DE2236698A1 - Verfahren und vorrichtung zum magnetischen zentrieren der teile einer elektrischen maschine - Google Patents

Description

Auf dem Gebiet der elektrischen Stromerzeuger und" Elektromotoren läßt sich "bekanntlich ein optimaler Betrieb erzielen, wenn der Läufer innerhalb des Stators magnetisch genau zentriert ist·. Bei einer genauen magnetischen Zentrierung arbeitet die betreffende Vorrichtung mit einer minimalen Geräuschentwicklung. Eine genaue magnetische Zentrierung wirkt sich ferner auf verschiedene andere Faktoren aus, z.B. die Lebensdauer der Lager, das Laufgeräusch der Lager und den Wirkungsgrad der Vorrichtung.

Es sind bereits zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die es ermöglichen sollen, einen Läufer innerhalb eines Stators in magnetischer Beziehung in die richtige Lage zu bringen. Soweit, bekannt, gehen alle diese Verfahren und Vorrichtungen von einer mechanischen oder physikalischen Zentrierung eines Läufers innerhalb eines Stators aus, bzw« sie stehen in Beziehung zu einer

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derartigen Zentrierung, und es wird versucht, eine magnetische Zentrierung des Läufers innerhalb des Stators zu erzielen. Beispielsweise werden bis jetzt verschiedenartige Einrichtungen, z.B. Lehren oder dergleichen, benutzt, um den Abstand zwischen einem Läufer und dem zugehörigen Stator zu bestimmen« Hierbei wird der Läufer innerhalb des Stators in eine Lage gebracht, bei der der Läufer innerhalb des Stators im wesentlichen physikalisch zentriert ist. Dieses Verfahren wird als "Verfahren zum Einstellen des Luftspaltes" bezeichnet. Da Keile von unterschiedlicher Dicke vorhanden sind, da Lacküberzüge oder dergleichen auf der Innenfläche des Stators und auf der Außenfläche des Läufers eine unterschiedliche Dicke haben können, und da sich außerdem Abweichungen bezüglich der elektrisch bzw, magnetisch wirksamen Bauteile der Maschine ergeben, führt jedoch ein genaues Einstellen des Luftspaltes zwischen einem Läufer und einem Stator nicht notwendigerweise zu einer guten magnetischen Zentrierung der beiden Teile. Daher ist es mit Hilfe des Verfahrens zum Einstellen des Luftspaltes oder mittels anderer mechanischer Verfahren nicht möglich, einen Elektromotor oder einen Stromerzeuger auf eine optimale Betriebsweise einzustellen. Mit anderen Worten, die auf dem Einstellen des Luftspaltes beruhenden Verfahren und Vorrichtungen führen nicht zu befriedigenden Ergebnissen, wenn man sie anwendet, um einen Läufer gegenüber einem Stator magnetisch zu zentrieren bzw. auszurichten.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß im wesentlichen durch eine Anordnung beseitigt, die es ermöglicht, ein bewegliches Bauteil innerhalb eines ringförmigen Stators einer elektrischen Maschine, z.B. eines Elektromotors, eines Stromerzeugers oder eines Elektromagneten oder dergleichen, magnetisch genau zu zentrieren, so daß der seitliche Abstand zwischen dem beweglichen Bauteil und dem Stator im magnetischen Sinne an allen Punkten der gleiche ist. Wird bei einer Ausführungsform der Erfindung ein von einem Stator umschlossener Läufer durch Erregen, des Stators

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in Drehung versetzt, kommen Kraftfühlelemente zur Wirkung, um die in seitlicher Richtung zwischen dem Stator und dem Läufer wirkenden Kräfte zu fühlen· Der Läufer und der Stator werden relativ zueinander in seitlicher Richtung verstellt, "bis die seitlichen Kräfte zwischen dem Läufer und dem Stator im wesentlichen den Wert Null erreicht haben. Sobald dies der Fall, ist, ist der Läufer gegenüber dem Stator magnetisch genau zentriert,.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

fig. 1. perspektivisch eine Ausführungsform einer Zentriervorrichtung;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Figo 3 die Vorrichtung nach.Fig. 2 bei Betrachtung ihrer rechten Seite von der Linie 3-3 in Fig. 2 aus;

Figo 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2;

Figo 5" perspektivisch etwa im gleichen Maßstab wie Fig. 2, 3 und 4 einen Teil der Vorrichtung;

Figo 6 perspektivisch etwa im gleichen Maßstab wie Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 5 nach einer Drehung um etwa 180°; .

