DE631000C - Aus mehreren miteinander gekuppelten selbstaendigen elektrischen Einzelmaschinen bestehender Umformersatz - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 10. JUNI 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 631000 KLASSE 21di GRUPPE

C. Lorenz Akt.-Ges. in Berlin-TempelhoP)

bestehender Umformersatz

Patentiert im Deutschen Reiche vom, 21. Dezember 1930 ab

Bis'ijetzt hat man Motorgeneratoren allgemein derart gebaut, daß ein Antriebsmotor und ein Generator auf einer gemeinsamen Grundplatte befestigt und die Wellen beider Maschinen gekuppelt wurden. War noch ein weiterer Generator erforderlich, so wurde dieser auf die gleiche Weise dem Aggregat hinzugefügt, wie man auch eine zur Drehzählregelung dienende Wirbelstrombremse mit

ίο auf die Grundplatte setzte und sie in bekannter Weise mit einer vom Motor angetriebenen Welle kuppelte. In vielen Fällen ist jedoch das Gewicht und die große Baulänge eines derartigen auf eine gemeinsame Grundplatte gesetzten Umformeraggregates sehr nachteilig. Dies ist insbesondere auf Luftfahrzeugen und auf Schiffen der Fall, bei denen der zur Verfügung stehende Raum äußerst beschränkt ist und vor allem auf

ao leichte Bauart von sämtlichen Einrichtungen und Maschinensätzen Rücksicht genommen werden muß.

Um eine möglichst gedrängte und leichte Bauform eines Umformeraggregates zu erhalten, verwendet die nachstehend näher beschriebene Erfindung ein einziges Gehäuse aus Leichtmetall für das ganze Aggregat, an das Stützfüße angeschraubt werden, so daß die bei den Umformeraggregaten der gebräuchliehen Bauart erforderliche schwere Grundplatte erspart wird. Da nun aber die Zahl der. mit dem Motor zu kuppelnden Generatoren je nach dem Verwendungszweck verschieden ist, müßten demnach die Gehäuse für jeden Umformersatz besonders angefertigt werden. Außerdem ist es vorteilhaft, daß die Aggregate zur Erleichterung des Transportes und der Montage zerlegbar sind und erst an Ort und Stelle zusammengebaut werden können. Bei einer Massenfabrikation der-_t artiger Umformeraggregate muß demnach auch auf diese Gesichtspunkte Rücksicht genommen werden.

Nun ist es bereits bekanntgeworden, den Gehäusen von Elektromotoren Würfelform zu geben und an der Außenseite derselben schwalbenschwanzförmige Aussparungen vorzusehen, in die Befestigungsschienen verschiebbar eingepaßt sind. Werden derartige würfelförmige Motoren in axialer Richtung aneinandergereiht und über die verschiebbaren Schienen aneinander befestigt, so entsteht zwar eine beide Motoren umfassende einheitliche Gehäuseform, jedoch läßt offenbar infolge der Befestigungsart die Stabilität zu wünschen übrig, insbesondere dann, wenn mehrere Motoren axial miteinander gekuppelt werden sollen, so daß in diesem "^ft^i eine Grundplatte zur besseren Abstützung^ notwendig sein wird.

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

Dipl.-Ing. Eduard Woerlen in Rosenheini.

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Außerdem ist es bereits bekanntgeworden, einen Motorgenerator in ein gemeinsames zylindrisches Gehäuse einzubauen, wobei das Gehäuse zur Erleichterung der Monta; unterteilt ist. Da- jedoch bei dieser Ausfü· '. rung die einzelnen Anker der Maschinen a einer gemeinsamen Welle sitzen, müssen diese"'' für jedes Umformeraggregat mit' einer etwas anderen Zusammenstellung besonders angefertigt werden, was beispielsweise bei einem etwas größeren Dreimaschinensatz beim Zusammenbau schon erhebliche Schwierigkeiten verursachen wird.

