DE1027312B - Fluessigkeitsgekuehlte Spule fuer mit Gleichstrom erregte Magnete mit Kurzschlusswindungen - Google Patents

Description

• Flüssigkeitsgekühlte Spule für mit Gleichstrom erregte Magnete mit Kurzschlußwindungen Flüssigkeitsgekühlte Spulen für mit Gleichstrom erregte Magnete, wie sie beispielsweise für Magnete für Laboratoriumszwecke und für viele andere Zwecke benutzt werden können:, werden häufig mit mindestens einer Dämpferwicklung ausgestattet, welche den Zweck hat, beim Ausschalten des Gleichstroms die Entstehung von hohen. Spannungsspitzen in der Spule, welche die Win@dungsisolation gefährden könnten, zu vermeiden. Ferner ist es bekannt, bei sehr hoch belasteten Spulen noch innerhalb der Spuleinwicklung \letallfliiclieli anzubringen, welche dieZ`'ürmealtleitung aus dem Spuleninneren erleichtern und mit Behältern für eine Kühlflüssigkeit in gut Verbindung stehen.
• Um dieDämpferwicklung mit den Wärmeahleitungs-Ilüclien zu vereinigen und somit in der Spule möglichst wenig Wickelraum zu verlieren. wird eine flüssigkeitsgekühlte Spule für mit Gleichstrom erregte Magnete mit Kurzschlußwindungen und finit wärmeleitenden Metallflächen., welche in die mit Gleichstrom erregte Spule einragen. und die in. ihr entwickelte Wärme ableiten, gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß auf der Vorderseite einer wärmeleitenden Grundplatte eine Mehrzahl von zueinander konzentrischen zylindrischen Spulenteilen angeordnet ist, daß zwischen diesen Spulenteilen mit der Grundplatte wärmeleitend verbundene Metallzylinderschalen angeordnet sind. welche gleichzeitig die wärmeleitenden Metallflächen und die Kurzschlußwindungen bilden und mindestens die gleiche axiale Länge wie die Spulenteile besitzen., und da.ß die Grundplatte die Wand eines auf der den Spulenteilen und, den Metallzylinderschalen abgewandten Seite befindlichen: Kühlflüssigkeitsraumes bildet.
• Eine Ausführungsform des Gegenstandes der Eifindung, bei welcher außer der obenerwähnten Grundplatte noch eine zweite Grundplatte, auf der ebenfalls zylindrische Wicklungsteile und dazwischenliegende Uetallzylinderschalen angebracht sind und bei welcher Jie beiden Grundplatten ihre Rückseiten. einander zu-:ehren, wird im folgenden an. Hand der Abh. 1 und Z ieschrieben.
• In Abb.. 1, in welcher die eine Grundplatte mit G1 lud die zweite Grundplatte mit G2 bezeichnet ist, ist lie ganze Spule im Meridianschnitt dargestellt. Auf l(-i- linken Seite der (grundplatte Gi, d. h. auf der oben tls Vorderseite bezeichneten Grundplattenseite, beilidet sich eitle Reibe von kollzelitrisch zueinander iegen.den Metallzylinderscha.len. D, #,velche finit der grundplatte G1 wärineleiitend verbunden sind und beipielsweise mit ihr aus einem Stück bestehen können. ;wischen je zweien dieser Metallzvlinderschalen so.-rie zwischen einer mit U bezeichneten Innen@vancl und er Zylinderschale D kleinsten Durchmessers und schließlich zwischen der Zylinderschale D größten Durchmessers und einer die ganze Spulenanordnung umschließenden Außenwand W sind die einzelnen zylindrischen Wicklungsteile angebracht, von denen, in Abb-. 1 nur der, äußerste Wicklungsteil T dargestellt ist. Die Stromzuführung zu diesem Wicklungsteil T ist mit Zi bezeichnet und durchsetzt die Wand 11', während die Verbindungsleitung von T zum anschließenden Wicklungsteil mit Z_2 bezeichnet ist. Der innerste Wicklungsteil ist über die Leitung Z2 durch die Wand W herausgeführt. Wie Abb. 1 zeigt, li.ahen die Metallzylinder D die gleiche a:@iale l.