DE2927467A1

DE2927467A1 - Hilfsvorrichtung fuer die bearbeitung zweipoliger laeufer auf einer drehbank

Info

Publication number: DE2927467A1
Application number: DE2927467A
Authority: DE
Inventors: Ham Reinhold Dipl Ing D
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1981-02-12
Also published as: JPS5615944A

Description

ZRAITVEBK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Mülheim a. d. Ruhr VPA 79 P 94-59 BED

Hilfevorrichtung für die Bearbeitung zweipoliger Läufer auf einer Drehbank

Die Erfindung betrifft eine Hilfsvorrichtung für die Bearbeitung von zweipoligen Läufern elektrischer Maschinen auf einer Drehbank.

Bei der Bearbeitung von zweipoligen Läufern elektrischer Maschinen auf einer Drehbank entstehen beim Drehvorgang ovale Konturen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß zwei polige Läufer im Ballenbereich bezüglich der Polachse und der neutralen Achse verschiedene Hauptträgheitsmomente aufweisen. Infolge dieser unterschiedlichen Hauptträgheitemomente beschreibt dann die Mittellinie eines in der Drehbank horizontal gelagerten Läufers bei jeder Umdrehung zweimal eine Kreisbahn. Durch Quernutung des Läufers im Polbereich kann nur ein Teil dieser Bewegung unterdrückt werden. Die Quernutung muß nämlich so bemessen werden, daß bei hoher Drehzahl unter dem fliehkraftbedingten versteifenden Einfluß der Spulen und Keile ein Minimum an ßchwingungserregung mit doppelter Umlauffrequenz wirksam werden kann. Das bedeutet, daß bei langsamer Umdrehung

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des Läufers in der Drehbank infolge der zweifachen Kreisbewegung bei der Spanabnahme die genannten Ovalkonturen entstehen. Dieser Störeinfluß wirkt sich vor allem bei Läufern mit höherem Schlankheitsgrad stärker aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hilfsvorrichtung für die Bearbeitung zweipoliger Läufer auf der Drehbank zu schaffen, durch welche die Doppelkreisbewegung des Läufers zumindest weitgehend unterdrückt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch mindestens eine federeleastische Läuferetütze, welche mindestens eine drehbar gelagerte Stützrolle besitzt, gelöst. Bei der er findungegemäßen Hilfsvorrichtung wird durch eine elasti sche Stützung der Läufermitte dem gewichtsbedingten Durchhang der horizontal gelagerten Welle soweit entgegengewirkt, daß die Doppeltere!p-Bewegung weitgehend auegeschaltet ist. Diese Stützung muß elastisch sein. Wäre sie un- elastisch, so würden sich die Unebenheiten der Wellenoberfläche sowie die Rundlaufabweichungen des Ballens und der Stützrollen auf die Bewegung des Werkstückes voll übertragen. Je elastischer dagegen diese Stützung, desto leichter folgen die Stützrollen den erwähnten Rundlauf- und Oberflächenfehlern mit um so geringerer Rückwirkung auf das Werkstück, wobei die Stützrollen den gewünschten Anteil der statischen Last _uer Welle jedoch ohne Einschränkung aufnehmen können.

Bei geringen Stützkräften ist es möglich, die Stützrolle selbst federelastisch auszubilden. Dies kann mit geringem Aufwand dadurch erzielt werden, daß die Stützrolle eine pneumatische Gummi-Rolle ist. Hierdurch können außerdem punktförmige Belastungen an den Stützstellen vermieden werden.

Zur Aufnahme höherer Stützkräfte kann die Hilfsvorrich-

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I.

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t'ung so ausgebildet sein, daß die Läuferstütze ein Feder bein ist. Unter Federbein versteht man hierbei eine Feder-

λ anordnung mit teleskopartigem Gehäuse, das eine Schraubenfeder, eine Luftfeder oder eine Flüssigkeitsgasfeder enthält. Vorteilhaft ist das Federbein hierbei mit einer stark vorgespannten weichen Feder ausgestattet. Für einen ruhigen Lauf des Läufers hat es sich dabei als besonders günstig herausgestellt, wenn die Federelastizität der Läuferstütze mehr als den lOOfachen Wert der mittleren Federelastizität des Läufers aufweist.

