DE1942289A1 - Trageuntergestell fuer dynamoelektrische Maschinen - Google Patents

Trageuntergestell fuer dynamoelektrische Maschinen

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DE1942289A1
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wall
stator
walls
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dynamo
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DE19691942289
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Hanson Richard John
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/02Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type
    • H02K49/04Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type
    • H02K49/046Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type with an axial airgap
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

  • Trageuntergestell für dynamoelektrische Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf dynamo-elektrische Maschinen und insbesondere auf ein neuartiges Trageuntergestell für derartige Maschinen. Die Erfindung wird zwar mit besonderem Bezug auf Maschinen mit einem Wirbelstrominduktor, wie z. B.
  • einem Wirbelstrom-Dynamometer, beschrieben und zeichnerisch dargestellt, trotzdem sind aber viele erfindungsgemäße Merkmale auch bei anderen Arten dynamoelektrischer Maschinen anwendbar.
  • Die Grundkomponenten eines bekannten Dynamometers mit einem Wirbelstrominduktor umfassen relativ zueinander drehbare Teile, d. h, einen Stator und einen Rotor, sowie eine Erregerspule, die auf jedem der beiden Teile angebracht sein kann. Der weitere Versteifung wird durch eine horizontal verlaufende Bodenplatte erzeugt, die am Boden des*Trageuntergestelles von einer Stirnwand zu Stirnwand und von Seitenwand zu Seitenwand verläuft. Der untere Abschnitt dieses Untergestelles sammelt somit Kühlwasser und leitet dieses von der Maschine ab.
  • Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der anliegenden Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Figur 1 ist ein Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Maschine, wobei der Schnitt entlang der Linie 1-1 in Figur 2 erfolgt.
  • Figur 2 ist eine Ansicht auf die Stirnseite der Maschine, die teilweise im Schnitt dargestellt ist, um die Konstruktion des Unterbaues zu zeigen.
  • Figur 3 ist eine andere, teilweise im Schnitt dargestellte Teil ansicht der Stirnseite, die eine -unterschiedliche AusfUhrungsform des Unterteiles darstellt.
  • DerStator des Dynamometers gemäß den Figuren-1 und 2 ist aus Teilen aufgebaut, die zusammengesetzt und zusammengeschweißt oder auf andere Weise miteinander verbunden sind. Diese Verbindung kann beispielsweise auch durch Bolzen oder Schrauben erfolgen.
  • In der dargestellten Ausführungsforn sind drei Hauptteile des Statorgehäuses oder des Rahmens vorhanden, und zwar ein in der Mitte-angeordneter Statorring 1 und zwei Stirnplatten 2, die zwischen sich zwei Kammern bilden, in der jeweils eine Dreh=.
  • scheibe 3 angeordnet ist. Diese Scheiben werden von der Welle 4 getragen und drehen sich auch mit dieser Welle 4, die von einem Ende zum anderen Ende der Maschine verläuft.Ein Ende dieser Welle kann mit einer zu prüfenden Außenmaschine in Verbindung stehen und von dieser angetrieben werden. Da eine zweite zu prüfende Außenmaschine an das andere Ende der Welle anschließbar ist, sind beide Enden der Welle geeignet, durch geprüfte Maschinen angetrieben zu werden. Falls es erwünscht ist, kann Rotor ist auf Lagern, wie z. B. ölgeschmierten, hydrostatischen Lagern oder anderen geeigneten Lagern, gehalten und durch eine äußere, zu prüfende Vorrichtung gedreht, wie z. B. einem Motors dessen Ausgangsleistung zu messen ist. Desgleichen ist der Stator pendelnd in geeigneten Lagern gehalten5 aber durch eine Drehmomentmeßanordnung an einer Rotation gehindert.
  • Der Unterbau zur Halterung einer derartigen dynamoelektrischen Maschine enthält typischerweise ein hohles Gußstück oder ein zusammenmontiertes Gestell, das einen Sammelbehälter für Abflußwasser bildet, das zur Kühlung der Maschine verwendet worden ist. Das Gußstück ist oben durch entsprechende Bearbeitung mit einer ebenen Fläche versehen worden, um an jedem Ende der Maschine ein gelagertes Auflager anzubringen. Diese Auflager sind mit Bolzen oder auf andere Weise an der bearbeiteten Oberfläche des Gußstückes befestigt. Mit solchen Anordnungen sind jedoch oft unerwünschte Vibrationsprobleme verbunden, die insbesondere bei hohen Drehzahlen auftreten.
  • Um diese Vibrationsprobleme zu vermeiden, ist das Dynamometer in geeigneten Pendellagern auf einem Unterbau einer vorzugsweise zusammengeschweißten Konstruktion gehalten. Senkrecht zur Maschinenachse verlaufende Stirnwände haltern die Pendellager an den Enden des Stators. Diese Stirnwände sind durch Seitenwände verbunden, die zur Drehachse mehr oder weniger parallel verlaufen und mit den Stirnwänden eine oben offene, kastenähnliche Konstruktion bilden. Um ein steif es, festes Rahmengehäuse mit minimaler Vibration in dem Drehzahlbereich, für den die Maschine ausgelegt ist, zu bilden, sollte die kastenähnliche Konstruktion mit Streben versehen und verstärkt sein.
  • Zu diesem Zweck bilden die Innenwände ein mehr oder weniger durchgehendes Gebilde um den Unterteil des Stators herum.
  • Dieses Gebilde verläuft im wesentlichen vertikal und erstreckt sich weiterhin von einer Stirnwand zur anderen Stirnwand und von einer Seitenwand zur anderen Seitenwand, wobei .dessen Stirn- und Seitenkanten an diesen Wänden befestigt sind. Eine durch die Welle weiterhin ein Tachometer angetrieben werden.
  • Dies kann beispielsweise durch einen Riementrieb oder durch eine andere Vorrichtung geschehen.
  • Die zwei Kammern auf gegenüberliegenden Seiten des Statorringes 1 sind auf beliebige Weise, beispielsweise durch Zylinder 5, ergänzt und auf dem Umfang abgeschlossen, wobei die Innenränder der Zylinder auf den Umfangsteil des Rahmenringes 1 passen und auf beliebige Weise damit verbunden sind. Die Außenränder der Zylinder 5 stehen mit dem Umfang der Stirnplatten 2 in Verbindung und sind auf irgendeine geeignete Weise daran befestigt. Hierfür ist beispielsweise bei 6 eine Schweißnaht angedeutet.
  • Jede Kammer umschließt zwei Sätze oder Reihen von Zähnen oder Polstücken, die auf entgegengesetzten Seiten der Drehscheibe 3 angeordnet sind. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, erstrekken sich die Polstücke 7 eines Satzes in radialer Richtung von einem Haltering 8 und sie sind mit diesem aus einem Stuck ausgebildet. Diese Einheit ist auf beliebige Weise, beispielsweise durch Schrauben 9, an der benachbarten Stirnplatte 2 befestigt. Ein ähnlicher Satz Polstücke oder Zähne 10 sowie ein Haltering 11 sind an dem Statorringrahmen 1 mittels Schrauben 12 befestigt. Es ist verständlich, daß diese Anordnung in der anderen Scheibenkammer auf entsprechende Weise ausgebildet ist.
  • Zum Aufbau eines Magnetflusses sind Mittel zur Erzeugung einer Erregung vorgesehen. Der Magnetfluß verläuft durch den Rahmen und zwischen die gegenüberliegenden Polstücke 7 und 10, tritt durch die Luftspalte zwischen den Drehscheiben 3 und den Polstücken und erzeugt auf bekannte Weise Wirbelströme in den sich drehenden Induktorscheiben. In jeder Scheibenkammer ist e-in Haltering oder Zylinder 13 angeordnet, der die Drehscheibe 3 umgibt. Die Halterungen 13 werden dadurch festgehalten, daß sie zwischen den Statorring 1 und die Stirnplatten 2 eingeklemmt sind. Von den Rändern jeder Halterung 13 ragen Flansche 14 radial nach außen und vorzugsweise sind zwischen den Flanschen 14 und zwischen der benachbarten Stirnplatte 2 sowie dem Statorrahmen 1 geeignete Abdichtungen 15 angeordnet. Diese Konstruktion schafft einen U-förmigen Kreisanal für eine Erregerspule 16.
  • Der Stator der Maschine ist in Pendellagern drehbar gehaltert, die hier als Kugellager 17 dargestellt sind. Zu diesem Zweck ist an jeder Stirnplatte 2 oder an einem mit dieser aus einem Stück bestehenden Ring 19, beispielsweise durch Schrauben 20, ein Lagerzapfen 18 befestigt. Jeder Lagerzapfen mündet in einer Nase 21 mit verkleinertem Durchmesser, die den inneren Lauf ring 22 des Kugellagers 17 trägt. Der äußere Laufring 23 des Kugellagers wird von der noch zu beschreibenden Unterteilkonstruktion getragen. Dies geschieht insbesondere mittels einer Halbringhalterung 24 und einer Kappe 25, wobei ein Paßring 26 zwischen den Haltering 24 und seine Kappe 25 und den äußeren Kugellagerlaufring 23 eingefügt ist. Der Paßring ermöglicht eine Umfangsjustierung des äußeren Laufringes 23, um eine Abnutzung auszugleichen. Vorzugsweise ist die Stirnseite der Kugellagerhalterung durch eine geeignete Abdeckplatte 27 abgeschlossen, die durch Schrauben oder ähnliche Mittel mit dem Haltering 24 und der Kappe 25 in Verbindung stehen-.
