DE1289913B

DE1289913B - Arrangement for pressing and holding layered iron cores for transformers, inductors and other induction devices

Info

Publication number: DE1289913B
Application number: DE1965L0051322
Authority: DE
Inventors: Broszat Gottfried; Kroeber Horst
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-08-06
Filing date: 1965-08-06
Publication date: 1969-02-27
Also published as: AT274127B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halterung und Pressung von geschichteten Eisenkernen für Transformatoren, Wandler, Drosselspulen und dergleichen Induktionsgeräte mittels aus nichtmetallischen Werkstoffen bestehenden Preßelementen, z. B. Jochpreßbalken und Schenkelpreßplatten, die einen senkrecht zur Blechebene gerichteten Druck auf die Kernbleche ausüben.The invention relates to an arrangement for holding and pressing layered iron cores for transformers, converters, reactors and the like Induction devices using pressing elements made of non-metallic materials, z. B. Jochpreßbalken and Schenkelpreßplatten, which are perpendicular to the plane of the sheet exert directed pressure on the core laminations.

Bei elektrischen Maschinen, insbesondere aber bei Transformatoren, müssen die aktiven Teile mechanisch so festgelegt werden, daß sie den äußeren und inneren elektromagnetischen Kräften standhalten. Die dabei auftretenden Beanspruchungen sind wegen auftretender Kurzschlüsse und überspannungen unter Umständen sehr hoch.With electrical machines, but especially with transformers, the active parts must be mechanically fixed so that they the outer and withstand internal electromagnetic forces. The stresses that arise in the process are possibly very high due to the occurrence of short circuits and overvoltages.

Für Wicklungen und Kerne von Transformatoren sind Preßkonstruktionen bekannt, bei denen die einzelnen Kernbleche gelocht und durch Bolzen verbunden sind; die Kernbleche werden dadurch zusammengehalten, daß unterteilte Preßplatten auf die Seiten des Kernpakets gesetzt und durch Bolzen verschraubt sind. Die Bolzen benötigen relativ große Kernquerschnitte, um die erforderlichen Preßkräfte aufzunehmen. Es ist erwiesen, daß bei Verwendung von kalt gewalztem Blech die Zone zwischen den Bolzenlöchern, die etwa der Breite eines Bolzenloches entspricht, praktisch keinen magnetischen Fluß führt. Um diese Zone klein zu halten, werden die Bolzen als Flachbolzen ausgeführt.Press constructions are used for windings and cores of transformers known, in which the individual core sheets are perforated and connected by bolts; the core sheets are held together in that divided press plates the sides of the core package are set and bolted together. Bolts require relatively large core cross-sections in order to absorb the necessary compressive forces. It has been proven that when using cold rolled sheet the zone between the There are practically no bolt holes that are roughly the width of a bolt hole magnetic flux leads. In order to keep this zone small, the bolts are used as flat bolts executed.

Es ist auch bekannt, geschlossene Ringbandagen aus Kunstfaser- oder harzverstärktem Glasgewebe zur Kernpressung zu verwenden, die den Kern teilweise oder vollständig umschlingen. Sie beanspruchen jedoch trotzdem noch viel Platz zwischen Kern und Wicklung.It is also known, closed ring bandages made of synthetic fiber or To use resin-reinforced glass fabric for core pressing, which partially covers the core or wrap around it completely. However, they still take up a lot of space between Core and winding.

Weiterhin ist bekannt, statt einzelner Preßplatten durchgehende Preßeisen zu verwenden, die auf den Außenblechep der Kernschenkel anliegen und mit den Jochpreßeisen kraftschlüssig verbunden sind; sie dienen gleichzeitig als Zugstangen zur Wicklungspressung. Bei solchen Haltekonstruktionen sind dann zusätzliche Verbindungen zwischen den verschiedenen Preßeisen in Schenkelhöhe notwendig, z. B. bei großen Kerndurchmessern. Solche zusätzlichen Verbindungen werden entweder als feste Stege, ähnlich den schon erwähnten Flachbolzen, oder als Bandagen um Preßeisen und Kern ausgeführt. Im Falle der festen Stege ergibt sich außer der Notwendigkeit, wieder Löcher in die. Schenkelbleche stanzen zu müssen, der Nachteil, daß sie zu Schwingungen neigen, da sie die Haltekonstruktion und den Kern zu einem starren Gebilde machen. Solche Schwingungen können bei einer Kerneigenfrequenz von 100 Hz in Resonanz geraten und zu Zerstörungen des Materials führen.It is also known to use continuous press irons instead of individual press plates to use, which rest on the outer sheet of the core leg and with the yoke press iron are positively connected; they also serve as tie rods for winding compression. In such holding structures, additional connections are then between the different press irons in leg height necessary, z. B. with large core diameters. Such additional connections are either as solid webs, similar to the ones already mentioned flat bolts, or designed as bandages around the press iron and core. In the event of the fixed webs result in addition to the need to back holes in the. Leg plates to have to punch, the disadvantage that they tend to vibrate, since they the holding structure and make the core a rigid structure. Such vibrations can occur in a Natural core frequency of 100 Hz get into resonance and destroy the material to lead.