Die Läuferstütze kann auch mit einem hydraulischen System mit nachgiebiger Kraft-Weg-Charakteristik ausgestattet sein. Durch die nachgiebige Kraft-Weg-Charakteristik kann die Läuferstütze bei der Übertragung der Stützkraft den Unebenheiten der Ballenoberfläche folgen, ohne den Läufer di

. dabei in unerwünschte Schwingungen zu versetzen. Vorzugs-

weise umfaßt das hydraulische System einen die Stützrolle

^oder mehrere Stützrollen tragenden Druckzylinder, eine

j! 20 Einrichtung zur Erzeugung eines konstanten Drucke und § einen federbelasteten Druckbehälter. Ein derartiges hy-

draulisches System kann mit geringem baulichen Aufwand auf einer Drehbank installiert werden. Außerdem kann der hydraulische Druckzylinder entlastet werden, so daß das Einbringen des Läufers in die Drehbank nicht behindert wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß über die Höhe des konstanten Drucks die Stützkraft den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hilfsvorrichtung trägt die Läuferstütze eine Wippe, an deren Armen jeweils eine Stützrolle befestigt ist. Mit einem derartig auf einer Wippe angeordneten Stützrollenpaar ergibt sich von selbst eine gleichmäßige Übertragung der Stützkräfte auf den Läufer.

Für die Unterdrückung der Doppelkreisbewegung des Läufers

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und somit auch für die Vermeidung von Ovalkonturen beim Drehen hat es sich als besonders günstig herausgestellt, wenn durch eine Läuferstütze oder durch mehrere Läuferstützen zumindest 50 % des Läufergewichtes aufgefangen sind.

Es kann mit Rücksicht auf das Werkstück zweckmäßig sein, zwischen Stützrolle und Läufer einen auf den Läufer aufgesetzten Panzerring anzuordnen. Auch in diesem Falle ist Jedoch die Elastizität der Läuferstütze unentbehrlich, um alle Unebenheiten der Ringoberfläche und alle Rundlauffehler in ihrer Rückwirkung auf das Werkstück unwirksam zu machen. An die Ausführung des Panzerringes werden entsprechend niedrige Anforderungen gestellt.

Der Fanzerring kann zum Beispiel zweiteilig mit Stoßfugen ausgeführt sein.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: 20

Fig. 1 in vereinfachter schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine erste Hilfsvorrichtung mit einem Federbein als Läuferstütze und

Fig. 2 ebenfalls in vereinfachter schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine zweite Hilfsvorrichtung mit einer hydraulischen Abstützung des Läufers.

Fig. 1 zeigt einen zweipoligen Läufer 1 eines Turbogenerato^s, der zur spanabhebenden Bearbeitung in eine nicht näher dargestellte Drehbank eingespannt ist. Durch die zu einer Achse χ symmetrische Anordnung der durch Nutkeile 2 verschlossenen Nuten 3 des Läufers Λ ergeben sich bezüglich dieser Acbr.e χ und einer senkrecht dazu stehenden Achse y unterschiedliche Trägheitsmomente. Damit diese Unterschiede der Elastizität des Läufers 1 bei der Spanabnahme auf der Drehbank nicht zu Ovalkonturen führen,

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ist unterhalb der Läuferwelle 1 eine bezüglich deren Längsachse genau mittig ausgerichtete federelastische Läuferstütze 4 angeordnet. Die erforderliche Stützkraft wird durch eine stark vorgespannte weiche Schraubenfeder 40 aufgebracht, die innerhalb eines teleskopartigen Gehäuses untergebracht ist. Das Unterteil 41 des teleskopartigen Gehäuses liegt auf dem Bett 5 der Drehbank auf, während das Oberteil 42 eine Wippe 43 trägt, an deren Armen zur gleitfreien übertragung der Stützkraft Stützrollen 44 befestigt sind. Beim Drehen werden durch V die Nutkeile 2 bedingte Unebenheiten des Läufers 1 über die Stützrollen 43 und die Schraubenfeder 40 aufgefangen, ohne daß der Läufer in unzulässige Schwingungen versetzt wird.