Demgegenüber nimmt die Erfindung unter teilweiser Anwendung dieser bekannten Vorschläge den Bau von in ein gemeinsames Gehäuse eingeschlossenen Umformersätzen nach einem gewissen Baukastensystem vor und berücksichtigt dabei vor allem auch eine leichte Transport- und Montagemöglichkeit. Sie bezieht sich auf einen aus mehreren miteinander gekuppelten selbständigen elektrischen Maschinen bestehenden Umformersatz, bei dem die Gehäuse der Einzelmaschinen in beliebiger Anzahl axial aneinanderfügbar 'sind, und kennzeichnet sich dadurch, daß die Gehäuse der Einzelmaschinen vorzugsweise über- innenliegende Flansche miteinander verbunden werden, so daß ein geschlossener, alle Maschinen tragender steifer Gehäusekörper gebildet wird. Jede in einem Einzelgehäuse untergebrachte Maschine stellt ein in sich abgeschlossenes Ganzes dar, so daß zur Zusammenstellung eines Umfbrmersatzes nunmehr die Kupplung der Achsen und der Gehäuse vorgenommen werden muß. Für die einzelnen Maschinengehäuse kommen dabei außer den .Lagerschildern nur zwei Grundformen in Betracht, nämlich ein zylindrisches Gehäuse, das vorzugsweise als Mittelstück dient und meistens den Motor enthält, und außerdem ein schwach konisches Gehäuse ähnlich dem mittleren Teil der bekannten Flugzeuggeneratoren mit Tropfenform. In dieses werden vorzugsweise die Generatoren für die verschiedensten Spannungen und Stromarten eingebaut und bilden den seit-". liehen Abschluß des Umformersatzes. Der besondere Vorteil, der durch diese konische Form erzielt wird, besteht in der Erhöhung der Stabilität des zusammengebauten Gesamtgehäuses, so daß dieses sich selbst tragen kann und so steif wird, daß zur Befestigung auf der Unterlage nur je zwei an den äußeren Enden befestigte Stützfüße erforderlich werden.

Aus diesen zwei Gehäusetypen -lassen sich ohne weiteres je nach Wahl die verschiedensten Zusammenstellungen von Utnformersätzen erreichen. So ist es möglich, zwei Maschinen mit unter sich gleichen konischen Gehäusen aneinanderzuflanschen und miteinander zu kuppeln oder zwischen die beiden konischen Teile,,, ein oder zwei zylindrische

use einzufügen. Es läßt sich aber auch !zylindrisches und ein konisches Gehäuse .^ jeipanderstellen und durch Ausbildung dfs^ünteren Lagerschildes des zylindrischen Teiles als Ständerfuß in bekannter Weise zu einem vertikalen Umformersatz zusammenfügen. Außerdem ist jede Maschine in ihrem Gehäuse auch allein, beispielsweise als Antriebsmotor für andere Zwecke, verwendbar. Demnach ist ersichtlich, daß durch die Ausbildung der Einzelgehäuse die Lagerhaltung an Einzelteilen ganz erheblich verringert wird, denn für jede Größentype sind nur zwei Gehäusegrundformen vorhanden, die sich aber in verschiedener Weise zusammenstellen lassen. ."

