CH631842A5

CH631842A5 - Auf einem fundament abgestuetzter trag- und fuehrungsstern fuer die lagerung eines rotors einer vertikalachsigen elektrischen maschine.

Info

Publication number: CH631842A5
Application number: CH1172878A
Authority: CH
Inventors: Mihailo Starcevic
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-11-15
Filing date: 1978-11-15
Publication date: 1982-08-31
Also published as: GB2035712B; DE2851949A1; JPS6238940B2; FR2441942A1; IT1124961B; SE7909338L; GB2035712A; NO151950B; ES253551Y; ES253551U; DE2851949C2; IT7927237A0; NO793649L; CA1139816A; ATA566979A; SE442257B; FR2441942B1; BR7907370A; JPS5568837A; US4293786A

Description

Die Erfindung betrifft einen auf einem Fundament abgestützten Trag- und Führungsstern für die Lagerung eines Rotors einer vertikalachsigen elektrischen Maschine, mit Armen, die an ihren Einspannstellen am Zentralkörper spitze Winkel mit Geraden einschliessen, die durch den Mittelpunkt des Sterns und die Einspannstellen der Arme am Zentralkörper verlaufen, wobei sich die Arme zwischen dem Zentralkörper des Sterns und dem im wesentlichen ringförmigen Fundament erstrecken.

In der DE-AS 2 459 236 ist eine Traganordnung für die Wellenlagerung einer vertikalen, elektrischen Maschine beschrieben und dargestellt, bei der die Verbindungselemente in ihren Einspannstellen spitze Winkel mit den radialen Richtungen einschliessen und deren Enden mit einem ringförmigen Fundament fest verbunden sind. Diese Verbindungselemente sind in der Längsrichtung unelastisch. Während der axialen Belastung dreht sich der zentrale Ring infolge der Deformation der Verbindungselemente. Die Lösung gemäss der genannten DE-AS sichert die zentrale Lage des inneren Ringes. Bei dieser Lösung entsteht jedoch eine ziemlich grosse Deformation infolge der axialen Kräfte.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Trag- und Führungsstern für die Lagerung eines Rotors einer vertikalen elektrischen Maschine zu schaffen, der die Nachteile des Bekannten nicht aufweist, die Vorteile jedoch behält und zusätzlich auch die Deformation der Verbindungselemente wenigstens im wesentlichen verhindert.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem auf einem Fundament abgestützten Trag- und Führungsstern der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Arme in zwei verschiedenen Arten ausgeführt sind, wobei die eine Art der Arme auf dem Fundament horizontal gleitend abgestützt ist und spitze Winkel mit den genannten Geraden in einer Umfangsrichtung des Sternes einschliesst und die andere Art der Arme mit dem Fundament fest verbunden ist und spitze Winkel mit den radialen Richtungen in der umgekehrten Umfangsrichtung des Sternes einschliesst.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass in bezug auf die axiale Belastung der Trag- und Führungssterne symmetrisch belastet wird, so dass es kein Torsionsmoment gibt. Die befestigten Arme entsprechen praktisch dem oben beschriebenen Stand der Technik. Die gleitend abgestützten Arme verursachen ein entgegengesetztes Torsionsmoment. Somit werden beide Torsionsmomente, die von den zwei Arten der Arme stammen, gegenseitig kompensiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Es ist zweckmässig, wenn die spitzen Winkel, die die Arme mit den Geraden einschliessen, im absoluten Wert gleich sind und den Wert von 10° bis 40° aufweisen. Bei den absolut gleichen Winkeln sind die von der Axiallast herrührenden und auf den Zentralkörper wirkenden Torsionsmomente gegenseitig vollständig aufgehoben. Der Vorteil eines grösseren Winkels liegt darin, dass die Biegespannungen, die durch die Rotation entstehen, kleiner sind. Die Grösse der spitzen Winkel ist jedoch aus Konstruktionsgründen beschränkt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Arme als in vertikalen Ebenen angeordnete Platten ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, dass die Arme in vertikaler Richtung biegesteif sind.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Zentralkörper zwei durch Rippen miteinander verbundene Ringe, welche Rippen Abstützungen für Traglagersegmente aufweisen. Zwischen dem oberen Ring und dem unteren Ring sind diese Abstützungen auf den Rippen befestigt. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass sich die Abstützungen in der Nähe der Rippen befinden, so dass die Festigkeit des Zentralkörpers weiter erhöht wird. Der obere Ring wird praktisch in horizontaler Ebene nur auf Druck und der untere Ring nur auf Zug beansprucht.

Zweckmässig sind die Rippen als geradlinige Verlängerungen der Arme ausgebildet. Somit bilden sie je eine zug- und drucksteife Einheit. Gemäss einer Ausgestaltung ist der obere Ring mit einem Führungslager zur radialen Abstützung des Tragringes des Rotors versehen. Auf diese Weise realisiert man wirtschaftlich die radiale Abstützung des Rotors.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Fundament wenigstens eine zylindrische innere Fläche aufweist, wobei die horizontal gleitend abgestützten Arme ein radiales Spiel gegenüber dem Fundament aufweisen.

Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass bei einer richtigen Dimensionierung der gleitend abgestützten Arme sich diese im betriebswarmen Zustand der elektrischen Maschine infolge der Wärmedehnung so verlängern, dass sie das Fundament in radialer Richtung kontaktieren und somit mit den festen Armen gleichwertig werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

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Fig. 1 einen teilweisen vertikalen Schnitt durch eine beispielsweise Ausgestaltung des erfindungsgemässen Trag- und Führungssternes,

Fig. 2 den Schnitt II-II aus Fig. 1 und

Fig. 3 einen horizontalen Teilschnitt durch eine andere bei- 5 spielsweise Ausführungsform, bei der die Arme mit den radialen Richtungen grössere Winkel einschliessen.