Figo 7 einen annähernd im gleichen Maßstab wie Figo gezeichneten schematischen Schnitt, aus dem eine bestimmte Stellung eines Läufers gegenüber einem Stator ersichtlich ist;

Fig. 8 in einer Seitenansicht das Einstellen des Läufers gegenüber dem Stator um zwei Drehachsen von ötützgliedern;

Fig« 9 in einem schematischen Schnitt eine andere Stellunpj des Läufers gegenüber dem Stator;

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Pig. 10 in einer Fig. 8 ähnelnden Seitenansicht das Einstellen des Läufers gegenüber dem Stator um eine einzige Achse;

Fig. 11 schematisch eine andere Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 12 schematisch eine andere Ausführungsform eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 13 einen im Vergleich zu Fig. 2 in einem größeren Maßstab gezeichneten Teilschnitt durch eine Einrichtung zum Befestigen einer Stirnwand an einem Gehäuse nach dem Durchführen eines Zentrierverfahrens nach der Erfindung.

Zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gehören eine Einstelleinrichtung 20 und eine Anzeigeeinrichtung 22.

Die Einstelleinrichtung 20 weist eine Grundplatte 26 mit einer vorderen Nut 28 und einer hinteren Nut 30 auf. In der vorderen Nut 29 sind Anschlagklötze 34 und 36 zwischen starren Halteklötzen 38 und 40 angeordnet, während in der hinteren Nut 30 Anschlagklötze 42 und 44 angeordnet sind·

An dem Anschlagklotz 34 ist eine sich von ihm aus schräg nach oben erstreckende Kraftfühleinrichtung 48 befestigt, während mit dem Anschlagklotz 36 eine von ihm aus schräg nach oben ragende Kraftfühleinrichtung 50 verbunden ist ο An dem Anschlagklotz 42 ist eine sich von ihm aus schräg nach oben erstreckende Kraftfühleinrichtung 52 angebracht, während an dem Anschlagklotz 44 eine sich von ihm aus schräg nach oben erstreckende Kraftfühleinrichtung 54 befestigt, ist. Die Kraftfühleinrichtungen können auf beliebige bekannte V/eise ausgebildet sein, und man kann z.B. mit Meßwandlern versehene Belastungsmeßzellen der Bauart BML2-251-200 verwenden, die von der Transducers, Inc.» Santa Fe Springs, Californien, V.St. A., auf den Markt gebracht werden, und die sich in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewährt haben. Die Kraftfühlein-

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richtungen 48, 50» 52 und 54- sind an ihren oberen Enden mit einem im wesentlichen halbrunden unteren Joch 56 verbunden.

Auf der kreisbogenförmig gekrümmten oberen Fläche des unteren Jochs 56 sind vier daran befestigte Tragstücke 57 angeordnet, von denen, je eines in Fluchtung mit jeder der vier Kraftfühleinrichtungen steht.

An dem unteren Joch 56 sind ein erstes oberes Joch 58 und ein zweites oberes Joch 60 befestigt, die durch einen axialen Abstand getrennt sind und ebenfalls eine im wesentrlichen halbrunde Form haben. Das obere Joch 58 ist mit dem oberen Joch 60 durch ein Verbindungsstück 62 verbunden, das mit einer aus ihm nach unten ragenden, einen Anschlag bildenden verstellbaren Schraube 63 (Fig. 4) versehen ist«

Nahe der hinteren Nut 30 sind ein Tragklotz 64 und ein Tragklotzb66 in einem Längsabstand voneinander angeordnet. Der Tragklotz 64 bildet eine feste Unterstützung für eine an ihm befestigte Blattfeder 68, an der ein Arm 7Q befestigt ist» Entsprechend bildet der Tragklotz 66 eine feste Unterstützung für eine mit einem Arm 64 verbundene Blattfeder.

Durch den Arm 70 ragt nahe seinem unteren Ende eine an der Grundplatte 26 befestigte Stange 76, auf die oberhalb des Arms 70 eine Schraubenfeder aufgeschoben ist, die sich an dem Arm 70 abstützt und ihn in Richtung auf die Grundplatte 26 elastisch vorspannt.

Nahe der Stange 76 ist eine Einstelleinrichtung 80 mit einem an dem Arm 70 befestigten Gehäuse 82 und einer durch den Arm 70 ragenden, sich an dem Halteklotz 40 abstützenden Stange 84 befestigt. Die Stange-84 ist mit einem einen gerändelten Kopf,88 aufweisenden Buchsenteil 86 verbunden. Das Buchsenteil 86 kann gedreht werden, um die Stange 84 gegenüber dem Gehäuse 82 zu verstellen und so die Länge des Teils der Stange 84 zu ändern, der sich von dem Arm 70 aus zu dem Halteklotz 40 erstreckt.

