DE3880178T2

DE3880178T2 - Abstützeinheit für dynamoelektrische Maschine.

Info

Publication number: DE3880178T2
Application number: DE88102367T
Authority: DE
Inventors: Robert Lee Sieber
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2008-02-19
Also published as: JPS63308294A; KR890013408A; EP0281811A1; EP0281811B1; DE3880178D1; US4739206A; KR970005498B1

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Befestigungen oder Basisanordnungen zum festen Montieren von dynamoelektrischen Maschinen auf einer ebenen Befestigungsfläche.
Basisanordnungen, die an eine äußere Umfangsfläche von dem Mantel einer dynamoelektrischen Maschine angepaßt sind, sind beispielsweise aus der US-A-1,361,136 (7. Dezember 1920) und 3,501,660 (23. März 1984) bekannt. Die bekannten Anordnungen sind aus Metallblech gebildet, das entweder an der Außenfläche des Maschinenmantels angeschweißt oder durch eine Preßpassung angebracht ist. In einer Anordnung, die in der FR-U-2,316,849 (28. Januar 1977) beschrieben ist, bilden zwei miteinander verriegelte Metallblechhälften ein V, dessen obere Enden mit einem Motor durch Schrauben verbunden sind. Die gegenüberliegenden Enden der Hälften weisen Öffnungen auf, um Befestigungselemente zum Befestigen der Anordnung an einer Befestigungsfläche aufzunehmen.
Weiterhin beschreibt die US-A-3,145,959 elastische Befestigungsmittel zur Halterung eines Elektromotors im Abstand auf einer Basis, die Klemmabschnitte, Verriegelungsabschnitte und zwei Schenkelabschnitte aufweist, die zusammenarbeiten, um den Motor stabil zu haltern und die Übertragung von Torsionsschwingungen von dem Motor auf die Basis zu begrenzen.
Gemäß der US-A-4,028,568 weist ein Wechselspannungsgenerator für ein Fahrzeug einen Statorrahmen mit einem Statorkern auf, der aus zwei Schilden und einem zylindrischen Gehäuse aufgebaut ist, wobei die Schilde, das zylindrische Gehäuse und der Statorkern integral miteinander verschweißt sind.
Die vorstehend genannten Basisanordnungen sind jedoch nicht in der Weise beschrieben, daß eine Maschinenwelle in einer gewählten von zwei Höhen über der Befestigungsfläche angeordnet werden kann, um unterschiedliche Industrie-Standards zu erfüllen, beispielsweise diejenigen, die von der National Electric Manufacturers Association (NEMA), Veröffentlichungsnummer MG1-1D78, und der International Electrotechnical Commission (IEC), Veröffentlichungsnummer 72, vorgeschrieben sind.
Obwohl die Abmessungs-Standards, die durch die beiden ,oben genannten Organisationen vorgeschrieben werden, für eine gegebene Maschine einer gewissen Nennleistung recht nahe beieinander liegen können, ist es erforderlich, unterschiedliche Basisanordnungen für die Maschinen zu fertigen, um sie an das Maschinengehäuse oder die Mantelumfänge anzupassen und, was noch wichtiger ist, die Mäntel in einer richtigen Höhe über der Befestigungsfläche anzubringen, so daß die Achse einer Rotorwelle der Maschine in der Höhe, die durch den interessierenden Standard vorgeschrieben ist, über die Befestigungsfläche hinausragt
Ein weiteres Problem entsteht, wenn die bekannten Metallblech-Basisanordnungen einmal an dem Maschinenmantel angeschweißt sind; dann wird es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, sie von der Maschine zu lösen, falls eine andersartige Befestigung, beispielsweise ein Schild des C-Flächen- oder D-Flanschtyps, an der Maschine ersetzt werden soll.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend genannten und andere Nachteile in den bekannten Maschinen-Basisanordnungen zu überwinden.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Basisanordnung zum Montieren einer dynamoelektrischen Maschine auf einer Befestigungsfläche zu schaffen, die die Maschine in einer gewählten Höhe über der Befestigungsfläche haltern kann.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine lösbare Basisanordnung zu schaffen, in der ein Auflagerabschnitt von einem Basisteil in einer Weise an dem Maschinenmantel angeschweißt ist, die gestattet, daß die Verschweißungen relativ einfach ohne Beschädigung der Maschine beseitigt werden können.
