CH317647A - Anordnung zur Kühlung elektrischer Maschinen, insbesondere Drehstrommotoren - Google Patents

Description

  Anordnung zur Kühlung elektrischer Maschinen, insbesondere     Drehstrommotoren       Die Aufgabe, bei elektrischen Maschinen  die<B>je</B>     Ctewiehtseinheit    erzielbare Leistung zu       sieigern,    bedeutet im wesentlichen ein     thermi-          sehes    Problem, da mit steigender     Beansprui-          ehun-    des aktiven Materials dessen Verluste  steigen und die hierdurch entwickelte Wärme  erheblich zunimmt.

   Da aber die     -#Viekluno,s-          isolation        mir    gewisse Temperaturerhöhungen  verträgt, so     muss    also entweder die Verlust  wärme klein gehalten oder für eine verbesserte  Abfuhr der Wärme gesorgt werden. Bei den  bisher üblichen Ausführungen elektrischer  Maschinen ist die Kühlung im allgemeinen       #-iel        züi    gering. Bei offenen     Drehstrom-          motoren    z.

   B. treibt man zwar bestenfalls     zwi-          sehen        Ständerblechpaketrücken    und     Motor-          e,        0-ehäuse        einen        Kühlluftstrom        hindurch;        der     glatte     Ständerrüeken    hat aber eine viel zu  kleine Oberfläche, -um hierdurch eine günstige       Wärrn.eabfuhr    erzielen zu können.

   Bei     ge-          sehlossenen    Motoren versieht man beispiels  weise das     Gussgehäuse    mit angegossenen Kühl  rippen und bläst über diese den     Kühlluft-          strom.    Auch hier ist die wärmeabgebende  Oberfläche für eine gute Wärmeabfuhr nicht  ausreichend.

   Dazu kommt,     (lass        Gusseisen    ein  verhältnismässig schlechter Wärmeleiter ist       und        dass        mir    ein mangelhafter     Wärmeüber-          ",all(),        Volli        Bleehpaket    an das     Gusseisengehäuse     stattfindet. Die Erfindung hat sieh nun die  Aufgabe gestellt, eine Anordnung zu treffen,  <B>C</B>    durch welche eine erheblich bessere Abfuhr  der Wärme aus dem     Ständerblechpaket    erzielt  wird.  



  Erfindungsgemäss ist zu diesem Zweck der  Rückenteil des     Ständerblechpakete    s mit, seine  Oberfläche vergrössernden Vorsprüngen ver  sehen, die einem Kühlluftstrom ausgesetzt  sind. Die Anordnung kann dabei so ausge  führt werden,     dass    die Vorsprünge als Kühl  rippen ausgebildet sind, die beim Stanzen der       Ständerbleehe    gleich     mitausgestanzt    werden.

    Es wird dann die in dem Blechpaket ent  stehende Wärme ohne     Zuschaltung    weiterer  Wärmeleiter von den     angestanzten,    eng stehen  den Kühlrippen in besonders günstiger Weise  und in hohem Masse auf die zwischen den  Kühlrippen hindurchgeführte     Kühlluft    über  tragen und damit eine wesentlich erhöhte  Wärmeabfuhr erzwungen.  



  Eine besonders günstige Ausführungsform  der Erfindung besteht ferner darin,     dass    das  mit den Kühlrippen versehene Blechpaket  durch kräftige, mit Bolzen verbundene     End-          ringe    zu einem starren     Ständerkörper    zu  sammengefügt ist, der nur mit einem     Kühl-          luftleitmantel    umgeben ist, der leicht abnehm  bar ausgebildet sein kann. Dieser     Kühlluft-          mantel    genügt, um eine Zwangsführung der       Kühlluft    durch die Rippenkanäle zu bewirken  und den     Kühlluftstrom    in vollem Masse zur  Kühlung auszunutzen.

   Ein besonderes Stän-           der-ehäuse    kann dabei zweckmässig ganz er  spart werden, da dieses     nur    totes Gewicht  bedeutet. Wenn der     Kühlluftleitmantel    leicht  abnehmbar ausgebildet, ist, so ist dadurch  ohne weiteres eine bequeme Möglichkeit zur       Säuberun-    der     Kühlluftkanäle    gegeben.  



  In den     Fig.   <B>1</B> und 2 ist ein erstes Aus  führungsbeispiel eines in solcher Weise aus  gebildeten     Ständerbleehpaketes    in Vorder  ansicht und im Querschnitt dargestellt.<B>1</B> sind  die     Ständerbleehe,    deren jedes am Aussen  rand mit einer grösseren Zahl von ausgestanz  ten Kühlrippen 2 versehen ist. Das Blech  paket ist an beiden Enden mit kräftigen  Endringen<B>3</B> besetzt, die von     darch    das Paket  hindurchgehenden Bolzen 4 zusammengehal  ten werden, die mit den Endringen vernietet  sind. Das Blechpaket ist ferner von einem       Leitmantel   <B>5</B> -umgeben.

