DE2530437B2

DE2530437B2 - Zylindermantelförmige Bandage (Läuferkappe) zur Befestigung des Wickelkopfes der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE2530437B2
Application number: DE19752530437
Authority: DE
Inventors: Galina Alexandrovna Zagorodnaya Geb. Poluektova
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-08
Filing date: 1975-07-08
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2530437A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Zur Befestigung des Wickelkopfes der Läuferwicklung elektrischer Maschinen, insbesondere von Turbogeneratoren, werden meistenteils ganzgeschmiedete Bandagen verwendet (vgl. DE-AS 1188710). Meist stellt die ganzgeschmiedete Bandage einen Zylindermantel von annähernd konstanter Dicke dar. Mit einem Rand wird die Bandage auf den Rand des Läuferkörpers aufgesetzt. Am anderen Rand der Bandage wird in deren Inneres ein Zentrierring eingesetzt. Bei dei am meisten verbreiteten Bandagenkonstruktion gelangt eine sogenannte freitragende Anordnung der Bandage zur Anwendung, bei der der Rand der Bandage am Läuferkörper befestigt und der Zentrierring auf die Läuferwelle nicht aufgesetzt wird. Zwischen der Innenfläche des Zentrierringes und der Oberfläche der Läuferwelle gibt es also einen beachtlichen Spalt.

Die Bandage wird auf den Zvintrierring und den Läuferkörper mit einem Übermaß im warmen Zustand aufgesetzt, wobei die Bandage mit dem Zentrierring im voraus außerhalb des Läufers vor der Montage der Bandageneinheit verbunden wird. Dieser Arbeitsgang bereitet keine technologischen Schwierigkeiten. Im Gegensatz dazu stellt das Aufsetzen der Bandage (samt dem Zentrierring) auf den Läuferkörper einen äußerst komplizierten Fertigungsvorgang dar. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Bandage zu deren sicherer Befestigung am Läuferkörper und zur Gewährleistung eines passungsgerechten Übermaßes zwischen der Bandage und dem Läuferkörper auf eine hohe Temperatur erhitzt werden muß. Die Erwärmungstemperatur der Stahlringbandage für leistungsfähige Turbogeneratoren liegt in der Größenordnung von 180 bis 230° C. Besonders schwierig ist das Abnehmen der Bandagen, weil die Wärme hierbei zum Teil in den Läuferkörper und den Zentrierring abgeleitet wird.

Eine noch höhere Erwärmungstemperatur beim Aufsetzen und Abziehen ist für die Bandagen bei Verwendung von Titanlegierungen notwendig. Die Titanlegierung wird zur Zeit dank ihrer Leichtigkeit und Festigkeit als aussichtsreiches Bandagenmaterial angeseher!.

Die Titanlegierung weist aber einen Elastizitätsmodul ca. zweimal kleiner als bei Stahl auf, weshalb der Durchmesser einer Bandage aus Titanlegierung beim Rotieren in größerem Maße als bei einer Bandage aus

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b^r) Stahl zunimmt. Im Falle der Bandage aus der Titanlegierung wird daher ein größeres Passungsübermaß für den Läuferkörper als bei der Stahlbandage gefordert. Gleichzeitig damit ist der lineare Ausdehnungskoeffizient bei der Titanlegierung ungefähr doppelt so klein wie bei einer Stahllegierung, was seinerseits eine größere Erwärmungstemperatur für die Bandage aus der Titanlegierung gegenüber der Stahlbandage selbst bei gleichen Passungsübergängen erfordert. Infolgedessen erhöht sich die erforderliche Erwärmungstemperatur für die Bandage aus Titanlegierung auf ca. 500° C gegenüber der obengenannten Temperatur von 180 bis 230° C für die Stahlbandagen.

Die hohen Erwärmungstemperaturen für die Bandagen aus Titan- und selbst Stahllegierungen bei deren Aufsetzen auf den Läuferkörper und besonders beim etwa erforderlichen Abnehmen der Bandagen erfordern nicht nur die Ausführung eines speziellen technologischen Arbeitsganges für die Erwärmung der Bandage, sondern sie sind - und das ist die Hauptsache - für die Ganzheit der Unterbandagenisolation gefährlich. Dieser Umstand ist das wichtigste Hindernis auf dem Wege des Einsatzes von Bandagen aus leichten Titanlegierungen.

Zur Verringerung der Erwärmungstemperatur für die Titanbandagen sind Konstruktionen von aus Titan und Stahl zusammengesetzten Bandagen zweischichtig und mit Strahleinsätzen - vorgeschlagen.