Gemäß der Erfindung, wie sie beansprucht ist, weist eine Basisanordnung für eine dynamoelektrische Maschine ein im wesentlichen rechteckiges integrales Metallblech auf, das ebene Fußabschnitte, einen Auflagerabschnitt zwischen den Fußabschnitten und Schenkelabschnitte aufweist, die von einem entsprechenden Fußabschnitt nach oben geneigt sind in Richtung auf die Achse des Maschinenmantels und mit Enden des Auflagerabschnitts verbunden sind. Die ebenen Fußabschnitte können gezogen werden, um die Höhe zu vergrößern, an der eine axiale Mittellinie von einer bogenförmigen Oberfläche auf dem Auflagerabschnitt über der Befestigungsfläche gehaltert wird. Dementsprechend verläuft die Achse der Maschinenrotorwelle in einer größeren von zwei unterschiedlichen Höhen, die für die Rotorachse beispielsweise durch Industrie-Standards vorgeschrieben sind.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Auflagerabschnitt an dem Mantel durch wenigstens einige der Befestigungslöcher in dem Auflagerabschnitt in einer Weise angeschweißt, die gestattet, daß die Schweißstellen mit einem Schleifwerkzeug aufgeschnitten werden können und der Auflagerabschnitt von dem Mantel getrennt werden kann.
Die verschiedenen neuen Merkmale, die die Erfindung kennzeichnen, sind insbesondere in den Ansprüchen herausgestellt, die einen Teil der vorliegenden Offenbarung bilden. Für ein besseres Verständnis der Erfindung, der dadurch erzielbaren Vorteile und spezieller Aufgaben, die durch ihre Verwendung gelöst werden können, wird auf die Beschreibung und die Zeichnungen verwiesen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und dargestellt sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Endansicht von einer Basisanordnung gemäß der Erfindung, die einen Mantel von einer dynamoelektrischen Maschine auf einer Befestigungsfläche trägt;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht von einem Endabschnitt der Basis und Maschine gemäß Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Basisanordnung aus der Sicht von unten auf die Maschine gemäß Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel für die Basisanordnung aus einer Sicht von einer Befestigungsfläche nach oben;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Basisanordnung gemäß Fig. 4;
Fig. 6 ist eine Endansicht der Basisanordnung gemäß Fig. 4 und zeigt einen Auflagerabschnitt, der in einer ersten vorgegebenen Höhe über einer Befestigungsfläche gehaltert ist; und
Fig. 7 ist eine Endansicht der Basisanordnung gemäß Fig. 4 und zeigt den Auflagerabschnitt, wie er in einer zweiten vorgegebenen Höhe über der Befestigungsfläche gehaltert ist.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine Basisanordnung 10 gemäß der Erfindung, auf der ein äußeres Gehäuse oder ein Mantel 12 von einer dynamoelektrischen Maschine angebracht ist. Der Mantel 12 hat einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt, und die Maschine weist eine Rotorwelle 14 auf, die koaxial mit dem Mantel 12 und ist so angeordnet, daß sie parallel zu und in einer gewissen Höhe H über einer Befestigungsfläche 16 verläuft. Die Höhe H kann beispielsweise zwischen 113,54 mm und 114,30 mm im Fall eines Typs 182/184 FR NEMA-Standard und zwischen 112 mm bis 111,5 mm für einen Typ 112S/112M FR IEC-Standard betragen.
Die Basisanordnung 10 ist aus einem im wesentlichen rechteckigen integralen Metallblech gebildet und weist Fußabschnitte 18a, 18b, einen Auflagerabschnitt 20 zwischen den Fußabschnitten 18a, 18b und Schenkelabschnitte 22a, 22b auf, die jeweils von einem entsprechenden Fußabschnitt 18a, 18b schräg nach oben verlaufen in einer Richtung auf die Achse des Mantels 12 und die in axial verlaufende Enden des Auflagerabschnittes 20 übergehen.
Der Auflagerabschnitt 20 hat eine bogenförmige Oberfläche 24, die an den Abschnitt des äußeren Umfangs des Mantels 12 angepaßt ist, der auf der Basisanordnung 10 sitzt. Der Mantel 12 hat einen Satz erster Befestigungslöcher 26a, 26b. Die Fußabschnitte 18a, 18b der Basisanordnung 10 haben einen Satz zweiter Befestigungslöcher 28a, 28b zum Aufnehmen eines Bolzenteils 30a, 30b, der die ebenen Fußabschnitte 18a, 18b an der Befestigungsfläche 16 fixiert.
Die Befestigungsfläche 16 hat eine Bolzenlochkonfiguration, die einen der Industrie-Standards erfüllt, an den die Basisanordnung 10 angepaßt werden kann.
Ein dritter Satz von Befestigungslöchern 32a, 32b ist in dem Auflagerabschnitt 20 vorgesehen für eine Ausrichtung mit wenigstens einigen des ersten Satzes der Befestigungslöcher 26a, 26b in dem Maschinenmantel 12. Schraubbolzen 34a, 34b sind in einigen Befestigungslöchern 32a, 32b des dritten Satzes aufgenommen, um mit Gewinden in dem ersten Satz von Löchern in Eingriff zu kommen und den Auflagerabschnitt 20 an dem Mantel zu befestigen. Schienenabdeckteile 36a, 36b haben jeweils ein seitliches Ende 36c, 36d, das gegen einen entsprechenden Fußabschnitt 18a, 18b der Basis verschraubt ist und Mittel bildet, um Bolzenwellen oder -schafte 38a, 38b zu überdecken. Diese Teile sind an seitlichen Enden 36e, 36f verankert, indem sie über eine entsprechende Bolzenwelle 38a, 38b gehakt sind. Die Bolzen oder Wellen 38a, 38b verlaufen axial zur Maschine nahe dem äußeren Umfang des Mantels 12 in dem Bereich von jedem Schenkelabschnitt 22a, 22b und befestigen Endrahmen oder Abdeckungen 40 der Maschine gegen die offenen Enden des Mantels 12 (siehe Fig. 2).
Wenn die Basisanordnung 10 an der Befestigungsfläche 16 an den Fußabschnitten 18a, 18b durch die Bolzenteile 30a, 30b befestigt ist und der Maschinenmantel 12 fest gegen den Auflagerabschnitt 20 sitzt, halten die Schenkelabschnitte 22a, 22b die axiale Mittellinie der bogenförmigen Oberfläche 24 (d. h. die Linie, zu der die bogenförmige Oberfläche 24 symmetrisch ist) in einer vorbestimmten Höhe h über der Befestigungsfläche 16. Die vorbestimmte Höhe h ist so, daß die Achse der Maschinenrotorwelle 14 in der gewählten Höhe H parallel zu der Befestigungsfläche 16 ist.
Gemäß der Erfindung können die ebenen Fußabschnitte 18a, 18b gezogen werden, um die vorbestimmte Höhe h um eine vorbestimmte Größe zu erhöhen, so daß die Achse der Rotorwelle 14 in einer zweiten gewählten Höhe über der Befestigungsfläche 16 verläuft, wobei die zweite Höhe H größer ist als die erste gewählte Höhe H.
Beispielsweise kann für den 112S/112M FR IEC-Standard eine erste vorbestimmte Höhe h in dem Bereich von etwa 6,49 mm bis etwa 6,95 mm liegen. Für den 182/184 FR NEMA-Standard kann eine zweite vorbestimmte Höhe h in dem Bereich von etwa 8,6 mm bis etwa 9,24 mm liegen. Der genaue Wert für die vorbestimmte Höhe h für einen bestimmten Standard hängt von dem Krümmungsradius der bogenförmigen Oberfläche 24 und der Dicke des Materials ab, das das integrale Metallblech der Basisanordnung 10 bildet.
Für die Konfiguration der Basisanordnung 10, wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, wird das integrale Metallblech bevorzugt aus Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt gebildet und hat eine Dicke von etwa 5,00 mm. Für den genannten IEC- Standard liegt die erste vorbestimmte Höhe h vorzugsweise in dem Bereich von etwa 6,49 mm bis etwa 6,85 mm. Für den genannten NEMA-Standard sollten die Schenkelabschnitte 22a, 22b so gezogen werden, daß die zweite vorbestimmte Höhe h in dem Bereich von etwa 8,66 mm bis etwa 9,02 mm ist.
Die zweiten Befestigungslöcher 28a, 28b in den ebenen Fußabschnitten 18a, 18b sind übergroß, so daß sie mit beiden Standard-Bolzenlochkonfigurationen zusammenpassen.