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Ein Abschnitt des Arms 70 erstreckt sich von der Blattfeder 68 aus nach oben, und am oberen Ende des Arms 70 ist eine Blattfeder 90 angebracht, die sich von dem Arm weg erstreckt und an einem weiteren Arm 92 befestigt ist. Die Blattfeder 90 und der Arm 92 ragen vom oberen Ende des Arms 70 aus schräg nach unten. Durch den unteren Teil des Arms 92 ragt eine an dem Arm 70 befestigte Stange 94-.

Auf den oberen Teil der Stange 94- ist eine Schraubenfeder 190 aufgeschoben, die sich an dem Arm 92 abstützt und ihn in Richtung auf den Arm 70 vorspannt. Am unteren Teil des Arms 92 ist eine Einstelleinrichtung 96 der Mikrometerbauart angeordnet, zu der ein an dem Arm 92 befestigtes Gehäuse 98 und eine durch den Arm 92 ragende Stange 100 gehören. Auf dem Gehäuse 98 ist ein mit der Stange 100 verbundenes Buchsenteil 102 (Fig. 3) mit einem gerändelten Kopf 104 drehbar gelagert, damit die Stange 100 verstellt werden kann· Wird das Buchsenteil 102 gedreht, ändert sich die Länge des sich zwischen dem Arm 70 und dem Arm 92 erstreckenden Teil der Stange 100.

Durch den unteren Teil des an der Blattfeder 72 befestigten Arms 74- ragt eine an der Grundplatte 26 befestigte Stange 100, auf deren oberen Teil eine Schraubenfeder 112 aufgeschoben ist, die sich an dem Arm 74· abstützt, um ihn in Richtung auf die Grundplatte 26 vorzuspannen.

Nahe der Stange 110 ist eine Einstelleinrichtung der Mikrometerbauart mit einer sich an dem Halteklotz 38 abstützenden Stange 118 angeordnet. Die Einstelleinrichtung 116 ähnelt den schon beschriebenen Einstelleinrichtungen 80 und 96, und sie weist ein an dem Arm 74- befestigtes Gehäuse 120 und ein mit der Stange 118 verbundenes drehbares Buchsenteil 122 zum Einstellen der Stange auf.

Der Arm 74- erstreckt sich von der Blattfeder 72 aus weiter nach oben und trägt an seinem oberen Ende eine Blattfeder 126, deren anderes Ende an einem Arm 128 befestigt

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ist ο Die Blattfedern 90 und 126 sind durch eine Querstange 127 verbunden. Die Blattfeder 126 und der Arm 128 erstrecken sich vom-oberen Ende des Arms 74 aus schräg nach hinten.

Durch den uneteren Teil des Arms 128 ragt eine an dem Arm 74- "befestigte Stange 129 (Fig. 4), auf deren oberen Teil eine Schraubenfeder 150 aufgeschoben ist, die sich an dem Arm 128 abstützt, um ihn in ■■ Richtung auf den Arm 74-vorzuspannen.

,Auf dem unteren Teil des Arms 128 ist eine Einstelleinrichtung 134- der Mikrometerbauart angeordnet, zu der eine Stange 1J6 gehört, die mit dem Arm 74· zusammenarbeitet, damit sich der Arm 128 gegenüber dem Arm 74· einstellen läßt.

Am mittleren Teil des Arms 92 ist gemäß .!ig. 6 ein Einspannteil 14-0 befestigt, während mit dem mittleren Teil des Arms 128 ein Einspannteil 142 verbunden ist.

Das untere Joch 56 dient zusammen mit den oberen Jochen 58 und 60 zum Festhalten eines Gehäuses oder Eahmens 200, der sich an dem unteren Joch 56 und "den Tragstücken 57 abstützt j während die Halteschraube 63, die nach unten aus dem Verbindungsstück 62 herausragt, mit ihrem unteren Ende gemäß Pig» 4 am oberen Teil des Gehäuses 200 anliegt.