Die einzelnen Gehäuseformen und die in Betracht kommenden Zusammenstellungen derselben zu Umformersätzen werden an Hand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Abb. 1 zeigt einen Zweimaschinensatz in horizontaler Ausführung. Von den zwei konischen Gehäusen 1 und 1', die unter sich vollkommen gleich ausgebildet sind, enthält eines den Motor, das andere den Generator. Beide Maschinen besitzen eigene Wellen, die nach erfolgtem Zusammenbau der beiden Gehäuse in an siclx bekannter Weise durch eine elastische Kupplung miteinander verbunden werden. Die Befestigung der Gehäuse 1 und 1' aneinander erfolgt über einen Zentrierrand mittels innenliegender Flansche, die miteinander verschraubt werden. An den Stirnseiten der Gehäuse 1 und 1' sind auf einem- Zentrierrand die Lagerschilde 2 und 2' aufgesetzt. Das ganze Umformeraggregat ist dadurch samt der Kupplung vollständig gekapselt. Das linke Lagerschild 2 besitzt eine mit einem aufklappbaren Deckel verschließbare Öffnung, während das rechte Lagerschild 2' normal ausgeführt ist. Beide Lagerschilde können aber auch unter sich gleich ausgebildet sein. Auf das Lagerschild 2' ist noch eine Kappe 3 aufgesetzt, welche einen auf den Wellenstumpf aufgesetzten Fliehkraftdrehzahlregler oder eine sonstige Meßeinrichtung abdeckt. Damit das Einsetzen" der elastischen Kupplung und das Zusammenflanschen der beiden Gehäuse 1 und 1' möglich ist, besitzt jedes derselben vorzugsweise auf beiden Seiten eine Öffnung, die nach erfolgter Montage durch Verschlußdeckel 4 und 4' verschlossen werden können. Durch diese Öffnungen ist gleichzeitig auch eine leichte Überwachung der Kollektoren, Schleifringe und Bürsten gewährleistet, insbesondere wenn in die Verschlußdeckel in an sich bekannter Weise Fen-

ster, ζ. B. Cellonfenster, eingesetzt werden. Die Verbindung der beiden Gehäuse ι und i' durch die innere Verschraubung ist derart starr, daß das Umformeraggregat wie eine Einzelmaschine lediglich mit vier Füßen 5, 5' versehen zu werden braucht und damit ohne Grundplatte auf der Unterlage befestigt werden kann. Damit die Gehäuse 1 und 1' auch für andere Zusammenstellungen verwendet werden können, sind die Füße 5 und 5' paarweise an die Gehäuse von außen angeschraubt. Für die Luftkühlung des gekapselten Aggregates sind spritz- und schwallwasserdichte Ein- und Austrittsöffnungen 6 und 6' an denLager-Schilden 2 und 2' vorgesehen. Die Kühlluft wird dabei durch die gleichzeitig als Ventilator ausgebildete Kupplung in axialer Richtung durch die Maschinen gedrückt.

Zur weiteren Gewichtsersparnis sind sämtliehe Gehäuseteile aus Leichtmetall, vorzugsweise aus einer bekannten seewasserfesten SiIicium-Aluminium-Legierung, hergestellt und für Gleichstrommaschinen die magnetischen Schlußjoche zwecks Vereinfachung derFabrikation gleich in das Leichtmetallgehäuse eingegossen. Für Drehstrommaschinen jedoch, bei denen der Statorring die Strömung der Kühlluft in axialer Richtung verhindern würde, werden an die Gehäuseinnenwand die bekannten Längsrippen angegossen, die gleichzeitig als Halter für den Statorring dienen. Die Kühlluft kann dann zwischen den Rippen an dem Statoreisen vorbeistreichen. In jedem konischen Gehäuse sind außerdem noch auf beiden Seiten Öffnungen zur Unterbringung' wasserdichter Stopfbuchsen 7 und 7' vorgesehen, durch die die Anschlußleitungen geführt werden. Die Lagerung der Maschinenweilen wird weiter unten an Hand der Abb. 5 näher erklärt.

