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HINTERGRUND
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Die Statorkerne von Turbogeneratoren, z.B. Stromgeneratoren, neigen aufgrund der elektromagnetischen Last der Maschine zu Schwingungen. Wenn diese Schwingungen nicht gedämpft werden, können sie in dem Statorkern und -Gehäuse Materialermüdung hervorrufen, was dessen Nutzungslebensdauer verkürzen kann.
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Herkömmliche Dämpfungssysteme enthalten Federstäbe oder vergleichbare Vorrichtungen, die an der starren Statorgehäusekonstruktion befestigt sind, die den Statorkern umgibt. Die Bauteile solcher Dämpfungssysteme müssen gewöhnlich mit Blick auf enge Toleranzen hergestellt werden und sind daher hinsichtlich der Herstellung, des Einbaus und der Wartung verhältnismäßig kostspielig.
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Die Anmelder der Erfindung haben entdeckt, dass durch eine Verwendung nachgiebiger Drahtelemente zur Befestigung des Statorkerns an der umgebenden starren Gehäusekonstruktion eine gleichwertige oder bessere Dämpfung erzielt werden kann, als mittels bekannter Dämpfungssysteme. Die Abwinkelung von Drahtelementen an vielfältigen Stellen und unter unterschiedlichen Winkeln zwischen dem Statorkern und der Gehäusekonstruktion stellt ein abstimmbares Isolierungssystem bereit. Darüber hinaus lassen sich die Drahtelemente an der Gehäusekonstruktion ohne Schweißverfahren sichern, was sowohl die Konstruktionszeit verkürzt als auch Materialkosten verringert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In einem Ausführungsbeispiel schafft die Erfindung ein Aufhängungssystem für einen Turbogeneratorkern, wobei zu dem System gehören: eine starre Statorgehäusekonstruktion, mit: mehreren starren Ringelementen, die einen Statorkern umgeben und entlang desselben axial angeordnet sind; und mindestens einem starren Ankerelement, das zwischen einem ersten und einem zweiten der mehreren Ringelemente befestigt ist; mehrere Keilstangenelemente, die sich von einem ersten Ende des Statorgehäuses zu einem zweiten Ende des Statorgehäuses erstrecken; mehrere Halterungsklammern, wobei jede Halterungsklammer aufweist: einen gekrümmten Körper; einen ersten Punkt, der an einem ersten der mehreren Keilstangenelemente befestigt ist; einen zweiten Punkt, der an einem zweiten der mehreren Keilstangenelemente befestigt ist; und einen Sicherungspunkt zwischen dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt; mindestens ein Spannelement, mit: mindestens einem länglichen Drahtelement, das ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; einem ersten Sicherungselement, das an dem ersten Ende des länglichen Drahtelements angeordnet ist und das erste Ende des länglichen Drahtelements an dem Sicherungspunkt einer der mehreren Halterungsklammern sichert; und einem zweiten Sicherungselement, das über eine Länge des länglichen Drahtelements angeordnet ist und das längliche Element an dem wenigstens einen Ankerelement des Statorgehäuses sichert.
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Das mindestens eine längliche Drahtelement kann relativ zu einer Achse abgewinkelt sein, die zu einer Längsachse des Statorkerns im Wesentlichen rechtwinklig ist.
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Die mehreren Halterungsklammern jedes oben erwähnten Aufhängungssystems können eine erste Anzahl Halterungsklammern, die entlang einer ersten Seite des Statorgehäuses angeordnet sind, und eine zweite Anzahl Halterungsklammern beinhalten, die entlang einer zweiten Seite des Statorgehäuses angeordnet sind, so dass die erste und zweite Anzahl Halterungsklammern entlang einer im Wesentlichen horizontalen Ebene des Statorkerns angeordnet sind.
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Das mindestens eine Spannelement jedes oben erwähnten Aufhängungssystems kann beinhalten: ein erstes Spannelement mit einem ersten länglichen Drahtelement, das an einer ersten der ersten Anzahl Halterungsklammern und an einem ersten Ankerelement befestigt ist; und ein zweites Spannelement mit einem zweiten länglichen Drahtelement, das an einer aus der zweiten Anzahl Halterungsklammern und an einem zweiten Ankerelement befestigt ist.