  • Die Welle 4 rotiert auf der Innenseite des Auflagers 18, 21 und ist vorzugsweise von Lagern, wie z. B. einem Kugellager 28, getragen. Der innere Laufring 29 dieses Kugellagers 28 ist auf der Welle und der äußere Laufring 30 ist auf der Innenseite des Auflagers 18 angebracht. Yorzugsweise ist der Raum um dieses Kugellager 28 herum so ausgestaltet, daß Öl zu KUhl- und Schmierzwecken hindurchströmen kann. Um diesen Raum abzuschließen, ist der Außenteil des Auflagers mit einer Dichtnut oder Nuten 31 um die Welle 4 herum versehen. Desgleichen trägt der Haltering 19, der einen Teil der Stirnplatte 2 bildet, eine zweckmäßige Wellenabdichtung 32, die beispielsweise durch Schrauben 33 an dem Haltering befestigt und mit einer oder mehreren Dichtnuten 34 um die Welle 4 herum versehen ist. Das Öl wird beispielsweise über eine Ölleitung 35 in den Raum zwischen den Abdichtungen 31 und 34 eingeführt und das verbrauchte Öl kann in irgendeiner gewünschten Weise aus dem Raum abgeführt werden.
  • Es wird deutlich, daß der beim Betrieb durch die Spule 16 er zeugte Magnetfluß durch die Rahmenteile und zwischen die Polstücke 7 und 10 fließt, durch die Luftspalte zwischen diesen Polstücken sowie den cheibenflächen der Drehscheiben 3 tritt und weiterhin durch die Scheiben hindurchfließt und somit in diesen Induktoren Wirbelströme erzeugt. Folglich wird ein Drehmoment auf den Stator ausgeübt, das ihn in seinen Pendellagern 17 zu drehen versucht. Diese Drehung wird durch eine geeignete Meßanordnung aufgenommen, die eine Anzeige für das Drehmoment gibt, das durch die die Welle 4 drehende Außenmaschine erzeugt ist.
  • Eine bekannte Begleiterscheinung bei diesem Betrieb besteht darin, daß infolge der induzierten Wirbelströme in der Maschine eine große Wärmemenge erzeugt wird und diese Wärme muß absorbiert und durch geeignete Kühlvorrichtungen abgeführt werden. Gewöhnlich fließt eine Kühlflüssigkeit, wie z. B. Wasser, durch derartige Maschinen, das mit denjenigen Bereichen in Berührung kommt, die leicht überhitzt werden. In dem hier interessierenden Fall ist es wichtig, beide Flächen jeder Drehscheibe~3 und ebenso die gegenUberliegenden Flächen der Polstücke 7 und 10 zu kühlen. Zu diesem Zweck ist es wünschenswert, eine sich in zentrifugaler Richtung bewegende KUhlwasserschicht zu schaffen, die über jede Stirnfläche jeder Drehscheibe verteilt wird und zwischen der Scheibe und den benachbarten Polstücken f ortschreitet e Andere Merkmale des beschriebenen Aufbaues betreffend ein FlUsslgkeitskthlsystem für die Drehscheibe sind in einer gleichzeitig eingereichten Anmeldung mit dem Titel 11Kühlvorrichtung für dynamoelektrische Maschine" beschrieben, die durch diese Bezugnahme in die vorliegende Erfindung aufgenommen wird.
  • Die insoweit allgemein beschriebene Maschine wird auf einem Unterteil befestigt, der die bereits erwähnten Pendellager trägt und der speziell so angeordnet und aufgebaut ist, daß er eine maximale Steifheit und eine minimale Vibration in dem Betriebsbereich der Maschine ausweis. Es ist weiterhin vorteilhaft, diesen verbesserten Unterteil aus zusammengeschweißten Plattenelementen aufzubauen, um die Verwendung schwererer und teurerer Gußstücke und Bearbeitungsgänge zu vermeiden. Desgleichen sollen die Trennwände so angeordnet werden, daß sie für eine maximale Steifheit und Festigkeit sorgen.
