DE7300666U - Elektrische Maschine mit Statorblechpaket - Google Patents

Description

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Aktiengesellschaft Brown, üoveri & Cie., Baden (Schweiz)

Elektrische Maschine mit Statorblechpaket

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine n>\t einem Statorblechpaket.

Es ist aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 489 133 bekannt, bei elektrischen Maschinen mit vertikaler Welle durch eine besondere Ausbildung der bei den

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Auflagerteilen des Maschinenfundamentes vorgesehenen Befestigung des Ständergehäuses zu erreichen, dass während des Betriebes der Maschine bei den auftretenden Erwärmungen durch die Lagerung des Ständers keine Druckspannungen zusätzlich zu denen erzeugt werden, die infolge der unterschiedlichen Erwärmung des Gehäuses und des Blechpaketes auftreten. Als Lösung dieses Lagerungsproblems wurde demnach vorgeschlagen, nach der ersten Erwärmung der Maschine auf deren maximale Betriebswärme bzw. der hierbei auftretenden gross ten Ausdehnung des Ständergehäuses, dieses auf den vorgenannten Aufiagerteilen in der sich bei zentrischem Laufspalt und bei dieser Betriebserwärmung ergebenden Lage zu fixieren, so dass im Ständer nur die Druckspannungen auftreten* die durch die unterschiedliche Erwärmung von Gehäuse und Blechpaket hervorgerufen werden.

Gemäss der vorbeschriebenen Lösung geht es hierbei demnach um eine radiale Fixierung des betriebsmässig erwärmten Stators, jedoch nicht um die Beseitigung der Druckspannungen im Statorblechpaket selbst und auch nicht um eine Verhinderung des Auskippens der Statorbleche des Paketes.

In der vorgenannten schweizerischen Patentschrift wurde nämlich ausserdem von der Annahme ausgegangen, dass die

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durch die unterschiedliche Erwärmung von Gehäuse und Blechpaket hervorgerufenen Druckspannungen im Ständer nur eine, so geringe Grosse haben, dass die gefurchte te Wellenbildung im Blechpaket infolge Ausknickens der Bleche nicht eintritt.

Nun ist aber das wärmespannungsabhängige Auskippen von Statorblechen bei grossen Wasserkraftgeneratoren bereits in den Brown, Boveri Mitteilungen vom September I966, Band 53, Heft Nr. 9, S. 538 - 5^5, ausführlich dargelegt worden; wonach das Statorblechpaket bei Betrieb höhere Temperator-en und sirie grössere radiale Ausdehnung aufweist als das Statorgehäuse und den.*uiolge das Statorgehäuse auf Zug, das Statorblechpaket hingegen auf Druck derart beansprucht ist, dass vor allem dünne Statorbleche unter diesem Druck zum Auskippen neigen. Die in der schweizerischen Patentschrift Nr. 489 133 gemachte Annahme bezüglich der Druckspannungen im Statorblechpaket wird insbesondere dadurch widerlegt, dass z.B. Statoren grosser vertikaler Hydromaschinen auch bei relativ kleinen Druckspannungen auf Blechauskippen besonders anfällig sind.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, das Statorblechpaket zumindest frei von zum Blechauskippen führenden Druckspannungen zu machen, so dass unter allen Maschinenbetriebsbedingungen unbedingt kein infolge von Wärmedehnungen sich ergebendes Auskippen von Statorblechen auftreten kann.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Statorblechpaket bezogen auf den kalten Zustand um einen Betrag nach aussan auf Zug vorgespannt ist, der zumindest näherungsweise der Dehnungsdifferenz zwischen dem im Statorgehäuse befestigten und dem bei gleicher Temperatur, insbesondere Betriebstemperatur, freiausgedehnten Statorblechpaket entspricht. Demnach ist das Statorblechpaket unter ständigem vorzugsweise radial nach aussen gerichteten Zug in das dadurch wenigstens zum Teil nach innen auf Druck vorgespannte Statorgehäuse bzw. Fundament derart einzuspannen, dass bei allen vorkommenden Betriebstemperaturen der Maschine im Statorblechpaket keine Druckspannungen auftreten können, die ein Auskippen von Statorblechen verursachen·

Durch die vorbeschriebene Lösung wird zumindest erreicht, dass, sofern ausnahmsweise überhaupt einmal im Statorblechpaket Druckspannungen auftreten sollten, z.B. bei hohen Blechpakettemperaturen, diese die aus den eingangs genannten BBC-Mitteilungen bekannte tangentiale Kippspannung

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des Statorblechpaketes unbedingt unterschreiten, wobei mit h die Blechdicke, rait r_ß der Mittelradius des Blechpaketes, mit E der Elastizitätsmodul und mit ζ die Anzahl der am Umfang angeordneten Befestigungslaschen bezeichnet ist.

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Pur die Ausführung der Erfindung empfiehlt es sich, zwischen das Statorblechpaket und den übrigen Stator bzw. zwischen diesen und das Fundament und gegebenenfalls zwischen die Teile des übrigen Stators Verstellmittel zwischenzuschalten, die den gesamten Stator unter mechanischen Vorspannungen zusammenhalten und am Fundament fixieren. So ist es zweckmässig, zwischen dem Statorblechpaket und dem Statorgehäuse Spindeln vorzusehen. Es können aber auch zwischen dem Statorgehäuse und dem Fundamentring Verstellvorrichtungen, Justiereinrichtungen, Keile, Hydraulikzylinder oder auch Fixiervorrichtungen angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist es ferner, zwischen das Statorgehäuse und das Fundament Rücklaufsperren, Hebeböcke oder auch heizkörper zu montieren. Es können die vorgenannten Spindeln aber auch zwischen dem Fudamentring und dem Fundament angeordnet sein, um hiermit vorstehend einige Verstellmittel sowie deren Montageort an der elektrischen Maschine anzugeben.

Die mit der Erfindung erzieltem Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Vorspannung des Statorblechpaketes auf Zug das Auskippen der Statorbleche infolge Wärmespannungen absolut unterbunden ist. Dies ist in vorstehend beschriebener Weise wenigstens zum Teil mit einfachen Mitteln erreichbar. Im Gegensatz j;u Ausführungen mit druckbeanspruchten Blechpaketen fällt bei erfindungsgemäss ausge-

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führten elektrischen Maschinen der tangentiale Abstand der Stäbe, also die jeweilige freie Länge zwischen zwei benachbarten Stützpunkten, weniger ins Gewicht. Deshalb kann die Keilzahl der Maschine reduziert werden«

Zur Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt und im folgenden näher beschrieben* Es zeigen

Fig. 1 eine Hälfte eines axialen Mittelschnittes durch einen Vertikalgenerator und

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt AB durch einen Viertel eines solchen Generators,

Fig. 3 ein Verstellmittel in Form einer Spindel in Seitenansicht und

Fig. k die zugehörige Draufsicht,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit am Statorgehäuse angreifenden Hebeböcken,

Fig. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel mit Verstellvorrichtungen an der Tragbrücke und am Fundsmentring,

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit unter Zugwirkung am Umfang des Statorgehäuses wirksamen Verstellmitteln,

Fig. 8 eine Justiereinrichtung,

Fig. 9 ein anderes Verstellmittel in Seitenansicht und Fig. 10 die zugehörige Draufsicht,

Fig. 11 ein weiteres Verstellmittel im Vertikalschnitt und

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Pig. 12 die zugehörige Draufsicht, Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit

paarweise angeordneten Spindeln, Pig. Ik einen Statorsektor im Vertikalschnitt und Fig. 15 das zugehörige Temperaturdiagramm Pig. .16 eine Fixiereinrichtung,
Fig. 17 eine Verbindungsvariante von Statorblechpaket und -gehäuse,

Fig. 18 noch eine weitere Variante der Erfindung und die Fig. 19a und Fig. 19b Verbindungen von Blechsegmenten.