   Dadurch wird eine  Zwangsführung der Kühlluft in der     Pfeil-          riehtung   <B>6</B> durch die Rippenkanäle bewirkt  und so der Kühlluftstrom voll zur Kühlung  ausgenutzt. Da die Wärme unmittelbar aus  C  dem aktiven Material selbst in den Kühlluft  strom abgeleitet wird, so wird eine intensive  Kühlung des Blechpaketes erzielt, die eine  Leistungssteigerung der elektrischen Maschine  gestattet. Durch die Verwendung des     Kühl-          luftleitmantels    wird dabei noch der Vorteil er  reicht,     dass    ein eigentliches     Ständergehäuse,     wie es bisher vorgesehen wurde, erspart wird.  



  Ferner kann die Anordnung auch so ge  troffen sein,     dass    die Kühlrippen der     aufein-          anderfolgenden    Bleche, insbesondere jedes  zweiten     Bleehes,    zwecks Vergrösserung der       Kühloberfläehe    in     Umfangsriehtung    um ein  geringes, den Querschnitt für die hindurch  strömende     Kühlluft        nLir    unwesentlich     verrin-          frerndes    Mass versetzt sind.

   Schon bei der  geringen Versetzung     Lun    ein Mass, das etwa  der     Blechdieke    entspricht, erzielt man eine       Lim   <B>100%</B> vergrösserte Oberfläche und eine gute       Durehwirbelung    des durch die Kühlkanäle       hindurehtretenden    Luftstromes, ohne     dass     dabei der     Kanalquersehnitt    wesentlich     verkle!-          nert    wird.  



  In     Fig.   <B>3</B> ist ein Ausführungsbeispiel für  eine solche Anordnung dargestellt, und zwar    zeigt es den Querschnitt eines     Kühlkanals,         & r          zwisehen    den Kühlrippen eines     Ständerbleeh-          paketes    vorhanden ist.<B>11</B> sind die Bleche des  Paketes und 12 ein Kühlkanal, der von den  Zwischenräumen zwischen je zwei Kühlrippen  gebildet wird.

   Der Kühlkanal ist in der     Pfeil-          riehtung   <B>13</B> von Kühlluft     darehströnit.    Die  Bleche<B>11</B> des Ständers sind, wie die Abbil  dung zeigt, immer abwechselnd um je eine       Blechdiche    gegeneinander versetzt angeord  net. Hierdurch wird, wie ohne weiteres     ersieht-          ]ich    ist, eine erhebliche     Erhöhun,-    der wärme  gebenden Oberfläche des Kühlkanals 12 erzielt.  



  Um bei einer solchen     Anordnuing    möglichst  wenig     Bleehversehnitt,    zu haben und das Blech  material     gut    auszunützen, sind die Schnitt  folgen der mit Kühlrippen versehenen Bleche       ineinandergesehaehtelt.    Wie aus dem in     Fig.    4  dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich  ist, ist jeder der dort, dargestellten fünf  Schnitte durch<B>je</B> zwei     konzentrisehe,    mit     ge-          striehelten    Linien gezeichnete Kreise wieder  gegeben, von denen der innere Kreis das     Stän-          derbleeh    selbst.

       uind    der äussere Kreis die Reich  weite der Kühlrippen angibt. Die Schnitt  folgen sind hierbei so nahe     aneinandergerliekt,          dass    die Kühlrippen des einen     Bleehes    in die  Zwischenräume zwischen den Kühlrippen des  benachbarten Bleches     hineinreiehen.    Es tritt  dann kaum ein     Mehrverbra-tieh    an Blech ge  genüber der bisherigen Herstellungsweise der       Ständerpakete        auf.     



  In manchen Fällen kann es auch     zweek-          mässig    sein, die mit Kühlrippen versehenen       Ständerbleehe    rechteckig, insbesondere     qLia-          dratiseh        züi    schneiden, wie dies in     Fig.   <B>5</B> dar  gestellt ist.

   Es lassen sieh     auf    diese Weise fast  ohne Mehraufwand von Blech von aussen her  an die einzelnen Bleche Kühlrippen     ansehnei-          den,    die bei ihrer     Hintereinandersehaltun    im       Bleehpaket    Kühlkanäle zur unmittelbaren<B>Ab-</B>  führung der     Wärine    aus dem     Bleehpaket    selbst  bilden.  



  In vielen Fällen kann schon     dadareh    eine  erhebliche Verbesserung der     -N%7ärmeabi-Lilir    er  zielt werden,     dass    die Kühlrippen unter alleini  ger     Ausnutzun,-    des bisher üblichen     Eekenver-          schnittes    ausgestanzt sind.

   Wie die     Fig.   <B>6</B>      zeigt,     lässt    sieh     aueh    hierdurch schon eine  sehr gute Kühlung des     Bleehpaketes    durch  unmittelbare Abgabe der im Blechpaket ent  stehenden Wärme an den durch die Kühl  kanäle     hindurehgeführten    Luftstrom     errei-          ehen.     



  Eine weitere     Vergrösserun,-    der kühlenden  Oberfläche und die Einsparung eines     zu-          sätzliehen    Mantels kann dabei auch durch       Ans,stanzen    ausgeprägter Kühlkanäle erreicht  werden, wie dies in     Fig.7    an einem     Ansfüh-          rungsbeispiel    dargestellt ist.  



  <B>C</B>  Die     Lliekigkeit    des     Ständerbleelipaketes,     die dadurch entsteht,     dass    die     Ständerbleche     unter     Atisnutzung    des     Eckenbleehversehnittes     ausgestanzt werden, kann ferner     dadureh        aus-          gegliehen    werden,

       dass    die in solcher Weise ge  stanzten     Ständerbleehe    einzeln oder satzweise       greg.eneinander    versetzt zu einem im     wesent-          liehen        zylindrisehen        Ständerpaket        zusammen-          "e     <B>,</B> fügt werden, Man erhält auf diese Weise ein       zylindrisehes        Ständerpaket,    das am gesam  ten Umfang mit einer gleichmässigen, unmit  telbaren     Wärineabfuhr    versehen ist.  



  In den     Fig.   <B>8</B> und<B>9</B> der Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel eines in solcher Weise  hergestellten     Ständerbleehpaketes    in     Vorder-          und    Seitenansicht dargestellt. 21, 22 und<B>23</B>  sind drei Teile des Blechpaketes, die gegen  einander -um den Winkel a versetzt     anaeord-          net    sind. Die Bleche des Teilpaketes 21 sind  dabei aus quadratischen     Bleehstüeken    24 aus  gestanzt, die in der Figur     striehpunktiert     angedeutet sind.

   Ebenso sind die Bleche der  Teilpakete 22 und<B>23</B> aus den ebenfalls strich  punktiert dargestellten     quadratisehen        Ble-          eben   <B>25</B>     bzw.   <B>26</B> ausgestanzt. Durch die ver  setzte Anordnung der Teilpakete 21, 22 und  <B>23</B> entsteht so ein     Bleehpaket,    das am     Gesamt-          innfang    mit     wirnieabführenden    Rippen ver  sehen ist, über die ein     zylindriseher    Leitmantel  für die Kühlluft gezogen werden kann.  



  In den     Fig.   <B>10</B> und<B>11</B> der Zeichnung ist  ein     Ständerpaket    in     Vorder-    und     Seiten-          #        an,        sielit        dargestellt,        das        ebenfalls        aus        meh-          reren    Teilpaketen, ähnlich der Ausführung  nach den     Fig.   <B>8</B> und<B>9,</B> besteht, und bei dem       die    Teilpakete ebenfalls um den gleiehenWin-         kel    a versetzt sind,

   so     dass    hierdurch ein im  -wesentlichen zylindrisches     Ständerblechpaket     entsteht. Der Unterschied gegenüber dem vor  hergehenden Beispiel besteht darin,     dass    hier  nicht nur Rippen, sondern ausgeprägte Kühl  kanäle aus den quadratisch     striehpunktierten     Blechen<B>31, 32</B> und<B>33</B> ausgestanzt sind, so       dass    die Enden der ausgestanzten Rippen  durch     Querstüeke    34,<B>35</B> und<B>36</B> miteinander  verbunden sind, die zusammen die Teile einer       zvlindrischen    Mantelfläche für das     Ständer-          paket    ergeben.  



  Die bei der Versetzung der Bleche des       Ständerpaketes    gegeneinander entstehenden       Lüeken    im     Ständerpaket    können ferner durch       Vergussmasse.    z. B. aus Metall (Aluminium  oder dergleichen), Giessharz oder Kunststof  fen ausgefüllt sein. Es ergibt sieh so ein     Stän-          derpaket    mit gleichmässigem zylindrischem  Aussenmantel.  