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Das mindestens eine Spannelement jedes oben erwähnten Aufhängungssystems kann außerdem beinhalten: ein drittes Spannelement mit einem dritten länglichen Drahtelement, das an eine zweite aus der ersten Anzahl Halterungsklammern und an einem dritten Ankerelement befestigt ist, wobei die zweite aus der ersten Anzahl Halterungsklammern zu der ersten aus der ersten Anzahl Halterungsklammern benachbart angeordnet ist.
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Sämtliche ersten, zweiten und dritten länglichen Drahtelemente jedes oben erwähnten Aufhängungssystems können relativ zu einer Achse abgewinkelt sein, die zu einer Längsachse des Statorkerns im Wesentlichen rechtwinklig ist.
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Sämtliche ersten, zweiten und dritten länglichen Drahtelemente jedes oben erwähnten Aufhängungssystems können um zwischen etwa 0 Grad und etwa 90° in Bezug auf die radiale Achse des Statorkerns abgewinkelt sein.
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Sämtliche ersten, zweiten und dritten länglichen Drahtelemente jedes oben erwähnten Aufhängungssystems können um etwa 45° in Bezug auf die radiale Achse des Statorkerns abgewinkelt sein.
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Das mindestens eine längliche Drahtelement jedes oben erwähnten Aufhängungssystems kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die besteht aus: einem kompakten Metalldraht, einem verdrillten Metalldraht, einem geflochtenen Metalldraht, einem Polyethylendrahtseil und einem Drahtseil, das Nylonfasern aufweist.
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Das Aufhängungssystem jeder oben erwähnten Bauart kann außerdem enthalten: mindestens ein axiales Spannelement, das sich von einem Flansch des Statorkerns zu einem der mehreren starren Ringelemente erstreckt, die axial entlang des Statorkerns angeordnet sind und ihn umgeben.
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Das mindestens eine axiale Spannelement jedes oben erwähnten Aufhängungssystems kann beinhalten: ein erstes axiales Spannelement, das sich von dem Flansch des Statorkerns zu einem ersten starren Ringelement erstreckt, das dem Flansch am nächsten ist; und ein zweites axiales Spannelement, das sich von dem Flansch des Statorkerns zu einem zweiten starren Ringelement erstreckt, das zu dem ersten starren Ringelement benachbart ist.
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Das mindestens eine axiale Spannelement jedes oben erwähnten Aufhängungssystems kann ein Drahtelement beinhalten, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem kompakten Metalldraht, einem verdrillten Metalldraht, einem geflochtenen Metalldraht, ein Polyethylendrahtseil und ein Drahtseil, das Nylonfasern aufweist.
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Das Aufhängungssystem jeder oben erwähnten Bauart kann außerdem enthalten: ein längliches Drahtelement, das um einen Umfang des Statorkerns angeordnet ist und das an beiden Enden an dem wenigstens einen starren Ankerelement gesichert ist.
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Die Enden des länglichen Drahtelements jedes oben erwähnten Aufhängungssystems können an unterschiedlichen starren Ankerelemente gesichert sein.
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Die mehreren Halterungsklammern jedes oben erwähnten Aufhängungssystems können mindestens ein gekrümmtes Plattenelement aufweisen, wobei der Sicherungspunkt eine Innenfläche des gekrümmten Plattenelements beinhalten kann, die zu einem Durchlasskanal benachbart angeordnet ist, der sich von der Innenfläche des gekrümmten Plattenelements zu einer Außenfläche des gekrümmten Plattenelements erstreckt.
