DE8226274U1 - SPRING SLIDING KEY - Google Patents

Description

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

Federnder Nutverschlußkeil
5 Spring-loaded groove locking wedge
5

Die Erfindung betrifft einen federnden Nutverschlußkeil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a resilient slot wedge according to the preamble of claim 1.

Bei der Festlegung von Wicklungen in den Nuten elektrischer Maschinen wird meist von starren Nutverschlußkeilen Gebrauch gemacht, welche in seitliche Ausnehmungen der Nuten eingeschoben werden. Zum Ausgleich von während des Betriebes auftretenden Schrumpf- und Setzerscheinungen der Wicklungsisolation werden zwischen die Nutverschlußkeile und die Wicklungen zusätzlich noch Federelemente aus elektrisch nichtleitenden Werkstoffen eingebracht. Derartige Federelemente können beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen und als in Querrichtung der Nut gekrümmte Federstäbe ausgebildet sein (deutsche Gebrauchsmusterschrift Nr. 69 23 410). Das Einbringen von gekrümmten Federstäben oder anders geformten Federelementen erfordert jedoch einen Mehrbedarf an Platz in der Nut, zumal die Federelemente in der Regel auch noch beidseitig durch Druckstreifen aus Isolierstoff abgedeckt sind. Um diesen Mehrbedarf an Platz in der Nut zu vermeiden, ist es ferner bekannt, die Aufgaben des Nutverschlußkeils und des Federelementes in einem Element zu vereinigen (deutsche Patentschrift Nr. 964 161). Dabei wird ein aus unmagnetischem Metall bestehender federnder Nutverschlußkeil verwendet, welcher als eine in Querrichtung der Nut gewölbte Blattfeder ausgebildet ist und mittels seitlich abgebogener Stützflanken in keilförmige Ausnehmungen der Nut eingeschoben wird. Das Einbringen des Nutverschlußkeils in die Nut verursacht dann eine Verringerung der Durchwölbung des Blattfederabschnittes, wodurch die Wicklung gegen den Nutgrund gedrückt wird.When defining windings in the grooves of electrical machines, rigid slot wedges are usually used Made use, which are inserted into the side recesses of the grooves. To compensate for during the Shrinkage and settlement phenomena of the winding insulation that occur during operation are between the slot wedges and the windings also have spring elements made of electrically non-conductive materials. Such spring elements can for example consist of glass fiber reinforced plastic and are used in the transverse direction the groove curved spring bars be formed (German utility model No. 69 23 410). Bringing in however, curved spring bars or differently shaped spring elements require more space in the groove, especially since the spring elements are usually also provided with pressure strips made of insulating material on both sides are covered. In order to avoid this additional requirement for space in the groove, it is also known to perform the tasks of To combine slot wedge and the spring element in one element (German Patent No. 964 161). Included a resilient slot wedge made of non-magnetic metal is used, which is used as one in the transverse direction the groove arched leaf spring is formed and by means of laterally bent support flanks in wedge-shaped Recesses of the groove is inserted. The introduction of the slot wedge into the slot then causes a Reduction of the bulging of the leaf spring section, whereby the winding is pressed against the groove base.

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Abgesehen von der unerwünschten elektrischen Leitfähigkeit dieser metallischen Nutverschlußkeile sind auch deren durch Abbiegen des Blattfederabschnittes gebildete Stützflanken nicht für die Übernahme größerer Beanspruchungen geeignet. So geht beispielsweise bei Turbogeneratoren der erforderliche Spannbereich von der normalen bei ca.Apart from the undesirable electrical conductivity these metallic slot wedges are also their supporting flanks formed by bending the leaf spring section not suitable for taking on larger loads. This is the case with turbo generators, for example required clamping range from the normal at approx.

