DE841017C - Wicklungsloser Massivlaeufer fuer Synchron-Maschinen mit extrem hohen Drehzahlen - Google Patents

Description

• Wicklungsloser Massivläufer für Synchron-Maschinen mit extrem hohen Drehzahlen Läufer für Synchron-Maschinen mit extrem hohen Drehzahlen, beispielsweise für 20 ooo bis 3o ooo U/min und mehr, können wegen der Zentrifugalwirkung keine Wicklungen in den Läufernuten haben. Diese Läufer bleiben daher wicklungslos. Die Nutung ist aber notwendig wegen der Polbildung. Offene Nuten würden sehr hohe Luftwirbelungsverluste verursachen, weshalb man schon nach einem früheren Vorschlag zu der Aushilfe gegriffen hat, die Nuten mit Füllstäben aus einem möglichst leichten, aber gleichzeitig sehr biegefesten, nicht magnetisierbaren Stoff zu füllen, damit eine glatte, zylindrische Läuferoberfläche entsteht. Um die Füllstäbe der Nuten gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft zu sichern, sind die Nuten schwalbenschwanzähnlich verbreitert, und die Füllstäbe haben eine entsprechende Querschnittsform. Dabei ergibt sich aber der wesentliche Nachteil, daß das Zahnprofil stärker geschwächt wird, als dies die notwendige Nutenbreite erfordern würde. Dies ist in doppelter Hinsicht ein Nachteil, nämlich sowohl für die mechanisch hoch beanspruchten Zähne als auch für den für den magnetischen Kraftfluß verbleibenden engsten Querschnitt im magnetisch leitenden Material.
• Erfindungsgemäß werden Hinterschneidungen des Zahnprofils vermieden, indem die Zähne ein gewindeähnliches Profil erhalten und die Stäbe an ihren Seitenflächen dazu passend geformt sind und in axialer Richtung in die Nut eingefügt werden können. Durch zahlreiche kleine Nuten, die ein gewindeähnliches Profil ergeben, gewinnen die Füllstäbe an den Flanken der eine Nut begrenzenden Zähne ausreichenden Halt.
• Man kann nun auch davon. absehen, die Füllstäbe aus einem Preßstück mit Gewebeeinlage zu fertigen, wie dies in einem früheren Vorschlag ausgesprochen war, und kann sogar ein Leichtmetall der nötigen Festigkeit für die Füllstäbe verwenden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Füllstäbe die gesamte Läuferlänge nicht als ein einziges Stück ausfüllen, sondern wenn sich die Füllung jeder Nut aus mehreren kürzeren Stäben zusammensetzt. Dadurch wird das Einfügen dieser Stäbe in die mit erleichtert, indem von vornherein ein klemmender Sitz in der Nut anwendbar ist. Um mit Sicherheit zu erreichen, daß die Füllstäbe in der Nut vollkommen fest eingeklemmt sitzen und daß auch wirklich alle Seitenflächen des Zahnprofils einerseits und des Füllstabes andererseits zum Tragen kommen, kann man auf dem Nutengrund einen oder mehrere Keile eintreiben, durch welche der Füllstab mit den Zahnflanken seitlich jeder Nut fest verklemmt wird. Um an schädlichem Gewicht zu sparen, ist es zweckmäßig, daß die Stäbe Hohlräume einschließen. Diese Hohlräume können in den einzelnen Stäben nach dem Nutengrund zu offen sein; da es nur darauf ankommt, daß die äußre Mantelfläche des Läufers keine zu Wirbelungen Veranlassung gebenden Öffnungen aufweist.
• Zur Erläuterung der Erfindung dienen zwei Figuren, die Beispiele wiedergeben.
• In Fig. i ist ein Massivläufer i im Querschnitt gezeichnet mit Nuten 2. Diese Nuten werden erfindungsgemäß durch einen oder mehrere Füllstäbe 3 ausgefüllt. An den Flanken 4 sind die Zähne profiliert, ähnlich einem Gewinde, und die Nutenstäbe 3 sind an den Außenflanken so geformt, daß sie in dieses Profil hineinpassen. Durch einen Keil 5 sind die Füllstäbe 3 fest verkeilt, so daß keinerlei Spiel an den Nutenflanken bleibt. Bei dieser Ausführungs= form ist beispielsweise der engste Querschnitt am Zahnfuß 6 von der Größe, die in Fig. i gezeichnet ist. Da die Nutenbreite gleich der Zahnbreite am Umfang sein soll, ergibt sich die Nutenform 2 und dementsprechend auch die Form des Zahnes zwischen zwei Nuten. Wenn der Füllstab nicht auf diese Weise, sondern in üblicher Form durch Hinterschneidung der Zahnprofile gehalten ist, dann ist der geringste Zahnquerschnitt, wie bei 8 angedeutet ist, erheblich kleiner als der Zahnquerschnitt bei 6. Es ist gewissermaßen bei einer Ausbildung der Flanken 4 gemäß der Erfindung die Hinterschneidung des Zahnprofils nur ganz gering, dafür aber in großer Anzahl vorhanden längs der ganzen Flankenhöhe oder, wie beispielsweise bei 9 gezeichnet, längs eines Teiles der Flankenhöhe. Eine radiale Verschiebung des Nutenstabes 3 ist nur möglich, wenn, wie bei einer Schraube, sämtliche Gänge abgeschert werden.
• In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch einen Füllstab 3 wiedergegeben. Der Stab 3 mißt nur einen Bruchteil der Läuferlänge, so daß mehrere solcher Stäbe in der Nut hintereinandergereiht sind. Radial nach innen zu zeigt der Füllstab 3 offene Hohlräume io zur Verminderung des Gesamtgewichtes. Diese Hohlräume können untereinander verbunden sein, jedoch ist es aus Festigkeitsgründen zweckmäßig, Querwände ii vorzusehen. Aus Fig. 2 ist die Lage eines zum Festklemmen des Stabes 3 eingetriebenen Keiles 5 ersichtlich. Diese Keile sind zweckmäßigerweise nicht länger als die einzelnen Stabstücke in einer Nut.
• Man kann,auch den Stab 3 in Fig. i seitlich derart aussparen, daß dort ein in die Zahnung der Zahnflanken 4 eingreifender Keil eingetrieben werden kann. Der Stab 3 braucht dann im übrigen nicht mit einer Zahnung versehen zu sein. Die Füllung der Nuten kann auch durch Ausgießen mit Preßstoff oder Gummi oder Fibermassen erfolgen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wicklungsloser Massivläufer für Synchron-Maschinen mit extrem hohen Drehzahlen, gekennzeichnet durch ein gewindeähnliches Zahnprofil und in die Nuten eingefügte Füllstäbe mit den Zahnflanken angepaßten Seitenflächen.
2. 2. Massivläufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung zwecks Verringerung ihres Gewichtes Hohlräume einschließt.
3. 3. Massivläufer nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstäbe mit Hilfe von am Nutengrund eingetriebenen Keilen festgeklemmt sind.
4. 4. Massivläufer nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstäbe aus Leichtmetall bestehen.
5. 5. Massivläufer nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung der Nuten sich aus mehreren kürzeren Stäben zusammensetzt.
6. 6. Massivläufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung der Nuten durch Ausgießen mit Preßstoff oder Gammi cd2r Fibermassen erfolgt.