DE1087687B

DE1087687B - Kuehlung von geschlossenen elektrischen Maschinen, insbesondere Gleichstrommaschinen kleinerer Bauart

Info

Publication number: DE1087687B
Application number: DES57681A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Massar; Rudolf Forst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-04-02
Filing date: 1958-04-02
Publication date: 1960-08-25
Also published as: BE576958A; CH371506A

Description

Kühlung von geschlossenen elektrischen Maschinen, insbesondere Gleichstrommaschinen kleinerer Bauart Als elektromotorische Antriebe werden, insbesondere im Werkzeugmaschinenban, in zunehmendem Umfang vollkommen geschlossene Motoren, insbesondere Gleichstrommaschinen, angewendet. Derartige Motoren bedürfen einer Kühlung, wofür es eine ganze Reihe von Einrichtungen gibt, die aber nicht in allen Fällen den gestellten Anforderungen genügen oder für bestimmte Motorarten unwirtschaftlich sind.
So sind Maschinen, insbesondere mit größeren Leistungen, bekannt, bei denen ein im Motorinnern angeordneter Lüfter die Innenluft durch einen Rückkühler hindurchtreibt, von dem die abgekühlte Luft wieder in den Motor zurückströmt. Der Rückkühler wird dabei durch einen zweiten Luftstrom gekühlt, der durch einen außerhalb der Maschine angeordneten Lüfter erzeugt wird. Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß sie sehr aufwendig und teuer sind. Oft werden auch die Maschinenabmessungen hierdurch in unzulässiger Weise vergrößert. Insbesondere bei kleinen Gleichstrommaschinen mit nur wenigen kW-Leistungen sind daher solche Ausführungen mit besonders angeordnetem Rückkühler verhältnismäßig unwirtschaftlich, so daß auch schon vorgeschlagen wurde, ein die Luft innerhalb des Motorgehäuses umwälzendes Lfifterrad als Rückkühler auszubilden, indem es in Form einer das Motorgehäuse abdeckenden Scheibe sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite mit Lüfterflügeln besetzt ist. Die Außenflüael erzeugen dabei einen die Lüfterscheibe außen abkühlenden Luftstrom.
Ferner ist weiterhin vorgeschlagen worden, das Gehäuseinnere der Maschine mit Leitflächen u. dgl. zu versehen, um die Kühlluft im Maschineninnern zu führen.
Die vorliegende Erfindung geht nun von diesen bekannten Vorschlägen aus und bezweckt eine Verbesserung der Kühlung einer elektrischen Maschine mit einem als Rückkühler ausgebildeten Lüfter und mit durch axiale Leitflächen unterteiltem Gehäuseinnenraum hinsichtlich des Umlaufes der Kühlluft im Innern der Maschine bzw. des Motors. Sie erreicht dies dadurch, daß der Lüfter von dem Innenraum des Gehäuses durch eine vorzugsweise von einem Lagerschild gebildete Zwischenwand getrennt ist, die einerseits mit am Außenrand liegenden Austrittsöffnungen für die von dem Lüfter in die eine Häffte des Maschinenraumes aus-eblasene Kühlluft und andererseits mit in der Nähe der Achse liegenden Eintrittsöffnungen für die aus der anderen Hälfte des Maschinenraumes zum Lüfter zurückgeführte Kühlluft versehen ist.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung einer elektrischen Maschine bzw. deren Kühlung wird die Kühlluft an dem als Rückkühler wirkenden Lüfter so stark abgekühlt, daß eine hinreichende Kühlung des Motors ohne einen außerhalb des Motors liegenden besonderen Kühler erreichbar ist. Die äußeren Lüfterflügel können außerdem noch von einem Hilfsgehäuse umgeben sein, dessen Austrittsöffnungen so gerichtet sind, daß der von den äußeren Lüfterflügeln geförderte Luftstrom über die Außenfläche des Maschinengehäuses in an sich bekannter Weise hinwegfließt. Dadurch kann eine noch bessere Kühlung der elektrischen Maschine erreicht werden.
