DE9003390U1

DE9003390U1 - Elektrische Synchronmaschine mit einem Schenkelpolläufer

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Publication number: DE9003390U1
Application number: DE9003390U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1990-06-21
Anticipated expiration: 2000-03-21

Description

GR 9064037 Siemens Aktiengesellschaft

Elektrische Synchronmaschine mit einem Schenkelpolläufer 5

Die Erfindung betrifft eine elektrische Synchronmaschine mit einem Schenkelpolläufer, dessen als Langpol ausgebildete Schenkelpole jeweils einen massiven Polschaft und einen getrennten Polschuh aufweisen, der mit mindestens zwei, in Längsrichtung hintereinander liegenden Stiftschrauben am Jochring befestigt ist, wobei jede Stiftschraube in eine Gewindebohrung im Polschaft eingeschraubt ist und ihre Mutter an der radial innenliegenden Fläche des Jochringes anliegt.

Eine derartige Befestigung der Langpole eines Schenkelpolläufers ist bekannt aus Moeller Werr "Leitfaden der Elektrotechnik", Band 3, dritte Auflage 1955 "Konstruktion und Festigkeitsberechnungen elektrischer Maschinen", Seiten 47/48 (insbesondere Abbildung 48.2). Dort ist zur Befestigung des Poles eine Stiftschraube verwendet, die in einer als Sackloch ausgebildeten Gewindebohrung im massiven Polschaft eingeschraubt ist. Diese Schraube muß die Fliehkraft des Poles und der Polspule aufnehmen, wodurch sich ihr Kernquerschnitt bestimmt. Da die elektrischen Maschinen immer höhere Drehzahlen aufweisen und entsprechend höheren Fliehkraftbeanspruchungen unterliegen, ergeben sich entsprechend große Schraubendurchmesser, deren Handhabung und Unterbringung Schwierigkeiten bereitet.

Zur Befestigung von Rundpolen elektrischer Synchronmaschinen ist es weiterhin bekannt, mittig angeordnete Kopf-Dehnschrauben zu verwenden, wobei der Schraubenkopf in einer Bohrung des massiven Polschaftes auf der dem Polschuh zugewandten Seite liegt (siehe DE-PS-26 05 539).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Befestigung der Langpole eines Schenkelpolläufers so zu verbessern, daß ohne

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D 3 Nim / 19.03.1990 ·■

^{2 GR} 90G4037

Erschwerung der Fertigung und Montage hohe Fliehkraftbeanspruchungen aufgenommen werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer elektrischen Synchronmaschine der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung jeweils als Stiftschraube eine Schaft-Dehnschraube verwendet, die, in eine Durchgangsgewindebohrung im Polschaft eingeschraubt, mit der radial auSenliegenden Stirnfläche an der radial innenliegenden Fläche des Polschuhes anliegt, und die Schaft-Dehnschraube weist an der anderen radial innenliegenden Stirnfläche einen als Vieleck ausgebildeten Ansatz auf, der kleiner als der Gewindedurchmesser ist.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung einer derartigen an sich bekannten Schaft-Dehnschraube zur Befestigung von Langpolen ist die Gewindebohrung im massiven Polschaft als Durchgangsbohrung gestaltet und und somit einfach herstellbar. Durch die Anlage der einen Stirnfläche der Schaft-Dehnschraube an die radial innenliegende Fläche des Polschaftes erreicht man einen guten, fast spaltfreien Übergang des magnetischen Feldes. Weiterhin ermöglicht der an der anderen, radial innenliegenden Stirnfläche vorgesehene, als Vieleck ausgebildete Ansatz ein leichtes, von der Seite her mögliches Herein- oder Herausdrehen der Schaft-Dehnschraube aus der Durchgangsgewindebohrung des Polschaftes, so daß man auch im eingebautem Zustand des Schenkelpolläufers den Langpol völlig vom Jochring lösen kann und dieser somit in axialer Richtung ausbaubar ist.

Als Dehnlänge für die Schaft-Dehnschraube steht der im Bereich des Jochringes liegende Teil der Schaft-Dehnschraube zwischen den Gewindebereichen zur Verfugung, wobei es vorteilhaft ist, diese Dehnlänge kleiner als die Höhe des Jochringes zu wählen, damit die somit an beiden Seiten in die Durchgangsbohrung des Jochringes hineinragenden Endbereiche des Gewindes zur Zentrierung der Schaft-Dehnschraube ausgenutzt werden können. Dadurch wird bei der Montage ein Verkanten des Langpoles vermieden.

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3 GR 90G4037 Eine in Hinblick auf die Zugänglichkeit bei Montage und Demontage und auf die Kräfteübertragung zur Läuferwelle besonders günstig bemessene Ausbildungsform der Erfindung ergibt sich, wenn jeder Langpol durch paarweise in Längsrichtung symmetrisch zur mittigen Verbindung zwischen Jochring und Nabenkörper des Läufers liegende Schaft-Dehnschrauben am Jochring befestigt ist. Außerdem können im Nabenkörper Aussparungen vorgesehen sein, die, jeweils in Lage, Anzahl und Abmessungen den Schaft-Dehnschrauben entsprechend, deren radial innenliegender Stirnfläche gegenüberliegen. Auf diese Weise wird die für den Ausbau der Langpole infolge der Höhe der Schaft-Dehnschraube notwendige Höhe des freien Raumes zwischen Jochring und Nabenkörper verkürzt, ohne daß der für die Drehmomentübertragung zur Verfügung stehende Querschnitt des Nabenkörpers zu stark eingeschränkt wird.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Die Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen Pol des Schenkelpolläufers einer elektrischen Synchronmaschine.

Am Jochring 1 des Schenkelpolläufers 2 einer elektrischen Synchronmaschine, z. B. eines Dieselgenerators, sind in gleichmäßigen Abständen längs des Umfanges Langpole 3 angeordnet. Diese bestehen jeweils aus einem massiven Polschaft 4 mit einem getrennt ausgebildeten Polschuh 5, der massiv oder geblecht ausgeführt sein kann und mit dem massiven Polschaft 4 verschweißt ist. Die Langpole 3 tragen jeweils die zur Erregung der elektrischen Synchronmaschine notwendige Erregerwicklung

Zur Befestigung der Langpole 3 am Jochring 1 dienen jeweils zwei Schaft-Dehnschrauben 7. Diese liegen auf der Längsachse des Langpoles 3 jeweils symmetrisch zur mittigen Verbindung 8 zwischen dem Jochring 1 und dem Nabenkörper 9 des Schenkelpolläufers 2, der auf der Läuferwelle 10 befestigt ist. Zur

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a GR90G4037 Aufnahme der Schaft-Dehnschrauben 7 sind im Jochring 1 Durchgangsbohrungen 11 vorgesehen und im Polschaft 4 entsprechende Durchgangsgewindebohrungen 12. Diese Durchgangsgewindebohrungen 12 lassen sich leicht herstellen und ihre gesamte Höhe kann als Einschraublänge für die Schaft-Dehnschraube 7 ausgenutzt werden.

Im eingeschraubten Zustand liegt die Schaft-Dehnschraube 7 mit ihrer radial auSenliegenden Stirnfläche 13 an der radial innenliegenden Fläche IA des Polschuhes 5 an, so daß ein Spalt, der die Weiterleitung des magnetischen Feldes innerhalb des Langpoles 3 behindern würde, vermieden ist. Um eine gute Zentrierung der Schaft-Dehnschrauben 7 zu erreichen, ist außerdem die zwischen dem Gewindebereich 15 zum Einschrauben in den PoI-schaft 4 und dem Gewindebereich 16 zum Aufbringen der Mutter liegende, durch Pfeile angedeutete Dehnlänge 18 kleiner gewählt als die Höhe des Jochringes 1. In die Durchgangsbohrung 11 des Jochringes 1 ragt daher von jeder Seite ein kleiner Gewindeanteil hinein, der jeweils einen engen Spalt zu der dem Gewindedurchmesser entsprechend bemessenen Durchgangsbohrung 11 bildet und die Zentrierung bewirkt. Ein Verkanten des Langpols 3 bei der Montage, die zusätzliche Spalte im Bereich des Erregerfeldes zur Folge haben würde, wird dadurch verhindert.

Für die Befestigung der Langpole 3 werden die Schaft-Dehnschrauben 7 zunächst jeweils in die Durchgangsgewindebohrungen 12 im massiven Polschaft 4 eingeschraubt und dann mit dem Langpol 3 auf den Jochring 1 aufgebracht, derart, daß die Schaft-Dehnschrauben 7 die Durchgangsbohrungen, 11 durchsetzen.

Danach wird sichergestellt, daß die radial außenliegende Stirnfläche 13 der Schaft-Dehnschrauben 7 an der radial innenliegenden Fläche 14 des Polschuhes 5 zur Anlage gelangt ist. Nun wird jeweils die Mutter 17 auf die Schaft-Dehnschraube 7 aufgeschraubt und es wird die vorher entsprechend den auftretenden Fliehkraftbeanspruchungen bestimmte Dehnvorspannung aufgebracht, wobei deren Größe durch einen im Innern der Schaft-Dehn-

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5 GR 90G4037 schraube 7 liegenden, gestrichelt angedeuteten Dehnmeßstift 19 genau eingestellt werden kann.

In dieser Lage wird die Schaft-Dehnschraube 7, die an der radial innenliegenden Stirnfläche 20 als Vieleck, z. B. als Sechseck, ausgebildeten Ansatz 21 aufweist, gegen ein ungewolltes Lösen durch ein Sicherungsblech 22 geschützt, das über den Ansatz 21 geschoben und mit der Mutter 17 verschraubt wird. Die Mutter 17 wird außerdem in bekannter, aber nicht dargestellter Weise ebenfalls am Jochring 1 gesichert.

Die Befestigung der Langpole 3 läßt aber in gleicher Weise eine leichte Demontage der Langpole zu, auch wenn sich der Schenkelpolläufer 2 im eingebauten Zustand im Innern des nicht dargestellten Ständers der Synchronmaschine befindet. Dies wird durch den stirnseitigen Ansatz 21 erleichtert, durch den nach der Entfernung der Mutter 17, jeweils von der Stirnseite des Schenkelpolläufers 2 her, die Schaft-Dehnschraube 7 in einfacher Weise aus der Durchgangsgewindebohrung 12 herausgedreht werden kann.

Damit dafür auch bei geringem Abstand zwischen dem Jochring 1 und dem Nabenkörper 9 eine genügend große Höhe zur Verfügung steht, sind im Nabenkörper 9 Aussparungen 23 vorgesehen, die, nischenartig ausgebildet, jeweils in Lage, Anzahl und Abmessungen den Schaft-Dehnschrauben 7 entsprechen und deren radial innenliegenden Stirnflächen 20 gegenüberliegen. Die Schaft-Dehnschraube 7 kann daher beim Lösen zwecks Demontage des Poles bis in diese Aussparungen 23 heruntergedreht werden. Der zur Drehmomentübertragung dienende Querschnitt des Nabenkörpers 9 wird durch diese Aussparungen 23 aber nur unwesentlich geschwächt.

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Claims

6 GR 90G4037 Schutzansprüche

1. Elektrische Sychronmaschine mit einem Schenkelpolläufer, dessen als Langpol ausgebildete Schenkelpole jeweils einen massiven Polschaft und einen getrennten Polschuh aufweisen, der mit mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander liegenden Stiftschrauben am Jochring befestigt ist, wobei jede Stiftschraube in eine Gewindebohrung im Polschaft eingeschraubt ist und ihre Mutter an der radial innenliegenden Fläche des Jochringes anliegt, dadurch gekennzeichnet , daß jeweils als Stiftschraube eine Schaft-Dehnschraube (7) verwendet ist, die, in eine Durchgangsgewindebohrung (12) im Polschaft (4) eingeschraubt, mit der radial außenliegenden Stirnfläche (13) an der radial innenliegenden Fläche (14) des Polschuhes (5) anliegt, und daß die Schaft-Dehnschraube (7) an der anderen, radial innenliegenden Stirnfläche (20) einen als Vieleck ausgebildeten Ansatz (21) aufweist, der kleiner als der Gewindedurchmesser ist.

2. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zwischen den Gewindebereichen (15, 16) der Schaft-Dehnschraube (7) liegende Dehnlänge (18) kleiner als die Höhe des Jochringes (1) ist.

3. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Langpol (3) durch paarweise in Längsrichtung symmetrisch zur mittigen Verbindung (8) zwischen Jochring (1) und Nabenkörper (9) des Schenkelpolläufers (2) liegende Schaft-Dehnschrauben (7) am Jochring (1) befestigt ist.

4. Elektrische Synchronmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Nabenkörper Aussparungen (22) vorgesehen sind, die, jeweils in Lage, Anzahl und Abmessungen den Schaft-Dehnschrauben (7) entsprechend, deren radial innenliegender Stirnfläche (20) gegenüberliegen.

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