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In einer weiteren Ausführungsform schafft die Erfindung eine Halterungsklammer für ein Turbogeneratoraufhängungssystem, wobei die Halterungsklammer aufweist: einen gekrümmten Körper; einen ersten Befestigungspunkt; einen zweiten Befestigungspunkt; und einen Sicherungspunkt zwischen dem ersten und zweiten Befestigungspunkt, wobei sowohl der erste als auch der zweite Befestigungspunkt eine radial ausgerichtete Öffnung aufweisen, die sich von einer Innenfläche zu einer Außenfläche erstreckt, und wobei der Sicherungspunkt einen Bereich aufweist, der zu einer abgewinkelten Öffnung benachbart angeordnet ist, die sich von einer ersten Oberfläche zu einer zweiten Oberfläche erstreckt, wobei sowohl die erste als auch die zweite Oberfläche zu der Innen- und Außenfläche des gekrümmten Körpers im Wesentlichen rechtwinklig ist.
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Der Sicherungspunkt der Halterungsklammer kann auf einem Element ruhen, das sich seitlich von dem gekrümmten Körper erstreckt.
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Die abgewinkelte Öffnung jeder oben erwähnten Halterungsklammer kann in Bezug auf eine radiale Achse des gekrümmten Körpers um zwischen etwa 0 Grad und etwa 90° abgewinkelt sein.
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Der gekrümmte Körper jeder oben erwähnten Halterungsklammer kann ein gekrümmtes Plattenelement aufweisen, wobei der Sicherungspunkt eine Innenfläche des gekrümmten Plattenelements beinhalten kann, die zu einem Durchlasskanal benachbart angeordnet ist, der sich von der Innenfläche des gekrümmten Plattenelements zu einer Außenfläche des gekrümmten Plattenelements erstreckt.
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Der Durchlasskanal jeder oben erwähnten Halterungsklammer kann sich von der Innenfläche zu der Außenfläche in Bezug auf eine radiale Achse des gekrümmten Plattenelements unter einem Winkel von zwischen etwa 0 Grad und etwa 90° erstrecken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlicher, die vielfältige Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulichen:
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Statorkerns und eines Halterungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Halterungsklammer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Statorkerns und eines Halterungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Spannelements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Spannelements von 4, das an einer Statorgehäusekonstruktion befestigt ist.
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6 zeigt perspektivische Ansichten eines gekrümmten Plattenelements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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7 zeigt eine Seitenansicht des gekrümmten Plattenelements von 6, das an Keilstangenelementen und an einem Statorkern befestigt ist.
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8 zeigt eine schematische Schnittansicht mehrerer gekrümmter Plattenelemente in Verbindung mit einem Statorkern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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9 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht ein Aufhängungssystem mit axialen Spannelementen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Zu beachten ist, dass die Zeichnungen der Erfindung nicht maßstäblich sind. Die Zeichnungen sollen lediglich typische Aspekte der Erfindung veranschaulichen und sollten daher nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend erachtet werden. In den Zeichnungen sind gleichartige Elemente durch gleiche Zahlen bezeichnet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit Bezug auf die Zeichnungen zeigt 1 eine Seitenansicht eines Statorkerns 110 und eines Halterungssystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Halterungssystem 100 enthält mehrere Keilstangenelemente 120A, 120B, die sich von einem ersten Ende 110A zu einem zweiten Ende 110B des Statorkerns 110 erstrecken. An den Keilstangenelementen 120A und 120B sind mehrere Halterungsklammern 130A, 130B, und so fort befestigt.
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2 zeigt eine detaillierte perspektivische Ansicht einer Halterungsklammer 130 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Halterungsklammer 130 weist einen gekrümmten Körper 132 mit einer ersten Oberfläche 132A und einer zweiten Oberfläche 132B auf, von der sich seitlich ein erster Befestigungspunkt 134, ein zweiter Befestigungspunkt 136 und dazwischen ein Sicherungspunkt 138 erstrecken. Der erste und zweite Befestigungspunkt sind beispielsweise mittels mit Gewinde versehenen Elementen, Schweißnähten und dergleichen an den Keilstangenelementen 120A und 120B (1) befestigt. Der Fachmann wird erkennen, dass eine beliebige Anzahl von Verfahren und Techniken zur Befestigung der Halterungsklammer 130 an den Keilstangenelementen 120A und 120B verwendet werden können, und er wird auch erkennen, dass eine solche Befestigung dauerhaft oder nicht dauerhaft sein kann. Beispielsweise kann die Halterungsklammer 130, wie in 2 gezeigt, an den Keilstangenelementen 120A und 120B befestigt sein, indem ein mit Gewinde versehenes Element, beispielsweise eine Schraube, durch die Durchlasskanäle 135 bzw. 137 hindurch geführt wird, und das mit Gewinde versehene Element an den Keilstangenelementen 120A und 120B befestigt wird.