In Fig. 1 ist eine Hälfte eines axialen Mittelschnittes durch ainer. Vertikalgenerator und in Fig. 2 ein horizontaler Schnitt AB durch ein Viertel eines solchen Generators dargestellt. Das insbesondere in Schalenbauweise ausgeführte Statorgehäuse 2 ist im Fundament 3 mittels eines Fundamentringes 4 gelagert sowie mit Hilfe einer Tragbrücke 5 seitlich im Fundament 3 befestigt, wobei z.B. Fundamentschrauben 6 Verwendung finden. Das Statorgehäuse 2 wird demnach bereits zu Montagebeginn, also vor allen weiteren Fertigungsoperationen, im kalten Zustand im Fundament 3 fixiert. Das in Richtung der Pfeile 7 zusammengepresste Statorblechpaket 1 ist an seinen fundamentbodenseitigen Endblechen mittels der unteren Pressplatte 8 und an den gegenüberliegenden Endblechen mit Hilfe der oberen Pressplatte 9 eingespannt und über

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Stäbe 10 sowie Blechlaschen 11 ?m Statorgehäuse 2 befestigt. Ausführungsgemäss wird das Statorblechpaket 1 durch den Zug der gleichmässig an seinem Umfang verteilten, als Verbindungsmittel dienenden Blechlaschsn 11 in bezug auf das Statorgehäuse 2 radial nach aussen vorgespannt. Temporär kann dies mittels Verstellmittel wie beispielsweise in Fig. 3 und k in einer Ausführung dargestellten Spindeln 12 usw. bewerkstelligt werden_r die dann bleibend durch die vorgenannten Blechlaschen 11 ersetzbar sind. Dadurch wird das Statorblechpaket 1 auf Zug, das Statorgehäuse 2 hingegen auf Druck vorgespannt wie in Fig. 2 symbolisch durch ein Plus-Zeichen für die Zugbeanspruchung von Pos.l und durch ein Minus-Zeichen für die Druckbeanspruchung von Pos. 2 angedeutet ist. Der vorgesehene Fundamentring U bzw. die Gehäusefüsse 13 (siehe Fig. 5) oder ein anderes geeignetes Zwischenelement zwischen dem eigentlichen Statorgehäuse 2 und dem Fundament 3 sind demnach elastisch auszuführen, um die sich hierbei ergebenden Abmessungsänderungen, insbesondere eine elastische Formänderung des Statorgehäuses 2 su ermöglichen, wobei mit der strichlierten Pos. 2a die durch Druck elastisch verformte Gehäusewand angedeutet ist.

In Fig. 3'ist nun eine zwischen dem Statorblechpaket 1 und einer Gehäusewange 14 anordenbare Spindel 12 in Seitenansicht und

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in Fig. 4 in Draufaicht dargestellt, wobei einzelne Teile in «isn beiden Ietzc-^enannten Figuren im Schnitt abgebildet sind. Die Positionsbezeichnungen entsprechen hierbei den der Figuren 1 und 2. Es ist demnach die Blechlasche 11 mittels der Spindel 12 an der Gehäusewange 14 befestigt, wobei die Führung 15 des mit einem Kopf 16 versehenen Schaftes der Spindel 12 mittels eines Gewindestiftes 17 sowie; einer Stiftmutter l8 an der Gehäusewange 14 und dadurch am nicht mehr dargestellten Statorgehäuse 2 fixiert ist. An den Keilflanken 19 auch der weiteren nicht; abgebildeten Stäbe 10 herrscht eindeutig Pressling. Das Keilprofil jedes Stabes 10 ist deshalb derart ausgebildet, z.B. wie ein Doppelschwalbenschwanz oder ein I-Profil, dass es in radialer Richtung des Stators Zugkräfte übertragen kann. Hierbei muss die axiale Pressung des Statorblechpaketes 1 dauernd aufrecht erhalten bleiben. Dies kann durch den Einbau von elastischen Elementen, wie z.B. Spannscheiben 20 (siehe Fig. 18), erreicht werden, wobei solche Mittel an den Enden der Stäb^ 10 zwischen den Pressplatten 8 und 9 und den Spannmuttern 21 und 22 (siehe Fig. 18) vorzusehen sind. Selbstverständlich kann das Statorblechpaket 1 hierbei zumindest teilweise, z.B. mit einem Kunstharz verklebt sein. Die Erhaltung der Vorspannung des Statorblechpaketes 1 kann auch durch wenigstens stellenweises z.B. in Streifenform erfolgendes Verschweissen der Bleche an ihren Randzonen mit unterstützt werden.