Die Anzeigeeinrichtung 22 ist gemäß Figo 1 mit den Kraftfühleinrichtungen 4-8, 50, 52 und 54- durch ein Kabel verbunden· Die Anzeigeeinrichtung kann auf beliebige bekannte Weise so ausgebildet sein, daß sie es ermöglicht, die durch die Kraftfühleinrichtungen gefühlten Kräfte anzuzeigeno Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist die Anzeigeeinrichtung 22 mit vier Anzeigeinstrumenten 162, 164, 166 und 168 versehen, die die durch die Fühleinrichtungen 48, 50, 52 und 54· gefühlten Kräfte anzeigen. Die Kraftfühleinrichtungen können so ausgebildet sein, daß sie bei einer elektrischen Schaltung Änderungen der Stärke eines Stroms oder einer Spannung bewirken, d.h. die Anzeigeinstrumente können für Änderungen einer Stromstärke oder einer Spannung em-

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pfindlich sein.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläuterte Während die oberen Joche 58 und 60 sowie das Verbindungsstück 62 von dem unteren Joch 56 getrennt sind, wird ein Gehäuse 200 auf die Tragstücke 57 des unteren Jochs aufgesetzt. Gemäß Fig. 4 ist in dem Gehäuse 200 ein Stator 202 mit Statorwicklungen 203 angeordnet.

Dann werden die oberen Jochteile 58 und 60 zusammen mit dem Verbindungsstück 62 an dem unteren Joch 56 befestigt, und die Halteschraube 6$ wird nach unten geschraubt, um das Gehäuse 200 festzulegen»

In dem Stator 202 ist ein Läufer 204 mit einer Welle 206 angeordnet, und diese Welle wird gemäß Fig. 2 am einen Ende des Gehäuses 200 durch eine Stirnwand bzw» einen Lagerschild 210 und am anderen Ende des Gehäuses durch eine Stirnwand bzw. einen Lagerschild 212 unterstützt. Gemäß Fig. 2 sind die Lagerschilde 210 und 212 bei dieser Anordnung noch von dem Gehäuse 200 getrennt. Der Lagerschild weist in der Mitte einen rohrförmigen Ansatz 216 auf, der mit Hilfe des Einspannteils 142 festgelegt ist. Der Lagerschild 212 besitzt in der Mitte einen rohrförmigen Ansatz 218, der durch das Einspannteil 140 in seiner Lage gehalten wird. Da der Läufer 204 von den Lagerschilden 210 und 212 in Verbindung mit den Einspannteilen 142 und 140 getragen wird, ist er in dem Stator 202 ungehindert drehbar.

Da das Gewicht des Gehäuses 200 und des Stators 202 durch die Einrichtungen 48, 50» 52 und 54 gefühlt wird, wird dieses Gewicht durch die Instrumente 162, 164, 166 und 168 angezeigt. Daher besteht der erste Arbeitsschritt zum Zentrieren des Läufers darin, daß die vier Anzeigeinstrumente jeweils auf den Wert Null eingestellt werden.

Das Gehäuse 200, der Stator 202 und der Läufer 204 können Bestandteile eines Elektromotors, eines Stromerzeugers

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oder einer beliebigen anderen elektrischen Maschine oder Vorrichtung bilden, bei der der eine Teil ringförmig und der andere Teil in dem ringförmigen Teil bewegbar ist, und bei der zwischen den beiden Teilen ein Magnetfeld vorhanden ist, das eine Relativbewegung der beiden Teile hervorruft_o

Handelt es sich wie in dem hier dargestellten IPaIl um Teile eines Elektromotors, werden die Statorwicklungen 203 jetzt erregt» Man kann zulassen, daß sich der Läufer 204 infolge der Erregung der Statorwicklungen 203 dreht, oder der Läufer kann während des Zentriervorgangs in Ruhe bleiben. Ist der Läufer 204 gegenüber dem Stator 202 magnetisch nicht einwandfrei zentriert, werden auf eine oder mehrere der Kraftfühleinrichtungen 48, 50, 52 und 54 entsprechende Kräfte ausgeübte Die vier Mihleinrichtungen erzeugen Signale, die den zugehörigen Anzeigeinstrumenten zugeführt werden« Auf diese Weise wird die Lage der gefühlten Kräfte angezeigt. Hierbei zeigt das Instrument 162 an, daß eine Kraft durch die Einrichtung 48 gefühlt wird, das Instrument 164 zeigt an, daß die Einrichtung 50 eine Kraft fühlt, usw.

Da die Kraftfühleinrichtungen 50 und 52 den Armen 70 und 92 benachbart sind, wird die Stellung eines Arms oder beider Arme 70 und 92 geändert, um die durch die Kraftfühleinrichtungen 50 und 52 gefühlten Kräfte zu verändern. Da die Kraftfühleinrichtungen 48 und 54 den Armen 74 und 128 benachbart sind, wird die Stellung eines Arms oder beider Arme 74 und 128 geändert, um die durch die Kraftfühleinrichtungen 48 und 54 gefühlten Kräfte zu verändern. Natürlich kann z.B.. das Verstellen des Arms 74- und/oder, des Arms 128 eine geringfügige Wirkung auf die Kräfte hervorrufen, die durch die Einrichtungen 50 und 52, gefühlt werden, und auch die durch die Einrichtungen 48 und 54· gefühlten Kräfte können entsprechend beeinflußt werden..

