用于定子芯部的夹紧结构的制作方法
【专利摘要】提供了一种发电机，包括：框架；定子芯部，其包括叠片；和在轴向将叠片夹紧在一起的夹紧结构。夹紧结构可包括：多个第一指状板，其接合定子芯部的第一端；第一隔离板，其与所述第一指状板相关联，并包括多个间隔开的第一凹部；多个第一接合结构，每一个包括螺栓和相应的能滑动衬套；第一弹簧圈，其与所述第一接合结构接合；以及第一负载施加结构，其耦合到框架，以将负载给予到第一弹簧圈。
【专利说明】用于定子芯部的夹紧结构
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年11月9日提交的美国临时申请号61/557590的权益，其通过参考引入本文。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及发电机，更特殊地，涉及定子芯部，其包括通过夹紧结构被轴向地夹紧的叠片。
【背景技术】
[0004]涡轮发电机可包括耦合到发电机的气涡轮发动机。现有技术的发电机10的一部分在图1中示出。发电机10包括含有多个叠片14的定子芯部12。第一夹紧结构接合所述定子芯部的第一端。第一夹紧结构包括第一指状板16和与第一指状板16接合的第一隔离板18。通过弹簧圈20，环形夹紧环22，固定到定子框架的多个安装杆24，螺栓26和螺母28，力被施加到第一隔离板18上。突起18A从第一隔离板18轴向延伸，并与弹簧圈20中的相应的槽20A接合。第二夹紧结构(未示出)(其以与第一夹紧结构类似的方式构造)接合定子芯部的第二端。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方面，提供一种发电机，包括:框架；定子芯部，其包括堆叠在框架中的叠片；和夹紧结构，其将所述叠片在轴向上夹紧在一起。夹紧结构可包括:多个第一指状板，其彼此相邻地定位并接合所述定子芯部的第一端；第一隔离板，其与所述第一指状板相关联；多个第一接合结构，其能相对于所述第一隔离板滑动；第一弹簧圈，其与所述第一结合结构接合；以及所述第一负载施加结构，其耦合到框架上以将负载给予到第一弹簧圈。弹簧圈可通过第一接合结构，第一隔离板和第一指状板，将传递负载到定子芯部。当负载被给予到第一弹簧圈时，多个第一接合结构随所述第一弹簧圈并相对于所述第一隔离板能够径向运动。
[0006]第一隔离板可以是环状的，并且包括多个周向彼此间隔开的第一凹部。
[0007]每个第一接合结构可总体上与相邻指状板之间的间隙对齐。
[0008]每个第一凹部可具有椭圆形状，其最长尺寸沿径向延伸。
[0009]每个所述第一接合结构可包括能够相对第一隔离板滑动的衬套，和与所述衬套螺纹接合的螺栓。螺栓可具有与第一弹簧圈接触的第一端和具有O-环耦合到其上的第二端。
[0010]第一弹簧圈可包括环形碟形环。
[0011]第一负载施加结构可包括:多个安装杆，其固定到所述框架；环形第一夹紧环；多个第一芯柱，其延伸穿过第一夹紧环并螺纹接合安装杆；和多个第一螺母，其耦合到所述芯柱，以使得夹紧环将负载施加到第一弹簧圈。
[0012]第一指状板栓定到隔离板。[0013]夹紧结构还包括:多个第二指状板，其彼此相邻地定位并与定子芯部的第二端接合；第二隔离板，其与第二指状板相关联并包括多个间隔开的第二凹部；多个第二接合结构，其每个定位在第二隔离板的相应第二凹部内，第二接合结构相对于第二隔离板能滑动；第二弹簧圈，其与第二接合结构相接合；和第二负载施加结构，其耦合到框架以将负载传递到第二弹簧圈。第二弹簧圈通过第二接合结构，第二隔离板与第二指状板将负载传递到定子芯部。当负载被给予到第二弹簧圈，多个第二接合结构随第二弹簧圈并相对于第二隔离板能够径向地运动。
[0014]根据本发明的第二方面，提供一种发电机，包括:框架；定子芯部，其包括堆叠在框架上的叠片；夹紧结构，其轴向夹紧叠片在一起。夹紧结构可包括:多个第一指状板，其彼此相邻地定位并与定子芯部的第一端相接合；第一隔离板，其与第一指状板相关联，并包括多个间隔开的第一凹部；多个第一接合结构，其每一个都位于相应的第一凹部内，并包括螺栓和能滑动的衬套；第一弹簧圈，其与第一接合结构相接合；和第一负载施加结构，其率禹合到框架以将负载给予到第一弹簧圈。
