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ANWENDUNGSGEBIET
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Die Erfindung betrifft ein System zur Befestigung eines inneren Luftablenkblechs (3) an einer Luftablenkkappe (1) für eine rotierende elektrische Maschine, wobei dieses Luftablenkblech an der Luftablenkkappe (1) durch eine Schraube (7) und eine Mutter (8) befestigt ist, die durch Langlöcher (3.1) an den Rändern (3.2) des inneren Luftablenkblechs (3) und durch Langlöcher (1.1) an der Luftablenkkappe (1) eingeführt sind, so dass der Anzug der Mutter-Schrauben-Anordnung von der Aussenseite des Gehäuses vorgenommen wird und damit eine Einstellung des Spaltes (6) zwischen dem äusseren Ende der Flügel des inneren Lüfters (2) und der Innenfläche des inneren Luftablenkblechs (3) erreicht wird, um die Effekte der Bildung von im Gegenstrom geführten Luftströmen in der Nähe des Spaltes (6) zu minimieren.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Elektrische Maschinen sollten die Betriebstemperatur kontrolliert halten, um körperliche Schädigungen zu vermeiden und die Effizienz im Betrieb zu erhöhen. Typischerweise verwenden Luftkühlungssysteme einen im Inneren einer Luftablenkkappe positionierten Lüfter, durch den eine erzwungene Konvektion von Luft auf dem Maschinenrahmen durchgeführt wird. Je grösser die Luftvolumenströmung, die durch die Maschine fließt, ist, desto grösser ist die Effizienz des Kühlungsystems. Daher sollten alle Ursachen eines Flusswiderstands, wie zum Beispiel körperliche Hindernisse oder Bildung unnötiger Turbulenzen, vermieden werden.
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Derzeit wird der Lüfter an einem hinteren Ende der Motorwelle (4), die bereits an der Maschine angebracht ist, in einem nachfolgenden Schritt und das innere Luftablenkblech an der Luftablenkkappe befestigt. Somit wird die Montage der Luftablenkblech-Kappe-Lüfteranordnung in getrennten Schritten durchgeführt, wobei die Luftablenkkappe-Innenluftablenkblech-Anordnung zuletzt montiert wird.
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Es muss jedoch ein Spalt zwischen dem äußeren Ende der Innenlüfterflügel und der Innenfläche des Luftablenkblechs bleiben, um die Mitnahme der Lüfterflügel an der Innenfläche des Luftablenkblechs zu vermeiden. Dieser Spalt muss alle Montagetoleranzen der erwähnten Bauteile ausgleichen. Wenn dieser Spalt zu groß ist, kann es zu Luftverwirbelungen an der Stelle führen; wenn er klein ist, kann ein physikalischer Kontakt zwischen dem Lüfter und der Innenfläche des Luftablenkblechs stattfinden.
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Kurz gesagt schlägt die vorliegende Erfindung eine Lösung zur Montage des Systems vor, um die am besten geeignete Positionierung des inneren Luftablenkblechs zum Lüfter zu ermöglichen und somit die Montage des inneren Luftablenkblechs zuletzt an der Maschine zu erlauben, nachdem der Lüfter und die Luftablenkkappe an der Maschine bereits montiert sind.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Im Stand der Technik gibt es Dokumente, die mögliche Lösungen für das Problem der Positionierung bringen.
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Patent
EP1462657 zeigt ein System zur Montage eines axialen Lüfters, um eine Turbulenz und einen Gegenstrom, die im Spalt zwischen den Lüfterflügeln und dem Schutzelement des Luftablenkblechs vorliegen, zu reduzieren. Bei dieser Erfindung werden die Enden der Flügel mit einem Ohrring verbunden und dann in das Luftablenkblech eingefügt. Dies verringert den Spalt und führt den darin vorliegenden Luftstrom. Diese Lösung ist ähnlich zu der, die in der
GB2000477 für Lüfter für Kraftfahrzeuge beschrieben ist.
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Das Dokument
US7326032 zeigt eine weitere Möglichkeit, einen solchen Spalt zu reduzieren, die ein System zur Füllung der Innenfläche des Luftablenkblechs bereitstellt. Jedoch ist das System nicht für elektrische Maschinen bestimmt, sondern nur für Schalter-Lüfter. Ebenso beschreibt das Dokument
US4987985 eine Möglichkeit, den Spalt in einem Automobil-Lüfter zu reduzieren.
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Im Gegenzug beschreibt das Patent
US4548548 ein Belüftungssystem, das verwendet wird, um Luft durch einen Wärmetauscher strömen zu lassen. In diesem System haben die Flügel ein spezifisches Format, das einen gleichförmigen Luftstrom am Lüfterausgang erlaubt. Das Luftablenkblech ist in einem Format aufgebaut, das die Bildung von Luftströmen im Gegenstrom reduziert.