Die Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Preßteile durch Zugfäden aus hochfestem Material verstärkt und/oder miteinander verspannt sind. Die Zugfäden bestehen dabei vorzugsweise aus Glasfäden oder den in neuester Zeit bekanntgewordenen sogenannten »Whiskers«, d. h. aus Fäden aus Eisen mit gerichtetem Kristallgitter, die eine äußerst hohe Festigkeit bis zum etwa Hundertfachen der üblichen Baustähle besitzen und durch neuere Verfahrenstechniken auch verhältnismäßig wirtschaftlich hergestellt werden können. Diese Fäden können auch gebündelt und gewebt werden, so daß sich seil- oder bänderartige Materialien ergeben. Die »Whiskers« besitzen dabei noch den besonderen Vorteil, daß sie in jeder Form auch mit Eisen verschweißt werden können. Wegen ihres äußerst geringen Querschnitts im Vergleich zu den erwähnten konventionellen Befestigungsmitteln lassen sich magnetlußlose Zonen weitgehend vermeiden, da die entsprechenden Lochungen in den Kernblechen nur einen geringen Raum einnehmen.The arrangement according to the invention is that the pressed parts Reinforced and / or braced together by pulling threads made of high-strength material are. The pull threads consist preferably of glass threads or the newest So-called "whiskers" that became known in the past. H. from threads of iron with directional Crystal lattice that has an extremely high strength up to about a hundred times that of common structural steels and also relatively due to newer process technologies can be produced economically. These threads can also be bundled and are woven, so that rope-like or ribbon-like materials result. The "whiskers" have the particular advantage that they can be used in any form with iron can be welded. Because of their extremely small cross-section in comparison Zones without magnetic flux can be added to the conventional fastening means mentioned Avoid largely, as the corresponding perforations in the core sheets are only one take up little space.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt.Embodiments of the invention are shown in the figures of the drawing shown.

F i g. 1 zeigt ein gewöhnliches Kernblech 1, durch das Zugfäden 2 mittels entsprechender Löcher 3 hindurchgeführt sind; in F i g. 2 ist sinngemäß eine Anordnung für Spaltkerne zu sehen; hier sind Zugbänder 4 im Spalt zwischen den Kernblechen 5 hindurchgeführt. F i g. 3 zeigt die Führung der Zugfäden bzw. -bänder 4 in Spalten, Schlitzen oder Löchern zum Zusammenhalt der Schenkelbleche 1, indem sie die Schenkelpreßplatten 6 auf beiden Stirnseiten des Schenkels gegeneinanderziehen. Diese Verbindung erfolgt beispielsweise nach dem Schichten der Kernbleche 1 bei noch liegendem Kern, indem zuerst die Zugbänder mit der untenliegenden Schenkelpreßplatte verbunden werden und danach auf die obenliegende Schenkelpreßplatte 6 ein nach unten gegen die Schenkelbleche 1 gerichteter. von außen etwa mit Hilfe hydraulischer Pressen aufgebrachter Druck ausgeübt wird.F i g. 1 shows an ordinary core sheet 1 through which pull threads 2 are passed by means of corresponding holes 3; in Fig. 2 is analogous to see an arrangement for split cores; here are drawstrings 4 in the gap between the core sheets 5 passed through. F i g. 3 shows the guidance of the pull threads or -bands 4 in gaps, slots or holes to hold the leg plates together 1 by pulling the leg press plates 6 against each other on both end faces of the leg. This connection takes place, for example, after the core sheets 1 have been layered still lying core by first attaching the drawstrings to the leg press plate below are connected and then on the upper leg press plate 6 a down directed against the leg plates 1. from the outside with the help of hydraulic presses applied pressure is exerted.