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Die Halterungsklammer 130 weist außerdem einen Sicherungspunkt 138 auf, der in 2 als ein Element gezeigt ist, das sich seitlich von dem gekrümmten Körper 132 erstreckt. Mit Blick auf eine Vereinfachung der Darstellung sind die ersten und zweiten Befestigungspunkte 134, 136 und der Sicherungspunkt 138 lediglich entlang einer Seite des gekrümmten Körpers 132 zu sehen. Der Fachmann wird selbstverständlich erkennen, dass ähnliche Merkmale entlang der in 2 verborgenen Seite des gekrümmten Körpers 132 angeordnet sein können, und dass derartige Ausführungsbeispiele in den Schutzumfang der Erfindung fallen sollen.
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Der Sicherungspunkt 138 weist einen Durchlasskanal 139 auf, der sich durch ihn hindurch erstreckt. Wie in 2 ersichtlich, ist der Durchlasskanal 139 des Sicherungspunkts 138 anders ausgerichtet als die Durchlasskanäle 135 und 137 des ersten bzw. zweiten Befestigungspunkts 134 und 136. Während die Durchlasskanäle 135 und 137 des ersten und zweiten Befestigungspunkts 134 und 136 gewöhnlich im Wesentlichen längs einer Achse ausgerichtet sind, die zu einer Längsachse des Statorkerns 110 und des (nicht gezeigten) Rotors des Turbogenerators im Wesentlichen rechtwinklig ist, sichert der Sicherungspunkt 138 gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung die Halterungsklammer 130 (und den Statorkern 110, an dem sie befestigt ist), wie weiter unten eingehender erläutert, an einer starren Statorgehäusekonstruktion, die den Statorkern 110 umgibt, unter einem Winkel gegenüber einer Achse, die zu einer Längsachse des Statorkerns 110 im Wesentlichen rechtwinklig ist, mittels einer oder mehrerer länglicher, nachgiebiger Drahtelemente. Dementsprechend kann der Durchlasskanal 139 des Sicherungspunkts 138 in Bezug auf eine Achse abgewinkelt sein, die zu einer Längsachse des Statorkerns 110 im Wesentlichen rechtwinklig ist.
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Beispielsweise zeigt 3 eine perspektivische Ansicht des Statorkerns 110, der von einer starren Statorgehäusekonstruktion 140 umgeben ist. Die Statorgehäusekonstruktion 140 weist mehrere starre Ringelemente 142A, 142B, und so fort auf, die den Statorkern 110 umgeben und entlang desselben axial angeordnet sind. Die Statorgehäusekonstruktion 140 weist außerdem mindestens ein starres Ankerelement 144 auf, das zwischen benachbarten Ringelementen 142A, 142B befestigt und zu einer Längsachse des Statorkerns 110 im Wesentlichen parallel ist ausgerichtet ist.
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4 zeigt ein Spannelement 150, das genutzt werden kann, um den Statorkern 110 an der Gehäusekonstruktion 140 zu sichern. Wie in 4 gezeigt, beinhaltet das Spannelement 150 ein längliches Drahtelement 152 mit ersten und zweiten Sicherungselementen 154, 156 an beiden Enden. In einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung beinhaltet das Drahtelement 152 ein Drahtseil, das auf mehreren geflochtenen oder verdrillten Metallsträngen basiert, die eine kompakte, geflochtene oder verdrillte Metallseele umgeben können oder auch nicht. In einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung können auch nicht metallische Werkstoffe, z.B. Polyethylene und Nylonstoffe, verwendet werden. Es sind selbstverständlich auch andere Materialien möglich, und der Begriff "Drahtelement" bezieht sich hier in weitem Sinne auf ein elastisches Element.
