der aufwärts gebogenen Teile 11 der Bleche 10 zu verhindern, wenn letztere durch die Bolzen 9 und Muttern 91 zusammengezogen werden.
Eine oder mehrere der äußeren Blechgruppen, welche den Hauptteil des' Kernes bilden, können mit einer oder mehreren ringsherum läufenden Nuten 17 versehen sein, welche in der Weise ausgebildet sind, daß man die Zähne zwischen den Nuten 6 einiger Scheiben 4 wegschneidet. Diese Nuten sind in Verbindung mit den Nuten 6 dazu bestimmt, Dämpfungsspulen 18 (Fig. 1 und 15) aufzunehmen.

In den Endteilen des Läufers zwischen den Gruppen 20 der Kernbleche, welche durch vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material bestehenden Scheiben 21 getrennt sind, sind ringsherum laufende Nuten vorgesehen, wobei der Boden · dieser Nuten durch den äußeren Umfang der Scheiben 21 gebildet wird. Die Scheiben 21 sitzen auf Ringen 22, welche ihrerseits auf der Welle 2 angeordnet sind und vorteilhaft aus nichtmagnetischem Metall bestehen. Diese Anordnung kann leichter und genauer auf die Welle aufgebracht werden als Isolierscheiben.

Die Gruppen 20 bestehen, wie aus Fig. 4 hervorgeht, aus zwei Scheiben 23 von der in Fig. 7 gezeigten Form,., einer Scheibe 24, welche unmittelbar auf der Welle 2 sitzt und einen kleineren Durchmesser als die anderen Kernbleche besitzt, einer Trennungsscheibe 25 nach Fig. 9 und 10 sowie einer Scheibe 26 gemäß Fig. 8. Diese Scheiben sind miteinander durch Nietung oder in anderer Weise verbunden.

Die Scheiben 23 (Fig. 7) haben ähnliche Form, wie die Scheiben nach Fig. 5, nur daß die mittlere Nut 27 eines der Nutensätze 6 dieselbe Tiefe.hat wie die Nuten 5. Diese Scheiben sind ferner mit Öffnungen 28 versehen, welche ähnliche Größe und Lage haben, wie die Öffnungen 7 in den Scheiben 4. Die Trennungsscheiben 25 sind ähnlich den Scheiben 23 ausgebildet, nur daß die Öffnungen 29 einen größeren Durchmesser haben als die entsprechenden Öffnungen 8 der Scheiben 23, und außerdem sind sie mit Erhöhungen 30 versehen, welche als Trennungsglieder zwischen den Gruppen wirken. Die Scheiben 26 unterscheiden sich von den Scheiben 23 nur dadurch, daß die Öffnungen 31 im Durchmesser größer sind als die entsprechenden Öffnungen 8 der Scheiben 23. Die Scheiben 24 liegen zwischen den Blechen 23 und 25, um eine Beschädigung der Erhöhungen 30 auf den Blechen zu verhindern. Die schmäleren Enden der Hülsen 32 sind in den Öffnungen 29 und 31 der Scheiben 25 und 26 angeordnet, während die größeren Teile in entsprechenden Öffnungen 33 der Isolierscheibe 21 liegen.

Wenngleich hier' bestimmte Ausfüh-rungsformeh der Trennungs- und Lüftungsscheiben gezeigt sind, so können doch auch andere Formen benutzt und ebenso die Zusammensetzung der Kerngruppen und Ausführungsformen der einzelnen Scheiben geändert werden, ohne daß dadurch die wesentlichen Merkmale des Aufbaues verschwinden.

Die ■ Kerngruppen werden zwischen Endplatten 34 und 35 geklemmt, von denen erstere sich gegen eine Schulter 36 der Welle 2 legt, während letztere an einem auf die Welle 2 aufgeschraubten Ring 37 ruht. Die Bolzen 9 und Muttern 91 bilden ein weiteres Mittel, um die Gruppen von Kernblechen zwischen die Endplatten zu klemmen.

Die Trennungsringe und Hülsen dienen dazu, die Trennungsbleche überall da vor Beschädigung zu schützen, wo der größte Druck auftritt. Die Öffnungen 7 bilden Lüftungsokanäle in der Längsrichtung des Kernes und stehen mit den durch die Trennungsbleche gebildeten Querkanälen in Verbindung, so daß der ganze Aufbau leicht und wirksam gelüftet werden kann.

Ein Hauptvorteil der Erfindung ist der, daß

die Wicklung leicht auf den Kern aufgebracht werden kann, wobei das Einlegen der Leiter in die Kernnuten durch die Form der benutzten Leiter erleichtert wird. Die Wick-. lung (Fig. Ii bis 13) ist aus L - förmigen, dünnen, biegsamen Streifen 38 von leitendem Material zusammengesetzt, welche übereinander in die Nuten eingelegt sind, wobei die Enden einander übergreifen, bis Leiter von

10. der erforderlichen Stärke hergestellt worden sind. Die Wicklungen sind durch radiale Streifen von Isoliermaterial voneinander getrennt. ,Die L-förmigen Stücke werden in der aus Fig. 11 ersichtlichen Weise durch Umbiegen der Leitungsstreifen aufeinander zu hergestellt, wobei die geraden Endteile 39, 40 rechtwinklig zueinander liegen und die Ecken 38 doppelte. Stärke haben. Um die doppelte Stärke an den Ecken der Endteile 39, 40 aus- ·

ao zugleichen, werden die letzteren der darauffolgenden Leitungsstreifen so" angebracht, daß sie darüber greifen, oder sonst werden gerade Streifen 41 eingelegt, um. die Räume zwischen den umgebogenen Teilen und den Enden der Streifen in der aus Fig. 12 ersichtlichen Weise zu füllen, so daß auf diese Weise eine Wicklung von gleichmäßiger Dicke auf dem Kern entsteht. Zwischen den einzelnen Streifen eines Leiters kommt kein Lot oder ein anderes Verbindungsmittel zur. Anwendung, vielmehr läßt man nur den Druck der Streifen aufeinander infolge der Fliehkraft zur Wirkung kommen, um zwischen den Streifen eine gute elektrische Verbindung herzustellen.

Ehe die Wicklung auf den Kern aufgebracht wird, werden die Nuten mit geeignetem Isoliermaterial 42 (Fig. 2) ausgekleidet.. Die Leiter werden zunächst in die Längsnuten 43 und 44 und in die Umfangsnuten 45 und 46 eingelegt und an einen Kollektorring 47 angeschlossen, welcher auf der Welle angebracht ist. Dieser Anschluß wird durch einen Leiter 48 bewirkt, welcher durch einen radialen Kanal 49 in der Isolierscheibe 50 und den Öffnungen 28 in den Kernlamellen 23, 25, 26 und den Isolierscheiben 21 geführt ist, wobei in letzteren ein Isolier- und Stützblock 51 für den Leiter 48 angeordnet ist. Nachdem die Nuten 43, 44, 45 und 46 gefüllt worden sind, wird die Wicklung in gleicher Weise in die nächstfolgenden Nuten eingelegt und mit dem Bilden konzentrischer Spulen so lange fortgefahren, bis sämtliche Nuten gefüllt worden sind. Dasselbe Verfahren kommt ebenso auf der anderen Seite des Kernes zur Anwendung. Die Verbindung zwischen den Spulen in den benachbarten Umfangsnuten wird durch Leitungsstreifen 52 hergestellt, welche zweimal

So aufeinander zu in der aus Fig. 13 ersichtlichen Weise umgebogen sind, wobei die Teile 53 zwischen den Biegungen in die Nuten 27 der Kernbleche 23, 24 und 26, eingelegt werden. Wenngleich die Verbindungen zwischen den konzentrischen Spulen vorzugsweise in die Nuten 27 gelegt werden, um eine Gleichgewichtsverteilung des Aufbaues zu erzielen, so können sie doch auch in die Nuten 5 gelegt werden, ohne daß dadurch* das Gleichgewicht des Gliedes beträchtlich gestört wird. In diesem Falfe brauchen dann die Nuten 27 nur dieselbe Tiefe zu haben wie die.Nuten 6. Ist die ganze Wicklung auf den Kern aufgebracht, dann wird die (nicht gezeichnete) Klemmen verbindung mit dem 'Kollektorring 54 in ähnlicher Weise wie bei der ersten Verbindung hergestellt. Alsdann werden Isoliermaterial und metallische Schutzstreifen 55 oben in die Nuten eingelegt und Keile 56 (Fig. 2 und 14) in die Kerben 57 der Nuten-Seiten eingesetzt, um die Wicklung in Stellung zu halten.

Dynamoelektrische Maschinen, welche synchron mit anderen Maschinen derselben Anlage arbeiten, sollten, um einen zufriedenstellenden Betrieb zu ergeben, in bekannter Weise mit kurzgeschlossenen Dämpfungsspulen versehen sein, welche die Polenden der Feldmagnete zum Teil umgeben. Zur Aufnahme dieser Vorrichtungen sind, in dem Kern Nuten 6 und 17 vorgesehen. 'Die Dämpfungsspuleii 18 (Fig. 15) können aus Lamellenleitern zusammengesetzt sein, welche in ähnlicher Weise auf den Kern aufgebracht werden wie die Erregerwicklung. Vorteilhaft bestehen sie aus einer Anzahl gerader Längsteile 58, welche in radialen Nuten 6 liegen. Diese Teile sind an ihren Enden durch in den Umfangsnuten 17 liegende Querstücke 59 verbunden, so daß ein rostartiger Aufbau entsteht. Falls wünschenswert, können auch mehrmals ein Paar Querstücke 59 angeordnet sein, obwohl im vorliegenden Falle nur ein einziges Paar dargestellt ist. Die Leiter der Dämpfungsspulen können in die Kernnuten ohne Isolierung ■ zwischen Leiter und Kern eingelegt werden. Die Dämpfungsspulen werden durch Keile 56 in Stellung gehalten, welche gleichzeitig dazu dienen, die Endteile ■ der Erregerwicklung in den Umfangsnuten zu halten. Eine weitere Dämpfungswirkung· wird durch die metallischen Schutzstreifen erzielt, welche in denselben Nuten wie die Erregerwicklung- liegen, da sie geschlossene Stromkreisspulen bilden, welche die Polenden umgeben.

Wenngleich die vorliegende Anordnung nur zwei- Pole besitzt, so soll doch die Erfindung nicht auf diese besondere Ausführungsform beschränkt sein, sondern sie kann auch bei Magnetkernen mit mehr als zwei Polen be- \ nutzt werden. Außerdem können die Einzel-

heiten in der Ausbildung und Anordnung der Teile innerhalb weiter Grenzen geändert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuv weichen.
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Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Aus genuteten Blechgruppen bestehender Kern für dynamoelektrische ίο Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Endgruppen der Bleche Trennungsstücke so vorgesehen sind, daß in der Nähe der Kernenden Umfangsnuten entstehen, die zur Aufnahme der kreisbogenförmigen ·· Stirnverbindungen der Nutenwicklung dienen.
2. 2. Anordnung in sich kurzgeschlossener Dämpfungsspulen bei dem Kern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kernbleche mit zwei Systemen verschieden tiefer radialer Nuten und diesen entsprechenden Umfangsnuten versehen sind, von denen die tieferen Nuten zur Aufnahme der Hauptwicklung und die weniger tiefen Nuten zur Aufnahme der' dämpfenden Kurzschlußspulen dienen.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.