  Die     Fig.    12 und<B>13</B> der Zeichnung zeigen  ein solches     Ständerpaket,    das aus Teilpaketen  41, 42 und 43 in der vorher beschriebenen  Weise zusammengesetzt ist. Die zwischen den  Teilpaketen vorhandenen     Lüeken    des Aussen  mantels sind hier durch eine Schicht 44 aus  Giessharz zu einem gleichmässigen     zylin-d-ri-          sehen    Paketkörper ausgegossen.  



  Schliesslich kann die Anordnung auch so  getroffen sein,     dass    die     Ständerwickelköpfe        zu-          samm    en mit den Lücken des Paketes mit Giess  harz oder ähnlichen Stoffen umgossen sind.  Hierdurch entsteht ein kompakter, stabiler  Ständer, der dabei auch eine gute Wärmeab  fuhr hat, da die in ihm entstehende Wärme  unmittelbar an die durch ihn hindurchstrei  chende     Kühlluft    abgegeben wird.  



  In     Fig.    14 der Zeichnung ist ein Ausfüh  rungsbeispiel eines solchen Ständers im Längs  schnitt wiedergegeben.<B>51, 52</B> und<B>53</B> sind wie  der Teile des     Ständerpaketes,    die in der vor  her angegebenen Weise derart miteinander  versetzt angeordnet sind,     dass    an der Peri  pherie des Paketes Kühlkanäle entstehen,  durch die in der     Pfeilriehtung    54 die Kühl  luft     hindurehströmt.    In den Nuten des     Stän-          derpaketes    ist die     Wieklung   <B>55</B> eingelegt.

   Die  beiderseits des     Ständerblechpaketes    vorhan-      denen     Wiekelköpfe   <B>56</B> und<B>57</B> sind dabei mit  Giessharz<B>58</B>     uingossen.    Mit dem     Criessharz    sind  zugleich auch die Lücken<B>59, 60</B> und<B>61</B> der  Teilpakete des     Ständerpaketes    ausgegossen.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Anordnung zur Kühlung von Drellstrom- niotoren und andern elektrischen Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rüekenteil des Ständerbleehpaketes mit seine Oberfläche vergrössernden Vorsprüngen versehen ist, die einem Kühlluftstrom ausgesetzt sind. UNTERANTSPRÜTCHE <B>1.</B> Anordnung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge rippenartig sind. 2.

   Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge beim Stanzen der Blechpakete mitausgestanzt sind. <B>3.</B> Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das mit den Vor sprüngen versehene Bleehpaket durch kräftige, mit Bolzen verbundene Endringe zu einem starren Ständerkörper zusammengefügt ist, der nur mit einem Kühlluftleitmantel umgeben ist, der leicht abnehmbar eingerichtet ausge bildet ist. 4.

   Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge der aufeinanderfolgenden Bleche zwecks Vergrö sserung der Kühloberfläche um ein geringes, den Querschnitt für die durehströmende Kühl luft nur unwesentlich verringerndes Mass ver setzt sind. <B>5.</B> Anordnung nach Patentansprueli, da durch gekennzeichnet, dass die Sehnittfolgen der mit Vorsprüngen versehenen Bleche inein- andergesehaehtelt sind.

   <B>6.</B> Anordnung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die mit den Vor sprüngen versehenen Ständerbleelie rechteckig geschnitten sind. <B>7.</B> Anordnung nach Patentansprueh, da durch -el#ennzeielinet, dass die Vorsprünge unter alleiniger Ausnutzung des bisher übli chen Eckenversehnittes ausgestanzt sind.

   <B>8.</B> Anordnung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass beim Stanzen der Bleehpakete Bleehstreifen mitausgestanzt sind, die die äussern Enden der Vorsprünge ver binden Lind einen Mantel für die Führung der Kühlluft bilden.

   <B>9.</B> Anordnung nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass die unter Ausnut zung des Ecken-Bleehversehnittes gestanzten Ständerbleehe gegeneinander versetzt zu einem im wesentlichen zylindrisehen Ständer- paket, zusaminengefügIt sind.

   <B>10.</B> Anordnung nach Unteransprueh <B>9,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Ver- set,zung der Bleche gegeneinander entstehen den Lücken im Ständerpaket durch Verguss- masse ausgefüllt sind. <B>11.</B> Anordnung nach Unteransprueh <B>10,</B> gekennzeichnet durch ein Metall als Verguss- masse. 12.

   Anordnung nach Unteranspruch<B>10,</B> gekennzeichnet durch einen Kunststoff als Vergussmasse. <B>13.</B> Anordnung nach Unteranspriieh <B>9,</B> da durch gekennzeichnet, dass die Ständerwiekel- köpfe zugleich mit den Lücken des Paketes mit Vergussmasse umgossen sind.