[0015]螺栓具有与第一弹簧圈接触的第一端。每个第一接合结构还可包括O-环，所述O-环耦合到螺栓第二端，以防止螺栓和相应衬套在弹簧圈被定位成邻近第一接合结构之前掉出相应凹部。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]虽然本详细说明以特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求结束，相信的是，本发明将结合所附的绘制附图而从下面的说明中得到更好的理解，附图中相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:
[0017]图1以局部横截面示出了现有技术的发电机；
[0018]图2以局部横截面示出了在显著负载被施加到弹簧圈之前本发明的发电机的一部分；
[0019]图3以局部横截面示出了负载已施加到弹簧圈后本发明的发电机的一部分；和
[0020]图4是第一隔离板和第一接合结构的部分视图。
【具体实施方式】
[0021]在优选实施例的以下详细描述中，参考了形成本文一部分的附图，并且在附图中通过说明的方式而不是通过限制的方式，示出了具体的优选实施例，在其中可以实施本发明。应当理解的是，其他实施例可以被利用并且可以做出改变而不脱离本发明的精神和范围。
[0022]图2中示出了发电机100的一部分，所述发电机100适于形成涡轮发电机的一部分，并按照本发明而构造。发电机100包括固定框架102 ;定子芯部110，其包括多个叠片112堆叠在框架102上；和夹紧结构120，其用以将叠片轴向夹紧在一起。
[0023]框架102可以如美国专利号US3237035(其全部公开内容通过引用并入本文中)所教导地限定外壳。
[0024]夹紧结构120包括多个第一指状板130，参见图2-4。第一指状板130可以沿周向彼此相邻地定位，具有在相邻的指状板130之间的间隙G，并接合定子芯部110的第一端部110A，参见美国专利号US2761987(其全部公开内容通过参考引入本文)。第一隔离板132 (其在所示实施例中是环形的)通过螺栓132B被耦合到第一指状板130，参见图4。在所示实施例中，每个螺栓132B的头部接合相应的指状板130，并且螺栓132B的螺纹杆拧入到在第一隔离板132中的孔中。
[0025]在所示实施例中，第一隔离板132包括沿圆周方向间隔开的多个第一凹部134。如图4所示，每个第一凹部134可具有椭圆形状，具有在径向方向延伸的最长尺寸R。在所示的实施例中，相应的第一孔135与每个凹部134对准并从其延伸，参见图2和3。代替设置多个第一孔135地，从第一凹部134延伸的多个另外凹部或沿周向延伸的槽可被提供。
[0026]提供多个第一接合结构140，每个定位在第一隔离板132的相应第一凹部134内。在所示的实施例中，每个第一凹部134和相应的接合结构140与在相邻的第一指状板130之间的间隙G大体对齐，参见图4。还是在所示的实施例中，接合结构140的数量大体等于第一指状板130的数量。
[0027]第一弹簧圈150接合第一接合结构140,参见图2和3。在所不实施例中，第一弹簧圈150包括环形碟形环。第一负载施加结构160被耦合到框架102以将负载给予到第一弹簧圈150。在图2中，无负载或仅小的负载被施加到第一弹簧圈150。在图3中，显著载荷通过负载施加结构160被施加到第一弹簧圈150。弹簧圈150可通过第一接合结构140,第一隔离板132和第一指状板130将负载传递到定子芯部110。
[0028]每个第一接合结构140包括第一衬套142和第一螺栓144。第一螺栓144螺纹接合衬套144。第一衬套142在其相应的第一凹部134内能够相对第一隔离板132滑动。衬套142可以由非磁性合金钢制成。由于凹部134的椭圆形状以及衬套142的稍小椭圆形状，衬套142仅能够相对第一隔离板132径向滑动，参见图4。
[0029]螺栓144可具有与第一弹簧圈150接触的第一端144A。在所示的实施例中，第一弹簧圈150包括凹槽150A用于接收螺栓第一端144A。螺栓144的第二端144B包括螺纹杆，其延伸穿过相应的第一凹部134并进入到相应的孔135中。O-环146跨过第二端144B配合。在装配夹紧结构120过程中，并在第一弹簧圈150与第一螺栓144的第一端部144A进行接触之前，螺栓第二端144B的长度，相应孔135的尺寸与O-环的尺寸被设计成使得每个第一接合结构140保持在其相应的第一凹部134和第一孔135内。
[0030]第一负载施加结构160可包括多个安装杆162，其通过支架102A固定到框架102 ；环形第一夹紧环164 ;多个第一芯柱166，其延伸穿过第一夹紧环164中的通孔164A，并螺纹接合安装杆162中的螺纹孔162A ;和多个第一螺母166，其耦合到芯柱166，以在将负载施加到第一弹簧圈150的方向上迫压夹紧环164。
[0031]当负载被施加到第一弹簧圈150时,它沿轴向移动,从而施加负载到多个第一螺栓144，其继而施加负载到第一隔离板132，第一指状板130和定子芯部第一端110A。如上所述，在图2中，无负载或仅小的负载被施加到第一弹簧圈150，并且图3中显著的负载被施加到第一弹簧圈150。当负载被施加到第一弹簧圈150以实现弹簧圈150的轴向运动时,第一弹簧圈150也径向移动小的距离，如以相比于沿定子芯部的中心线的轴向运动的约1: 3的比例而径向向内移动。因为第一螺栓144螺纹耦接到衬套142(如上所述其能够相对于第一隔离板132滑动)，第一螺栓144和衬套142随第一弹簧圈150并相对于第一隔离板132而径向移动。这相反于图1所示的现有技术的实施例，其中配合槽20A中的突起18A趋向于引起隔离板18和(因此)耦接到隔离板18的指状板16随弹簧圈20径向移动。在本发明中，相信的是，第一螺栓144和相应衬套142允许第一弹簧圈150独立于第一隔离板132和第一指状板130径向移动。因此，相信的是，当第一弹簧圈150径向运动时，第一指状板130不导致定子芯部叠片运动。
[0032]此外，由于螺栓144螺纹连接到衬套142，每个螺栓的第一端144A相对于弹簧板150的距离可在组装过程中调整，以将在定子芯部的第一端IlOA中任何平直度偏差纳入考虑。
[0033]夹紧结构120还可以包括:多个第二指状板(未示出)，其彼此邻近地定位，并接合定子芯部110的第二端；与第二指状板相关联并包括多个间隔开的第二凹部的第二隔离板(未示出)；多个第二接合结构(未示出)，其每个定位在第二隔离板的相应的第二凹部内；接合第二接合结构的第二弹簧圈；以及第二负载施加结构，其耦合到框架以将负载传递到第二弹簧圈。第二弹簧圈通过第二接合结构，第二隔离板与第二指状板将负载传递到定子芯部。当负载被给予到第二弹簧圈时，多个第二接合结构能够随第二弹簧圈并相对于第二隔离板径向运动。第二指状板，第二隔离板，第二接合结构，第二弹簧圈和第二负载施加结构可被配置并以与上面所讨论的第一指状板，第一隔离板，第一接合结构，第一弹簧圈和第一负载施加结构相同的方式起作用。
[0034]虽然已说明和描述了本发明的特定实施例，本领域技术人员将明确的是，各种其它改变和修改可以在不脱离本发明精神和范围的情况下做出。因此，在所附权利要求书中，旨在覆盖在本发明范围内的所有这些变化和修改。
【权利要求】
1.一种发电机，包括: 框架； 定子芯部，其包括堆叠在所述框架中的叠片； 夹紧结构，其用以将所述叠片在轴向上夹紧在一起，所述夹紧结构包括: 多个第一指状板，其彼此相邻地定位并接合所述定子芯部的第一端； 第一隔离板，其与所述第一指状板相关联； 多个第一接合结构，其能相对所述第一隔离板滑动； 第一弹簧圈，其与所述第一接合结构接合； 和 第一负载施加结构，其耦合到所述框架以将负载给予到所述第一弹簧圈，其中，所述弹簧圈通过所述第一接合结构，所述第一隔离板和所述第一指状板将所述负载传递到所述定子芯部，当负载被给予到所述第一弹簧圈时，所述多个第一接合结构能够随所述第一弹簧圈并相对于所述第一 隔离板而径向运动。
