Sicherheitseinrichtung für Läuferwickelköpfe von schnellaufenden elektrischen
Maschinen, insbesondere von Turbogeneratoren Die Erfindung bezieht sich auf eine
Sicherungseinrichtung für die Läuferwickelköpfe schneHaufender elektrischer Maschinen
nach PatentamneldungL32607 VIII b / 21 d'.Safety device for rotor winding heads of high-speed electrical machines, in particular of turbo-generators. The invention relates to a safety device for the rotor winding heads of high-speed electrical machines according to patent application L32607 VIII b / 21 d '.
DieWickelköpfe der Läuferwicklungen schnellaufender elektrischer Maschinen
unterliegen im Betrieb hohen Hiehkraftbeaaspruchungen, gegen deren Auswirkungen
sie durch geeignete Maßnahmen geschützt werden müssen. Insbesondere, bei Turbogeneratoren
verwendet man zu diesem Zweck Kappen aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff,
z. B. austenitischen Stahl oder Bronze. Der Läufer eines Turbogenerators wirkt elektrisch
gesehen durchweg als Induktor, man spricht deshalb bei den Kappen der Läufer von
Turbogeneratoren auch von Induktorkappen.The winding heads of the rotor windings of high-speed electrical machines
are subject to high lifting forces in operation, against their effects
they must be protected by suitable measures. Especially with turbo generators
caps made of a non-magnetizable material are used for this purpose,
z. B. austenitic steel or bronze. The rotor of a turbo generator works electrically
seen consistently as an inductor, which is why the rotor caps are referred to as
Turbo generators also from inductor caps.
Bei eine-r Induktorkappe, die mit dem Ballenteil des Induktors durch
einen radialen Schrumpf verbunden ist, sieht die Hauptpatentanmeldung am ballenseitigen
Ende, der Induktorkappe ein mehrgängiges Gewinde vor, das in ein entsprechendes
Gewinde am Ballenteil eingreift. In weiterer Ausgestaltung jener Sicherungseinrichtung
ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewinde am Ballenteil
von einem Ring gebildet wird, der in einer Ringaut des Ballenteiles des Induktors
liegt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält der Ring eine Trennstelle,
so daß er nach Art eines Sprengringes aufgeweitet und in die Ringnut eingelegt werden
kann. An einem über das Ende der Induktorkappe hinausragenden Teil des Ringes kann
an Aussparungen, Nocken od. dgl. ein Spezialschlüssel angreifen, mit dem sich der
Ring in der Ringnut verdrehen läßt. Diese erfindungsgemäßen Merkmale bedeuten eine
fortschrittliche Weiterentwicklung der Sicherungseinrichtung nach der Hauptpatentannieldung.
Beim Aufschrumpfen mußte die schwere, erwärmte Induktorkappe bisher selbst verdreht
werden, wenn die Gewinde von Induktorkappe und Ballenteil miteinander in Eingriff
gebracht werden sollten. Die Notwendigkeit einer Verdrehung der Kappe. entfällt
nun. Die Induktorkappe wird jetzt bis zur Anlage an den Ring auf das Ballenende
aufgeschoben, sodann zieht der mit dem Spezialschlüssel gedrehte Ring die Induktorkappe
in ihre Endlage, ohne daß diese dabei selbst gedreht werden muß.With an inductor cap that goes through with the ball part of the inductor
a radial shrinkage is connected, sees the main patent application on the ball side
End, the inductor cap has a multi-start thread that goes into a corresponding
The thread engages the ball part. In a further embodiment of that security device
the present invention is characterized in that the mating thread on the ball part
is formed by a ring which is in a ringaut of the ball part of the inductor
lies. According to a further feature of the invention, the ring contains a separation point,
so that it is widened in the manner of a snap ring and inserted into the annular groove
can. On a part of the ring that protrudes beyond the end of the inductor cap
Attack on recesses, cams or the like. A special key with which the
The ring can be twisted in the ring groove. These inventive features mean one
Progressive further development of the security device after the main patent application.
When shrinking on, the heavy, heated inductor cap had to be twisted by yourself
when the threads of the inductor cap and ball portion are engaged
should be brought. The need to twist the cap. not applicable
well. The inductor cap is now up to the contact with the ring on the end of the bale
pushed on, then the ring turned with the special key pulls the inductor cap
into its end position without having to turn it yourself.
Die Hauptpatentanmeldung sieht ein mehrgängiges Gewinde zwischen Induktorballen
und Induktorkappe vor. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei der Herstellung dieses
steilen, melirgängigen Ballengewindes unangenehme fertigungstechnische Schwierigkeiten
auftreten, weil dabei die großen Massen des Induktorballens bewegt werden müssen
und weil Werkzeugmaschinen, die so große Werkstücke, aufnehmen können, im allgemeinen
keine Einrichtungen besitzen, die die Herstellung eines, so steilen Gewindes, wie
es hier gefordert werden muß, gestatten. Die Erfindung bringt hier eine, fertigungstechnische
. Erleichterung, da sich der Ring, der das, Ballengewinde trägt, wesentlich
einfacher auf einer normalen Werkzeugniaschine, z. B. einer Karusselldrehbank, herstellen
läßt, die auch für Gewinde mit großen Steigungen eingerichtet ist.The main patent application provides for a multiple thread between the inductor barrel and the inductor cap. Experience has shown that uncomfortable manufacturing difficulties arise in the manufacture of this steep, mottled barrel thread, because the large masses of the inductor barrel have to be moved and because machine tools that can accommodate such large workpieces generally do not have any facilities for the production allow a thread as steep as it is required here. The invention brings here a manufacturing technology . Relief, because the ring that carries the ball thread is much easier on a normal tool riveting machine, e.g. B. a carousel lathe can be produced, which is also set up for threads with large pitches.
Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The figures show an embodiment of the invention.
In Fig. 1 liegt die Induktorkappe 10 in gewohnter Weise
mit einer radialen Sch#rumpffläche 11 auf einer entsprechenden Schrumpffläche
des Ballenteiles 12 auf. Das Gewinde 13 der Induktorkappe, greift in ein
Gewinde 14 des Ringes 15 ein, der in -einer Nut 16
des Ballenteils
liegt. Der Ring 15 enthält eine Trennstelle 17, so daß er, aufgeweitet
und in axialer Richtung über den Ansatz 18 des Ballenteils geschoben, nach
Art eines Sprengringes in dieNut16 eingebracht werden kann. Der Ring 15 ragt
in der Nut 16 über das Ende der Induktorkappe hinaus. In Aussp#arungen
19 dieses über.stehenden Teils kann ein Spezialschlüssel eingreifen, mit
dem sich der Ring 15 in Umfangsrichtung verdrehen läßt.In Fig. 1, the Induktorkappe 10 is in the usual manner with a radial Sch # hull surface 11 on a corresponding surface of the ball member 12 shrink. The thread 13 of the Induktorkappe, engages in a thread 14 a of the ring 15, which in - is the ball portion of a groove sixteenth The ring 15 contains a separation point 17 so that it, when widened and pushed in the axial direction over the projection 18 of the ball part, can be introduced into the groove 16 in the manner of a snap ring. The ring 15 protrudes in the groove 16 beyond the end of the inductor cap. A special key with which the ring 15 can be rotated in the circumferential direction can engage in recesses 19 of this protruding part.
Beim Aufschrumpfen der erwärmten Induktorkappe wird diese in axialer
Richtung aufgeschoben, bis sie mit ihrem Ende am Ring 15 anliegt. Durch Verdrehen
mit dem in die, Aussparungen 19 eingreifenden
Spezialschlüssel
erfaßt das Gewinde 14 des Ringes 15 das Gewinde, 13 der Induktorkappe
und zieht die Induktorkappe in axialer Richtung po wzit auf, bis die Anlagefläche
20 der Induktorkappe sich gegen die Stirnfläche des Ballenteils 21 legt. Die erkaltende
Induktorkappe erzeugt zwischen dem Gewinde 13 und der Anlagefläche 20 axiale
Schrumpfkräfte, die die Induktorkappe fest mit dem Ballenteil 12 verspannen. Dabei
dienen die Hohlkehlen 22 und 23 der gleichmäßigen Spannungsverteflung und
vermeiden so Risse verursachende Spannungsspitzen in scharfkantigen Ecken.When the heated inductor cap is shrunk on, it is pushed on in the axial direction until its end rests on the ring 15. By turning with the special key engaging in the recesses 19 , the thread 14 of the ring 15 grips the thread 13 of the inductor cap and pulls the inductor cap in the axial direction po wzit until the contact surface 20 of the inductor cap rests against the face of the ball part 21. As the inductor cap cools, it generates axial shrinkage forces between the thread 13 and the contact surface 20 which brace the inductor cap firmly with the ball part 12. The fillets 22 and 23 serve to distribute the stress evenly and thus avoid stress peaks in sharp-edged corners that cause cracks.
Außer wesentlichen Erleichterungen beim Auf-und Abschrumpfen der Induktorkappe
erbringt die Erfindung weitere beachtliche Fortschritte. Bei Revisionen kann es
sich unter Umständen als notwendig erweisen, die aus den beschriebenen Gewinden
bestehende fornischlüssige Verbindung zwischen Induktorkappe und Ballenteil nachzuarbeiten.
Durch unsymmetrische Belastungen eines Turbogenerators entstehen in den Induktorzähnen,
die dann als Stäbe eines Dämpferkäfigs wirken, starke Ströme, die sich in der einen
Kurzschlußring des Dämpferkäfigs darstellenden Induktorkappe schließen. Der übergang
dieser Dämpferströme vom Ballenteil zur Induktorkappe verursacht durch geringe übergangswiderstände
manchmal Stromfressungen an der formschlüssigen Verbindung, die besagtes überarbeiten
dieser forinschlüssigen Verbindung notwendig machen. Die Stromanfressungen würden
also bei der vorliegenden Konstruktion an den Flanken der Gewinde, 13
und
14 auftreten. Müssen aus diesem Grunde, die Gewinde überarbeitet werden, so# könnte,
man dem veränderten Gewinde 13 der Induktorkappe auf einfache Weise durch
einen vollkommen neuen Ring 15 mit einem angepaßten Gewinde 14 Rechnung tragen.
Es müßte nun nicht mehr der ganze, Induktor transportiert und bearbeitet werden,
sondern lediglich der Ring 15 wird ausgewechselt.In addition to making it considerably easier to shrink the inductor cap on and off, the invention brings about further considerable advances. In the event of revisions, it may prove necessary to rework the form-fitting connection between the inductor cap and the barrel part, which consists of the threads described. As a result of asymmetrical loads on a turbo generator, strong currents arise in the inductor teeth, which then act as rods of a damper cage. The transition of these damper currents from the ball part to the inductor cap sometimes causes current erosion on the form-fitting connection due to low contact resistance, which makes it necessary to rework this form-fitting connection. In the case of the present construction, the current seizure would therefore occur on the flanks of the threads 13 and 14. If, for this reason, the threads have to be reworked, the changed thread 13 of the inductor cap could be taken into account in a simple manner by means of a completely new ring 15 with an adapted thread 14. The whole inductor would no longer have to be transported and processed, but only the ring 15 is replaced.
Sollten die Dämpferströme durch einen außergewöhnlichen Belastungsfall
einmal so groß gewesen sein, daß an den Gewindeflanken die Stremanfressungensehr
stark geworden sind, ja daß sich die Induktorkappe sogar stellenweise mit dem Induktorballen
verschweißt hat, so läßt sich als äußerste, Notlösung der Ring 15 in seine
Nut 16 zerspanen, wenn er nicht mehr aus dem Gewinde 13 der Induktorkappe
herausgedreht werden kann. So bleiben die wertvolle Induktorkappe und der Induktorballen
unversehrt, selbst wenn die Maschine in anderen Teilen durch den außergewöhnlichen
Belastungsfall Schäden erführe.If the damper currents should ever have been so great due to an extraordinary load case that the stress stresses on the thread flanks have become very strong, and that the inductor cap has even welded to the inductor barrel in places, then as an extreme, emergency solution, the ring 15 can be inserted into its groove 16 machine when it can no longer be unscrewed from the thread 13 of the inductor cap. In this way, the valuable inductor cap and the inductor barrel remain intact, even if the machine is damaged in other parts due to the extraordinary load.
Zur Vermeidung der beschriebenen Stromanfressungen sieht ein weiteres
Merkmal der Erfindung zwischen dem Ballenteil 12 und dem Ring 15 eine elektrische
Isolation vor. Die Fig. 2 zeigt diese Isolation 24, die die Ringaut 16 des
Ballenteils, allerdings nicht vollständig auskleidet. An der Stimfläche
25 der Ringaut 16 wurde mit Absicht keine Isolation vorgesehen, da
deren Elastizität die, axiale, Verspar, nung zwischen Induktorkappe 10 und
Ballenteil 12 vermindern würde. Erst wenn elastische Isolationsstoffe mit hinreichend
hohem Elastizitätsmodul zur Verfügung stehen, was zur Zeit noch nicht der Fall ist,
läßt sich eine Isolierung auch an dieser Stelle der Ringaut denken. Die Isolierung
24 kann aus einer Einlage bestehen oder durch einen Anstrich mit einem Isolierlack
hergestellt worden. In einer Ab-
wandlung dieser Erfindungsmerkmale läßt sich
auch eine Isolation zwischen den Gewinden 13 und 14 denken, wobei diese Isolation
allerdings auch wieder genügend starr-elastisch sein müßte. Die Dämpferströme werden
durch die Isolationen gezwungen, ihren Weg in die Induktorkappe 10 zum größten
Teil über die radiale Schrumpffläche 11 zu nehmen.In order to avoid the described current fretting, a further feature of the invention provides electrical insulation between the ball part 12 and the ring 15. FIG. 2 shows this insulation 24, which, however, does not completely line the ring structure 16 of the ball part. No insulation was intentionally provided on the end face 25 of the ring structure 16 , since its elasticity would reduce the axial gap between the inductor cap 10 and the ball part 12. Only when elastic insulation materials with a sufficiently high modulus of elasticity are available, which is currently not the case, can insulation also be thought of at this point in the ring skin. The insulation 24 can consist of an insert or can be produced by painting with an insulating varnish. In a waste of this invention features conversion can also be an isolation between the threads 13 and 14 think these insulation but sufficiently rigid-elastic would be again. The damper currents are forced by the insulation to make their way into the inductor cap 10 for the most part via the radial shrinking surface 11 .