DE102007004449A1

DE102007004449A1 - Stützvorrichtung für einen Wickelkopf sowie damit ausgestatteter Stator und Verfahren zum Umrüsten eines Stators

Info

Publication number: DE102007004449A1
Application number: DE200710004449
Authority: DE
Inventors: Gunter Scherf
Original assignee: Alstom Technology AG
Current assignee: GE Vernova GmbH
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2007-10-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung (8) für einen Wickelkopf (4) eines Stators (1) einer elektrischen Maschine, - wobei Wicklungsstäbe (6) im Bereich des Wickelkopfs (4) so gebogen sind, dass der Wickelkopf (4) die Form eines koaxial zu einer Längsmittelachse des Stators (1) angeordneten und von einem zugeordneten Statorende (3) weg aufweitenden Hohlkegels aufweist, - wobei die Stützvorrichtung (8) wenigstens einen Außenring (9) aufweist, der sich über mehrere umfangsmäßig verteilt außen am Wickelkopf (4) axial festgelegte Stützkörper (10) radial am Wickelkopf (4) abstützt. Um den Einfluss der Stützvorrichtung (8) auf das dynamische Schwingungsverhalten des Wickelkopfes (4) zu reduzieren, wird vorgeschlagen, die Stützvorrichtung (8) vom zugeordneten Statorende (3) zumindest gegenüber Drehschwingungen schwingungsmäßig zu entkoppeln.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung für einen Wickelkopf eines Stators einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Umrüsten eines Stators einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13. Des weiteren betrifft die Erfindung einen Stator einer elektrischen Maschine, der mit einer vorgenannten Stützvorrichtung ausgestattet ist.
Stand der Technik
Aus der US 5,355,046 und aus der US 5,140,740 sind Stützvorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt. Dabei sind Wicklungsstäbe einer Statorwicklung im Bereich eines Wickelkopfs so gebogen, dass der Wickelkopf die Form eines koaxial zu einer Längsmittelachse des Stators angeordneten und von einem zugeordneten Statorende weg aufweitenden Hohlkegels aufweist. Die bekannten Stützvorrichtungen besitzen jeweils einen Außenring, der sich im Einbauzustand über mehrere umfangsmäßig verteilt außen am Wickelkopf axial festgelegte Stützkörper radial am Wickelkopf abstützt. Bei der bekannten Stützvorrichtung sind im Einbauzustand die Stützkörper fest mit dem zugehörigen Statorende verschraubt, wodurch sich eine intensive Anbindung der Stützvorrichtung am Statorende ergibt. Die Stützvorrichtung ist somit im eingebauten Zustand drehfest und axialfest mit dem Statorende verbunden.
Im Betrieb der elektrischen Maschine kann der Wickelkopf durch elektromagnetische Wechselfelder zu Schwingungen angeregt werden. Durch die steife oder starre Anbindung zwischen Stützvorrichtung und Statorende werden diese Schwingungen auf den Stator übertragen, was zu unerwünschten Rückwirkungen am Stator führen kann. Des weiteren beeinflusst die Befestigung der Stützvorrichtung am Statorende das dynamische Verhalten des Wickelkopfs; insbesondere werden die Eigenfrequenzen in unerwünschte Bereiche verschoben.
Durch das ungünstige Schwingungsverhalten kann sich im Bereich des Wickelkopfs ein Verschleiß einstellen, der die Lebenszeit des Wickelkopfs bzw. der Statorwicklung und somit des Stators verkürzt.
