DE2823256C2 - Elektrischer Generator - Google Patents
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Description
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Generator nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher
Wechselstromgenerator ist bekannt (DE-GM 18 21 363) und umfaßt einen feststehenden Anker, der mit seiner
Wicklung in ein zylindrisches Gehäuse eingebaut ist, sowie ein feststehendes Feldsystem, welches innerhalb
des Ankers sitzt. Zwischen dem Anker und dem Feldsystem befindet sich ein freier Ringraum, in den der als
Kraftlinienleitstück ausgebildete Läufer hineinragt, wobei er durch eine konische Verbindung mit der Antriebswelle
des Generators verbunden ist. Die Befestigung des Kraftlinienleitstücks auf der Antriebswelle erfolgt
über eine Druckschraubenverbindung, wobei eine erhebliche Materialvergrößerung im Nabenbereich des
Leitstückläufers erforderlich ist, um die volle Höhe der
Kegelfläche in den Leitstückläufer einarbeiten zu können, die den konischen Endbereich der Antriebswelle
aufnimmt Diese gesamte konische Verbindung mit der Antriebswelle erstreckt sich räumlich in das Drehstromgeneratorinnere,
erfordert also entweder für den auf diese Weise gebildeten Kupplungsbereich zwischen
Läufer und Antriebswelle zusätzliche Baulänge oder reduziert den für das Kernmaterial zur Verfügung stehenden
Raum.
Der bekannte Wechselstromerzeuger benötigt ferner zur vollständigen Montage an der ihn tragenden Wand
zwei Einpaß-Übergänge und erfordert zunächst die Befestigung des erweiterten Nabenbereichs des Leitstückläufers
durch eine innenschraube an der Antriebswelle, anschließend das Aufschieben des zylindrischen, den
Anker und seine Wicklung umfassenden Ringgehäuses, auf welches dann der äußere Abschlußdeckel mit dem
innenliegenden, das Feldsystem tragenden Kern über einen weiteren Einpaß aufgeschoben wird.
Bei Wechselstromerzeugern dieser Bauart werden keine Schleifring/Kohlebürstenanordnungen benötigt,
da die erforderliche magnetische Wechselinduktion durch den aus zwei Polhälften mit einer gewünschten
Anzahl, beispielsweise mit sechs klauenförmig ineinandergreifenden Polen gebildeten Leitstückläufer erzeugt
wird. Die beiden Polhälften sind üblicherweise durch einen Ring aus unmagnetischem Stahl verbunden und
eine der Hälften ist topfförmig mit einer die Nabe zur Verbindung mit der Antriebswelle verbindenden Boden
versehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen, einen als Kraftlinienleitstück ausgebildeten Läufer
aufweisenden Generator so auszubilden, daß dieser bei kurzer Gesamtbaulänge die problemlose Befestigung
des Läufers an der ihn fremdlagernden Antriebswelle ermöglicht bei gleichzeitiger einwandfreier Zentrierung
sämtlicher weiterer Generatorbauteile.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den
Vorteil, daß die Kupplung für den drehangetriebenen Leitstückläufer mit der Antriebswelle keine zusätzliche
Baulänge des Generators erforderlich macht, obwohl der Generator mit stehendem Kern und daher mit lediglich
zwei erforderlichen Luftspalten ausgebildet ist.
Ferner ergibt sich durch die Erfindung ein einwandfreier
Rundlauf des angetriebenen Läufers unter Vermeidung jeglicher Mittenversetzung von Generatorbauelementen,
da die jeweiligen Relativpositionen sich ausschließlich durch einen Einpaß für die Befestigung
des gleichzeitig den stehenden Kern und den stehenden Anker tragenden Generatorgehäuses und durch die entsprechend
zentrierte Befestigung des Leitstückläufers realisieren lassen.
Der erfindungsgemäße Generator eignet sich besonders zum Einsatz bei Gasturbinen, wobei noch besonders vorteilhaft ist, daß aus der Turbine an der Stelle, an welcher der Generator zu befestigen ist, nichts herausragt, da die Turbinenwelle nur so lang zu sein braucht, wie sie für das sie an dieser Stelle tragende Lager und einen weiteren Dichtring sein muß.
