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Aus Brennkraftkolbenmaschine und elektrischem Generator bestehendes
Stromerzeugungsaggregat Die Erfindung bezieht sich auf aus Brennkraftkolbenmaschine
und elektrischem Generator bestehende Stromerzeugungsaggregate. Zur Erzielung einer
möglichst raun- und gewichtsparenden Bauweise wird dabei vielfach die Welle des
in Reihe zur Brennkraftinaschine angeordneten Generators nur am äußeren Ende gelagert,
während sie am inneren Ende lediglich durch starre Kupplung mit der Kurbelwelle
der Brennkraftmaschine gehalten ist.
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Bei dieser Bauart zeigt es sich jedoch oft, daß` die Generatorwelle
einer vom Motor herrührenden zusätzlichen Biegungsbeanspruchung ausgesetzt ist.
Diese Beanspruchung kann entweder durch nicht genügend sorgfältige Auswuchtung oder
durch Montageangenauigkeiten verursacht werden, hat jedoch ihren Grund besonders
häufig darin, daß durch den; über Kolben und Pleuel auf die Kurbelwelle einwirkenden
Verbrennungsdruck eine elastische Verbiegung der Kurbelwelle @,znd der daran angeflanschten
Generatorwelle eintritt. Die letztgenannte Beanspruchung erzeugt eine umlaufende
oder zwischen. zwei Werten schwankende Durchbiegung der Generatorwelle. Die Folge
solcher Schwingungen-der Generatorwelle ist das Auftreten von Drahtbrüchen zwischen
Wicklung und Stromabnehmer sowie in der Ankerwicklung, das Ausbluten des Schrumpfringes
am Ankerpaket sowie Brüche der Generatorwelle.
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Um diese Gefahren zu beseitigen, ist es bereits bekannt, die Generatorwelle
außergewöhnlich zu verstärken oder eine Verstärkung der Lagerschildkonstruktion
oder ein zweites Dynamolager unter elastischer Kupplung der beiden Wellen vorzusehen.
Diese Vorschläge führen jedoch zur Verwendung nicht normaler Generatortypen und
zu einem erhöhten Aufwand an Raum, Ge-«-icht, Werkstoff und zusätzlicher Arbeit.
Nach einem anderen bekannten Vorschlage wird zwischen Antriebsmotor und Generator
eine verdrehungssteife, aber biegungselastische, zentrierende Kupplung angeordnet.
Auch hierdurch ist ein erheblicher zusätzlicher Werkstoff- und Arbeitsaufwand sowie
eine wesentliche Vergrößerung der Baulänge bedingt. Die Herstellung von verdrehungssteifen,
aber biegungselastischen Kupplungen bietet infolge der Schwingungsfähigkeit des
Gesamtsystems
große Schwierigkeiten. Ferner besteht bei den für die Herstellung der Biegungselastizität
notwendigen elastischen Gliedern der Kupplung die Gefahr des Alterns, wodurch mit
der Zeit Drehelastizität oder toter Gang in der Drehrichtung eintritt. Die Folge
ist das Auftreten von unkontrollierbaren und nicht vorauszusehenden Torsionskritischen
und die weitere Folge die völlige "Zerstörung der elastischen Glieder und das Ausschlagen
der meist ungenügend oder gar nicht geschmierten Zentrierung der Kupplung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, welche bei geringstem Aufwand von Werkstoff, Gewicht
und Raum einen unbedingt sicheren Betrieb gewährleistet und insbesondere die durch
Schwingungen der Generatorwelle verursachten Schäden vermeidet. Dies ist besonders
wichtig für tragbare und fahrbare Aggregate sowie auf Schiffen. verwendete Aggregate,
an die beziiglich leichten Gewichtes, kleiner Abmessungen und unbedingter Betriebssicherheit
besonders hohe Anforderungen gestellt werden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach
der Erfindung vorgeschlagen, das innere Ende der Gwneratorwelle zwischen Kupplungsteil
des Generators und dem Blechpaket des Ankers mit einer quer zur Achse gerichteten,
die Biegungselastizität erhöhenden Einschnürung zu versehen, so daß Durchbiegungen
der Kurbelwelle an der Einschnürungsstelle abgefangen und nur in unschädlichem Maße
auf die einseitig gelagerte Generatorwelle übertragen werden.
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Durch diese Ausbildung,der Generatorwelle wird eine praktisch unveränderte
Torsionssteifigkeit der gesamten Welle erzielt, so daß die Torsionskritische stets
einen. genügend großen Abstand von der höchsten praktisch bedeutsameil-Motorkritischen
erhält. Auf den Generatorlagerschild werden nur geringe Biegungskräfte übertragen,
so daß unter Beibehaltung einer leichten Lagerschildkonstruktion keine praktisch
spürbaren Vibrationskritischen auftreten. Die inf der Generatorwelle auftretende
Durchbiegung ist an einen Punkt verlegt, an dem die Biegungsbewegung auf andere
Konstruktionsteile keinen schädigenden Einflüß ausüben kann. Die Schwingungsbewegungen
zwischen Wicklung und Stromabnehmer sind dadurch auf sehr geringe Werte Heruntergesetzt.
Die Gefahr von Drahtbrüchen ist dadurch mit Sicherheit vermieden, und die Wicklungsanschlüsse,
die bisher elastisch ausgeführt sein mußten, können besonders einfach gehalten werden.
Ferner kann man für die Wicklung an Stelle von hochelastischen Dynamokabeln Massivdrähte
verarbeiten und zum Imprägnieren der Wicklung synthetische Lacke verwenden, die
"vegen ihrer geringen Alterungsbeständigkeit und der sich nach einiger Betriebszeit
herausstellenden Härte der Wicklung bisher für diesen Zweck nicht anwendbar waren.
Schließlich bietet die Erfindung den Vorteil, daß l>ei ihrer Anwendung auch älteren
Maschinen bei Beibehaltung der Konstruktion und der Hauptabmessungen nachträglich
in einfacher Weise die erforderliche Betriebssicherheit gegeben werden kann.
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Es ist bereits, insbesondere bei elektrischen Fahrzeugantrieben, vielfach
bekannt, torsionselastische oder vollelastische Glieder zu verwenden, jedoch sind
Zweck und Aufgabe der bekannten Einrichtungen mit denen des Erfindungsgegenstandes
nicht vergleichbar.
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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der
Zeichnung veranschaulicht.
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Die Kurbelwelle i der Brennkraftmaschine ist mit der Generatorwelle
2 durch eine starre Kupplung verbunden. Die Anschlußdrähte zwischen Ankerwicklung
3 und Kollektor sind mit 3 bezeichnet. Nach der Erfindung ist zwischen dem Kupplungsteil
6 des Generators, beispielsweise einem Kupplungsflansch. und dem Blechpaket 7 des
Ankers eine quer zur Achse gerichtete, die Biegungselastizität der Welle erhöhende
Einschnürung 8 vorgesehen, die selbstverständlich so gestaltet ist, daß keine gefährlichen
Kerbspannungen auftreten können.