Für die Bequemlichkeit des Endbenutzers können dynamoelektrische Maschinen mit der Basisanordnung 10 versehen sein, die bereits an dem Maschinenmantel 12 befestigt ist, und die Basisanordnungen können entfernt werden für einen Ersatz von C-Flächen- oder D-Flansch-artigen Endschilden auf den Maschinen mit einer geringen dabei entstehenden Beschädigung an den Maschinenmänteln oder -gehäusen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind gemäß der Erfindung einige der Befestigungslöcher 32a, 32b des dritten Satzes in dem Auflagerabschnitt 20 über Teilen des Mantels 12 liegend angeordnet. Der Auflagerabschnitt 20 ist durch Puddel-Schweißen an dem Mantel 12 durch wenigstens einige der Befestigungslöcher 32a, 32b des dritten Satzes in einer Weise befestigt, daß die Schweißstellen mit einem Schneid- bzw. Fräswerkzeug aufgeschnitten werden können und der Auflagerabschnitt 20 von dem Mantel getrennt werden kann, wenn der genannte Ersatz gewünscht wird. Es ist bevorzugt, daß der Auflagerabschnitt 20 sowohl an dem Mantel 12 als auch an dem Maschinenstator, der in dem Mantel eingeschlossen ist, durch wenigstens eines der Befestigungslöcher des dritten Satzes in dem Auflagerabschnitt 20 angeschweißt wird. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die zwei Befestigungslöcher 32a, 32b, die mit S markiert sind und in der Mitte zwischen den axialen Enden der Basisanordnung 10 angeordnet sind, in dem Auflagerabschnitt 20 vorgesehen, um eine Punkt- oder Puddel-Schweißung des Auflagerabschnittes an dem Maschinenmantel und dem eingeschlossenen Statorkern zu gestatten.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Basisanordnung 10' gemäß der Erfindung ist in den Fig. 4 bis 7 gezeigt. Dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 3 entsprechende Teile sind mit ähnlichen Bezugszahlen versehen.
Die Basisanordnung 10' ist vorzugsweise aus kohlenstoffarmen Stahl mit einer Dicke von etwa 3,80 mm gebildet. Die erste vorbestimmte Höhe h' kann dann in dem Bereich von etwa 6,80 mm bis etwa 6,95 mm für den genannten IEC-Standard liegen. Eine Endansicht der Basisanordnung 10' in der IEC-Konfiguration ist in Fig. 6 gezeigt.
Um den genannten NEMA-Standard zu erfüllen, haben die Fußabschnitte 18a, 18b die Konfiguration, die in Fig. 7 gezeigt ist. Hier ist die zweite vorbestimmte Höhe h' vorzugsweise in dem Bereich von etwa 8,84 bis etwa 9,24 mm.
Bolzenabdeckungen 37a, 37b, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, sind so bemessen, daß sie mit einer Schnappassung auf die Bolzen 39a, 39b passen, um eine Abdeckung über diesen Bolzen zu bilden. Die Abdeckungen sind so bemessen, daß sie fest gegen die Motorstruktur passen, um unerwünschte Schwingungsgeräusche während des Betriebs der dynamoelektrischen Maschine zu verhindern. Die Bolzenabdeckungen 37a, 37b können aus extrudiertem Kunststoff oder geformtem Metallblech gebildet sein, wie beispielweise Stahlblech, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Bolzenabdeckungen 37a, 37b brauchen nicht verwendet zu werden in denjenigen Fällen, wo Abdeckungen über den Durchführungsbolzen nicht erwünscht sind. Darüberhinaus können die Abdeckungen 36a, 36b optional weggelassen werden, wenn dies erwünscht ist.
In Fig. 1 betragen die Winkel α 37 Grad, 30 Minuten für die Lage der Bolzen 38a, 38b und 39a, 39b. Die Lage der Bolzen 38a, 38b in diesem Winkel stellt einen angemessenen Spielraum für die Befestigungsbolzen 30a, 30b während des Einsetzens dieser Bolzen in die übergroßen Löcher 28a, 28b für sowohl IEC- als auch NEMA-Anwendungsfälle sicher. Somit gestattet die Kombination von übergroßen Löchern 28a, 28b die Verwendung der gleichen Basis für einen gegebenen Motor, der sowohl NEMA- als auch IEC-Standardbolzenlöcherkonfigurationen erfüllt.