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Bei in vorbeschriebener Weise mittels Spindeln 12 bewirkter und bei allen auftretenden Betriebsbedingungen jegliche oder zumindest zum Auskippen der Statorbleiohe führende, d.h. gefährliche Druckspannungen im Statorblechpaket 1 vermeidender Vorspannung in demselben können nun die Blechlaschen 11 als stationäres Verbindungsmittel insbesondere mittels Verschweissungen 23 an den Gehäusewangen 14 und dadurch am Statorgehäuse 2 fixiert und die Spindeln 12 mit Kopf 16 samt Führungen 15 und Gewindestift 17 sowie Stiftmutter l8 entfernt werden.

In Fig. 5 ist ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem ebenfalls bei allen vorkommenden Betriebsbedingungen im Statorblechpaket 1 zumindest keine gefährlichen Druckspannungen auftreten können.

Hierfür wird das Statorgehäuse 2 vor dem Blechen im Fundament 3 über Gehäusefüsse 13 mittels Fundamentschrauben 6 fixiert. DJ.e inneren Vorspannungen von Statorblechpaket 1 und Statorgehäuse 2 werden hierbei durch Zusammendrücken des Statorgehäuses 2 in radialer Richtung von aussen nach innen erreicht, was z.B. mit handelsüblichen Hebeböcken 24 erfolgen kann, die am Statorgehäuse 2 an seinem äusseren Umfang an gleichmassig verteilten Stellen angreifend entsprechend wirksam werden. Die Hebeböcke 24 können hierbei an den

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vertikalen Wänden des Fundamentes 3 abgestutzt werden. Nachdem auf diese Weise das Statorgehäuse 2 die erforderliche Druckspannung erreicht hat, wircl das Statorblechpaket 1 mittels der Blechlaschen 11 am Statorgehäuse 2 fixiert, so dass nach Entfernung der Hebeböcke 2K das Statorblechpaket 1 durch das zurückfedernde Statorgehäuse ständig unter Zugspannung gehalten ist.

Bei nach AusfUhrungsbeispiel gemäss Fig. 6 erfolgender Verwendung von Verstellvorrichtungen 25 erfolgt deren Abstützung insbesondere an der Tragbrücke 5 und am Έ Fundamentring 4. Da hierbei die Verstel!vorrichtungen

25 je nach Drehrichtung sowoi"! radial nach innen als auch radial nach aussen wirksam sein können, kann dadurch der fertig vorgespannte Stator, also das Statorgshäuse und das Statorblechpaket 1 in deren gegenseitiger mechanischer Vorspannung verändert und dadurch korrigiert werden. Sobald nun mit Hilfe von nachstehend beschriebenen Verstel!mitteln und gegebenenfalls Verstellvorrichtungen 25 die erforderliche Druckbeanspruchung des Statorgehäuses 2 erreicht ist, wie durch das Minus-Zeichen in Fig. 6 symbolisch angedeutet, kann das in Fig. 6 nicht dargestellte Statorblechpaket 1 geblecht und, wie in den Fig. 1 und 2 bereits abgebildet, mittels Blechlaschen 11 an den von cien Rippen 26 gehaltenen Gehäuse-

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wangen l4 angeschweisst werden. Nach Verschweissung des Statorblechpaketes 1 mit dem Statorgehäuse 2 können nun die Hebeböcke 24 und gegebenenfalls die Ver-stellvorrichtungen 25 entfernt werden, wonach das Statorgehäuse 2 zumindest noch eine geringe dauernde Druckbeanspruchung erfährt, wogegen das Statorblechpaket 1 auf Zug derart vorgespannt ist, dass bei allen auftretenden Betriebsbedingungen im Statorblechpaket 1 keine Druckspannungen bzw. zumindest keine gefährlichen Druckspannungen auftreten können, wie in den Fig. 5 und 6 durch die Position +1 symbolisch für das jeweilige Statorblechpaket angedeutet ist. In der Variants gemäss Fig. 6 sind ausserdem noch den Funöamentring 4 mit dem Statorgehäuse 2 verbindende Radialbolzen 27 anbringbar, die eine Fixierung der beiden gegenseitig justierten Teile 2 und 4 ermöglichen.