Gemäss Fig. 1 ist ein Rotor 1 mit einem Tragring 1' und einer Welle 2 mit einem Flansch 3 versehen. Mehrere Traglager-Segmente 4 sind auf Abstützungen 5 abgestützt. In Fig. 1 ist io nur ein Arm 6 sichtbar, der zwischen einem oberen Ring 7 und einem unteren Ring 8 angeordnet ist. Der obere Ring 7 ist mit einem Führungslager 9 zur radialen Abstützung des Tragringes 1 ' des Rotors 1 versehen. Die Traglager-Segmente 4 und die Abstützungen 5 sind in einem Ölbehälter 10 gelagert. Zwischen 15 der Welle 2 einerseits und dem unteren Ring 8 und dem Ölbehälter 10 andererseits ist ein Zwischenraum 11. Der Arm 6 ist in seinem äusseren Teil auf einem Fundament 12 gleitend abgestützt. Dieser Teil des Armes 6 ist mit Fussplatten 13 versehen, die den Druck auf das Fundament 12 auf eine grössere Fläche 20 verteilen. Zwischen diesem Ende des gleitend angeordneten Armes 6 und der zylindrischen Wandung des Fundamentes 12 ist in Figur 1, die den Trag- und Führungsstern im kalten Zustand darstellt, ein Spiel 14 gezeigt. Als Verlängerung des Armes 6 ist zwischen dem oberen Ring 7 und dem unteren Ring 25 8 eine Rippe 18 angeordnet, die mit ihrem höheren Teil 18' eine direkte Abstützung des oberen Ringes 7 bildet. Die Rippe 18 ist mit dem Arm 6 durch Flansche 19 verbunden, zwischen welchen eine Verbindungsrippe 20 befestigt ist.

In Fig. 2 und 3 sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen wie in Fig. 1.

In Fig. 2 ist der teilweise Schnitt II-II aus Fig. 1 veranschaulicht. In Fig. 2 sind auch Arme 16 sichtbar, die mittels Befestigungsplatten 15 und Befestigungsstifte 15' mit dem Fundament 12 fest verbunden sind. Gestrichelt sind Geraden 17 gezeichnet, die durch Einspannstellen 6' und 16' der Arme 6 und 16 am Zentralkörper und den Mittelpunkt des Sterns geführt sind. Die Arme 6 schliessen mit diesen Geraden 17 in den Einspannstellen 6' am Zentralkörper spitze Winkel + A ein, die Arme 16 in den Einspannstellen 16' am Zentralkörper spitze Winkel — A, wobei der Winkel A in diesem Beispiel etwa 15° beträgt. In Fig. 2 sind gut auch die Verbindungsrippen 20 sichtbar, die zwischen den Flanschen 19 der Arme 6 und 16 und der Rippen 18 befestigt sind.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform im teilweisen horizontalen Schnitt dargestellt. Diese Lösung entspricht im wesentlichen derjenigen gemäss Fig. 1 und 2, die Arme 6 und 16 schliessen jedoch in ihren Einspannstellen 6' und 16' mit den radialen Richtungen 17 spitze Winkel +B und -B, die grösser sind als die spitzen Winkel + A und - A gemäss Fig. 2. Der Winkel B gemäss Fig. 3 beträgt etwa 27°.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

631 842 PATENTANSPRÜCHE

1. Auf einem Fundament ( 12) abgestützter Trag- und Führungsstern für die Lagerung eines Rotors (1) einer vertikalach-sigen elektrischen Maschine, mit Armen (6,16), die an ihren Einspannstellen (6', 16') am Zentralkörper (7,8) spitze Winkel mit Geraden (17) einschliessen, die durch den Mittelpunkt des Sterns und die Einspannstellen (6', 16') am Zentralkörper verlaufen, wobei sich die Arme (6,16) zwischen dem Zentralkörper (7,8) des Sterns und dem im wesentlichen ringförmigen Fundament (12) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (6,16) in zwei verschiedenen Arten ausgeführt sind, wobei die eine Art Arme (6) auf dem Fundament (12) horizontal gleitend abgestützt ist und spitze Winkel (+A, +B) mit den genannten Geraden (17) in einer Umfangsrichtung des Sterns einschliesst und die andere Art der Arme (16) mit dem Fundament (12) fest verbunden ist und spitze Winkel (-A, -B) mit den genannten Geraden (17) in der umgekehrten Umfangsrichtung des Sterns einschliesst.

2. Trag- und Führungsstern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spitzen Winkel (+A, +B, -A, -B)' die die Arme (6,16) mit den Geraden (17) einschliessen, im absoluten Wert gleich sind und den Wert von 10° bis 40° aufweisen.

3. Trag- und Führungsstern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (6,16) als in vertikalen Ebenen angeordnete Platten ausgebildet sind.

4. Trag- und Führungsstern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkörper zwei durch Rippen (18) miteinander verbundene Ringe (7,8) aufweist, welche Rippen (18) Abstützungen (5) für Traglagersegmente (4) tragen, wobei diese Abstützungen (5) zwischen dem oberen (7) und unteren Ring (8) auf den Rippen (18) befestigt sind.

5. Trag- und Führungsstern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (18) als geradlinige Verlängerungen der Arme (6,16) ausgebildet sind.

6. Trag- und Führungsstern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Ring (7) mit einem Führungslager (9) zur radialen Abstützung des Tragringes ( 1 ') des Rotors (1) versehen ist.

7. Trag- und Führungsstern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fundament (12) wenigstens eine zylindrische innere Fläche aufweist, wobei die gleitend abgestützten Arme (6) ein radiales Spiel (14) gegenüber dem Fundament (12) aufweisen.