Claims

1. Basisanordnung (10) zum festen Montieren einer dynamoelektrischen Maschine auf einer ebenen Befestigungsfläche (16), die eine gewählte von zwei Standard-Bolzenlochkonfigurationen aufweist, wobei die dynamoelektrische Maschine einen zylindrischen Mantel (12) aufweist, der einen Maschinenstator umgibt und erste Befestigungslöcher (26a, 26b) und eine Rotorwelle (14) aufweist, deren Achse parallel zu und in einer ersten gewählten Höhe (H) über der Befestigungsfläche verläuft, wobei die Basisanordnung ein im wesentlichen rechteckiges, einstückiges Metallblech aufweist, enthaltend:

ebene Fußabschnitte (18a, 18b) an gegenüberliegenden Endbereichen des Bleches, wobei die ebenen Fußabschnitte übergroße zweite Befestigungslöcher (28a, 28b) aufweisen für ein Zusammenpassen mit einer der zwei Standard- Bolzenlöcherkonfigurationen in der Befestigungsfläche und zum Aufnehmen von Bolzenteilen (30a, 30b) zum Befestigen der Fußabschnitte an der Befestigungsfläche,

einen Auflagerabschnitt (20) zwischen den Fußabschnitten und mit einer bogenförmigen Fläche (24), die mit einem Teil des äußeren Umfangs des Maschinenmantels mit den ersten Befestigungslöchern übereinstimmt, wobei die bogenförmige Fläche symmetrisch zu einer Mittellinie ist, die parallel zur Mantelachse gezogen ist, wobei der Auflagerabschnitt einen Satz dritter Befestigungslöcher (32a, 32b) hat zum Ausrichten mit wenigstens einigen der ersten Befestigungslöcher, damit der Maschinenmantel in einen Sitz in dem Auflagerabschnitt gebracht und an diesem befestigt werden kann, und

Schenkelabschnitte (22a, 22b), die sich jeweils von einem entsprechenden Fußabschnitt in einer Richtung auf die Mantelachse schräg nach oben erstrecken und mit axial verlaufenden Enden des Auflagerabschnittes verbunden sind, um die Mittellinie der bogenförmigen Fläche in einer ersten vorgegebenen Höhe (h) über der Befestigungsfläche zu haltern, wobei die Achse der Rotorwelle in der gewählten Höhe ist, wenn der Maschinenmantel in dem Auflagerabschnitt sitzt, und

wobei die ebenen Fußabschnitte des Metallbleches verschoben werden können, um die Höhe der Mittellinie über der Befestigungsfläche auf eine zweite vorgegebene Höhe zu vergrößern, so daß die Achse der Rotorwelle in einer zweiten gewählten Höhe über der Befestigungsfläche verläuft, wobei die zweite gewählte Höhe größer als die erste gewählte Höhe ist.

2. Basisanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste vorgegebene Höhe in dem Bereich von etwa 6,49 mm bis etwa 6,95 mm liegt.

3. Basisanordnung nach Anspruch 2, wobei die zweite vorgegebene Höhe in dem Bereich von etwa 8,66 bis 9,24 mm liegt.

4. Basisanordnung nach Anspruch 1, wobei das Metallblech aus Stahl gebildet ist und eine Dicke in dem Bereich von etwa 3,80 mm bis etwa 5,00 mm hat.

5. Basisanordnung nach Anspruch 4, wobei die Dicke des Metallbleches etwa 5,00 mm beträgt, die erste vorgegebene Höhe in dem Bereich von etwa 6,49 bis 6,85 mm liegt und die zweite vorgegebene Höhe in dem Bereich von etwa 8,66 bis etwa 9,02 mm liegt.

6. Basisanordnung nach Anspruch 4, wobei die Dicke des Metallbleches etwa 3,80 mm beträgt, die erste vorgegebene Höhe in dem Bereich von etwa 6,80 bis etwa 6,95 mm liegt und die zweite vorgegebene Höhe in dem Bereich von etwa 8,84 bis etwa 9,24 mm liegt.

7. Basisanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Auflagerabschnitt durch wenigstens einige der dritten Befestigungslöcher in einer Weise an dem Mantel angeschweißt ist, daß die Verschweißungen mit einem Fräswerkzeug beseitigt und der Auflagerabschnitt von dem Mantel getrennt werden kann.

8. Basisanordnung nach Anspruch 7, wobei Bolzen (34a, 34b) durch ungeschweißte dritte Befestigungslöcher (32a, 32b) hindurchführen, um mit Gewindegängen in den ersten Befestigungslöchern in Eingriff zu kommen für eine Befestigung des Auflagerabschnitts an dem Mantel.

9. Basisanordnung nach Anspruch 7, wobei der Auflagerabschnitt an dem Mantel und an dem Stator durch wenigstens eines der dritten Befestigungslöcher angeschweißt ist.