Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere für eine Schenkelpolmaschine bzw für einen Trommellaufer mit verteilter Erregerwicklung, wobei der Jochring aus einzelnen geschichteten Blechen besteht und über in Drehrichtung voreilende Stege an der Rotornabe befestigt ist

Es sind prinzipiell für derartige Maschinen zwei Laufertypen bekannt

Der erste Laufertyp ist der normale geschweißte Laufer bei dem auf eine Scheibe der Jochring aufgeschweißt ist Die Scheibe kann für den Kuhlluftdurchtntt Ausnehmungen und/oder Versteifungsrippen aufweisen Auf dem Jochring werden die Pole befestigt Diese Befestigung kann über Schwalbenschwanz- oder Hammerkopf-Befestigung erfolgen Auch aufgeschraubte Pole können Verwendung finden

Dieser Laufertyp wird nur eingesetzt bzw ist wirtschaftlich von Vorteil, wenn nur ein geringeres Schwungmoment erforderlich ist Das geringe Schwungmoment ist gleichbedeutend mit einer geringen Jochringstarke

Der zweite bekannte Laufertyp ist der sogenannte Blechkettenlaufer Bei diesem

Laufertyp ist der Rotorarmstern sehr kompliziert und massiv ausgeführt Üblicherweise wird die Blechkette auf den Ärmstem aufgeschrumpft Diese Aufschrumpfung erfolgt insbesondere bei hoπzontalachsigen Maschinen

Bei vertikalachsigeπ Maschinen kann auf die Schrumpfung der Blechkette gegebenenfalls verzichtet werden und nur eine zentrische Fuhrung über die Armsterne erfolgen

Diese Art des Rotors wird vorzugsweise bei hohen Schwungmomenten als die wirtschaftliche Losung verwendet Nachteilig bei diesem Laufertyp ist aber immer die schwere Konstruktion des Armsternes

Darüber hinaus ist aus der DE 47 072 C ein eingangs beschriebener Rotor bekannt, der einen Jochring aus einzelnen geschichteten Blechen aufweist die beidseitig auf einer Rotornabe angeordnet sind Die Rotornabe ist ihrerseits auf der Rotorwelle angeordnet und die geschichteten Bleche werden mittels Spannbolzen die durch die

Rotornabe laufen, zusammengespannt Bei dieser Konstruktion ist es nachteilig daß hohe radiale Zug- und Druckkräfte auftreten

Weiters ist aus der DT 24 59 235 A ein Trommellaufer mit am Umfang verteilter > Wicklung sowie Stege zwischen der Rotorwelle und dem geschichteten Jochenring bekannt Durch die Anschlußstucke der Stege ist ein aufwendiger Aufbau gegeben

Aus der DE 896 388 C ist ein Trommellaufer mit verteilten Nuten in einem geschichteten Jochπng für eine verteilte Erregerwicklung bekannt Bei dieser o Konstruktion sind zwischen den Armanschlußstucken magnetische Unterbrechungen

In der US 4 128 780 A ist ein Rotor einer drehenden elektrischen Maschine beschrieben, der den Jochring mittels Doppelstege an der Rotorwelle befestigt Ebenso ist aus der FR 2 441 088 A ein energiespeicherndes Schwungrad bekannt 5 das über bewegliche Stege mit der Rotorwelle verbunden ist Durch die Vielteiligkeit der Konstruktionen ist ein großer Aufwand erforderlich

Aufgabe der Erfindung ist es, einerseits die obigen Nachteile zu vermeiden und anderseits eine noch bessere wirtschaftliche Losung für hohe Schwungmomente für 0 insbesondere hoπzoπtalachsige Maschinen zu erzielen

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelost Der erfindungsgemaße Rotor ist dadurch gekennzeichent daß die Rotornabe und die Stege einstuckig als Scheibe ausgebildet sind, daß die geschichteten Bleche beidseitig auf der Scheibe angeordnet sind wobei ^ die Scheibe bis an den Außenrand der geschichteten Bleche reicht und mit diesen den Jochring bildet und daß die Scheibe Ausnehmungen aufweist wodurch sich in Drehrichtung die an sich bekannten voreilenden Stege ergeben

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, die Vorteile der beiden bekannten 0 Laufertypen zu vereinen Einerseits wird die komplizierte Armsternkonstruktion vermieden und durch eine gegebenenfalls brenngeschnittene billige Scheibe ersetzt, anderseits sind die Vorteile der für hohe Schwungmomente geeigneten Blechkette gegeben So sind auch die Einzelbleche leichter herzustellen und auch leichter zu transportieren Darüber hinaus hat die Blechkettenkonstruktion eine höhere Festigkeit 5 Die Scheibe übernimmt die zentrische Fuhrung des geschichteten Jochringes

Die Erfindung kann auch bei horizontal - wie auch vertikalachsigen Maschinen eingesetzt werden Ebenso können die Pole beim erfindungsgemaßen Rotor über Schwalbenschwanz- oder Hammerkopf-Befestigungen angebracht werden

Der gravierende Vorteil der Erfindung ist dann zu sehen daß die Scheibe Bestandteil der Blechkette ist Durch die Ankopplung der Blechkette an die Scheibe sind keine radialen Zug- oder Druckkräfte gegeben sondern es treten Scherkräfte aus den Haftreibungskraften auf die eine Relativbewegung zwischen Scheibe und Blechkette vermeiden

Durch die Integration der Scheibe in die Blechkette insbesondere bis zum Außenrand der Blechkette ist ein axial lückenloser magnetischer Kreis gegeben Darüber hinaus ist die Scheibe am Außenrand radial relativ weich und weist dadurch in etwa die gleiche Steifigkeit wie die Blechkette auf Dadurch ist aber bei einer radialen Aufweitung aus Fliehkräften bzw Temperaturerhöhung praktisch keine Relativbewegung zwischen Scheibe und Blechkette möglich Durch die variantenreichen Möglichkeiten der Gestaltung der Ausnehmungen können sehr dünne Stege erzielt werden Die unterschiedlichen Aufweitungen der Scheibe und der Blechkette werden minimiert

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die geschichteten Bleche über Spannbolzen die auch durch die Scheibe verlaufen zusammengespannt Dadurch wird eine noch höhere Kontinuität des magnetischen Kreises im Jochring erreicht

Die radiale Belastung der Blechkette ist durch die Eigenfliehkraft sowie durch die Fliehkraft der Pole und die im Betrieb gegebene Erwärmung gegeben Auch die Scheibe geht im Betrieb durch die Fliehkraft auf jedoch nicht im gleichen Ausmaß wie die geschichteten Bleche

Um nun das Ziel zu erreichen, namlich daß die Scheibe eine gleiche radiale Aufwertung wie die geschichteten Bleche aufweist werden durch Ausnehmungen in der Scheibe von innen nach außen in Drehrichtung voreilende Stege geschaffen Durch die Krümmung dieser Arme bzw Stege wird im Betrieb eine der Blechkette angepaßte Aufweitung erreicht Wie ja allgemein bekannt wirkt das mechanische Moment in Drehrichtung und das elektrische Moment entgegen der Drehrichtung Um

nun die Erweiterung des Außenumfanges der Scheibe zu erreichen wird die Drehmomentenubertragung ausgenutzt, da sich die voreilenden Stege mehr oder weniger verbiegen Im Nennbetrieb kann das Ziel der gleichen Aufweitung erreicht werden Mit der Arm- oder Stegstarke wird die Torsionssteifigkeit und damit die Aufweitung unter Drehmomentubertragung definiert

Die Blechkettenstarke wird aus dem Schwungmoment definiert Rechnerisch wird dann die radiale Aufweitung der geschichteten Bleche ermittelt Über eine Finite- Elemente-Rechnung kann dann die Konstruktion bzw die Abmessungen der Scheibe bestimmt werden

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhruπgsbeispieles wird die Erfindung naher erläutert Die Fig 1 zeigt den Rotor mit seinen Ausnehmungen und die Fig 2 einen Schnitt durch die Fig 1 mit den geschichteten Blechen

Gemäß der Fig 1 und 2 ist die Scheibe 1 auf der Rotorwelle 2 angeordnet Der die - nicht dargestellten - Pole tragende Jochring 3 besteht aus einzeln geschichteten Blechen 4 Diese segmentierten Bleche 4 werden überlappend geschichtet und beidseitig auf der Scheibe 1 vorgesehen Diese geschichteten Bleche 4 werden mit einem Spannbolzen 5, der auch durch die Scheibe gefuhrt ist zusammengespaπnt

Die Scheibe 1 ist einstuckig ausgebildet, wodurch eine große Homogenität durch das Material von der Rotorwelle 2 bis zum Außenrand der Blechkette erreicht wird Diese Homogenitat und die Erstreckung der Scheibe 1 bis zum Außenrand der geschichteten Bleche 4 bringt einen axial lückenlos geschlossenen magnetischen Kreis mit sich

Die Scheibe 1 weist Ausnehmungen 6 auf Die Form dieser Ausnehmungen wird so gewählt, daß in Drehrichtung gesehen von innen nach außen voreileπde Stege 7 gebildet werden Um eine annähernd gleiche Aufweitung der Scheibe 1 , wie die geschichteten Bleche 4 des Jochringes 3 aufweisen, zu erreichen verformen sich im Betrieb der Maschine diese Stege 7 Die Verformung erfolgt in entgegengesetzter Richtung zur Drehπchtung Es kommt also zu einer größeren Aufweitung als bei einer Vollscheibe bzw bei geraden radialen Stegen