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"SchlagweXtergeschUtzte oder explosionageschütste elektrische Maschine
" Die Erfindung betrifft eine schlagwettergeschützte oder explosionsgeschützte,
insbesondere druckfest gekapselte elektrische Maschine, bei der die Zufuhr oder
Abfuhr elektrischer Energie zum Läufer über außerhalb des Maschinengehäuses angeordnete
Schleifringe erfolgt.
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Es sind bereits elektrische Maschinen bekannt, bei denen ein druckfest
gekapseltes Gehäuse Ständer und Rotor sowie die Schleifringe einschließt, so daß
im Inneren des Gehäuses auftretende Explosionen nicht nach aussen austreten können,
womit ein im Aufstellungsraum der elektrischen Maschine befindliches zündfähiges
Gemisch nicht zur Entzündung gebracht werden kann (siehe Rentzsch: "Handbuch für
Blektromotoren", Mannheim 1968,5.355). Nachteilig ist bei dieser bekannten Xonstruktion
jedoch, daß sehr schwere Gehäuse und Lagerschildausführungen erforderlich sind,
was die Kosten für eine solche elektrische Maschine erhöht.
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Es sind ferner elektrische Asynchronmotoren bekannt, bei denen die
Schleifringe und der Bürstenapparat außerhalb des eigentlichen Motorgehäuses in
einem getrennten Gehäuse angeordnet sind. Diese Kdnstruktion läßt sich, obwohl eigentlich
nur die Schleifringe, an denen das Entstehen von kleinen Funken unvermeidbar ist,
druckfest gekapselt sein müssen, und theoretisch das getrennte Motorgehäuse nicht
druckfest zu sein braucht, da dort betriebsmäßig keine Funken entstehen können,
fsr explosionsgeschütste oder schlagwettergeschützte elektrische Maschinen jedoch
nicht verwenden. Der Grund liegt darin, daß zur Vermeidung des Austritte von Explosionen
aus dem Gehäuse ins
Freie eine bestimmte Spaltweite zwischen dem
feststehenden Lagersohildteil und der Welle einer solchen Maschine notwendig ist,
die sich während des Betriebs der Maschine nicht vergrößern darf. Die Spaltweite
und Spaltlänge sind in der VDE-Vorschrift 0170/0171 §§ 14, 15 festgelegt. Die Realisierung
einer konstanten Spaltweite ist Jedoch bei einer elektrischen Maschine mit aussen
liegenden fliegend gelagerten Schleifringen nicht möglich, da es sich nicht vermeiden
läßt, daß eine solche Welle in einem gewissen Maße schlägt. Bei Verwendung von Gleitlagern
als Maschinenlager kommt dazu die Lagerabnützung, die ein Absinken der Welle nach
einer gewissen Betriebszeit ergibt, so daß sich der Spalt an der Unterseite der
Welle verkleinert und an der Oberseite vergrößert, was natürlich nicht zulässig
ist. Diese Nachteile ließen sich nur durch die Verwendung eines dritten Lagers vermeiden,
was bei einer Schildlagermaschine Jedoch nicht möglich ist, oder nur mit einem sehr
großen Aufwand verwirklichbar wäre.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für den Bau einer explosions-
oder schlagwettergesohützten elektrischen Maschine anzugeben, bei der nur die außerhalb
des. 1aschinengehäuses angeordneten Schleifringe druckfest gekapselt sind und bei.
der eine konstante Spaltweite an der Wellendurchführung sichergestellt ist. Bei
einer solchen Maschine sollen auch Gleitlager zur Anwendung kommen können.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß
die Schleifringe von einem druckfest gekapselten zusätzlichen sich in axialer und
radialer Richtung beweglich am Maschinengehäuse abstützenden Gehäuse eingeschlossen
sind, das mittels zweier Wälzlager fliegend auf der Maschinenweile gelagert ist9
wobei zwischen den Lagerschilddeckeln des euauses und der Maschinenwelle bekannte,
den Durchschlag von Explosionen im Schleifringgehäuse verhindernde Spalte vorgesehen
sind.
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Die erfindungsgemäße Anordnung hat nicht nur die Vorteile, die sich
aufgrund der gestellten Aufgabe ergeben, es wird als zusätzlicher Vorteil auch erreicht,
daß der Abstand der Sohleifringe von den Schleifbürsten auch bei Durchbiegungen
der Welle immer konstant ist, so daß die Abnutzung an den Bürsten in erheblichem
Maße herabgesetzt wird.
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Bei einer Weiterbildung der elektrischen Maschine nach der Erfindung
ist vorgesehen, daß der in axialer und radialer Richtung beweglichen Abstützung
des Schleifringgehäuses am Motorgehäuse eine Abstütsvorrichtung dient, die aus einer
am SchleirringgehOuse angebrachten senkrecht zur Maschinenwelle stehenden Platte
besteht, die eine Bohrung aufweist, in die ein Bolzen eingesteckt ist, der an seinen
beiden Enden Jeweils eine weitere Bohrung besitst, in die Je eine FUhrungsschraube
eingedreht ist, die mit einer an dem Maschinengehälse befestigten Konsole verbunden
ist.
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Die AbutUtzkonatruktion stellt eine axiale und radiale Beweglichkeit
des Schlelfringgehkuses gegenüber dem Maschinengehäuse sicher.
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Weiter kann in vorteilhafter Weise das Schleifringgehäuse aus einem
mit Kühlrippen versehenem glockenartigen Gebilde, das an seiner offenen Seite einen
Flansch aufweist und einem die offene Seite verschließenden scheibenförmigen mit
einem Flansch versehenen Teil besteht,versehen sein.
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Das Gehäuse weist weiter eine Öffnung auf, die betriebsmä3ig mit einem
Deckel verschlossen ist, die nach Öffnen eine Kontrolle sowie ein Auswechseln der
Bürsten zuläßt.
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Ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine nach der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
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In der Zeichnung ist mit 1 das Lagerschild -des Maschinengehäuses
und mit 2 das Lagergehäuse bezeichnet. Die Welle 3 ist über das Lagergehäuse 2 hinaus
verlängert. Auf der Welle 3 ist das Schleifringgehäuse 4, das sich auf die Wälzlager
10 abstützt, fliegend gelagert. Das Schleifringgehäuse ist eweiteilig ausgebildet
und besteht aus einem glockenförmigen Gebilde , das aus einem scheibenförmigen und
ringförmigen Teil zusammengeschweißt ist, wobei an dem ringförmigen Teil ein Flansch
7 angeordnet ist. Am ringförmigen Teil des Schleifringgehäuses sind Kühlrippen angebracht.
Der zweite Gehäuseteil besteht aus einem scheibenförmigen Deckel 5, an dessen äußeren
Rand ein Flansch 6 angeschweißt ist. Der Flansch 6 ist mit dem Flansch 7 des glockenförmigen
Gehäuseteils verbunden.An der Durchtrittsstelle der Maschinenwelle durch das Schleifringgehäuse
4 sind jeweils Naben 8 angeschweißt. Zwischen den Naben 8 und der Maschinenwelle
3 stud Spalte 9 zur Verhinderung des Durchschlagens einer im Schleifringgehäuse
gegebenenfalls auftretenden Explosion eines zündfähigen Gases vorgesehen. In jeder
der Naben 8 ist ein Wälzlager 10 eingesetzt, von denen das eine durch einen Anschlag
11 und das andere durch einen Lagerabschlußdeckel 12 gegen axiale Verschiebung auf
der Maschinenwelle 3 gesichert ist. Das Schleifringgehäuae ist so durch die Lagerung
auf der Welle 3 fliegend gelagert.
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Es wird durch die weiter unten betriebene Abstützvorrichtung am Mitlaufen
mit der Welle verhindert.
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Auf der Welle 3 ist weiterhin die Schleifringbuchse 14 aufgesetzt,
auf der die Schleifringe 15 aufgezogen sind. Die Schleifringe 15 sind mit Bohrungen
versehen, in die jeweils ein Bolzen 16 eingesetzt ist, an dem jeweils ein Kabel
17 für die Verbindung zur Läuferwicklung angeschlossen ist. Das Kabel 17 ist durch
eine radiale Bohrung zum Zentrum der hohl gebohrten Welle 3 geführt und verläuft
von dort durch die axiale Bohrung der Welle zu einer weiteren radialen Bohrung der
Welle und von dort zur Läuferwicklung der Maschine. An der Innenseite des Schleifringgehäuses
ist ein Auge angebracht, an dem ein
Bürstenhalterbolzen 19 befestigt
ist, der die Bürstenhalter 18 trägt.
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Das Schleifringgehäuse 4 weist an seiner Aussenseite eine Abstützvorrichtung
auf, die aus einer am Schleifringgehause 4 angeschweißten Platte 20 besteht, die
etwa senkrecht zur Maschinenwelle angeordnet ist. Diese Platte 20 weist eine Bohrung
auf, in die ein Bolzen 21 eingesteckt ist, der an seinen beiden Enden åe eine weitere
Bohrung besitzt. In jeder dieser Bohrungen ist jeweils eine Bührungsschraube 22
eingedreht, die mit einer an dem Maschinengehäuse 1 befestigten Konsole 23 verbunden
ist. Die Abstützvorrichtung gestattet eine gewisse Bewiegung des Schleifringgehäuses
in axialer sowie radialer Richtung gegenüber dem Maschinengehäuse, so daß bei Durchbiegungen
der Welle oder bei einem Schlag derselben unbedingt sichergestellt ist, daß die
Spalte 9 unbedingt ihre Größe beibehalten, womit der Durchschlag einer Explosion
im Schleifringgehäuse nach aussen mit Sicherheit verhindert wird.