In F i g. 3 ist gestrichelt ein Zugband 4 gezeigt, das durch öffnungen der parallel zu den Jochen 7 verlaufenden Jochpreßeisen 8 und durch Löcher in den Jochblechen geführt ist.In Fig. 3 a drawstring 4 is shown in dashed lines, which through openings running parallel to the yokes 7 yoke press iron 8 and through holes in the Yoke plates is performed.

Ein Beispiel für die Be7estigung der Zugfäden oder -bänder an den Stellen 9 und 10 (s. F i g. 3) zeigt F i g. 4. Die Zugbänder 4 sind durch den Kern 1 geführt und mit dem Preßeisen 6 (beim Einschichten auf der Unterseite), etwa durch Schweißen oder Nieten, fest verankert. Am gegenüberliegenden Preßeisen 6' sind die Zugbänder mittels eines Verschlußkeils 11 oder durch andere Befestigungsmittel festgelegt. F i g. 5 zeigt die Ausführung einer Zugbandbefestil-ung im einzelnen. Der Zugfaden 2 ist durch die Löcher 3 im Kern 1 geführt und wird mittels einer Schweißnaht 12 an den Preßeisen 6 befestigt. Statt einer Schweißnaht ist auch das Festlegen des Fadens durch Verkeilen, Verhämmern oder Vernieten usw. denkbar.An example of the attachment of the pull cords or straps to the Positions 9 and 10 (see FIG. 3) are shown in FIG. 4. The drawstrings 4 are through the core 1 out and with the press iron 6 (when layering on the underside), for example Welding or riveting, firmly anchored. On the opposite press iron 6 'are the Drawstrings fixed by means of a locking wedge 11 or other fastening means. F i g. 5 shows the execution of a drawstring fastening in detail. The pulling thread 2 is passed through the holes 3 in the core 1 and is secured by means of a weld 12 attached to the press iron 6. Instead of a weld seam, it is also possible to define the Thread by wedging, hammering or riveting, etc. conceivable.

Eine weitere Ausführungsform der Fadenbefestigung an dem bei der Schichtung des Kerns untenliegenden Preßeisen- nach F i g. 4 zeigt F i g. 6. Die unteren Preßeisen bestehen hier aus mehreren Teilen 13, 14 und 15, die gegeneinander verkeilt sind und zwischen denen die Zugbänder 4, die durch die Bohrung 3 im Kern 1 laufen, festgelegt sind. Die Festlegung erfolgt entweder durch Reibung oder durch zusätzliche Verschweißung der überstehenden Teile der Zugfäden mit dem Preßeisen.Another embodiment of the thread attachment to the one in the layering of the core underlying press iron according to F i g. 4 shows Fig. 6. The lower press irons consist of several parts 13, 14 and 15, which are wedged against each other and between which the drawstrings 4, which run through the bore 3 in the core 1, are fixed are. It is fixed either by friction or by additional welding the protruding parts of the tension threads with the press iron.

F ig . 7 zeigt eine weitere- prinzipielle Befestigungsart der Zugfäden und - -bänder; hier entsteht eine Naht, die die Preßeisen gegeneinander und damit auch die Kernbleche preßt und damit diese zusammenhält. In beiden Beispielen der F i g. 7 sind die Zugfäden außen um die Bleche herumgelegt und nur an den mit Punkten bezeichneten Stellen mit den Preßeisen 6 durch Schweißung, Nietung od. dgl. oder durch Verkeilen, Verpressen fest verbunden. Die links gezeichnete Befestigungsart ist dabei im Sinne einer eingängigen Schraube gewickelt; das rechts gezeichnete Beispiel zeigt die Bewicklung in zwei Gängen, einmal links, das andere Mal rechts um den Kern herum. Bei beiden Beispielen kann der Zugfaden natürlich auch, etwa in Höhe der Jochpreßeisen, also an den Stellen, die mit 16 und 17 markiert sind, wiederum durch Bohrungen im Kern gemäß F i g. 1 oder im Spalt zwischen den Blechpaketen gemäß F i g. 2 hindurchgeführt sein.Fig. 7 shows another basic type of fastening of the pull threads and - tapes; here a seam arises, which the press iron against each other and thus also presses the core sheets and thus holds them together. In both examples of the F i g. 7 the pull threads are wrapped around the outside of the sheets and only on the ones with dots designated points with the press iron 6 by welding, riveting or the like. Or firmly connected by wedging, pressing. The type of attachment shown on the left is wound in the sense of a catchy screw; the one drawn on the right example shows the winding in two courses, one on the left, the other on the right around the Core around. In both examples, the pulling thread can of course also be used, for example in height the yoke press iron, in turn, at the points marked 16 and 17 through holes in the core according to FIG. 1 or in the gap between the laminated cores according to F i g. 2 must be passed through.

