Elektrische Maschine geschlossener Bauart mit oberflächengekühltem Ständergehäuse Bei oberflächengekühlten elektrischen Maschinen geschlossener Bauart ist es bekannt, die für den Wärmeaustausch zwischen dem inneren und dem äusseren Kühlluftstrom erforderliche Kühlfläche durch zylindrische Rohre zu gewinnen, welche in einer oder mehreren konzentrischen Reihen axial über dem Ständerblechpaket angeordnet und von der Aussenluft durchströmt und von der Innenluft umströmt werden.
Bei den bekannten Ausführungen dieser Art sind die Rohrenden in zylindrische Bohr löcher der Flanschringe des Ständergehäuses einge walzt, welche gleichzeitig das Gehäuseinnere nach aussen hin abschliessen.
Diese bekannten Ausführungen rohrgekühlter ge schlossener Maschinen haben aber folgende Nach teile: Infolge des kreisrunden Querschnittes der Rohre ist die Querschnittsform des freien Raumes zwischen den Rohren für den Innenluftstrom,<B>d.</B> h. für die erwärmte Luft aus der Maschine, die aussen entlang der Rohre strömen muss, ungünstig, weil die Luft die Aussenfläche der Rohre nicht vollständig be streicht und eine gleichmässige Luftverteilung bei mehreren konzentrischen Rohrreihen nicht erreicht werden kann. Infolgedessen ist der Wärmeübergang von der warmen Innenluft zur kalten Aussenluft, die durch die Rohre strömt, relativ schlecht.
Ein besserer Wärmeaustausch könnte durch die Ver wendung einer grösseren Anzahl Rohre kleineren Durchmessers erreicht werden, aber dies bedingt geringere Rohrabstände, was für den Innenluftein- tritt und -austritt quer zu den Rohren sich sehr ungünstig auswirkt und auch fabrikatorisch schwie riger ist.
Ferner ist die Befestigung der Rohrenden in den zylindrischen Bohrlöchern der Gehäuseflanschen durch Einwalzen und das Bohren der Löcher in den dicken Gehäuseflanschen ein aufwendiges Verfah ren, welches die Herstellungskosten der Maschine wesentlich vergrössert. Das Auswechseln von be schädigten Rohren ist bei dieser Befestigungsart mit Schwierigkeiten verbunden.
Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine elektrische Maschine geschlossener Bauart mit ober flächengekühltem Ständergehäuse mittels konzen trisch über dem Ständerblechpaket auf die ganze Gehäuselänge angeordneten, axial verlaufenden Kühl rohren, die von der Aussenluft durch- und von der Innenluft umströmt werden, bei welcher die er wähnten Nachteile der bisherigen Ausführungsart vermieden werden.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Kühlrohre beiderseits des Gehäuses in mit gestanzten Löchern versehene Blech segmente eingesetzt sind, welche unter Zwischen lage einer Dichtung auf das Gehäuse aufgeschraubt sind, wobei die Rohre mindestens am einen Ende mit den Blechsegmenten verankert sind.
Anhand der Zeichnung sei ein Ausführungsbei spiel für die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigt die Fig. <B>1</B> einen Motor geschlossener Bauart im Längsschnitt. Die Fig. 2 zeigt einen Endteil eines Kühlrohres. in vergrössertem Massstab, ebenfalls im Längsschnitt, während in Fig. <B>3</B> verschiedene Quer- schnittsfonnen der Kühlrohre dargestellt sind.
Das Ständergehäuse <B>1</B> des Motors ist an' beiden Seiten mit einem äusseren Flanschring 2 und einem inneren Flanschring <B>3</B> versehen, die dem Gehäuse die nötige Steifigkeit verleihen. Zwischen den inneren Flanschringen <B>3</B> sind axiale Leisten 4 für die Auf nahme des Ständerblechpaketes <B>5</B> eingeschweisst.
Der zylindrische Raum für die Kühlrohre<B>6</B> zwischen Ständer und Gehäuse ist beiderseits durch Blech- segmente <B>7</B> abgeschlossen, die auf beiden Seiten des Gehäuses<B>1</B> unter Zwischenlage von Dichtungen<B>8</B> auf die Flanschringe 2,<B>3</B> aufgeschraubt sind. Diese Blechsegmente<B>7</B> bestehen vorzugsweise aus meh reren dünnen Blechschichten, deren Stärke das Stan zen der Löcher für die Rohre<B>6</B> gestattet und die nachher durch Punktschweissen zu steifen Platten vereinigt werden.
Nachdem die Rohre<B>6</B> in den Blechsegmenten<B>7</B> eingesetzt sind, werden sie durch Weichlöten oder mittels eines thermoplastischen Giessharzes mit den Blechsegmenten verbunden, wo bei es unter Umständen genügt, wenn diese Ver bindung nur an einem Rohrende vorgesehen wird, was bezüglich der axialen Wärmedehnung der Rohre von Vorteil ist. Mit<B>9</B> ist der Ventilator für die Umwälzung der Innenluft und mit<B>10</B> derjenige für die Beförderung der Aussenluft durch die Kühlrohre<B>6</B> bezeichnet.