Darstellung der Erfindung
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Stützvorrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die insbesondere einen reduzierten Einfluss auf das dynamische Verhalten des Wickelkopfs aufweist.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Stützvorrichtung am Wickelkopf so anzubauen, dass diese bezüglich des zugeordneten Statorendes hinsichtlich der Übertragung von Schwingungen entkoppelt ist. Mit anderen Worten, die Stützvorrichtung wird im Einbauzustand relativ zum zugeordneten Statorende so angeordnet, dass die Stützvorrichtung radiale und/oder axiale und/oder drehende, also in Umfangsrichtung verlaufende Relativbewegungen bzw. Schwingungen des Wickelkopfs gegenüber dem Statorende zulässt und folgen kann. Eine direkte Rückwirkung von Vibrationen oder Schwingungen des Wickelkopfs über die Stützvorrichtung an den Stator werden dadurch vermieden. Durch das Fehlen einer steifen oder festen Verbindung zwischen Stützvorrichtung und Sta torende kann die bei den bekannten Stützvorrichtungen zu beobachtende, unerwünschte Beeinflussung des dynamischen Verhaltens des Wickelkopfs bei der Erfindung nicht auftreten. Dementsprechend reduziert sich mit Hilfe der vorliegenden Erfindung der Verschleiß im Bereich des Wickelkopfs.
Sofern der Stator im Bereich des Wickelkopfs ein Gehäuse aufweist, ist die erfindungsgemäße Stützvorrichtung im Einbauzustand zusätzlich auch von diesem Gehäuse schwingungsmäßig entkoppelt. Denn auch eine starre oder steife Anbindung an dieses Gehäuse würde das dynamische Verhalten des Wickelkopfs in unerwünschter Weise beeinträchtigen.
Herkömmliche Stützvorrichtungen sind am zugeordneten Statorende und/oder am Gehäuse des Stators stets zumindest drehfest befestigt, um auf diese Weise Drehmomente, die zwischen dem Wickelkopf und dem Stator bei einem Störfall oder bei einem plötzlichen starken Lastwechsel in der elektrischen Maschine auftreten können, ohne Beschädigung der Statorwicklung auffangen zu können. Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, dass diese Drehmomente deutlich geringer ausfallen als erwartet und insbesondere von der Statorwicklung ohne weiteres elastisch aufgenommen werden können. Die Erfindung nutzt somit die überraschende Erkenntnis, dass eine drehfeste Kopplung zwischen Stützvorrichtung und Statorende gar nicht erforderlich ist und kann infolge dessen auf eine derartige drehfeste Kopplung verzichten. Gleichzeitig wird dadurch die gewünschte schwingungsmäßige Entkopplung zwischen Stützvorrichtung und Statorende zumindest für Drehschwingungen, vorzugsweise jedoch auch für Axialschwingungen und/oder Radialschwingungen, erreicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die gewünschte schwingungsmäßige Entkopplung der Stützvorrichtung dadurch erreicht werden, dass zwischen der Stützvorrichtung und dem zugeordneten Statorende bzw. dem Gehäuse keine starre oder steife Verbindung vorgesehen ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass keine wesentlichen Drehmomente und/oder Kräfte von der Stützvorrichtung auf den Stator bzw. dessen Gehäuse übertragen werden. Es ist klar, dass grund sätzlich eine weiche oder leicht nachgiebige Verbindung zwischen Stützvorrichtung und Statorende vorhanden sein kann, beispielsweise um die Stützvorrichtung oder Bestandteile davon verliersicher mit dem Statorende zu verbinden oder aber um eine Dämpfung der Schwingungen zu bewirken. Beispielsweise könnte hierzu die Stützvorrichtung über zumindest einen elastischen, insbesondere federelastischen, Feder- und/oder Dämpferkörper am Statorende bzw. am Gehäuse abgestützt sein.
Besonders einfach kann die gewünschte schwingungsmäßige Entkopplung der Stützvorrichtung vom Statorende bzw. vom Gehäuse dadurch erreicht werden, dass die Stützvorrichtung im Einbauzustand vom zugehörigen Statorende und/oder vom Gehäuse beabstandet positioniert ist. Weitere aufwendige Entkopplungsmaßnahmen sind grundsätzlich nicht erforderlich, so dass sich die erfindungsgemäße Stützvorrichtung besonders einfach und preiswert realisieren lässt.
