DE554657C - Erregeranordnung fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AH
14. JULI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 554657 KLASSE 2Id¹ GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Erregeranordnung für elektrische Maschinen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. April 1930 ab

Schnellaufende elektrische Maschinen müssen bei Steigerung der Leistungen, weil die hohe Umfangsgeschwindigkeit eine weitere Vergrößerung des Durchmessers nicht zuläßt, sehr lang ausgeführt werden. Das hat zur Folge, daß durch ungünstigere Lage der kritischen Drehzahl die Welle bei der Betriebsdrehzahl in Schwingungen kommt. Um solche Schwingungen zu verhindern, wurde vorgeschlagen, die lange Welle nicht nur an ihren beiden Enden, sondern auch durch Zwischenlager zu stützen.

Man hat, von diesem Gedanken ausgehend, die gesamte Maschine in zwei oder mehrere gleichachsig gerichteteMaschineneinheiten unterteilt, welche je ein besonderes Gehäuse, aber eine gemeinsame Welle erhalten, die in dem Raum zwischen den Teilgehäusen durch zusätzliche Lager gestützt ist und vorteilhafterweise aus miteinander gekuppelten Abschnitten

ao zusammengesetzt sein kann.

Bei derart unterteilten und gelagerten Maschinen soll ihre gesamte Baulänge um eine Abmessung verkürzt werden, welche die nach bisherigen Gepflogenheiten mit dem Ende der Maschinenwelle gekuppelte Erregermaschine für sich in Anspruch nahm, zum wenigsten um einen Teil dieser Länge. Man hat nun bereits bei einem behelfsweise aus zwei gleichen Teilmaschinen zusammengesetzten Gleichstromgenerator, dessen Läufer eine gemeinsame Welle ohne Zwischenlager aufweist, den Erreger auf den Gehäuserücken eines der beiden Teilgeneratoren gestellt und ihn durch einen Riemenantrieb mit der Generatorwelle verbunden, wobei die antreibende Riemenscheibe zwischen den Teilankern des Doppelgenerators auf dessen Welle befestigt war. Obgleich hierdurch eine kürzere Gesamtlänge als beim Ansetzen des Erregers am Wellenende erzielt wurde, zeigt diese Anordnung manche Unzuträglichkeiten. Die Bauhöhe nimmt unerwünschte Abmessungen an, die Wartung und Austauschbarkeit der Teilgeneratoren wird beeinträchtigt, und es ergeben sich ungünstige Verhältnisse bei Anwendung von Zahnradübersetzungsgetrieben. Des weiteren würde bei erforderlicher Abstützung der Welle durch Zwischenlager deren Zugänglichkeit durch das Getriebe behindert.

Erfindungsgemäß soll daher bei schnelllaufenden Maschinen großer Baulänge mit zwischen den Gehäusen durch Lager gestützter Welle der Raum zwischen den Teilgehäusen der Hauptmaschine für die Aufstellung der Erregermaschine oder des aus zwei oder mehreren Maschinen bestehenden Erregersatzes verwendet werden. Da ein angemessener Abstand zwischen den Teilgehäusen ohnedies für die Stützlager, die Wellenkupplung und die Wartung der Maschine vorzusehen ist, wird die axiale Ausdehnung der gesamten Maschinenanordnung durch die Erregermaschine entweder gar nicht oder in besonderen Fällen doch nur um eine Ab-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Or.-Ing. Robert Pohl in Berlin-Charlottenburg.

