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Kühlsystem für geschlossene Elektromotoren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem für geschlossene Elektromotoren mit einer Serie von
Zirkulationsrohren, die gleichmässig auf dem Umfang des Motors, parallel zu seiner Achse, angeordnet und mit dem Gehäuse desselben verbunden sind, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Rohre gerade ausgebildet und mit dem Gehäuse an jedem ihrer Enden unter Zwischenschaltung eines Trägerringes verbunden sind, dass zwischen den Enden der einzelnen Rohre verschweisste Verschlussplatten vorgesehen sind, die eine längere Seite von einer mit dem Abstand zwischen den Achsen der beiden aufeinanderfolgenden Rohre übereinstimmenden Länge und eine kürzere Seite, parallel zu der grösseren verlaufend, mit einer dem zwei aufeinanderfolgende Rohre voneinander trennenden Abstand entsprechenden Länge aufweisen,
wobei diese Verschlussplatten an ihren kürzeren Seiten mit den Ringen zwischen jedem Rohr und an ihren längeren Seiten zwischen diesen verschweisst sind und die Enden eines jeden Rohres derart zugerichtet, ausgebildet und verschweisst sind, dass sie sich wasserdicht den Umrissen der zwischen jeweils zwei benachbarten Verschlussplatten gebildeten Öffnung anlegen, u. zw. derart, dass sich zwischen den durch die auf dem Motor befestigten Verschlussplatten und dem Inneren der Rohre eine Zirkulation des Kühlmittels ausbilden kann.
Es ist bekannt, mehrere parallele Rohre auf dem Gehäuseumfang eines Motors anzuordnen, u. zw. unter Zwischenschaltung von Trägerstücken, deren einer Teil mit dem Motorgehäuse und deren anderer Teil mit dem Lagergehäuse verbunden ist, um so eine geschlossene Einheit zu bilden. Eine derartige Anordnung ist bis heute sehr schwer und kostspielig herzustellen. Diese Schwierigkeiten ergeben sich ebenso bei gekrümmten wie bei geraden Rohren. Allerdings erfordern die gekrümmten Rohre keinen Biegevorgang. Bei der Verwendung gerader Rohre ist es erforderlich, kegelstumpfförmige Verbindungsstücke vorzusehen. Soll die Anordnung zum Zentrieren und Einpassen in die Lagergehäuse undeformierbar sein, so müssen die Verbindungsstücke einen grossen Querschnitt besitzen.
Sie sind dann aber schwierig herzustellen. Überdies sind die Verbindungsflächen durch ihre Krümmung schwer zu bearbeiten und sie verursachen insbesondere beim Bohren der Löcher grosse Schwierigkeiten. Bei diesem Verfahren riskiert man, die Dichtheit der Schweissung zu beschädigen. Ganz allgemein aber ist die Ausbildung einer solchen Anordnung kostspielig und schwierig.
Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf den Gebrauch gerader Rohre und auf die Verbindung dieser mit dem Motorgehäuse und den benachbarten Lagern vermittels flacher und breiter Elemente, um dadurch ein geschlossenes Kühlsystem zu erhalten. In einem solchen System sind die Enden der Rohre stirnseitig geschlossen und durch Schweissung miteinander verbunden. Man erhält auf diese Weise ein System mit grossen Kühlflächen, welches einen leicht zu bearbeitenden Rand für einen Verschluss aufweist.
Das Kühlsystem gemäss der Erfindung baut sich auf folgende Merkmale auf :
Die Rohre sind gerade und an jedem Ende unter Zwischenschaltung eines Ringes mit dem Gehäuse verschweisst. Zwischen den Enden der Rohre sind Verschlussplatten eingelegt, die im wesentlichen trapezförmig sind und daher zwei parallele Seiten aufweisen, wobei jeweils die kürzeren Seiten entlang des zwischen den aufeinanderfolgenden Rohren vorhandenen Spaltes verschweisst sind und die längeren Seiten sich berühren, wobei eine Platte mit'der andern ebenfalls verschweisst ist. An jedem der Rohre ist das
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Ende so ausgebildet, dass es den Umrissen der zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Verschluss- platten befindlichen Öffnung folgt.. Die Schweisslinien sind so ausgebildet, dass sie alle Rohrenden und
Verschlussplatten vereinigen und vollkommen abschliessen.