Zweckmäßig ist die Stützvorrichtung ausschließlich über den Wickelkopf am Stator gehaltert. Auch diese Bauweise gewährleistet das Ausbleiben von direkten Wechselwirkungen zwischen Stützvorrichtung und Statorende.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,
1 und 2 jeweils einen vereinfachten halben Axialschnitt durch einen Stator im Bereich eines Wickelkopfs bei verschiedenen Ausführungsformen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Entsprechend den 1 und 2 besitzt ein Stator 1 einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Elektromotors oder eines Generators, eine Statorwicklung 2, die an einem axialen Statorende 3 einen Wickelkopf 4 ausbildet. Zur besseren Orientierung ist in den 1 und 2 eine mit 5 bezeichnete Längsachse des Stators 1 eingetragen, welche parallel zu einer Längsmittelachse des Stators 1 verläuft oder die Längsmittelachse des Stators 1 sein kann und somit mit einer Rotorachse zusammenfällt, um die ein nicht gezeigter Rotor der Maschine relativ zum Stator 1 dreht.
Die Statorwicklung 2 ist durch mehrere Wicklungsstäbe 6 gebildet, die am Statorende 3 aus dem Stator 1 herausgeführt und im Bereich des Wickelkopfs 4 so gebogen sind, dass der Wickelkopf 4 die Form eines Hohlkegels aufweist, der koaxial zur Längsmittelachse des Stators 1 angeordnet ist und der sich vom Statorende 3 weg aufweitet. Der Stator 1 kann – wie hier – im Bereich des Wickelkopfs 4 mit einem Gehäuse 7 ausgestattet sein, das den Wickelkopf 4 zumindest bereichsweise umhüllt.
Um die Hohlkegelform des Wickelkopfs 4 in sich verspannen und dadurch extrem versteifen zu können, ist eine Stützvorrichtung 8 vorgesehen, die am Wickelkopf 4 angebracht ist. Die Stützvorrichtung 8 umfasst zumindest einen Außenring 9. In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Außenringe 9 vorgesehen, von denen der eine axial näher am Statorende 3 angeordnet ist als der andere. In der hier gezeigten Ausführungsform besitzen die beiden Außenringe 9 außerdem denselben Querschnitt und können insbesondere baugleich ausgestaltet sein.
Die Außenringe 9 stützen sich über mehrere Stützkörper 10 radial am Wickelkopf 4 ab. Die Stützkörper 10 sind dabei umfangsmäßig verteilt radial außen am Wickelkopf 4 positioniert und dabei am Wickelkopf 4 axial festgelegt. Die Stützkörper 10 besitzen im gezeigten Längsschnitt ein keilförmiges Profil.
Erfindungsgemäß ist nun die Stützvorrichtung 8 im gezeigten Einbauzustand vom zugeordneten Statorende 3 schwingungsmäßig entkoppelt. Diese schwingungsmäßige Entkoppelung erfolgt zumindest gegenüber Drehschwingungen, also gegenüber Schwingungen, bei denen die Stützvorrichtung 8 relativ zum Stator 1 eine oszillierende Drehbewegung um die Längsmittelachse des Stators 1, also in Umfangsrichtung, durchführt. Außerdem ist die Stützvorrichtung 8 auch vom Gehäuse 7 schwingungsmäßig entkoppelt, und zwar auch hier zumindest gegenüber Drehschwingungen. Vorzugsweise erfolgt die schwingungsmäßige Entkopplung der Stützvorrichtung 8 vom Statorende 3 und/oder vom Gehäuse 7 zusätzlich auch gegenüber Axialschwingungen, bei denen sich die Stützvorrichtung 8 relativ zum Stator 1 in Axialrichtung oszillierend bewegt und/oder gegenüber Radialschwingungen, bei denen sich die Stützvorrichtung 8 gegenüber dem Stator 1 in radialer Richtung oszillierend bewegt. Bevorzugt ist somit die Stützvorrichtung 8 vom Statorende 3 und/oder vom Gehäuse 7 dreidimensional schwingungsmäßig bzw. bewegungsmäßig entkoppelt.