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Wie in 4 gezeigt, weist das erste Sicherungselement 154 einen "Endknopf" oder eine vergleichbare Vorrichtung auf, um das Drahtelement 152 in einer Öffnung zu sichern, durch die es geführt wird. D.h. das erste Sicherungselement 154 weist in wenigsten einer Richtung einen Durchmesser oder eine Abmessung auf, die größer ist als diejenige des Drahtelements 152, so dass das Drahtelement 152 durch eine Öffnung oder durch einen Durchlasskanal hindurch geführt werden kann, der jedoch zu klein ist, um dem ersten Sicherungselement 154 zu erlauben, hindurch zu gelangen. Wie dem Fachmann klar, können beliebige Sicherungsvorrichtungen oder Verfahren in dieser Weise genutzt werden.
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Mit nochmaligem Bezug auf 2 kann das Drahtelement 152 beispielsweise durch den Durchlasskanal 139 des Sicherungspunkts 138 der Halterungsklammer 130 hindurch geführt werden, so dass das erste Sicherungselement 154 gegen den Sicherungspunkt 138 gehalten wird, so dass das Spannelement 150 an der Halterungsklammer 130 gesichert ist.
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Erneut Bezug nehmend auf 4, weist das zweite Sicherungselement 156, das mit einem gewissen Abstand von dem ersten Sicherungselement 154 angeordnet ist, einen Aufhängungsanker oder eine vergleichbare Vorrichtung auf. Das zweite Sicherungselement 156 wirkt bei der Sicherung des Drahtelements 152 in einer Öffnung, durch die es hindurch geführt wird, in ähnlicher Weise auf das erste Sicherungselement 154. Das zweite Sicherungselement 156 kann eine Ankervorrichtung aufweisen, die es gestattet, das Drahtelement 152 durch eine äußere Kraft vorzuspannen, wie sie mittels einer hydraulischen Spannvorrichtung ausgeübt werden kann, und kann ebenfalls eine hohe Vorspannung auf das Drahtelement 152 aufrecht erhalten. Wie aus der unten folgenden Erläuterung hervorgeht, lässt sich das zweite Sicherungselement 156 vorzugsweise entlang des Drahtelements 152 bewegen, so dass das Drahtelement 152 durch eine Öffnung in dem Ankerelement 144 (3) der Statorgehäusekonstruktion 140 (3) hindurch geführt und Spannung auf das Drahtelement 152 ausgeübt werden kann, bevor das zweite Sicherungselement 156 an dem Drahtelement 152 befestigt wird. Wenn das zweite Sicherungselement 156 an dem Drahtelement 152 angebracht ist, wird diese Spannung auf dem Drahtelement 152 aufrecht erhalten, da das zweite Sicherungselement 156, dessen Durchmesser größer ist als die Öffnung in dem Ankerelement 144, durch die das Drahtelement 152 hindurch geführt ist, gegen das Ankerelement 144 gehalten wird. Wie dem Fachmann klar können auch hier beliebige Sicherungsvorrichtungen oder Verfahren in dieser Weise verwendet werden.
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Das zweite Sicherungselement 156 kann eine beliebige Vorrichtung beinhalten und, wie für den Fachmann einleuchtend, beliebige Verfahren zur Befestigung an dem Drahtelement 152 nutzen, beispielsweise Bördeln, Schweißen, Verschrauben, Ausübung einer Druckkraft, und dergleichen.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Spannelements 150, wie es an dem Ankerelement 144 gesichert ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in 5 ersichtlich, ist das Drahtelement 152 durch eine (nicht gezeigte) Öffnung in dem Ankerelement 144 hindurch geführt, wobei das zweite Sicherungselement 156 an dem Drahtelement 152 befestigt und gegen das Ankerelement 144 gehalten ist. Auf diese Weise kann die Schwingung, die durch die elektromagnetische Last des Statorkerns 110 verursacht ist, mittels des Spannelements 150, dessen (nicht gezeigtes) erstes Ende, wie im Vorausgehenden beschrieben, an der Halterungsklammer 130 befestigt ist, auf die Statorgehäusekonstruktion 140 und speziell auf das Ankerelement 144 der Statorgehäusekonstruktion 140 übertragen werden.
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Noch immer Bezug nehmend auf 5, können Aufhängungssysteme gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung außerdem eine oder mehrere Kabeldruckbänder 160 aufweisen, die auf einem länglichen Drahtelement 162 basieren, das um einen Umfang des Statorkerns 110 angeordnet und an dem Ankerelement 144 in einer Weise befestigt ist, die der Sicherung des Spannelements 150 ähnelt. Das Kabeldruckband 160 kann daher ein Drucksicherungselement 166 oder eine ähnliche Einrichtung oder Vorrichtung beinhalten. Das Kabeldruckband 160 dient dazu, wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Last des Statorkerns 110 auf die Statorgehäusekonstruktion 140 zu übertragen. In einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung können beide Enden des Abschnitts des Drahtelements 162, das den Statorkern 110 umgibt, an demselben Ankerelement 144 gesichert sein. In weiteren Ausführungsbeispielen ist jedes Ende an einem anderen Ankerelement 144 gesichert. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann das Drahtelement 162 an demselben Ende vorgespannt sein, an dem es an dem Ankerelement 144 befestigt ist, um Spannung an dem Drahtelement 162 aufrechtzuerhalten.
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6 zeigt zwei perspektivische Ansichten eines gekrümmten Plattenelements 170 zur Verwendung in einem Halterungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das gekrümmte Plattenelement 170 wirkt in ähnlicher Weise wie die Halterungsklammer 130 (2) und weist einen gekrümmten Körper 172, eine erste Anzahl Punkte 175 und eine zweite Anzahl Punkte 177, sowie eine Anzahl Sicherungspunkte 179 zwischen der ersten und zweiten Anzahl von Punkten 175, 177 auf. Die erste und die zweite Anzahl von Punkten 175, 177 und die Anzahl Sicherungspunkte 179 weisen in Analogie zu den Durchlasskanälen 135, 137, 139 der Halterungsklammer 130 einen Durchlasskanal durch den Körper 172 des gekrümmten Plattenelements 170 auf. Der breitere Körper 172 des gekrümmten Plattenelements 170 bietet eine größere Oberfläche, entlang der mehrere Spannelemente 150 (3–4) gesichert werden können, ohne die relative radiale Position des Punkts zu verändern, an dem derartige Spannelemente gesichert sind.
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7 zeigt mehrere gekrümmten Plattenelemente 170A, 170B, 170C, 170D, die an den Keilstangenelementen 220A und 220B befestigt sind. Ähnlich wie im Falle der Halterungsklammer 130, sind die gekrümmten Plattenelemente 170A, 170B, 170C, 170D, beispielsweise durch mit Gewinde versehene Elemente, Schweißnähte, und dergleichen, an der ersten und zweiten Anzahl Punkte 175, 177 an den Keilstangenelementen 220A und 220B befestigt. Wie in 7 ersichtlich, weisen die gekrümmten Plattenelemente 170A und 170D nach unten abgewinkelte Sicherungspunkte auf, so dass die Spannelemente 150A und 150D, die durch diese hindurch geführt sind, nach unten abgewinkelt sind, während die gekrümmten Plattenelemente 170B und 170C nach oben abgewinkelte Sicherungspunkte aufweisen, so dass die Spannelemente 150B und 150C, die durch diese hindurch geführt sind, nach oben abgewinkelt sind.
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Dem Fachmann wird einleuchten, dass ähnlich konstruierte gekrümmte Plattenelemente 170 verwendet werden können, um die entsprechende Spannelemente sowohl nach unten als auch nach oben abzuwinkeln, indem einfach die Ausrichtung der gekrümmten Plattenelemente 170 verändert wird. Desgleichen können die gekrümmten Plattenelemente 170 gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung Sicherungspunkte 179 mit unterschiedlichen Winkeln aufweisen (die z.B. sowohl aufwärts als auch abwärts, unterschiedlich aufwärts und/oder unterschiedlich abwärts gerichtet sind).
