DE10005006A1

DE10005006A1 - Rotierende elektrische Maschine

Info

Publication number: DE10005006A1
Application number: DE10005006A
Authority: DE
Inventors: Rune Gunnarsson; Rikard Isby
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2000-08-17
Anticipated expiration: 2020-02-05
Also published as: FR2790611A1; SE9900497L; SE523440C2; SE9900497D0; DE10005006B4; FR2790611B1; US6366001B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere eine Gleichstrommaschine, mit einem Rotor (8), der auf einer Rotorwelle (9) angebracht ist und axiale Wicklungsspulen trägt, wobei die Spulenenden (Wicklungsköpfe) von einer im wesentlichen ringförmigen Rotorspulen-Stützvorrichtung (7) gestützt werden, die konzentrisch zur Rotorwelle angeordnet ist und direkt am axialen Ende des Rotors und nahe dessen radial äußeren Bereich befestigt ist. Gemäß der Erfindung ist die elektrische Maschine dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorspulen-Stützvorrichtung (7) eine Oberfläche hat, die im Verhältnis zu ihrem Umfang bedeutend vergrößert ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Rotor für eine solche rotierende elektrische Maschine sowie auf eine Rotorspulen-Stützvorrichtung.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf rotie rende elektrische Maschine und speziell auf eine rotie rende elektrische Gleichstrommaschine, wie sie in dem Ober begriff des Anspruches 1 beschrieben ist. Die Erfindung be zieht sich ferner auf einen Rotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9 für eine solche rotierende elektrische Maschine und auf eine Rotorspulen-Stützvorrichtung gemäß dem Oberbe griff des Anspruches 17 für einen solchen Rotor.

Hintergrund der Erfindung

Die Entwicklung auf dem allgemeinen Gebiet der rotierenden elektrischen Maschinen ist gegenwärtig auf die Erzielung ei ner immer höheren Ausnutzung gerichtet, das heißt, auf die Erzielung einer immer höheren Leistung und eines immer höhe ren Drehmoments für eine gegebene Maschinengröße. Eine Be dingung für eine solche höhere Ausnutzung besteht darin, daß die Kühlung der Maschine entsprechend verbessert werden kann, und folglich wird eine intensive Entwicklungsarbeit in dieser Richtung betrieben.

Bei Gleichstrommaschinen wurden große Fortschritte hinsicht lich der Rotorkühlung erzielt, und vielleicht vor allem durch die in der schwedischen Patentanmeldung 9900227-1 be schriebenen Prinzipien bei der Kühlung des Rotorblechpakets. Diese Prinzipien beziehen sich auf die symmetrische Positio nierung der Rotorkühlkanäle relativ zu den magnetischen Pfa den im Rotor und führen dadurch zu der Anbringung von Kühlkanälen in größerer Anzahl und dichter am äußeren Umfang des Rotors.

Durch diese Optimierung der Kühlung des Rotorblechpakets wurde die Entwicklung so weit vorangebracht, daß andere Teile der Maschine, die bisher als ausreichend gut gekühlt angesehen wurden, nunmehr zur Begrenzung der möglichen Aus gangsleistung (Ausnutzung) der Maschine geworden sind. Einer dieser sogenannten "hot spots" in der Maschine sind diejeni gen Teile der in den achsialen Nuten des Rotors eingelegten Rotorspulen, die außerhalb des eigentlichen Rotorblechpakets liegen.

Bei konventionell aufgebauten Gleichstrommaschinen, siehe die beigefügte Fig. 1, liegt der Hauptteil der Enden 2 der Rotorspulen, also der Wicklungsköpfe, des Rotors 1 thermisch isoliert zwischen einer Spulen-Stützvorrichtung 3 und einer Rotorspulenbandage 4. Die allgemeine Form einer Rotorspulen- Stützvorrichtung 3, welche den Ausgangspunkt dieser Erfin dung bildet, besteht aus einem relativ dünnen und leichten Zylinderring aus synthetischem Harz (Kunststoff) oder Me tall, der direkt am Rotor in dessen äußerem Bereich ange bracht ist. Im Gegensatz dazu gibt es auf diesem Gebiet auch schwere und materialintensive und oft gegossene Spulen- Stützvorrichtungen. Die letztgenannte Art wird von der Ro torwelle 5 getragen, und für sie gelten ganz andere Bedin gungen.