Durch die erfindungsgemäße Bauweise bzw. Anordnung der Stützvorrichtung 8 ergibt sich ein für den Betrieb der Maschine vorteilhaftes Schwingungsverhalten an oder im Wickelkopf 4, das insbesondere mit einem reduzierten Verschleiß der Statorwicklung 2 im Bereich des Wickelkopfs 4 einhergeht.
Entsprechend den 1 und 2 ist die Stützvorrichtung 8 zur Realisierung der gewünschten schwingungsmäßigen Entkopplung im eingebauten Zustand relativ zum zugehörigen Statorende 3 so am Wickelkopf 4 angeordnet bzw. positioniert, dass die Stützvorrichtung 8 drehende und insbesondere auch radiale und/oder axiale Relativbewegungen bzw. Schwingungen des Wickelkopfs 4 relativ zum Statorende 3 zum einen zulässt und zum andern diesen Relativbewegungen bzw.
Schwingungen folgen kann. Eine Behinderung dieser Relativbewegungen bzw. Schwingungen des Wickelkopfs 4 durch Wechselwirkungen zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Statorende 3 und/oder dem Gehäuse 7 werden dadurch ausgeschlossen.
Zur Realisierung der gewünschten schwingungsmäßigen Entkopplung kann bei der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 8 beispielsweise auf jegliche starre oder steife Verbindung zwischen Stützvorrichtung 8 und Statorende 3 und/oder zwischen Stützvorrichtung 8 und Gehäuse 7 verzichtet werden. Grundsätzlich können hier nicht gezeigte weiche und nachgiebige und elastische Verbindungen vorgesehen werden, um damit beispielsweise eine Montage- oder Demontageerleichterung für die Stützvorrichtung 8 zu erreichen. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Stator 3 bzw. dem Gehäuse 7 eine schwingungsfähige Lagerung anzubringen, die insbesondere schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweisen kann. Auf diese Weise kann das Schwingungsverhalten des Wickelkopfs 4 gezielt modifiziert werden.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Stützvorrichtung 8 am Wickelkopf 8 so angebracht, dass sie vom zugeordneten Statorende 3 einen Abstand 11 aufweist. Des weiteren ist auch ein Abstand 12 zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Gehäuse 7 vorgesehen. Durch diese Beabstandung können Wechselwirkungen zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Statorende 3 sowie dem Gehäuse 7 vermieden werden, was zur gewünschten schwingungsmäßigen Entkopplung führt.
Des weiteren zeichnet sich die Ausführungsform gemäß 1 dadurch aus, dass die Stützvorrichtung 8 ausschließlich über den Wickelkopf 4 am Stator 1 gehaltert ist. Andere Anbindungen der Stützvorrichtung 8, zum Beispiel am Gehäuse 7 und/oder am Statorende 3, sind nicht vorhanden. In der Folge ist die Stützvorrichtung 8 ausschließlich vom Wickelkopf 4 getragen. Das hierbei vom Wickelkopf 4 bzw. von den Wicklungsstäben 6 aufzunehmende Gewicht ist vergleichsweise gering, so dass die Statorwicklung 2 hierzu nicht modifiziert werden muss.