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Vor den vorstehenden Darlegungen bringen die vorgelegten Dokumente Lösungen, um die Bildung von Luftströmen im Gegenstrom in den Spalt zwischen den Enden der Lüfterflügel um die Innenfläche des Luftablenkblechs zu minimieren.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Dokumente bringen Lösungen zur Minimierung des Spaltes durch seine Füllung oder durch Verringerung der Vibration der Flügel, vor allem mittels der Verbindung ihrer Außenenden.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, so dass ein System zur Befestigung des Luftablenkblechs geschafft ist, welches die Befestigung des Luftablenkblechs nach dem Einbau der Luftablenkkappe und des axialen Lüfters im Motor ermöglicht. Durch dieses System wird der innere Teil des Luftablenkblechs mit dem äußeren Teil des Lüfters ausgerichtet. Der Spalt zwischen den Flügeln des Lüfters und dem inneren Luftablenkblech ist eingestellt, so dass die Verluste aus Luftturbulenzen minimiert werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Lösung, die darin besteht, das innere Luftablenkblech nach Abschluss der Montage der anderen Komponenten der elektrischen Maschine, insbesondere des Lüfters und dessen Luftablenkkappe, einzubauen. Somit wird Flexibilität für eine bessere Einstellung der Position des Luftablenkblechs relativ zu dem Lüfter ermöglicht.
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Ein weiterer Vorteil dieses neuen Systems ist ein Einbau und ein Ausbau der Luftablenkblech-Luftablenkkappe-Anordnung, ohne dass spezielle Werkzeuge oder sonstige interne Riegel zur Verriegelung von Muttern während der Wartung des Lüfters oder des Luftablenkblechs erforderlich sind.
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Damit dies möglich wird, wurde ein System zur Befestigung der Lüfter-Luftablenkblech-Kappe-Anordnung entwickelt, das es erlaubt, die Befestigungselemente anzuziehen und ihre Position von der Außenseite der Maschine einzustellen. Auf diese Weise kann man die Position der Teile mit der bereits montierten, aber nicht ganz befestigten Montageanordnung einstellen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Befestigung eines inneren Luftleitblechs (3), das an einer Luftablenkkappe (1) für mit einem Lüfter (2) versehene Elektromotoren befestigt ist, um eine Einstellung eines zwischen den Enden der Flügel des Lüfters (2) und der Innenfläche des inneren Luftablenkblechs (3) gebildeten Spalts (6) zu ermöglichen.
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Der Körper des inneren Luftablenkblechs (3) besitzt von einer bis zu einer Vielzahl von Rändern (3.2) mit versetzten gleich weit voneinander entfernten Langlöchern (3.1) um die Achse der elektrischen Maschine.
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Unter dem Begriff Langlöcher (1.1) versteht man Löcher, die an den Rändern (3.2) des Luftablenkblechkörpers (3) ausgeführt sind, so dass die Kappe (1) durch Befestigungselemente (7 und 8) befestigt wird. Die Langlöcher können in verschiedenen Formaten vorliegen, die diese Befestigungsform ermöglichen.
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In einer ersten Variante hat das Langloch (1.1) ein gebogenes oder nicht gebogenes rechteckiges Format, wobei eines seiner beiden Enden den Durchgang des Körpers der Befestigungselemente, aber nicht der jeweiligen Schraubenköpfe, ermöglicht. Die zeigt ein nicht gebogenes Langloch 5 mit einem Ende, das den Durchgang einer Sechskantmutter (8) oder eines Sechskantschraubenkopfes (7) erlaubt.
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In einer zweiten Variante (10) weist das Langloch ein rechteckiges Format auf, dessen kürzere Seiten halbkreisförmig gebildet sind.
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In einer dritten Variante ist das Langloch der zweiten Variante um 90° gedreht.
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Andere ähnliche Formate können mit dem gleichen Konzept ausgeführt werden.
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Vorzugsweise wird ein Luftleitblechkörper (3) mit drei um 120° versetzten Rädern (3.2), in denen sich die Langlöcher (3.1) befinden, die unterschiedliche Formen nach der Ausführungsform des Befestigungssystems aufweisen, verwendet.
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In der Luftablenkkappe (1) befindet sich zumindest ein Langloch (1.1) oder eine Vielzahl von ihnen, die um die Achse der elektrischen Maschine mit verschiedenen Formen nach der Ausführungsform des Befestigungssystems in gleichem Abstand oder nicht versetzt sind. Vorzugsweise werden Luftablenkkappen (1) mit drei um 120° versetzten Langlöcher verwendet, die mit den Löchern des Luftablenkblechs (1.1) übereinstimmen und somit ein ”X” bilden.
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Das System besteht darin, dass das innere Luftablenkblech (3) an die Luftablenkkappe (1) mit Hilfe von vorzugsweise sechskantigen Befestigungselementen (7), die auf Sechskantmuttern (8) geschraubt sind, zu befestigen. Der Befestigungselemente-Satz kann vorzugsweise eine Mutter und eine Schraube sein, die durch die Langlöcher der Luftablenkkappe (3.1) und die Löcher des inneren Luftablenkblechs (1.1) positioniert werden.
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Der Anzug der Mutter-Schraube-Anordnung wird von der Außenseite des Gehäuses der rotierenden elektrischen Maschine vorgenommen. Auf der Innenseite des inneren Luftablenkblechs (3) in der Nähe zu den Öffnungen (1.1) befinden sich Barrieren (1.2), die die Befestigungselemente (7) unterstützen, so dass diese sich nicht drehen, wenn die Mutter (8) von der Außenseite des Gehäuses eingespannt wird.
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Um die Größe (6) des Spaltes (6) gleichmäßig einzustellen, wird ein Abstandshalter zwischen den Enden der Flügel des inneren Lüfters (2) und dem inneren Teil des inneren Luftablenkblechs (3) vor dem endgültigen Anzug der Mutter-Schraube-Anordnung (7–8) verwendet. Der Abstandshalter wird nur in dem Montageschritt verwendet.
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In einer ersten Montagevariante ist der Kopf des Befestigungselements (7) im Inneren des Gehäuses angeordnet, das mittels Halterungen (1.2) blockiert wird. Dann wird die Mutter (8) von der Außenseite montiert. Die Position des Luftablenkblechs wird so eingestellt, dass es konzentrisch zum inneren Lüfter (2) ist, und dann wird der endgültige Anzug der ganzen Anordnung vorgenommen.
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In einer zweiten Montagevariante wird die Sechskantmutter (8) im Inneren des Luftablenkblechs eingebracht. Daraufhin wird das Befestigungselement (7) von der Außenseite des Gehäuses der Maschine angezogen, damit das Luftablenkblech (3) konzentrisch zum inneren Lüfter (2) liegen kann.
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Der Unterschied zwischen den beiden Montagevarianten ist die Positionierung der Mutter (8) und des Befestigungselements (7). In der ersten Variante ist der Kopf des Befestigungselements im Inneren des Gehäuses angeordnet; in der zweiten Variante ist er der Außenseite zugewandt.
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In einer dritten Variante wird die Befestigung mittels eines Befestigungselements (7) und einer rechteckigen Mutter (9) vorgenommen, wobei die Mutter durch die Öffnungen der Luftablenkkappe (1.1) und die Öffnungen des inneren Luftablenkblechs (1.3) geführt wird. Innerhalb des Luftablenkblechkörpers befindet sich eine Barriere (1.2), die die Drehung der Mutter verhindert, wenn das Befestigungselement von der Außenseite des Gehäuses angezogen wird.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der zuvor angegebene Begriff (das heißt ”Mutter”) nicht als beschränkend oder limitierend betrachtet werden soll. Andere Variationen sind ebenfalls möglich, die ähnliche Elemente umfassen können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Es versteht sich von selbst, dass andere Modifikationen und Variationen auftreten können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die nicht auf die zuvor hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt einen Überblick über den Elektromotor mit dem installierten inneren Luftablenkblech.
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2 zeigt eine Rückansicht des Elektromotors mit dem installierten inneren Luftablenkblech.
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3 zeigt den Aufbau des inneren Luftablenkblechs.
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4 zeigt eine Rückansicht des Elektromotors ohne inneres Luftablenkblech.
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5 zeigt das Detail einer möglichen Montage des Systems zur Befestigung des inneren Luftablenkblechs in dem Elektromotorgehäuse von der Innenseite des Motors gesehen.
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6 und 7 zeigen eine Montage des Systems zur Befestigung des inneren Luftablenkblechs in dem Elektromotorgehäuse.
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8 und 9 zeigen eine zweite Montagevariante des Systems zur Befestigung des inneren Luftablenkblechs in dem Elektromotorgehäuse.
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10 zeigt eine dritte Montagevariante des Systems zur Befestigung des inneren Luftablenkblechs in dem Elektromotorgehäuse.