0,5 N/mm liegenden Betriebsbeanspruchung bis zur Kurzschlußbeanspruchung mit einem Vielfachen dieses Wertes. Bei derart hohen Beanspruchungen kann es aber selbst bei massiv und starr ausgebildeten Nutverschlußkeilen zu einem Abscheren der Stützflanken kommen.0.5 N / mm operational stress up to short-circuit stress with a multiple of this value. With such high loads, however, it can even with massive and rigid groove locking wedges cause the support flanks to shear off.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen unmagnetischen und elektrisch nichtleitenden federnden Nutverschlußkeil zu schaffen, der für die Übernahme des weiten Spannbereichs von der normalen Betriebsbeanspruchung bis zur Kurzschlußbeanspruchung geeignet ist.The invention is therefore based on the object of providing a non-magnetic and to create electrically non-conductive resilient slot wedge that is responsible for taking over the wide Range from normal operating stress to short-circuit stress is suitable.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen federnden Nutverschlußkeil durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a resilient slot wedge of the generic type by the characterizing features of Claim 1 solved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es sich bei einem faserverstärkten V 25 Kunststoff um ein unmagnetisches und elektrisch nichtleitendes Material handelt, daß mit dem faserverstärkten Kunststoff bei einer genügend dünnen Ausführung des Blattfederabschnittes die Federkraft in dem gewünschten Bereich erzielt wird und daß die als knochenförmige Verdickungen ausgebildeten Stützflanken auch bei Kurzschlußbeanspruchung die erforderliche Scherfestigkeit aufweisen.The advantages achieved by the invention are in particular that it is a fiber-reinforced one V 25 plastic is non-magnetic and electrically non-conductive Material is that with the fiber-reinforced plastic with a sufficiently thin design of the leaf spring section the spring force is achieved in the desired area and that the bone-shaped thickenings formed supporting flanks have the required shear strength even with short-circuit stress.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
35Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung ζ anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail ζ reference to the drawing.

- 3 - VPA 82 G 6260 DE Es zeigen- 3 - VPA 82 G 6260 EN It shows

Fig:. 1 einen Querschnitt durch einen federnden Nutverschlußkeil mit einem dünnen Blattfederabschnitt und als knochenförmige Verdickungen ausgebildeten Stützflanken,Fig :. 1 shows a cross section through a resilient slot wedge with a thin leaf spring section and supporting flanks designed as bone-shaped thickenings,

Fig. 2 in stark vereinfachter schematischer Darstellung die Materialstruktur des in Fig. 1 dargestellten federnden Nutverschlußkeils und eine erste Ausführungsmöglichkeit für die Bildung der knochenförmigen Verdickungen undFig. 2 in a greatly simplified schematic representation the material structure of the resilient shown in Fig. 1 Groove locking wedge and a first possible embodiment for the formation of the bone-shaped thickenings and

Fig. 3 ebenfalls in stark vereinfachter schematischer Darstellung eine zweite und eine dritte Ausführungsmöglichkeit für die Bildung der knochfönnigen Verdickungen.Fig. 3 also in a greatly simplified schematic representation a second and a third embodiment for the formation of the osseous thickenings.

Der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte federnde Nutverschlußkeil besteht aus einem dünnen Blattfederabschnitt B und seitlich daran angeformten Stützflanken S, welche als knochenförmige Verdickungen des Blattfederabschnittes B ausgebildet sind. Der federnde Nutverschlußkeil ist dabei in seiner Einbaulage dargestellt, in welcher die Durchbiegung des zum Nutgrund hin gewölbten Blattfeder-Jibschnittes zur Erzeugung der erforderlichen Spannkraft entsprechend verringert ist. Diese Einbaulage ist durch strichpunktierte Linien verdeutlicht, wobei mit N die Nut einer elektrischen Maschine, beispielsweise die Ständernut eines Turbogenerators, mit A seitliche Ausnehmungen der Nut N, mit D ein Druckstreifen aus Isolierstoff und mit 0 der Oberstab einer in die Nut N eingelegten Wicklung bezeichnet sind. Es ist ersichtlich, daß die knochenförmig verdickten Stützflanken S an die Form der seitlichen Ausnehmungen A angepaßt sind und daß der beim Einbringen des Nutverschlußkeils gespannte Blattfederabschnitt B entweder unmittelbar oder wie dargestellt über den Druckstreifen D auf den Oberstab 0 einen Druck ausübt. Es ist ferner ersichtlich, daß der mittlere Bereich des Blattfederabschnittes B zur Erzielung der erwünschtenThe resilient slot wedge shown in cross section in FIG consists of a thin leaf spring section B and laterally molded support flanks S, which are designed as bone-shaped thickenings of the leaf spring section B. The resilient slot wedge is included shown in its installation position, in which the deflection of the leaf spring jib section curved towards the groove base to generate the required clamping force is reduced accordingly. This installation position is through Dot-dash lines illustrate, where N is the slot of an electrical machine, for example the stator slot a turbo generator, with A lateral recesses of the groove N, with D a pressure strip made of insulating material and with 0 the top bar of a winding inserted into the slot N is designated. It can be seen that the bone-shaped thickened supporting flanks S are adapted to the shape of the lateral recesses A and that of the introduction of the slot wedge tensioned leaf spring section B either directly or as shown above the pressure strip D exerts pressure on the upper rod 0. It can also be seen that the middle area of the leaf spring section B to achieve the desired

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Federkraft entsprechend dünn ausgeführt ist, während der beidseitige Übergang zu den Stützflanken S und die knochenförmige Verdickung der Stützflanken S eine sehr hohe Scherfestigkeit gewährleisten.Spring force is made correspondingly thin, while the bilateral transition to the supporting flanks S and the bone-shaped Thickening of the supporting flanks S ensure a very high shear strength.

Fig. 2 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung, daß der aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Nutverschlußkeil seine Verstärkung durch Gewebelagen G erhält. Dabei wird von einer bahnfönnigen Gewebelage G geeigneter Länge ausgegangen, welche eine in Querrichtung der Nut N gesehen verstärkte Faserarmierung aufweist und in dieser Querrichtung gewickelt wird. Die knochenförmigen Verdickungen im Bereich der Stützflanken S werden dabei durch endseitig eingerollte Gewebelagen gebildet, welche von den Gewebelagen G umschlossen sind und in der schematischen Darstellung mit G1 bezeichnet sind. Bei den Gewebelagen G und Gt handelt es sich beispielsweise um vorimprägnierte Prepregs, wobei nach dem Einrollen bzw. Aufwickeln die endgültige Form des federnden Nutverschlußkeils durch Formpressen hergestellt wird. Zur Erzielung einer möglichst hohen Festigkeit ist es dabei wichtig, daß die Gewebelagen G und G1 im Bereich des Blattfederabschnittes B in Richtung der Krümmung und in dem auf Scherung beanspruchten Bereich der Stützflanken S möglichst weitgehend senkrecht zur Beanspruchungsrichtung verlaufen.Fig. 2 shows in a greatly simplified schematic representation, that the slot wedge made of fiber-reinforced plastic is reinforced by layers of fabric G receives. It is assumed that a web-shaped fabric layer G of suitable length, which is one in the transverse direction the groove N has reinforced fiber reinforcement and is wound in this transverse direction. the bone-shaped thickenings in the area of the supporting flanks S are formed by fabric layers rolled up at the ends, which are enclosed by the fabric layers G. and denoted by G1 in the schematic representation are. The fabric layers G and Gt are, for example to pre-impregnated prepregs, whereby after rolling or winding the final shape of the resilient Slot wedge is made by compression molding. It is included in order to achieve the highest possible strength important that the fabric layers G and G1 in the area of the Leaf spring section B in the direction of curvature and in the area of the supporting flanks S subjected to shear stress as far as possible perpendicular to the direction of stress get lost.

Die Fig. 3 zeigt zwei weitere Möglichkeiten für die Bildung der knochenförmigen Verdickungen im Bereich der Stützflanken S. Die knochenförmigen Verdickungen werden dabei durch zusätzliche Gewebelagen G2 oder durch ein Formteil F gebildet, während der übrige Aufbau so erfolgt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die zusätzlichen Gewebelagen G2 sind dabei wieder senkrecht zur Beanspruchungsrichtung ausgerichtet. Das im ausgehärteten Zustand eingebrachte Formteil F besteht ebenfalls aus einem mit Gewebelagen verstärkten Kunststoff, wobei auch hier die in der Zeich-FIG. 3 shows two further possibilities for the formation of the bone-shaped thickenings in the area of the Support flanks S. The bone-shaped thickenings are created by additional fabric layers G2 or by a molded part F is formed while the rest of the construction is as shown in FIG. The additional layers of fabric G2 are again aligned perpendicular to the direction of stress. The one introduced in the hardened state Molded part F also consists of a plastic reinforced with layers of fabric, with the

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nung nicht dargestellten Gewetelagen senkrecht zur Bean- ^!ϊ> tion not shown Gewetelagen perpendicular to the bean ^! ϊ>

spruchungsrichtung ausgerichtet sind. fgjdirection of impact are aligned. fgj

Bei dem für die federnden Nutverschlußkeile verwendeten |i Kunststoff kann es sich "beispielsweise um ein Epoxidharz ij oder ein Cyanatharz handeln, während die Verstärkung durch ff· Glasfasern, Kohlenstoff- oder Aramidfasern gebildet sein f kann. Damit beim Eintreiben der Nutverschlußkeile die anderen Teile nicht beschädigt werden, ist es auch möglich, ί lediglich die Oberfläche mit einem Aramidgewebe oder ahn- . liehen reibungsarmen Schichten zu versehen.When the material used for the resilient slot closing wedges | i plastic is thus in driving the slot closing wedges the other parts can ij or "for example, an epoxy resin act a cyanate resin, while the gain f be formed by ff · glass fibers, carbon or aramid fibers can not. are damaged, it is also possible ί only to provide the surface with an aramid fabric or similar, low-friction layers.

