(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械のステータコイルロッドの中空の導体エレメントへの冷却液の給排のため及び電流接続のために働く接続装置であって、中空の導体エレメントが、場合により中空の導体エレメントの他に内実の導体エレメントをも備えたステータコイルではすべての導体エレメントが、金属的な構成部材により囲われていてこの構成部材にかつ相互にろう付けされており、この構成部材が、水室を形成するように導体エレメントを越えて突出していて冷却液体供給もしくは冷却液体排出のための接続部材内で終わっている形式の接続装置を修復する方法において、
ａ）  現存する接続装置（２）をロッド端部から誘導加熱により取り外し、
ｂ）  ロッド端部の、新しい接続装置を固定すべき領域を洗浄し、
ｃ）  特にフライスにより、ロッド端部の端面を切削加工し、
ｄ）  隣り合う導体エレメント（１）の間でロッドの端面に横方向及び高さ方向に狭い溝（７）を形成し、
ｅ）  ロッド端部を完全に囲う銅から成る第１の接続部分（２ａ）を差しはめ、
ｆ）  第１の接続部分（２ａ）とロッド端部の外面との間に残された隙間を銅フォイル及び又はろうフォイルにより充填し、
ｇ）  ロッドの端面に形成された狭い溝（７）を銅フォイル及び又はろうフォイル又は両者の組み合わせにより充填し、
ｈ）  第１の接続部分（２ａ）及びロッド端部を誘導加熱してろう材の添加によりろう付けし、
ｉ）  このようにして形成されたろう付け箇所を少なくとも肉眼で検査し、
ｊ）  銅から成る第２の接続部分（２ｂ）を第１の接続部分（２ａ）の自由端にろう付けにより取り付け、
ｋ）  このようにして形成された接続装置（２ａ，２ｂ）のシール性を検査する
ことを特徴とする、電気機械のステータコイルロッドの中空の導体エレメントへの冷却液の給排のため及び電流接続のために働く接続装置を修復する方法。
【請求項２】
導体エレメント（１；１，１５）の間に形成された溝（７）を、中央に銅層（１１）を有していて両側にろうフォイル（１２，１３）を備えた充填ストリップ（１０）により充填する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記溝（７）内にろうフォイルだけを挿入し、次いで、隣り合う中空の導体エレメントの縁を互いに接触せしめるまでこの中空の導体エレメント（１）を拡張し、しかる後に、４つの中空導体（１）が突き合わされている箇所（８）に残された隙間を銅ピン（１４）により充填する請求項１記載の方法。
【請求項４】
４つの導体エレメント（１）が突き合わされている箇所（８）に残される隙間をあらかじめ孔開け加工しておく請求項３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機械のステータコイルロッドの中空の導体エレメントへの冷却液の給排のため及び電流接続のために働く接続装置であって、中空の導体エレメントが、場合により中空の導体エレメントの他に内実の導体エレメントをも備えたステータコイルではすべての導体エレメントが、金属的な構成部材により囲われていてこの構成部材にかつ相互にろう付けされており、この構成部材が、水室を形成するように導体エレメントを越えて突出していて冷却液体供給もしくは冷却液体排出のための接続部材内で終わっている形式の接続装置を修復する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水冷式電気機械のステータコイルヘッドには環状の集合導管から絶縁ホースを介して導体ロッドの端部のところの水室に冷却液体が供給される。水室は接続装置により形成されており、この接続装置では中空の導体エレメントが金属的な構成部材により囲われていてこの構成部材にかつ相互にろう付けされている。この金属的な構成部材は水室を形成するように導体エレメントを越えて突出している。この構成部材は冷却液体供給もしくは冷却液体排出のための接続部材内で終わっている。この接続装置は同時に電流接続部としても役立てられている。
【０００３】
接続装置は運転中に高い機械的負荷（振動）にさらされる。わずかに漏れが生じただけでも、電気機械の損傷が生じる。この種の損傷が生じたならば、ろう付け箇所は−可能な限り速やかに−更新されなければならない。多くの場合、ステータコイルの取外し又は完全な交換が行われるしか手段がない。それゆえ、ステータコイルの取外しを要することなしに実施可能な修復法への大きな需要が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、簡単に実施することができ、ステータコイルの取外し又は交換を必要としないような、冒頭に記載した形式の接続装置の修復のための方法を提供すると共に、漏れのないろう付けを可能ならしめることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は次の加工過程を有している。すなわち、
ａ）  現存する接続装置をロッド端部から誘導加熱により取り外し、
ｂ）  ロッド端部の、新しい接続装置を固定すべき領域を洗浄し、
ｃ）  特にフライスにより、ロッド端部の端面を切削加工し、
ｄ）  隣り合う導体エレメントの間でロッドの端面に横方向及び高さ方向に狭い溝を形成し、
ｅ）  ロッド端部を完全に囲う銅から成る第１の接続部分を差しはめ、
ｆ）  第１の接続部分とロッド端部の外面との間に残された隙間を銅フォイル及び又はろうフォイルにより充填し、
ｇ）  ロッドの端面に形成された狭い溝を銅フォイル及び又はろうフォイル又は両者の組み合わせにより充填し、
ｈ）  第１の接続部分及びロッド端部を誘導加熱してろう材の添加によりろう付けし、
ｉ）  このようにして形成されたろう付け箇所を少なくとも肉眼で検査し、
ｊ）  銅から成る第２の接続部分を第１の接続部分の自由端にろう付けにより取り付け、
ｋ）  このようにして形成された接続装置のシール性を検査する。
【０００６】
本発明の根本思想は、現存する接続装置における変更が最小となり、かつその際、いかなる場合でも修復手段の質についての検査が維持されることにある。このことのために、清潔かつ規定された比較的大きな面積のろう付け箇所が意識的に形成され、発生した隙間は、銅から成る充填ストリップ及びろう付け補助材又はその両者の組み合わせにより、極めて小さな隙間だけを残して充填される。この小さな隙間は後でろう付け時に毛管作用により余すところなく充填される。さらに、接続装置の２分割が行われ、このことにより、形成すべきろう付け箇所へのアクセスひいては検査がいつでも可能となる。この２分割はさらに両方の接続部分の形状の点でも、特にその分割面に関しても大きな融通性を可能ならしめる。この接続装置は一面において第１の接続部分のろう付け検査が簡単に実施されるょうに、かつ他面において、第２の接続部分がほぼ「継目なく」、現存の冷却媒体導管と電流接続部とへの結合を可能ならしめるように設計されることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施例並びにこれにより得られるさらなる利点を詳しく説明する。
【０００８】
以下に記載する修復法のための出発物件は、図１及び図２に記載したような、電気機械の電流接続とステータコイルロッドの中空の導体エレメントへの冷却液体の給排とのための公知の接続装置である。
【０００９】
例えば中空の導体エレメント１だけから形成されたステータコイルロッドはその端部に金属的な構成部材２の形態の接続装置を備えている。この構成部材２はすべての導体エレメント１の全体を囲っており、かつ水室３を形成するように外向きに突出しており、この水室３内には導体エレメント１内の冷却通路４が開口しており、かつ冷却液体供給もしくは冷却液体排出のための接続部材５内で終わっている。導体エレメント１は相互にかつ金属的な構成部材に硬ろう付けされている。図１及び図２に誇張して大きく示されたろう付け隙間６は、ろうにより充填されている。接続装置の電流接続部Ｓ（図１で破線で示されている）は図示の実施例では水室３の外側に配置されており、本発明の理解にとって重要でないため詳細に図示されていない。
【００１０】
電気機械の長時間の運転の後、ろう付け箇所に漏れが生じることがある。さらに、旧式の多くの電気機械では一般的であるように水室３が銅鋳造品から成る場合には、水室３の壁自体がシール性を失うことがある。その結果、冷却水がコイルヘッド室又は−さらに一層危険であるが−導体ロッド内に達するが、このことはいかなる場合でも回避されなければならない。この種の接続装置の交換はコイルヘッド室のスペースが狭いために極めて難渋である。ステータコイルの交換には一般的には経済的な理由から問題がある。これが本発明のなされる所以である。
【００１１】
本発明に基づく修復法はまとめて示すとほぼ次に記載する加工過程を有している。すなわち、
ａ）  現存する接続装置２をロッド端部から誘導加熱により取り外し、
ｂ）  ロッド端部の、新しい接続装置を固定すべき領域を洗浄し、
ｃ）  特にフライスにより、ロッド端部の端面を切削加工し、
ｄ）  導体エレメントの間の「古い」ろうを所定の深さまで取り除くために、隣り合う導体エレメント１の間でロッドの端面に横方向及び高さ方向に狭い溝７を形成し、
ｅ）  ロッド端部を完全に囲う銅から成る第１の接続部分２ａを差しはめ、
ｆ）  第１の接続部分２ａとロッド端部の外面との間に残された隙間を銅フォイル及び又はろうフォイルにより充填し、
ｇ）  ロッドの端面に形成された狭い溝７を銅フォイル及び又はろうフォイル又は両者の組み合わせにより充填し、
ｈ）  第１の接続部分２ａ及びロッド端部を誘導加熱してろう材の添加によりろう付けし、
ｉ）  このようにして形成されたろう付け箇所を少なくとも肉眼で検査し、
ｊ）  銅から成る第２の接続部分２ｂを第１の接続部分２ａの自由端にろう付けにより取り付け、
ｋ）  このようにして形成された接続装置２ａ，２ｂのシール性を検査する。
加工過程ａ）では、金属的な構成部材２が誘導加熱法で、ろう材の溶解温度まで加熱されてロッド端部から引き離される。構成部材及びろう付け箇所の所望の局部的な加熱のための装置は公知技術に数えられ、その理由でここには詳しく説明しない。
【００１２】
次いで加工過程ｂ）として、ろう付け箇所の機械的な洗浄が、例えばブラッシング又はポリシングにより行われる。その場合、剥離した材料及び老化した古いろう材が銅もしくはろうの生地が出るまで取り除かれる。
【００１３】
それに次いで、加工過程ｃ）では、導体ロッドの端面が切削加工、有利にはフライス加工により、清潔な銅表面が現れるまで加工される。
【００１４】
加工過程ｄ）では、幅ｂほぼ０．５ｍｍ、深さｔほぼ１０〜１５ｍｍの狭い溝７が、図３及び図４に示されているように、互いに隣り合う導体エレメント１の間の従来のろう付け隙間内に形成される。この加工は補助装置にロッド端部のところで固定されたディスクフライスにより行われる。その際の要点は、フライス加工過程時に中空の導体エレメントの外壁が切削され、その結果、４つの導体エレメントが互いに突き合わされている交差箇所８までも導体の銅が剥き出されるまで溝７の側壁が加工されるような寸法を溝７の幅ｂが有することである。
【００１５】
加工過程ｅ）では、金属的な接続部材の半部である接続部分２ａが、前述のようにして準備されたロッド端部に差しはめられる。この接続部分は圧延された内実の銅から製作されており、かつ切削加工により適当な形状を付与されており、要するに鋳造品ではない。この第１の半部、すなわち接続部分２ａ内の孔は、ロッド側の端部のところの寸法の点で著しく元のロッド端部に相応している。この接続部分はロッド端部を若干の距離ｓだけ越えて突出している。この突出量は第２の接続部分２ｂを後で取り付けることを考慮してできるだけ大きく選択される。このことについてはさらに図１０に関連して説明する。
【００１６】
次いで（加工過程ｆ）、第１の接続部分２ａの内壁と、導体ロッドの外面との間に可能性として依然として残される隙間が第１の充填ストリップ９により充填される。この第１の充填ストリップ９はＳＩＬＦＯＳという名称で公知であり、多様な組成と、０．１ないし１ｍｍの厚さで提供されている。必要ならば、さらに大きな隙間を可能なかぎり完全に充填するために、付加的な銅フォイルストリップをも使用することができる。
【００１７】
加工過程ｇ）では、溝７が第２の充填ストリップ１０により充填される。この場合、充填されるべき溝の幅ｂがフライス工具により規定されているために、図６の詳細図から判るように、有利には中間の銅層１１と両側のろう材層１２，１３とから成る充填ストリップ１０が考慮される。これにより、ろう付け隙間が可能な限り小さくてすみ、その結果、ろう付け過程時にすべての隙間が毛管作用により充填される。
【００１８】
上述のように準備されて第１の接続部分２ａを備えたロッド端部は、次いで誘導的に加熱されて、ろう材の添加の下でろう付けされる（加工過程ｈ）。加工を細心に実施すれば、ろう材が冷却通路４内に侵入してその箇所に固着したり、ロッド端部に沿って水平方向に流れたりする危険は生じない。さらに、それまでの運転で、ろう材の濡れを妨げる酸化層により冷却通路４の内壁が覆われてしまっていることによっても上述の危険は生じない。
【００１９】
第１の接続部分２ａのろう付けの後に、加工過程ｉ）ではすべてのろう付け箇所が検査されポロシティが試験される。この場合、例えば第１の接続部分の一時的な閉鎖と、例えば機械の他方の側からの例えばヘリウムガスによる圧縮とによりシール性試験が付加的に実施される。
【００２０】
検査終了後、場合によりろう付け箇所の後処理の後に、加工過程ｊ）において、第２の接続部分２ｂが第１の接続部分２ａにろうフォイル（図５には示されていない）の間挿下で載着されてろう付けされる。この第２の接続部分も第１の接続部分と同様に内実の銅から製作されており、かつ切削加工により適当形状に形成されており、鋳造品ではない。完全を期するために付言すれば、この実施例及びその他のすべての実施例で電流接続は第２の接続部分２ｂのところで行われ、かつこの第２の接続部分２ｂはろう付けに先立って予め第１の接続部分と共に準備される。互いにろう付けすべき両方の接続部分２ａ，２ｂの端面の拡大と、相互のはめ合わせの簡便とのために両方の接続部分はその端面に段部を備えている。その場合、この結合のために使用される硬ろうは、第１の接続部分２ａとロッド端部との硬ろう付けを損なうのを阻止するために、このろう付けのためのろうに比して低い溶解温度を有している。
【００２１】
すべてのろう付けの終了後、加工過程ｋ）に基づく最終検査が実施され、その際、光学的な検査の他に、例えばヘリウムガスによる圧縮によりシール性の検査も実施される。
【００２２】
本出願人によれば有利と思われる上述の修復法の他に、本発明の枠を越えることなく、変化実施例が可能である。この変化実施例の１つが特に加工過程ｇ）に該当する。この実施例は図７ないし図９に例示されている。
【００２３】
第１の接続部分２ａを差しはめて充填が完了した後に場合により第１の接続部分とロッド端部の外面との間に残された隙間を充填するために、「一般的な」ほぼ０．１ｍｍ厚のろうフォイルストリップが溝７内に挿入される。次いで、加工過程ｄ）で形成された溝７が端面のところで閉鎖されるまで、中空の導体エレメント１の端面側の端部が拡張される（図７参照）。図７では、誇張されて幅広く図示された溝がすでに硬ろうにより充填されている。この拡張によっても閉鎖されることのない、隣り合う４つの導体エレメントが突き合わされる交差箇所８のところに残されたクリティカルな隙間には、ほぼ１３ないし１５ｍｍの深さに孔が開けられる。この加工では１ないし１．５ｍｍのドリルを使用するだけで充分である。この孔内に丸材から成る１３ないし１５ｍｍ長の銅ピン１４が挿入され（図８及び図９参照）、かつこのようにして溝が閉鎖される。この措置は、すべての隙間を事実上閉鎖し、これにより液状のろうのために毛管状隙間を形成せしめ、この毛管状隙間内にろうを侵入せしめて毛管内にとどめさせることにある。次いで、加工過程ｈ）ないしｋ）が記載の通り行われる。
【００２４】
すでに冒頭に記載したように、本発明に基づく修復法によれば、時間的かつ空間的に互いに隔てられたろう付け過程が実施される。この種の措置では、後で行われるろう付け過程時に、前に行われたろう付けの質を損なう危険が常に生じる。本発明では、一面においては硬ろうの融点を適当に選択することによりこの危険が回避されている。他面においてはこの危険を回避すべく、第２のろう付け箇所が第１のろう付け箇所から可能な限り遠ざけられるように、要するに間隔ｓ（図５もしくは図７参照）が大きくなるように、接続装置、正確にいえば両方の接続部分２ａ，２ｂの分割面の位置が選択されている。しかし、このことは修復位置の周辺の構造的な条件に依存している。図１０に示されているような、比較的大型の接続装置では、両方の接続部分２ａ，２ｂの分割面Ｔは導体ロッドの端面から著しく離れており、かつ接続部材５の方向へ偏って位置している。この修復法では、両方の硬ろう付けのために同じろう材を使用することができることを除けば、これまで説明した修復法となんら変るところがない。
【００２５】
本発明に基づく修復法のこれまでの説明は、中空の導体エレメント１から成る導体ロッドに基づいて行われている。しかし、本発明修復法は、中空の導体エレメント１の他にも内実の導体エレメント１５を備えたステータコイルロッドのためにも適している（図１１参照）。この種の構成では、本発明の思想によれば、元の接続装置の取外し、ロッド端部の外面の洗浄、及びこの端面の平面フライス加工の後に、すべての導体エレメント１，１５の間、要するに隣合う中空の導体エレメントと内実の導体エレメントとの間、もしくは隣り合う２つの内実の導体エレメント１５の間にそれぞれ狭い溝が形成される。加工過程ｇ）に記載された選択的要件（溝をろうフォイルのみにより充填し、中空の導体エレメント１を拡張すること）はこの場合でも可能であるが、しかし、導体ロッド内での中空の導体エレメントの分布に依存している。
【００２６】
本発明のすべての実施例における要点は、従来のすべてのろう付け箇所がロッド端部から見て所定の深さまで加工され、これにより、「新しい」ろう材が良好に濡らされることができ、かつろう付けのために大きすぎるすべての隙間が回避され又は充填される（毛管ろう付け）ことにある。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ステータコイルを取り外す必要なしに質の高いろう付けが得られる。さらに、いかなる時点でもろう付けの検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気機械のステータコイルロッドの中空の導体エレメントへの電流接続及び冷却液体の給排のための公知接続装置を縦断面して示す図である。
【図２】図１の接続装置を図１のＡ−Ａ線に沿って横断面して示す図である。
【図３】隣り合う導体エレメントの間に溝を形成した後にロッド端部を端面の近くで横断面して示す図である。
【図４】図３に基づくロッド端部を縦断面して示す図である。
【図５】本発明の修復法のために使用されるような２部分から成る接続装置を縦断面して示し、その際、導体ロッドの端面に形成された溝が特別な充填部材により充填されている状態を示す図である。
【図６】図５のｘで示す円内の拡大部分詳細図である。
【図７】本発明の修復法のために使用されるような２部分から成る接続装置を縦断面して示し、その際、図５及び図６に示す実施例に対する変化実施例として中空の導体エレメントの端部を後から拡大させた状態を示す図である。
【図８】４つの中空の導体エレメントが突き合わされるところに孔を形成した後に、この孔を銅丸材により充填した状態でロッド端部を端面の近くで縦断面して示す図である。
【図９】図８に基づくロッド端部を図８のＢ−Ｂ線に沿って横断面して示す図である。
【図１０】両方の接続部分の間の分割面が接続部材へ向かって偏って位置する接続装置を縦断面して示す図である。
【図１１】中空の導体エレメントの他にも内実な導体エレメントを備えたステータコイルロッドのロッド端部を横断面して示す図である。
【符号の説明】
１  中空の導体エレメント、  ２  金属的な構成部材、  ２ａ  第１の接続部分、  ２ｂ  第２の接続部分、  ３  水室、  ４  導体エレメント内の冷却通路、  ５  接続部材、  ６  ろう付け隙間、  ７  導体エレメントの端面に設けられた溝、  ８  ４つの導体エレメントの交差箇所、  ９  ろう付け隙間内の第１の充填ストリップ、  １０  第２の充填ストリップ、  １１  銅フォイル、  １２，１３  ろう材層（ＳＩＬＦＯＳ）、  １４  丸材から成る銅ピン、  １５  内実の導体エレメント
【図１】
0003694354.tif 000002
【図２】
0003694354.tif 000003
【図３】
0003694354.tif 000004
【図４】
0003694354.tif 000005
【図５】
0003694354.tif 000006
【図６】
0003694354.tif 000007
【図７】
0003694354.tif 000008
【図８】
0003694354.tif 000009
【図９】
0003694354.tif 000010
【図１０】
0003694354.tif 000011
【図１１】
0003694354.tif 000012