EP0106856A1 - Kessel, insbesondere für transformatoren, und verfahren zu dessen herstellung. - Google Patents

Kessel, insbesondere für transformatoren, und verfahren zu dessen herstellung.

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EP0106856A1
EP0106856A1 EP83901183A EP83901183A EP0106856A1 EP 0106856 A1 EP0106856 A1 EP 0106856A1 EP 83901183 A EP83901183 A EP 83901183A EP 83901183 A EP83901183 A EP 83901183A EP 0106856 A1 EP0106856 A1 EP 0106856A1
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EP
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wall
housing
boiler
cooling fin
side wall
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Zschokke Wartmann AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/025—Constructional details relating to cooling

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a boiler, in particular for transformers, which has a cuboid or prismatic shape with housing walls made of cooling fin elements and a floor pan, and a boiler produced by the method.
  • a boiler is therefore provided around the electrical machine, the housing of which usually has four walls with cooling fin elements and a floor pan. The upper end is delimited by a frame on which a lid is attached to complete the boiler, e.g. screwed on.
  • the boiler receives the electrical machine and an oil filling, the latter, in the simplest embodiment of the boiler, conducts the heat generated by the electrical machine to the outer wall of the boiler, from where it is convectively released to the outside air.
  • the ribbed housing walls and the floor pan are welded together by hand or with the aid of simple devices. In this method, the handling is particularly the case
  • the invention comes in, which is based on the object of designing a method of the type described at the outset in such a way that not only the welding together of the individual parts, for example the cooling fin elements with the base pan, but also the welding together of the entire boiler is made considerably easier, such that a mechanized or auto- mati ⁇ overbased welding the seams with proportionate -. moderately low effort can be achieved.
  • the method according to the invention can also be used to improve the quality of the weld seams.
  • the boiler is assembled from individual wall parts, which are first prepared for itself, at least one housing wall, and a trough side wall are connected to form a wall portion which is completed it, with the other wall parts to a boiler housing .
  • the individual walls from a housing wall are expediently a tub side wall and a frame part formed, the joints between the individual parts can be provided with stiffeners.
  • the boiler produced by the method according to the invention is characterized in that the wall parts have a flange formed on the free end of the tub side wall and the frame part.
  • 1 is a cooling fin element made of a folded steel sheet in a spatial representation
  • FIG. 3 shows a wall part, which is composed of a cooling fin element according to FIG. 2, a tub side wall and a frame part, in a spatial representation,
  • Fig. 4 shows the structure of two wall parts and their positioning 'discrimination on a mounting surface
  • Fig. 6 shows the welded-together wall parts according to Fig. 5 with the welded-on tub floor.
  • Fig. 1-3 shows the manufacture of a wall part as it
  • O PI is used, for example, to manufacture a transformer tank.
  • a cooling fin element 1 is manufactured.
  • a band of sheet steel the width of the cooling fin element 1 is unwound from a band roll and provided with hollow cooling fins 4 in a folding press, the latter
  • the cooling fin element 1 produced in this way is stiffened on the side edges by welding a flat strip 8, 9, see FIG. 2, the cooling fins 4 being stiffened at their ends by two round bars 10, 11. If the length of the cooling fins 4 is large, further round rods can be welded on.
  • a complete wall part is shown, which is composed of the cooling fin element 1, a side wall 2 and a frame part 3.
  • the side wall 2 and the frame part 3, see FIG. 3, are welded to the cooling fin element 1 on their side walls after the ends 5 of the cooling fins 4 have first been welded.
  • a flange 12 or 13 is formed in each case and provided with holes 14, 15.
  • FIG. 4 shows the provision of wall parts 1, 2, 3 for welding to form a transformer tank.
  • the wall parts 1, 2, 3 are supported and positioned with the frame part 3 down on a mounting plate 16.
  • the positioning is carried out by means of positioning bolts 17 arranged in the mounting plate 16, onto which the flange 13 of the frame part 3 is inserted with the aid of some of the bores 15.
  • the holes 14 of the side wall 2 serve to insert a bracket 18 and thus hold two wall parts together. Since the cooling fin element 1 is stable due to the reinforcements 8-11, this also applies to the entire wall parts 1, 2, 3, so that they can be easily positioned.
  • FIG. 5 shows that four wall parts are combined to form a boiler housing, each wall part being positioned by the positioning bolts 17 and held together by the brackets 18.
  • the bent start and end edges 6, 7 serve to facilitate the positioning of the wall parts and to enable a good weld connection possibility between the cooling fin elements 1. Due to the inclined start and end edges 6, 7, unavoidable manufacturing tolerances can be easily compensated.
  • the edges 6, 7 lie one on top of the other, so that a precisely defined welding point is created on their circumference, which favors the creation of a flawless weld seam.
  • the edges 6, 7 are connected by spot welding, the welding points expediently being moved inwards to the root of the edges 6, 7 in order to prevent bending stresses in the circumferential weld seam of the edges 6, if internal pressure occurs. 7 to avoid or at least keep it small. Due to the spot welding on the edges 6, 7, the housing is fixed in its final shape and can be removed from the mounting plate 16 to carry out the final welding of the various welding seams.
  • Fig. 6 shows the welded transformer tank, which in addition to the housing of Fig. 5 one on the
  • the welding of the seams between the wall parts 1, 2, 3 and on the floor 19 can be carried out manually or by machine.
  • the way in which the transformer boiler is welded together is immaterial to the invention. It is essential that wall parts are first created in a stable, dimensionally stable design, the dimensional stability being achieved by producing the individual parts 1 - 3 by simultaneously creating well-weldable and defined welding points. This is particularly the case with the flat strips 8, 9 (FIG. 2), by means of which a defined welding part is created which favors the production of a perfect weld seam. In particular, an improvement of the welding point at the base points of the rib ends 5 is achieved.
  • the method described is not limited to the manufacture of transformer tanks. It can also be used in other areas where liquids have to be cooled by finned housing walls.

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Description

Verfahren zur Herstellung eines Kessels, insbesondere für Transformatoren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kessels, insbesondere für Transformatoren, der eine quader- oder pris enförmige Form mit Gehäusewänden aus Kühlrippenelementen und einer Bodenwanne aufweist, und einen nach dem Verfahren hergestellten Kessel.
Zur Kühlung elektrischer Maschinen, insbesondere zur Kühlung von Leistungstransformatoren, ist es bekannt, Oel als Kühlmittel zu verwenden. Es wird deshalb um die elektri¬ sche Maschine ein Kessel vorgesehen, dessen Gehäuse meistens vier Wände mit Kühlrippenelementen und eine Bodenwanne auf¬ weist. Das obere Ende wird durch einen Rahmen begrenzt, auf dem zur Vervollständigung des Kessels ein Deckel befestigt, z.B. angeschraubt, ist. Der Kessel nimmt die elektrische Maschine und eine Oelfüllung auf, welch letztere in der ein¬ fachsten Ausführungsform des Kessels die von der elektrischen Maschine erzeugte Wärme an die Aussenwand des Kessels leitet, von wo sie konvektiv an die Aussenluft abgegeben wird. Für die Herstellung eines solchen Kessels werden die mit den Rippen versehenen Gehäusewände und die Bodenwanne von Hand oder mit Hilfe einfacher Vorrichtungen zusammengeschweisst. Bei diesem Verfahren ist die Handhabung insbesondere der die Gehäuse-
- \3*EA wände bildenden Kühlrippenelemente infolge ihrer mangelnden Steifigkeit erheblich erschwert. Die aus der mangelnden Steifigkeit herrührenden Streuungen der Dimensionen bringen es mit sich, dass eine rationellere Herstellung, z.B. durch eine Mechanisierung des Schweissens der Verbindungsnähte, mit vertretbarem Aufwand nicht erreicht werden kann. Bei einem anderen bekannten Herstellungsverfahren (DE-PS 24 13 617) werden mehrere Seitenwände aus einem einstückigen, einen Flächenzug bildenden gewellten Blechzuschnitt gebildet, der entsprechend der Flächenzahl abgekantet wird. Damit kann zwar der Aufwand für das Schweissen reduziert werden. Die Schwie¬ rigkeiten infolge der hohen Flexibilität der gewellten Wand, welche sich insbesondere in aufwendigen Anpassungsarbeiten beim Zusammenbau der Seitenwände mit der Bodenwanne ergeben, werden jedoch durch dieses Verfahren nicht behoben.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrundeliegt, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestal¬ ten, dass nicht nur das Zusammenschweissen der einzelnen Teile, z.B. der Kühlrippenelemente mit der Bodenwanne, sondern auch das •Zusammenschweissen des ganzen Kessels wesentlich erleichtert wird, derart, dass ein mechanisiertes oder auto- ^ matisiertes Verschweissen der Verbindungsnähte mit verhältnis- -. massig geringem Aufwand erreicht werden kann. Zusätzlich kann durch das erfindungsgemässe Verfahren erreicht werden, dass auch die Qualität der Schweissnähte verbessert wird.
Diese Aufgabe wird' gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Kessel aus einzelnen Wandteilen zusammengebaut wird, die zuerst für sich hergestellt werden, wobei mindestens eine Gehäusewand und eine Wannenseitenwand miteinander zu einem Wandteil verbunden werden, der darauf mit anderen Wandteilen zu einem Kesselgehäuse vervollständigt wird. Zweckmässig werden hierbei die einzelnen Wandte!le aus einer Gehäusewand, einer Wannenseitenwand und einem Rahmenteil gebildet, wobei die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Teilen mit Versteifungen versehen werden können.
Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Kessel zeichnet sich dadurch aus, dass die Wandteile einen an dem freien Ende der Wannenseitenwand und des Rahmenteils ange¬ formten Flansch aufweisen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbei- spiel dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Kühlrippenelement aus einem gefalteten Stahlblech in räumlicher Darstellung,
Fig. 2 das Kühlrippenelement nach Fig. 1 mit ange¬ brachten Versteifungen,
Fig. 3 einen Wandteil, der aus einem Kühlrippenelement nach Fig. 2, einer Wannenseitenwand und einem Rahmenteil zusammengesetzt ist, in räumlicher Darstellung,
Fig. 4 den Aufbau zweier Wandteile und deren Positio-' nierung auf einer Montagefläche,
Fig. 5 den Aufbau und die Positionierung von vier Wandteilen auf einer Montagefläche in räum¬ licher Darstellung und
Fig. 6 die zusammengeschweissten Wandteile nach Fig. 5 mit dem aufgeschweissten Wannenboden.
Fig. 1 - 3 zeigt die Herstellung eines Wandteils, wie er
- T ET
O PI beispielsweise zur Herstellung eines Transformatorkessels verwendet wird. Zunächst wird ein Kühlrippenelement 1 her¬ gestellt. Hierzu wird ein Band aus Stahlblech von der Breite des Kühlrippenelementes 1 von einer Bandrolle abgegewickelt und in einer Faltenpresse mit hohlen Kühlrippen 4 versehen, deren
Ende 5 zusammengequetscht wird. Anfang und Ende 6, 7 dieses B Baannddeess wweerrddeenn angebogen, vorzugsweise unter 45 zur Band- ebene (Fig. 1)
Das so hergestellte Kühlrippenelement 1 wird an den Seiten¬ rändern durch Aufschweissen eines Flachbandes 8, 9 versteift, siehe Fig. 2, wobei die Kühlrippen 4 an ihren Enden durch zwei Rundstäbe 10, 11 versteift werden. Ist die Länge der Kühlrippen 4 gross, können weitere Rundstäbe aufgeschweisst werden.
In Fig. 3 ist ein vollständiger Wandteil dargestellt, der sich aus dem Kühlrippenelement 1, einer Seitenwand 2 und einem Rahmenteil 3 zusammensetzt. Die Seitenwand 2 und der Rahmenteil 3 sind, siehe Fig. 3, mit dem Kühlrippenelement 1 an ihren Seitenwänden verschweisst, nachdem zuerst noch die Enden 5 der Kühlrippen 4 verschweisst worden sind. Am freien Ende der Seitenwand 2 und des Rahmenteils 3 ist je ein Flansch 12 bzw. 13 angeformt und mit Bohrungen 14, 15 ver¬ sehen.
In Fig. 4 ist die Bereitstellung von Wandteilen 1, 2, 3 für das Zusammenschweissen zu einem Transformatorkessel darge¬ stellt. Die Wandteile 1, 2, 3 werden mit dem Rahmenteil 3 nach unten auf eine Montageplatte 16 abgestützt und posi¬ tioniert. Die Positionierung erfolgt durch in der Montage¬ platte 16 angeordnete Positionierbolzen 17, auf die der Flansch 13 des Rahmenteils 3 mit Hilfe einiger der Bohrungen 15 gesteckt wird. Die Bohrungen 14 der Seitenwand 2 dienen dazu, einen Bügel 18 einzustecken und damit zwei Wandteile zusammenzuhalten. Da das Kühlrippenelement 1 durch die Ver¬ steifungen 8 - 11 stabil ist, trifft dies auch für die ganzen Wandteile 1, 2, 3 zu, so dass dieselben leicht positioniert werden können.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass vier Wandteile zu einem Kesselgehäuse vereinigt werden, wobei jeder Wandteil durch die Positionierbolzen 17 positioniert und durch die Bügel 18 zusammengehalten ist. Aus Fig. 5 ist auch ersichtlich, dass die aufgebogenen Anfangs- und Endränder 6, 7 dazu dienen, die Positionierung der Wandteile zu erleichtern und eine gute Schweissverbindungs öglichkeit zwischen den Kühlrippen¬ elementen 1 zu ermöglichen. Durch die geneigten Anfangs¬ und Endränder 6, 7 können nicht vermeidbare Herstellungs- • toleranzen leicht ausgeglichen werden. Die Ränder 6, 7 liegen aufeinander, so dass an deren Umfang eine genau definierte Schweissstelle entsteht, durch die die Schaffung einer ein¬ wandfreien Schweissnaht begünstigt wird.
Sind die Wandteile positioniert und zusammengehalten, werden die Ränder 6, 7 durch Punktschweissung verbunden, wobei zweckmässig die Schweisspunkte nach innen an die Wurzel der Ränder 6, 7 verlegt werden, um bei Auftreten von Innendruck das Entstehen von Biegespannungen in der Umfangsschweissnaht der Ränder 6, 7 zu vermeiden oder mindestens klein zu halten. Durch die Punktschweissung an den Rändern 6, 7 ist das Gehäuse in seiner Endform fixiert und kann von der Montage¬ platte 16 zur Durchführung der Fertigschweissung der ver¬ schiedenen Schweissnähte entfernt werden.
Fig. 6 zeigt den fertiggeschweissten Transformatorkessel, der noch zusätzlich zum Gehäuse nach Fig. 5 einen auf den
Flanschen 12 der Seitenwand 2 aufgeschweissten Boden 19 aufweist .
Das Schweissen der Nähte zwischen den Wandteilen 1, 2, 3 und am Boden 19 kann manuell oder auch maschinell durchge¬ führt werden. Für die Erfindung ist es unwesentlich, in welcher Weise das Zusammenschweissen des Transformator¬ kessels erfolgt. Wesentlich ist, dass zunächst Wandteile in stabiler, formfester Ausführung geschaffen werden, wobei bei deren Herstellung aus den Einzelteilen 1 - 3 die Form¬ festigkeit durch die gleichzeitige Schaffung gut schweiss- barer und definierter Schweissstellen erreicht wird. Dies ist insbesondere bei den Flachbändern 8, 9 (Fig. 2) der Fall, durch die eine definierte Schweisssteile geschaffen wird, die die Herstellung einer einwandfreien Schweissnaht begünstigt. Insbesondere wird eine Verbesserung der Schweiss- stelle an den Fusspunkten der Rippenenden 5 erreicht.
Das beschriebene Verfahren ist nicht auf die Herstellung von Transformatorkesseln beschränkt. Es kann auch auf anderen Gebieten eingesetzt werden, wo Flüssigkeiten durch mit Rippen versehenen Gehäusewände gekühlt werden müssen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Kessels, insbesondere für Transformatoren, der eine quader- oder prismenförmige Form mit Gehäusewänden aus Kühlrippenelementen (1) und einer Bodenwanne (2, 19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessel aus einzelnen Wandteilen (1, 2, 3) zusam¬ mengebaut wird, die zuerst für sich hergestellt werden, wobei mindestens eine Gehäusewand (1) und eine Wannen¬ seitenwand (2) miteinander zu einem Wandteil verbunden werden, der darauf mit anderen Wandteilen zu einem Kessel¬ gehäuse vervollständigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Wandteil aus einer Gehäusewand (1) , einer Wannen- - seitenwand (2) und einem Rahmenteil (3) gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandteil (1, 2, 3) an den Verbindungsstellen zwischen der Gehäusewand (1) und der Wannenseitenwand (2) • und/oder zwischen der Gehäusewand (1) und dem Rahmen¬ teil (3) mit Versteifungen (8, 9) versehen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandteile (1, 2, 3) zum Bilden des Kesselgehäuses auf einer Unterlage (16), z.B. mit dem Rahmenteil (3), abgestützt sowie auf dieser positioniert und fixiert werden.
5. Kessel, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandteil (1, 2, 3) einen an dem freien Ende der Wannenseitenwand (2) und des Rahmenteils (3) angeformten Flansch (12, 13) aufweist.
Kessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Gehäusewand (1) ein Schrägflansch (6, 7), z.B. mit 45 Neigung zur Wandebene, angeformt ist.
7. Kessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (1) an den Seitenrändern Versteifungen, z.B. aus einem Flachband (8, 9), aufweist.
8. Kessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (1) an den Endkanten der Rippen (4) versteift ist, z.B. durch einen die Rippen (4) verbin¬ denden Rundstab (10, 11).
EP83901183A 1982-04-30 1983-04-21 Kessel, insbesondere für transformatoren, und verfahren zu dessen herstellung Expired EP0106856B1 (de)

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