Die Abb. 2 zeigt einen Dreimaschinensatz in horizontaler Ausführung, Wie ersichtlich, sind die Gehäuse 1 und 1' vollkommen die gleichen wie bei dem in Abb. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Der Motor ist hier vorzugsweise in dem z3^rlinderförmigen Mittelstück S untergebracht. An diese ist wiederum an der Innenseite das schwach konische Gehäuse 1 über einen Zentrierrand angeflanscht, und es besitzt gleichfalls an beiden Seiten Montageöffnungen, die mit Verschlußdeckeln 9 abgeschlossen werden können. Desgleichen sind an beiden Seiten Öffnungen vorgesehen, die nach Wahl zur Unterbringung der Stopfbuchsen 10 verwendet werden können. Die unbenutzten Öffnungen werden abgedeckt. Die Welle der im zylindrischen Gehäuse 8 eingebauten Maschine ist auf der linken Seite an einem an das Gehäuse innen angegossenen Lagerhalter gelagert. Auf der rechten Seite ist zur Lagerung der Welle über einen Zentrierrand das Lagerschild 11 angeflanscht, das' sich in der Form dem zylindrischen Gehäuse 8 angleicht. Zur Montage sind hier wiederum zwei Öffnungen mit Verschlußdeckein 12 vorgesehen, wie auch die Verbindung zwischen Lagerschild 12 und Gehäuse 1' die gleiche ist, wie sie bereits beschrieben wurde. Auch bei dieser Ausführungsform sind sämtliche magnetischen und elektrischen Teile des Umformersatzes vollständig gekapselt, und durch die starre Verbindung zwischen den einzelnen Maschinengehäusen ist die Grundplatte erspart, die bei den gebräuchlichen Umformeraggregaten einen großen Teil des Gesamtgewiqhts ausmacht.

In Abb. 3 ist ein Viermaschinensatz in horizontaler Ausführung· dargestellt. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich wieder auf gleiche Baueinheiten. Wie ersichtlich, sind für die vier zu einer starren Bauform aneinanderge- ; flanschten und miteinander gekuppelten Maschinen nur die zwei bereits beschriebenen Gehäuseformen verwendet, denn auch das zylindrische Gehäuse 8' mit dem angeflanschten Lagerschild 11' ist vollkommen gleich ausgebildet wie das zylindrische Gehäuse 8 mit seinem Lagerschild 11. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Bauweise für Umformeraggregate machen sich bei diesen Ausführungsformen ganz besonders bemerkbar, denn es ist offensichtlich, daß sowohl die Teilbarkeit des Aggregates zum Transport sowie auch die Vermeidung der Grundplatte einen wesentlichen Fortschritt und eine bedeutende Vereinfachung darstellen.

Abb. 4 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Kombination des zylindrischen und des schwach konischen Gehäuses, wie es bei Umformern zweckmäßig ist, für die besonders wenig Platz vorhanden ist. Der dargestellte Umformer ist ein Zweimaschinensatz in vertikaler Ausführung. Das schwach konische Gehäuse 1 ist an das zylindrische Gehäuse 8 in der bereits beschriebenen Weise angeflanscht, und es sind beide Gehäuseteile wiederum dieselben wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Das Lagerschild 11 bzw. 11', das bei den horizontalen Ausführungen nach Abb. 2 und 3 an das zylindrisehe Gehäuse S bzw. 8' angeflanscht ist, ist in diesem Falle als Fußlagerschild 12 ausgebildet und enthält an Stelle des normalen Längslagers ein Stehlager für den unteren Wellenstumpf. Die spritz- und schwallwasserdich- ten Ein- und Austrittsöffnungen für die Kühlluft am oberen Lagerschild 13 sind mit 15 und am Fußlagerschild 12 mit 14 bezeichnet. Die Kühlluft wird hier wiederum durch die Ventilatorflügel der elastischen Scheibenkupplung in axialer Richtung durch den Maschinensatz geleitet.

Gegebenenfalls können auch zwei zylindrische und eine konische Einheit mit einem Fußlagerschild 12 und einem entsprechenden oberen Lagerschild 13 vereinigt werden, so daß ein Dreimaschinensatz in vertikaler Ausführung entsteht.