Der erfindungsgemäße Generator eignet sich besonders zum Einsatz bei Gasturbinen, wobei noch besonders vorteilhaft ist, daß aus der Turbine an der Stelle, an welcher der Generator zu befestigen ist, nichts herausragt, da die Turbinenwelle nur so lang zu sein braucht, wie sie für das sie an dieser Stelle tragende Lager und einen weiteren Dichtring sein muß.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten
Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen
Generators möglich; dabei ist es in einer alternativen
Ausgestaltung der Erfindung möglich, anstelle der der Befestigung des rotierenden Leitstückläufers an der zugeordneten
Turbinenwelle dienenden Schraube auch eine Abziehschraube einzusetzen, deren Montage in diesem
Fall von der Läuferseite aus erfolgt
Zeichnung
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert
Es zeigt
F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines fremdgelagerten Drehstromgenerators mit stehendem Kern im
Querschnitt wobei die Befestigungsschraube von der Antriebswellenseite in den Außenkegel der Läuferkupplung
eingeschraubt ist,
F i g. 2a ein zweites Ausführungsbeispiel in einer der Fig. 1 entsprechenden Querschnittsdantellung, wobei
lediglich der Läuferbereich dargestellt ist und die Befestigungsschraube
von der Läuferseite in die Antriebswelle eingeschraubt ist und
F i g. 2b eine Abziehschraube in Seitenansicht
Beschreibung der Erfindungsbeispiele
25
Der in F i g. 1 gezeigte Drehstromgenerator verfügt über ein äußeres Gehäuse 1 mit einem inneren Einpaß 2,
in welchem das Lamellenpaket 3 der stationären Ständerwicklung 4 eingeschoben ist und einen äußeren, der
Befestigung und Mittenzentrierung des Generatorgehäuses dienenden Einpaß, der bei 5 dargestellt isi und
eine Ringschulter bildet, in welche ein vorspringender Montageflansch 6 des zugeordneten Maschinenteils 7
eingreift. Die Verbindung des äußeren topfförmigen Drehstromgeneratorgehäuses 1 mit dem Maschinenteil
7, an welchem es befestigt ist, kann über bei 8 dargestellte Schrauben erfolgen. Der Drehstromgenerator 1 verfügt
über einen stationären Innenpol bzw. einen stehenden Kern 9, der auch die stationäre Erregerwicklung 10
lagert. Der stehende Kern ist bei 11 in geeigneter, mittenzentrierter
Position von vorzugsweise mit dem äußeren Gehäuse 1 einstückigen Baukomponenten gehalten
und gelagert auf die in diesem Zusammenhang nicht weiter eingegangen zu werden braucht. Der Läufer 12
ist als Leitstückläufer ausgebildet, und verfügt über einen zylinderförmigen, polbildenden Wandbereich 13
zwischen Erregerwicklung JO und dem Ständerpaket 3, 4, so daß bei Drehung des Läufers in der Ständerwicklung
4 eine Spannung induziert wird. Es ergeben sich so zwischen dem Siändcrpakei 3,4 und dem Läufer einerseits
sowie dem Läufer und der Erregerwicklung 10 andererseits je ein Luftspalt, der mit 13a bzw. 14a bezeichnet
ist. Der Läufer 12 ist fremdgelagert, d. h seine Nabe 14 verfügt über einen Kupplungsteil 15, durch welchen
der Läufer 12 an der zugeordneten Antriebswelle 16 des Maschinenteils 7, an welchem der Drehstromgenerator
befestigt ist, gelagert und einwandfrei mittig mit Bezug auf die restlichen, in diesem Zusammenhang wesentlichen
Drehstromgenerator-Baukomponenten gehalten bo ist. Es versteht sich daher, daß die Antriebswelle 16
einwandfrei konzentrisch zum lagernden Ringflansch 6 des Maschinenteils 7 ausgebildet ist. Die Antriebswelle
16 verfügt über ein Lager 17 möglichst nahe am Kupplungsbereich mit dem Läufer 12, den sie selbst lagert,
einen Dichtring 18 sowie gegebenenfalls weiter innen ein Zahnrad 19, durch welches sie selbst drehangetrieben
sein kann. An der Nabe 14 des Läufers 12 ist ein Lüfterrad 20 befestigt beispielsweise mit Hilfe von bei
21 dargestellten Schrauben.
Besonders vorteilhaft ist bei einem solchen Drehstromgenerator, daß dieser als sogenannter 2-Luftspaltgenerator
mit stehendem Kern und fremdgelagerten Läufer ohne Baulängenvergrößerung am zugeordneten
Maschinenteil 7 gelagert werden kann, wozu der Kupplungsbereich zwischen Antriebswelle 16 und Läufer 12
in die Antriebswelle 16 verlegt ist, die bündig mit der Außenwand 22 des Maschinenteils 7 abschließt aber
über einen Innenkegel 23 verfügt, in den ein an der Nabe 14 des Läufers 12 befestigter Außenkegel 24 eingeschoben
ist Die für den einwandfreien, mittenzentrierten Sitz des Läufers 12 erforderliche Kegelverbindung
ist daher in den Bereich der Antriebswelle 16 verlegt bei der es sich bevorzugt um die Turbinenwelle
einer Gasturbine handelt zu welcher der Maschinenteil 7 gehört.
