DE969069C

DE969069C - Geschweisstes Gehaeuse fuer den Staender elektrischer Maschinen

Info

Publication number: DE969069C
Application number: DES42775A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Barby
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-02-23
Filing date: 1955-02-23
Publication date: 1958-04-30

Description

Geschweißtes Gehäuse für-den Ständer elektrischer Maschinen Die Gehäuse für den Ständer großer elektrischer Maschinen werden zum großen Teil durch Schweißen hergestellt, da dadurch eine erhebliche Gewichts- und Kostenersparnis erzielbar ist. Beispielsweise zeigen die Fig. I bis 3 ein derartiges geschweißtes Ständergehäuse für einen langsam laufenden vertikalen Wasserkraftgenerator.
Fig. I zeigt eine äußere Draufsicht auf das Gehäuse, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-B-C-D der Fig. I, wobei der linke Teil der Fig. 2 sich auf den Schnitt nach der Linie A-B und der rechte Teil auf den Schnitt gemäß .der Linie C-D bezieht; Fig. 3. zeigt schließlich einen axialen Schnitt gemäß der Linie E-F der Fig. 2. Man sieht, daß das Gehäuse aus den drei ringförmigen Platten I, 2 und 3 aufgebaut ist, wobei die Hauptringplatten I und 2 für das Erfassen und Halten der aktiven Bleche 14 des Generators bestimmt sind. Die infolge der vertikalen Bauart waagerechten Platten I, 2 und 3- des Gehäuses werden über senkrecht stehende Radialrippen 4 bzw. 5 und über den äußeren Mantel 6 durch Verschweißung miteinander verbunden. Dieser äußere Mantel besitzt Öffnungen 7, durch die die zwischen den Ständerblechpaketen I4 am äußeren Umfang austretende Kühlluft aus dem Gehäuse nach außen treten kann. Eine derartige Anordnung weist nun noch erhebliche Nachteile auf. Die im Mantel 6 autogen ausgeschnittenen Öffnungen ergeben Abfall, die Radialrippen 4 und 5 bewirken nur eine geringe Versteifung des Gehäuses in bezug auf die tangential angreifenden Drehmomentkräfte. Ferner ergeben die toten Ecken zwischen dem Mantel 6 und den Rippen 4 sowie der senkrechte Aufprall der radial austretenden Kühlluft auf die Umrandungen der Löcher 7 und deren scharfe Kanten starke Kontraktionsverluste für die Belüftung der Maschine.
Es ist weiterhin bekannt, die ringförmigen Stirnplatten, aus denen das Ständergehäuse einer großen elektrischen Maschine aufgebaut ist, durch U-förmige Rippen oder auch durch Hohlprofile abzustützen. Bei den bekannten .Anordnungen werden jedoch die geschilderten Kontraktionsverluste für die Belüftung der Maschine nicht verhindert.
Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Neugestaltung eines durch Schweißen hergestellten Ständergehäuses von elektrischen Maschinen, insbesondere von langsam laufenden Wasserkraftgeneratoren, bei der sich für die radial austretende Kühlluft besonders günstige Verhältnisse ergeben. Gemäß der Erfindung sind die zwischen den ringförmigen Stirnplatten eingeschweißten Hohlprofilstützen unter Wahl eines Dreieck- oder Trapezprofils so angeordnet, daß die der größeren Dreieck-oder Trapezseite zugeordneten Seitenflächen der Hohlprofilstützen in ihrer Aufeinanderfolge die äußere Mantelfläche des Gehäuses unter Freilassung von Lüftungsöffnungen bilden.
Die Fig.4, 5 und 6 veranschaulichen die neue Anordnung für den vertikalen Wasserkraftgenerator der Fig. I bis 3, wobei die Fig. 4 in der Projektion der Fig. I und ebenso die Fig. 5 der Fig. 2 bzw. Fig. 6 der Fig. 3 entspricht. Auch die eingezeichneten Schnittlinien entsprechen denen in den Fig. I bis 3. An Stelle der Radialrippen 4 und des äußeren Mantels 6 der bekannten Anordnung treten jedoch zwischen den ringförmigen Stirnplatten I und 2 die rohrförmigen Hohlprofilstützen 8, die an ihren Stirnseiten mit den Ringplatten I und 2 verschweißt sind. Diese Hohlprofilstützen 8 besitzen in dem Ausführungsbeispiel den Querschnitt eines stumpfen Dreiecks, wobei die große Seite des Dreiecks am Gehäuse nach außen gekehrt ist, während die stumpfe Spitze nach innen zu liegt. Außerdem sind diese Hohlprofilstützen 8 am Umfang der Maschine nicht unmittelbar aneinandergereiht, sondern unter Freilassung von Lüftungsöffnungen 9, durch die die Kühlluft, die aus dem Rücken des aktiven Ständerblechpaketes 14 austritt, nach außen gelangen kann. Diese rohrförmigen Hohlprofilstützen 8 zwischen den Stirnplatten I und 2 ergeben nun neben einer wesentlich besseren Versteifung des Gehäuses in tangentialer Richtung noch eine erhöhte Knickfestigkeit, wie sie zur Aufnahme der Vertikalkräfte erforderlich ist, wenn z. B. das Traglager oberhalb des Generators angeordnet wird und die Tragbrücke sich auf das Gehäuse abstützt. Die großen Abluftöffnungen 9 mit den stark gerundeten Kanten an den Hohlprofilstützen 8 und die gute Luftführung durch die schrägen Wände der dreieckigen Rohrstücke 8 ergeben ferner eine erwünschte Widerstandsverringerung im Kühlluftkreislauf.
Auch die radialen Rippen zwischen den Ringplatten 2 und 3 bei der bekannten Anordnung sind in den Fig. 4 bis 6 durch eine Kastenkonstruktion ersetzt. Zwar ist zwischen diesen Platten 2 und 3 ebenso wie in den Fig. I bis 3 ein durchgehender äußerer Mantel IO vorgesehen. Für die innere Versteifung sind jedoch die Teile II eingeschweißt, die wannenförmigen Querschnitt besitzen und in Verbindung mit dem äußeren Mantel IO Kästen mit rechteckigem Querschnitt ergeben. Diese Kästen befinden sich dabei in axialer Richtung über den Öffnungen 9 zwischen den ringförmigen Stirnplatten I und 2. Dadurch tragen die Kästen II auch zur Versteifung des Hauptteiles des Ständergehäuses im Bereich der Öffnungen 9 bei.
Bei der Herstellung des Ständergehäuses kann man die Stirnplatten aus einzelnen Bögen durch Verschweißung zusammensetzen. Die aus wesentlich schwächerem Blech (z. B. 6 mm) als die Stirnplatten hergestellten Hohlprofilstützen 8 werden aus einem Stück zusammengebogen und an der der Maschinenachse zugekehrten Stoßstelle des Dreiecks zusammengeschweißt. Es hat sich gezeigt, daß mit der Schweißkonstruktion der Erfindung nicht nur die geschilderten Vorteile für das Ständergehäuse erzielt werden, sondern daß außerdem das Gewicht des Ständergehäuses auf weniger als 8o '/o der bekannten Anordnung vermindert werden konnte.
Wie bereits erwähnt, könnten die rohrförmigen Hohlprofilstützen 8 statt eines dreieckähnlichen auch einen trapezähnlichen Querschnitt aufweisen, wobei die große Trapezseite wieder die Mantelfläche des Gehäuses bildet, während die kleine Trapezseite durch das Abschneiden des stumpfen Winkels an dem Dreieck der Fig. 4 bis 6 entsteht. Für die Erfindung ist es auch nicht wesentlich, daß genau eine Dreieck- oder eine Trapezform eingehalten wird. Beispielsweise könnten die Ecken des Dreiecks oder des Trapezes durch stärkere Abrundungen bzw. durch kreisförmige Querschnittsteile ersetzt sein.

