DE2120537C - Käfigläufer fur eine schnell laufende Asynchronmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Käfigläufer für eine schnellaufende Asynchronmaschine, dessen Läuferstabenden mit axial nachgiebigen Zonenteilen der auf der Läuferwelle angeordneten Kurzschlußxinge elektrisch leitend und mechanisch starr verbunden sind, wobei die Kurzschlußringe über ihre Zonenteile mit einem zentrischen Axialvorsprung hervorragen, der durch eine passende zentrisehe Ausnehmung eines mechanisch festeren Tragringes fliehkraftsicher verankert ist.

Bei einem bekannten Käfigläufer dieser Art (Patentschrift Nr. 10 154 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin) sind die Kurzschlußringe axial verschiebbar zur Läuferwelle angeordnet und mit dem die Läuferwelle berührungslos umgebenden Tragring verankert, der seinerseits mit seinem umgebogenen Rand die Zonenteile fliehkraftsicher umspannt. Damit ist eine radiale Ausdehnung der mit den Läuferstabenden verbundenen Zonenteile verhindert und wegen der axialen Verschieblichkeit der vorgenannten Anordnung eine verspannungsfreie axiale Wärmeausdehnung ermöglicht. Das für die axiale Verschieblichkeit der Kurzschlußringe erforderliche Spiel läßt aber eine insbesondere bei hohen Umdrehungszahlen erforderliche genaue Zentrierung der Kurzschlußringe samt Tragringen nicht zu. so daß nachteilige Gewichtsverlagerungen und damit verbundene Unwuchtcn im Betrieb entstehen, die nicht ausgeglichen werden können. Solche Unzuchten sind bei allen Käfigläufern bekannter Art (deutsche Patentschrift 695 339) trotz fliehkraftsicherer, auf die Kurzschlußringe aufgeschrumpfter Tragring, unvermeidlich, bei denen die Kurzschlußringe mi! Spiel axial verschieblich auf der Welle angeordnet sind. Bei anderen bekannten Käfiglä-ifern (deutsche Patentschrift 545 170) mit axial zur Welle unverrückbar angeordneten Kurzschlußringen ist zwar ein solches schädliches Spiel vermieden, jedoch ist dadurch eine mechanisch verspannungsfreic axiale Wärmeausdehnung unterbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, e.nen Käfigläufer der eingangs genannten Art für schnelllaufende Asynchronmaschinen, insbesondere für solche mit Umfangsgeschwindigkeiten von 150 msec und mehr, zu schaffen, bei denen eine spielfreie axiale Wärmeausdehnung der Läuferstäbe samt Kurzschlußringen und damit eine genaue Zentrierung auf der Läuferwelle erreicht wird.

Die gestellte Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß sowohl der Kurzschlußring als auch der Tragring unmittelbar auf der Läuferwelle zentriert und axial unverrückbar befestigt ist.

In vorteilhafter Weise kann der Käfigläufer so ausgebildet sein, daß das radial über den Axialvorsprung vorragende ringförmige Zor;nteil des Kurzschlußringes an einer Stirnseite des Tragringes anliegt.

Vorteilhafterweise sind der Kurzschlußring und sein Tragring auf der Läuferwelle im Schrumpfsitz gehalten.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert.

Auf der Läuferwelle 5 sind im Schrumpfsitz ein Tragring 2 aus insbesondere amagnetischem Stahl und ein Kurzschlußring 1 aus Kupfer an jedem Ende des Käfigläufers so angeordnet, daß die Tragringe an das Läuferblechpaket 3 grenzen und damit auch die erforderlichen Druckringe bilden. Das Läuferblechpaket 3 trägt die Läuferstäbe 4 in an sich bekannter Weise. Die Enden der Läuferstäbe durchdringen lose die Tragringe 2 und sind mit den Kurzschlußringen 1 fest verbunden, insbesondere hart verlötet. Jeder Kurzschlußring 1 hat einen zentrischen Axialvorsprung Ib, der in einer passenden zentrischen Ausnehmung 6 des zugeordneten Tragringes 2 fliehkraftsicher eingepreßt ist. Der zur Verbindung mit den Läuferstäben 4 ringförmig ausgebildete Zonenteil la des Kurzschlußringes 1 ist axial nachgiebig gestaltet und nicht mit dem Tragring 2 verbunden.

Die möglichst dünne Wandstärke 8 des Zonenteils la ist vorteilhafterweise ungefähr nur ein Drittel so dick wie die radiale Wandstärke W des Axialvorsprungs 1 b gewählt, wobei der Axialvorsprung so dimensioniert ist, daß er praktisch allein den erforderlichen Kupferquerschnitt für die in den Kurzschlußringen fließenden Ströme aufweist.

Bei Erfüllung dieser Forderung wird erreicht,- daß an der Querschnittsstelle X die Beanspruchung etwa gleich der Tangentialbeanspruchung ist.

Der dünne Zonenteil dient somit in der Hauptsache als Stromzuführung zum Axialvorsprung und als axial nachgiebiges Verbindungsglied zwischen dem Axialvorsprung und den Läuferstäben. Damit keine unzulässigen mechanischen Beanspruchungen bei den axialen Wärmeausdehnungen auftreten können, ist es ferner vorteilhaft, die Forderung rf,«; 0,3 i/„ zu erfüllen, wobei rf,- der Innenbohrungsdurchmesser und d_a der Außendurchmesser des Kurzschlußringcs ist.

Der Tragring 2 kann an sich einen beliebigen Querschnitt haben; er muß nur die Fliehkräfte des Kurzschlußringes aufnehmen können, wobei er nicht den gleichen Außendurchmesser wie der Kurzschlußring zu haben braucht, sondern auch schon unterhalb der Läuferstäbe enden kann.

Der Zonenteil la soll möglichst kleine Wandstärke 5 haben, damit er möglichst gut in axialer Richtung verformbar ist und dabei die Läuferstäbe möglichst gering mechanisch beansprucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Käfigläufer für eine schnellaufende Asynchronmaschine, dessen Läuferstabenden mit axial nachgiebigen Zonenteilen der auf der Läuferwelle angeordneten Kurzschlußringe elektrisch leitend und mechanisch starr verbunden sind, wobei die Kurzschlußringe über ihre Zonenteile mit einem zentrischen Axialvorsprung hervorragen, der durch eine passende zentrische Ausnehmung eines mechanisch festeren Tragringes fliehkraftsicher verankert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Kurzschlußring (1) als auch der Tragring (2) unmittelbar auf der Läuferwelle (5) zentriert und axial unverrückbar befestigt sind.

2. Käfigläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radial über den Axialvorsprung (IZj) vorragende ringförmige Zonenteil(lrt) des Kurzschlußringes (1) an einer Stirnseite des Tragringes (2) anliegt.

3. Käfigläufer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußring(l) und sein Tragring (2) auf der Läuferwelle (5) in Schrumpfsitz gehalten sind.

4. Käfif'äufer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Innendurchmesser (</,-) zu Außendurchmesser (rf,,) des Kurzschlußrir.ges (Ϊ) ungefähr 0 T beträgt.

5. Käfigläufer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (S) des axial nachgiebigen Zonenteils (la) des Kurzschlußringes (1) ungefähr ein Drittel der radialen Wandstärke (W) des Axialvorsprunges (Ib) beträgt.

6. Käfigläufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (2) an das Läuferblechpaket (3) des Käfigläufers angrenzt und von den Läuferstäben (4) lose durchdrungen ist.