DE2823256C2 - Elektrischer Generator - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Generator nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher Wechselstromgenerator ist bekannt (DE-GM 18 21 363) und umfaßt einen feststehenden Anker, der mit seiner Wicklung in ein zylindrisches Gehäuse eingebaut ist, sowie ein feststehendes Feldsystem, welches innerhalb des Ankers sitzt. Zwischen dem Anker und dem Feldsystem befindet sich ein freier Ringraum, in den der als Kraftlinienleitstück ausgebildete Läufer hineinragt, wobei er durch eine konische Verbindung mit der Antriebswelle des Generators verbunden ist. Die Befestigung des Kraftlinienleitstücks auf der Antriebswelle erfolgt über eine Druckschraubenverbindung, wobei eine erhebliche Materialvergrößerung im Nabenbereich des Leitstückläufers erforderlich ist, um die volle Höhe der Kegelfläche in den Leitstückläufer einarbeiten zu können, die den konischen Endbereich der Antriebswelle aufnimmt Diese gesamte konische Verbindung mit der Antriebswelle erstreckt sich räumlich in das Drehstromgeneratorinnere, erfordert also entweder für den auf diese Weise gebildeten Kupplungsbereich zwischen Läufer und Antriebswelle zusätzliche Baulänge oder reduziert den für das Kernmaterial zur Verfügung stehenden Raum.

Der bekannte Wechselstromerzeuger benötigt ferner zur vollständigen Montage an der ihn tragenden Wand zwei Einpaß-Übergänge und erfordert zunächst die Befestigung des erweiterten Nabenbereichs des Leitstückläufers durch eine innenschraube an der Antriebswelle, anschließend das Aufschieben des zylindrischen, den Anker und seine Wicklung umfassenden Ringgehäuses, auf welches dann der äußere Abschlußdeckel mit dem innenliegenden, das Feldsystem tragenden Kern über einen weiteren Einpaß aufgeschoben wird.

Bei Wechselstromerzeugern dieser Bauart werden keine Schleifring/Kohlebürstenanordnungen benötigt, da die erforderliche magnetische Wechselinduktion durch den aus zwei Polhälften mit einer gewünschten Anzahl, beispielsweise mit sechs klauenförmig ineinandergreifenden Polen gebildeten Leitstückläufer erzeugt wird. Die beiden Polhälften sind üblicherweise durch einen Ring aus unmagnetischem Stahl verbunden und eine der Hälften ist topfförmig mit einer die Nabe zur Verbindung mit der Antriebswelle verbindenden Boden versehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen, einen als Kraftlinienleitstück ausgebildeten Läufer aufweisenden Generator so auszubilden, daß dieser bei kurzer Gesamtbaulänge die problemlose Befestigung des Läufers an der ihn fremdlagernden Antriebswelle ermöglicht bei gleichzeitiger einwandfreier Zentrierung sämtlicher weiterer Generatorbauteile.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß die Kupplung für den drehangetriebenen Leitstückläufer mit der Antriebswelle keine zusätzliche Baulänge des Generators erforderlich macht, obwohl der Generator mit stehendem Kern und daher mit lediglich zwei erforderlichen Luftspalten ausgebildet ist.

Ferner ergibt sich durch die Erfindung ein einwandfreier Rundlauf des angetriebenen Läufers unter Vermeidung jeglicher Mittenversetzung von Generatorbauelementen, da die jeweiligen Relativpositionen sich ausschließlich durch einen Einpaß für die Befestigung des gleichzeitig den stehenden Kern und den stehenden Anker tragenden Generatorgehäuses und durch die entsprechend zentrierte Befestigung des Leitstückläufers realisieren lassen.
Der erfindungsgemäße Generator eignet sich besonders zum Einsatz bei Gasturbinen, wobei noch besonders vorteilhaft ist, daß aus der Turbine an der Stelle, an welcher der Generator zu befestigen ist, nichts herausragt, da die Turbinenwelle nur so lang zu sein braucht, wie sie für das sie an dieser Stelle tragende Lager und einen weiteren Dichtring sein muß.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen

Generators möglich; dabei ist es in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung möglich, anstelle der der Befestigung des rotierenden Leitstückläufers an der zugeordneten Turbinenwelle dienenden Schraube auch eine Abziehschraube einzusetzen, deren Montage in diesem Fall von der Läuferseite aus erfolgt

Zeichnung

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines fremdgelagerten Drehstromgenerators mit stehendem Kern im Querschnitt wobei die Befestigungsschraube von der Antriebswellenseite in den Außenkegel der Läuferkupplung eingeschraubt ist,

F i g. 2a ein zweites Ausführungsbeispiel in einer der Fig. 1 entsprechenden Querschnittsdantellung, wobei lediglich der Läuferbereich dargestellt ist und die Befestigungsschraube von der Läuferseite in die Antriebswelle eingeschraubt ist und

F i g. 2b eine Abziehschraube in Seitenansicht

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

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Der in F i g. 1 gezeigte Drehstromgenerator verfügt über ein äußeres Gehäuse 1 mit einem inneren Einpaß 2, in welchem das Lamellenpaket 3 der stationären Ständerwicklung 4 eingeschoben ist und einen äußeren, der Befestigung und Mittenzentrierung des Generatorgehäuses dienenden Einpaß, der bei 5 dargestellt isi und eine Ringschulter bildet, in welche ein vorspringender Montageflansch 6 des zugeordneten Maschinenteils 7 eingreift. Die Verbindung des äußeren topfförmigen Drehstromgeneratorgehäuses 1 mit dem Maschinenteil 7, an welchem es befestigt ist, kann über bei 8 dargestellte Schrauben erfolgen. Der Drehstromgenerator 1 verfügt über einen stationären Innenpol bzw. einen stehenden Kern 9, der auch die stationäre Erregerwicklung 10 lagert. Der stehende Kern ist bei 11 in geeigneter, mittenzentrierter Position von vorzugsweise mit dem äußeren Gehäuse 1 einstückigen Baukomponenten gehalten und gelagert auf die in diesem Zusammenhang nicht weiter eingegangen zu werden braucht. Der Läufer 12 ist als Leitstückläufer ausgebildet, und verfügt über einen zylinderförmigen, polbildenden Wandbereich 13 zwischen Erregerwicklung JO und dem Ständerpaket 3, 4, so daß bei Drehung des Läufers in der Ständerwicklung 4 eine Spannung induziert wird. Es ergeben sich so zwischen dem Siändcrpakei 3,4 und dem Läufer einerseits sowie dem Läufer und der Erregerwicklung 10 andererseits je ein Luftspalt, der mit 13a bzw. 14a bezeichnet ist. Der Läufer 12 ist fremdgelagert, d. h seine Nabe 14 verfügt über einen Kupplungsteil 15, durch welchen der Läufer 12 an der zugeordneten Antriebswelle 16 des Maschinenteils 7, an welchem der Drehstromgenerator befestigt ist, gelagert und einwandfrei mittig mit Bezug auf die restlichen, in diesem Zusammenhang wesentlichen Drehstromgenerator-Baukomponenten gehalten bo ist. Es versteht sich daher, daß die Antriebswelle 16 einwandfrei konzentrisch zum lagernden Ringflansch 6 des Maschinenteils 7 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 16 verfügt über ein Lager 17 möglichst nahe am Kupplungsbereich mit dem Läufer 12, den sie selbst lagert, einen Dichtring 18 sowie gegebenenfalls weiter innen ein Zahnrad 19, durch welches sie selbst drehangetrieben sein kann. An der Nabe 14 des Läufers 12 ist ein Lüfterrad 20 befestigt beispielsweise mit Hilfe von bei 21 dargestellten Schrauben.

Besonders vorteilhaft ist bei einem solchen Drehstromgenerator, daß dieser als sogenannter 2-Luftspaltgenerator mit stehendem Kern und fremdgelagerten Läufer ohne Baulängenvergrößerung am zugeordneten Maschinenteil 7 gelagert werden kann, wozu der Kupplungsbereich zwischen Antriebswelle 16 und Läufer 12 in die Antriebswelle 16 verlegt ist, die bündig mit der Außenwand 22 des Maschinenteils 7 abschließt aber über einen Innenkegel 23 verfügt, in den ein an der Nabe 14 des Läufers 12 befestigter Außenkegel 24 eingeschoben ist Die für den einwandfreien, mittenzentrierten Sitz des Läufers 12 erforderliche Kegelverbindung ist daher in den Bereich der Antriebswelle 16 verlegt bei der es sich bevorzugt um die Turbinenwelle einer Gasturbine handelt zu welcher der Maschinenteil 7 gehört.