Zur Befestigung des Außenkegels 24 an der Nabe 14 des Läufers 12 ist von einer Bohrung 25 der Antriebsturbinenwelle
16 aus eine Befestigungsschraube 26 in ein Innengewinde 27 des Kegels eingeschraubt Die Bohrung
25 mit Querkanal 28 kann der Schmierölzuführung zum Lager 17 und zu sonstigen Maschinenteilen der
Turbine dienen.
Bei der in F i g. 2a dargestellten Ausführungsvariante ist bei sonst identischer Ausbildung von Drehstromgenerator
und seinen Teilen sowie Antriebsturbinenwelle 16 die Befestigungsschraube 26' von der Läuferseite in
eine entsprechende Gewindebohrung 29 der Antriebswelle 16 eingeschraubt, die als Sackbohrung ausgebildet
ist. Die ölzufuhrbohrung 25' mit Querkanal 28' endet vor der Gewindebohrung 29. Entsprechend einer bevorzugten
Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der F i g. 2a kann zur Trennung des Läufers 12 von der ihn
tragenden Antriebswelle 16 anstelle der Befestigungsschraube 26' die in F i g. 2b dargestellte Abziehschraube
30 in die Aufnahmebohrung 31 der Nabe 14 des Läufers 12 eingeschraubt werden; diese Abziehschraube 30 verfügt
an ihrem Halsbereich im Übergang zum Schraubenkopf über ein Gewinde 32, welches mit einem Innengewinde
33 der Aufnahmebohrung 31 der Läuferstücknabe 14 in Wirkverbindung tritt sowie über einen gewindefreien,
gegenüber der Befestigungsschraube schmäleren unteren Ansatz 34, mit welchem sich die
Abziehschraube 30 bei ihrem Eindrehen in das Nabengewinde des Läufers 12 an der Sackbohrung 29 der
Antriebswelle 16 abstützt und den Läufer 12 von der Welle abdrückt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Elektrischer Generator, insbesondere (Drehstrom)-Generator
mit stehendem Kern für die Bordnetzversorgung von durch Gasturbinen angetriebene
Kraftfahrzeuge, Schiffe, Eisenbahnen, Flugzeuge u. dgl., wobei das Ständerpaket in einem Einpaß des
Generatorgehäuses sitzt, der stehende Kern mit Erregerwicklung an der zum Drehantrieb des Läufers
abgewandten Gehäuseseite befestigt und der fremdgelagerte, als Kraftlinienleitstück ausgebildete Läufer
durch eine konische Verbindung mit der den Drehantrieb bewirkenden Antriebswelle verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (12) in seinem Nabenbereich (14) einen sich in
Richtung auf die Antriebswelle (16) erstreckenden Außenkegel (24) aufweist, der in einen Innenkegel
(23) der Antriebswelle (16) eingeschoben und dort befestigt ist.
2. Generator nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (1) mit einer Schulter (5) an einem äußeren, zur Antriebswelle (16) konzentrischen
Ringflansch (6) des zugeordneten Maschinenteils (7, Gasturbine) befestigt ist und zwischen sich
und dem Maschinenteil den auf die Nabe (14) des Läufers (12) aufgesetzten Lüfter (20) einschließt.
3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (17) für die Antriebswelle
(16) im Maschinenteil (7) der Gasturbine im Bereich der durch die ineinandergreifenden Innen-
und Außenkegel von Antriebswelle (16) und Läufer (12) gebildeten Kupplung angeordnet ist.
4. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Bohrung
(25) der Antriebswelle (16) eine Befestigungsschraube geführt ist, die mit ihrem Endbereich in ein Innengewinde
(27) des Außenkegels des Läufers (12) eingeschraubt ist.
5. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschraube
durch eine Bohrung (31) im Läufernabenbereich und vorspringendem Außenkegel geführt
und in ein Innengewinde (29) der Antriebswelle (16) eingeschraubt ist und daß im Nabenbereich (14) des
Läufers ein Innengewinde (33) angeordnet ist, in welches zum Abziehen des Läufers (12) von der Antriebswelle
(16) eine Abziehschraube anstelle der Befestigungsschraube einschraubbar ist, die in dieses
Innengewinde (33) mit einem Außengewinde (32) einschraubbar ist, wobei sie sich am Bohrungsgrund
der Antriebswelle (16) abstützt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |