<Desc/Clms Page number 1>
Federnde Abstützung von Vertikalgehäusen für elektrische Maschinen, insbesondere Einphasenmaschinen
Es ist bekannt, dass horizontale elektrische Maschinen, insbesondere Einphasenmaschinen unter Zwischenschaltung von Federn gegen das Fundament abgestützt werden, um die wechselnden, gegen das Fundament wirkenden Kräfte, hervorgerufen durch das pulsierende Drehmoment bei Einphasenmaschinen, zu verkleinern. Auch bei elektrischen Maschinen mit vertikaler Welle ist eine federnde Abstützung zur Verkleinerung der auftretenden Störschwingungskräfte und Fundamentbeanspruchungen erforderlich.
Die Anwendung von Biegungsfedern parallel zur Maschinenachse in Mitte Gehäuse, ähnlich wie bei Horizontalmaschinen, ist technisch einwandfrei nicht möglich, da sich das Gewicht des Ständers auf dem Generatortragring der Turbinenschachtauskleidung abstützt und die dadurch hervorgerufene Reibung den Durchlasseffekt der Federn fast zur Gänze aufhebt.
Der Einbau von Rollen oder Kugeln zur Verminderung dieser Reibung ist nicht zweckmässig, weil bei den kleinen Verdrehungen von Zehntelmillimetern die Druckstellen sich nicht ändern und Materialeinarbeitungen auftreten würden. Ausserdem sind Federstützpunkte am Maschinengehäuse und am Fundament notwendig, welche den für die Warmluftführung erforderlichen Ringkanal zwischen dem GehäuseAussendurchmesser und der Fundamentausmauerung teilweise oder zur Gänze verlegen.
Die senkrechte Anordnung von Spiralfedern zwischen Gehäuseflansch und Generatortragring besitzt ebenfalls Nachteile, da diese in komplizierten Federköpfen eingespannt werden müssen und ausser der Federung in der Umfangsrichtung des Generatordurchmessers eine unerwünschte
Axialfederung besitzen.
Alle vorerwähnten Mängel scheidet nach- stehend beschriebene Erfindung aus.
Gemäss der Erfindung werden, um die Reibung zwischen Gehäuseflansch und Generatortrag- ring auszuschalten, zwischen diesen Teilen parallel zur Maschinenachse angeordnete Biegungs- federn vorgesehen, so dass das Ständergewicht und das Gewicht der auf dem Ständer aufge- bauten Maschinenteile, die angeordneten Federn auf Druck und Knickung beanspruchen.
EMI1.1
dass diese Bearpmchung innerhalb zulässiger Grenzen bleibt und die am Umfang gleichmässig oder ungleichmässig verteilten Federn, welche parallel geschaltet sind, eine gemeinsame Federkonstante aufweisen, die dem geforderten Durchlasseffekt entspricht.
Bei dem geforderten Durchlasseffekt und bei normalem Drehmoment erfahren die Federn bestimmte Beanspruchung und Durchfederung. Der Federweg soll möglichst klein gehalten werden, da die Relativbewegungen zwischen Ständergehäuse une de--auf dem Fundament befestigten Abdeckungsteilen auch klein sein sollen. Beträgt diese Federung z. B. 0. 2 mm, so würde beim Kurzschlussdrehmoment, welches zwölf-bis fünfzehnmal grösser als das Normaldrehmoment sein kann, der Federweg 3 mm betragen und die Beanspruchung unzulässig hoch werden.
Um dieses Ansteigen der Federbeanspruchung bei grösseren Drehmomenten zu vermeiden, werden erfindungsgemäss Federn mit entsprechend den auftretenden Drehmomenten veränderlichen Federkonstanten verwendet, so dass z. B. beim Kurzschlussdrehmoment oder bereits einem kleineren Drehmoment die Federkonstante unendlich gross wird, entsprechend einer starren Verbindung.
Die Anordnung der Biegungsfedern zwischen Gehäusenansch und Generatortragring kann einzeln oder in Gruppen erfolgen, ebenso kann die Verteilung am Umfang gleichmässig oder unregelmässig, je nach den Platzverhältnissen, vorgesehen werden.
Die Biegungsfedern selbst sind vorzugsweise stabförmig und von kreis-, rohr-oder rechteckförmigem Querschnitt. Sie werden mit ihren
Enden in Federköpfen eingespannt, die ihrerseits am Gehäuseflansch der Maschine und am
Generatortragring der Turbinenauskleidung be- festigt sind. Die Federköpfe besitzen zur Quer- schnittsform der Biegefedern passende Kanäle, die sich jedoch nach einer gewissen Einspann- länge am Ende der Feder gegen die Federmitte zu trichterförmig erweitern. Bei Normallast erfolgt die elastische Übertragung der Kräfte
<Desc/Clms Page number 2>
auf das Fundament in nahezu gestrecktem Zustande der Biegefedern, wobei die Federkonstante durch die freie Strecke zwischen beiden Einspannstellen bestimmt ist.
Bei Überlast biegen sich die Federn S-förmig durch und legen sich an die trichterförmige Erweiterung der Kanäle in den Federköpfen an. Auf diese Weise wird bei passender Formgebung der Erweiterung die freie Länge der Federn mit zunehmender Last stetig verkürzt und so die Federkonstante vergrössert. Im Extremfall, etwa bei stossweisem Auftreten von Höchstlast im Kurzschlussfalle, liegen die Federn in den trichterförmigen Erweiterungen satt an ; dies entspricht einer starren Verbindung mit der Federkonstante Unendlich. Die Anordnung wirkt somit in erhöhtem Masse stossdämpfend. Gleichz. eitPg wird gewährleistet, dass die Federbeanspruchuag bei gegebenem Durchlasseffekt im Normalbetrieb auch im Kurzschlussfall die zulässige Grenze nicht überschreitet.
Die prinzipielle Anordnung der erfindunggemässen Gehäuseabstützung ist in Fig. 1 dargestellt. Sowohl am Gehäuseflansch 1 des Maschinengehäuses 2 als auch am Tragring 3 der Turbinenschachtauskleidung 4 sind am Umfang Federköpfe 5 angeordnet, in denen die vorzugsweise stabförmigen Biegefedern 6 an ihren Enden eingespannt sind.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Detail, bei dem eine Gruppe von neun zylindrischen Biegefedern vorgesehen ist, in zwei zueinander senkrechten Mittelschnitten. Die Federköpfe 5 sind mittels der Schrauben 7 am Maschinenflansch 1 und am Generatortragring 3 befestigt.
Die Biegungsfedern 6 sind mit ihren Enden in Kanälen 8 der Federköpfe eingespannt. Die Kanäle 8 sind gegen die Federmitte zu trichterförmig erweitert, um die beabsichtigte Vergrösserung der Federkonstante mit zunehmender Durchbiegung der Biegefedern zu erzielen. Die Zentrierung 9 hat die Aufgabe, die Beweglichkeit des Gehäuses auf rein zentrische Drehung zu beschränken. Selbstverständlich ist die trichter- förmige Erweiterung der Kanäle infolge Zentrierung nur in der Schwingungsebene der Biegefedern erforderlich, doch wird sich in den meisten Fällen eine allseitige Erweiterung herstellungstechnisch am einfachsten erweisen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Federnde Abstützung von Vertikilgeh usen für elektrische Maschinen, insbesondere Einphasenmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass als Federelemente Biegungsfedern parallel zur Maschinenachse zwischen Gehäuseflansch und Generatortragring angeordnet sind, deren Federkonstante sich mit dem jeweils auftretenden Drehmoment so verändert, dass sie bei Normal- las+. dem geforcii-rten Durchlasseffekt entspricht, bel Überlast,'- !) ch bis zum Wert Unendlich- erfrechend einei starren Verbindung-ansteigt.
2. Federnde Abstützung von Vertikalgehäusen für elektrische Maschinen, insbesondere Ein-