messung verlängert, die geringer ist als die axiale Abmessung des Erregers, so daß auf jeden Fall die gesamte Baulänge kürzer ausfällt. Nunmehr findet die Erregermaschine auf der Grundplatte der Generatoren ein stabiles Fundament und eine Unterbringung, welche weder den Zugang zu den Teilgeneratoren und den Zwischenlagern, noch die Austauschbarkeit der Teilgeneratoren gegeneinander behindert. Auch to die Verhältnisse für den Einbau von Zahnradvorgelegen werden günstiger. Das ist bei schnelllaufenden Maschinen wichtig, denn sie erfordern, daß der von ihnen angetriebene Erreger in an sich bekannter Weise unter Zwischenschaltung eines seine Tourenzahl herabsetzenden Getriebes mit der Hauptwelle in Eingriff kommt, weil sonst die Umfangsgeschwindigkeit des Kollektors für einen zuverlässigen Bürstenkontakt zu hoch sein würde. Hierbei ergibt sich nun die weitere Aufgabe, da das für eine zulässige Umdrehungszahl des Erregers maßgebende Übersetzungsverhältnis des Getriebes groß ausfällt und beispielsweise den Wert 3:1 erfordern kann, den Einbau des entsprechend sperrig ausfallenden Vorgeleges den Raumverhältnissen zwischen den Teilgehäusen anzupassen, möglichst ohne jenen Abstand deswegen axial erweitern zu müssen. In diesem Zusammenhang war die Behinderung des Getriebes durch die Kupplungsflanschen der Hauptmasehinenwelle zu berücksichtigen, und es mußte versucht werden, zur Verkleinerung des Vorgeleges das treibende Rad nicht wesentlich größer oder besser kleiner als den Durchmesser jener Kupplungsflanschen zu halten. Die im folgenden an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung überwinden diese Schwierigkeiten.

In den Abb. 1 und 2 ist ein in zwei MaschineneinheitenG₁ und G₂ geteilter Turbogenerator großer Baulänge dargestellt. Beide Teilmaschinen liegen in gleicher Achsenrichtung, werden durch eine aus gekuppelten Abschnitten zusammengesetzte Welle W gemeinsam angetrieben und besitzen besondere Gehäuse S₁ und S₂, welche den Raum R zwischen sich frei lassen. Die lange, an beiden Endlagern L₁ und L₂ geführte Generatorwelle W ist zwischen den Teilgehäusen S₁ und S₂ gestützt, um Schwingungen zu vermeiden. Es sind zweckmäßig hierfür zwei Stützlager L₁ und L₂' vorgesehen. Erfindungsgemäß ist die Erregermaschine E₁ (Abb. 2) nicht wie bisher am Ende derGeneratorwelle, sondern in dem Raum R zwischen den Teilgehäusen untergebracht und dort mit der Generatorwelle Trüber ein Übersetzungsgetriebe, beispielsweise ein Zahnrad- oder Schneckengetriebe V, gekuppelt. Das kleine treibende Zahnrad ist mit Z₁, das große getriebene mitZ₂ bezeichnet.

Da die axiale Ausdehnung des Erregers größer zu sein pflegt als seine Breite und die Aufstellung parallelachsig zur Welle des Hauptgenerators dieserhalb und wegen des Eingriffes der Zahnräder schlecht vorgenommen werden kann, empfiehlt es sich, wie in Abb. 2 dargestellt, die Achse X-X des Erregers E₁ quer, z. B. senkrecht zur Hauptwelle, zu richten.

Die Hauptwelle besitzt bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 1 und 2 in dem Raum R und zwischen ihren beiden Stützlagern L₁ und L₂' ein Einsatzstück C, welches unter Vermittlung zweier Kupplungen K₁ und K₂ die beiden Wellenhälften verbindet. Dadurch kann dieser Zwischenteil C werkstattlich leicht behandelt und unmittelbar als Zahnrad ausgebildet werden. Außerdem hat diese Konstruktion den Vorteil, den Eingriff des großen Zahnrades Z₂ in der Mitte des Raumes 22 ohne Behinderung durch die Kupplungsflanschen zu ermöglichen und das treibende Zahnrad Z₁ im Durchmesser kleiner als die Flanschen herzustellen. Schließlich erleichtert die völlige Lösbarkeit des Teiles C die Reparatur der Maschinen und die Auswechselbarkeit einzelner Teile.

Genügt der Erreger^ allein nicht und soll jedem der Teilgeneratoren G₁ und G₂ eine Erregermaschine zugeordnet oder eine Ersatzmaschine für Störungsfälle vorgesehen werden, 9« so kann dieser zweite Erreger E₂ (Abb. 2) gleichachsig mit dem ersten auf der anderen Seite der Hauptwelle aufgestellt und gewünschtenfalls mit dem anderen austauschbar ausgeführt, werden. · Es ist möglich, beide Erreger durch dasselbe Zwischengetriebe V gemeinsam zu treiben. Der eine oder andere Erreger kann mit dem Vorgelege durch eine lösbare Kupplung verbunden sein, um ihn stillzusetzen, wenn er nicht gebraucht wird. Ist der zweite Erreger E₂ überhaupt überflüssig, so steht der dadurch frei gebliebene Raum für die Aufstellung irgendeiner anderen Hilfsmaschine zur Verfügung, die ihren Antrieb von der Hauptmaschine aus erhalten soll.

