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Anordnung zum Festhalten der Spulen elektrischer Maschinen in den
offenen Nuten Die Nuten im aktiven Eisen elektrischer Maschinen werden soviel als
möglich als offene Nuten ausgeführt, um die Spulen in fertigem Zustand in die Nuten
in radialer Richtung einschieben bzw. einlegen zu können. Für das Festhalten der
Wicklung in der Nut wird dann die Nut oben durch einen Keil abgeschlossen, der in
entsprechende Aussparungen im Zahnkopf eingetrieben wird. Durch diese Aussparung
tritt eine Schwächung des für den Durchtritt des magnetischen Flusses erforderlichen
Eisenquerschnittes oft in erheblichem Umfang ein, so daß diese Aussparungen mit
einer Vergrößerung des Maschinenluftspaltes gleichbedeutend sind. Außerdem erschwert
dieser Nutenverschlußkeil den unmittelbaren Zutritt des im Luftspalt fließenden
Kühlgases zur 'Wicklung, und die Wicklung selbst muß vom Luftspalt entfernter gehalten
werden, als es mitunter wünschenswert ist. Bei hochausgenutzten Maschinen besteht
daher das Bedürfnis, die Spulen in den Nuten auf eine Art zu befestigen, die diese
Nachteile nicht aufweist.
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Erfindungsgemäß sind zum Festhalten der Spulen elektrischer Maschinen
in den offenen Nuten federnde Klammern vorgesehen, die unmittelbar oder über Zwischenstücke
die Spulen in def Sollage festhalten ueud die-in Aussparungen des Blechpaketes eingebracht
werden und dort infolge der Formgebung der Aussparung federnd einrasten.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Fig. i zeigt zunächst in perspektivischer Darstellung eine
offene
Nut i einer elektrischen Maschine, die an der sichtbaren Nutflanke eine taschenartige,
in radialer und axialer Richtung sich erstreckende Aussparung 2 aufweist. Diese
Aussparung besitzt in der Nähe des Nutgrundes in axialer Richtung sich noch weiter
erstreckende Absätze 3. In Fig. 2 ist nun die aus Federstahldraht hergestellte federnde
Klammer dargestellt, die gemäß. der Zeichnung der Fig. 3 in der taschenartigen Aussparung
2 der Fig. i zu liegen kommt. Die federnde Klammer besitzt an den unteren freien
Enden Abkröpfungen 4 und kann in Richtung der Verbindungslinie dieser Abkröpfungen
zusammengedrückt werden. In diesem Zustand wird sie von oben in die Tasche :2 eingeschoben,
bis die Abkröpfungen in die Absätze 3 der Tasche 2 einrasten. Mit dem oberen abgebogenen
Teil 5 der Klammer umfaßt dann, wie in Fig.4 dargestellt ist, die Klammer die Wicklungsspule
5o an der Nutoberseite und hält sie auf diese Weise in der Nut fest. In der Längserstreckung
der einzelnen Nuten der elektrischen Maschine können dann mehrere derartige Taschen
und federnde Klammern für das Festhalten der Wicklung in der Nut angebracht sein.
Die Klammern werden dabei zweckmäßig abwechselnd auf beiden Seiten der Nut angebracht,
sie umfassen die Spule oben einseitig. Um diese Umfassung noch zu verbessern, kann
die federnde Klammer gemäß Fig. 5 ausgebildet sein, an der der obere Teil 5 der
Klammer noch eine kleine Umbiegung 6 aufweist, die auf der der Tasche gegenüberliegenden
Seite der N ut in eine Aussparung des Bleches eingreifen kann, so daß der Halt der
Klammer noch verbessert ist. Fig. 6 zeigt eine Ausbildung der Klammer, bei der durch
eine W-förmige Formung des auf der Spulenoberseite liegenden Federstahldrahtes das
Federungsvermögen der Klammer und die Auflagefläche auf dem Leiterbündel vergrößert
ist.