Nach einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel gemäss Fig. 7 ist der im wesentlichen aus Statorgehäuse 2 und Statorblechpaket l bestehende fertig geblechte Stator durch gleichmässig am Umfang des Statorgehäuses 2 angeordnete, beispielsweise durch Formänderungspfeile 28 symbolisierte Verstellmittel, wie Justiereinrichtungen (siehe Fig. 8), Keile (siehe Fig. 9 und 10) oder Hydraulikzylinder (siehe Fig. 11 und Fig. 12) in radialer Richtung nach aussen unter Zug gesetzt, wie auch durch Setzung von Plus-Zeichen

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für Zugbeanspruchung der Teile 1 und 2 schematisch angedeutet ist. Danach kann der Stator in seiner vorgespannten Lage beispielsweise mittels Radialbolzen 27 fixiert werden, Die Fixierbolzen 27 oder Verstellmittel bilden demnach einen Teil der gesamten Konstruktion. Während auf diese Weise das Statorgehäuse 2 und das Statorbiechpaket 1 auf Zug vorgespannt bleiben, werden die elastischen Zwischenelemente zwischen Statorgehäuse 2 und Fundament 3, also die Gehäusefüsse 13 oder der Fundamentring 4, radial nach innen verformt bzw. zusammengedrückt, so dass auch bei dieser Ausführungsform ein Teil des Stators einer Druckbeanspruchung unterliegt, wie in Fig. 7 symbolisch durch ein Minus-Zeichen angedeutet ist.

In der eine Justiereinrichtung darstellenden Fig. 8 ist analog den vorhergehenden Figuren die eigentliche Spindel mit 29, die untere Pressplatte mit 8 und die Rippe des Statorgehäuses mit 26 bezeichnet. Der die Spindel 29 führende Jus'cierflansch 30 ist mit dem Fundamentring 4 verschweisst, so dass eine Drehung der Spindel 29 eine Relativbewegung zwischen Soatorgehäuse 2 und Fundamentring 4 bewirkt, wie durch die Bewegungspfeile 31 angedeutet* ist.

In Fig. 9 ist eine Zugvorrichtung mit Kellen 32 in Seltenansicht bzw. im Vertikalschnitt und

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in Fig. 10 in Draufsicht bzw. im Horizontalschnitt dargestellt, wobei entsprechende Teile wie in den vorhergehenden Figuren bezeichnet sind. Sobald nun die Keilmuttern 45 auf der Keilspindel 46 in Richtung der Druckpfeile 33 angezogen werden, ergibt sich dadurch eine Relatiwerschiebung von Statorgehäuse 2 zu Fundamentring 4 in der durch die Bewegungspfeile 31 angezeigten Richtung. ,

In Fig. 11 ist ein Vertikalschnitt durch ein Verstellmittel mit einem Hydraulikzylinder 34 abgebildet und

aus Fig. 12 die zugehörige Draufsicht zu entnehmen. Es ist aus den beiden letztgenannten Figuren zu ersehen, dass bei Erhöhung des Fliissigkeitsdruckes der Hydraulikzylinder 34 in Richtung des Richtungspfeiles 35 gegen den Bügel 36 drückt, so dass der Fundamentring 4 in radialer Richtung nach innen bzw. in Richtung des Bewegungspfeiles 31 eine entgegengesetzt relative Bewegung bezüglich des Statorgehäuses 2 bzw. des Richtungspfeiles 35 ausführt.

Bei Fehlen der vorgenannten elastischen Zwischenelemente, wie z.B.«Gehäusefüsse 13 oder Fundamentring 4, zwischen Stator und Fundament 3 können anstelle dieser Zwischenelemente Verstellmittel z.B. in Form von eigentlichen

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Spindeln 29 treten, wie eine solche insbesondere in den Pig. 8 abgebildet ist. In diesem Falle müssen solche Verstellmittel zwischen Statorgehäuse 2 und Fundament 3 in der Weise angeordnet sein, dass sie auch Kräfte in MaschinenuiLfangsrichtung aufnehmen können.

In Fig. 13 ist nun eine solche Anordnung abgebildet, bei der die eigentlichen Spindeln 29 paarweise zueinander unter einem bestimmten Winkel cL vorgesehen sind. Die eigentlichen Spindeln 29 sind hierbei symbolisch durch Pormänderungspfeile 28 vertreten. Durch günstige Wahl des Winkel cL sowie entsprechende Elastizität der eigentlichen Spindeln 29 ist es möglich, auch in Umfangsrichtung des Stators die für die Reduktion der Fundamentkräfte im Kurzschlussfalle geeignete Elastizität bzw. entsprechende Eigenfrequenzen der Drehschwingungen des Stators zu erzielen.

Ganz allgemein gilt, dass bei Fixierung des Statorgehäuses 2 mittels Verstellmittel wie Spindeln 12 oder Radialbolzen 27 das Statorblechpaket 1 auch nach längerem Betrieb nachgespannt und vor allem in seiner Form, so insbesondere bei OvalJtät bzw. Exzentrität, einfach korrigiert werden kann*

Bei den bisher beschriebenen AusfUhrungsbeispielen ist man davon ausgegangen, die Vorspannung des Statorblech-

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paketes 1 sowie des Statorgehäuses 2 bzw. des gesamten Stators bei nichtbetriebener Maschine zu erreichen. Nach einer weiteren Variante genügt es, den Stator ausserhalb des Betriebes der Maschine nur teilweise vorzuspannen, und im Betrieb mit zunehmender Erwärmung des Stators die vorgesehenen Verstellmittel derart zu betätigen,also z.B. die eigentlichen Spindeln 29 derart nachzuziehen, oder den auf die Hydraulikzylinder 3^ wirkenden Flüssigkeitsdruck derart zu erhöhen, dass das Statorblechpaket 1 bei betriebener Maschine nie unter Druckwirkung gelangt. Nach Erreichung der maximalen Betriebstemperatur wird die Vorspannung des Statorblechpaketes überprüft und der Stator in vorbeschriebener Weise fixiert.

In Fig. 14 ist wieder ein Statorsektor im Vertika!schnitt dargestellt. Die Positionsbezeichnungen entsprechender Teile wurden aus den vorhergehenden Figuren übernommen. Nach der hiarmit beschriebenen weiteren Erfindungsvariante kann der im Fundament 3 befindliche und bereits geblechte Stator mittels zwischen dem Fundament 3 und dem Statorgehäuse 2 angeordneter Heizkörper 37 von aussen nach innen erwärmt werden.

Wie Fig.« 15 zeigt, stellt sich bei der betrachteten Maschine dadurch ein Temperaturgefälle ein, das im Gegensatz zu betriebenen Maschinen Temperaturwerte t aufweist,

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die von grösseren Radien r zu kleineren !Radien r hin kleiner werden. Es liegt demnach ein Temperaturgefalle vor, das vom Maschinenäusseren zum Maschineninneren 0 hin abnimmt. Die Wärmedehnung des Statorgehäuses 2 ist somit grosser als die des Statorblechpaketes 1, so dass dadurch das Statorblechpaket 1 unter Zugwirkung und das Statorgehäuse 2 unter Druckwirkung gelangt. Nach hinreichender Erwärmung des Stators wird das Statorgehäuse 2 anschliessend zentriert und fixiert, wie dies bereits dargelegt worden ist.

j Nach einer weiteren Aus führ ungs form kann die fer-tigraon-

tierte Maschine bei sehr kleiner Leistung, d.s. einige Prozente der Nennleistung, mit ausgeschalteten Luftkühlern so lange angetrieben werden, bis sie eine entsprechende Temperatur und dadurch Ausdehnung erreicht hat. Da es hierbei praktisch kein Temperaturgefälle vom Maschineninneren nach aussen gibt, kann das Statorblechpaket 1 nach Fixierung des Stators auch bei maximaler Betriebstemperatur keiner Druckwirkung unterliegen. In manchen Fällen ist sogar die Luftreibung der Maschine für die notwendige Maschinenerwärmung ausreichend. Die letztbeschriebene Ausführungsfcrm der thermischen Maschinenbehandlung ist selbstverständlich mit der Variante gemäss Fig. I²J- kombinierbar, wobei als Heizkörper 37 z.B. mit

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Heisswasser gespeiste Luftktihler dienen können. Da bei dieser Kombination am Stator keine nennenswerte Drehmomente auftreten, sind während der Erwärmung am Statorgehäuse 2 keine RädialfUhrungen erforderlich.