Bei den Ausführungen der 1 und 2 sind alle Stützkörper 10 oder mehrere Stützkörper 10 oder zumindest ist der hier gezeigte Stützkörper 10 über ein Auflageelement 13 außen am Wickelkopf 4 abgestützt. Dieses Auflageelement 13 ist am Wickelkopf 4 befestigt und beispielsweise plattenförmig ausgestaltet. Dabei kann das Auflageelement 13 mittels einer Klebverbindung 14 am Wickelkopf 4 befestigt sein. Diese Klebverbindung 14 ist im Betrieb nahezu ausschließlich auf Schub bzw. Scherung beansprucht und ist daher für die auftretenden Belastungen ausreichend. Hier zeigt sich ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 8, da diese ohne weiteres am Wickelkopf 4 nachträglich angebaut werden kann, selbst wenn der Wickelkopf 4 ursprünglich gar nicht für die Anbringung einer derartigen Stützvorrichtung 8 vorgesehen war. Selbstverständlich kann das Auflageelement 13 zusätzlich oder alternativ über Formschluss und/oder Kraftschluss am Wickelkopf 4 befestigt werden, beispielsweise mittels entsprechender Zapfen und/oder Schrauben, jeweils nicht gezeigt.
Des weiteren ist der Stützkörper 10 am Auflageelement 13 axial festgelegt, und zwar über eine Spannvorrichtung 15. Gleichzeitig stützt sich der Stützkörper 10 über diese Spannvorrichtung 15 radial am Auflageelement 13 ab. Die Spannvorrichtung 15 wirkt radial, das heißt sie ermöglicht eine radiale Verspannung zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Wickelkopf 4. Zu diesem Zweck besitzt die Spannvorrichtung 15 zwei Keile 16, die über eine Spannschraube 17 miteinander verbunden sind. Des weiteren sind die Keile 16 an zueinander gegensinnig geneigten Rampen 18 des Stützkörpers 10 sowie am Auflageelement 13 gleitend verstellbar gelagert. Um die radiale Verspannung zwischen Stützvorrichtung 8 und Wickelkopf 4 zu vergrößern, wird die Spannschraube 17 so gedreht, dass sich die beiden Keile 16 aufeinander zu bewegen. Hierdurch wird der jeweilige Stützkörper 10 vom Wickelkopf 4 weggedrängt. Dies führt dazu, dass die Außenringe 9 radial nach außen und der Wickelkopf 4 radial nach innen druckbelastet, also radial verspannt werden.
Die Stützvorrichtung 8 weist außerdem zumindest einen Innenring 19 auf, der sich über wenigstens ein Einlageelement 20 radial am Wickelkopf 4 abstützt. Das we nigstens eine Einlageelement 20 ist dabei radial innen am Wickelkopf 4 angeordnet. Das Einlageelement 20 ist zweckmäßig ebenfalls am Wickelkopf 4 axial fixiert. Hierzu kann wieder eine Klebeverbindung 21 dienen. Des weiteren ist auch der Innenring 19 axial am Einlageelement 20 festgelegt, was zweckmäßig ebenfalls durch eine Klebverbindung 22 realisierbar ist. Durch Verwendung von Klebverbindungen 21, 22 kann auch der Innenring 19 nachträglich am Wickelkopf 4 montiert werden, ohne dass hierzu aufwendige Umbaumaßnahmen erforderlich sind. Es ist klar, dass auch der Innenring 19 über Formschluss und/oder Kraftschluss am Wickelkopf 4 festgelegt sein kann, beispielsweise mittels entsprechender Zapfen, Bolzen oder Schrauben. Insbesondere ist es möglich, Spannschrauben zu verwenden, welche den Innenring 19 mit dem Auflageelement 13 radial verspannen. Auf diese Weise können gleichzeitig das Auflageelement 13 und der Innenring 19 sowie das Einlageelement 20 am Wickelkopf 4 festgelegt werden.
Darüber hinaus kann wie bei der hier gezeigten Ausführungsform zwischen einer radial innen liegenden Reihe 23 von Wicklungsstäben 6 und einer radial außen liegenden Reihe 24 von Wicklungsstäben 6 ein keilförmiges Einschubelement 25 angeordnet sein. Das Einschubelement 25 kann ebenfalls durch Klebverbindungen und/oder durch Formschluss bzw. Kraftschluss an den Wicklungsstäben 6 festgelegt sein.
Durch die Erkenntnis, dass grundsätzlich Klebverbindungen 14, 21, 22 ausreichen, die Auflageelemente 13 und den Innenring 19 und gegebenenfalls die Einlageelemente 20 hinreichend fest am Wickelkopf 4 zu fixieren, kann die erfindungsgemäße Stützvorrichtung 8 – wie bereits erläutert – ohne weiteres an einem Wickelkopf 4 nachträglich montiert werden, der für die Montage einer solchen Stützvorrichtung 8 an sich nicht vorgesehen ist. Darüber hinaus kann auch ein Stator 1, bei dem zumindest ein Wickelkopf 4 bereits mit einer herkömmlichen Stützvorrichtung ausgestattet ist, die zumindest eine drehfeste Verbindung zum zugehörigen Statorende 3 und/oder zum Gehäuse 7 aufweist, ohne weiteres mit der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 8 umgerüstet werden. Beispielsweise kann hierzu die vorhandene, herkömmliche Stützvorrichtung demontiert und durch die erfindungsgemäße Stützvorrichtung 8 ersetzt werden. Durch die Verwendung der vorstehend genannten Klebverbindungen ist dabei eine spezielle Adaption des Wickelkopfs 4 nicht erforderlich. Dementsprechend sind auch hier die Umbaukosten vergleichsweise gering. Besonders einfach kann die Umrüstung jedoch dadurch realisiert werden, dass bei der herkömmlichen Stützvorrichtung die Befestigungen bzw. Verbindungen, welche die herkömmliche Stützvorrichtung zumindest drehfest mit dem Statorende 3 bzw. mit dem Gehäuse 7 verbinden, gelöst oder aufgehoben oder entfernt werden. Im einfachsten Fall ist eine Nachbearbeitung des Statorendes 3, des Gehäuses 7 und/oder der Stützvorrichtung 8 nicht erforderlich, um die erfindungsgemäße schwingungsmäßige Entkopplung zu realisieren.
Die Ausführungsformen der 1 und 2 zeichnen sich außerdem dadurch aus, dass die Stützvorrichtung 8 beispielsweise für wenigstens einen der Stützkörper 10 mit einer axial wirkenden Abstützeinrichtung 26 ausgestattet sind. Mit Hilfe dieser Abstützeinrichtung 26 wird eine kraftübertragende axiale Abstützung der Stützvorrichtung 8 bzw. des jeweiligen Stützkörpers 10 gemäß 1 am Wickelkopf 4 oder gemäß 2 am Statorende 3 erreicht. Ebenso ist eine Ausführungsform möglich, bei der die Abstützeinrichtung 26 die Stützvorrichtung 8 bzw. den Stützkörper 10 sowohl am Wickelkopf 4 als auch am Statorende 3 in axialer Richtung kraftübertragend abstützt. Auch bei vorhandener Abstützeinrichtung 26 bleibt die schwingungsmäßige Entkopplung, zumindest im Hinblick auf Drehschwingungen, zwischen Stützvorrichtung 8 und Statorende 3 erhalten.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die Abstützeinrichtung 26 zumindest eine Verhängung 27, die so ausgestaltet ist, dass sie eine axial feste und radial bewegliche Kopplung zwischen dem jeweiligen Stützkörper 10 und dem Wickelkopf 4 erzeugt. Im vorliegenden Fall wirkt die Verhängung 27 mit dem Auflageelement 13 zusammen, so dass besagte Kopplung zwischen dem Stützkörper 10 und dem Auflageelement 13 vorliegt. Die axial feste und radial bewegliche Kopplung der Verhängung 27 kann beispielsweise durch eine Art Verzahnung realisiert werden.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst die Abstützeinrichtung 26 zumindest ein Federpaket 28, das im Bereich des Abstands 11 zwischen Statorende 3 und Stützvorrichtung 8 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform überbrückt somit das Federpaket 28 den axialen Abstand 11 im Bereich des jeweiligen Stützkörpers 10. Im vorliegenden Beispiel ist das Federpaket 28 am Stützkörper 10 nicht direkt, sondern indirekt über den axial innen liegend angeordneten Außenring 9 abgestützt. Grundsätzlich ist es ebenso möglich, das Federpaket 28 gegenüber dem Stützkörper 10 in Umfangsrichtung versetzt anzuordnen, um so über den axial innen liegenden Außenring 9 die gewünschte axiale Abstützung der gesamten Stützvorrichtung 8 am Statorende 3 zu erzielen.
Das Federpaket 28 ermöglicht eine federelastische und insbesondere axial vorgespannte Abstützung des jeweiligen Stützkörpers 10 bzw. der gesamten Stützvorrichtung 8 am Statorende. Ist das Federpaket 28 im montierten Zustand auf Block zusammengedrückt, ist nach wie vor eine axiale Vorspannung gegeben, jedoch ist die Federelastizität dann nur in einer Richtung vorhanden.
Durch das Federpaket 28 wird zwar eine axiale Kraftübertragung zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Statorende 3 erreicht, die Stützvorrichtung 8 wird dadurch jedoch nicht am Statorende 3 fixiert oder arretiert. Insbesondere ermöglicht das Federpaket 28 Axialverstellungen. Des Weiteren kann es ohne weiteres auch so ausgestaltet werden, dass es Drehverstellungen zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Statorende 3 zulässt. Ebenso kann das Federpaket 28 so ausgestaltet werden, dass es auch Radialverstellungen zulässt. Auch bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist zweckmäßig der radiale Abstand 12 zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Gehäuse 7 eingehalten, um Wechselwirkungen zwischen der Stützvorrichtung 8 und dem Gehäuse 7 zu vermeiden.

1: Stator
2: Statorwicklung
3: Statorende
4: Wickelkopf
5: Längsachse
6: Wicklungsstab
7: Gehäuse
8: Stützvorrichtung
9: Außenring
10: Stützkörper
11: Abstand
12: Abstand
13: Auflageelement
14: Klebverbindung
15: Spannvorrichtung
16: Keil
17: Spannschraube
18: Rampe
19: Innenring
20: Einlegeelement
21: Klebverbindung
22: Klebverbindung
23: innere Reihe
24: äußere Reihe
25: Einschubelement
26: Abstützeinrichtung
27: Verhängung
28: Federpaket

Claims

Stützvorrichtung für einen Wickelkopf (4) eines Stators (1) einer elektrischen Maschine, – wobei Wicklungsstäbe (6) im Bereich des Wickelkopfs (4) so gebogen sind, dass der Wickelkopf (4) die Form eines koaxial zu einer Längsmittelachse des Stators (1) angeordneten und von einem zugeordneten Statorende (3) weg aufweitenden Hohlkegels aufweist, – wobei die Stützvorrichtung (8) wenigstens einen Außenring (9) aufweist, der sich im Einbauzustand über mehrere umfangsmäßig verteilt außen am Wickelkopf (4) axial festgelegte Stützkörper (10) radial am Wickelkopf (4) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (8) im Einbauzustand vom zugeordneten Statorende (3) zumindest gegenüber Drehschwingungen schwingungsmäßig entkoppelt ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Stator (1) im Bereich des Wickelkopfs (4) ein Gehäuse (7) aufweist, – dass die Stützvorrichtung (8) im Einbauzustand auch vom Gehäuse (7) zumindest gegen Drehschwingungen schwingungsmäßig entkoppelt ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (8) im Einbauzustand vom zugeordneten Statorende (3) und/oder vom Gehäuse (7) auch gegenüber Radialschwingungen und/oder Axialschwingungen schwingungsmäßig entkoppelt ist.
Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Einbauzustand zwischen der Stützvorrichtung (8) und dem zugeordneten Statorende (3) und/oder zwischen der Stützvorrichtung (8) und dem Gehäuse (7) keine starre oder steife Verbindung vorgesehen ist.
Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (8) im Einbauzustand vom zugeordneten Statorende (3) und/oder vom Gehäuse (7) beabstandet positioniert ist.
Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (8) im Einbauzustand ausschließlich über den Wickelkopf (4) am Stator (1) gehaltert ist.
Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, – dass wenigstens einer der Stützkörper (10) im Einbauzustand der Stützvorrichtung (8) über ein Auflageelement (13) außen am Wickelkopf (4) abgestützt ist, – dass das Auflageelement (13) am Wickelkopf (4) befestigt ist.
Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Innenring (19) vorgesehen ist, der sich im Einbauzustand über wenigstens ein innen am Wickelkopf (4) angeordnetes Einlageelement (20) radial am Wickelkopf (4) abstützt.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, – dass das Auflageelement (13) durch eine Klebverbindung (14) am Wickelkopf (4) befestigt ist, und/oder – dass das Einlageelement (20) durch eine Klebverbindung (21) am Wickelkopf (4) befestigt ist, und/oder – dass der Innenring (19) durch eine Klebverbindung (22) am Einlageelement (20) befestigt ist.
Stützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (8) oder wenigstens einer der Stützkörper (10) über eine axial wirkende Abstützeinrichtung (26) am Wickelkopf (4) und/oder am Statorende (3) kraftübertragend abgestützt ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 10 oder nach den Ansprüchen 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, – dass die Abstützeinrichtung (26) zumindest eine Verhängung (27) aufweist, die eine axial feste und radial bewegliche Kupplung zwischen dem jeweiligen Stützkörper (10) und dem Wickelkopf (4) oder zwischen dem jeweiligen Stützkörper (10) und dem Auflageelement (13) erzeugt, und/oder – dass die Abstützeinrichtung (26) wenigstens ein Federpaket (28) aufweist, über das die Stützvorrichtung (8) oder der jeweilige Stützkörper (10) axial federelastisch und/oder unter axialer Vorspannung am Statorende (3) abgestützt ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtung (26) und/oder die wenigstens eine Verhängung (27) und/oder das wenigstens eine Federpaket (28) so ausgestaltet ist, dass sie oder es Drehbewegungen zwischen dem jeweiligen Stützkörper (10) und/oder der Stützvorrichtung (8) einerseits und dem Statorende (3) und/oder dem Wickelkopf (4) und/oder dem Anlageelement (13) andererseits zulässt.
Verfahren zum Umrüsten eines Stators (1) einer elektrischen Maschine, – wobei der Stator (1) einen Wickelkopf (4) aufweist, dessen Wicklungsstäbe (6) im Bereich des Wickelkopfs (4) so gebogen sind, dass der Wickelkopf (4) die Form eines koaxial zu einer Längsmittelachse des Stators (1) angeordneten und von einem zugeordneten Statorende (3) weg aufweitenden Hohlkegels aufweist, – wobei der Wickelkopf (4) mit einer Stützvorrichtung (8) versehen ist, die zumindest einen Außenring (9) aufweist, der sich über mehrere umfangsmäßig verteilt außen am Wickelkopf (4) axial festgelegte Stützkörper (10) radial am Wickelkopf (4) abstützt, – wobei die Stützvorrichtung (8) am zugeordneten Statorende (3) und/oder an einem Gehäuse (7) des Stators (1) zumindest drehfest befestigt ist, gekennzeichnet durch das Lösen oder Aufheben oder Entfernen der zumindest drehfesten Befestigung zwischen Stützvorrichtung (8) und Statorende (3) und/oder zwischen Stützvorrichtung (8) und Gehäuse (7).
Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere Elektromotor oder Generator, mit wenigstens einem Wickelkopf (4), dessen Wicklungsstäbe (6) im Bereich des Wickelkopfs (4) so geformt sind, dass der Wickelkopf (4) die Form eines koaxial zu einer Längsmittelachse des Stators (1) angeordneten und von einem zugeordneten Statorende (3) weg aufweitenden Hohlkegels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkopf (4) mit einer Stützvorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 versehen ist.