F i g. 8 zeigst eine Draufsicht eines Teils des Kerns mit den Schenkelblechen 1, Jochen 7, dem Schenkelpreßeisen 6 und dem damit durch Schweißune verbundenen Jochpreßeisen 8, wobei die Zugfäden 2 durch die gestrichelt gezeichneten Schlitze, beispielsweise durch die Spalte eines Spaltkerns geführt und die Preßeisen der einen mit denen der anderen Kernseite mittels eines der beschriebenen Befestigungsverfahren kraftschlüssig verbunden sind.F i g. 8 shows a top view of a part of the core with the leg plates 1, yokes 7, the leg press iron 6 and the yoke press iron 8 connected therewith by welding lines, the tension threads 2 being passed through the slots shown in dashed lines, for example through the gaps of a split core, and the pressing irons being one are non-positively connected to those on the other side of the core by means of one of the fastening methods described.

F i g. 8 zeigt, daß durch die neuen, hochfesten Verbindungen die Kernbleche 1 und 7 nicht mehr als tragendes Element für den aktiven Teil benutzt werden, sondern dies nur noch die durch Zugfäden oder -bänder verbundenen Preßeisen 6 und 8 sind. Diese Zugfäden oder -bänder sind daher die entscheidenden Halteelemente. Wegen ihres geringen Querschnitts wird der magnetische Fluß kaum noch beeinträchtigt. Gleichzeitig wird eine äußerst materialarme Haltekonstruktion für den Kern erreicht, wobei der Kern kräftemäßig völlig entlastet ist. Dadurch sinken Zusatzverluste und Kerngeräusche.F i g. 8 shows that the core sheets 1 and 7 are no longer used as a load-bearing element for the active part, but these are only the press irons 6 and 8 connected by tension threads or straps. These pull threads or straps are therefore the crucial holding elements. Because of hers With a small cross-section, the magnetic flux is hardly affected. Simultaneously an extremely low-material holding structure for the core is achieved, with the Core is completely relieved in terms of force. This reduces additional losses and core noise.

Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist dadurch gegeben, daß der Jochpreßbalken, in F i g. 3 als Kastenprofil gezeichnet, aus massivem Kunststoff besteht, in dessen Querschnitt einzelne Zugfäden so eingezogen oder eingebettet sind, daß sie in Längsrichtung des Balkens in gespanntem Zustand parallel und unverschiebbar liegen. Durch entsprechende Vorspannung der Zugfäden kann erreicht werden, daß die Balken unter Belastung, nur geringen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Ein besonderer Vorteil einer solchen Anwendung liegt darin, daß sie die Größenordnung der Zusatzverluste in elektrischen Maschinen erheblich vermindert. Derart konstruierte Preßteile können natürlich ihrerseits wieder mittels der beschriebenen Anordnungen kraftschlüssig miteinander verbunden werden.Another embodiment of the inventive concept is given by that the Jochpreßbalken, in F i g. 3 drawn as a box profile, made of solid plastic exists, in the cross section of which individual tension threads are drawn in or embedded are that they are parallel and immovable in the longitudinal direction of the beam in the tensioned state lie. By appropriate biasing of the tension threads can be achieved that the Beams under load, are only exposed to low stresses. A special The advantage of such an application is that it reduces the magnitude of the additional losses considerably reduced in electrical machines. Such constructed pressed parts can of course, for their part, again by means of the described arrangements non-positively be connected to each other.

Claims

Claims: 1. Arrangement for pressing and holding layered Iron cores for transformers, reactors and other induction devices by means of consisting of non-metallic materials pressing elements, z. B. Yoke press beam and leg press plates which exert a pressure perpendicular to the plane of the sheet exercise the grain sheets, characterized in that the pressing elements by pulling threads made of high strength material reinforced and; or are tense with each other.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the pull threads made of iron with directed crystalline structure ("whiskers") exist.

3. Arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the pull threads consist of fiberglass material.

4. Arrangement according to Claim 1 and 2, characterized in that the pull threads consist of a mixture of Iron with a wound crystalline structure and fiberglass material.

5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that the pull threads in the form applied by tapes woven from threads.

6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the pull threads wrap spirally around the cores and on the points of contact with the pressing elements are firmly connected.