AT505711A1

AT505711A1 - Montagewerkzeug und verfahren zum fixieren eines wicklungsstabes in einer statornut

Info

Publication number: AT505711A1
Application number: AT12332006A
Authority: AT
Original assignee: Va Tech Hydro Gmbh
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2009-03-15
Also published as: AT505711B1

Description

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Montagewerkzeug und Verfahren zum Fixieren einee Wicklungsetabes in einer Stator· nut

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Montagewerkzeug für das Fixieren eines Wick-5 lungsstabes in einer Statornut einer elektrischen Maschine, sowie ein Verfahren zum Fixieren eines Wicklungsstabes in einer Statomut einer elektrischen Maschine.

Wicklungsstäbe werden bei der Montage des Stators in Statomuten eingelegt und anschließend in der Statornut fixiert. Um sie bis zur endgültigen Positionierung in einer definierten 10 Lage zu halten, werden geeignete Vorrichtungen / Werkzeuge benötigt.

Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist es nun ein solches Werkzeug und ein Montageverfahren anzugeben, das eine einfache und schnelle Montage eines Wicklungsstabes in eine Statornut einer elektrischen Maschine ermöglicht und bei elektrischen Maschinen mit 15 unterschiedlichsten Abmessungen gleichermaßen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird für das Montagewerkzeug dadurch gelöst, indem es zwei relativ zueinander bewegbare Schenkel umfasst, die an einem ihrer Enden mittels eines Achsbolzens drehbar miteinander verbunden sind, dass zwischen den beiden Schenkeln ein Bolzen mit 20 einem Gewinde angeordnet und lose gehalten iet und dass auf das Gewinde zwischen den Schenkeln ein Anschlagstück aufgeschraübt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte Einsetzen des Wicklungsstabes in die Statomut, manuelles Zusammendrücken der drehbar gelagerten Schenkel eines Montagewerkzeugs und radiales Einfuhren des Montagewerkzeugs in die Statomut, sowie Drehen eines Bolzens des Montagewerkzeugs, wo-25 durch dieser in Querrichtung in Riöhtung des Wicklungsstabes zugestellt wird bis dieser den Wicklungsstab kontaktiert und ein Anschlagstück an den Innenflächen der Schenkel des Montagewerkzeugs und die Schenkeln des Montagewerkzeugs an der Statomut anliegen, wodurch der Wicklungsstab in der Statomut lagefixiert wird. Diese Anordnung und dieses Verfahren ermöglichen es, das Montagewerkzeug einfach und mit geringem Aufwand in der 30 Statomut zu platzieren und den Wicklungsstab zu fixieren. Das Anschlagstück wirkt darüber hinaus als Gegenlager, womit der Wicklungsstab sehr einfach durch Drehen des Bolzens in die Statomut gedrückt und dort in einer definierten Position gehalten werden kann. Dadurch, dass die Schenkel drehbar angeordnet sind, kann das Montagewerkzeug in Nuten der unterschiedlichsten Dimensionen eingesetzt werden, wodurch das Montagewerkzeug ausgespro-35 chen flexibel ist. -1- -ί • · • · • · • · • · φφ φφ Φ ΦΦ ΦΦ ΦΦ

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Sind die freien Enden der Schenkel mit einer Hinterschneidung ausgeführt, können die Schenkel sehr einfach und sicher in einer Hinterschneidung der Statomut, die für Verschlusskeile vorhanden sind, eingreifen, gehalten und positioniert werden. 5 Vorteilhaft wird am freien Ende der Schenkel ein nach innen springender Absatz und ein daran anschließender radialer Vorsprung, an dem gegebenenfalls die Hinterschneidung angeordnet ist, vorgesehen. Damit wird einerseits gewährleistet, dass das Montagewerkzeug sicher angesetzt und auch in schmalen Nuten eingeführt werden kann. 10 Wird an den Innenseiten der Schenkel eine schräge Fläche vorgesehen, die mit einer schrägen Fläche am Anschlagstück zusammenwirkt, wird der Bolzen beim Zusammendrücken der Schenkel selbsttätig vorgestellt und es bildet sich in allen Lagen der Schenkel eine sichere Anlagefläche für das als Gegenlager wirkende Anschlagstück. 15 Besonders vorteilhaft wird am Achsbolzen eine Drehfeder angeordnet, deren Enden an jeweils einem Schenkel anliegen. Damit werden die Schenkel nach dem Einführen in die Nut und nach dem Loslassen der Schenkel nach außen gedrückt und das Montagewerkzeug wird selbsttätig in der Nut gehalten, was den Montagevorgang erheblich erleichtert. 20 An einem Ende des Bolzens wird bevorzugt ein Sechskantmutterkopf angeordnet, mit dem das Drehen des Bolzens, und damit das Halten des Wicklungsstabes, sehr einfach und mit einem Standardwerkzeug durchgeführt werden kann.

Um die Kontaktkraft zwischen Montagewerkzeug und Wicklungsstab und damit die Gefahr 25 einer Beschädigung der Isolation des Wicklungsstabs zu reduzieren, wird vorteilhaft am Bolzen an einem Ende ein Druckstück angeordnet, das auch entsprechend der zulässigen Flächenpressung dimensioniert sein kann.

Die Abmessung des Montagewerkzeugs kann verringert werden und das Montagewerkzeug 30 kann auch bei beengten Verhältnissen eingesetzt werden, wenn an den Schenkeln eine Ausnehmung vorgesehen ist, die im Wesentlichen dem Druckstück entspricht, da dann das Druckstück auch zwischen die Schenkel und vorteilhaft zur Gänze eingezogen werden kann.

Die gegenständliche Erfindung wird im Nachfolgenden anhand der schematischen und nicht 35 einschränkenden Figuren 1 bis 4 beschrieben, die eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeigen, wobei -2- • · • · • · • · ·» · » · · » · · « ·· ♦· • ·· • ·

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Rg. 1 und 2 eine Seitenansicht des Montagewerkzeuges mit zwei unterschiedlichen

Schenkeipositionen,

Rg. 3 einen Schnitt durch das Montagewerkzeug und

Rg. 4 einen Montagevorgang an einem Stator einer elektrischen Maschine zeigt. 5

Rg. 1 zeigt das Montagewerkzeug 1 in einer geöffneten und Rg. 2 in einer geschlossenen Position zum Einfuhren des Montagewerkzeuges 1 in eine Statomut einer elektrischen Maschine, wie weiter unten beschrieben. 10 Das Montagewerkzeug 1 besteht im Wesentlichen aus zwei Schenkel 2, die an einem Ende mittels eines Achsbolzens 9 drehbar miteinander verbunden sind, sodass eine Drehachse gebildet wird. Am Achsbolzen 9 kann weiters eine Drehfeder 14 mit zwei hervorragenden Federenden 15 angeordnet sein. Selbstverständlich können auch zwei (oder mehr) getrennte Achsbolzen 9 und zwei (oder mehr) Drehfedem 14 vorgesehen sein, wie im vorliegenden 15 Ausführungsbeispiel. Die Drehfedem 14 wirken über die Federenden 15, die an jeweils einem Schenkel 2 anliegen, mit den Schenkeln 2 des Montagewerkzeugs 1 zusammen und drücken die beiden Schenkeln 2 auseinander. Selbstverständlich ist auch jede andere Federanordnung, die die beiden Schenkel 2 auseinanderdrückt denkbar und möglich. 20 Die Schenkel 2 weisen an ihrem freien Ende einen nach innen springenden Absatz 3 und einen daran anschließenden radialen Vorsprung 5 auf, sodass der Schenkel S-förmig geformt ist. Der Vorsprung 5 weist an seiner Außenfläche zusätzlich noch eine Hinterschneidung 7 auf, die bei der Montage mit einer Hinterschneidung der Statomut zusammenwirkt, wie weiter unten beschrieben. ^ 25 ;7'' , ' f >

Zwischen den Schenkeln 2 wird ein Bolzen 4 lose gehalten, der sor^it zwischen den Schenkeln 2 in Querrichtung im Wesentlichen frei hin- und herbewegbar ist, wie durch den Pfeil in Fig. 1 angedeutet, und in Längsrichtung im Wesentlichen unbewegbar ist. Der Bolzen 4 weist ein Gewinde auf, auf das ein Anschlagstück 6 aufgeschraubt ist. Das Anschlagstück 6 wird in 30 Betriebsposition zwischen den geschlossenen Schenkeln 2 in Querrichtung lagefixiert und bildet somit ein Gegenlager, sodass der Bolzen 4, durch das Gewinde durch Drehen des Bol-zens 4 in Querrichtung verschoben werden kann· Andererseits drückt das Anschlagstück 6 durch Drehen des Bolzens 4 die beiden Schenkel 2 auseinander und fixiert so das Montagewerkzeug 1 in der Nut. Dazu kann der Bolzen 4 an einem Ende mit einem Sechskantmut-35 terkopf 11 ausgeführt sein, der das Drehen des Bolzens 4 erleichtert. Am gegenüberliegenden Ende des Bolzens 4 ist ein Druckstück 8 angeordnet, z.B. auf den^olzen 4 drehbar an- -3- • ·· · ·· · 9 · · · • · · · · ·· · · ··

HY-3068.AT • ·· · · · · * ·· · • · · · · · ·· t · · gebracht, mit dem ein Wicklungsstab in der Statomut gehalten wird, wie weiter unten beschrieben. -r>

Die Schenke^2 können an ihrer Innenseite,©^ schräge Rächest? aufweisen, die mit einer 5 schrägen Räche 10 am Anschlagstück 6 zusammenwiri&' Durch die schrägen Rächen ,12 entsteht zwischen den Schenkeln 2 ein dreiecksförmiger, sich zum freien Ende der Schenkel 2 hin verbreitender Zwischenraum in dem das Anschlagstück 6 geführt und gehalten wird. Werden die Schenkel 2 geschlossen, also zusammengedrückt, wird der Bolzen 4 mit dem Anschlagstück 6 einerseits durch die schrägen Rächen 10,(12 in Querrichtung nach unten 10 gedrückt und vorgestellt und andererseits wird das Anschlagstück 6 an der schrägen Räche 12 der Schenkel 2 in Querrichtung sicher gehalten.

Wie in Rg. 3 dargestellt weisen die Schenkel 2 eine Ausnehmung 16 auf, die im Wesentlichen der Form des Druckstücks 8 entspricht, sodass das Druckstück 8 durch Drehen des 15 Bolzens 4 auch zwischen den Schenkeln 2 zurückgezogen, vorteilhaft ganz eingefahren, werden kann.

Eine Montage eines Wicklungsstabes einer elektrischen Maschine wird nachfolgend anhand der Rg. 4 beschrieben. Rg. 4 zeigt dabei einen Ausschnitt eines Querschnitts eines Stators 20 20 där elektrischen Maschine mit einem Statorblechpaket 22 mit hinlänglich bekanntenJSta- tornuten 24. In die,^tonMjten 24 werden Wicklungsstäbe 26 eingesetzt, wobei die Statornut ξ,·.Μ 24 größer ist; als die Wicklungsstäbe 26, wie in Rg. 4 stark übertrieben dargestellt. Die Wicklungsstäbe 26 werden anschließend in den StJitörWuten fixiert, z.B. durch bekannte Seitenfedern in einem Zwischenraum zwischen Nut 24 und Wicklungsstab 26 oder durch Ausspritzen 25 dieses Zwischenraums mit einem Elastomer. Ein Wicklungsstab 26 besteht dabei, wie hinlänglich bekannt, in der Regel aus mehreren isolierten Teilleitern, die zu einem Leiterbündel verbunden sind, wobei das Leiterbündel mit einer Isolierung umgeben ist. Anschließend werden die Statornuten 24 mit Keilen 29 verschlossen, wie in Fig. 4 angedeutet. Die Statornuten 24 weisen an ihrem offenen Ende eine Hinterschneidung 28 auf, die benötigt werden, um die 30 Nuten 24 mit den Wicklungsstäben 26 mit Keilen 29, wie hinlänglich bekannt, zu verschließen. Um die Wicklungsstäbe 26 in den Nuten 24 in einer definierten Position zu halten, damit diese fixiert werden können, wird nun das erfindungsgemäße Montagewerkzeug 1 angesetzt.

Dazu werden die Schenkel 2 des Montagewerkzeugs 1 von Hand zusammengedrückt, so-35 dass das Montagewerkzeug 1 radial in die Statomut 24 eingeführt werden kann. Der Absatz 3 am Montagewerkzeug 1 kann dabei z.B. dazu dienen, dass das Montagewerkzeug 1 nicht zu weit eingeführt wird. Danach können die Schenkel 2 losgelassen werden, die dann durch -4- Λ • · · · ·· · • · ·

HY-3068.AT die Kraft der Drehfedern 14 nach außen gedrückt werden, wodurch die Hinterschneidung 7 des Vorsprungs 5 der Schenkel 2 des Montagewerkzeugs 1 an der Hinterschneidung 28 der £$$rNut 24 anliegt. Durch die Federkraft der Drehfedem 14 wird das Montagewerkzeug 1 selbsttätig in dieser Position gehalten und kann natürlich auch sehr leicht durch leichtes Zu-5 sammendrücken der Schenkel 2 verschoben werden. Dadurch ist es sehr leicht und mit ge ringem Aufwand möglich, axial entlang der Statomut 24 mehrere solcher Montagewerkzeuge 1 anzusetzen.

In einer Ausführung des Montagewerkzeugs 1 ohne Drehfedem 14 kann das Montagewerk-10 zeug 1 ebenfalls sehr einfach angesetzt werden, indem der Bolzen 4 z.B. per Hand gedreht wird, bis durch das Anschlagstück 6 die Schenkel 2 soweit gegen die Statornut 24, bzw. die Hinterschneidung 28 der Statornut 24, auseinandergedrückt werden, sodass das Montagewerkzeug 1 selbsttätig gehalten wird. 15 Durch Drehen des Bolzens 4 wird dieser vorgestellt, bis das Druckstück 8 am Wicklungsstab 26 anliegt und diesen hält. Das Anschlagstück 6 liegt dabei wie oben beschrieben an der Innenfläche der Schenkel 2 an, drückt die beiden Schenkel 2 auseinander und bildet das Gegenlager für das Halten des Wicklungsstabes 26. Durch Weiterdrehen des Bolzens 4 wird folglich der Wicklungsstab 26 in die Statomut 24 gedrückt und gehalten. Um eine Beschädi-20 gung der Isolation des Wicklungsstabes 26 zu verhindern, kann das Zusehen des Bolzens 4 auch mit einem Drehmomentenschlüssei erfolgen, um die zulässige Flächenpressung auf den Wicklungsstab 26 nicht zu überschreiten.

Wenn in axialer Richtung mehrere solcher Montagewerkzeuge 1 angesetzt werden, was in 25 der Regel der Fall ist, können diese schrittweise angezogen werden, um ein gleichmäßiges Halten des Wicklungsstabes 26 in die Statornut 24 sicherzustellen. -5-

Claims

4 HY-3068.AT Patentansprüche 1. Montagewerkzeug für das Fixieren eines Wicklungsstabes (26) in einer Nut (24) eines Stators einer elektrischen Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Montage-5 Werkzeug (1) zwei relativ zueinander bewegbare Schenkel (2) umfasst, die an einem ihrer Enden mittels eines Achsbolzens (9) drehbar miteinander verbunden sind, dass zwischen den beiden Schenkeln (2) ein Bolzen (4) mit einem Gewinde angeordnet und lose gehalten ist und dass auf das Gewinde zwischen den Schenkeln (2) ein Anschlagstück (6) aufgeschraubt ist.
2. Montagewerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den dem Achsbolzen (9) gegenüberliegenden freien Enden der Schenkel (2) jeweils eine Hinterschneidung (7) angeordnet ist.
3. Montagewerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende der Schenkel (2) ein nach innen springenden Absatz (3) und ein daran anschlie- 15 Senden radialer Vorsprung (5) vorgesehen ist. .
4. Montagewerkzeug nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Innenseiten der Schenkel (2) eine schräge Fläche (12) vorgesehen ist, die mit einer schrägen Fläche (10) am Anschlagstück (6) zusammenwirkt.
5. Montagewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 20 dass am Achsbolzen (9) eine Drehfeder (14) angeordnet ist, deren Enden (15) an jeweils einem Schenkel (2) anliegen.
6. Montagewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Bolzen (4) an einem Ende ein Sechskantmutterkopf (11) angeordnet ist.
7. Montagewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, 25 dass am Bolzen (4) an einem Ende ein Druckstück (8) angeordnet ist.
8. Montagewerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schenkeln (2) eine Ausnehmung (16) vorgesehen ist, die im Wesentlichen dem Druckstück (8) entspricht.
9. Verfahren zum Fixieren eines Wicklungsstabes (26) in einer Statomut (24) einer e-30 lektrischen Maschine mit den Schritten a) Einsetzen des Wicklungsstabes (26) in die Statomut (24), b) manuelles Zusammendrücken der drehbar gelagerten Schenkel (2) eines Montage- \ Werkzeugs (1) und radiales Einführen des Montagewerkzeugs (1) in die Statomut (24), c) Drehen eines Bolzens (4) des Montagewerkzeugs (1), wodurch dieser in Querrich-35 tung in Richtung des Wicklungsstabes (26) zugestellt wird bis dieser den Wicklungsstab (26) -e- 4 * · · · • · · · · • · · · · • · · · · ·· ·· · HY-3068.AT *> • · · · · · ·· · · ·· • · · » · · • · · I · · ·· ·· ·· kontaktiert und ein Anschlagstück (6) an den Innenflächen Π 2) der Schenkel (2) des Montagewerkzeugs (1) und die Schenkeln (2) des Montagewerkzeugs (1) an der Statornut (24) anliegen, wodurch der Wicklungsstab (26) in der Statomut (24) lagefixiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkel 5 (2) mittels einer Feder (14) auseinandergedrückt werden und die Schenkel (2) des Monta gewerkzeugs (1) nach dem Einführen in die Statomut (24) losgelassen weiden, wodurch die Schenkel (2) durch die Feder (14) auseinandergedrückt werden und das Montagewerkzeug (1) dadurch in der Statomut (24) selbsttätig gehalten wird.

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