üngc wie die Wicklungsteile T. Mittels einer Deckplatte P sind die Wicklungsteile und die Metallzylinder nach außen allgedeckt. Auf der rechten Seite der (rundplatte G1, d. h. also auf der oben als Rückseite bezeichneten Seite der Grundplatte, ist eine gegebenenfalls Arms mehreren Teilen bestehende Führungsfläche I#1 für die Kühlflüssigkeit, welche die Grundplattenrückseite bespülen soll, vorgesehen. An der zweiten. Grundplatte G2 befinden sich ebenfalls Metallzylinderschalen von gleicher Ausbildung wie die Zylinderschalen D, wobei zwischen ihnen wieder Wicklungsteile liegen, die in Abb. 1 sämtlich fortgelassen sind. Auch sind Öffnungen O für die Zuleitung zum äußersten. Wicklungsteil und die Ableitung vom innersten Wicklungsteil in einer der Außenwand 1J' entsprechenden Außenwand wieder vorhanden. Mittels einer zweiten. Deckplatte werden die Wicklungsteile und Metallzyliniclerscha,len. auf der Vorderseite (rechten Seite) der. Grundplatte G.= wieder abgedeckt. Auf der Rückseite (linken Seite) der Grundplatte G2 ist ebenfalls cin:e Führun;sfläche F, für die Kühlflüssigkeit vorgesehen, die nach dem Zusammenbau der beiden Grundplatten G1 und G2 nebst ihren Führungsflächen F, und F2 -die Führungsfläche F1 fortsetzen.
• Ä;bb. 2 zeigt in einem senkrecht zu der Zeichenebene der Abb. 1 geführten Schnitt (Schnittebene E-F), daß die zusammengefügten Grundplatten. G1 und G2 mit den aneinandergrenzenden Führungsflächen F1 und F2 einen gewundenen, Kanal für die Kühlflüssigkeit bilden, der die gesamte Fläche der Grundplatten Überstreicht. Die Kühlflüssigkeit tritt beispielsweise in der Richtung des Pfeiles 10 auf der linken Seite der Abb. 2 in die Spulenanordnung radial ein, gelangt bis zur Innenwand U, überstreicht dann in von. innen nach außen. aufeinanderfo:lgenden halbkreisförmigen Bahnen die untere Hälfte der Abb. 2, führt an der Außenivanc1 1I' weiter in die obere Hälfte, überstreicht diese in von außen nach innen aufeinanderfodgenden halbkreisförmigen Bahnen und tritt in: Richtung des Pfeiles 11 radial wieder aus. Die Awstrittsstelle 12 liegt auf diese Weise neben der Eintrittsstelle 13.
• Ein, besonderes Merkmal der in Abb. 1 und 2 dargestellten. speziellen Ausführung ist der Verlauf der Führungsflächen F1 bzw. F2. Dieser ist so gewählt, daß deren Form bei einer Spiegelung an einem in: der Mitte zwischen 12 und 13 hindurchlaufenden SpulenraJius erhalten bleibt und daß er überdies bei F1 und F, übereinstimmt. Darüber hinaus stimmen. die Formen der Wände W und U sowie der Metallzylinder D auf den Grundplatten G1 und G2 überein, so daß die Gußkörp.er, welche aus Grundplatte, Außenwand W, Innenwand U, Metallzylindern D und Führungsfläche F bestehen., gleich sind bis, auf die scha,len.-förmig in:einandergreifenden Randteile der Wände U und. W. Abgesehen von diesen Unterschieden können die Grundplatten daher mit Hilfe desselben Modells hergestellt werden. Der durch Vereinigung der beiden Spulenhälften entstehende Doppelspulenkörper enthält nur einen. Küh lfliiss.igkeitskanal im Inneren. und erreicht so, eine besonders intensive Kühlung bei besserer Raumausnutzung, als sie eine gleichwirksame Kühlung von den, beiden. Stirnflächen ermöglichen würde.
