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Aus einzelnen Blechsegmenten geschichteter Läufer elektrischer Großmaschinen
Große elektrische Maschinen werden, sofern ihre Läufer aus einzelnen Blechen hergestellt
sind, aus Fertigungsgründen zumeist aus einzelnen Blechsegmenten aufgebaut. Hierbei
bilden jeweils eine Anzahl von Blechsegmenten, die in Umfangsrichtung stumpf aneinanderstoßen,
gemeinsam ein ringförmiges Läuferblech und mehrere dieser Läuferbleche dann das
gesamte Läuferblechpaket. Aus mechanischen und magnetischen bzw. elektrischen Gründen
werden dabei die Stoßstellen nicht zueinander fluchtend angeordnet; d. h., daß die
einzelnen Blechsegmente von Blechlage zu Blechlage mit ihren Stoßstellen in Umfangsrichtung
zueinander versetzt sind. Zum Zusammenhalten sind in den Blechsegmenten Löcher bzw.
Lochgruppen angeordnet, durch welche Bolzen als tragendes und haltendes Bauelement
geführt werden.
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Die Fertigung und der Zusammenbau geschieht dann auf folgende Weise:
Nach dem Stanzen der einzelnen Segmente werden diese geschichtet und die dann in
achsparalleler Richtung fluchtenden Löcher bzw. Lochgruppen beispielsweise so weit
aufgerieben, daß die durch sie hindurchzuführenden Bolzen genügend Platz, wenn auch
mit enger Toleranz, haben. Nach dem Einführen der Bolzen wird dann das Blechpaket
durch geeignete Maßnahmen mit der Läuferwelle verbunden und so alles zusammengehalten.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung werden die Löcher bzw. Lochgruppen
von vornherein so groß ausgeführt, daß auch nach erfolgtem Zusammenbau und trotz
der dabei entstehenden Fertigungsungenauigkeiten noch die Bolzen hindurchgeführt
werden können. Auch in diesem Falle wird danach der Läufer einer Schleuderprobe
unterworfen, bei welcher sich die einzelnen Blechsegmente mit einem Teil ihrer Lochwandungen
einseitig und mehr oder weniger eng an die Bolzen anlegen, während auf der anderen
Seite des Bolzens ein relativ großer Zwischenraum zwischen diesem und der Lochwandung
entsteht. Die bereits vor der Schleuderprobe eingetriebenen Keile werden dann zum
Ausgleich der so entstandenen Zwischenräume nachgetrieben.
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Allen diesen Ausführungen haften folgende Nachteile an: Das Aufreiben
sämtlicher Löcher verlangt einen erheblichen Arbeitsaufwand und demgemäß eine Verteuerung
der elektrischen Maschine, wobei noch nicht einmal ein sattes Anliegen sämtlicher
Blechsegmente bzw. deren Lochwandungen an den Bolzen gewährleistet ist. Ähnliches
gilt auch für die Fertigung nach dem Prinzip des Nachkeilens.
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Allen bekannten Ausführungen haftet jedoch noch ein weiterer Nachteil
an, der an Hand der Zeichnung weiter unten beschrieben wird und zusammen mit den
soeben genannten Nachteilen als Aufgabe der Erfindung beseitigt werden soll.
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Gegenstand der Erfindung ist ein aus einzelnen Blechsegmenten geschichteter
Läufer elektrischer Großmaschinen, bei welchem die Blechsegmente mittels Bolzen
untereinander fest verbunden sind, die durch in den Blechen angeordnete Löcher bzw.
Lochgruppen geführt sind. Erfindungsgemäß sind nur die den Stoßstellen der Blechsegmente
benachbarten Löcher bzw. Lochgruppen mit enger Toleranz zu den in ihnen angeordneten
Bolzen ausgebildet, und in den übrigen Löchern bzw. Lochgruppen sind die Bolzen
frei spielend angeordnet.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben, bei welcher
Fig. 1 ein aufgeschnittenes Paket von Blechsegmenten in bekannter Ausführung darstellt;
Fig.2 dasselbe, nach der Erfindung ausgebildet, und Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig.
2; Fig. 4 zeigt wie Fig. 3 eine Draufsicht, wobei jedoch die Löcher durch Lochgruppen
ersetzt sind.
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Bei der bekannten Ausbildung eines aus Blechsegmenten 1 bis 12 geschichteten
Blechpaketes nach der Fig. 1 sind die Stoßstellen mit 13 bezeichnet und von Blechlage
zu Blechlage versetzt angeordnet. Die einzelnen Bohrungen, durch welche Bolzen 14
bis 1-8
hindurchgeführt werden, sind (zur besseren Erläuterung in vergrößerter
Form gezeichnet) aus Fertigungsgründen in ihrem Durchmesser nie so genau ausführbar,
daß sie von allen Seiten eng an den jeweiligen Bolzen 14 bis 18 anliegen.
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Außerdem werden insbesondere durch mechanische Beanspruchungen die
Blechsegmente 1 bis 12 in Umfangsrichtung, d. h. in der Fig. 1 nach links oder
rechts,
geschoben, so daß die in ihnen angeordneten und jeweils einem der Bolzen 14 bis
18 zugeordneten Löcher zueinander auch nicht exakt fluchten. Es ergibt sich dann
also ein entweder nur einseitiges Anliegen eines der Blechsegmente 1 bis 12 an den
Bolzen 14 bis 18, z. B. Blechsegment 1 von rechts am Bolzen 14.. Aus der Fig. 1
ist auch ersichtlich, daß zu einem definierten Anlegen eines Loches an einen Bolzen
jeweils zweckmäßigerweise nur das Loch vorzusehen ist. welches den Stoßstellen 13
am nächsten liegt; im anderen Falle treten, ebenfalls aus Fertigungsgründen, insbesondere
Verwölbungen als unerwünschte Nebenerscheinungen auf.
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Man wird also nur die den Stoßstellen 13 am nächsten liegenden Löcher
mit zum Bolzen enger Toleranz ausführen, während die übrigen Löcher mit einem wesentlich
größeren Durchmesser auszubilden sind und dadurch nicht an den entsprechenden Bolzen
zur Anlage gelangen. Eine derartige Ausbildung ist in der Fig. 2 dargestellt, bei
welcher z. B. der Bolzen 14 nur das Blechsegment 1, der Bolzen 15 nur die Blechsegmente
2, 3 und 11 trägt, wodurch also die Blechsegmente ausschließlich über die den Stoßstellen
benachbarten Löcher gehalten werden. Die übrigen an den Bolzen 14 und 15 angeordneten
Blechsegmente 3, 5, 7, 9, 11 liegen dagegen nicht an ihnen an.
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Hierdurch wird also vermieden, daß an den Bolzen 14 bis 18 undefinierteKräfte
angreifen und daß außerdem; z. B. bei zu engem Lochabstand, ein Verwölben der zwischen
zwei Bolzen angeordneten Teile eines Blechsegmentes und damit eine zusätzliche unnötige
Beanspruchung verursacht wird.
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Eine Draufsicht auf die Fig. 2, ungeschnitten, zeigt die Fig. 3, bei
welcher jedoch die Bolzen 14 bis 18 weggelassen wurden. Nur die unmittelbar der
Stoßstelle 13 benachbarten Löcher 19, 20 der Blechsegmente 1, 2 haben einen Durchmesser
mit enger Toleranz zu den entsprechenden Bolzen, während die Barunterliegenden Löcher
der weiteren Bleche an den Bolzen wegen ihres vergrößerten Durchmessers nicht anliegen.
Die Löcher 21 bis 23 sind zumindest hinsichtlich des sichtbaren, oberen Blechsegmentes
2 mit einem größeren Durchmesser ausgebildet, und erst der Durchmesser eines oder
mehrerer Löcher in Barunterliegenden Blechsegmenten ist, sofern es sich jeweils
um ein einer Stoßstelle benachbartes Loch handelt, mit eng toleriertem Durchmesser
ausgebildet.
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Bei der Fertigung ist es außerdem zweckmäßig, die Bleche vor dem Schichten
hinsichtlich ihrer Löcher geringeren Durchmessers mit einem solchen auszubilden,
der kleiner ist als der des entsprechenden Bolzens. Nach dem Schichten der einzelnen
Blechsegmente wird man dann diese Löcher aufreiben und somit ein Hindurchführen
der jeweiligen Bolzen ermöglichen. Da jedoch, im Gegensatz zu dem Aufreiben in bekannten
Ausführungen, in der nach der Erfindung vorgeschlagenen Weise jeweils nur eine geringere
Anzahl von Löchern pro Blechsegment aufgerieben werden muß, also z. B. in der Fig.
2 hinsichtlich des den Bolzen 14 umgebenden und achsparallel fluchten-sollenden
Loches nur das Loch des Blechpaketes 1, wird erheblicher Arbeitsaufwand eingespart.
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Bildet man die Löcher nicht, wie in Fig. 3 angegeben, lediglich in
Umfangsrichtung hintereinanderliegend, sondern auch in radialer Richtung hintereinanderliegend
aus (s: Fig.4), so daß also insoweit Lochgruppen 22 bis 24 entstehen, deren einzelne
Löcher 25 bis 29 jeweils zueinander radial fluchtend sind, so sind statt der den
Stoßstellen benachbarten Löcher 19, 20 (Fig. 3) nunmehr die den Stoßstellen benachbarten
Lochgruppen 22, 23 (Fig. 4) in Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung mit
kleinerem Durchmesser auszubilden. Diese Anordnung wird besonders vorteilhaft bei
Wasserkraftgeneratoren mit senkrechter Welle angewandt, wo große Kräfte zu beherrschen
sind und daher eine große Zahl von Bolzen und Löchern erforderlich sind.