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Die bisher bekanntgewordenen Druckringe zum Festspannen der schwalbenschwanzförmigen
Fortsätze der Lamellen von Stromwendern besitzen den in Fig. i der Zeichnung dargestellten
Querschnitt. Dort sind gleichzeitig die am Ring wirksamen Kräfte eingezeichnet,
soweit sie von den HaltekräSten der Stromwendersegmente herrühren. Diese werden
gegen die Wirkung ihrer Fliehkräfte und gegen ihre Wärmespannungen :durch die Druckringe
unter Ausübung der Kraft K festgehalten. Die von ,den Lamellen auf die Druckringe
ausgeübte Reaktionskraft K' ist in die radiale Komponente R und die axiale Komponente
A zerlegt. Diesen Komponenten wird durch die axialgerichtete Schraubenkraft S -der
Stromwenderspannbolzen und durch die tangentialen Spannungen im Werkstoff das Gleichgewicht
gehalten. Solche Ringe werden daher auf Zug und Umstülpen beansprucht. Dabei entspricht
der Zugspannungsanteil der radialen Kraft R. Die Stülpspannungen werden durch das
StülpmomentM hervorgerufen, das den Wert M=R - a,+ A- b
besitzt. Hierbei ist a der kürzeste Abstand der Kraftrichtung der Radialkomponente
R von einem Punkt Null, der in erster Annäherung mit dem Schwerpunkt des Ringquerschnittes
identisch ist. b ist der Normalabstand der Richtung der Kraft A von der Schraubenachse.
Die Teilmomente R-a und A- b sind in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet,
die mit entsprechenden Bezeichnungen versehen sind.
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Nach der Erfindung wird das Stülpmoment besonders klein gehalten,
indem die auf die Lamellen wirkende Druckfläche der Druckringe in axialer Richtung
nach außen verschoben ist. Auf diese Weise gelingt es, den Hebelarm a 'sehr klein
oder negativ zu gestalten. Der Ausdruck R # a wird demnach besonders klein oder
negativ, so daß das, Stülpmoment M wesentlich kleiner ausfällt als bei den bekannten
Druckringen. Der Druckring kann daher schwächer gemacht werden oder bei gleichbleibendem
Werkstoffaufwand größere Drehzahlen als bisher aushalten. Besonders: günstig werden
die Vierhältnisse dann, wenn die Druckfläche so weit nach außen verschoben wird,
daß das Moment der Radialkomponenteder von den Lamellen auf die einzelnen Druckringe
ausgeübten Druckkraft bezüglich des Schwerpunktes des Druckringquerschnittes dem
Moment der axialen Komponente der Druckkraft bezüglich er Spannbolzenachse gleich
ist. In diesem Fall wird nämlich der Ringquerschnitt überhaupt nicht mehr auf Stülpen
beansprucht.
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In Fig. a der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung
der Querschnitt eines Druckringes dargestellt. Gemäß der Erfindung ist die auf die
Lamellen wirkende Druckfläche D des Druckringes in axialer Richtung nach außen verschoben:
Der Schwerpunkt und die auftretenden Kräfte und Momente wurden wieder in- gleicher
Art wie in der Fig. i bezeichnet. Es kann nur ein Druckring eines Stromwenders,
es können aber auch beide Druckringe in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltet
sein. Sind insbesondere bei langen Stromwendern mehrere Druckringe vorhanden, dann
können alle den Querschnitt gemäß der Erfindung erhalten.
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Durch die Ausgestaltung eines Druckringes gemäß der Erfindung wird
neben der Werkstoffersparnis auch noch ein sehr günstiges Verhalten des Ringes im
Betrieb erzielt. Durch die bei den bekannten Ringen nach Fig. i eintretende Stülpung
ändert sich nämlich die Neigung der Druckfläche D . des Ringes, wie in Fig. 3 angedeutet
ist. Das bedingt eine ungünstige Beanspruchung der an dieser Fläche liegenden Isolation
und ein Abwandern der Druckkraft K am Stromwendersegment nach der Spitze dessen
Tragzackens hin. Damit kann eine Überbeanspruchung der Lamelle eintreten und -der
Zusammenhalt gefährdet werden. Dieser Mangel wird erfindungsgemäß vermieden, da
das Stülpmoment ganz oder zum großen Teil und damit auch die ungünstige Verdrehung
der Durckfläche D wegfällt.
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Durch -die erfindungsgemäße Vermeidung der Stülpbeanspruchung wird
außerdem das Verkanten der Ringführungsflächen verhindert, mit denen der Ring an
der Stromwendernabe geführt ist. Durch das Verkanten werden sonst die Ringe in ihrer
Gleitfähigkeit beeinträchtigt. Im allgemeinen werden nämlich die Spannbolzen so
elastisch ausgeführt, daß sie den Wärmedehnungen- der Lamellen im Betrieb nachgeben'
können, so daß die Druckbeanspruchungen in den Lamellen nicht allzuhoch anwachsen.
Damit sich diese günstige Wirkung der Bolzenelastizität einstellen kann, müssen
die Ringe in ihren Führungssitzen gleiten können. Werden jedoch die Ringe in ihren
Führungen durch Verkanten festgebremst, dann kann sich die Bolzennachgiebigkeit
nicht auswirken, und die Wärmedehnungenäußern sich dann in den Lamellen und Druckringen
in Form wesentlich höherer Beanspruchungen, die zu bleibenden Formänderungen und
Betriebsstörungen Anlaß geben können. Wird hingegen der Druckring nach der Erfindung
so ausgeführt, daß die. Stülpwirkung klein bzw. Null wird, dann bleiben die zylindrisch
gedrehten Ringsitzflächen auch während des Betriebes zylindrisch, so daß das Verklemmen
und seine nachteiligen Folgen ausgeschaltet sind.