In den oben aufgezählen Konstruktionen wird eine Senkung der Erwärmungstemperatur durch Spreizung des äußeren Titanteiles mit Hilfe des inneren Stahlteiles erreicht. Hierbei wird das Titan zum Teil ausgehoben und durch Stahl ersetzt, d. h. der Nutzeffekt des Einsatzes von Titan als leichteres Material sinkt gegenüber einer ganz aus Titan ausgeführten Bandage ab. Darüber hinaus bleibt die Erwärmungstemperatur der Bestandteile der zusammengesetzten Bandagen trotz der Spreizwirkung von Stahl sowieso um 1,3-bis l,4mal höher als bei denen aus Stahl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Bandagenkonstruktion zur Befestigung des Wickelkopfes der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine zu entwickeln, die den Vorgang des Zusammenbaues erleichtert und die Zuverlässigkeit der Konstruktion erhöht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand einer Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden, wo eine Bandagenkonstruktion zur Befestigung des Stirnteiles der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine im Längsschnitt dargestellt ist.

Die Bandage zur Befestigung des Stirnteiles der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine besteht aus einem einen Abschnitt 2 größerer und einen Abschnitt 3 geringerer Stärke aufweisenden Zylindermantel 1.

Auf dem Abschnitt 2 größerer Stärke umschließt die Bandage den Stirnteil 4 der Läuferwicklung und auf dem Abschnitt 3 geringerer Stärke den Läuferkörper 5. Die Bandage liegt freitragend am Ende des Läuferkörpers 5 und wird mit einem Übermaß auf den Läuferkörper 5 und einen Zentrierring 6 aufgesetzt. Die Bandage wird auf den Läuferkörper 5 in einigem Abstand von der Stirnseite des Läuferkörpers 5 in der

Nähe des freien Randes des dünnen Mantels 3 aufgesetzt, wo dieser Mantel 3 einen reduzierten Durchmesser aufweist. Auf der übrigen größeren Länge des dünnen Mantels 3 gibt es zwischen diesem und dem Läuferkörper 5 eine für die Biegsamkeit des dünnen Mantels 3 verantwortliche innere Ringnut ό. Von einer Längsverschiebung werden die Bandage und der Zentrierring 6 mittels Ringdübel 7 und 8 zurückgehalten. Die Absenkung der für die Bandage bei deren Aufsatz auf den Läuferkörper 5, besonders im Bereich der Unterbandagenisolation, erforderlichen Erwärmungstemperatur ist auf zwei Ursachen zurückzuführen.

1. Auf dem Abschnitt geringerer Stärke wird die Bandage keiner Wirkung der Fliehkräfte der Läuferwicklung ausgesetzt, weil die Wicklung auf diesem Abschnitt durch (in der Zeichnung nicht gezeigte) Läuferkeile festgehalten wird. Die Vergrößerung des Durchmessers bei der Drehung des Abschnitts 2, besonders in der Nähe des freien Randes, wird daher nur durch die eigenen Fliehkräfte hervorgerufen. Dadurch wird das erforderliche Passungsüberma3 gegenüber der üblichen Bandagenkonstruktion für die Stahlbandagen um das ca. l,5fache und für die "· Bandagen aus einer Titanlegierung um das ca.

2,5fache reduziert.

2. Die Erhitzung der Bandage kann bei deren Aufsatz auf den Läuferkörper 5 nur auf dem Abschnitt 3 geringerer Stärke erfolgen, wodurch die i" Erhitzung des Abschnitts 2 größerer Stärke und

der Unterbandagenisolation zusätzlich begrenzt wird.

Im Ergebnis ist damit zu rechnen, daß die Erwärmungstemperatur der Bandage der vorgeschlagenen ι Ί Konstruktion im Bereich der Unterbandagenisolation für die Stahl bandagen unterhalb von 100° C und für die Bandagen aus Titanlegierungen unterhalb von 150° C liegen soll. Derartige Temperatur ist für die Unterbandagenisolation absolut ungefährlich. Das -¹» Gesagte bezieht sich nahezu völlig auch auf den Vorgang der Abnahme der Bandage.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Bandage zur Befestigung des Wickelkopfes der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine in "> Form eines am Endteil des Läuferkörpers mit Schrumpfsitz daran freitragend angebrachten Zylindermantels (Läuferkappe), dadurchgekennzeichnet, daß der Zylindermantel (1) mit einem dünneren, am Läuferkörper (5) unmittelbar anlie- '" genden Abschnitt (3) ausgeführt ist und in der Randzone des Läuferkörpers (5) eine innere, die Biegsamkeit des Abschnitts (3) des Zylindermantels (1) gewährleistende Ringnut (δ) aufweist.