DE1281540B - Lageranordnung fuer dynamo-elektrische Maschinen - Google Patents

Description

• Lageranordnung für dynamoelektrische Maschinen Die Erfindung betrifft eine Lageranordung für dynamoelektrische Maschinen, insbesondere Wirbelstromkupplungen, bei der die Lagerschilde der Wellenlagerung vom Induktionsfluß durchflossen werden, die Lager jedoch durch magnetische Isolation und durch großflächige Übergangsstellen (Luftspalte) zwischen dem Lagerschild und dem Rotor in einem nahezu feldfreien Raum gehalten werden. Solche Maßnahmen sind notwendig, um die Lager vor Schäden zu bewahren.
• Zur Vermeidung eines Magnetflusses im Lager ist es bekannt, die gefährdeten Lager so anzuordnen, daß sie außerhalb eines Magnetfeldes oder des Streubereiches eines Magnetflusses zu liegen kommen. Dies ist jedoch nur in sehr wenigen Fällen möglich, und dort, wo durch konstruktive Maßnahmen ein Wälzlager aus dem gefährdeten Bereich herausgenommen werden kann, werden die Abmessungen der Maschine zwangläufig vergrößert. In Fällen, wo das Wälzlager nicht außerhalb des Magnetfeldes gehalten werden kann, ist es bekannt, das Wälzlager gegen den Magnetfluß durch eine sogenannte Magnetflußsperre abzuschirmen. Eine derartige Magnetflußsperre muß eine relativ große Stärke haben, um auch bei starken Magnetfeldern zur Wirkung zu kommen. Das ist aber nachteilig, da magnetisch schlecht leitende Werkstoffe ausreichender Festigkeit hohe Kosten verursachen. Außerdem reicht nach den Erfahrungen ein magnetisch schlecht leitender Umgebungsschutz auch mit sehr hoher Reluktanz nicht aus, um einen Magnetfluß bzw. dessen Streubereich von den gefährdeten Lagern vollkommen fern zu halten.
• Ferner ist eine Synchron-Maschine bekanntgeworden, bei der der durch die Erregerringspule erzeugte Magnetfluß über einen Schild in den Läufer der Synchron-Maschine geleitet wird, wobei der Magnetfluß durch die Pole des Läufers auf kürzestem Wege geschlossen wird und Streuwirkungen so gut wie ausgeschlossen sind.
• Auf Grund des erzwungenen kurzen Weges des Magnetflusses, der für das Funktionieren des beschriebenen Synchron-Motors Voraussetzung ist, und auf Grund der sich daraus zwangläufig ergebenden starken Bündelung der Flußstreuung liegt das Lager auf der Welle des Synchron-Motors außerhalb des Streubereiches des Magnetflusses. Ein durch einen Läufer einer Synchronmaschine kurzgeschlossener Magnetfluß, der die Lager außerhalb des Magnetflusses liegen läßt, bleibt auf derartige Synchronmotore beschränkt. Eine derartige Anordnung ist auf andere dynamoelektrische Maschinen nicht übertragbar, in denen Streubereiche über einen wesentlichen Teil, insbesondere einen Wälzlager aufnehmenden Teil, zwangläufig auftreten und unvermeidbar sind. In vielen elektrodynamischen Maschine» erstreckt sich der Magnetfluß von den Randzonen der Maschine bis in die Welle hinein. Die auf den Wellen sitzenden Lager liegen inmitten des Magnetflusses und müssen zur Vermeidung der bekannten Schäden wie eine Insel im Streubereich gegen den Magnetfluß abgeschirmt werden.
• Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Lageranordnung zu schaffen, die das Wälzlager mit einfachen konstruktiven Mitteln, die den Lagereinbau nicht stören und keine größere Dimensionierung der Maschine erforderlich machen, gegen den Magnetfluß im Streubereich abschirmt, indem der Streufluß gebündelt und weitgehend vom Lager abgeleitet wird, so daß eine verhältnismäßig dünne Abschirmung aus einem Material hoher Reluktanz um die Wälzlager ausreicht, um, diese zu schützen.
• Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei Lageranordnungen der eingangs genannten Art die Übergangsstellen durch labyrinthdichtungsförmige Körper hoher Permeabilität gebildet werden.
• Der labyrinthdichtungsförmige Körper verhindert durch seine große Querschnittsfläche nachteilige Induktionswirkungen. Durch seine Anordnung in unmittelbarer Nähe des gefährdeten Wälzlagers und seine hohe Permeabilität wird der Streubereich des Magnetflusses zu einem Nebenfluß gebündelt, der ferro-magnetische Fremdkörper im Kugellager anzieht und aus ihm entfernt und dabei Beschädigungen des Kugellagers auf Grund der Fremdkörper vermindert und auf diese Weise die Lebensdauer der Kugellager noch erhöht. _ Die Erfindung wird im folgenden an ein8in Ausführütigsbeispiel än Hand der Zeichnung näher erläutert.
• Die Zeichnung zeigt als Ausführunäsbeispielcinen Längsschnitt durch eine flüssigkeitsgekühlte Wirbelstromkupplung mit horizontaler Welle mit der erfindungsgemäßen Anordnung.
• Die Wirbelstromkupplung C in dem Gehäuse 2 ist mit einem Motor M zu einer Einheit verbunden. An der dem Motor abgekehrten Seite des Gehäuses ist ein Lagerschild 4 befestigt, an welchem ein Flanschring 6 durch Schrauben 8 befestigt ist. Der Flanschring 6 ist ein Teil eines magnetisierbaren Statorringes 10; der eine Erregerringspule 12 trägt; die in einem wasserdichten Gehäuse 14 angeordnet ist und über die Leitung 106 mit einer Stromquelle in Verbindung steht: Luftspalte, die einen geringen Luftspalt großer Länge darstellen. Somit erstreckt sich der magnetische Streufluß radial nach innen durch den Lagerschild 4 zur Versteifung 1.6, dann axial einwärts durch die Teile 28 und 32 der Labyrinthdichtung 26, durch einen Teil der Abtriebswelle 20 und zum Feldstück 24, entsprechend dem Pfeil 112. Auf diese Weise wird der magnetische Streufluß um das Kugellager 18 herumgeleitet.
• Ein Abschirmring um das Lager 78 auf der Antriebswelle ist nicht erforderlich, da an dieser Stelle in der Wirbelstromkupplung der magnetische Streufluß radial zum Lager unbedeutend ist. Der größere Teil des Streuflusses verläuft unmittelbar von dem Feldstück 24 zum Nabenring 82 der konusförmigen Nabe 80 längs der Pfeile 1.14.
• Die den magnetischen Streufluß bündelnde und als magnetische Brücke dienende Labyrinthdichtung zusammen mit dem Abschirmring ist auch zum Einbau in luftgekühlte Wirbelstrornkupplungen wie in jegliche andere dynamoelektrische Maschinen geeignet, in denen ein Magnetfluß Wälzlager gefährdet.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Lageranordnung für dynamoelektrische Maschinen, insbesondere Wirbelstromkupplungen, bei der die Lagerschilde der Wellenlagerung vom Induktionsfluß durchflossen werden, die Lager jedoch durch magnetische Isolation und durch großflächige Übergangsstellen (Luftspalte) zwischen dem Lagerschild und dem Rotor in einem nahezu feldfreien Raum gehalten werden, d a -durch gekennzeichnet, daß die übergangsstellen durch labyrinthdichtungsförmige Körper hoher Permeabilität gebildet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 359 571, 492 079, 909 361; deutsche Patentanmeldung S 12557 VIII d/21 dl (bekanntgemacht am 30. 10.1952); AEG-Mitt., 1956, H. 11/12, S. 357; Energie und Technik, 1961, S. 92. Bei der Bekanntmachung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.