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Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der Hilfsvorrichtung erfolgt die Abstützung der Läuferwelle 1 durch eine hydraulisch wirkende Läuferstütze 6. Diese Läuferstütze 6 umfaßt einen Hydraulikzylinder 60, der auf dem Bett 7 der Drehbank abgestützt ist und dessen Kolben 61 über die damit verbundene Kolbenstange 62 eine Wippe 63 mit zwei Stützrollen 64 trägt. Der Hydraulikf zylinder 60 wird zur Erzeugung der erforderlichen Stützkraft von einer Einrichtung 65 zur Erzeugung eines kon- stanten Druckes über eine Leitung 66 mit Hydraulikflüssigkeit 67 beaufschlagt. Die Einrichtung 65 besteht aus in der Hydraulik üblichen Bauteilen, beispielsweise einer Zahnradpumpe mit den zugehörig, η Regelorganen. Damit das hydraulische System eine nachgiebige Kraft-Weg- Charakteristik zur federnden Aufnahme der durch dl· Nutkeile 2 hervorgerufenen Stöße erhält, ist an die Leitung 66 eine Zweigleitung 68 angeschlossen, die in einen federbelasteten Druckbehälter 69 einmündet· Innerhalb dieses Druckbehälters 69 wirkt eine Schraubenfeder 690 über einen Kolben 691 auf die Hydraulikflüssigkeit 67 ein.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs-

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beispielerx ist Jeweils eine Läuferstütze vorgesehen, welehe die Ballenmitte des Läufers unterstützt. Es ist aber auch möglich, in axialer Richtung des Läufers gesehen zwei oder mehrere derartiger Läuferstützen anzuordnen, Ebenso können die Läuferstützen radial versetzt angeordnet werden, wobei die resultierende Stützkraft der Schwerkraft des Läufers entgegengesetzt ist. Insgesamt soll die Stützkraft so groß sein, daß der größte Teil des Läufergewichtes, z. B. 75 % des Läufergewichtes, aufgefangen wird. Damit die Unebenheiten der Läuferoberfläche keine unzulässigen Schwingungen hervorrufen, sollen für die federelastischen Läuferetützten möglichst weiche Federn benutzt werden. So hat es eich als besonders günstig herausgestellt, wenn die Federelastizität ditser Federn mehr als den 100fachen Wert der mittleren Federelastizität des Läufers aufweist.

Die Läuferstützung kann auch das gesamte Läufergewicht auffangen, wodurch die durchhangbedingte Doppelkreis-Bewegung des Werkstückes ganz eliminiert würde. Bei Iu- netten-Lagerung sind an den Lagerzapfen dann von oben Gegenrollen vorzusehen, die den notwendigen Druck von oben auf die Welle aueüben, um eine einwandfreie Lagerung in der Lunette zu gewährleisten.

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Claims

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Patentansprüche

[ 1.JHiIfsvorrichtung für die Bearbeitung von zweipoligen Käufern elektrischer Maschinen auf einer Drehbank, g e -kennzeichnet durch mindestens eine fe derelastische Läuferstütze (4, 6), welche mindestens eine drehbar gelagerte Stützrolle (44-, 64) besitzt.

2. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -kennzeichnet, daß die Stützrolle selbst feder elastisch ausgebildet ist.

3. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrolle eine pneuma- tische Gummi-Rolle ist.

4. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferstütze (4) ein Federbein ist.

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5· Hilfsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federbein mit einer stark vorgespannten weichen Feder (40) ausgestattet ist.

6. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzoichnet, daß die Federelastizität der Läuferstütze (4, 6) mehr als den lOOfachen Wert der mittleren Federelastizität des Läufers (1) aufweist.

7· Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferstütze (6) mit einem hydraulischen System mit nachgiebiger Kraft-Weg-Charakteristik ausgestattet ist.

{) 35 ⁸· Hilfsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische System

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einen die Stützrolle (64) oder mehrere Stützrollen (.64·) tragenden Druckzylinder (60), eine Einrichtung (65) zur Erzeugung eines konstanten Drucks und einen federbelasteten Druckbehälter (69) umfaßt.

9. Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche« dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferstütze (4, 6) eine Wippe (43, 63) trägt, an deren Armen Jeweils eine Stützrolle (44, 64) befestigt ist.

10 Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Läuferstütze (4, 6) oder durch mehrere Läuferstützen (4, 6) zumindest 50 % des Läufergewichtee aufgefangen sind.

11. Hilfsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stützrolle (44, 64) und Läufer (1) ein auf den Läufer (1) aufgesetzter Panzerring angeordnet ist.

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