Geschlossene elektrische Maschine mit einem zwischen den aktiven Maschinenteilen und dem Gehäusemantel angeordneten, von einem Aussenkühlmittel durchströmten Rückkühler für den Innenkühlmittelstrom. Gegenstand der Erfindung ist eine ge schlossene elektrische Maschine mit einem zwischen den aktiven Maschinenteilen und dem Gehäusemantel angeordneten, von einem Aussenkühlmittel durchströmten Rückkühler für den Innenkühlmittelstrom. Als Kühl mittel eignen sieh flüssige und gasförmige Stoffe.
Gemäss der Erfindung sind die aktiven Ständerteile ohne Belastung des Gehäuseman tels an den Stirnwänden des Maschinen gehäuses abgestützt.
An Hand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsformen von gemäss der Erfin clung ausgebildeten Maschinen zeigt, soll die Erfindung beispielsweise erläutert werden.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Maschine gezeigt, die innen Flüssigkeit, insbesondere Öl als Kühlmittel hat, während die Aussen- kühlung durch Luft erfolgt. 1 sind die Stirn seiten des Maschinengehäuses. 2 ist ein dün ner Gehäusemantel, 3 ist der Läufer, dessen Welle 4 bei den Lagern 5 und ö flüssigkeits dicht herausgeführt ist. Um die Flüssigkeits reibung im Maschineninnern weitestgehend herabzusetzen, kann der Läufer so lang und schmal gebaut werden, dass der Innendurch messer des Läuferblechpaketes etwa gleich dem Aussendurchmesser der Läuferwelle ist.
Zur weiteren Unterdrückung der Flüssigkeits reibung werden zweckmässig die Läuferober fläche und die Läuferbefestigungsteile mög lichst glatt ausgeführt und gegebenenfalls mit Verschalungen versehen. 7 ist das Stän derblechpaket. Es sitzt auf Profilträgern, die aus den Leisten 8 und den an den Lei stenrändern angeschweissten Kühlrohren 9 be stehen. Die Kühlrohre können selbstverständ- lieh jede beliebige Querschnittsform haben. Vor allem können sie auch aus verschiedenen Profilen zusammengeschweisst sein. Die Leisten 8 und die Kühlrohre 9 sind an den Stirnenden der Leisten, gegebenenfalls auch noch an andern Stellen, durch Ringe 80 ver steift. Die Kühlrohrenden sind bei 10 und 11 flüssigkeitsdicht in die Stirnwände 1 ein geschweisst.
Die Kühlrohre haben an der lin ken Stirnseite einen grösseren Abstand von der Maschinenachse als am Ständerrücken, sie sind bei 120 nach aussen gebogen. Unter Umständen können sie auch an der andern Stirnseite einen grösseren Abstand von der Maschinenachse haben. Durch solche Mass nahmen wird das Einbringen des Blech paketes erleichtert, ohne dass die Rohre vom Ständemücken abgerückt zu werden brau chen. Sie bilden zusammen mit den übrigen Kühlrohren 12 einen Wärmeaustauscher, durch den ein auf der Maschinenwelle ausser halb des Lagerschildes angebrachter Lüfter 13 einen Kühlluftstrom hindurchjagt.
Da durch, dass das Ständerblechpaket allein mit tels dieser Wärmeaustauschelemente an den Stirnseiten befestigt ist, werden besondere, die Flüssigkeitsströmung störende Trag- und Halteteile vermieden. Die Flüssigkeit wird mittels einer Schleuderpumpe 1.4 oder einer Schraubpumpe 140 im Kreislauf durch Ka näle der aktiven Maschinenteile und den Wärmeaustauscher hindurchgetrieben.
An den Stirnwänden 1 sind auch die Füsse 15 und die Aufhängeösen 16 ange bracht. 17 ist ein auf das Gehäuse aufgesetz ter Dom, der gleichzeitig zur Flüssigkeits füllung und als Flüssigkeitsausdehnungs- gefäss dient. NN ist das Flüssigkeitsniveau, 18 ist ein Deckel für den Dom. Durch diesen Dom können auch die Anschlussleiter für die Wicklung herausgeführt sein. Zur Erleich terung der Abdichtung sind sämtliche unter dem Flüssigkeitsniveau liegenden Schrauben löcher als Sacklöcher ausgeführt.
In den Fig. 3 und 4 ist gleichfalls eine flüssigkeits-, insbesondere ölgefüllte Maschine dargestellt, bei der aber das Ölausdehnungs- gefäss am Ende der von der Aussenkühlluft durchströmten Rohre angebracht ist. Ab gesehen von der Platzersparnis infolge der Möglichkeit des Herausführens der Klemmen durch dieses Ausdehnungsgefäss wird hierbei gleichzeitig noch an Dichtungsstellen gespart. In den Fig. 3 und 4 ist 1 der mit 01 ge füllte Gehäusemantel. 2 ist ein domartiger Aufsatz, der durch den Deckel 3 verschlossen ist. Der Dom 2 dient: als Einfüllöffnung und Ölausdehnungsgefäss. Er ist quer zur Ma schinenachse am obern Gehäuseteil angeord net.
Das Gehäuse hat die Form eines Vier- eckes, könnte aber auch zylindrisch sein. Die Raumzwickel 4 zwischen den Schmalseiten 20 des Domes und dem Gehäuse sind als Sumpf für das Ölausdehnungsgefäss ausgebil det. Der Gehäuseinhalt steht durch die Öff nung 5 mit dem Dom 2 in Verbindung. NN ist der Ölspiegel. Die Anschlusskabel 6 für die Maschinenwicklung 7 endigen unterhalb des Spiegel-, <I>NN</I> im Dom 2. Die Verbindung mit der äussern Anschlussstelle wird durch die blanken, den Ölspiegel <I>NN</I> durchdringenden Leiter 70 hergestellt, die auf einem an der Domwand befestigten Isolierteil 8 sitzen.
Die Leiter 70 sind durch Bolzen 9, die den ober- halb des Niveaus<I>NN</I> liegenden Rand der Domwand durchdringen, mit den äussern An schlussklemmen 10 verbunden. 11 ist der Klemmenkasten. Stattdessen können die Lei ter 70 und 9 auch oben über den Rand der Domwand herausgeführt sein.
Bei 19 ist eine Ablassvorrichtung für den Ölschlamm an gebraeht. 12 ist; die Maschinenwelle, die bei 13 aus der Gehäusestirnwand herausgeführt ist. 14 ist der Läufer, 15 der Ständer, 16 ist ein das Gehäuse, durchdringendes Kühlrohr system, das, wie in Fig. 1 und 2, den aktiven Ständerteil trägt und durch das der Aussen lüfter 17 einen Luftstrom jagt. Auf der Welle sitzt eine kleine Pumpe 18, die die Ölfüllung im Kreislauf durch die aktiven Maschinenteile und das Kühlrohrsystem treibt.
Mit Rücksicht auf die gute Konservie rung des 01s und um das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in das Ölausdeh- nungsgefäss zu vermeiden, ist das Ausdeh- nungsgefäss möglichst allseitig geschlossen. Anderseits soll es aber wieder Öffnungen haben, durch die sich der Druckunterschied bei der Ausdehnung und Zusammenziehung des Öls ausgleichen kann. Die Durchfüh rungsstellen der Anschlussleiter sind daher mit Atemöffnungen, wie in der Fig. 5 bezw. 6 gezeigt, ausgeführt.
Wie in den vorangehenden Figuren ist 1 wieder der mit Öl gefüllte Gehäusemantel mit dem Ausdehnungsgefäss 2, das dicht durch den Deckel 3 verschlossen ist. 4 ist das An schlusskabel, das unter der Haube 5 zu den Klemmen 6 geführt ist. Die Klemmenbolzen 7, die isoliert sind, sind mit einem gewissen Spiel 8 von einigen Millimetern oder Bruch teilen eines Millimeters durch die Wand 20 des Ausdehnungsgefässes oberhalb des Öl- spiegels N hindurchgeführt. Der Spielraum 8 steht durch Rinnen 9 in den Isolierplatten 10 sowohl mit dem Luftraum des Ausdeh nungsgefässes wie mit der Aussenluft in Ver bindung. Der gesamte Verbindungskanal weist demnach einen labyrinthartigen Ver lauf auf.
Ersetzt man das flüssige Kühlmedium durch gasförmiges, dann verwendet man mit Vorteil eine der in den Fig. 7 bis 9 und 13 gezeigten Maschinenbauformen.
In den Fig. 7 und 8 wird das Ständer blechpaket 1 über die Tragrippen 2, die mit je einem Paar von Kühlrohren 3 verschweisst sind, getragen. Die geradlinigen Kühlrohre sind ausserdem noch durch Versteifungsringe 4 und durch die Stirnringe 5 des Gehäuses fest miteinander verbunden. Aussen um die Kühlrohre ist ein Mantel 6 aus verhältnis mässig dünnem Blech gelegt, der praktisch mechanisch vollkommen entlastet ist und nur zum Luftabschluss des Gehäuses nach aussen dient. Innerhalb des Kühlrohrkäfigs kann zwecks Luftführung noch ein gegebenenfalls mehrteiliger Zwischenmantel 7 angebracht sein. 8 ist ein Leitblech für den durch die Pfeile 9 angedeuteten Innenkühlluftstrom, der durch den Lüfter 10 angetrieben wird.
Das Leitblech 8 kann gleichzeitig einen Ver steifungsring bilden. 11 sind gegebenenfalls aus besonderen Stücken bestehende Fortsätze der Tragrippen 2. Die Tragrippen 2 und 11 sind mit den einzelnen Versteifungsringen 4 und 8 verschweisst. In der Nähe des Lüfters 10 und an der Umkehrstelle 12 des Innen kühlluftstromes verlaufen die Kühlrohre quer zur Luftströmung. Sie sind an diesen Stellen von Windschatten bildenden Kon struktionsteilen frei. An den Stirnringen 5 sind beiderseits die Lagerschilde 13 befestigt. 14 ist der in einem besonderen Gehäuseanbau 15 angebrachte Aussenlüfter, der den durch Pfeile 16 angedeuteten Aussenkühlluftstrom durch die Rohre 3 treibt.
Unter Umständen kann der Aussenlüfter 14, wie in Fig. 13 dargestellt, auch auf der gleichen Maschinen seite wie der Innenlüfter 10 angebracht sein, so dass dann die Kühlluft innerhalb und ausserhalb der Rohre 3 in der gleichen Rich tung strömt. Dies ist besonders vorteilhaft, weil dann die grösste Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Aussenkühlluftstrom in der Nähe des Innenlüfters auftritt und dieser Lüfter den Innenküblluftstrom quer durch die Rohre bläst, was bekanntlich den Wärme austausch begünstigt.
Die Anbringung der Anbauteile des Ma schinengehäuses, wie Füsse, Ösen, Klemm kasten und dergleichen, kann gleichfalls unter Entlastung des Gehäusemantels 6 an den Kühlrohren geschehen. Unter Umstän den kann die Befestigung auch so vorgenom men sein, dass diese Teile sowohl an den Kühlrohren, als auch an den Stirnringen abgestützt sind. So sind zum Beispiel in Fig. 7 die Aufhängeösen 17 an einer den Gehäusemantel durchdringenden Traverse an gebracht, die einerseits an den Stirnringen 5 und anderseits an einem Paar von Kühl- rohren 3 angeschweisst ist.
In einer ähnlichen Weise können die Füsse ausgeführt sein. Stattdessen kann man aber auch, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, die Füsse durch Fortsätze oder Ansätze 19 der Stirn ringe 5 bilden und durch den Gehäusemantel 6 durchdringende, mit den Kühlrohren 3 ver bundene Teile 20 versteifen. Stattdessen können auch die Füsse ausschliesslich an den Kühlrohren bezw. an den Stirnringen ange bracht sein.
Der Klemmentasten 21. ist unter weit gehender Entlastung des Gehäusemantels 6 mit dem einen Stirnring 5 fest, beispielsweise durch Schweissen verbunden. Er sitzt auf der dem Innenlüfter gegenüberliegenden Seite, weil von hier aus die Kabel 22 bequemer zwischen den Kühlrohren 3 direkt zu den Wicklungsköpfen hindurchgeführt werden können.
In der Fig. 7 ist der Innenkühlluftstrom 9 durch Kanäle 23 des Ständerblechpaketes hindurchgeführt. Die Kanäle erhalten zweck mässig die gleiche Teilung wie die Nuten, da mit sie gleichzeitig mit den Nuten gestanzt werden können. Um die gleichzeitig zur Ver steifung dienenden Druckringe 24 des Blech paketes nicht unnötig zu schwächen, gibt man diesen etwas grössere Öffnungen und etwas grössere Teilungen als den Ständer kanälen 23. Damit trotz der verschiedenen Teilungen und Grössen der Öffnungen der Luftdurchtritt nicht erschwert wird, werden an dem äussern Blech hochkant Bleichstreifen 25 angebracht,
die für die Entstehung eines gewissen Zwischenraumes zwischen dem Druckring 2I und dem Ständerblechpaket sorgen. Der Innenkühlluftstrom geht von dem Innenlüfter 10 aus zwischen den beiden Mänteln 6, 7 hindurch, gelangt bei 12 zwi schen den Rohren in den einen Stirnraum Lind schliesst sich von dort aus durch die Ständer kanäle 23 nach dem andern, den Lüfter 10 enthaltenden Stirnraum.
Bei Fig. 9 geht der Innenkühlluftstrom 9 nicht durch Kanäle des Ständers, sondern zwischen einem Leitblech 26 und dem Rük- ken des Ständerblechpaketes hindurch. Im übrigen ist die Anordnung die gleiche wie bei Fig. 7 und B. Man kann auch stattdessen auf beiden Maschinenstirnseiten einen Innm und einen Aussenlüfter anbringen, muss aber dann etwa. in der Mitte der Rohre Öffnungen anbringen, damit der Aussenkühlluftstrom, der von den beiden Stirnseiten her einge blasen wird, in der Maschinenmitte austreten kann. Etwa, an der gleichen.
Stelle muss auch der Zwischenmantel 7 bezw. das Leitblech 26 entsprechende Ausschnitte haben, damit die von beiden Seiten kommenden Innenkühlluft ströme radial nach innen durchtreten können.
Die Rohre brauchen nicht, wie in den Fig. 7 bis 9 dargestellt ist, kreisförmigen Querschnitt zu haben, sondern können be liebige Querschnittsformen haben. Insbeson dere kann man, wie beispielsweise die Fig. 10 bis 12 zeigen, die Rohre aus Profilen zu sammenschweissen. Überstehende Stege, Flan sche oder dergleichen der Profile können dabei gleichzeitig die Trag- oder Verstei fungsrippen 2 bezw. die Traverse 18 bilden.
In Fig. 10 ist das Rohr aus zwei L-Pro- filen 2 7 zusammengeschweisst, in Fig. 11 aus einem T-Profil 28 und zwei L-Profilen 29. Der vorspringende Flansch 30 kann dabei gleich zeitig eine Tragrippe für das Ständerblech paket bilden.
In Fig. 12 besteht das Rohr aus einem T-Trofil 31 und einem L-Profil 32.
Da die Verbindungsstellen (Schweissver bindungen) zwischen Mantel und Stirnseiten mechanisch wenig beansprucht sind, kann man den Mantel aus verhältnismässig dünnem, den Wärmeübergang erleichterndem Blech herstellen. Dabei bleiben die Schweissstellen zwischen Mantel Lind Stirnseiten, da sie kei nen nennenswerten Beanspruchungen aus gesetzt sind, auf die Dauer dicht. Der Auf bau der Maschine ist einfach und übersicht lich.
Das Kühlmedium, das den Wärmeaus tausch vermittelt, kommt fast nur mit aktiv a <B>N</B> m Värmeaustausch beteiligten Teilen in Berührung. Es kann ohne Hindernisse an den Kühlrohren entlangströmen. Die doppelte Ausnutzung der Kühlrohre als Wärmeaus lauschorgane und Tragteile verringert den Materialaufwand und das Gewicht der Ma schine. Der Ständerrücken kann fast über seinen ganzen Umfang unmittelbar vom Kühlmedium bespült werden.
Im grossen und ganzen besteht die Maschine nur aus aktiven Teilen, weil die sonst nur als Tragelemente dienenden Teile aktiv für den Wärmeaus tausch ausgenutzt sind,