Ist der Läufer 204 z.B. dem oberen Teil des Stators 202 näher benachbart als seinem unteren Teil, wie es in Pigο 7 gezeigt ist, kann diese Tatsache durch sämtliche

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Fühleinrichtungen 48, 50, 52 und 54 festgestellt werden. Der Arm 70 wird mit Hilfe der Mikrometereinstelleinrichtung 80 verstellt, während der Arm 92 mit Hilfe der Mikrometereinstelleinrichtung 96 verstellt wird. Dieses "Verstellen des Arms ?0 und/oder des Arms 92 führt zu einer Bewegung des Einspannteils 140 und damit auch des Lagerschildes 212, so daß der Läufer 204 gegenüber dem Stator 202 und insbesondere der rechte Teil des Läufers gegenüber dem Stator bewegt wird (siehe Fig. 2). Entsprechend wird der Arm 74 mit Hilfe der Mikrometereinstelleinrichtung 116 verstellt, während der Arms 128 mittels der "ikrometereinstelleinrichtung 134 verstellt wird·

Fig. 8 veranschaulicht das Einstellen der Arme 70 und 92. Man erkennt, daß die Arme 70 und 92 relative Schwenkbewegungen im wesentlichen unter einem rechten Viinkel ausführen.

Gemäß Fig. 8 führen die Arme 70, 92 und 74, 128 Schwenkbewegungen aus. Jedoch kann die Konstruktion zum Unterstützen der Lagerschilde 210 und 212 auch so ausgebildet sein, daß die Lagerschilde während des Einsteilens geradlinige Bewegungen ausführen. Beispielsweise zeigt Fig. 11 ein Gehäuse 300, das dem Gehäuse 200 ähneln kann, sowie einen Lagerschild 312, der dem Lagerschild 212 ähneln kann. Es sind Kraftfühleinrichtungen 313 vorhanden, die ähnlich ausgebildet sein können wie die beschriebenen Einrichtungen 48, 50, 52 und 54, und die mit einem das Gehäuse 300 umschließenden Band 317 verbunden sind, so daß sie die durch das Band während des Zentriervorgangs ausgeübten Kräfte fühlen. Der Lagerschild 312 wird durch ein Einspannteil festgehalten, das an einem senkrecht bewegbaren Stützglied 316 befestigt ist, welches durch ein stehend angeordnetes Säulenteil 318 geführt ist, das an einem waagerecht bewegbaren Tragglied 320 befestigt ist. Zwischen dem senkrecht bewegbaren Stützglied 316 und dem waagerecht bewegbaren Tragglied 320 ist eine an diesen Bauteilen befestigte Einstell-

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einrichtung 322 angeordnet·, die sich, betätigen läßt, um das senkrecht bewegbare'Stützglied 316 zu heben oder zu senken.

Das waagerecht bewegbare Tragglied 320 ist auf einer ortsfesten Grundplatte 323 bewegbar, die einen nach oben ragenden Endabschnitt 324 aufweist <> Zwischen dem Endabschnitt 324 und dem waagerecht bewegbaren Tragglied 320 ist eine Einstelleinrichtung 326 angeordnet, die es ermöglicht, 'das waagerecht bewegbare Tragglied 320 auf den Endabschnitt zu oder von ihm weg zu bewegen· Somit bewirkt eine Bewegung des senkrecht bewegbaren Stützgliedes 316_S daß der Lagerschild 312 zusammen mit dem durch ihn unterstützten, nicht dargestellten Läufer gehoben oder"gesenkt wird» Eine Bewegung des waagerecht bewegbaren Traggliedes 320 ruft eine waagerechte Bewegung des Lagerschildes 312 hervor,, Eine Baugruppe ähnlich der in Figo 11 dargestellten ist am anderen Ende des Gehäuses 300 angeordnet und dient dazu, einen zweiten Lagerschild einzustellen, der dazu beiträgt, den auch von dem Lagerschild 312 getragenen Läufer zu unterstützen» '

Fig. 12 zeigt schematisch einen Stator 350, mit dem mehrere Kraftfühleinrichtungen 352 zusammenarbeiten.» In dem Stator ist ein" nicht dargestellter Läufer angeordnet, der in Lagerschilden 354, von denen nur einer gezeigt ist, drehbar gelagert ist_o Die Lagerschilde 35^ werden durch beliebige verstellbare,' nicht dargestellte TJ_nterstützungen getragen, so daß sie sich gegenüber dem Stator 350 verstellen läsen· Diese verstellbaren Unterstützungen können in der anhand von Fig. 1 bis 10 beschriebenen Weise ausgebildet sein und drehbar gelagerte Tragglieder aufweisen, oder sie können gemäß Figo 11 ausgebildet sein, wobei Stützglieder vorhanden sind, die sich geradlinig bewegen larsen, oder die verstellbaren Unterstützungen können auf beliebige andere Weise ausgebildet sein.