Abgesehen von der fabrikatorischen Vereinfa chung und Verbilligung, die sich durch die Ver wendung von Blechsegmenten mit ausgestanzten Lö chern anstelle von massiven Flanschringe n- mit Bohr löchern ergibt, besteht auch die Möglichkeit, von kreisrunden Kühlrohren abzugehen und solche mit rechteckigem, ovalem oder trapezförmigem Quer schnitt zu verwenden, da die entsprechenden Löcher in den Blechsegmenten ohne weiteres gestanzt werden können.
In der Fig. <B>3</B> sind verschiedene Quer- schnittsformen für die Kühlrohre veranschaulicht, und mit Rohren ovalen Querschnittes lassen sich optimale Wärmeübergangszahlen erreichen, beson ders in solchen Fällen, wo mehr als eine Rohr reihe notwendig ist, um die erforderliche Kühlfläche: zu erreichen. Ferner ergibt sich auch noch ein sehr wesentlicher Vorteil durch die sehr einfache Be festigung der Rohrenden in den Flanschringen.
Closed-type electrical machine with surface-cooled stator housing In closed-type, surface-cooled electrical machines, the cooling surface required for the heat exchange between the inner and outer cooling air flow can be obtained by means of cylindrical tubes, which are arranged in one or more concentric rows axially above the stator core and from the outside air flows through and the inside air flows around it.
In the known designs of this type, the pipe ends are rolled into cylindrical drilling holes of the flange rings of the stator housing, which at the same time close the housing interior to the outside.
However, these known designs of pipe-cooled closed machines have the following disadvantages: As a result of the circular cross-section of the pipes, the cross-sectional shape of the free space between the pipes for the internal air flow is, d. unfavorable for the heated air from the machine, which has to flow outside along the pipes, because the air does not completely paint the outer surface of the pipes and an even air distribution cannot be achieved with several concentric rows of pipes. As a result, the heat transfer from the warm indoor air to the cold outdoor air that flows through the pipes is relatively poor.
A better heat exchange could be achieved by using a larger number of tubes with a smaller diameter, but this requires smaller tube spacings, which has a very unfavorable effect on the indoor air inlet and outlet across the tubes and is also more difficult to manufacture.
Furthermore, the fastening of the pipe ends in the cylindrical bores of the housing flanges by rolling and drilling the holes in the thick housing flanges is a complex process, which significantly increases the manufacturing costs of the machine. The replacement of be damaged pipes is associated with difficulties with this type of fastening.
The invention now relates to an electrical machine of a closed type with a surface-cooled stator housing by means of concentrically arranged over the stator core on the entire length of the housing, axially extending cooling tubes that are flowed through by the outside air and around by the inside air, in which the disadvantages he mentioned the previous design can be avoided.
According to the invention, this is achieved in that the cooling tubes on both sides of the housing are inserted into sheet metal segments provided with punched holes, which are screwed onto the housing with a seal in between, the tubes being anchored to the sheet metal segments at least at one end.
Using the drawing, an exemplary embodiment for the invention will be explained in more detail, namely, FIG. 1 shows a closed-type motor in longitudinal section. Fig. 2 shows an end part of a cooling pipe. on an enlarged scale, also in a longitudinal section, while various cross-sectional shapes of the cooling tubes are shown in FIG. 3.
The stator housing <B> 1 </B> of the motor is provided on both sides with an outer flange ring 2 and an inner flange ring <B> 3 </B>, which give the housing the necessary rigidity. Axial strips 4 for receiving the stator core <B> 5 </B> are welded in between the inner flange rings <B> 3 </B>.
The cylindrical space for the cooling tubes <B> 6 </B> between the stator and the housing is closed on both sides by sheet metal segments <B> 7 </B>, which are sandwiched on both sides of the housing <B> 1 </B> of seals <B> 8 </B> are screwed onto the flange rings 2, <B> 3 </B>. These sheet metal segments <B> 7 </B> preferably consist of several thin sheet metal layers, the thickness of which allows the holes for the tubes <B> 6 </B> to be punched and which are then combined to form rigid plates by spot welding.
After the pipes <B> 6 </B> have been inserted into the sheet metal segments <B> 7 </B>, they are connected to the sheet metal segments by soft soldering or by means of a thermoplastic casting resin, where it may be sufficient if this connection is made is only provided at one end of the pipe, which is advantageous with regard to the axial thermal expansion of the pipes. <B> 9 </B> denotes the fan for circulating the inside air and <B> 10 </B> the one for conveying the outside air through the cooling tubes <B> 6 </B>.
Apart from the manufacturing simplification and cheaper, which results from the use of sheet metal segments with punched holes instead of solid flange rings with drill holes, there is also the possibility of circular cooling tubes and those with a rectangular, oval or trapezoidal cross cut, as the corresponding holes in the sheet metal segments can easily be punched.
In FIG. 3, various cross-sectional shapes for the cooling tubes are illustrated, and tubes of oval cross-section can be used to achieve optimum heat transfer coefficients, especially in those cases where more than one row of tubes is necessary to required cooling surface: to be achieved. Furthermore, there is also a very important advantage due to the very simple fastening of the pipe ends in the flange rings.