Zur Befestigung des Außenkegels 24 an der Nabe 14 des Läufers 12 ist von einer Bohrung 25 der Antriebsturbinenwelle 16 aus eine Befestigungsschraube 26 in ein Innengewinde 27 des Kegels eingeschraubt Die Bohrung 25 mit Querkanal 28 kann der Schmierölzuführung zum Lager 17 und zu sonstigen Maschinenteilen der Turbine dienen.

Bei der in F i g. 2a dargestellten Ausführungsvariante ist bei sonst identischer Ausbildung von Drehstromgenerator und seinen Teilen sowie Antriebsturbinenwelle 16 die Befestigungsschraube 26' von der Läuferseite in eine entsprechende Gewindebohrung 29 der Antriebswelle 16 eingeschraubt, die als Sackbohrung ausgebildet ist. Die ölzufuhrbohrung 25' mit Querkanal 28' endet vor der Gewindebohrung 29. Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der F i g. 2a kann zur Trennung des Läufers 12 von der ihn tragenden Antriebswelle 16 anstelle der Befestigungsschraube 26' die in F i g. 2b dargestellte Abziehschraube 30 in die Aufnahmebohrung 31 der Nabe 14 des Läufers 12 eingeschraubt werden; diese Abziehschraube 30 verfügt an ihrem Halsbereich im Übergang zum Schraubenkopf über ein Gewinde 32, welches mit einem Innengewinde 33 der Aufnahmebohrung 31 der Läuferstücknabe 14 in Wirkverbindung tritt sowie über einen gewindefreien, gegenüber der Befestigungsschraube schmäleren unteren Ansatz 34, mit welchem sich die Abziehschraube 30 bei ihrem Eindrehen in das Nabengewinde des Läufers 12 an der Sackbohrung 29 der Antriebswelle 16 abstützt und den Läufer 12 von der Welle abdrückt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Generator, insbesondere (Drehstrom)-Generator mit stehendem Kern für die Bordnetzversorgung von durch Gasturbinen angetriebene Kraftfahrzeuge, Schiffe, Eisenbahnen, Flugzeuge u. dgl., wobei das Ständerpaket in einem Einpaß des Generatorgehäuses sitzt, der stehende Kern mit Erregerwicklung an der zum Drehantrieb des Läufers abgewandten Gehäuseseite befestigt und der fremdgelagerte, als Kraftlinienleitstück ausgebildete Läufer durch eine konische Verbindung mit der den Drehantrieb bewirkenden Antriebswelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (12) in seinem Nabenbereich (14) einen sich in Richtung auf die Antriebswelle (16) erstreckenden Außenkegel (24) aufweist, der in einen Innenkegel (23) der Antriebswelle (16) eingeschoben und dort befestigt ist.

2. Generator nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einer Schulter (5) an einem äußeren, zur Antriebswelle (16) konzentrischen Ringflansch (6) des zugeordneten Maschinenteils (7, Gasturbine) befestigt ist und zwischen sich und dem Maschinenteil den auf die Nabe (14) des Läufers (12) aufgesetzten Lüfter (20) einschließt.

3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (17) für die Antriebswelle (16) im Maschinenteil (7) der Gasturbine im Bereich der durch die ineinandergreifenden Innen- und Außenkegel von Antriebswelle (16) und Läufer (12) gebildeten Kupplung angeordnet ist.

4. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Bohrung (25) der Antriebswelle (16) eine Befestigungsschraube geführt ist, die mit ihrem Endbereich in ein Innengewinde (27) des Außenkegels des Läufers (12) eingeschraubt ist.

5. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschraube durch eine Bohrung (31) im Läufernabenbereich und vorspringendem Außenkegel geführt und in ein Innengewinde (29) der Antriebswelle (16) eingeschraubt ist und daß im Nabenbereich (14) des Läufers ein Innengewinde (33) angeordnet ist, in welches zum Abziehen des Läufers (12) von der Antriebswelle (16) eine Abziehschraube anstelle der Befestigungsschraube einschraubbar ist, die in dieses Innengewinde (33) mit einem Außengewinde (32) einschraubbar ist, wobei sie sich am Bohrungsgrund der Antriebswelle (16) abstützt.