• Eine Spule im Sinne der Erfindung isst nicht auf zwei gleiche Spulenhälften beschränkt. Sie kann: beispielsweise nur aus einer Spulenhälfte, aufgebaut aus Grundplatte mit Außen- und Innenwand W und U, Metallzylinderschalen D mit Teilwicklungen T und Führungsfläche F, bestehen, wobei der Kühlflüssigkeitsraum hinter der Führungsfläche F durch eine glatte oder mit Führungsfläche versehene Gegenplatte ähnlich einer zweiten Grundplatte, jedoch ohne Wände, M.eta.llzylinderschalen und Teilwicklungen, abgedeckt wird.
• Eine andere Ausbildungsmöglichkeit für die Spule nläch der Erfindung besteht darin, sie ähnlich der in Abb.. 1 und 2 dargestellten Spule aufzubauen, jedoch die Innenwände U derart konisch auszuführen, daß nach dem Zusammenfügen. der Spulenhälften. ein durchgehender Innenkegel entsteht. Diese Form ist technisch bedeutsam, weil sie da-s Aufbringen der ganzen Spule auf einen kegelförmigen. Eisenkern erlaubt, der eineu, besonders günstigen Verlauf der magnetischen Kraftlinien ergibt. In diesem Falle entfällt zwar der Vorteil eines einzigen Gußmodells, doch bleibt der Vorteil der intensiven Kühlung von innen her und, wenn in der Nähe der kegeligen Innenwand U verkürzte! Teilwicklungen T und, eine Durchbrech.ung der Wand U an der zweiten. Kegelseite vorgesehen wird, auch der Vorteil der günstigen. Raumausnutzung erhalten.

Claims (3)

1. PATENTANSPRCCIII. 1. Flüssigkeitsgekühlte Spule für mit Gleichstrom erregte Magnete mit Kurzschlußwindungen und mit wärmeleitenden 2vIetallfläcbem,, welche in die mit Gleichstrom erregte Spule einregen und die in ihr entwickelte Wärme ableiten, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Vorderseite einer wärmeleitenden Grundplatte (G1) eine Mehrzahl von zueinander konzentrischen zylindrischen Spulenteilen (T) angeordnet ist, daß zwischen diesen Spulenteilen mit der Grundplatte wärmeleitend verbundene Metallzvlinderschalen (D) angeordnet sind, welche gleichzeitig die wärmeleitenden Metallflächen und die Kurzschlußwindungen bilden und mindestens die gleiche axiale Länge wie die Spulenteile besitzen, und daß die Grundplatte die Wand eines auf der den Spulenteilen und den Metallzylinderschalen abgewandten Seite befindlichen Kühlflüssigkeitsraumes bildet.
2. 2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegebenenfalls aus mehreren Teilen bestehende Führungsfläche (F1) an der Rückseite der Grundplatte vorgesehen ist, an der die Kühlflüssigkeit längs eines mehrfach gewundenen Weges entlang geleitet wird.
3. 3. Spule nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Grundplatte (G.,) mit zylindrischen Wicklungsteilen und Metallzylinderschalen so angeordnet ist, daß die Grundplatten (G, und G2) ihre Rückseiten einander zukehren und daß die Rückseiten zwei Wände des von der Kühlflüssigkeit durchströmten Raumes bilden. -1. Spule nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsflächen (F1 und F2) einander spiegelbildlich gleichgeformt sind und beim Zusammenfügen der Grundplatten so aufeinander zu liegen kommen, daß sie einen gewundenen Strömungsweg für die Kühlflüssigkeit bilden, der die Grundplatten überstreicht. In, Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 433 209; belgische Patentschrift Nr. 507 394; USA.-Patentschrift Nr. 2 664 527.