In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine dargestellt, die mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Kühlung versehen ist. 1 ist das Gehäuse der Maschine, das an beiden Enden durch die Lagerschilde 2 und 3 geschlossen ist, in welchen die Motorwelle 4 gelagert ist, auf welcher der Läufer 5 sitzt. 6 ist der Ständer der Maschine, der mit ausgeprägten Polen versehen ist. Am linken Ende der Maschine ist gleichachsig ein Lüftermotor 7 befestigt. Der Lüfter besteht aus einer Scheibe 8, der auf der dem Motor zugewandten Seite mit inneren Lüfterflügeln 9 und auf seiner Außenseite mit äußeren Lüfterflügeln 10 besetzt ist. Der Lüfter bildet die Trennung zwischen dem Innenraum der Maschine und dem Außenraum. Die Abdichtung zwisehen der Lüfterscheibe und dem Lagerschild2 des Motorgehäuses wird durch ein Labyrinth 11 bewirkt. Der von dem inneren Lüfterflüge19 erzeugte Luftstrom tritt durch in dem oberen Teil des Lagerschildes2 befindliche Öffnungen12 in den Motorinnenraum hinein, der in axialer Richtung durch Leitflächen 13 in einen oberen und unteren Raum derart unterteilt ist, daß der durch die Öffnung12 eintretende Luftstrom zunächst durch den oberen kaum hindurchfließt, dann nach dem unteren Raum umgelenkt wird und in diesem in der Pfeilrichtun- wieder zurückfließt und schließlich durch die im unteren Teil des Lagerschildes 2 befindlichen öffnungen 14 der Innenfläche des Flügelrades 9 wieder im Kreislauf zugeführt wird. Die Luft streicht hierbei an der als Rückkühlfläche dienenden Scheibe 8 entlang, die auf ihrer Außenseite durch den Luftstrom gekühlt wird, der von den äußeren Lüfterflügeln 10 erzeugt wird. Die äußeren Flügel 10 sind ferner von einem Hilfsgehäuse 1,5 umgeben, das bis über das Maschinengehäuse 1 hinausragt. Der aus der Öffnung zwischen dem Maschinengehäuse 1 und dem Hilfsgehäuse 15 austretende Luftstrom wird in der Pfeilrichtung 16 über die Außenfläche des Gehäuses 1 hinweggeblasen und bewirkt so eine zusätzliche Kühlung des Gehäuses 1 auf seiner Außenseite. Der durch Öffnungen 17 des Hilfsgehäuses eingesaugte Luftstrom dient außerdem zur Kühlung des Lüftermotors 7.
Um in manchen Fällen einen besonders guten Rückkühleffekt mit dem Lüfter zu erzielen, kann die mit den Lüfterflügeln besetzte Scheibe mit tangentialen, insbesondere zickzackförmigen Wellungen versehen sein. Die beiderseitigen Lüfterflügel sind dabei vorteilhaft auf den äußeren Spitzen der Wellungen angebracht. Dadurch wird die Berührungsfläche für die ,geförderte Luft auf beiden Seiten vergrößert und so ein besonders guter Wärmeübergang erzielt.
Die Fig. 2 und 3 der Zeichnung zeigen ein Ausführungsbeispiel eines in solcher Weise ausgebildeten Lüfterrades im Aufriß bzw. im Schnitt. Die Lüfterscheibe 8, welche die inneren Lüfterflügel 9 und die äußeren Lüfterflügel 10 trägt, ist mit tangentialen Wellungen versehen, die einen zickzackförmigen Querschnitt besitzen. Die Lüfterflügel 9 und 10 sind dabei auf den jeweils äußeren Spitzen der Wellen allgebracht. Auf diese Weise wird ein besonders guter Wärmeübergang zwischen der Innen- und Außenluft durch das aus einem gut wärmeleitenden Material, z. B. Siluminguß, bestehende Lüfterrad erzielt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Kühlung von geschlossenen elektrischen Maschinen, insbesondere Gleichstrommaschinen kleinerer Bauart, mittels eines die Luft innerhalb, des Maschinengehäuses umwälzenden, gegebenenfalls als Rückkühler ausgebildeten und auf der Maschinenwelle sitzenden Lüfters, wobei die Kühlluft mittels axialer Leitflächen etwa in der einen, beispielsweise oberen Hälfte des Gehäuseinnenraumes hin- und in der anderen, beispielsweise unteren Hälfte zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter von dem Innenraum des Maschinengehäuses durch eine vorzugsweise von einem Lagerschild gebildete Zwischenwand getrennt ist, die einerseits mit am Außenrand liegenden Austrittsöffnungen für die von dem Lüfter in die eine Hälfte des. Maschinenraumes ausgeblasene Kühlluft und andererseits mit in der Nähe der Achse liegenden Eintrittsöffnungen für die aus der anderen Hälfte des Maschinenraumes zum Lüfter zurückgeführte Kühlluft versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften - Deutsche Patentschriften Nr. 318 797, 520 471, 607 551; schweizerische Patentschriften Nr. 158 635, 320 523; französische Patentschriften Nr. 503 070, 742 019; britische Patentschriften Nr. 535 784, 684 144. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1037 576.