Die durch die lange Seite der Verschlussplatte gebildete fortlaufende Begrenzungslinie gestattet den Abschluss des aus den Rohren, den Verschlussplatten und den benachbarten Lagerschalen bestehenden Motorgehäuses.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eini- ger besonders vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie an Hand der Zeichnungen, von denen
Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I'der Fig. 2 durch eine erste Ausführungsform des erfindungsge- mässen Kühlsystems, Fig. 2 eine Abwicklung des Systems in eine Ebene mit den angedeuteten Schnitt- linien der Fig. l, Fig. 3 eine Seitenansicht eines Endes des Kühlsystems nach den Fig. 1 und 2, Fig. 4,5 und 6 den Fig. 1, 2 und 3 entsprechende Darstellungen einer weiteren Ausführungsform des erfindungsge- mässenKühlsystems, w) beiFig. 4einenSchnittnach der Linie IV - IV'der Fig. 5 darstellt, Fig.
7,8 und 9 ähnliche Darstellungen einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemässen Kühlsystems, wobei Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII - VII'der Fig. 8 darstellt, und Fig. 10 eine beispielsweise Maschine unter Anwendung des erfindungsgemässen Kühlsystems wiedergeben.
In den Fig. 1 - 3 sind die auf dem Gehäuse 2 unter Zwischenschaltung eines Ringes 3 befestigten geraden Rohre mit 1 und die erfindungsgemässen Verschlussstücke mit 4 bezeichnet. In den Figuren ist stets nur eine Seite der Maschine dargestellt. Selbstverständlich sind die Elemente 4 und der Ring 3 auf der andern, nicht dargestellten Seite des Rohres 1 und des Gehäuses 2 in gleicher Weise angeordnet. In den Figuren Ist mit 8 die Schweissraupe bezeichnet, die zwischen der trapezförmigen Verschlussplatte 4 und dem zwischen zwei aufeinanderfolgendenRohrenliegendenTeil des Ringes 3 verläuft. Bei 7 sind die längeren Seiten der Platten 4 Kopf an Kopf verschweisst und bilden einen kontinuierlichen Randabschluss für die Kappe des benachbarten Lagers des Motors.
Mit 5 und 6 sind die Schweissraupen bezeichnet, die am Ende und an den Seiten des Rohres 1 verlaufen. Die Rohre werden vor dem Zusammenbau ausgeschnitten und zusammengebogen. Die Stärke der Platten 4 ist so gewählt, dass der Randabschluss undeformierbar ist und bei der Montage der Maschine eine sichere Zentrierung des Rotors ermöglicht.
Bei der Herstellung einer solchen geschlossenen Anordnung werden zunächst die ausgeschnittenen und an ihren Enden zusammengebogenen Rohre vorbereitet. Sind die Enden entsprechend ausgebildet, so werden die Rohre auf dem Gehäuse montiert und verschweisst. Sodann werden die Verschlussplatten sowohl mit dem Gehäuse und den Rohren als auch miteinander verschweisst. Schliesslich wird der gesamte Verbundkörper mit den Lagerschilden der benachbarten Lager zusammengepasst.
In den Figuren sind rechteckige Rohre dargestellt. Selbstverständlich können ebenso gut auch runde Rohre verwendet werden.
Bei einer andern Ausführungsform der Erfindung sind die Verschlussplatten zur Motorachse geneigt.
Dies ist in den Fig. 4 - 6 dargestellt. Dabei ändert sich jedoch nichts an dem Grundprinzip. Durch diese Anordnung der Verschlussplatten wird insbesondere das Einströmen des zirkulierenden Mittels erleichtert.
Die Fig. 7-9 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Diese unterscheidet sich von den beiden vorbeschriebenen Beispielen dadurch, dass die Rohre 1 an beiden Enden durch Zwischenschaltung eines Ringes 3 mit dem Gehäuse verschweisst sind und in dem Ring eine zweite Serie von Zirkulationsrohren 16 parallel und versetzt zu den Rohren 1 angeordnet ist. Die Verschlussplatten 4 sind zwischen den Rohren 1 und dem Ring 3 in der gleichen Art angeordnet, wie früher beschrieben. Die Rohre 16 sind in dem Ring 3 derart angeordnet, dass sie jeweils in einem durch die benachbarte trapezförmige Platte abgedeckten Raum münden.
Dadurch sind auf dem Gehäuse zwei Reihen von Rohren angeordnet, die eine doppelte Zirkulation ermöglichen, u. zw. eine durch die Rohre 1 in dem einen Sinn und eine andere durch die Rohre 16 im entgegengesetzten Sinn.
'Bei 15 ist in den Fig. 7 - 9 ein zur Ausbildung eines Randabschlusses dienendes, an die Platten angesetztes Element dargestellt. Ebenso kann man bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen ein analog angepasstes Element vorsehen, anstatt die Linie der längeren Seiten der Platten 4 unmittelbar zur Bildung eines Randes für den Verschluss zu verwenden. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, gestattet die Verwendung eines entsprechenden Elementes den Einsatz von Platten 4 von geringerer Stärke, da diese dann nicht unmittelbar an der Bildung des Randabschlusses beteiligt sind.
Um die Wirkung der so erzielten Zirkulation zu zeigen, ist in Fig. 10 eine Maschine dargestellt, deren Kühlsystem die doppelte Reihe der erwähnten Rohre aufweist. Die Strömungsfaden der zirkulierenden Luft, die in der Figur mit Rund R bezeichnet sind, kühlen den Stator, indem sie über seine ganze Länge durch die inneren Rohre'16 ziehen, welche direkt bei den Wicklungsköpfen münden. Diese Strömungsfäden der Luft vereinigen sich wieder mit jenen, die mit Rg und R4 bezeichnet sind und Welche das
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Blechpaket direkt durchlaufen haben. Der Rücklauf in diesem geschlossenen Kühlkreis erfolgt, wie es der mit A bezeichnete Pfeil angibt, durch die äusseren Rohre l, nach dem an beiden Enden die Verschluss- platten überstrichen wurden.
Während aller Phasen des Rücklaufes kühlt sich die Luft wieder ab.
Es ist ersichtlich, dass die Rohre, die Ringe und die Verschlussplatten, die gemeinsam im Sinne der
Erfindung zusammenwirken, eine in sich geschlossene Anordnung ergeben, die undeformierbar ist und die auf einfachste Weise die Kühlung geschlossener Motoren ermöglicht. Darüber hinaus ist durch die Ver- grösserung der Oberflächen, insbesondere bei Verwendung breiter Verschlussplatten, dieses neue System ausserordentlich wirksam.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde nur von trapezförmigen Verschlussplatten ge- sprochen. Selbstverständlich sind aber zahlreiche Varianten möglich, u. zw. auch hinsichtlich der Dimen- sionierung der Zirkulationsrohre und der Art der Zurichtung und Ausbildung ihrer Enden. Selbstverständ- lich werden in den meisten Fällen die Rohre rechteckig bzw. quadratisch sein, es können aber auch Rohre mit rundem Querschnitt gewählt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kühlsystem für geschlossene Elektromotoren mit einer Serie von Zirkulationsrohren, die gleich- mässig auf dem Umfang des Motors, parallel zu seiner Achse, angeordnet und mit dem Gehäuse desselben verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1) gerade ausgebildet und mit dem Gehäuse (2) an jedem ihrer Enden unter Zwischenschaltung eines Trägerringes (3) verbunden sind, dass zwischen den Enden der einzelnen Rohre (1) verschweisste Verschlussplatten (4) vorgesehen sind, die eine längere Seite von einer mit dem Abstand zwischen den Achsen der beiden aufeinanderfolgenden Rohre übereinstimmen- den Länge und eine kürzere Seite, parallel zu der grösseren verlaufend, mit einer dem zwei aufeinanderfolgende Rohre voneinander trennenden Abstand entsprechenden Länge aufweisen,
wobei diese Verschlussplatten (4) an ihren kürzeren Seiten mit den Ringen (3) zwischen jedem Rohr und an ihren längeren Seiten zwischen diesen verschweisst sind und die Enden eines jeden Rohres derart zugerichtet, ausgebildet und verschweisst sind, dass sie sich wasserdicht den Umrissen der zwischen jeweils zwei benachbarten Verschlussplatten gebildeten Öffnung anlegen, u. zw. derart, dass sich zwischen den durch die auf dem Motor befestigten Verschlussplatten und dem Inneren der Rohre eine Zirkulation des Kühlmittels ausbilden kann.