Aus Fig. 16 ist eine bei den letztbeschriebenen AusfUhrungsbeispielen besonders vorteilhaft verwendbare Fixiereinrichtung ftir das Statorgehäuse 2 ersichtlich. Die letztgenannte Einrichtung hat die Form einer selbsttätigen linearen Rücklaufsperre. Diese weist in einem Rohr 38 in Reihe hintereinander angeordnete kegelförmige Sternscheiben 39 auf, deren kegelförmig zusammenlaufende Teile mittels des Fixierbolzens 2"£ radial nach aussen gerichtet geführt sind. Die Sternscheiben 39 werden ausserdem mittels einer Platte 40 in Richtung der Achse des Fixierbolzens 27a zusammengepresst, so dass am Umfang des Fixierbolzens 27a zwischen diesem und den Sternscheiben 39 ein starker ReibungsSchluss wirksam wird. Der Fixierbolzen 27a ist über eine an seinem zulaufenden Ende befindlichen Mutter 4l mit der eigentlichen Spindel 29 mit dem Statorgehäuse 2 verbunden. Sobald das Statorgehäuse 2 durch Erwärmung einerseits eine Ausdehnung in Richtung des Bewegungspfeiles 31 erfährt, wird diese auf den Fixierbolzen 27a übertragen, der sich zufolge der Kegelform und entsprechenden Anordnung der Sternscheiben

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39 ebenfalls nur in Richtung des Bewegungspfeiles verschieben kann. Wenn die lineare Rücklaufsperre nur als Montagevorrichtung dienen soll, kann die eigentliche Spindel 29 als Fixiervorrichtung mittels einer am Justierflansch 30 anliegenden weiteren Mutter 42 fixiert und die letztgenannte Montagevorrichtung zu ihrer Wiederverwendung entfernt werden.

Bei Verwendung von linearen Rücklaufsperren zur Fixierung von erwärmten Statoren können ausserdem auch noch unterstützende Hydraulikzylinder 34 zur Erreichung der gewünschten Statorvorspannungen eingesetzt werden. Diese Hydraulikzylinder können inste-nandere durch die bei Maschinen dieser Grössenordnung Üblichen Pumpengruppen flir die Hochdruckschmierung unter dem gewünschten Druck gehalten werden. Sobald nun der letztgenannte Druck zusammen mit der vorgenannten Maschinentemperatur ihre entsprechenden Werte erreicht haben, wird die Maschine in einer der vorbeschriebenen Weisen fixiert.

Es ist auch möglich, das Statorblechpaket 1 bei Fixierung z.B. durch Anschweissen der Blechlaschen 11 mittels Induktionswärme entsprechend aufzuheizen und erst dann das Ansotiweissen durchzuführen.

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Aus Pig. 17 ist eine Verbindungsausführung ersichtlich, die bei relativ starrem Statorgehäuse 2 bz'.;. Statorbiechpaköl 1 verwendbar Ist. Ersichtlicherweise kann das Statorblechpaket 1 mittels der Blechlaschen 11 mit dem Statorgehäuse 2 besonders elastisch verbunden werden. Die Blechlaschen 11 weisen ihre LängserStreckung in der Tangentialrichtung des Randes des Statorblechpaketquerschnittes auf und sind nur an den beiden Enden ihrer Längserstreckung z.B. an den Gehäusewangen l4 des Statorgehäuses 2 fixiert. Dadurch bleiben die Blechlaschen 11 in ihrem Mittelteil in radialer Richtung des Stators elastisch. Die Vorspannung von Statorblechpaket. 1 und Statorgehäuse 2 kann wieder auf eine der vorbecchriebenen Arten erfolgen.

In Fig. l8 ist eine Vertikalmittelschnitthälfte durch einen Stator abgebildet, bei dem eine Verschiebung des Statorblechpaketes 1 nicht nur in radialer sondern auch in axialer Richtung des Stators möglich ist. Um demnach eine relative axiale Verschiebung auch an den Pressplatten 8 und 9 zu ermöglichen, erfolgt die Übertragung der Press kraft in Richtung der Pfeile 7 nicht über das Statorgehäuse 2 sondern über die vom Stator unabhängigen Säulen 43. Die Verbindung zwischen Statorblechpaket 1 und Statorgehäuse 2 wird nur noch durch die Blechlaschen 11 allein hergestellt. Der vom Statorblechpaket 1 gegen eine Verschiebung in radialer Richtung verursachte Widerstand ist ausser vom Gewicht des Statorblechpaketes 1 von dessen

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rteibung auf dem Fundament ring 4 abhängig. Diese Reibung kann z.B. durch Mittel der Peststoffschmierung wie einen Belag aus Polytetrafluoräthylen oder eingefettete Nylonplatten oder Molybdändxsulfidprodukte reduziert oder durch elastische Zwischenlagen 44, die zwischen den Teilen δ und 4 anzuordnen sind und z.B. aus Gummi, Kunststoff usw. bestehen können, praktisch beliebig verringert werden. Da das Statorgehäuse 2 an der Uebertragung der Presskraft in Richtung der Pfeile 7 nicht mehr teilnimmt, kann es sowohl in seiner konstruktiven Ausbildung als auch in seiner Dimensionierung erheblich reduziert werden. Die Befestigung des Statorblechpaketes 1 gemäss Fig. 18 ist überall dort anwendbar, wo dessen Vorspannung im Zuge einer Relativbewegung zum Statorgehäuse 2 bewirkt werden kann. Ausfuhrungsgemäss ist hierbei die volle Pressung des Statorblechpaketes 1 auch bereits vor der Anlegung der Vorspannung erreichbar.

In den Fig. 19a und 19b sind weitere Mittel zur Aufrechterhaltung der Vorspannung des Statorblechpaketes 1 skizziert, Es handelt sich hierbei um formschlüssige Verbindungen de? einzelnen Blechsegmente la, die nach Fig. ν 9a von axial durchgehenden Bolzen 47 durchsetzt sind oder gemäss Fig. 19b Hammerkopf- oder Schwalbenschwanzverbindungen 48 aufweisen.

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Claims (2)

G 73 OO 666.3 : 169/72 D 3-9.1974 3 Schutzansprüche

1. Elektrische Maschine mit Statorblechpaket, gekennzeichnet durch Verstellmittel derart, dass das Statorblechpaket (1) bezogen auf den kalten Zustand um einen Betrag nach aussen auf Zug vorgespannt ist, der zumindest näherungsweise der Dehnungsdiffsrenz zwischen dem im Statorgehäuse befestigten und dem bei gleicher Temperatur, insbesondere Betriebstemperatur, freiausgedehnten Statorblechpaket (1) entspricht, indem die Verstellmittel wie z.B. Blechlaschen (11; Pig. 1,2,3,¹1,5,6,14 ,17 und 18) oder Spindeln (12; Fig. 1,2,3 und 4) zwischen dem Statorblechpaket (1) und dem Statorgehäuse (2) und/oder die Verstellmittel wie z.B. Justiereinrichtungen bzw. Rücklaufsperren (27a, 29,38,39,40,4I; Fig. 16) oder Hebeböcke (24: Fig. 5) oder Gehäusefüsse (13; Fig. 5) oder Heizkörper^?; Fig. 14) oder Spindeln(l2; Fig. 13) oder eigentliche Spindeln (29; Fig. 7 und 13) zwischen dem Statorgehäuse (2) und dem Fundament (3) und/oder die Verstellmittel wie z.B. Verstellvorrichtungen (25; Fig. 6) oder Radialbolzen (27; Fig. 6) oder Justiereinrichtungen (29,30; Fig. 8) oder Keile (32,45,46; Fig. 9 und 10) oder Hydraulikzylinder (34; Fig. 11 und 12) oder Fixiervorrichtungen (29,30,42; Fig. 16) zwischen dem Statorgehäuse (2) und dem Fundamentring (4) angeordnet sind.

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2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellmittel aus ftn Statorblechpaket angeordneten, abnehmbaren Heizwicklung;en bestehen.

BBC Aktiengesellschaft BROWN. BOVERI & Ci

Dr. Kurt Winkler