TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der rotierenden elektrischen Maschinen. Sie betrifft eine elektrische Maschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

STAND DER TECHNIK

Aus der EP-A1-0 166 114 und der EP-A2-0 633 643 sind horizontalachsige elek¬ trische Maschinen bekannt, bei denen in einem horizontal teilbaren Gehäuse ein Einbaustator mittels mehrerer in axialer Richtung hintereinander angeordneter und voneinander beabstandeter Tragringe (Tragplatten) gelagert ist. Die Tragringe sind an ihrem Aussenumfang an gegenüberliegenden Stellen über Befestigungs- teile mit dem Gehäuseunterteil verbunden und ansonsten von dem Gehäuse mit Abstand umgeben. Der Einbaustator weist an seinem äusseren Umfang verteilt in axialer Richtung verlaufende Pressbalken auf. Im Bereich der Pressbalken ist der Einbaustator mittels Befestigungskeilen in den Tragringen verspannt. Diese Art des Einbaus dient hauptsächlich dazu, die thermisch bedingten axialen und radia- len Dehnungen des Statorblechkörpers möglichst gleichmässig auf das Gehäuse zu übertragen.

Die prinzipielle Konfiguration einer solchen bekannten Maschine ist aus der Fig. 6a ersichtlich. Die elektrische Maschine 10' hat einen näherungsweise zylindri¬ schen Einbaustator 11 , der die Maschinenachse und einen nicht dargestellten Rotor konzentrisch umgibt. Der Einbaustator 11 ist aussen von einem Gehäuse 12 umgeben, das sich aus einem Gehäuseoberteil 13 und einem Gehäuseunterteil 14 zusammensetzt. Gehäuseunterteil 14 und Gehäuseoberteil 13 sind in einer hori¬ zontalen Ebene mittels eines Trennflansches 15 lösbar miteinander verbunden. Der Einbaustator 11 ist an den Pressbalken 17 mittels Keilen in mehreren Trag¬ ringen 29 festgekeilt, von denen in Fig. 6a nur einer zu sehen ist. Die Tragringe 29 sind an zwei horizontal gegenüberliegen Stellen mit dem Gehäuseunterteil 14 über eine Befestigungsvorrichtung 28 verbunden und haben auf ihrem übrigen Umfang einen Abstand zum Gehäuse 12. Zwischen den Tragringen 29 liegt der Einbau¬ stator 11 frei im Gehäuse, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Die beschriebene Art des Einbaus führt jedoch zu mehreren Problemen: Zum ei¬ nen kann es zu unerwünschten Verformungen des Gehäuses 12 kommen, wenn die Maschine beim Transport mittels Seilen an Pollern (16 in Fig. 2) hochgehoben wird, die eigens für diesen Zweck an der Aussenseite des Gehäuses 12 ange¬ bracht sind. Zum anderen kann das Gehäuse während des Betriebes der Maschi- ne in Schwingungen geraten, die nicht nur Lärm verursachen, sondern auch die gesamte Konstruktion mechanisch belasten.

In der Vergangenheit sind für beide Probleme Lösungen realisiert worden, die in den Fig. 1 und 6 wiedergegeben sind. Zur Reduktion der Gehäuseverformung beim Anheben der Maschine waren gemäss Fig. 1 zwischen dem Gehäuse bzw. Gehäuseunterteil 14 und dem Einbaustator 11 Arretierungsvorrichtungen 18' vor¬ gesehen. Die einzelne Arretierungsvorrichtung 18' besteht aus einer direkt unter¬ halb des Trennflansches 15 am Gehäuseunterteil 14 befestigten, radial nach innen gerichteten Gewindehülse 19, in die von innen eine Arretierungsschraube 20 ein- geschraubt wird. Zum Arretieren wird bei abgenommenem Gehäuseoberteil die Arretierungsschraube 20 so weit aus der Gewindehülse 19 herausgedreht, dass sie mit der Oberseite des Schraubenkopfes 21 gegen den am Einbaustator 11 an-

gebrachten Pressbalken 17 drückt. Ist die Endstellung der Arretierungsschraube 20 erreicht, wird sie in der Gewindehülse 19 mittels einer Feststellschraube 22 fixiert. Sind alle Arretierschrauben an den Einbaustator entsprechend angestellt, wird das Gehäuse geschlossen. Die Arretierung zwischen Gehäuse und Einbau- Stator 11 verhindert Gehäuseverformungen beim Anheben an den Pollern mit ei¬ nem Drahtseil während dem Transport. In der Anlage bleibt jedoch die Arretierung am Einbaustator 11 während dem Betrieb angestellt. Dies beeinflusst das Vibra¬ tionsverhalten vom Gehäuse im Betrieb und kann zu unerwünschten hohen loka¬ len oder globalen Schwingungsamplituden führen.

Zur Reduktion von Gehäuseschwingungen während dem Betrieb wurden gemäss Fig. 6 Ankopplungsstücke 30 eingesetzt, die eine feste Ankopplung zwischen dem Gehäuse 12 und der Einbaustator-Aufhängung (Tragring 29) bewirken. Diese fes¬ te Ankopplung direkt über den zum Gehäuseunterteil 14 gehörenden Teil des Trennflansches 15 führt jedoch zumindest teilweise zu hohen lokalen oder globa¬ len Schwingungsamplituden. Zudem kann die Ankopplung zum Gehäuseunterteil 14 ein ungleichmässiges Schwingungsverhalten gegenüber dem Gehäuseoberteil 13 zur Folge haben, das in extremen Fällen zu einem Schraubenbruch der Schraube 31 in der Trennebene zwischen Gehäuseunterteil 14 und Gehäuse- Oberteil 13 (Trennflansch 15) führen kann.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine der bekannten Art hin¬ sichtlich der Wechselwirkung zwischen Einbaustator und Gehäuse derart zu modi¬ fizieren, dass die während des Betriebes auftretenden Gehäuseschwingungen massiv reduziert werden, ohne die für den Transport notwendige Stabilität auf¬ geben zu müssen.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, zusätzliche Vorrichtungen zur Fixierung des

Gehäuses relativ zum Einbaustator bzw. zu der Einbaustator-Aufhängung oder den Tragringen vorzusehen, welche als von ausserhalb des Gehäuses verstell¬ bare Vorrichtungen ausgebildet sind. Hierdurch ist es möglich, die Kopplung zwi¬ schen Gehäuse und Einbaustator ohne Schwierigkeiten von aussen jederzeit zu verändern bzw. einzustellen, um die Gehäuseschwingungen zu minimieren. Ins¬ besondere kann eine solche Veränderung zwischen dem Transport der Maschine und dem Betrieb vorgenommen werden, so dass gleichzeitig die Stabilität des Ge¬ häuses beim Transport und die reduzierte Kopplung beim Betrieb verwirklicht wer¬ den kann.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Fixierungsvorrichtungen als von ausserhalb des Gehäuses lösbare Arretierungsvorrichtungen zur Arretierung zwischen Gehäuse und Einbaustator ausgebildet sind, dass die Arretierungsvorrichtungen jeweils eine Arretierungs- schraube umfassen, welche im Gehäuse von aussen einschraubbar gelagert ist, und welche mit dem inneren Ende an den Einbaustator anstellbar ist, dass der Einbaustator an seinem äusseren Umfang verteilt eine Mehrzahl von in axialer Richtung verlaufende Pressbalken aufweist, und dass die Arretierungsschrauben mit dem inneren Ende an die Pressbalken anstellbar sind. Für den Transport kön- nen die Arretierungsschrauben an den Einbaustator angestellt werden, um eine Verformung des Gehäuses durch die beim Transport auftretenden Kräfte zu ver¬ meiden. Ist die Maschine an ihrem Standort aufgestellt, können die Arretierungs¬ schrauben von aussen ohne weiteres gelöst werden, um das Gehäuse schwin- gungsmässig vom Einbaustator zu entkoppeln.

Gemäss einer wegen ihrer Einfachheit bevorzugten Weiterbildung dieser Ausfüh¬ rungsform sind die Arretierungsschrauben jeweils in einer radial ausgerichteten Gewindehülse einschraubbar gelagert, welche Gewindehülse am Gehäuse befes¬ tigt, insbesondere angeschweisst, ist, und es sind Mittel zum Kontern der Arretie- rungsschraube in der Gewindehülse vorgesehen. Dabei sind die Längen der Ge¬ windehülsen und der Arretierungsschrauben so gewählt, dass nach dem Heraus¬ schrauben der Arretierungsschrauben ein ausreichendes Spiel zwischen den Ge-

windehülsen und dem Einbaustator verbleibt, und dass nach dem Anstellen der Arretierungsschrauben an den Einbaustator jeweils eine Konterschraube von aus¬ sen in die Gewindehülse einschraubbar ist. Die Arretierungsschrauben und/oder die Konterschrauben weisen zur Betätigung an ihrem äusseren Ende vorzugs- weise jeweils einen Innensechskant auf.

Wenn am Gehäuse Vorrichtungen zum Anheben der Maschine angeordnet sind, ist es zweckmässig, dass die Arretierungsvorrichtungen über das Gehäuse derart verteilt angeordnet sind, dass beim Anheben der Maschine an den Anhebevorrich- tungen Verformungen des Gehäuses durch die Arretierungsvorrichtungen verhin¬ dert werden. Wenn das Gehäuse aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäu¬ seunterteil zusammengesetzt ist, welche Teile an einem Trennflansch miteinander lösbar verbunden sind, sind die Arretiervorrichtungen vorzugsweise in unmittelba¬ rer Nähe des Trennflansches am Gehäuse befestigt.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeich¬ net, dass die Fixierungsvorrichtungen als von ausserhalb des Gehäuses einstell¬ bare Abstimmvorrichtungen zur einstellbaren Ankopplung des Gehäuses an die Einbaustator-Aufhängung bzw. Tragringe ausgebildet sind, wobei die Abstimm- Vorrichtungen jeweils eine Abstimmschraube umfassen, welche im Gehäuse von aussen einschraubbar gelagert ist, und welche mit dem inneren Ende an die Ein¬ baustator-Aufhängung bzw. die äussere Kante des Tragrings anstellbar ist. Insbe¬ sondere sind die Abstimmschrauben jeweils in einer im wesentlichen radial ausge¬ richteten Gewindehülse einschraubbar gelagert, welche Gewindehülse am Gehäu- se befestigt, insbesondere angeschweisst, ist.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammen¬ hang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 in einem Ausschnitt einen Schnitt durch eine nicht veränderbare

Arretierungsvorrichtung, wie sie in der Vergangenheit eingesetzt worden ist;

Fig. 2 den Querschnitt durch eine elektrische Maschine mit einer Arretie¬ rungsvorrichtung gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im arretierten Zustand;

Fig. 3 in einem stark vergrösserten Ausschnitt die Arretierungsvorrich- tung aus Fig. 2 im arretierten Zustand;

Fig. 4 in einer zu Fig. 3 vergleichbaren Darstellung die entarretierte (ge¬ löste) Arretierungsvorrichtung aus Fig. 2;

Fig. 5 die Maschine aus Fig. 2 im entarretierten Zustand;

Fig. 6 in mehreren Teilfiguren Fig. 6a-c unterschiedliche Ansichten einer elektrischen Maschine mit einer in der Vergangenheit benutzten festen Kopplung zwischen dem Gehäuse und der Einbaustator- Aufhängung (dem Tragring); und

Fig. 7 in einer zu Fig. 6 vergleichbaren Darstellung mit zwei Teilfiguren

7a und 7b eine elektrische Maschine mit einer einstellbaren Kopplung gemäss einem anderen bevorzugten Ausführungsbei- spiel der Erfindung.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 2-5 ist in unterschiedlich vergrösserten Ausschnitten ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Arretierungsvorrichtung 18 wie- dergegeben, wobei die Fig. 2 und 3 die Arretierungsvorrichtung 18 im arretierten Zustand zeigen, während die Fig. 4 und 5 die Arretierungsvorrichtung im gelösten Zustand darstellen. Wie bereits eingangs beschrieben, hat die in den Fig. 2-5 dar¬ gestellte horizontalachsige, elektrische Maschine 10, die insbesondere als Gene¬ rator ausgebildet ist, einen Einbaustator 11 mit am äusseren Umfang angeordne- ten Pressbalken 17. Der Einbaustator 11 ist in einem Gehäuse 12 untergebracht und befestigt, das aus einem Gehäuseunterteil 14 und einem Gehäuseoberteil 13 zusammengesetzt ist, die in einer horizontalen Trennebene mittels eines Trenn¬ flansches 15 lösbar verbunden sind. Der Einbaustator 11 ist über mehrere, in Fig. 2-5 nicht dargestellte Tragringe mit dem Gehäuse 12 verbunden. Zwischen den Tragringen ist er dagegen vom Gehäuse 12 mit Abstand umgeben. An den verti¬ kalen Seitenwänden des Gehäuseunterteils 14 sind aussen seitlich abstehende Poller 16 angeschweisst, um die jeweils ein Seil zum Anheben der Maschine 10 beim Transport gelegt werden kann. Um die beim Anheben der Maschine auf das Gehäuse 12 einwirkenden Verformungskräfte aufzufangen, sind - wie bei der in Fig. 1 dargestellten früheren Lösung - direkt oberhalb der durch die Poller 16 ge¬ henden horizontalen Ebene und unmittelbar unterhalb des Trennflansches 15 Ar¬ retierungsvorrichtungen 18 vorgesehen, mittels derer sich das Gehäuse 12 am Einbaustator 11 abstützen kann.

Der konstruktive Aufbau der Arretierungsvorrichtungen 18 ist aus der vergrösser¬ ten Darstellung in Fig. 3 und 4 erkennbar. Unterhalb des Trennflansches 15 ist in das Gehäuseunterteil 14 eine von aussen zugängliche Gewindehülse 27 einge- schweisst, die sich nach innen zu in radialer Richtung bezüglich der (senkrecht zur Zeichenebene stehenden) Maschinenachse erstreckt. In die Gewindehülse 27 ist eine Arretierungsschraube 23 in Form einer Gewindestange eingeschraubt. Die Arretierungsschraube 23 kann mit dem inneren Ende zur Arretierung an den Pressbalken 17 am Einbaustator 11 angestellt werden (Fig. 3).

Die Längen der Gewindehülse 27 und der Arretierungsschraube 23 sind so ge¬ wählt, dass nach dem Lösen bzw. Herausschrauben der Arretierungsschraube 23 (Fig. 4) ein ausreichendes Spiel S zwischen der Gewindehülse 27 und dem Ein- baustator 11 verbleibt, und dass nach dem Anstellen der Arretierungsschraube 23 an den Einbaustator 11 (Fig. 3) von aussen jeweils zusätzlich eine Konter¬ schraube 25 zum Kontern der Arretierungsschraube 23 in die Gewindehülse 27 einschraubbar ist. Sowohl die Arretierungsschraube 23 als auch die Konter¬ schraube 25 haben an ihren äusseren Enden einen Innensechskant 24 bzw. 26, mittels dessen sie von aussen betätigt werden können.

Die mit der Arretierungsvorrichtung 18 mögliche Arretierung zwischen Gehäuse 12 und Einbaustator 11 verhindert die Gehäuseverformung beim Anheben der Ma¬ schine an den Pollern 16 mit einem Drahtseil während des Transportes. Damit das Gehäuseoberteil 13 bzw. der Gehäusedeckel inkl. aller Anbauten in der Anlage nicht aufwändig demontiert werden muss, um die Arretierung zurückzustellen, kann diese nun von aussen zurückgestellt werden.

Die Bedienung der Arretierungsvorrichtung 18 läuft wie folgt ab: Zum Transport der Maschine 10 wird die Arretierungsschraube 23 durch das Gehäuse 12 hin¬ durch an den Einbaustator 11 von aussen angestellt und anschliessend mit der Konterschraube 25 gesichert (Fig. 3). Während aller Transporte bleibt die Arretie¬ rung angestellt. In der Anlage wird dann die Konterschraube 25 vor der Inbetrieb¬ nahme der Maschine 10 entfernt, die Arretierungsschraube 23 zurückgestellt und mit einem Schweisspunkt oder Körnerschlag oder dgl. gesichert (Fig. 4). Das Spiel S stellt dabei sicher, dass keine Vibrationen vom Einbaustator 11 auf das Gehäu¬ se 12 mehr übertragen werden können. Es versteht sich dabei von selbst, dass in axialer Richtung mehrere Arretierungs-Ebenen über die Generatorlänge betrachtet nötig sind.

Obgleich die Arretierung zwischen Gehäuse 12 und Einbaustator 11 für den Be¬ trieb der Maschine gelöst wird, um Schwingungen des Gehäuses 12 zu vermei-

den, kann eine gezielte, einstellbare Ankopplung zwischen Gehäuse 12 und Ein¬ baustator-Aufhängung, d.h. im vorliegenden Fall, den Tragringen 29, Gehäuse¬ vibrationen während des Betriebes reduzieren. Dazu werden gemäss Fig. 7 am Gehäuse 12 in der Nähe des Trennflansches 15 von aussen einstellbare Abstimm- schrauben 33 und/oder 36 vorgesehen. Die Abstimmschrauben 33, 36 sind in Ge¬ windehülsen 32 bzw. 35 von aussen einschraubbar gelagert. Die Abstimmschrau¬ ben 33, 36 können als Tuning-Schrauben an die Aussenkanten der Einbaustator- Aufhängung bzw. der Tragringe 29 angestellt werden und eine einstellbare Vor¬ spannung erzeugen. Die Gewindehülsen 32, 35 sind am Gehäuseoberteil 13 bzw. am Gehäuseunterteil 14 festgeschweisst. Die Betätigung der Abstimmschrauben 33, 36 von aussen erfolgt jeweils mittels eines Innensechskants 34 bzw. 37.

Die Abstimmung (das Tuning) des Schwingverhaltens verläuft wie folgt: Die Ab¬ stimmschrauben 33 bzw. 36 werden durch das Gehäuse 12 hindurch gegen die Einbaustator-Aufhängung (Tragringe 29) von aussen angestellt. Bei Inbetriebnah¬ me der Maschine werden dann durch entsprechendes Verspannen oder komplet¬ tes Lösen der Abstimmschrauben 33 bzw. 36 die Gehäuseschwingungsamplitu¬ den minimiert. Die Abstimmschrauben können dann mit einem Schweisspunkt oder einem Körnerschlag oder dgl. in der eingestellten Position gesichert werden.

Darüber hinaus kann ein synchrones Schwingungsverhalten von Gehäuseoberteil 13 und Gehäuseunterteil 14 auch sicher gestellt werden, indem eine entsprechen¬ de formschlüssige Verbindung (z.B. mittels Passbolzen) im Trennflansch 15 ein¬ gesetzt wird. Dies hat zur Folge, dass pro Abstimmebene nur eine Abstimm- schraube 33 oder 36 im Gehäuseoberteil 13 oder im Gehäuseunterteil 14 einge¬ setzt werden muss.

Es versteht sich wiederum von selbst, dass in axialer Richtung mehrere Abstimm (Tuning)-Ebenen über die Generatorlänge betrachtet nötig sind, um das Schwin- gungsverhalten zu optimieren.

BEZUGSZEICHENLISTE

10,10' elektrische Maschine (Generator)

11 Einbaustator

12 Gehäuse

13 Gehäuseoberteil

14 Gehäuseunterteil

15 Trennflansch

16 Poller

17 Pressbalken

18,18' Arretierungsvorrichtung

19,27 Gewindehülse

20,23 Arretierungsschraube

21 Schraubenkopf

22 Feststellschraube

24,26 Innensechskant

25 Konterschraube

28 Befestigungsvorrichtung

29 Tragring

30 Ankopplungsstück

31 Schraube

32,35 Gewindehülse

33,36 Abstimmschraube

34,37 Innensechskant

38,39 Absti m mvorrichtu ng

S Spiel