DE2852980C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen radial be­ lüfteten Scheibenrotor für elektrische Maschinen mit einem Rotorkranz und einer Nabe, zwischen welchen sich ein ringförmiger Teil mit Schrägrippen erstreckt, deren Enden einseitig mit zwei ringförmigen Scheiben des Scheibenrotors verbunden sind.

In der CH-PS 5 78 794 ist ein Rotor einer elektrischen Ma­ schine beschrieben und dargestellt, bei dem ein Zentral­ körper und ein Polradkranz zwei konzentrische Ringe bilden, welche mittels einer Mehrzahl gleichmäßig über den Umfang angeordneter Speichen verbunden sind. Diese Speichen schließen mit den radialen Richtungen in ihren Befestigungs­ stellen am Zentralkörper gleiche spitze Winkel in der selben Umfangsrichtung ein. Gemäß einer beispielsweisen Ausführungs­ form sind die genannten Speichen zwischen dem Polradkranz und zwei ringförmigen Scheiben angeordnet, welche mit der Welle verschweißt sind. Diese Scheiben bilden also prak­ tisch die Nabe des Rotors. In der genannten Patentschrift sind die Speichen als gelenkig befestigt dargestellt. Bei großen Rotoren wird jedoch diese Konstruktion aus Transport­ gründen erst am Montageplatz geschweißt oder es wird eine Befestigung der Speichen mittels Schrauben verwendet. Durch diese Befestigungsarten wird jedoch die Nabe des Rotors de­ formiert, so daß sie nach der Montage, d. h. vorwiegend nach dem Schweißen, zusätzlich bearbeitet werden muß.

In der US-PS 29 94 793 ist eine Ausführung eines Scheiben­ rotors beschrieben und dargestellt, wo Ventilationsarme zwischen zwei Scheiben angeordnet sind, wobei die Drehmo­ mentübertragung zwischen der Nabe und dem Rotorkranz nur über diese Scheiben erfolgt. Diese Scheiben verhindern das Ansaugen der Kühlluft in den seitlichen Flächen des Scheibenrotors, so daß für das Ansaugen nur eine ver­ hältnismäßig kleine Fläche übrig bleibt.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenrotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Nachteile des Bekannten nicht auf­ weist und bei dem die Schrägrippen allein das Drehmoment auf die Nabe übertragen, wobei sie gleichzeitig als Ven­ tilationsrippen dienen. Die Erfindung soll eine Konstruk­ tion des Scheibenrotors ermöglichen, die auch für extrem große elektrische Maschinen geeignet ist und die die Mon­ tage des ganzen Rotors vereinfacht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß die Schrägrippen, die in ihren Befestigungsstellen mit der Nabe mit den radialen Richtungen spitze Winkel einschließen, strömungstechnisch vorteilhaft die Funktion der Ventila­ tionsrippen erfüllen, wobei zwischen der Nabe und den ring­ förmigen Scheiben große Flächen für das Ansaugen der Kühl­ luft ausgebildet sind. Die Schrägrippen zentrieren die Lage des Rotorkranzes in bezug auf die Nabe nicht nur bei Bean­ spruchungen infolge der Zentrifugalkraft, sondern auch bei Beanspruchung infolge der Wärmedehnungen, weil sie eine gegenseitige Dehnung der Scheiben und der Nabe erlauben. Dadurch wird die Nabe fast vollständig von Flieh- und Wär­ medehnungskräften entlastet. Wenn an den ringförmigen Na­ benteilen hochempfindliche Lagerlaufteile oder Wellenkupp­ lungen angebracht sind, werden sie somit auch vor uner­ wünschten Deformationen und Beanspruchungen geschützt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die zweckmäßige Ausführungs­ form gemäß Anspruch 2 weist den Vorteil auf, daß sich die Verbindungsstellen der inneren und der äußeren Teile der Schrägrippen zwischen der Nabe und den Scheiben be­ finden, so daß sie leicht zugänglich sind. Die leichte Zugänglichkeit der Verbindungsstellen ermöglicht, während der Montage die Konzentrizität der Nabe und des Rotorkran­ zes zu sichern. Die Nabe und der Scheibenteil des Rotors müssen nicht dieselbe axiale Länge aufweisen, weil der Unterschied der Längen durch die Form der Schrägrippen ausgeglichen werden kann. Dies ermöglicht eine verhält­ nismäßig lange Nabe zu konstruieren, so daß eine bessere axiale Steifigkeit des Rotors erreicht wird.

Der Vorteil der Weiterbildung gemäß Anspruch 3 liegt darin, daß die mechanisch schwächeren Teile der Schräg­ rippen mit den Verbindungsstellen, d. h. vorwiegend mit den Schweißverbindungen, sich in den wenig beanspruchten Zonen zwischen den befestigten Enden der Schrägrippen be­ finden. Bei großen Maschinen gibt es zwischen den Schräg­ rippen im Raum zwischen der Nabe und den Scheiben genug Platz, um dort einsteigen und bequem Schweißarbeiten durchführen zu können. Weil die Schrägrippen zweckmäßig als verhältnismäßig dünne Platten ausgeführt sind, wird die Nabe beim Schweißen der Schrägrippen nicht deformiert. Die Zugspannungen in den Schweißnähten beeinflussen die Nabe nicht.