Bei Rotorspulen-Stützvorrichtungen der hier betrachteten Art war es bis zur Gegenwart völlig ausreichend, die Rotorspule nenden nur an dem Rotorspulenendstück 6 durch Kühlluft zu kühlen, zu welchem die Kühlluft Zutritt hat. Die Leiterlänge in dem Rotorspulenendstück beträgt ungefähr nur 20 bis 25% der Gesamtlänge der Rotorwicklungsköpfe. Beachtet man dies und betrachtet man die oben genannte Entwicklung auf diesem Gebiet, so wird klar, daß die genannte Methode nicht ausrei chend ist, um mit der Maschine als ganzes die Vorteile aus nutzen zu können, die sich aus den oben genannten Fort schritten ergeben, die bei der Kühlung des Rotorblechpaketes erreicht wurden.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß die bekannten Rotor spulen-Stützvorrichtungen für sich unter den Bedingungen, für die sie gedacht waren, gut gearbeitet haben. Sie können jedoch nicht den immer höheren Anforderungen an die Kühlung der Maschine als ganzes gerecht werden. Mit anderen Worten, die intensive Entwicklung und die dabei erreichte Optimie rung der Kühlung des eigentlichen Rotorblechpaketes hat dazu geführt, daß die oben genannten Teile der Maschine zu einem Hindernis auf dem Wege zu einer maximalen Leistungsausbeute geworden sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein grundlegendes Ziel der Erfindung besteht daher darin, bei einer rotierenden elektrischen Maschine, insbesondere einer Gleichstrommaschine, eine Verbesserung der Kühlung der Spulenenden oder der Wicklungsköpfe der Rotorspulen zu er zielen, welche der Entwicklung entspricht, die hinsichtlich der Kühlung des Restes der Maschine stattgefunden hat. Im besonderen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Kühlung zu entwickeln, ohne negative Auswirkun gen auf die Spulen-Stützvorrichtung in anderer Hinsicht und das mit einfachen und Kosten sparenden Mitteln.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die ro tierende elektrische Maschine mit einer Rotorspulen-Stütz vorrichtung versehen wird, die eine Oberfläche hat, die be deutend größer als bisher im Verhältnis zu ihrem Umfang ist, und zwar so, wie dies im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannt ist. Als Ganzes betrachtet, ergibt dies eine be deutende Verbesserung der Kühlkapazität, indem eine effizi ente Kühlung auch der Teile der Rotorspulenen den/Wicklungsköpfe stattfindet, die an der Rotorspulen- Stützvorrichtung anliegen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung des Grundgedankens der Erfindung hat die Rotorspulen-Stützvorrichtung an ihrer in neren Seite eine Konfiguration, welche ihre Oberfläche ver größert. Diese Konfiguration hat die Gestalt von Kühlrippen oder Kühlflanschen, die generell radial nach innen auf die Rotorwelle zu gerichtet sind. Dieses Merkmal der Erfindung ist im beigefügten Anspruch 2 beschrieben. Durch dieses Merkmal wird die gewünschte Kühlung der Spulenenden in einer besonders effizienten Weise erreicht.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es im An spruch 3 beschrieben ist, sind die Kühlflansche selbst mit einer genuteten oder gezahnten Oberfläche versehen, wodurch eine weitere Vergrößerung der Oberfläche und eine weitere Verbesserung der Kühlwirkung erzielt wird.