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Bei den Anordnungen der Fig. i bis 6 ist immer nur an der einen Nutflanke
eine taschenartige Aussparung für das Einführen der Klammer vorausgesetzt, während
die gegenüberliegende Nutflanke eine solche Ausnehmung (mit Ausnahme der Anordnung
der-Fig. 5) nicht aufweist. Man kann aber an beiden Nutflanken einander gegenüberliegende
Taschen und Absätze für das Einrasten der Klammern vorsehen und zu diesem Zweck
die Klammern derart ausbilden, daß sie die Nutöffnung oberhalb der Wicklung überbrücken
und an beiden Nutflanken einrasten. Fig.. 7 zeigt eine derartige Klammer, die aus
zwei Teilen 7 und 8 besteht, von denen jeder Teil an beiden Nutflanken einrastet.
Die beiden Teile 7 und 8 bilden an der Nutöffnung ein diagonales Kreuz und sind
außerdem in der Mitte dieses Kreuzes miteinander starr (z. B. durch Schweißung oder
Verlötung) verbunden. Die Gesamtanordnung kann dann bei Nuten benutzt werden, die
an beiden Nutflanken einander gegenüberliegende Aussparungen gemäß Fig. i aufweisen.
Bei der Anordnung nach Fig. 8 besteht die in derselben Weise anzuordnende und wirksame
Klammer aus zwei Klammern 9 und io, die jede für sich nur an einer Nutflanke in
die. taschenartigen Aussparungen eingeschoben wird und die die Spulenoberseite bis
zur Nutmitte umfaßt. Dort ist sie mit der gegenüberliegenden Klammer wiederum durch
Verschweißen oder Verlöten starr verbunden. Die Anordnung der Fig.9 entspricht der
der Fig.7, jedoch überkreuzen sich die beiden Einzelklammern i i und 12 an der Nutoberseite
und sind dort miteinander verbunden.
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Bei den dargestellten Klammern federn diese in Richtung der Maschinenachse
und sind auch für das Einrasten in Richtung der Maschinenachse abgekröpft. Man kann
aber auch Klammern mit Torsionsfederung des in der taschenartigenAussparung in radialer
Richtung sich erstreckenden Klammerteiles vorsehen. Fig. io zeigt eine solche Klammer,
die die Nutöffnung überbrückt und auf beiden Nutseiten in entsprechende Absätze
des Blechpaketes einrastet. Bei dieser Anordnung würde eine in Richtung der Maschinenachse
ganz schmale Tasche an der Nutflanke für das Einschieben der Klammer genügen, die
dann am Grunde dieser Tasche in einer Aussparung infolge Wirkung der Torsionskraft
einrastet.
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Die Fig.ii und 12 zeigen eine Abänderung der Klammerausbildung, bei
der die federnde Klammer 31 in Taschen 32 und 33 des Bleches eingreift, die von
den oberen Nutkanten aus schräg in das Blech hinein sich erstrecken. Aus Fig. 12
ist zu ersehen, daß die Klammer in der Umfangsrichtung federnd ausgebildet ist.
Die Feder wird zunächst in die Tasche 33 eingeschoben, hierauf durch Zusammendrücken
ihre Ausdehnung in der Umfangsrichtung so weit verkleinert, däß sie nunmehr auch
mit den offenen Enden in die Tasche 32 eingebracht werden kann. Eine Abkröpfung
der offenen Enden ist hier nicht erforderlich.
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Die bisher dargestellten Klammern sind aus Federstahldraht hergestellt.
Man könnte aber auch die Klammern aus Blattfederstahl herstellen, wobei sie beispielsweise
annähernd die Form der Klammer der Fig. io aufweisen, jedoch nicht mit Torsionsfederung
arbeiten. Die Feder federt vielmehr entsprechend ihrer Herstellung aus Bandstahl
in der Richtung des oberen Federbügels bzw. in der Umfangsrichtung der Maschine.
