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Stromwender Es sind bereits Stromwender bekannt, bei denen ein Klemmring
verwendet wird, um die V-förmigen Druckringe, zwischen denen die Stromwenderlamellen
liegen, günstig zusammenpressen. Ein mit einem solchen Klemmring versehener Stromwender
eiignet sich für hohe Umfangsgeschwindigkeiten.
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Nach der Erfindung wird eine solche Anordnung wesentlich verbessert.
Der Klemmring erhält Aussparungen an der äußeren und inneren Mante#1Mch"-2, und
die Druckringe besitzen Ansätze, durch die das Drehmoment der Fliehkraft und diet
Beanspruchung der- Druckflächen möglichst klein, das Gegendrechmoment des Anproßdruckeis
und das Trägheitsmoment des Querschnitts des Druckringes möglichst groß gehalten
werden. Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen im folgenden näher
beschrieben.
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In Fig. i liegt der Stromwender 8 neben dem Läufer
7. Die Nabentrommel 9 des Stromwenders sitzt entweder unmittelbar
oder unter Zwischenschaltung einer Büchse i i auf der Läuferwelle i o. Der Stromwender
8 besteht aus Lamellen 18, die V-f örmige Ausschnitte ig an ihren Enden haben
und zwischen V-förmigen Druckringen 20 und 21 fest-, - ehalten wer-den. Die
Druckringe hängen bei der in Fig. i dargestellten Ausführungsform mit der Nabentrommel
9 nicht zusammen, während dagegen bei ider Ausführungsform nach Fig. a, ider
rechte Druckring und bei der nach Fig. 3 der linke Druckring mit der Nabentrommel
# aus einem Stück hergestellt sind.
Die Anordnung nach Fig. i ist
vorteilhafter als die Anordnungen nach Fig. 2 und 3, da bei ersterer die
V-förmigen Druckringe 2o und 2,1 im wesentlichen. symmetrisch ansgebilldet sind
und wie oben erwähnt, mit der Nabeintrdniniel nicht #erb-unden sind. Hierdurch wird
eine bessere Verteilung der zwischen den Stromwenderlamellen und den Druckringen
herrschenden Kräfte erzielt. In Fig. i hat der Druckring 21 eine Druckfläche,:2,7,
die auf einer entsprechenden, an der Nabentro-mmel 9 vorgesehenen Auf lagefläche
29 ruht. über diese Flächen werden Kräfte von der Nabentrommel 9 auf den
Druckring :21 und von hier auf die, Lamellen 18 übertragen. Den Proßdruck erzeugt
eine mit Außengewinde versehene, in die Nab-entrommel 9 eingeschraubte Ringmutter
26 über einen zwischen Ringrnutter und Druckring 2o nachgiebig gelagerten
Klemmring -24.
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Erfindungsgemäß besitzt auch der Klemmring 24, wie- insbesondere aus
Fig. 4 hervorgeht, dadurch einen besonderen Querschnitt, daß er mit einer
| äußeren Preßfläche 43 und einer inneren Preßfläche- |
| 45 ausgerüstet ist, die in einer Ebene 47 liegen. Die |
| Stirnflächen 41 sind in bekannter Weise ab- |
geschrägt. Das Klemniringin-aterial inder Ebene 47 wird nicht auf Schub beansprucht,
da das darauf wirkende Kräftepaar, nämlich die Reaktionskraft von F und die von
der Ringmutter
:26 auf den Klemmring ausgeübte Kraft, in derselben Ebene
angreift, und weil sich in dieser Ebene der Durcl:-1-messer des Klemmringes bei
Änderung der Beanspruchung ides Klemniringes nicht wesentlich ändert. Demgemäß tritt
auch während deis Betriebes keine wesentliche Umfangsverändeirung der Preßflächen
43 und 45 ein. Die Preßflächen 43 und 45 entstehen dadurch, daß Teile 49 und 49'
ausgespart ,verden.
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In Fig. i hat der Druckring 2o eine auf der äußeren Preßfläche 43
des Klenimringes 2#4 aufliegende Druckfläche 5 1. Die Ringmutter
26 hat eine auf die innere Preßfläche 45 des Kleminringes, wirkende Druckfläche
53. Eine der Aus,sparung 49 (s. Fig. 4) entsprechende Materialzugabe am Druckring
2o ermöglicht eine stärkere Abschrägung der V-förmigen Einschnitte 5)5# in den Stromwenderlamellen,
als bei der beikannten Ausführung die Fig. 8 zeigt. Die Materialzugabe.,
ist in Fig. i durch die Fläche 59' angedeutet, die zwischen der gestrichelten
Linie 59 und der vollgezeichneten Begrenzungslinie liegt. Daidurch tritt
eine Verstätrkung des Druckringes 2o bei 65 ein. Ferner ist es nun möglich,
durch die vorerwähnte stärkere Abs(#hrägung eine Verstärkung der Stromwenderlamellen
bei 63 zu erzielen. Der Winkel a kann also größer gewählt werden als gewöhnlich.
Die durch die Aussparungen 49 und 49" im Vergleich zu der bekannten Ausführung gemäß
Fik. 8 gewonnene Länge- kann für die Verlängerung der Stromwenderlamellen
a-8 sowie -der Druckringe 2o -und 2,1 verwendet werden oder für die Verlängerung
der Lamellen allein. Bei Verlängerung der Stromwenderlamellen erhält man aber eine
größere Stromwenderoberfläche und damit eine größere I#,'-ühlfläche, ohne daß sich
die Außenmaße des Stromwenders ändern.
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Gemäß Fig. 5 kann die Aussparung49 auch so gewählt, werden,.daß
eine Begrenzungsfläche 67 entsteht, die kegelförinig gegen das Stromwenderinnere
abfällt. Der Druckring kann dann ettsprech-end den neuen Platzverhältnissen günstiger
gestaltet werden.
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Die zulässige Umfangsgeschwindigkeit eine#s Stromwenders der beschriebenen
Art ist im wes-entlichen durch die inneren Kräfte bedingt, die sich aus der Zentrifugalkraft
der Lamellen und den Spannungen auf Grund der verschiedenen Ausdehnungen und Zusammenziehung
von Kupfer und Stahl infolge des Temperaturwechsels ergeben. Die schädlichen Kräfte
kann man sich an den aneinanderliegtenden Preßflächen von Druckring und Stromwenderlamellen
angreifend iden-ken. Eine Komponente der Resultierenden dieser Kräfte ist mit P
bezeichnet. Das Drehmoment, das, bestrebt ist, den Stromwenderzylinder zu zerreißen,
ist gleich P mal, idem senkrechten Abstanid des Schwerpunktes.IVI der Querschnittsfläche
des Druckringes 2o von der Kraftrichtung-von P. Wenn man dieses Produkt kleiner
gestaltet oder das Gegendrehmoment vergrößert, so hält der Zylinder eine größere
Umfangsgeschwindigkeit aus. Nach der Erfindung wird das Produkt P mal senkrechter
Abstanddes Schwerpunktes der Querschnittsfläche-des Druckringeg:2o von der Kraftrichtung
von P durch Verkürzung des Abstandes verkleinert, indem der Schwerpunkt von M nach
2f verlagert wird. Zu diesem Zweck erhält erfindungs-gemäß der an. der Nabentrommel
9 anliegende Teil des Druckringes 2o eiinen Ansatz 69. Die gestrichelte,
Linie 68 in Fig. 8 deuteit die bekannte Ausführung an. Durch die Größe
der Materialzugabe 59' am Druckring bei der Aussparung 49 kann die Wirkung
des: Ansatzes 69, der je nach Bedarf verschieden groß gewählt wird,
eine verschiedene sein. Ferner wird durch diesei Materialzugaben 59' und
69 am Druckring:2o das Trägheiitsmoment des Druckringels vergroßert, wodurch
eine zusätzliche Gegenwirkung gegen die Stromwenderzerreißkräfte zustande kommt.
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Das Gegendrehmoment gegen das Moment der Kraft P wird nach der Erfindung
außerdem noch durch besondere Formgebung der Aussparung 49 im günstigen Sinn beeinflußt.
F stellt die Kraft dar, die auf Grund der Biegebeanspruchung des Klemmringes 2,4
auf den Druckring 2o wirkt. Das Moment dieser Kraft F ist von der Lagei der Preßfläche
43 zum Schwerpunkt abhängig. Dtirch die Abschrägung 71 (Fig. 6) der Preißfläche,
ergibt sich eine Richtung der Kraft F schräg nach oben und ,somit ein anderer senkrechter
Abstand des, Schwerpunktes von der Kraftrichtung. Dabei wird das -
Moment
zunehmen nach einer trigonometrischen Funktion das Winkels der Abschrägung. In Fig.
7
ist eine andere Ausführungsmöglichkeit für die Aussparung de Klenimringes
24 angegeben. Hier crhält der Klemmring die gerade Schnittfläche 72.
Gemäß
Fig. 4 und 5 sind die Preßflächen des
Klemniringes:24 in
der Nähe der senkrecht zur Achse liegenden Eben047 angeordnet, weil sie in diesem
Fall geringer beansprucht werden. Die Übereiiianderliegcnden Druckflächen 51,
53 bzw. Preßflächen 43, 45 gleiten nämlich nunmehr beii Änderungen der Kraft
P radial zum Klenimring praktisch in keiner Weise. Aus (diesem Grund treten auch
keine sonst durch das Gleiten bedingte Reibungskräfte, auf. Die Formänderungen des
Klemmringes sind daher sowohl bei zunehmender als auch bei abnehmender Beanspruchung
im wesentlichen stets dieser proportional. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß
wegen des Fehlens von Schub- bzw. Reilbungskräften eine Abnutzung ider Druck- bzw.
Preßflächen vermieden wird. Damit kann jede Lockerung der Verbindung verhindert
werden.
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Ein Stromwender gemäß der Erfindung hält höhere Umfangsgeschwindigkeiten
und Temperaturen aus als einer der bekannten Stromwender gleicher Größe.