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8 zeigt eine schematische Schnittansicht durch eine radiale Ebene des Statorkerns 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in 8 gezeigt, sind mehrere gekrümmte Plattenelemente 170A, 170E um einen Umfang des Statorkerns 110 angeordnet. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, einschließlich des in 8 gezeigten, sind die gekrümmten Plattenelemente 170A, 170E um den Umfang des Statorkerns 110 auf einer radialen Achse R und entlang einer (nicht gezeigten) Längsachse des Statorkerns 110 angeordnet. D.h. die gekrümmten Plattenelemente 170A, 170E sind durch die radiale Ebene von 8 hindurch gesehen in der 9-Uhr- und 3-Uhr-Stellung angeordnet. Wie dem Fachmann klar, können für die gekrümmten Plattenelemente auch andere Umfangspositionen verwendet werden, wobei die in 8 gezeigten lediglich Zwecken der Veranschaulichung dienen.
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Ein oder mehrere Spannelemente 150A, 150B, 150E, 150F erstrecken sich jeweils seitlich von den gekrümmten Plattenelementen 170A, 170E. Die Spannelemente 150B und 150F sind in Phantomdarstellung gezeigt und sind außerhalb der Ebene der Spannelemente 150A und 150E angeordnet. Die Spannelemente 150B und 150F können an den gekrümmten Plattenelementen 170A bzw. 170E gesichert sein oder sie können entlang einer Längsachse des Statorkerns 110 an (nicht gezeigten) gekrümmten Plattenelementen gesichert sein, die zu den gekrümmten Plattenelementen 170A bzw. 170E benachbart sind.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Spannelemente 150A, 150B, 150E, 150F relativ zu der radialen Achse R abgewinkelt. Wie in 8 gezeigt, sind die Spannelemente 150B und 150F von der radialen Achse R unter einem Winkel α1 aufwärts abgewinkelt, während die Spannelemente 150A und 150E von der radialen Achse R unter einem Winkel α2 abwärts abgewinkelt sind. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung betragen die Winkel α1 und α2 relativ zu der radiale Achse R voneinander unabhängig zwischen etwa 0° und etwa 90°, z.B. zwischen etwa 25° und etwa 75°, zwischen etwa 45° und etwa 70°, etwa 70° oder etwa 65°.
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Der Fachmann wird selbstverständlich erkennen, dass der jeweils für α1 und α2 gewählte spezielle Winkel beispielsweise von der Schwingung, die durch die elektromagnetische Last des Statorkerns 110 verursacht ist und die auf die Statorgehäusekonstruktion 140 (3) zu übertragen ist, von der Anzahl und Anordnung der Halterungsklammern 130 (2) und/oder der gekrümmten Plattenelemente 170, von der Anzahl und Anordnung der Spannelemente 150, von der Zusammensetzung der Drahtelemente 152 (4) der Spannelemente 150, und von dergleichen mehr abhängen wird. Die Erfinder haben in den Anwendungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung genutzt wurden und der Grad von Schwingungsdämpfung gemessen wurde, entdeckt, dass Winkel im Bereich zwischen etwa 0° und etwa 90° sowohl für α1 als auch α2, z.B. zwischen etwa 60° und etwa 75°, einen Grad von Dämpfung ergeben, der gleich oder größer ist als derjenige, der mittels bekannter Dämpfungsverfahren erreichbar ist. In anderen Anwendungen der vielfältigen Ausführungsbeispiele der Erfindung würden Winkel von weniger als 60° und/oder mehr als 75° in ähnlicher Weise wirkungsvoll sein.
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In den meisten Anwendungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung genutzt werden können, ist der größte Grad von Schwingungsdämpfung erzielbar, wenn die auf jedes Spannelement 150 ausgeübte Spannung im Wesentlichen gleich ist.
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Weiter können Halterungssysteme gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung ein oder mehrere axiale Spannelemente aufweisen. 9 zeigt in einer perspektivischen Draufsicht derartige axiale Spannelemente 158A, 158B, 158C, und so fort, die zwischen einem Flansch 112 oder einem ähnlichen Merkmal, das benachbart zu einem Ende des Statorkerns 110 angeordnet ist, und einem starren Ringelement 142D der Statorgehäusekonstruktion 140 gesichert sind (3). Die axialen Spannelemente 158A, 158B, 158C, und so fort können zwischen dem Flansch 112 und dem starren Ringelement 142D in ähnlicher Weise gesichert sein, wie oben mit Bezug auf die Sicherung des Spannelements 150 (5) zwischen dem Ankerelement 144 (5) und der Halterungsklammer 130 (2) beschrieben. Axiale Spannelemente stellen eine zusätzliche Übertragung der elektromagnetischen Last des Statorkerns 110 auf die Statorgehäusekonstruktion 140 bereit.
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Die Erfinder testeten Ausführungsbeispiele der Erfindung in unterschiedlichen Anwendungen und entdeckten, dass Schwingungen in dem Statorkern über einen Frequenzbereich von 80 Hz bis 140 Hz bis zu einem Grad gedämpft wurden, der gleich oder größer ist als im Falle bekannter Aufhängungssysteme und Verfahren.
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Die hier verwendete Terminologie dient lediglich zur Vereinfachung der Erläuterung spezieller Ausführungsformen und soll die Beschreibung nicht beschränken. In dem hier verwendeten Sinne sollen die Singularformen der unbestimmten und bestimmten Artikel auch die Mehrzahlformen einschließen, sofern aus dem Zusammenhang nicht ausdrücklich Entgegenstehendes hervorgeht. Weiter ist klar, dass die in dieser Beschreibung verwendeten Begriffe "aufweisen" und/oder "beinhalten" das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsschritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung einzelner oder mehrerer sonstiger Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Arbeitsschritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
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Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung einschließlich der besten Ausführungsart zu beschreiben, und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, einschließlich beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen, und beliebige verwandte oder damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente enthalten, die nur unwesentlich von dem Wortsinn der Ansprüche abweichen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen allgemein Turbogeneratoren und speziell Aufhängungssysteme für Turbogeneratoren und die Dämpfung von Schwingungen in einem Statorkern, die durch eine elektromagnetische Last induziert sind. In einem Ausführungsbeispiel schafft die Erfindung eine Halterungsklammer, zu der gehören: ein gekrümmter Körper; ein erster Befestigungspunkt; ein zweiter Befestigungspunkt; und ein Sicherungspunkt zwischen dem ersten und zweiten Befestigungspunkt, wobei sowohl der erste als auch der zweite Befestigungspunkt eine radial ausgerichtete Öffnung aufweisen, die sich von einer Innenfläche zu einer Außenfläche erstreckt, und wobei der Sicherungspunkt einen Bereich aufweist, der zu einer abgewinkelten Öffnung benachbart angeordnet ist, die sich von einer ersten Oberfläche zu einer zweiten Oberfläche erstreckt, wobei sowohl die erste als auch die zweite Oberfläche zu der Innen- und Außenfläche des gekrümmten Körpers im Wesentlichen rechtwinklig ist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Halterungssystem
- 110
- Statorkern
- 110A
- erstes Ende
- 110B
- zweites Ende
- 112
- Flansch
- 120A und B
- Keilstangenelemente
- 130, 130A und B
- Halterungsklammern
- 132, 172
- gekrümmter Körper
- 132A
- erste Oberfläche
- 132B
- zweite Oberfläche
- 134
- erster Befestigungspunkt
- 135, 137, 139
- Durchlasskanäle
- 136
- zweiter Befestigungspunkt
- 138, 179
- Sicherungspunkte
- 140
- Statorgehäusekonstruktion
- 142A–D
- starre Ringelemente
- 144
- Ankerelement
- 150, 150A–F
- Spannelemente
- 152, 162
- Drahtelement
- 154
- erstes Sicherungselement
- 156
- zweites Sicherungselement
- 158A–C
- axiale Spannelemente
- 160
- Druckband
- 166
- Sicherungselement
- 170, 170A–E
- gekrümmtes Plattenelement
- 175
- erste Anzahl Punkte
- 177
- zweite Anzahl Punkte
- 220A und B
- Stangenelemente