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In Fig. 12 sind Einstelleinrichtungen 360 zum Einstellen uer Unterstützungen gezeigt.

Die Einstelleinrichtungen 360 weisen zu ihrer Betätigung dienende, nicht dargestellte Motoren auf und sind durch Leitungen 368 mit einer Steuereinrichtung 370 verbunden, i/eitere Leitungen 372 verbinden die Kraftfühleinrichtungen 352 mit der Steuereinrichtung 370, so daß ihr von den verschiedenen Kraftfühleinrichtungen aus Signale zugeführt werden, welche die gefühlten Kräfte repräsentieren. In Abhängigkeit von diesen Signalen erzeugt die Steuereinrichtung 370 Signale, die zu den einzelnen Einstelleinrichtungen 360 übermittelt werden, um diese Einrichtungen entsprechend den durch die einzelnen Fühleinrichtungen 352 gefühlten Kräften zu betätigen« Somit werden die Lagerschilde 354- zusammen mit dem durch sie unterstützten Läufer automatisch so eingestellt, daß der Läufer und der Stator in die richtige magnetische Stellung zueinander gebracht werden. In der soeben beschriebenen Weise können die Einstelleinrichtungen 80, 96, 116 und 134· nach Fig. 1 bis 10 und/oder die Einstelleinrichtungen 322 und 326 nach Fig. 11 mit Hilfe von Motoren betätigt werden, so daß die Zentriervorrichtung automatisch arbeitet. Somit kann ein Läufer gegenüber einem ihn umschließenden Stator selbsttätig in der richtigen Weise eingestellt werden.

Die Instrumente 162, 164, 166 und 168 zeigen an, daß die zugehörigen Kraftfühleinrichtungen 48, 50, 52 und 54 auf sie wirkende Kräfte fühlen. Außerdem zeigen die Instrumente die Größe dieser Kräfte an. Die Größe der auf die Fühleinrichtungen wirkenden Kräfte steht in einer Beziehung zur Spannung des der Wicklung 203 des Stators 202 zugeführten Stroms, wenn der Läufer innerhalb des Stators nicht in der richtigen Weise magnetisch zentriert ist.

Ein Verfahren, das sich bei einem solchen Zentriervorgang als vorteilhaft erweist, besteht darin, die an die Statorwicklung 203 angelegte Spannung so zu ändern, daß

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eine pulsierende Spannung zur Wirkung kommt. Ist der Läufer 204 innerhalb des Stators 202 nicht magnetisch zentriert, pulsiert die Größe der durch eines oder mehrere der Instrumente angezeigten Kräfte synchron mit der der Statorwicklung 203 zugeführten pulsierenden Spannung» Solange TDeIm Anlegen einer pulsierenden Spannung an die Statorwicklung pulsierende Werte durch irgendeines der Instrumente 162, 164, 166 und 168 angezeigt werden, ist daher der Läufer 204 gegenüber dem Stator nicht magnetisch zentrierte Im Verlauf des Zentriervorgangs verringern sich die Ausschläge der Anzeigeinstrumente, da sich die zwischen dem Läufer und dem Stator zur Wirkung kommenden magnetischen Kräfte in einem zunehmenden Ausmaß gegenseitig ausgleichen bzw» aufheben»

Sobald die magnetische Zentrierung erreicht·ist, pulsieren die durch die Anzeigeinstrumente angezeigten Werte nicht mehr, obwohl die an die Statorwicklung 203 ,angelegte Spannung nach wie vor pulsiert. Somit verbleiben nur die im Ruhezustand vorhandenen Kräfte, die auf das Gewicht des Stators und der Joche zurückzuführen sind und auf die.Kraftfühl einrichtungen 48, 50j 52 und 54- wirken..