Gemäß einer Ausführungsform, wie sie in den Ansprüchen 4 und 5 beschrieben wird, sind mindestens einige der Kühlflansche so ausgebildet, saß sie zusammen eine Befestigungsmöglich keit für Gewichte zur Beseitigung einer Unwucht dienen. In dieser Weise dienen die Kühlflansche dem zusätzlichen Zweck der Ausbalancierung des Rotors. Dadurch kann auf die tradi tionell verwendeten Ausbalancierscheiben oder entsprechende Einrichtungen, die von der Rotorwelle getragen werden, voll ständig verzichtet werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist im Anspruch 6 beschrieben. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Zentrierung und Befestigung der Rotorspulen-Stützvor richtung relativ zum Rotor dadurch erreicht, daß eine Anzahl von Kühlflanschen der Rotorspulen-Stützvorrichtung mit Sit zen für Führungsstifte versehen ist, die mit dem achsialen Ende des Rotors verbunden werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Rotorspulen-Stützvorrichtung von einer Anzahl miteinander verbindbarer Segmente gebildet, wie dies in den Ansprüchen 7 und 8 genannt ist. Eine solche Konstruktion trägt zur Ver ringerung der Herstellungskosten bei, da das Extrusionswerk zeug zu bedeutend niedrigeren Kosten gefertigt werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Rotor für eine elektrische Maschine, insbesondere eine Gleichstromma schine, vorgesehen. Der genannte Rotor ist mit einer Rotor spulen-Stützvorrichtung versehen, die eine Oberfläche hat, die im Verhältnis zu ihrem Umfang bedeutend vergrößert ist, wie dies in dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 9 nie dergelegt ist. Ein solcher Rotor kann sowohl als Ersatzteil für eine Gleichstrommaschine verwendet werden oder als Aus tauschteil bei der Verbesserung einer vorhandenen Maschine.

Ausführungsbeispiele dieses zweiten Aspekts der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 10 bis 16 genannt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Rotorspu len-Stützvorrichtung vorgesehen, die eine Oberfläche hat, die im Verhältnis zu ihrem Umfang bedeutend vergrößert ist, wie dies in dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 17 nie dergelegt ist. Eine solche Rotorspulen-Stützvorrichtung kann sowohl verwendet werden als Ersatzteil für eine Gleichstrom maschine als auch als Austauschteil bei der Verbesserung ei nes vorhandenen Rotors.

Ausführungsbeispielen des zuletzt genannten Aspektes der Er findung sind in den abhängigen Ansprüchen 18 bis 25 genannt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausfüh rungsformen genauer erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, wobei

Fig. 1 in einer partiell schematischen und partiell ge schnittenen Seitenansicht einen Teil eines Rotors zeigt, der mit einer in bekannter Weise aufgebauten Rotorspulen-Stützvorrichtung ausgerüstet ist,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Rotorspulen- Stützvorrichtungs gemäß der Erfindung in Gestalt ei nes aus Segmenten gebildeten Ringes zeigt,

Fig. 3 ein Segment der Rotorspulen-Stützvorrichtung gemäß dem in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel zeigt, und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Rotorspulen- Stützvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, die als eine nicht unterbrochene Ringform ausgebildet ist.

Detaillierte Beschreibung

Unter Bezug auf die Zeichnungen wird nun das Grundprinzip der Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen be schrieben. Gleichzeitig werden die Unterschiede im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen, wie zum Beispiel derjenigen, die in der Einleitung kurz beschrieben wurde und die in Fig. 1 dargestellt ist. Entsprechend zeigt Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Rotorspulen-Stützvorrichtung gemäß der Erfindung, die generell mit dem Bezugszeichen 7 versehen ist. Die achsiale Endansicht der Fig. 2 zeigt, daß die Ro torspulen-Stützvorrichtung von der generellen Art ist, wie sie in der Einleitung in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Diese Art der Rotorspulen-Stützvorrichtung hat die Gestalt eines relativ dünnen zylindrischen Ringes, der mit einer glatten äußeren peripheren Oberfläche versehen ist und der dazu bestimmt ist, die Enden der Rotorspulen zu stützen. Der Ring dieser Rotorspulen-Stützvorrichtung 7 ist so ausge bildet, daß er direkt an den äußeren Bereich des achsialen Endes des Rotorblechpaketes angebracht werden kann, und zwar zentriert in Bezug auf die Rotorwelle 9.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Ring der Rotorspulen-Stützvorrichtungs 7 aus drei miteinan der verbundenen identischen Ringsegmenten 17, 18, 19. Eines dieser Ringsegmente 17 ist in Fig. 3 in vergrößertem Maß stab gezeigt. Ein solcher geteilter Aufbau ist mit Rücksicht auf die Herstellungskosten vorteilhaft. Der Grund hierfür besteht darin, daß beispielsweise ein Extrusionswerkzeug entsprechenden Aufbaus bedeutend billiger ist als ein Werk zeug für einen vollständigen Ring der unten im Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Art. Obwohl in dem gezeigten Bei spiel die Anzahl der Segmente drei beträgt, kann diese An zahl beliebig variiert werden, beispielsweise in Abhängig keit des Rotordurchmessers unter Einhaltung offensichtlich praktischer Grenzen, wie zum Beispiel hinsichtlich der Hand habung der Segmente.

In der Einleitung wurde festgestellt, daß es das grundle gende Ziel der Erfindung ist, eine verbesserte Kühlung der Enden der Rotorspulen zu erreichen, welche dem Fortschritt entspricht, der bei der Kühlung des Rotorblechpaketes er zielt wurde. Aus diesem Grunde und in Übereinstimmung mit der Erfindung wird nun grundlegend vorgeschlagen, daß die Rotorspulen-Stützvorrichtung 7 so ausgebildet wird, daß sie eine Oberfläche hat, die im Verhältnis zu ihrem Umfang be deutend vergrößert ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbei spiel wird dies dadurch erreicht, daß die Spulen-Stützvor richtung 7 mit Kühlflanschen 10, 11, 12 versehen ist, die an der inneren peripheren Oberfläche der Spulen-Stützvor richtung verteilt angeordnet sind und die generell radial nach innen auf die Rotorwelle 9 zu (siehe Fig. 2) gerichtet sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kühl flansche mit ihrer Erstreckung in Längsrichtung in achsialer Richtung des Ringes orientiert. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, daß die Kühlflansche theoretisch in jeder an deren Richtung ausgerichtet sein können, beispielsweise auch in Umfangsrichtung.

Ferner wird klargestellt, daß, obwohl die Zeichnungsfiguren die Breite des Ringes, also seine achsiale Länge, nicht zei gen, die Rotorspulen-Stützvorrichtung 7 so dimensioniert sein soll, daß sie sich der Länge der Spulenenden anpaßt, die aus dem Rotorblechpaket 8 herausragen und die gemäß der Darstellung in Fig. 1 gestützt werden sollen. Hinsichtlich der Kühlflansche 10, 11, 12 wird in den Fig. 2 und 3 da von ausgegangen, daß sie sich über die volle Breite der Spu len-Stützvorrichtung 7 erstrecken. Dies dient dem Zweck, eine maximale Kühlwirkung oder Kühlkapazität zu erreichen; es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch andere spe zielle Ausführungen umfaßt, und zwar auch achsiale Reihen aus voneinander getrennten Flanschen, wobei alle diese spe ziellen Ausführungen der gewünschten Kühlwirkung Rechnung tragen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit drei Segmenten 17, 18, 19 ist jedes Segment an dem überwiegenden Teil seiner radial inneren Fläche mit Flanschen 10 versehen, die als "Standardkühlflansche" bezeichnet werden können. An seinem ersten beziehungsweise zweiten Ende ist das Segment mit "Spezialkühlflanschen" 11 beziehungsweise 12 versehen. Zu sätzlich zu ihrer Funktion als Kühlflansch dienen diese "Spezialkühlflansche" als komplementäre miteinander verbind bare "male-Kupplungsglieder" und "female-Kupplungsglieder" für die gegenseitige Verbindung der Segmente 17, 18, 19 zur Bildung einer ringförmigen Spulen-Stützvorrichtung 7. Eine solche gegenseitige Verbindung von Ringsegmenten ist für sich aus anderen Anwendungsgebieten bekannt.

Für diese Verbindungsfunktion ist das "male-Kupplungsglied" 11 mit einem vorstehenden Eingreifabschnitt 11a versehen, der so ausgebildet ist, daß er zum Eingriff in eine Ausneh mung 21 eines aufnehmenden Abschnittes 12a des "female-Kupp lungsgliedes" 12 des nächsten Segmentes geeignet ist. Nach der Verbindung der Segmente werden diese miteinander verrie gelt durch Eintreiben eines Stiftes oder Zapfens 20 in den Sitz 22, der zwischen dem Eingriffsabschnitt 11a und dem auf nehmenden Abschnitt 12a, die zusammengebracht worden sind, gebildet wird.

Es ist klar aus Fig. 2 und noch klarer aus Fig. 3, daß der ein "male-Kupplungsglied" bildende Kühlflansch 11 eines je den Segmentes 17, 18, 19 auch mit einem Sitz 15 für einen Führungsstift oder einen elastischen Spannungsstift 16 (siehe Fig. 2) versehen ist, der in eine ihm zugeordnete Bohrung (nicht gezeigt) in dem Rotorblechpaket 8 gehalten wird. Wenn die Führungsstifte 16 in dieser Weise in dem Sitz 15 eines jeden Segments 17, 18, 19 eingeführt sind, ist die Rotorspulen-Stützvorrichtung 7 zentriert und wird in eine sehr ordentliche Weise während der Anbringung der Rotorspu len im Rotor gehalten. Darüber hinaus sorgen diese Führungs stifte 16 in den Sitzen 15 für einen Schutz dagegen, daß sich die Rotorspulen-Stützvorrichtung 7 losdreht, beispiels weise bei starken Verzögerungen. Die Figuren zeigen auch, daß die speziellen Kühlflansche vorzugsweise etwas stärker ausgebildet sind als die Standardkühlflansche, um der Bela stung besser standzuhalten, die während des Betriebes auf sie ausgeübt werden können.

Die Kühlflansche 10, die oben als "Standard-Kühlflansche" bezeichnet wurden, haben bei dem gezeigten Ausführungsbei spiel im Querschnitt im wesentlichen eine T-Form mit einem ersten im wesentlichen radial gerichteten Basisabschnitt 10a. Das erste Ende des Basisabschnitts 10a ist mit der in neren Fläche, der Rotorspulen-Stützvorrichtung 7 verbunden, und das zweite freie Ende ist mit einem zweiten Abschnitt 10b verbunden, welcher sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem ersten Abschnitt erstreckt, wobei zwei benachbarte Kühl flansche 10 zwischen sich einen T-förmige Nut 13 bilden. Durch diese Formgebung der Kühlflansche wird eine bedeutende Vergrößerung der Oberfläche der Spulen-Stützvorrichtung 7 erreicht, und zusätzlich dienen die T-förmigen Nuten zur Aufnahme eines oder mehrerer Gewichte zur Ausbalancierung einer Unwucht. Fig. 3 zeigt die Form eines Unwucht-Aus gleichsgewichtes 14, das für den Einbau in eine T-förmige Nut sehr geeignet ist, nämlich ein Ausgleichsgewicht in Ge stalt einer Schraube und einer Mutter. Alternativ kann die T-förmige Nut zur Aufnahme von Stangen als Ausgleichsge wichte dienen.

Eine weitere Alternative zum Auswuchten des Rotors 8, um auf die Notwendigkeit der gegenwärtig verwendeten an der Rotor welle 9 angebrachten Auswuchtscheiben verzichten zu können, besteht darin, daß unter Aufrechterhaltung ihrer Kühlkapazi tät die Kühlflansche gemäß der Erfindung so ausgebildet wer den können, daß einzelne Flansche entfernt oder gekürzt sind. Aus der obigen Beschreibung sollte klar sein, daß die Kühlflansche gemäß der Erfindung nicht auf die gezeigte Aus führungsform beschränkt sind, sondern in einer anderen Weise ausgebildet sein können, um die gewünschte Kühlwirkung für jeden speziellen Anwendungsfall zu erreichen. In dem Falle, in welchem eine maximale Kühlwirkung erwünscht ist, ist es zum Beispiel möglich, die Kühlflansche mit einer profilier ten, zum Beispiel genuteten, Oberfläche zwecks weiterer Ver größerung der Oberfläche zu versehen.

Die Rotorspulen-Stützvorrichtung 7 gemäß der Erfindung wird grundsätzlich aus einem nichtmagnetischen Material herge stellt, welches eine gute Wärmeleitfähigkeit hat. Mit Rück sicht auf die Herstellungstechnik sollte es auch zum Extru dieren geeignet sein das heißt es soll sich leicht extrudie ren lassen. Es ist ohne weiteres möglich, die Rotorspulen- Stützvorrichtung auch aus einem synthetischen Harz herzu stellen, jedoch wird man vermutlich eine Herstellung aus Leichtmetall, zum Beispiel Aluminium, bevorzugen.

Im Vergleich zu dem, was sich mit herkömmlichen Lösungen er reichen läßt, ergibt eine Anwendung der Prinzipien der Er findung bei einem Rotor einer elektrischen Gleichstromma schine eine Erniedrigung der Temperatur der Spulenenden von bis etwa 20 bis 25%. Gemäß dem eingangs Gesagten stellt dies eine sehr wesentliche und wichtige Verbesserung der Temperaturverhältnisse im Bereich der Spulenenden dar. Zu sätzlich bietet die Konstruktion gemäß der Erfindung eine verbesserte Möglichkeit zu einer angemesseneren Auswuchtung des Rotors. Dies wird erreicht durch Schaffung einer Mög lichkeit, eine Ausbalancierung in einfacher und geschickter Weise direkt an der Rotorspulen-Stützvorrichtung vorzuneh men.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Ausführungsform kann in den Fällen von Vorteil sein, in denen eine einfachere Handhabung als wichtiger betrachtet wird als die Ersparnis von Kosten, die man durch Verwendung der Ringform gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht, bei dem der Ring aus separaten Segmenten aufgebaut ist. Dem gemäß besteht die Rotorspulen-Stützvorrichtung 7' aus einem integralen Ring, der mit Kühlflanschen 10' und 11' versehen ist, die über die radial innere Fläche verteilt sind. In diesem Falle könnten alle Kühlflansche als "Standard-Kühl flansche" 10' ausgebildet sein, die denen entsprechen, die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrie ben wurden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind jedoch diese "Standard-Kühlflansche" 10' ergänzt durch eine Anzahl von "Spezialkühlflansche" 11' ähnlich dem "male-Kupplungs gliedern" 11 des ersten Ausführungsbeispieles mit dem Unter schied, daß bei Ihnen der vorstehende Eingriffsabschnitt fehlt. Der Spezialkühlflansch 11' ist daher mit einem Sitz 15' zur Aufnahme eines der oben beschriebenen Führungsstif tes 16 versehen. Der Zweck der Führungsstifte besteht darin, die Spulen-Stützvorrichtung 7' zu führen und gegen Drehung zu sichern. Die Spezialflansche 11' sind etwas kräftiger ausgebildet, damit sie der Belastung widerstehen können, die durch die Führungsstifte 16 auf sie ausgeübt werden können.

Gegenwärtig wird als das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung der Motorbetrieb gesehen, jedoch fällt eine Anwendung der Erfindung bei einem Generatorbetrieb ebenso unter die grund legenden Prinzipien der Erfindung. In diesem Zusammenhang soll betont werden, daß die Erfindung, obwohl sie hier spe ziell hinsichtlich ihrer Anwendung bei rotierenden elektri schen Gleichstrommaschinen beschrieben wurde, nicht auf diese Anwendung beschränkt ist. Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Anwendung bei anderen Arten von rotierenden elektrischen Maschinen.

Für den Fachmann ist klar, daß verschiedene Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne ihren Bereich, wie er in den beigefügten Pa tentansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Rotierende elektrische Maschine, insbesondere Gleich strommaschine, mit einem Rotor (8), der auf einer Rotorwelle (9) angebracht ist und achsiale Wicklungsspulen trägt, wobei die Spulenenden (Wicklungsköpfe) von einer im wesentlichen ringförmigen Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') gestützt werden, die konzentrisch zur Rotorwelle angeordnet ist und direkt am achsialen Ende des Rotors und nahe dessen radial äußerem Bereich befestigt ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rotorspulen-Stützvorrich tung (7; 7') eine Oberfläche hat, die im Verhältnis zu ihrem Umfang bedeutend vergrößert ist.

2. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Rotorspu len-Stützvorrichtung (7; 7') an ihrer in Bezug auf die Ro torwelle inneren Fläche eine ihre Oberfläche vergrößernde Gestalt hat, wobei diese Gestalt aus verschiedenen Kühlflan schen (10, 11, 12; 10', 11', 12') besteht, die im allgemeinen radial nach innen in Richtung zur Rotorwelle gerichtet sind.

3. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl flansche (10, 11, 12; 10', 11', 12') mit einer profilierten, vorzugsweise genuteten Oberfläche versehen sind.

4. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Kühlflansche (10; 10') Befestigungs einrichtungen (13) für Auswuchtgewichte (14) bilden.

5. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, daß diejenigen Kühlflansche (10; 10'), die Befestigungseinrichtungen (13) für Ausbalanciergewichte bilden, einen ersten im wesentli chen radialen Abschnitt (10a; 10a') haben, welcher mit sei nem einen Ende mit der inneren Fläche der Rotorspulen-Stütz vorrichtung (7; 7') verbunden ist und mit seinem anderen freien Ende mit einem zweiten Abschnitt (10b; 10b') verbun den ist, welcher sich im wesentlichen rechtwinklig zum er sten Abschnitt erstreckt, so daß die genannten Kühlflansche im wesentlichen eine T-Form haben, wobei zwei benachbarte Kühlflansche zwischen sich eine T-förmige Nut (13) zur Auf nahme eines erweiterten Kopfes eines Ausgleichgewichtes (14) in Gestalt eines Bolzens bilden.

6. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der Kühlflansche (11; 11') der Rotorspulen- Stützvorrichtung (7; 7') mit Sitzen (15; 15') für Führungs stifte (16; 16') versehen ist, die an dem achsialen Ende des Rotors (8) zum Zwecke der Zentrierung und zum Festhalten der Rotorspulen-Stützvorrichtung relativ zum Rotor befestigt sind.

7. Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorspulen-Stützvorrichtung (7) aus einer Anzahl mit einander verbindbarer Segmente (17, 18, 19) besteht, die im zusammengebauten Zustand einen Ring bilden.

8. Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 7 mit einer Spulen-Stützvorrichtung (7; 7'), die aus mehreren Segmenten (17, 18, 19) besteht, dadurch gekennzeich net, daß die Kühlflansche (11, 12), die am dichtesten an den Enden der Segmente (17, 18, 19) liegen, mit gegenseitig komplementären verbindbaren Verbindungsgliedern (11a, 12a) versehen sind, die im verbundenen Zustand in einer an sich bekannten Weise zusammen einen Sitz (22) für einen Stift (20) bilden, der im eingesetzten Zustand die Verbindung der Segmente miteinander sichert.

9. Rotor (8) für eine rotierende elektrische Maschine, vor zugsweise für eine Gleichstrommaschine, welcher Rotor von einer Rotorwelle (9) getragen wird und achsiale Wicklungs spulen trägt, deren Enden von einer im wesentlichen ringför migen Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') gestützt werden, die bezüglich der Rotorwelle zentriert angeordnet ist und im radial äußeren Ende des Rotors befestigt ist, da durch gekennzeichnet, daß die Rotorspu len-Stützvorrichtung (7; 7') eine Oberfläche hat, die im Verhältnis zu ihrem Umfang bedeutend vergrößert ist.

10. Rotor (8) nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rotorspulen-Stützvorrich tung (7; 7') an ihrer in Bezug auf die Rotorwelle inneren Fläche eine ihre Oberfläche vergrößernde Gestalt hat, wobei diese Gestalt aus verschiedenen Kühlflanschen (10, 11, 12; 10', 11', 12') besteht, die im allgemeinen radial nach innen in Richtung zur Rotorwelle gerichtet sind.

11. Rotor (8) nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kühlflansche (10, 11, 12; 10', 11', 12') mit einer profilierten, vorzugsweise genuteten Oberfläche versehen sind.

12. Rotor (8) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, da durch gekennzeichnet, daß mindestens ei nige der Kühlflansche (10; 10') Befestigungseinrichtungen (13) für Auswuchtgewichte (14) bilden.

13. Rotor (8) nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß 14. Rotor (8) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß diejenigen Kühlflansche (10; 10'), die Befestigungseinrichtungen (13) für Ausbalanciergewichte bil den, einen ersten im wesentlichen radialen Abschnitt (10a; 10a') haben, welcher mit seinem einen Ende mit der inneren Fläche der Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') verbunden ist und mit seinem anderen freien Ende mit einem zweiten Ab schnitt (10b; 10b') verbunden ist, welcher sich im wesentli chen rechtwinklig zum ersten Abschnitt erstreckt, so daß die genannten Kühlflansche im wesentlichen eine T-Form haben, wobei zwei benachbarte Kühlflansche zwischen sich eine T- förmige Nut (13) zur Aufnahme eines erweiterten Kopfes eines Ausgleichgewichtes (14) in Gestalt eines Bolzens bilden.