Ebenso sind die unteren Enden der Klammer in der Umfangsrichtung nach außen oder
nach innen abgekröpft und rasten beim Einschieben in die taschenartigen Aussparungen
an den Nutflanken in Absätze ein, die sich am Grunde der Tasche 2 der Fig. i nicht
wie die Absätze 3 in der Achsenrichtung, sondern in der Umfangsrichtung der Maschine
erstrecken.
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Zu der Gestaltung der bei der Anordnung nach der Erfindung an den
aktiven Blechen erforderlichen Aussparungen ist zu sagen, daß grundsätzlich nur
diejenigen .Bleche mit Aussparungen für das Einschieben und Einrasten der Klammern
vorgesehen zu werden brauchen, an denen die Halteklammern angebracht werden sollen,
während dazwischen normale Blechschnitte benutzt werden können. Zur Ersparnis von
Vorrichtungen für die Blechschnitte ist es jedoch zweckmäßig, alle Bleche mit gewissen
Aussparungen zu versehen. Es ist
dann möglich, mit einem Stanzschnitt
auszukommen. In den Fig. 13 bis 15 sind zwei Beispiele für derartige Blechschnitte
dargestellt. Bei der Anordnung der Fig. 13, die sich auf ein Blech für den geblätterten
Polschuh eines Erregerpoles bezieht, in dessen Nuten eine Kompensationswicklung
untergebracht ist, sind die Nuten 13 und 1,4 im unteren Teil mit Aussparungen bzw.
Erweiterungen 15 versehen, die den Taschen :2 der Fig. i entsprechen. Die dazwischenliegenden
Nuten 16 und 17 besitzen in der Mitte der Nutflanke Absätze 18, die für das Einrasten
der Abkröpfungen der in axialer Richtung federnden Klammern bestimmt sind und den
Teilen 3 der Fig. i entsprechen. Beim Schichten der Bleche wird nun zunächst eine
derartige Anzahl von Blechen mit gleicher Ausbildung der übereinanderliegenden Nutschnitte
geschichtet, daß die taschenartigen Erweiterungen 15 in axialer Richtung
eine genügende Breite für das Einschieben der Klammern besitzen. Hierauf wird dieselbe
Anzahl Bleche geschichtet, jedoch mit Vertauschung des linken und des rechten Blechendes,
so daß nunmehr auf die Nutschnitte 13 bzw. 14. in axialer Richtung die Nutschnitte
16 bzw. 17 folgen, die die Aussparungen 18 für das Einrasten aufweisen. Die Zahl
der abwechselnd mit verschiedenen Nutschnitten aneinander geschichteten Bleche ist
zweckmäßig stets dieselbe, um die Breite der Tasche 15 in axialer Richtung überall
gleich groß zu halten. Sind nicht, wie bei dem Beispiel der Fig. 13, sektorförmige
Bleche zu schichten, sondern kreisförmige, den ganzen Maschinenumfang bedeckende
Bleche, so kann man für die Schichtung das eine Blechpaket um eine ungerade Zahl
von Nutteilungen gegenüber dem anderen Blechpaket verdrehen, um die Deckung der
beiden verschiedenartigen Nutschnitte zu erreichen.
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Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht einer gemäß der Fig. 13 gebildeten
Nutflanke mit den taschenartigen Erweiterungen 28 für das Einschieben der federnden
Klammer und dazwischen mit den Absätzen 1g für das Einrasten der Abkröpfungen diesen-
Klammern zwecks Festhaltens der Nutwicklung.