Bei diesem Verfahren ist es nicht erforderlich, die Anzeigeinstrumente vor dem Beginn des Zentriervorgangs auf Null zu stellen. Wird das beschriebene Verfahren angewendet, bei dem an den Stator eine pulsierende Spannung angelegt wird, erübrigt es sich somit, die Instrumente einzustellen, um die Wirkung des Gewichtes des Stators auf die Fühleinrichtungen zu kompensieren. Dieses Verfahren kann sich auch bei bestimmten anderen Arten elektrischer Vorrichtungen als vorteilhaft erweisen und es im Vergleich zu dem Verfahren, bei dem an die Statorwicklung eine im wesentlichen konstante Spannung angelegt wird, ermöglichen, den Zentriervorgang schaeller und genauer durchzuführen.

Gemäß der E_rfindung ist es möglich, einen Läufer gegenüber einem Stator oder aber einen Stator gegenüber einem Läufer zu verstellen; ferner kann man sowohl einen Stator

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als auch einen Läufer verstellen, um die beiden Teile magnetisch zu zentrieren.

Sobald der Zentriervorgang abgeschlossen ist, werden die Lagerschilde, die den Läufer oder einen anderen beweglichen Teil tragen, z.B. die Lagerschilde 210 und 212, mit dem Gehäuse 200 auf beliebige Weise fest verbunden, um den Läufer 204 längs der magnetischen Achse innerhalb des Stators 202 festzulegen. Gemäß Fig. 13 ist es z.B. möglich, einen Kunststoff 400, beispielsweise ein Epoxyharz oder dergleichen zu verwenden, um die Lagerschilde an dem Gehäuse 200 zu befestigen. Hierbei verwendet man vorzugsweise einen Kunststoff, der zunächst strömungsfähig ist, jedoch an der Luft aushärtete Natürlich lassen sich auch andere Befestigungsverfahren anwenden, bei denen andere Befestigungsstoffe oder aber Schrauben oder dergleichen verwendet werden»

Ansprüche t 20Ü&Ü6/0950

Claims (18)

1. ANSPEtJ CHE

   1 »J Vorrichtung zum magnetischen Zentrieren einer elek-'trischen Maschine, zu der ein ringförmiger Teil und ein von diesem umschlossener zweiter Teil gehören, und bei der die beiden Teile relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß Kraftfühleinrichtungen (48, 50, 52, 5*0 vorhanden sind, die dazu dienen, Kräfte zu fühlen, die durch einen der beiden Teile (202, 204)-beim Erregen der elektrischen Maschine ausgeübt werden und im wesentlichen im rechten Winkel zur Mittelachse des ringförmigen Teils (202) wirken, und daß verstellbare Stützeinrichtungen (70, 92/74, 128) vorhanden sind, die einen der Teile (204) so unterstützen, daß er im wesentlichen iim rechten Winkel zur Mittelachse des ringförmigen Teils bewegbar ist,
2. 2. Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Teil ein Stator (202) und der bewegbare Teil ein in dem Stator angeordneter Läufer. (204) ist. ·
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch.an die Kraftfühleinrichtungen (48, 50, 52, 5^) angeschlossene Anzeigeeinrichtungen (162, 164, 166, 168), die durch die Kraftfühleinrichtungen gesteuert werden, um die gefühlten Kräfte anzuzeigen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η zeichnet, daß die Kraftfühleinrichtungen mit dem ringförmigen Teil (202) verbindbar sind, um das Fühlen von durch diesen Teil erzeugten seitlichen Kräften zu ermöglichen.

   Ö38Ö6/Ö95Ö
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Stützeinrichtungen (7O₁ 92/74, 128) schwenkbar gelagert sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Stützeinrichtungen (316, 320) geradlinig bewegbar sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß zu den verstellbaren Stützeinrichtungen ortsfeste Tragglieder (64, 66) gehören, ferner auf den Traggliedern schwenkbar gelagerte erste Arme (70» 74) sowie auf den ersten Armen schwenkbar gelagerte zweite Arme (92, 128).
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Maschine ein Elektromotor ist, bei dem der eine Teil ein Läufer £204) und der andere Teil ein Stator (202) ist, daß dem Läufer Lagerschilde (210, 212) zum Unterstützen des Läufers zugeordnet sind, daß Kraftfühleinrichtungen (48, 59» 52, 54) vorhanden sind, daß Einrichtungen (58, 60) vorhanden sind, um die Kraftfühleinrichtungen mit dem Stator zu verbinden und das Fühlen der durch den Stator erzeugten seitlichen Kräfte zu ermöglichen, daß Einspanneinrichtungen (140, 142) vorhanden sind, die die den Läufer tragenden Lagerschilde in ihrer Lage halten, daß erste Schwenkbare Arme (92, 128) vorhanden sind, daß die ersten Arme die Einspanneinrichtungen tragen und um eine bestimmte Achse schwenkbar sind, daß zweite schwenkbar gelagerte Arme (70, 74) vorhanden sind, welche die ersten Arme schwenkbar unterstützen, daß die zweiten Arme um eine Achse schwenkbar sind, die durch einen Abstand von der Achse getrennt ist, um die die ersten Arme schwenkbar sind, so daß die ersten schwenbaren Arme unter einem Winkel zu den zweiten schwenkbaren Armen bewegbar sind, daß die ersten schwenkbaren Arme somit derart schwenkbar sind, daß sie es ermöglichen, die Lagerschilde gegenüber dem Stator in einer bestimmten Richtung zu bewegen, um den Läufer gegenüber dem

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   Stator in einer bestimmten Richtung zu bewegen, daß die zweiten Arme derart schwenkbar sind, daß sie es ermöglichen, die Lagerschilde gegenüber dem Stator in einer anderen Rich-r tung zu bewegen, um so den Läufer gegenüber dem Stator in einer anderen Richtung.zu bewegen, daß Einstelleinrichtungen (96, 15²J-) mit den ersten Armen verbunden sind,' um ein Schwenken der ersten Arme zu ermöglichen, und daß Einstelleinrichtungen, (80, 116) mit den zweiten Armen verbunden sind, um ein Schwenken der zweiten Arme zu ermöglichen.
9. 9 ο . Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß zu jeder Einstelleinrichtung ein sie betätigender Motor gehört, und daß an die Kraftfühleinrichtungen und die Einstelleinrichtungen eine Steuereinrichtung (370) angeschlossen ist, die dazu dient, die Einstelleinrichtungen in Abhängigkeit von den durch die Kraftfühleinrichtungen gefühlten Kräften zu betätigen.»
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß den verstellbaren Stützeinrichtungen Betätigungsmotoren zugeordnet sind.
11. 11. Verfahren zum magnetischen Zentrieren eines bewegbaren Teils innerhalb eines ringförmigen Statorteils, wobei beide Teile Bestandteile einer elektrischen Vorrichtung bilden, bei der der bewegbare Teil innerhalb des ringförmigen Stators normalerweise durch ein innerhalb der Vorrichtung erzeugtes Magnetfeld bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Teil in dem ringförmigen Statorteil angeordnet wird, daß einem der. Teile elektrische Energie zugeführt wird, daß Kräfte gefühlt werden, die durch mindestens einen der Teile ausgeübt werden und im wesentlichen im rechten Winkel zur Achse der normalen Bewegung des bewegbaren Teils wirken, und daß mindestens einer der Teile in einer Richtung bewegt wird, die im wesentlichen im rechten V/inkel zur Achse der normalen Bewegung des bewegbaren Teils verläuft, um die Kräfte auf ein Minimum und verkleinern, die im wesentlichen- im rechten

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    Winkel zur Achse der normalen Bewegung des bewegbaren Teils wirken.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Statorteil elektrische Energie zugeführt wird.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Teil in einer Sichtung bewegt wird, die im wesentlichen im rechten Winkel zur Achse seiner normalen Bewegung verläuft.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Statorteil ausgeübten Kräfte gefühlt werden»
15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch mehrere Abschnitte des Statorteils ausgeübte Kräfte gefühlt werden.
16. 16ο Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrische Energie mit einer Spannung zugeführt wird, die abwechselnd auf einen niedrigeren Wert und dann wieder auf einen höheren Wert gebracht wird, so daß die gefühlten Kräfte sich entsprechend ändern, wenn der bewegbare Teil innerhalb des ringförmigen. Statorteils nicht magnetisch zentriert ist«
17. 17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der bewegbare Teil unter dem Einfluß der zugeführten elektrischen Energie in der normalen Weise bewegt, während die Kräfte gefühlt werden, die im wesentlichen im rechten Winkel zur Achse der normalen Bewegung des bewegbaren Teils wirken.
18. 18. Verfahren zum Zusammenbauen einer elektrischen Maschine, zu der ein Läufer und ein ringförmiger Stator gehören, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Anordnen des Läufers innerhalb des Stators, Zuführen elektrischer Energie zu dem Stator, Fühlen der

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    zwischen dem Stator und dem Läufer wirkenden seitlichen magnetischen Kräfte, Positionieren des Läufers und des Stators relativ· zueinander derart, daß die seitlichen magnetischen Kräfte auf ein Minimum verkleinert werden, und Festlegen
    der relativen Stellung des Läufers und des Stators, nachdem die seitlichen magnetischen Kräfte auf ,ein Minimum verkleinert worden sind.

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