14. Rotor (8) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der Kühlflansche (11; 11') der Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') mit Sitzen (15; 15') für Führungsstifte (16; 16') verse hen ist, die an dem achsialen Ende des Rotors (8) zum Zwecke der Zentrierung und zum Festhalten der Rotorspulen-Stützvor richtung relativ zum Rotor befestigt sind.

15. Rotor (8) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß die Rotorspu len-Stützvorrichtung (7) aus einer Anzahl miteinander ver bindbarer Segmente (17, 18, 19) besteht, die im zusammengebau ten Zustand einen Ring bilden.

16. Rotor (8) nach Anspruch 15 mit einer Spulen-Stützvor richtung (7; 7'), die aus mehreren Segmenten (17, 18, 19) be steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflansche (11, 12), die am dichtesten an den Enden der Segmente (17, 18, 19) liegen, mit gegenseitig komplementären verbindbaren Verbindungsgliedern (11a, 12a) versehen sind, die im verbundenen Zustand in einer an sich bekannten Weise zusammen einen Sitz (22) für einen Stift (20) bilden, der im eingesetzten Zustand die Verbindung der Segmente miteinander sichert.

17. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') für einen Rotor (8) einer rotierenden elektrischen Maschine, vorzugsweise einer Gleichstrommaschine, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') eine Oberfläche hat, die im Verhältnis zu ihrem Umfang bedeutend vergrößert ist.

18. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ih rer in Bezug auf die Rotorwelle inneren Fläche eine ihre Oberfläche vergrößernde Gestalt hat, wobei diese Gestalt aus verschiedenen Kühlflanschen (10, 11, 12; 10', 11'; 12') besteht, die im allgemeinen radial nach innen gerichtet sind.

19. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl flansche (10, 11, 12; 10', 11', 12') mit einer profilierten, vorzugsweise genuteten Oberfläche versehen sind.

20. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Kühlflansche (10; 10') Befestigungs einrichtungen (13) für Auswuchtgewichte (14) bilden.

21. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Kühlflansche (10; 10'), die Befestigungseinrichtungen (13) für Ausbalanciergewichte bilden, einen ersten im wesentli chen radialen Abschnitt (10a; 10a') haben, welcher mit sei nem einen Ende mit der inneren Fläche der Rotorspulen-Stütz vorrichtung (7; 7') verbunden ist und mit seinem anderen freien Ende mit einem zweiten Abschnitt (10b; 10b') verbun den ist, welcher sich im wesentlichen rechtwinklig zum er sten Abschnitt erstreckt, so daß die genannten Kühlflansche im wesentlichen eine T-Form haben, wobei zwei benachbarte Kühlflansche zwischen sich eine T-förmige Nut (13) zur Auf nahme eines erweiterten Kopfes eines Ausgleichgewichtes (14) in Gestalt eines Bolzens bilden.

22. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') nach einem der An sprüche 18-21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl der Kühlflansche (11; 11') der Rotorspulen- Stützvorrichtung (7; 7') mit Sitzen (15; 15') für Führungs stifte (16; 16') versehen ist, die an dem achsialen Ende des Rotors (8) zum Zwecke der Zentrierung und zum Festhalten der Rotorspulen-Stützvorrichtung relativ zum Rotor befestigt sind.

23. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') nach einem der An sprüche 18-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorspulen-Stützvorrichtung (7) aus einer Anzahl miteinander verbindbarer Segmente (17, 18, 19) besteht, die im zusammengebauten Zustand einen Ring bilden.

24. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') nach Anspruch 23, die aus mehreren Segmenten (17, 18, 19) besteht, da durch gekennzeichnet, daß die Kühlflan sche (11, 12), die am dichtesten an den Enden der Segmente (17, 18, 19) liegen, mit gegenseitig komplementären verbindba ren Verbindungsgliedern (11a, 12a) versehen sind, die im ver bundenen Zustand in einer an sich bekannten Weise zusammen einen Sitz (22) für einen Stift (20) bilden, der im einge setzten Zustand die Verbindung der Segmente miteinander si chert.

25. Rotorspulen-Stützvorrichtung (7; 7') nach einem der An sprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeich net, daß sie in ihrer Gesamtheit oder alternativ ihre Seg mente (17, 18, 19) aus einem Material, vorzugsweise Aluminium, hergestellt ist/sind, welches sich extrudieren läßt und eine gute Wärmeleitfähigkeit hat.