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11 zeigt eine Explosionsdarstellung des in 10 detaillierten Befestigungssystems.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt einen Überblick über die Positionierung des inneren Luftablenkblechs in einem Elektromotor. Das innere Luftablenkblech (3) ist an der Luftablenkkappe (1) konzentrisch zu dem Lüfter (2) befestigt, die konzentrisch zur Achse der Maschine (4) angeordnet sind. Das Abdeckgitter der Luftablenkkappe (5) ist konzentrisch zur Achse des Elektromotors positioniert und ist in 1 in einer Schnittansicht dargestellt, um die Position des Lüfters (2) zu markieren.
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2 zeigt einen Rückansicht des Motors, dessen darin installiertes System des inneren Luftablenkblechs die Luftablenkkappe (1), den Lüfter (2) und das innere Luftablenkblech (3) ohne das Abdeckgitter (5) umfasst. In dieser Figur erscheint der die Dicke (6) aufweisende Spalt (6) zwischen den Flügeln des Lüfters (2) und dem inneren Luftablenkblech (3) nach erfolgter Befestigung des Luftablenkblechs markiert.
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3 zeigt das innere Luftablenkblech (3) und eine mögliche Montage mit drei mit Langlöchern (3.1) versehenen Rändern (3.2), die um 120° um die Achse der elektrischen Maschine versetzt sind.
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4 zeigt eine Luftablenkkappe (1), die bei der in 3 vorgeschlagenen Montage verwendet wird und drei um 120° um die Achse der elektrischen Maschinen versetzte tangentiale Öffnungen (1.1) aufweist, wo das in 3 dargestellte innere Luftablenkblech (3) befestigt werden soll.
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5 zeigt von der Außenseite des Motors das System zur Befestigung des inneren Luftablenkblechs (3) umfassend das vorzugsweise sechskantige Befestigungselement (7), das von der Innenseite des Maschinengehäuses in das Langloch (1.1) der Luftablenkkappe (1) und in das Langloch (3.1) des Randes (3.2) des inneren Luftablenkblechs (3) eingeführt wird, wobei solche Öffnungen ein ”X” bilden. Die Befestigung wird durch Anzug der vorzugsweise sechskantigen Mutter (8) durchgeführt so dass die Einstellung der Größe des Spaltes (6) zwischen dem inneren Luftablenkblech (3) und dem äußeren Ende des Flügels des inneren Lüfters (2) nach erfolgter Montage der Bauteile vorgenommen wird.
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6 zeigt die in 5 dargestellte Montagevariante von der Innenseite der elektrischen Maschine in einer detaillierten Darstellung, wobei sich der Kopf des vorzugsweise sechskantigen Befestigungselements (7) auf die im Innenteil der Luftablenkkappe (1) um das Langloch (1.1) positionierten Barrieren (1.2) stützt, und zwar in der Form, dass sich der Kopf des sechskantigen Befestigungselements (7) während des Anziehens der Mutter (8) von der Außenseite des Gehäuses der elektrischen Maschine nicht dreht.
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7 zeigt den Rand (3.2) des inneren Luftablenkblechs (3), das mittels der Mutter-Sechskantschraube-Anordnung und an der Ablenkkappe (1) befestigt ist, wie in 5 und 6 gezeigt, und von der Außenseite des Motors gesehen.
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8 zeigt eine zweite Montagevariante des Systems zur Befestigung des inneren Luftablenkblechs (1), wobei die Sechskantmutter (8) in das innere Teil des Langloches der inneren Kappe (1.1) eingesteckt und in den Barrieren (1.2) mit dem von der Außenseite des Gehäuses der Maschine eingeführten Befestigungselement gestützt ist. Somit ist der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Montagevariante die Position des Befestigungselements und der Mutter.
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9 zeigt das innere Luftablenkblech (3) an der Luftablenkkappe (1), das durch das mit Sechskantkopf (7) und Mutter (8) versehene Befestigungselement befestigt ist, wie in 8 gezeigt, von der Außenseite der Maschine gesehen.
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10 zeigt eine zweite Montagevariante des Befestigungssystems, wobei eine rechteckige Mutter (9) so dimensioniert ist, dass sie den Durchgang durch die Langlöcher des inneren Luftablenkblechs (3.1) und durch die Langlöcher der Ablenkkappe (1.1) erlaubt. Solche Langlöcher bilden ein ”X”, so dass die rechteckige Mutter (9) durch die Barriere (1.2) gestützt ist, um so zu verhindern dass sie sich bei der Drehung des Befestigungselements von der Außenseite der elektrischen Maschine dreht.
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11 zeigt die Explosionsdarstellung der Befestigungselement (7) – Rechteckmutter (9) – Anordnung, die in das Langloch (3.1) des inneren Luftablenkblechs (3) und in das Langloch (1.1) der Ablenkkappe (1) eingesteckt ist.