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 4 weist den Vorteil auf, daß die radialen Rippen die beiden Scheiben verbinden und daß sie dabei durch die Eigenfliehkraft nicht gebogen werden, weil die Eigenfliehkräfte in den Rippenebenen, d. h. in den Radialebenen wirken.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 erhöht die Biegestei­ figkeit der Schrägrippen in axialen Querschnitten, so daß diese an sich schwächer dimensioniert werden können. Da­ durch wird die Rippenbiegung infolge der Fliehkraftkompo­ nenten senkrecht zur Rippenebene reduziert.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht auf eine Schrägrippe, die mit einer radialen Rippe verlängert ist, und einen axialen Schnitt durch eine Nabe und einen äußeren Rotorteil, und

Fig. 2 einen radialen Schnitt durch die beispiels­ weise Ausführung gemäß Fig. 1, durchgeführt zwischen den ringförmigen Scheiben des äuße­ ren Rotorteils.

Gleiche Teile sind in Fig. 1 und 2 mit denselben Bezugs­ ziffern versehen.

Gemäß Fig. 1 sind zwei ringförmige Nabenteile 1 mit einem zylindrischen Nabenteil 2 zusammengeschweißt. Gezeichnet ist nur eine Hälfte links von der Achse 3. Mit der Nabe 1, 2 ist ein innerer Teil 4 einer Schrägrippe verbunden. Ein äußerer Teil 5 der Schrägrippe ist mit zwei ring­ förmigen Scheiben 8 verbunden. Der innere Teil 4 und der äußere Teil 5 der Schrägrippe sind an der Verbindungs­ stelle 6 verschweißt. Als Verlängerung der Schrägrippe 4, 5 ist eine radiale Rippe 7 vorgesehen. Ein Rotorkranz 9 ist über Keile 10 und Keilträger 11 mit der radialen Rippe 7 und den ringförmigen Scheiben 8 verbunden. Der Rotorkranz 9 ist seitlich der ringförmigen Scheiben 8 mit einem Luftführungskanal 12 versehen. Alle zum unmittelba­ ren Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Konstruk­ tionsmerkmale, beispielsweise Pole mit deren Befestigungen und radiale Kühlkanäle im Rotorkranz, sind fortgelassen worden.

In Fig. 2 sind freie Räume 13 zwischen den Schrägrippen 4, 5 und freie Räume 14 zwischen der ringförmigen Scheibe 8 und dem Rotorkranz 9 dargestellt. Die Schrägrippen 4, 5 sind mit den Versteifungsrippen 15 versehen, die parallel mit der Achse des Rotors verlaufen. Die Schrägrippen 4, 5 schließen an ihren Befestigungsstellen mit den ringför­ migen Nabenteilen 1 mit den radialen Richtungen 16 gleiche spitze Winkel A ein. In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel sind drei von den veranschaulichten fünf Schrägrippen 4, 5 mit den radialen Rippen 7 verlängert.

Claims (5)

1. Radial belüfteter Scheibenrotor für elektrische Maschinen mit einem Rotorkranz und einer Nabe, zwischen welchen sich ein ringförmiger Teil mit Schrägrippen erstreckt, deren Enden einseitig mit zwei ringförmigen Schrauben des Scheibenrotors ver­ bunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Durchmesser der ringförmigen Scheiben (8) größer sind als die äußeren Durchmesser der Nabe (1, 2) und daß die Nabe (1, 2) mit den ringförmigen, den Rotorkranz (9) tragenden Scheiben (8) nur mittels der Schrägrippen (4, 5) verbunden ist.

2. Scheibenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (1, 2) mit inneren Teilen (4) der Schräg­ rippen (4, 5) eine konstruktive Einheit und die ring­ förmigen Scheiben (8) mit äußeren Teilen (5) der Schräg­ rippen (4, 5) eine weitere konstruktive Einheit bilden.

3. Scheibenrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen, z. B. Schweißverbindungen (6), der inneren Teile (4) und der äußeren Teile (5) der Schrägrippen (4, 5) in den Zonen der minimalen mecha­ nischen Beanspruchungen der Schrägrippen (4, 5) oder wenigstens in der Nähe dieser Zonen ausgeführt sind.

4. Scheibenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schrägrippen (4, 5) durch radiale Rippen (7) verlängert sind, die zwischen den ringförmigen Scheiben (8) verlaufen, und daß diese ra­ diale Rippen (7) die Befestigungselemente (10, 11) des Rotorkranzes (9) tragen.

5. Scheibenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Schrägrippen (4, 5) mit in axialer Richtung verlaufenden Versteifungsrippen (15) versehen sind.