2.如权利要求1所述的发电机，其中，所述第一隔离板是环形的，并包括沿周向彼此间隔开的多个第一凹部。
3.如权利要求2所述的发电机，其中，每个所述第一接合结构总体上与在相邻的指状板之间的间隙对齐。
4.如权利要求2所述的发电机，其中，每个所述第一凹部具有椭圆形状，其最长尺寸径向地延伸。
5.如权利要求4所述的发电机，其中，每个所述第一接合结构包括能够相对于所述第一隔离板滑动运动的衬套和与所述衬套螺纹接合的螺栓。
6.如权利要求5所述的发电机，其中所述螺栓具有与所述第一弹簧圈接触的第一端和具有O-环的第二端，所述O-环耦合到所述第二端。
7.如权利要求1所述的发电机，其中，所述第一弹簧圈包括环状碟形环。
8.如权利要求1所述的发电机，其中，所述第一负载施加结构包括: 多个安装杆，其固定到所述框架； 环形第一夹紧环； 多个第一芯柱，其延伸穿过所述第一夹紧环并螺纹接合所述安装杆；和 多个第一螺母，其耦合到所述芯柱，以使得所述夹紧环将负载施加到所述第一弹簧圈。
9.如权利要求1所述的发电机，其中，所述第一指状板栓定到所述隔离板。
10.如权利要求2所述的发电机，其中，夹紧结构还包括: 多个第二指状板，其彼此相邻地定位并接合所述定子芯部的第二端； 第二隔离板，其与所述第二指状板相关联并包括多个间隔开的第二凹部； 多个第二接合结构，其每个定位在所述第二隔离板的相应第二凹部内，所述第二接合结构能相对于所述第二隔离板滑动； 第二弹簧圈，其与所述第二接合结构相接合；和 第二负载施加结构，其耦合到所述框架以将负载给予到所述第二弹簧圈，其中，所述第二弹簧圈通过所述第二接合结构，所述第二隔离板与所述第二指状板将负载传递到所述定子芯部，当所述负载被给予到所述第二弹簧圈时，所述多个第二接合结构能够随所述第二弹簧圈并相对于所述第二隔离板而径向地运动。
11.发电机，包括: 框架； 定子芯部，其包括堆叠在所述框架中的叠片； 夹紧结构，其用以将所述叠片在轴向上夹紧在一起，所述夹紧结构包括: 多个第一指状板，其彼此相邻地定位并接合所述定子芯部的第一端； 第一隔离板，与所述第一指状板相关联，并包括多个间隔开的第一凹部； 多个第一接合结构，其每一个都位于相应的第一凹部内，并包括螺栓和能滑动的衬套； 第一弹簧圈，其与所述第一接合结构相接合；和 第一负载施加结构，其耦合到所述框架以将负载给予到所述第一弹簧圈。
12.如权利要求11所述的发电机，其中，所述第一隔离板是环形的，并且所述第一凹部在周向上彼此间隔开。
13.如权利要求12所述的发电机，其中，每个所述第一接合结构与在相邻的指状板之间的间隙总体上对齐。
14.如权利要求11所述的发电机，其中，每个所述第一凹部具有椭圆形状，其最长尺寸径向地延伸。
15.如权利要求11所述的发电机，其中，所述螺栓具有与所述第一弹簧圈接触的第一端。
16.如权利要求11所述的发电机，其中，每个所述第一接合结构还包括O-环，所述O-环耦合到所述螺栓第二端，以防止所述螺栓和相应衬套在所述弹簧圈被定位成邻近所述第一接合结构之前掉出所述相应凹部。
17.如权利要求11所述的发电机，其中，所述第一弹簧圈包括环状碟形环。
18.如权利要求11所述的发电机，其中，所述第一负载施加结构包括: 多个安装杆，其固定到所述框架； 环形第一夹紧环； 多个第一芯柱，其延伸穿过所述第一夹紧环并螺纹接合所述安装杆；和 多个第一螺母，其耦合到所述芯柱，以使得所述夹紧环将负载施加到所述第一弹簧圈。
19.如权利要求11所述的发电机，其中，所述第一指状板栓定到所述隔离板。
【文档编号】H02K1/12GK103988398SQ201280055419
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年11月8日 优先权日:2011年11月9日
【发明者】D·T·阿伦, T·J·维特洛 申请人:西门子能源公司