DE2851949A1

DE2851949A1 - Trag- und fuehrungsstern fuer die lagerung eines rotors einer vertikalen elektrischen maschine

Info

Publication number: DE2851949A1
Application number: DE19782851949
Authority: DE
Inventors: Mihailo Dipl Ing Starcevic
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1978-11-15
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1980-05-29
Also published as: GB2035712B; SE7909338L; AT363552B; FR2441942A1; IT1124961B; CA1139816A; US4293786A; CH631842A5; BR7907370A; IT7927237A0; SE442257B; GB2035712A; ATA566979A; NO151950C; NO151950B; ES253551Y; NO793649L; DE2851949C2; JPS6238940B2; ES253551U

Description

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Trag- und Führungsstern für die Lagerung eines Rotors einer vertikalen elektrischen Maschine

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trag- und Führungsstern für die Lagerung eines Rotors einer vertikalen elektrischen Maschine, mit Armen, die spitze Winkel an den Einspannstellen am Zentralkörper des Trag- und Führungssternes mit den radialen Richtungen einschliessen, wobei sich die Arme zwischen dem Zentralkörper und einem wenigstens im . wesentlichen ringförmigen Fundament erstrecken.

In der DE-AS 2 459 236 ist eine Traganordnung für die Wellenlagerung einer vertikalen, elektrischen Maschine beschrieben und dargestellt, bei der die Verbindungselemente in ihren Einspannstellen spitze Winkel mit den radialen Richtungen einschliessen und deren Enden mit einem ringförmigen Fundament fest verbunden sind. Diese Verbindungselemente sind in · der Längsrichtung unelastisch. Während der axialen Belastung dreht sich der zentrale Ring infolge der Deformation der Verbindungselemente. Die Lösung gemäss der genannten DE-AS ' sichert die zentrale Lage des inneren Ringes. Bei dieser Lösung entsteht jedoch eine ziemlich grosse Deformation infolge der axialen Kräfte.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgab.e zugrunde, einen Trag- und Führungsstern für die Lagerung, eines Rotors einer vertikalen elektrischen Maschine zu schaffen, der die Nachteile des Bekannten nicht aufweist, die Vorteile jedoch behält und zusätzlich auch die Deformation der Verbindungs- · elemente wenigstens im wesentlichen verhindert.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem Trag- und Führungs-

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stern der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Arme in zwei verschiedenen Arten ausgeführt sind, wobei die eine Art der Arme auf dem Fundament horizontal gleitend abgestützt ist und die spitzen Winkel mit den radialen Richtungen in einer Umfangsrichtung einschliesst und die andere Art der Arme mit dem Fundament fest verbunden ist und die spitzen Winkel mit den radialen Richtungen in der umgekehrten Umfangsrichtung einschliesst.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass in bezug auf die axiale Belastung der Trag- und Führungssterne symmetrisch belastet wird, so dass es kein Torsionsmoment gibt. Die befestigten Arme entsprechen praktisch dem oben beschriebenen Stand der Technik. Die gleitend abgestützten Arme verursachen ein entgegengesetztes Torsionsmoment. Somit werden beide Torsionsmomente, die von den zwei Arten der Arme stammen, gegenseitig kompensiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Es ist zweckmässig, wenn die spitzen Winkel, die die Arme mit den radialen Richtungen einschliessen^ im absoluten

Wert gleich sind und den Wert von 10° bis 40° betragen. Bei den absolut gleichen Winkeln sind die von der Axiallast herrührenden und auf den Zentralkörper wirkenden Torsionsmomente gegenseitig vollständig aufgehoben. Der Vorteil eines grösseren Winkels liegt darin, dass die Biegespannungen, die durch die Rotation entstehen, kleiner sind. Die Grosse der spitzen Winkel ist jedoch aus Konstruktionsgründen beschränkt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Arme als in vertikalen Ebenen

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angeordnete Platten ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, dass die Arme in vertikaler Richtung biegesteif sind.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform enthält der Zentralkörper Abstützungen für Traglagersegmente, wobei diese Abstützungen zwischen einem oberen Ring und einem unteren Ring auf Rippen befestigt sind, die unter ihnen verlaufen und die über ihre höheren Teile die Ringe verbinden. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass sich die Abstützungen in der Nähe der Rippen befinden, so dass die Festigkeit des Zentralkörpers weiter erhöht wird. Der obere Ring wird praktisch in horizontaler Ebene nur auf Druck und der untere Ring nur auf Zug beansprucht.

Zweckmässig sind die Rippen als geradlinige Verlängerungen der Arme ausgebildet. Somit bilden sie je eine zug- und drucksteife Einheit. Gemäss einer Ausgestaltung ist der obere Ring mit einem Führungslager zur radialen Abstützung des Tragringes des Rotors versehen. Auf diese Weise realisiert man wirtschaftlich die radiale Abstützung des Rotors.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Fundament wenigstens eine zylindrische innere Fläche aufweist, wobei die horizontal gleitend abgestützten Arme ein radiales Spiel gegenüber dem Fundament aufweisen.

Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass bei einer richtigen Dimensionierung der gleitend abgestützten Arme sich diese im betriebswarmen Zustand der elektrischen Maschine infolge der Wärmedehnung so verlängern, dass sie das Fundament in radialer Richtung kontaktieren und somit mit den festen Armen gleichwertig werden.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematiseher Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen teilweisen vertikalen Schnitt durch eine beispielsweise Ausgestaltung des erfindungsgemässen Trag- und Führungssternes,

Fig. 2 den Schnitt II-II aus Fig. 1 und

Fig. 3 einen horizontalen Teilschnitt durch eine andere beispielsweise Ausführungsform, bei der die Arme mit den radialen Richtungen grössere Winkel einschliessen.

Gemäss Fig. 1 ist ein Rotor 1 mit einem Tragring l^r und einer Welle 2 mit einem Flansch 3 versehen. Mehrere Traglager-Segmente 4 sind auf Abstützungen 5 abgestützt. In Fig. 1 ist nur ein Arm 6 sichtbar, der zwischen einem oberen Ring 7 und einem unteren Ring 8 angeordnet ist. Der obere Ring 7 ist mit einem Führungslager 9 zur radialen Abstützung des Tragringes 1^T des Rotors 1 versehen. _rDie Traglager-Segmente 4 und die Abstützungen 5 sind in einem Oelbehälter 10 gelagert. Zwischen der Welle 2 einerseits und dem unteren- Ring 8 und dem Oelbehälter 10 andererseits ist ein Zwischenraum 11. Der Arm 6 ist in seinem äusseren Teil auf einem Fundament 12 gleitend abgestützt. Dieser Teil des Armes 6 ist mit Fussplatten 13 versehen, die den Druck auf das Fundament 12 auf eine grössere Fläche verteilen. Zwischen diesem Ende des gleitend angeordneten Armes 6 und der zylindrischen Wandung des Fundamentes 12 ist in Figur I₃ die den Trag- und Führungsstern im kalten

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Zustand dargestellt, ein Spiel l4 gezeigt. Als Verlängerung des Armes 6 ist zwischen dem oberen Ring 7 und dem unteren Ring 8 eine Rippe 18 angeordnet, die mit ihrem höheren Teil l8' eine direkte Abstützung des oberen Ringes 7 bildet. Die Rippe 18 ist mit dem Arm 6 durch Plansche 19 verbunden, zwischen welchen eine Verbindungsrippe 20 befestigt ist.

In Fig. 2 und 3 sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen wie in Fig. 1.

In Fig. 2 ist der teilweise Schnitt II-II aus Fig. 1 veranschaulicht. In Fig. 2 sind auch Arme l6 sichtbar, die mittels Befestigungsplatten 15 und Befestigungsstifte 15' mit dem Fundament 12 fest verbunden sind. Gestrichelt sind radiale Richtungen 17 gezeichnet, die durch Einspannstellen 6' und 16' der Arme 6 und 16 geführt sind. Die Arme 6 schliessen mit den radialen Richtungen 17 in den Einspannstellen 6' spitze Winkel +A ein, die Arme 16 in den Einspannstellen 16' spitze Winkel -A₃ wobei der Winkel A in diesem Beispiel etwa 15 beträgt. In Fig. 2 sind gut auch die Verbindungsrippen 20 sichtbar, die zwischen den Flansehen 19 der Arme 6 und 16 und der Rippen 18 befestigt sind.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform im teilweisen horizontalen Schnitt dargestellt. Diese Lösung entspricht im wesentlichen derjenigen gemäss Fig. 1 und 2, die Arme 6 und 16 schliessen jedoch in ihren Einspannstellen 6¹ und l6' mit den radialen Richtungen 17 spitze Winkel +B und -B, die grosser sind als die spitzen Winkel +A und -A gemäss Fig. 2. Der Winkel B gemäss Fig. 3 beträgt etwa.27°.

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Claims

Patentansprüche

1.j Trag- und Führungsstern für die Lagerung eines Rotors —^ einer vertikalen elektrischen Maschine, mit Armen, die spitze Winkel an den Einspannstellen am Zentralkörper des Trag- und PührungsSternes mit den radialen Richtungen einschliessen, wobei sich die Arme zwischen dem Zentralkörper und einem wenigstens im wesentlichen ringförmigen Fundament erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (6, 16) in zwei verschiedenen Arten ausgeführt sind, wobei die eine Art der Arme (6) auf

]_0 dem Fundament (12) horizontal'gleitend abgestützt ist und die spitzen Winkel (+A, +B) mit den radialen Rieh- ' tungen (17) in einer Umfangsrichtung einschliesst und die andere Art der Arme (16) mit dem Fundament (12) fest verbunden ist und die spitzen Winkel (-A, -B) mit den radialen Richtungen (17) in der umgekehrten Umfangsrichtung einschliesst.

2. Trag- und Führungsstern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spitzen Winkel (+A, +B, -A, -B), die die Arme (6, 16) mit· den radialen Richtungen (17) ein-

schliessen^im absoluten Wert gleich sind und den Wert von 10° bis 40° betragen.

3. Trag- und Führungsstern nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (6, 16) als in vertikalen Ebenen angeordnete "Platten ausgebildet sind.

4. Trag- und Führungsstern nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkörper Abstützungen (5) für Traglagersegmente (4) enthält, wobei diese Abstützungen

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(5) zwischen einem oberen Ring (7) und einem unteren Ring (8) auf Rippen (18) befestigt sind, die unter ihnen verlaufen und die über ihre höheren Teile (18') die Ringe (7 und 8) verbinden.

5. Trag- und Führungs s't er η nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (18) als geradlinige Verlängerungen der Arme (6_S 16) ausgebildet sind.

6. Trag- und Führungsstern nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet j dass der obere Ring (7) mit einem Führungslager (9) zur radialen Abstützung des Tragringes (I¹) des Rotors (1) versehen ist.

7. Trag- und Führungsstern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fundament (12) wenigstens eine zylindrische innere Fläche aufweist, wobei die gleitend abgestützten Arme (.6) ein radiales Spiel (14) gegenüber dem Fundament (12) aufweisen.

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