In Abb. S ist ein Schnitt durch ein konisches und ein zylindrisches Gehäuse dargestellt. Wie ersichtlich, ,besitzt jedes der einzelnen Gehäuseeinheiten 1 und 8 einen einseitig angegossenen Lagerhalter 19 bzw. 16. Die zweite Lagerstelle für die Maschinenwelle im zylindrischen Gehäuse bildet das über den Zentrierrand 18 angeflanschte Lagerschild 11. Das zweite Lager der We₁IIe des in dem schwach konischen Gehäuse 1 untergebrachten -Generators oder Motors enthält das auf jedes dieser Gehäuse an der Stirnseite aufgesetzte Lagerschild 2. Damit auf dem auf dieser Seite des Umformers liegenden Wellenstumpf noch irgendwelche Meßeinrichtungen oder Drehzahlregler untergebracht werden können, ist das Lagerschild 2 in der Verlängerung der Achse offen und kann durch die Kappe 3 verschlossen werden, welche die an dieser Stelle mit der Welle zu kuppelnden Einrichtungen abdeckt. Das Aneinanderflanschen des Lagerschildes 11 mit dem schwach konischen Gehäuse ι erfolgt über den Zentrierrand 17 durch Verschraubung. Durch diese Art der Verbindung wird die Oberfläche des zusammengesetzten Gehäuses für das Umformeraggregat in keiner Weise unterbrochen, so daß die bei normalen elektrischen Maschinen gebräuchliche Bauform gewahrt bleibt.

In Abb. 6 ist das Fußlagerschild 20 des in Abb. 4 dargestellten Zweimaschinensatzes in vertikaler Ausführung im Schnitt gezeigt. 19 ist dabei der für die Unterbringung des Stehlagers Vorgesehene Teil des Fußlagerschildes.

Wie aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen ersichtlich ist, lassen sich aus der zylindrischen und der konischen Gehäuseform die verschiedensten Umformersätze zusammenstellen. Die Fabrikation und die Lagerhaltung wird dadurch äußerst vereinfacht, da außer entsprechenden Lagerschilden für jede Typenreihe lediglich die beiden Gehäuse vorgesehen werden müssen. Prinzipiell ist es auch möglich, sämtlichen Gehäusen ein und dieselbe Zylinderform zu geben, jedoch hat die konische Ausbildung der Seitenteile den Vorzug der größeren mechanischen Stabilität.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Aus mehreren miteinander gekuppelten selbständigen elektrischen Einzelmaschinen bestehender Umformersatz, da- So durch gekennzeichnet, daß die Gehäuse der Einzelmaschinen vorzugsweise über innenliegende Flansche miteinander verbunden werden, so daß ein geschlossener, alle Maschinen tragender steifer Gehäusekörper gebildet wird.

2. Aus mehreren miteinander gekuppelten selbständigen elektrischen Maschinen bestehender Umformersatz nach Anspruch I in horizontaler Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das sich selbst tragende gemeinsame Gehäuse lediglich auf zwei Paar an den Einzelgehäusen anschraubbaren Füßen ruht.

3. Aus mehreren miteinander gekuppelten selbständigen elektrischen Maschinen bestehender Umformersatz nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse jeder einzelnen Maschine einen festen Lagerhalter enthält, während als zweite Lagerstelle für die Maschinenwelle ein über einer Zentrierrand aufschraubbares Lagerschild dient.

4. Aus mehreren miteinander gekuppelten selbständigen elektrischen Maschinen bestehender Umformersatz nach Anspruch ι und 3, bei senkrechter Anordnung, dadurch* gekennzeichnet, daß das an das zylindrische Gehäuse angeflanschte Lagerschild in an sich bekannter Weise als Ständerfuß ausgebildet ist.

5. Aus mehreren miteinander gekuppelten selbständigen elektrischen Maschinen bestehender Umformersatz nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Einzelmaschinengehäuse mindestens eine mit einem Verschluß deckel abschließbare. Montageöffnung besitzt.

6. Aus mehreren miteinander gekuppelten selbständigen elektrischen Maschinen bestehender Umformersatz nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Gehäuse eine vollständige Kupplung bildet und mit spritz- und schwallwasserdichten Ein- und Austrittsöffnungen für die Kühlluft versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen