CH387769A - Sicherungseinrichtung gegen axiale Verschiebung einer Wicklungskappe am Läufer einer elektrischen Maschine - Google Patents

Description

  Sicherungseinrichtung gegen axiale Verschiebung einer Wicklungskappe am Läufer  einer elektrischen Maschine    Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungs  einrichtung gegen axiale Verschiebung einer Wick  lungskappe am Läufer einer elektrischen Maschine,  wobei die Wicklungskappe wenigstens an einem ihrer  Enden auf den Läufer geschrumpft ist.  



  Die aus dem aktiven Eisen von schnellaufenden  elektrischen Maschinen herausragenden Wickelköpfe  stützen sich gegen die starken     Flichkräfte    an den  Wicklungskappen in radialer Richtung ab. Hinzu  kommen die in axiale Richtung schiebenden Kräfte,  die durch Längsdehnung der Leiter als Folge von  Erwärmung an den Wicklungskappen wirken.  



  Bisher war es üblich, jede Wicklungskappe auf  den über die Wickelköpfe hinausragenden Enden der  Maschinenwelle und auf dem     Ballenende        festzu-          schrumpfen.    Dieser Anordnung haftete der grosse  Nachteil an,     dass    die beidseitig festgeschrumpften  Wicklungskappen die biegeelastischen Wellenschenkel  starr überbrückten, was zu starken zusätzlichen  Beanspruchungen in den Wicklungskappen führte       bzw.    die Laufruhe des Induktors herabsetzte. Zur  Behebung dieses Nachteiles hat man jeweils zwischen  den beiden Schrumpfsitzen eine Trennfuge vorge  sehen.  



  Die neuere Entwicklung verzichtet ganz auf die  Schrumpfsitze auf den Wellenschenkeln und sieht nur  noch eine Befestigung der Wicklungskappen an den       Ballenenden    des Läufers vor. Diese Befestigungen  bestehen aus vergrösserten Schrumpfsitzen und aus  Sicherungen, die trotz hoher Beanspruchungen durch  Flieh- und Schubkräfte sowie durch Schwingungen  jede Änderung der Lage der Wicklungskappen, die  ja mindestens eine starke Unwucht hervorruft, ver  hindern sollen.  



  Als Sicherungen sind schon     Bajonettverhakungen     bekannt geworden. Axiale Nasen auf den     Ballenenden       und an den Innenseiten der Wicklungskappen greifen  dabei in entsprechende axial gerichtete Nuten im  Gegenstück ein und verbinden die beiden Teile nach  einer Drehung um eine Teilung dieser Nuten form  schlüssig, wobei die     Kerbwirkung    an den Nasen der  Wicklungskappen eine zusätzliche Spannungser  höhung hervorruft. Allen     Bajonettverhakungen    haftet  der schwerwiegende Nachteil an,     dass    sie umfang  reiche     Fräsarbeiten    an den Wicklungskappen er  fordern.

   Um elektrische Verluste durch ein zusätz  liches     Magnetstreufeld    im Bereich der Kappen zu  vermeiden, werden diese aus     nichtmagnetisierbarem          austenitischem    Stahl hergestellt, der infolge seiner  hohen mechanischen Festigkeit durch Fräsen oder  Bohren fast nicht mehr zu bearbeiten ist. Am ein  fachsten von allen Bearbeitungsarten gestaltet sich  noch das Drehen. Es ist ebenfalls bereits vorgeschla  gen worden, die Wicklungskappen mit dem     Ballen-          ende    des Läufers zu verschrauben.  



  Gemäss der Erfindung greift ein koaxialer Ring  mit Vorsprüngen klammerartig in Vertiefungen des       Ballenendes    des Läufers und des     ballenseitigen    Endes  der Wicklungskappe ein und bildet dieser Ring eine  formschlüssige Verbindung des     Ballenendes    mit der  Wicklungskappe.  



  In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der  Erfindung dargestellt.  



  In     Fig.   <B>1</B> der Zeichnung ist ein Läuferballen<B>11</B>  dargestellt, auf den an den Stellen 12 eine Wicklungs  kappe<B>13</B> geschrumpft ist. Ein Ring 14, den ein  Schrumpfring<B>15</B> zusätzlich gegen Fliehkräfte sichert,  verbindet formschlüssig den Läuferballen<B>11</B> mit der  Wicklungskappe<B>13.</B>  



  In     Fig.    2 bis 4 der Zeichnung sind Einzelheiten  dieser formschlüssigen Verbindung vergrössert dar  gestellt. Der Ring 14 weist in Umfangsrichtung ver-      laufende Vorsprünge<B>16</B> und<B>17</B> auf, die in ent  sprechende Ringnuten<B>18</B> und<B>19</B> des     Ballenendes     des Läuferballens<B>11</B> und des     ballenseitigen    Endes  der Wicklungskappe<B>13</B> eingreifen. Der Ring 14  überbrückt diese Ringnuten<B>18, 19</B> nach Art einer  Klammer.

   Beim Erkalten des in erwärmtem Zustand  aufgebrachten Ringes 14     presst    dieser durch axiale       Schrumpfkräfte    über seine Vorsprünge<B>16</B> und<B>17</B>  die Wicklungskappe<B>13</B> fest gegen das     Ballenende.     Diese Kräfte verhindern,     dass    sich die Wicklungs  kappe<B>13</B> infolge der schiebenden Kräfte der erwärm  ten     Wickelkopfleiter    und infolge von Schwingungen  aus ihrer genau axialen Lage mit dem Läufer ver  schiebt, was eine beträchtliche Unwucht und damit  eine starke dynamische Beanspruchung der Läufer  welle und der Maschinenlager sowie eine grosse  Laufunruhe bedeuten würde.  



  Den Ring 14 umschliesst ein weiterer Schrumpf  ring<B>15,</B> der den Ring 14 oder dessen Teile gegen  Fliehkräfte sichert und der die Schrumpfkräfte im  Ring 14 unterstützt. Ein kleiner in Umfangsrichtung  verlaufender Vorsprung 20 des Ringes 14 greift in  eine Ringnut des Schrumpfringes<B>15</B> ein und ver  hindert so dessen axiale Verschiebung.  



  Die     Anpressflächen    der Vorsprünge<B>16</B> und<B>17</B>  und, der Ringnuten<B>18</B> und<B>19</B> sind gegen die Radien  zur Wellenachse geneigt, und der Ring 14 ist mit dem  Läuferballen<B>11</B> und der Wicklungskappe<B>13</B> unter  einer     Keilwirkung    verspannt. Die in Umfangsrichtung  in dem Ring 14 und dem Schrumpfring<B>15</B> wirkenden  Schrumpfkräfte unterstützen durch diese Keilwirkung  die axialen Schrumpfkräfte im Ring 14 und tragen  ebenfalls zu einer festen     Anpressung    der Wicklungs  kappe<B>13</B> an den Läuferballen<B>11</B> bei.  



  Der Ring (14) kann aus zwei Halbringen oder  mehreren Ringsegmenten bestehen oder ein     Spreng-          ring    sein. Stahlbandagen 21 (s.     Fig.    4) können diese  Teile zusammenhalten, nachdem sie mittels geeigneter  Vorrichtungen in die Ringnuten<B>18, 19</B>     eingepresst     worden waren. Die durch verschiedene     Einpresstiefen     entstehenden Massdifferenzen lassen sich abdrehen,  bevor der Schrumpfring<B>15</B> aufgebracht wird.    Zwecks Verminderung von Streufeldern bestehen  der Ring 14 und der Schrumpfring<B>15</B> vorzugsweise  aus einem nicht     magnetisierbaren        Werkstoff.     



  Der Ring (14)     lässt    sich während des     Aufschrump-          fens    der Wicklungskappe oder nach diesem Auf  schrumpfen anbringen und wird     zweckmässigerweise     z. B. durch Keile in axialen Nuten des Läuferballens  und des Ringes gegen Verdrehen gesichert.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Sicherungseinrichtung gegen axiale Verschiebung einer Wicklungskappe am Läufer einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators,<B>wo-</B> bei die Wicklungskappe wenigstens an einem ihrer Enden auf den Läufer geschrumpft ist, dadurch ge kennzeichnet, dass ein koaxialer Ring mit Vorsprün gen klammerartig in Vertiefungen des Ballenendes des Läufers und des ballenseitigen Endes der Wick lungskappe eingreift und eine formschlüssige Ver bindung des Ballenendes mit der Wicklungskappe bildet.

   <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring durch axiale Schrumpf kräfte über seine Vorsprünge die Wicklungskappe gegen das Ballenende presst. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring aus Segmenten besteht oder als Sprengring ausgebildet ist und dass ein aussen aufgebrachter Schrumpfring die Segmente oder den Sprengring durch Schrumpfung gegen Fliehkräfte sichert.

   <B>3.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressflächen der Vor sprünge und der Vertiefungen gegen die Radien zur Wellenachse geneigt sind und der Ring mit dem Läuferballen und der Wicklungskappe unter einer Keilwirkung verspannt ist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, Cr dass der Ring und der Schrumpfring aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff bestehen.