10 Schutzansprüche
3 Figuren10 claims for protection
3 figures

Claims (10)

■til ·· ·· Il Il ι · · ι a ilti I t · I · I· • ι · ■ · ■ ** * - 6 - VPA 82 P 6260 DE Schutzansprüche■ til ·· ·· Il Il ι · · ι a ilti I t · I · I · • ι · ■ · ■ ** * - 6 - VPA 82 P 6260 DE Protection claims 1. Federnder Nutverschlußkeil zur Festlegung von Wicklungen in den Nuten elektrischer Maschinen, bestehend aus einem in Querrichtung gewölbten Blattfederabschnitt und beidseitig daran angeformten Stützflanken, dadurch gekennzeichnet, daß der Blattfederabschnitt (B) und die Stützflanken (5) aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen und daß die Stützflanken (S) als knochenförmige Verdickungen des Blattfederabschnittes (B) ^s- ' ausgebildet sind.1. Spring-loaded slot wedge for fixing windings in the grooves of electrical machines, consisting of a leaf spring section curved in the transverse direction and supporting flanks formed thereon on both sides, characterized in that the leaf spring section (B) and the supporting flanks (5) consist of a fiber-reinforced plastic and that the Support flanks (S) are designed as bone-shaped thickenings of the leaf spring section (B) ^s - '. 2. Federnder Nutverschlußkeil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Epoxidharz oder ein Cyanatharz ist.2. The spring-loaded slot wedge according to claim 1, characterized in that the plastic is an epoxy resin or a cyanate resin. 3. Federnder Nut verschlußkeil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung aus Glas und/oder Kohlenstoff und/oder3. resilient groove locking wedge according to claim 1 or 2, characterized in that the fiber reinforcement made of glass and / or carbon and / or Aramid besteht.Aramid is made. 4. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der vorhergehen-4. Spring-loaded slot wedge according to one of the preceding ι den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die FaserverStärkung durch Gewebelagen (G, G1; G2) gebildet ist.ι the claims, characterized in that the fiber reinforcement is formed by fabric layers (G, G1; G2) is. 5. Federnder Nutverschlußkeil nach Anspruch 4, d a durch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen (G, G1; G2) eine in Querrichtung verstärkte Faserarmierung aufweisen.5. Spring groove locking wedge according to claim 4, d a through characterized in that the fabric layers (G, G1; G2) have a fiber reinforcement reinforced in the transverse direction exhibit. 6. Federnder Nutverschlußkeil nach Anspruch 4 oder 5« dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen (G, G15 G2) im Bereich des Blattfederabschnittes6. Spring groove locking wedge according to claim 4 or 5 « characterized in that the fabric layers (G, G15 G2) in the area of the leaf spring section (B) und im Übergangsbereich zu den Stützflanken (S) zumindest weitgehend senkrecht zur Beanspruchungsrichtung ausge-(B) and in the transition area to the supporting flanks (S) at least largely perpendicular to the direction of stress. I * I I ' I * II ' I I » » ♦I I »» ♦ I I ||Ι·ΙI I || Ι · Ι II I »II I » I » I Ψ ■I »I Ψ ■ VPA 82 C- 6260 DEVPA 82 C- 6260 DE richtet sind.are directed. 7. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine bahnförmige Gewebelage (G) in Querrichtung gewickelt ist.7. Spring groove locking wedge according to one of claims 4 to 6, characterized in that that at least one web-shaped fabric layer (G) in the transverse direction is wrapped. 8. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stützflanken (S) die Enden mindestens einer Gewebelage (G1) zur Bildung der knochenförmigen Verdickungen eingerollt sind.8. Spring-loaded slot wedge according to one of claims 4 to 7, characterized in that that in the area of the supporting flanks (S) the ends of at least one fabric layer (G1) to form the bone-shaped Thickenings are rolled up. 9. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der Ansprüche 4- bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stützflanken (S) zusätzliche Gewebelagen (G2) zur Bildung der knochenförmigen Verdickungen angeordnet sind.9. Spring groove locking wedge according to one of the claims 4- to 7, characterized in that additional layers of fabric in the area of the supporting flanks (S) (G2) are arranged to form the bone-shaped thickenings. 10. Federnder Nutverschlußkeil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da3 im Bereich der Stützflanken (S) jeweils ein aus faserverstärktem Kunststoff bestehendes Formteil (F) zur Bildung der knochenförmigen Verdickung angeordnet ist.10. Spring-loaded slot wedge according to one of claims 4 to 7, characterized in that da3 a molded part (F) made of fiber-reinforced plastic for formation in the area of the supporting flanks (S) the bone-shaped thickening is arranged. * * * ι ι ι ι* * * ι ι ι ι