Die Anwendung zweier Stützlager L₁ und L₂ im Zwischenraum R ist — abgesehen von Zweckmäßigkeitsgründen, die sich auf die Hauptmaschine selbst beziehen —· auch vorteilhaft für den Eingriff des Getriebes in Rücksicht auf die durch den Zahndruck ausgeübte Wellenbeanspruchung und von Einfluß auf den ruhigen Lauf des Getriebes.

Ist es nicht unbedingt nötig, das kleine treibende Rad des Vorgeleges im Durchmesser kleiner als die Kupplungsflanschen zu bemessen, so empfiehlt es sich, die Ausführung nach Abb. 3 zu wählen. Das treibende Rad Z₁ ist hier unmittelbar zwischen die beiden Kupplungshälften eingefügt und braucht im Durchmesser nicht wesentlich größer als die Kupplungsflanschen zu sein. Zweckmäßig ist hierbei die Anordnung

des Rades Z_x in der Mitte zwischen den Stützlagern L₁' und L₂', um symmetrische Verhältnisse auf beiden Seiten des Rades zu schaffen. Die Ausführungsbeispiele der Abb. ι und 3 zeigen die Anordnung der Erregerwelle und den Eingriff des Getriebes oberhalb der Welle der Hauptmaschine. Das setzt einen hohen Aufbau für die Aufstellung des Erregers voraus. Soll er vermieden werden, so kann man entsprechend Abb. 4 den Antrieb unter der Hauptwelle vorsehen. Je nach den sonstigen Abmessungen der Hauptmaschine ist es dann möglich, den Erreger unmittelbar auf der Fundamentplatte, gegebenenfalls in ihr bzw. im Fundament versenkt oder nur um geringes erhöht aufzustellen. Auch kann man solche Versenkungen im Fundament für Teile des Getriebes, z. B. des großen Zahnrades, anwenden.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 20

   i. Erregeranordnung für elektrische Maschinen, welche in zwei oder mehrere gleichachsiggerichtete Maschineneinheiten mit getrennten Gehäusen unterteilt sind, und bei denen der Erreger von einer zwischen den beiden Gehäusen gelegenen Stelle der Welle aus unter Vermittlung eines Vorgeleges angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei schnellaufenden Maschinen großer Baulänge mit zwischen den Gehäusen der Teilgeneratoren durch mindestens ein Lager gestützter Welle die Erregermaschine oder der aus zwei oder mehreren Maschinen bestehende Erregersatz in dem Raum zwisehen den Teilgehäusen der Hauptmaschine untergebracht und dort vorzugsweise durch ein die Antriebsgeschwindigkeit des Erregers herabsetzendes Zahngetriebe mit der Welle der unterteilten Hauptmaschine verbunden ist.
2. 2. Erregeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle der unterteilten Hauptmaschine zwischen deren Teilgehäusen durch zwei Lager gestützt ist, zwischen welchen der Eingriff des Getriebes für den Erreger oder die Erregermaschinen erfolgt.
3. 3. Erregeranordnung nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des zwischen den Teilgehäusen der Hauptmaschine untergebrachten Erregers oder der Erregermaschinen quer zur Achse der Hauptmaschine gerichtet ist.
4. 4. Erregeranordnung nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hauptwelle ein das Antriebsorgan für das Übersetzungsgetriebe des Erregers oder der Erregermaschinen bildendes oder tragendes Einsatzstück lösbar eingefügt ist.
5. 5. Erregeranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des antreibenden Rades für das Getriebe auf dem Einsatzstück der Hauptwelle kleiner bemessen ist als derjenige der Kupplungsflanschen für dieses Einsatzstück.
6. 6. Erregeranordnung nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff des Übersetzungsgetriebes in die Hauptwelle unterhalb der letzteren erfolgt.
7. 7. Erregeranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Erregers, gegebenenfalls auch des Übersetzungsgetriebes, in der Grundplatte oder im Fundament versenkt sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen