FI91818C - Sähkökoneen roottorirakenne - Google Patents

Description

91818 Såhkokoneen roottorirakenne Tåmån keksinnon kohteena on såhkokoneen roottorirakenne kasittaen akselin ja sen påalle rengasmaisista le-5 vyista ladotun levypaketin.

Oheisen piirustuksen kuviossa 1 on esitetty såhkokoneen tavanomainen roottorirakenne, jonka muodostavat akseli 1, sen påalle oleellisesti rengasmaisista levyistå 6 ladottu levypaketti 2, levypaketin påitå puristamaan 10 sovitetut puristusrenkaat 3 ja oikosulkukoneen tapauksessa roottorisauvat 4 ja niihin kytketyt oikosulkurenkaat 5. Roottorisauvat on tålloin sovitettu levypaketin levyjen kehålle meistettyihin uriin. Kåytånnon kokemusten perus-teella on osoittautunut, ettå vaikka moottorin levypaketti 15 kååmityksineen tehdåån mahdollisimman homogeeniseksi ja symmetriseksi, varsinkin nopeasti pyorivillå kaksinapai-silla koneilla tasapainotilan muuttuminen låmpotilaerojen vaikutuksesta aiheuttaa tårinåongelmia valmiilla koneella.

Esillå olevan keksinnon tavoitteena on tuoda esiin 20 roottorirakenne, jota kåytettåesså tårinåongelmat ovat våhåisempiå kuin tavanomaista roottorirakennetta kåytettåesså. Tåhån pååståån keksinnon mukaisen roottorirakenteen avulla, jolle on tunnusomaista, ettå levypaketin levyillå on yleisesti katkokartiomainen muoto.

25 Edullisesti levypaketin levyjen kartiokulma on noin 2°. . .5°, edullisesti noin 3°.

Jos roottorirakenne kåsittåå levypaketin påitå ak-siaalisuunnassa tukemaan sovitetut puristusrenkaat, on edullista, ettå puristusrenkaiden levypaketin puoleisilla 30 otsapinnoilla on levypaketin katkokartiomaista muotoa vas-taava muoto. Kåytånnosså puristusrenkaiden otsapintojen katkokartiomainen muoto voidaan aikaansaada joko siten, ettå niiden otsapinnat ovat kauttaaltaan katkokartiomaiset niiden kartiokulman vastatessa levypaketin levyjen kar-35 tiokulmaa tai vaihtoehtoisesti puristusrenkaiden levypake- • • · 91818 2 tin puoleiset otsapinnat kåsittåvåt yhden tai useampia oleellisesti rengasmaisia alueita, joilta puristusrenkaat ovat kosketuksessa levypaketin paatylevyjen kanssa.

Seuraavassa keksinnon mukaista sahkokoneen rootto-5 rirakennetta ja sen toimintaa kuvataan yksityiskohtaisem-min viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittaå tavanomaisen sahkokoneen roottori-rakennetta, kuvio 2 esittaå roottorirakenteen levypaketin levyn 10 roottorin akselia vasten asettuvaa meistettyå reunaa, kuvio 3 esittaå keksinnon mukaisen roottorirakenteen esimerkinomaista suoritusmuotoa, ja kuvio 4 esittåå keksinnon mukaisen roottorirakenteen toista esimerkinomaista suoritusmuotoa.

15 Keksinnon mukaisen roottorirakenteen låhtokohtana on ajatus, ettå tavanomaisilla kuviossa 1 esitetyn kaltai-silla roottorirakenteilla esiintyvåt tårinåongelmat eivåt niinkåån aiheudu roottorirakenteen epåhomogeenisuudesta tai epåsymmetrisyydesta vaan siitå, ettå pååasiallisin syy 20 tasapainotilan muuttumiselle on kutistusvoiman avulla akselille sovitetun levypaketin vaikutus akselin pinnalla. Kun levypaketin levyihin meistetåån reiåt akselia 1 vårten, nåillå meistetyillå reunoilla on kuvion 2 mukainen viisteenomainen profiili. Tåmå profiili on siis epåsymmet-* 25 rinen ja sisåltåå jåysteen levyn takapinnalla meistosuun- nasta katsottuna. Tåmån viisteenomaisen profiilin johdosta kutistusvoima, jonka avulla levypaketin levyt liitetåån akselille 1, kohdistuu akseliin epåsymmetrisesti, jolloin levy pyrkii kallistumaan våljemmån puolen suuntaan ja 30 asettumaan lautasta muistuttavaan yleisesti likimain kar-tiomaiseen muotoon. Tavanomaisessa kuvion 1 mukaisessa roottorirakenteessa levyt 6 kuitenkin pakotetaan koh-tisuoraan akseliin 1 nåhden. Tåstå seuraa, ettå levyjen pintapaine akselia vastaan on indifferentti, mikå voi 35 muuttaa erittåin merkittavåsti tasapainotilaa roottorin 3 91818 muissa osissa tapahtuvien pienten jannitystilamuutosten takia, joita syntyy mm. juuri lampotilaerojen vaikutukses-ta. Kyseisen ilmion merkittavyytta kuvaa se, etta joissa-kin testeisså moottorin lammetesså varåhtelyn on havaittu 5 muuttuvan låhellå hyvåksyttavaa olevasta arvosta yht'akkia yli kolminkertaiseksi.

Keksinnon mukaisen roottorirakenteen perusideana on, etta levyjen annetaan asettautua tai ne pakotetaan jånnitystilan kannalta stabiiliin asentoon eli yleisesti 10 kartion tai tarkemmin sanoen katkokartion muotoon. Tållai-sia ratkaisuja on esitetty oheisen piirustuksen kuvioissa 3 ja 4 .

Kuvion 3 mukaisessa rakenteessa levypaketin 12 le-vyt 6 on pakotettu puristusrenkaiden 13A ja 13B avulla 15 yleisesti katkokartiomaiseen asentoon. Taman aikaansaami-seksi puristusrenkaat 13A ja 13B on levypaketin 12 puolei-silta otsapinnoiltaan koneistettu haluttua kartiokulmaa vastaavaan muotoon. Kartiokulma voi kaytånnosså vaihdella noin vålilla 20...5° olien edullisimmin ehkå noin 3°. Tal-20 lainen kuvion 3 mukaisessa roottorirakenteessa kåytetty levypaketti siis ensin puristetaan erillisessa puristimes-sa puristusrenkaidensa 13A ja 13B valisså siten, etta sen levyt saavat oleellisesti katkokartiomaisen muodon, minka jalkeen levypaketti kuumennetaan sopivaan låmpotilaan sen 25 saamiseksi lampolaajentumaan, minka jalkeen kuuma levypaketti tuodaan akselille 1 lopulliseen asentoonsa siten, etta esimerkiksi sen toinen puristusrengas 13A tukeutuu akselilla olevaa olaketta vasten ja levypaketin annetaan jååhtyå tahån asentoonsa. Levypaketin jåahtyesså se pyrkii 30 kutistumaan ja taman kutistusvoimansa ansiosta kiinnittyy erittåin lujasti ja luotettavasti akselille 1. Tåten levypaketin levyjen 6 sisåreika meistetaan kåytannossa hivenen pienemmaksi kuin mitå on akselin 1 halkaisija siltå koh-taa, jolle levypaketti sovitetaan.

35 Karkeasti ottaen roottorilevypaketin levyt voidaan « 4 · 91818 4 latoa kolmella eri tavalla. Ensimmåisesså tavassa levyt ladotaan ilman esilåmmitystå suoraan akselille. Tålloin sovite on sen verran valja, etta roottoripaketin pyorimi-nen akseliin nahden on varmistettu kiilalla. Toisessa ta-5 vassa levyt lammitetaan noin 100° C låmpotiolaan ja ladotaan yksitellen, pakkoina tai kokonaisena pakettina akselille. Talloinkin kaytetaån yleenså varmistuskiilaa. Kol-mannessa tavassa levypaketti lammitetaan yli 200° C låmpo-tilaan ja asetetaan akselille. Tassa tapauksessa varmis-10 tuskiila on tarpeeton. Keksinnon mukainen kartiorakenne soveltuu kåytettåvåksi ja on edullinen kaikissa edellå kuvatuissa tapauksissa, mutta suurin hyoty siita saadaan kolmantena mainitussa tapauksessa.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnon mukaisen roottori-15 rakenteen toinen esimerkinomainen suoritusmuoto, joka vas-taa kaikilta muilta osiltaan kuvion 3 mukaista suoritus-muotoa, mutta siina puristusrenkaiden 23A ja 23B levypake-tin 12 puoleisia otsapintoja ei ole tyostetty kartiomai-siksi. Haluttu kartiomuoto voidaan kuitenkin synnyttåå 20 levypaketille 12 myos naiden puristusrenkaiden 23A ja 23B avulla, koska niiden levypaketin puoleiset otsapinnat kå-sittåvat rengasmaisia alueita, joilta puristusrenkaat ovat kosketuksessa levypaketin paatylevyjen kanssa. Tålla ta-voin puristusrengas 23A tukeutuu levypakettiin 12 ainoas-25 taan otsapintansa reuna-alueelta kun taas puristusrengas 23B tukeutuu levypakettiin sekå akselin 1 viereiseltå reu-naltaan ettå ulkoreunaltaan, joka on varustettu haluttua kartiokulmaa vastaavalla ulokkeella. Tåten puristusrenkaan 23B levypaketin puoleisen otsapinnan verhopinta on katko-30 kartiomainen ja sen kartiokulma vastaa levypaketin 12 haluttua kartiokulmaa.