Claims

PATENTANSPRACHE: i. Geschweißtes Gehäuse für den Ständer elektrischer Maschinen, insbesondere für langsam laufende Wasserkraftgeneratoren,bei denen zwischen den ringförmigen Stirnplatten Hohlprofilstützen eingeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofilstützen unter Wahl eines Dreieck- oder Trapezprofils so angeordnet sind, daß die der größeren Dreieck-oder Trapezseite zugeordneten Seitenflächen der Hohlprofilstützen in ihrer Aufeinanderfolge die äußere Mantelfläche des Gehäuses unter Freilassung von Lüftungsöffnungen bilden.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ringförmigen Stirnplatte und einer vorgelagerten ringförmigen Hilfsplatte in axialer Richtung Hohlprofilstützen mit rohr- oder wannenförmigem Querschnitt eingeschweißt sind, wobei sich diese Hohlprofilstützen in axialer Richtung über den Lüftungsöffnungen an der äußeren Mantelfläche des Gehäuses befinden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 877 347; britische Patentschrift Nr. 322 829; Dr.-Ing. C. v. D o b b e l e r , Konstruktion elektrischer Maschinen, 2. Auflage, Leipzig, 1953 (Band III des Leitfaden der Elektrotechnik von Mueller-Werr), S. 81 und 82.