  • Wie aus der Figur 1 und 3 ersichtlich ist, enthält die dargestellte Ausführungsform des Unterteiles zwei im Abstand angeordnete und im wesentlichen parallele Stirnwände 56. An jeder dieser Stirnwände ist an dem Oberrand eine der oben erwähnten Halbringhalterungen 24 für die Pendellager 17 angeschweißt. Die oberen Ränder der Stirnwände 56 weisen horizontal verlaufende Deckplatten 57 auf, die von der Halbring-Lagerhaltung 54 zu den Seiten des Unterteiles nach außen laufen und die auch mit der Lagerkappe 25 zusammenwirken, die den Paßring 26 und das Pendellager 17 in ihrer Lage halten.
  • Wie-aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die Stirnwände 56 vorzugsweise relativ schwer ausgeführt, um so das Gewicht der Maschine zu tragen, und sie erstrecken sich bis zu der Unterseite des Unterteiles, wo sie auf Fußkonsolen 58 gehalten sind, Ferner sind die Stirnwände 56 auf einer oder beiden Seiten der Maschine mit Verlängerungen 59 versehen (siehe Figur 2 und 3), um gestellähnliche Ansätze 60 zu tragen, auf denen eine Hilfsausrüstung, wie beispielsweise Skalen und ähnliche Mittel, angebracht sein kann.
  • An den Seiten des Unterteiles sind die Stirnplatten 56 durch im Abstand angeordnete vertikale Seitenplatten-61 verbunden, die zwischen den Stirnplatten 56 oberhalb der Fußstützen 58 verlaufen. Weiterhin erstrecken sich an den Rändern der gestellartigen Vorsprünge 60 zwischen den Verlangerungen 59 und den Fußstützen 58 tiefer angeordnete Seitenplatten 62. Der Boden des Unterteiles wird durch eine Bodenplatte 63 ergänzt, die sich zwischen den Stirnplatten 56 sowie zwischen den Seitenplatten 61 erstreckt, um so den Unterteil abzuschließen. Die Fußstütze 58 können durch sie hindurchführende Löcher aufweisen, damit die gesamte dynamoelektrische Maschine an dem Fußboden befestigt werden-kann. Da sich das Ablußwasser in dem Unterteil sammelt, wie es bereits oben beschrieben worden ist, sind Abflußmlttel, wie z. B. ein Abflußrohr 64, vorgesehen, wie es in Figur 1 gezeigt ist.
  • Es wird deutlich, daß ein in den Pendellagern 17 gehaltenes Dynamometer etwa zur Hälfte in dem oben offenen, kastenähnlichen Unterteil eingeschlossen ist, das von den oben beschriebenen Seiten und Stirnwänden sowie der Bodenwand gebildet wird. Um dieses Rahmengerüst gegen Vibration bei hohen Drehzahlen abzustützen und zu versteifen, sind zusätzliche Trennwände vorgesehen, die vorzugsweise eine im wesentliciien wannenähnliche Struktur bilden, die sich unterhalb des Bodenteiles der Maschine erstreckt. Dieses wannenähnliche Gebilde verläuft von Stirnwand zu Stirnwand der Maschine und ist auf geeignete Weise, beispielsweise durch Verschweißen, mit den Stirnwänden verbunden, um auf diese Weise eine viel größere Längsstabilität- eu erhalten, als sie lediglich durch die Stirnwände 56 und die Seitenwände 61 erhalten werden könnte. Diese Stabilität iSt auch wesentlich größer als sie mit der bekannten Konstruktion gewährleistet werden könnte, in der ein schweres Unterteil-Gußstück bearbeitet wird, um die jeweils an einem Ende der Maschine an das Unterteil angeschraubten Auf lager aufzunehmen. Weiterhin verläuft das wannenähnliche Gebilde vorzugsweise von Sitenwand 61 zu Seitenwand 61, um eine zusätzliche Versteifung quer zur Maschinenachse zu erzeugen.
  • Diese Anordnung leitet auch das Abf lußwasser nach unten zu einer ordnung, durch die das Wasser in das kastenähnliche Unterteil f fällt, von wo es durch die Leitung 64 abgeleitet wird.
  • Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß das wannenffihnliche Gebilde schräge Seitenwände 65 enthält, deren obere Kanten beispielsweise durch Verschweißen an den Seitenwänden 61 befestigt sind.
  • Ihre Stirnkanten sind auf ähnliche Weise mit den Stirnplatten 56 verbunden. Diese schrägen Stirnwände 65 bilden somit in Längsrichtung wirksame Versteifungsglieder und durch ihre Verlängerung bis zur Bodenplatte 63, wie es bei 66 angedeutet ist, schaffen sie desgleichen auch eine vertikale Versteifung. Dieses wannenähnliche Gebilde wird durch eine horizontale Trennwand 67 ergänzt, die zwischen den Stirnwänden 56 verläuft und deren Stirnkanten an diese angeschweißt sind. Außerdem erstreckt sich diese Trennwand 67 gerade unterhalb des Stators zwischen den schrägen Trennwänden 65, und die Seitenränder der Trennwand 67 sind mit diesen Trennwänden 65 verschweißt, um so für eine in Querrichtung wirksame Versteifung zu sorgen. Für das Abflußwasser, sei es nun das Abf lußwasser von den Kappen 38 am Ende der Maschine oder der Rückströmung von der Druckbox 41, ist die horizontale Trennwand 67 mit einer Mittelöffnung 68 versehen, wodurch sich das Abflußwasser in der Bodenwand des Unterteiles sammelt, von der es von der bereits erwähnten Leitung 64 nach außen abgeleitet wird. Als Alternativiösung kann in der untersten Wandung des Unterteiles auch ein Abflußpfropfen 69 vorgesehen sein.
  • In Figur 3 ist das wannenähnliche Gebilde gemäß Figur 2 durch eine einzige gekrümmte Wand 70 ersetzt, die zwischen den Stirnwänden 56 verläuft und an ihren Enden mit diesen Wänden verschweißt ist, und deren Seitenkanten mit den Seitenplatten 61 verschweißt sind. Im Querschnitt ist die Krümmung der Wand 69 so gewählt, daß sie unterhalb des nach unten in das Gehäuse hineinragenden Stators herumgeführt ist. Auch die Wand 70 ist mit einer Abflußöffnung il versehen, wodurch das Abflußwasser zur Bodenwand des Unterteiles abfließen kann, wie es bereits oben beschrieben worden ist.

Claims (4)

  1. ANSPRUCHE
    Trageuntergestell für eine dynamoelektrische Maschine mit einem Stator, der in vom Trageuntergestell gehaltenen Lagern; die eine Pendelbewegung erlauben, drehbar montiert ist, und einem Rotor, der in von dem Stator gehaltenen Lagern drehbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß eine zusammengeschweißte Plattenstruktur gebildet ist mit parallelen, im Abstand angeordneten vertikalen Stirnwänden (56), die Halteringe (24) für die eine Pendelbewegung erlaubenden Lager (17) an den Enden des Stators aufweisen, mit parallelen, im Abstand angeordneten Seitenwänden (61), die zwischen den Stirnwänden (56) verlaufen und mit diesen eine oben offene, rechteckförmige Kastenstruktur bilden, in der der untere Teil des Stators drehbar ist, und mit Versteifungen für das Trageuntergestell, die ein wannenähnliches Gebilde umfassen, das sich unter dem Stator von Stirnwand zu Stirnwand erstreckt, dessen Kanten an den Seitenwänden (61) angreifen und dessen Bodenwand (63) eine Abflußöffnung (64; 69; 71) für das Kühlwasser aufweist, das aus der dynamoelektrischen Maschine herausleitbar ist.
  2. 2. Trageuntergestell nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß von dem unteren Rand mindestens einer Seitenwand (61) eine horizontale, brettartige Wand (80) nach außen ragt, die Stirnwände (56) Halterungsverlängerungen (59) aufweisen, die sich unter den Stirnkanten dieser brettartigen Wand (60) nach außen erstrecken, und vertikale Abschlußwände (62) mit den Enden der Verlängerungen (59) und dem Außenrand der brettartigen Wand (60) verbunden sind.
  3. 3. Trageuntergestell nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i e h n e t , daß das wannenähnliche Gebilde schräge geschweißte Wände (65) aufweist, die sich von Stirn wand zu Stirnwand und von jeder Seitenwand (61) nach unten und nach inn@n zum Boden des Trageunte to erstrecken, und eine Trennwand (67) die schrägen geschweißten Wände (65) und die Stirnwände (56) unterhalb des Stators verbindet.
  4. 4. Trageuntergestell nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das wannenähnliche Gebilde eine Wand (70) mit einer im Querschnitt gekrümmten Form aufweist, die sich von den oberen Abschnitten der Seitenwände (61) nach unten verlaufend bis unter den Statorerstreckt.
    L e e r s e i t e
DE19691942289 1968-08-22 1969-08-20 Trageuntergestell fuer dynamoelektrische Maschinen Pending DE1942289A1 (de)

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