Kåytettåesså erityisesti kuvioiden 3 ja 4 mukaisia ratkaisuja, joissa levypaketin 12 levyt 6 pakotetaan kat-kokartiomaiseen muotoon, ne voidaan pakottaa tåhån muotoon 35 joko siina suunnassa, johon ne luontaisesti asettuisivat * 5 91818 kuviosta 2 ilmenevån viisteenomaisen profiilin johdosta tai tåhån nåhden vastakkaiseen suuntaan. Jålkimmåistå vaihtoehtoa ei voida kuitenkaan kåyttåå silloin, kun levy-paketin levyjen annetaan luonnostaan asettua katkokartio-5 maiseen muotoon ja levypaketti sidotaan yhteen ilman pu-ristusrenkaita esimerkiksi hartsin avulla.

Keksinnon mukaisessa menetelmåsså roottorirakenteen jannitysten stabilointi aikaansaadaan levypaketin sovituk-sella kartiomaiseksi. Levypaketin jannitysten stabiloin-10 tiin on esitetty myos muita tunnettuja ratkaisuja. Yksi naista όη levyjen sisareiån koneistaminen, jolloin pinta-paine on symmetrinen eika aiheuta levyyn painetta muuttua kartiomaiseksi. Tåssakin tapauksessa kartiorakenteella saadaan edelleen parannettua stabiilisuutta, joskin ko-15 neistus tålloin on sinånså tarpeeton. Toinen mahdollisuus symmetrointiin on latoa levyt yksitellen tai såånnollisis-så ryhmissa siten, etta niiden jåysteet ovat vastakkaisil-la pinnoilla. Tåma tekotapa kasvattaa roottorissa syntyvia lisahåvioitå. Molemmat mainitut menetelmåt ovat lisaksi 20 valmistuskustannusten kannalta epåedullisempia kuin keksinnon mukainen rakenne.

Ylla keksinnon mukaista sahkokoneen roottoriraken-netta on kuvattu joidenkin esimerkinomaisten suoritusmuo-tojen avulla ja on ymmarrettåvaå, etta niihin voidaan teh-25 då joitakin rakenteellisia muutoksia poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten måårittelemåstå suoja-piiristå.

• «

Claims (5)

91818

1. Såhkokoneen roottorirakenne kåsittåen akselin (1) ja sen paålle rengasmaisista levyistå (6) ladotun le- 5 vypaketin (12), tunnettu siitå, ettå levypaketin (12) levyilla (6) on yleisesti katkokartiomainen muoto.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen roottorirakenne, tunnettu siita, etta levyjen (6) kartiokulma on noin 20...5°, edullisesti noin 3°.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen roottorira kenne, joka kasittaa levypaketin (12) paita aksiaalisuun-nassa tukemaan sovitetut puristusrenkaat (13A, 13B; 23A, 23B), tunnettu siita, etta puristusrenkaiden (13A, 13B; 23A, 23B) levypaketin (12) puoleisilla otsapin- 15 noilla on levypaketin katkokartiomaista muotoa vastaava muoto.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen roottorirakenne, tunnettu siita, etta puristusrenkaiden (13A, 13B) otsapinnat ovat katkokartiomaiset niiden kartiokulman vas- 20 tatessa levypaketin (12) levyjen (6) kartiokulmaa.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen roottorirakenne, tunnettu siita, etta puristusrenkaiden (23A, 23B) levypaketin (12) puoleiset otsapinnat kåsittåvåt yhden tai useampia oleellisesti rengasmaisia alueita, joilta puris- 25 tusrenkaat ovat kosketuksessa levypaketin pååtylevyjen kanssa. l; 91818