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Bei Turbogeneratoren werden bekanntlich die auf die Wickelköpfe des
Rotors wirkenden Fliehkräfte durch eine diese umschließende Rotorkappe aufgenommen.
Eine solche Rotorkappe wird im allgemelnen auf den Rotorballen nach Einbringen der
Wicklung in die Rotornuten und nachdem die Rotorkappe durch Erwärmen im Durchmesser
vergrößert ist, aufgeschrumpft. Es sind verschiedene solche Anordnungen bekannt,
die ein Verschieben der Kappe in axialer Richtung, das durch die betriebsmäßige
Erwärmung und Abkühlung verursacht werden kann, zu verhindern. Bei einer bekannten
Rotorkäppenanordnung weist die Rotorkappe eine Nut in Umfangsrichtun2 aut. in die
ein mit.einem dem Rotorballen zugewandten Gewinde versehener Gewindering eingelegt
ist, der in ein entsprechendes in den Rotorballen eingebrachtes Gewinde eingedreht
ist (deutsches.-Patent 1138152).
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Bei einer weiteren bekannten Rotorkappenanordnung ist sowohl in der
Rotorkappe als auch im Rotorballen eine Ringnut ausgedreht. Dabei sind in der Ringnut
im Rotorballen Sicherungsringsegmente unter der Keilwirkung von dauernd in der Ringnut
des Rotorballens liegenden, in Umfangsrichtung gegeneinander verdrehbaren Verbindungselementen
in radialer Richtung in die Ringnut der Rotorkappe einschiebbar bzw. ausschiebbar
(deutsche Patentschrift 1143916).
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Bei einer weiteren bekannten Anordnun" ist ebenfalls jeweils am Ende
des Rotorballens eine Ringnut sowohl in den Rotorballen als auch in die Rotorkappe
eingedreht. In diese Rin,-nut ist ein auch die andere Ringnut ausfüllender Ring
zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen Rotorballen und Rotorkappe
eingebracht, der die axiaIen Kräfte aufnimmt (deutsche Patentschrift 1147
676).
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Es ist auch bereits eine Rotorkappenanordnung bekannt, bei der sich
an der Außenfläche des Rotorballens und der Innenfläche der Rotorkappe im Querschnitt
halbkreisförinige Ringnuten so gegen-C über liegen, daß ein ringförmiger Hohlraum
von kreisförmigem Querschnitt gebildet wird (USA.-Patentschrift 1890 340).
In diesem Hohlraum, in den eine tangentiale Bohrung gleichen Querschnitts einmündet,
soll ein dünner, aus gehärtetem Stahl bestehender Draht eingezogen werden. Der praktischen
Verwirklichung einer solchen Anordnung stehen jedoch kaum zu überwindende Hindernisse
entgegen.
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Ein gehärteter Draht von einem den auftretenden axialen Kräften widerstehender
Querschnitt stellt beim Einschieben in den Hohlraum einen so großen Formänderungswiderstand
entgegen, daß er an der Kante eines jeden Zahnes des Rotorballens hängenbleibt,
so daß bereits nach Einbringen einer Teillänge durch die große Reibung zwischen
den Flächen des Hohlraumes und dem Draht ein Steckenbleiben eintritt und der Draht
sich überhaupt nicht in seiner ganzen Länge einschieben läßt, also eine Unterteilung
und mehrere tangentiale Bohrungen in der Rotorkappe erforderlich sind.
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Besteht der Draht z. B. aus einem Material mittlerer Festigkeit, wird
dieser jedoch unter der Wirkung der auf die Rotorkappe durch die Ausdehnung der
Leiter der Induktorwicklung bei Erwärmung auf- i tretenden Kraft verfonnt bzw. bei
kleinem Querschnitt zerquetscht. Die Ringnut im Rotorballen ist im Bereich der Nuten
unterbrochen, so daß bei einer Schubbeanspruchung der Draht jeweils an. den Kanten
der Rotorzähne eingedrückt wird, so daß sich eine Art Widerhaken bilden. Soll die
Rotorkappe zu Revisionszweckeii oder bei einer Reparatur der Wicklung demontiert
werden, ist es wegen der sich an den Zähnen festhaltenden Widerhaken praktisch unmöglich,
den Draht aus dem Hohlraum herauszuziehen, da er an viel zu vielen Stellen seine
ursprüngliche Form verloren hat, und ihn, auch wenn die Rotorkappe vorher in ihre
ursprüngliche Lage zurückgeschoben worden ist, aus dem Hohlraum zu entfernen. Es
ist daher in diesem Falle notwendig, die gesamte Rotorkappe, soweit sie auf dem
Rotorballen aufgeschrumpft ist, abzudrehen, diese also zu zerstören.
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Weiter ist nicht nur die Herstellung der tangential den ringförmigen
Hohlraum anschneidenden Bohrungen, durch die der Draht eingeschoben- #werden soll,
schwierig und teuer in der Herstellung, sondern die durch die Zentrifugalkräfte
hoch beanspruchte Rotorkappe wird durch diese Bohrung gerade an der Stelle höchster
Beanspruchung entscheidend geschwächt.
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Die obengenannten bekannten Rotorkappenanordnungen sind also, wie
oben angeführt, aufwendig in der Herstellung und es bereitet große Schwierigkeiten,
bei Reparaturen oder zu Revisionszwecken die Rotorkappe abzuziehen. Es ist die Aufgabe
der Erfindung, die Rotorkappenbefestigung auf dem Rotorballen zu vereinfachen und
damit zu verbilligen, um eine leichte Demontage der Rotorkappe zu ermöglichen. Die
Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Rotorkappenanordnung für die Wickelköpfe
einer schnellaufenden elektrischen.Maschine, insbesondere Turbogenerator, bei der
der Rotorballen an den Sfirnseiten im Durchmesser abgesetzt ist und die Rotorkappen
auf die einen kleinen Durchmesser aufweisenden Enden aufgeschrumpft sind, wobei
jede Rotorkappe an ihrer dem Rotorballen zugewandten Seite eine den Durchmesser
vergrößernde Ausdrehung aufweist und dort über den Rotorballen mit Spiel hinweggreift
und wobei sowohl in der Innenseite des den Rotorballen umschließenden Teiles der
Rotorkappe als auch im Rotorballen je eine Ringnut eingedreht ist, die sich
bei aufgeschrumpfter Rotorkappe zu einem ringförmigen Hohlraum ergänzen, gemäß der
Erfindung dadurch erreicht, daß sich in dem aus den Ringnuten gebildeten Hohlraum
Kugeln oder Rollen befinden, die eine axiale Verschiebung .zwischen Rotorkappe und
- Rotorballen verhindern.
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Die Kugeln bzw. Rollen können durch Bohrungen, die in etwa radialer
Richtung in die Rotorkappe eingebracht sind, und in die Ringnut der Rotorkappe einmünden,
in den Hohlraum zwischen Rotorkappe und Rotorballen eingebracht werden. Diese Bohrungen
sind durch Verschlußschrauben verschließbar. Die Rollen können mittels eines diese
beiderseits am Umfang umfassenden Bandes geführt sein. Die axiale Länge und/oder
der Durchmesser der Kugeln bzw. Rollen ist kleiner als die entsprechenden Abmessun-Cle
, n der Ringnuten im Rotorballen bzw. in der Rotorkappe. Solche Kugeln bzw.
Rollen werden in der Wälzlagerfertigung in sehr großen Stückzahlen mit großer Genauigkeit
und hoher Festigkeit produziert, so daß diese Kuaeln bzw. Rollen zu günstigen Preisen
zur Verfügung stehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt eine Ausführung mit halbkreisfönnigen
in
den Rotorballen bzw. die Rotorkappe eingedrehten Ringnut mit eingelegten Kugeln,
und F i g. 2 zeigt eine entsprechende Anordnung mit Ringnuten mit rechteckigem
Querschnitt und eingelegten zylindrischen Rollen.
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In den Figuren ist mit 1 der Rotorballen und mit 2 die Rotorkappe
bezeichnet. Der Rotorballen ist an seinem Ende abgedreht und im Durchmesser verkleinert.
Die Rotorkappe ist mit ihrer Fläche 20 auf die zylindrische Fläche 10 des
Rotorballens aufgeschrumpft. Im Ausführungsbeispiel weist der Rotorballen noch eine
weitere kleinere Durchmesserstufe 11 auf, die im Durchmesser kleiner ist,
als der entsprechende Innendurchmesser 21 der abgesetzten Rotorkappe 2. An dieser
Stelle besteht also zwischen Rotorballen und Rotorkappe ein leichtes Spiel. Die
Rotorkappe weist zwischen den Abschnitten verschieden großen Durchmessers eine Schulter
3 auf, die sich gegen einen entsprechenden Ansatz 4 des Rotorballens anlehnt
und die axiale gegenseitige Lage fixiert. In die zylindrischen Flächen
11 und 21 sind jeweils Ringnuten eingedreht, die bei der Ausführung nach
F i g. 1 halbkreisförmig und bei der Ausführung nach F i g. 2 rechteckig
ausgebildet sind.
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In die Rotorkappen sind jeweils Bohrungen 6 in radialer Richtung
an zwei gegenüberliegenden Stellen eingebracht, durch die die Kugeln 5 bzw.
Rollen in den Hohlraum 8 zwischen den beiden Ringnuten 12 und 22 eingefüllt
werden können. Die Kugeln bzw. Rollen sind im Durchmesser bzw. der axialen Länge
etwas kleiner als die entsprechenden Abmessungen der Ringnut in der Rotorkappe bzw.
dem Rotorballen, um ein leichtes Einbringen oder Ausleeren desselben zu ermöglichen.
Die Rollen können dabei durch ein flexibles Band, das diese jeweils am Umfang umfaßt,
miteinander verbunden sein, um ein Kippen der Rollen beim Einbringen zu verhindern.
Nach Füllen der Ringnuten werden die Bohrungen 6
durch Verschlußschrauben
7 verschlossen.
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Bei der Demontage werden die beiden Verschlußschrauben herausgedreht
und die Kugeln bzw. Rollen entfernt. Nach Erwärmung der Rotorkappe und damit Vergrößerung
ihres Durchmessers wird diese anschließend abgezogen. Falls die Kugeln bzw. Rollen
einem zu starken axialen Druck ausgesetzt sind, und die Rotorkappe sich leicht in
axialer Richtung verschoben hat, kann es erforderlich sein, die Rotorkappe vor dem
Entfernen der Kugeln bzw. Rollen zu erwärmen und in ihre ursprüngliche Lage zurückzudrücken,
damit die Kugeln bzw. Rollen aus den Ringnuten entfernt werden können.