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Bei dem Blechschnitt der Fig: 15 besitzt jede Nut auf der linken Seite
eine Aussparung 2o für das Einschieben der Klammer und auf der rechten Seite einen
Absatz 21 für das Einrasten der Klammerkröpfung. Beim Schichten der Bleche liegt
zunächst in axialer Richtung eine derartige Anzahl von Blechen übereinander, als
für die Bildung der Tasche 2 der Fig. i erforderlich ist. Hierauf werden die Bleche
umgedreht, derart, daß nunmehr an den einzelnen Nutschnitten die. Tasche 2o rechts
zu liegen kommt und der Absatz 21 links, und es wird wieder in axialer Richtung
dieselbe Anzahl von Blechen dazugeschichtet usw. Die Seitenansicht der Nutflanke
in der Maschine entspricht dann vollständig der Fig. 1q., nur ist zu beachten, daß
bei der nach Fig. 13 vorgenommenen Blechschichtung der Aussparung 28 der Fig. 14
auf der anderen Nutseite eine ebenso gestaltete Aussparung gegenübersteht, was bei
der Schichtung nach Fig. 15 nicht der Fall ist. Hier stehen sich Nutflanken gegenüber,
die auf der einen Seite die N utaussparung 28 aufweisen, auf der gegenüberliegenden
Seite die Nutaussparung i9. Man wird daher zweckmäßig für diese Art der Blechschichtung
federnde Klammern verwenden, die der Klammer der Fig.2 oder der Fig. 5 entsprechen,
während man bei der Schichtung gemäß der Anordnung der Fig. 13 Klammern benutzen
kann, die gemäß den Fig. 7 bis io ausgebildet sind, also die Nutöffnung überbrücken
und an beiden Nutflanken einrasten.
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Für die Anordnung nach der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß
die federnden Klammern unmittelbar die Spule gegen das Herausfallen sichern und
zu diesem Zweck in Taschen an den Nutflanken eingeschoben sind und dort einrasten.
Man könnte auch jedes Leiterbündel für sich in seiner Nut dadurch befestigen, daß
man gemäß der Anordnung der Fig. 16 für das Halten der Spulen mehrerer Nuten in
der Umfangsrichtung (evtl. über den ganzen Umfang) sich erstreckende, mehrere Nuten
überdeckende Haltestreifen vorsieht, die von federnden Klammern, die in Aussparungen
in der Zahnmitte der Bleche eingreifen und einrasten, festgehalten werden. 22 stellt
in Fig. 16 diesen in der Umfangsrichtung sich erstreckenden Haltestreifen dar, der
von den in die einzelnen Zahnbleche eingreifenden Klammern 23 gehalten wird und
so die Wicklung in den Nuten 2q. sichert. Fig. 17 zeigt, wie die Klammern 23 in
entsprechende Aussparungen 3o des Zahnbleches eingreifen und dort einrasten.
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Schließlich zeigt Fig. 18 einen für die Befestigungsart gemäß den
Fig. 16 und 17 geeigneten Blechschnitt. An diesem besitzt jeder zweite Zahn des
Blechschnittes einen Schlitz 30 für das Einschieben der Klammer 23 (Fig.
17). Es sind wieder in axialer Richtung so viele Bleche mit dem Schlitz
30 übereinandergeschichtet, daß die Klammer 23 eingeschoben werden kann.
Hierauf kommen mit diesen Zähnen infolge Verschiebung der Blechschnitte Zähne zur
Deckung, die nicht einen Schlitz, sondern ein Loch 26 für das Einrasten der Abkröpfungen
der Klammer 23 aufweisen. Bei dieser Anordnung ist es nicht erforderlich, daß in
der axialen Aufeinanderfolge des Schlitzes 30 mit dem Loch 26 immer gleich
viele Bleche den Schlitz und das Loch bilden. Es genügt für die Bleche mit dem Loch
26 eine geringere Anzahl. Es ist nur notwendig; daß die abgekröpften Teile der Klammer
23 sich in axialer Richtung genügend tief in das Loch einschieben können. Eine solche
verschieden große Anzahl der Bleche der einzelnen Pakete ist besonders dann zulässig,
wenn die federnden Klammern nicht an jedem Zahn des Umfanges angebracht sind, sondern
an jedem zweiten.