DD213798A1

DD213798A1 - Wirbeleinrichtung fuer elektrische maschinen

Info

Publication number: DD213798A1
Application number: DD24809983A
Authority: DD
Inventors: Bernd Halbedel; Dieter Oesingmann; Guenter Gaebe; Peter Gottschalt
Original assignee: Suhl Elektrogeraete Veb K
Priority date: 1983-02-21
Filing date: 1983-02-21
Publication date: 1984-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wirbeleinrichtung zur Kuehlung elektrischer Maschinen, insbesondere Kleinmotorenmit bewickeltem Anker. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wirbeleinrichtung aus bereits vorhandenen Bauteilen zu schaffen, die eine intensive Kuehlung der Wickelkoepfeund des Kommutators gewaehrleistet, Ablagerung von Kohstaub und VersVerschleissteilchen des Kommutators auf den kommutatorseitigen Wickelkoepfen verhindert und die technologisch einfach herstellbar ist Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurchgeloest, dass die bei elektrischen Maschinen mit bewickeltem Anker verwendeten Nutverschlusskeilringe am Umfang oder einzelnen Nutzverschlusskeile am Ende mit radial nach aussen stehenden Wirbelelementen versehen werden.

Description

Wirbeleinrichtung für elektrische Maschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Wirbeleinrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen, insbesondere Kleinmotoren mit bewickeltem Anker.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ss ist bekannt, zur Erzeugung eines KUhlluftstroraes und somit zur Herabsetzung der Temperaturen in der elektrischen Maschine auf der Rotorwelle einen Lüfter anzuordnen.

Jedoch wird hier die Kühlluft ohne zusätzliche Leiteinrichtungen kaum über die Wickelköpfe und den Kommutator geführt. Gerade die Wickelköpfe sind aber bei elektrischen Maschinen, insbesondere Kleinmotoren, aufgrund ihrer großen Oberflächen

für die Wärmeabführung der Wicklungen maßgebend. Bei saugbelüfteten Kommutatormaschinen kommt hinzu, daß sich der vom Kühlluftstrom mitgeführte Kommutator- und Bürstenabrieb in dem zwischen Kommutator und kommutatorseitige Läuferseite •vorhandenen Totraumgebiet auf den Wicklungsteilen ablagert und dadurch die elektrische Festigkeit und Lebensdauer der elektrischen Maschine verringert.

Aus diesen Gründen werden bekanntlich die Kommutatorsegmente selbst als Lüfterflügel ausgebildet oder unmittelbar an den Stirnseiten des Rotors auf separaten Stützelementen Lüfterschaufeln befestigt (AS 11 60 084) sowie auf dem Kommutator (AS 10 67 518) bzw. über dem kommutatorseitigen Wickelkopf (AS 10 47 298) ein Lüfter angeordnet.

In den genannten Fällen handelt es sich allerdings stets um Belüftungseinrichtungen, die zusätzliche Bauteile erfordern und deren Aufbau kompliziert und Herstellung aufwendig ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Wirbeleinrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere Kleinmotoren, mit bewickeltem Anker zu schaffen, die aus bereits vorhandenen Bauteilen der elektrischen Maschinen besteht und die technologisch einfach herstellbar ist»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirbeleinrichtung für elektrische Maschinen der anfangs genannten Art so zu gestalten, daß die Wickelköpfe und der Kommutator intensiv gekühlt werden und Ablagerungen von Kohlestaub und Verschleißteilchen auf den kommutatorseitigen Wickelkopfen verhindert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch, gelöst, daß.die bei elektrischen Maschinen mit bewickeltem Anker verwendeten Nutverschlußkeilringe am Umfang oder einzelnen Nutverschlußkeile am Ende mit Wirbelelementen versehen werden. Die V/irbelelemente stellen Luftersohaufein dar, deren Höhe und Länge wesentlich größer sind als ihre Dicke. Sie stehen radial nach außen und schließen mit der Kontur der Wickelköpfe des Läufers ab. Damit werden bei Rotation des Läufers im Bereich der Wickelköpfe ständig Strömungsturbulenzen angeregt, die den konvektiven Wärmeaustausch der Wicklungen und des Kommutators wesentlich verbessern sowie den anfallenden Kommutator- und Bürstenabrieb aufwirbeln, so daß er mit dem Kühlluftstrom aus der elektrischen Maschine heraustransportiert wird oder sich an anderen elektrisch nicht beanspruchten Konstruktionsteilen ablagert.

Die Herstellung der Wirbeleinrichtung kann in vorteilhafter .'/eise so erfolgen, daß entweder die Wirbelelemente unmittelbar an den Nutverschlußkeilring angespritzt bzw. gepreßt werden oder die einzelnen Nutverschlußkeile an einem Ende zu Wirbelelementen plastisch verformt werden. Solche Wirbeleinrichtungen erfordern keine zusätzlichen Bauteile für die elektrische-.? Maschine und sie sindltechnologisch einfach realisierbar.

Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Wirbeleinrichtungen leicht herstellbar und modifizierungsfähig sind. So kann die Wirbeleinrichtung insbesondere bei elektrischen Maschinen mit hohen Drehzahlen verwendet v/erden, indem zu ihrer Fertigung Plastmaterialien eingesetzt werden. Ebenso ist die Wirbeleinrichtung besonders bei selbstbelüfteten Maschinen oder geschlossenen oberflächenbelüfteten elektrischen Maschinen vorteilhaft, um hier den konvektiven Wärmeaustausch im Inneren der Maschine zu vergrößern. Des v/eiteren können die Wirbeleinrichtungen durch Ausführung

.-ungerader radialer 'Wirbelelemente drehrichtungsabhängig oder

durch Anbringung von gekrümmten bzw. axial verdrehten Wirbel-

elementen drehrichtungsabhängig gestaltet werden. Im letzteren Fall erreicht man in der für die elektrische Maschine festgelegten Drehrichtung eine intensivere Kühlwirkung durch die Wirbeleinrichtung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden

In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht des bewickelten Läufers einer elektrischen Maschine mit kommutatorseitiger Wirbeleinrichtung,

Fig. 2: die Vorderansicht der Wirbeleinrichtung und Fig.3: die Schnittdarstellung der Wirbeleinrichtung.

Gemäß der Darstellung in Figur 1 ist auf dem kommutatorseitigen Wickelkopf 1 des bewickelten Läufers 2 einer elektrischen Kommutatormaschine eine Wirbeleinrichtung 3 mit geraden radialen, am Umfang des Nutverschlußkeilringes gleichmäßig verteilten Wirbelelementen 4 und Nutverschlußkeilen 5 angeordnet. Die Wirbeleinrichtung 3 wird über den Kommutator 6 mit den Nutverschlußkeilen 5 in die teilweise geschlossenen Nuten 7 des Läuferblechpaketes 8 des bewickelten Läufers 2 geschoben. Die inneren Abmessungen der Wirbeleinrichtung 3 sind der Nutausfüllung und der äußeren Kontur des kommutatorseitigen Wickelkopfes 1 eng angepaßt. Die axiale Länge der. Nutverschlußkeile 5 kann so ausgelegt werden, daß die Nutverschlußkeile 5 die Nuten 7 des Läuferblechpaketes 8 vollständig oder nur teilweise schließen·

In jedem Fall sitzt die Wirbeleinrichtung 3 ausreichend fest am Läufer 2 der elektrischen Maschine. Die Länge der 7/irbelelemente 4 der V/irbeleinrichtung 3 richtet sich nach der

Größe des kommutatorseitigen Wickelkopfes Λ* Sie ist möglichst voll auszunutzen. Die Höhe der Wirbelelemente 4 ist zweckmäßig dem freien Raum zwischen dem Wickelkopf 1 und dem Ständer der elektrischen Maschine anzupassen. Bei Blechpaketlängen des Läufers 2, die kleiner als die. Ständerblechpaketlänge sind, darf der Außendurchmesser der Wirbelelemente 4 maximal dem Läuferdurchmesser entsprechen. Ist jedoch die Blechpaketlänge des Läufers 2 größer als die Ständerblechpaketlänge der elektrischen Maschinen, können die Wirbelelemente 4 den Läuferdurchmesser überragen·

Wie aus den Figuren 2 und Fig. 3 weiterhin hervorgeht, stellt die Wirbeleinrichtung 3 einen als konstruktive Einheit herstellbaren Ring dar. Sr wird für elektrische Kleinmotore zweckmäßig aus einem Plastwerkstoff gepreßt oder gespritzt. Damit entsteht eine technologisch.einfache und ohne zusätzliche Teile herstellbare und anbringbare Wirbeleinrichtung 3 für elektrische Maschinen, insbesondere Kleinmotoren, mit bewickeltem Läufer 2. Sie gewährleistet, daß bei Rotation des Läufers 2 im Bereich des kommutatorseitigen Wickelkopfes 1 und des Kommutators 6 ständig Turbulenzen angeregt werden, die eine intensive Kühlung des Wickelkopfes 1 und des Kommutators 6 garantieren und Ablagerungen von Kohlestaub und Verschleißteilchen auf den Wicklungsteilen verhindern..

Claims

Srfindungsansprüche:

Λ , Wirbeleinrichtung für elektrische Maschinen mit bewickeltem Anker, gekennzeichnet dadurch, daß die Nutverschlußkeilringe am Umfang oder einzelne Nutverschlußkeile im Wickelkopfbereich mit radial nach außen stehenden geraden oder axial gekrümmten oder versetzten Wirbelelementen, deren Höhe und Länge wesentlich größer sind als ihre Dicke, versehen sind, wobei Nutverschlußkeilring bzw. Nutverschlußkeil und Wirbelelement stets eine konstruktive Einheit bilden· .-
2. vYirbeleinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Wirbeleinrichtung der äußeren Kontur des Wickelkopfes und der Wicklung in den Nuten des Läuferblechpaketes eng angepaßt sind.
3· Wirbeleinrichtung nach Punkt ι 1> dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelelemente bei elektrischen Maschinen, deren Läuferblechpaketlänge größer als die Ständerblechpaketlänge ist, den Läuferdurchmesser überragen.
4. Wirbeleinrichtung nach. . Punkt -], dadurch gekennzeichnet, daß sie bei eigenbelüfteten Kommutatormaschinen auf den kommutatorseitigen Wickelkopf und bei selbstbelüfteten oder geschlossenen oberflächenbelüfteten elektrischen Maschinen auf beiden Wickelköpfen des bewickelten Läufers sitzt.

Hierzu Λ Blatt Zeichnungen