DE1174420B

DE1174420B - Through-ventilated electric motor with centrifugal fan in the end shield

Info

Publication number: DE1174420B
Application number: DEL38032A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Falk; Heinz Schau
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-01-25
Filing date: 1961-01-25
Publication date: 1964-07-23

Description

Durchzugbelüfteter Elektromotor mit Zentrifugallüfter im Lagerschild Die Erfindung betrifft die Weiterbildung der Durchzugsbelüftung bei Elektromotoren mit dem Zweck neben der Verbesserung der Belüftung, den Anwendungsbereich bei Motoren zu erweitern, das Geräusch zu vermindern und die Fertigung zu verbilligen.Through-ventilated electric motor with centrifugal fan in the end shield The invention relates to the development of open-air ventilation in electric motors with the purpose of improving ventilation, the area of application in engines to expand, to reduce the noise and to make manufacturing cheaper.

Es ist bekannt bei den durchzugbelüfteten elektrischen Maschinen den Lüfter sowohl innerhalb des Motors als auch ausserhalb des Motors unmittelbar neben dem einen Lagerschild anzuordnen, wobei in der konstruktiven Ausführung alle übergangsstadien vom Axiallüfter bis zum Radial- oder Zentrifugallüfter festzustellen sind. Bei außen angeordnetem Lüf- ter ist der Lagerschild mit einem durchbrochenen zylindrischen, den Lüfter umschließenden Ansatz ausgeführt. Die Durchbrechungen erstrecken sich entweder über den ganzen Umfang oder nur auf einen Teil des Umfangs, um einen Teilschutz gegen Eindringen von Fremdkörpern, z. B. Spritzwasser, zu erhalten. Die Durchbrechungen sind aus konstruktiven Gründen oft z. B. wegen Befestigungsschrauben oder in bezug auf das Eindringen und der Eindringrichtung von Fremdkörpern oder auch nur aus Gründen des guten Aussehens verschieden groß ausgeführt. Mit der Beschränkung der Durchbrechungen auf einen Teilumfang des zylindrischen Ansatzes am Lagerschild wird die Belüftung des Motors merklich schlechter.It is known in the ventilated electrical machines to arrange the fan both inside the motor and outside the motor immediately next to the one end shield, with all transition stages from the axial fan to the radial or centrifugal fan being ascertained in the structural design. When the fan is arranged on the outside, the end shield is designed with a perforated cylindrical extension that surrounds the fan. The openings extend either over the entire circumference or only on part of the circumference in order to provide partial protection against the ingress of foreign objects, e.g. B. splash water. The openings are often z. B. because of fastening screws or with respect to the penetration and the direction of penetration of foreign bodies or just for reasons of good appearance of different sizes. With the restriction of the perforations to a part of the circumference of the cylindrical attachment on the end shield, the ventilation of the motor is noticeably poorer.

Darüber hinaus ist bei luftfördernden Schaufelrädern bekanntgeworden, den Schaufelraddurchmesser gegenüber dem Gehäusedurchmesser kleiner zu machen, als konstruktiv notwendig wäre, um das Geräusch der durch die Gehäusedurchbrechungen strömenden Luft zu vermindern. Andererseits hat man aus gleichem Grunde die Kanten der Durchbrechungen im Winkel zu den Schaufelstimkanten verlaufen lassen.In addition, it has become known in the case of air-conveying paddle wheels to make the impeller diameter smaller than the housing diameter than structurally it would be necessary to avoid the noise of the housing openings to diminish flowing air. On the other hand, you have the edges for the same reason Let the openings run at an angle to the blade edge.

Von Radialgebläsen her ist der sich in Umfangsrichtung zu den Austrittsöffnungen hin erweiternde Ringkanal zwischen dem Schaufelrad und dem Gehäuse, d. h. das sogenannte Spiralgehäuse, bekannt.From radial fans, the annular channel widening in the circumferential direction towards the outlet openings between the impeller and the housing, i. H. the so-called spiral casing, known.

Nach der Erfindung wird für durchzugbelüftete Elektromotoren mit Zentrifugallüfter am Lagerschild, wobei der Lagerschild durch einen zylindrischen Teil erweitert und mit Ansaug- und Ausblasöffnungen versehen ist, vorgeschlagen, den Lagerschild so auszuführen, daß der Zentrifugallüfter mit dem Lagerschild, welcher zentrale Ansaugöffnungen und am Umfang nur einseitig angeordnete Ausblasöffnungen aufweist, einen sich in Umfangsrichtung zu den Austrittsöffnungen hin erweiternden Ringkanal bildet, und die Ansaug- und Ausblasöffnungen für die Kühlluft in der Form unterschiedlich auszuMren und/oder ungleichmäßig anzuordnen.According to the invention, for through-ventilated electric motors with centrifugal fans on the end shield, the end shield being expanded by a cylindrical part and is provided with suction and exhaust openings, proposed the end shield so execute that the centrifugal fan with the bearing plate, which central suction openings and has exhaust openings arranged on only one side on the circumference, one in Forms the circumferential direction of the outlet openings widening annular channel, and the suction and discharge openings for the cooling air to be designed differently in the form and / or to be arranged unevenly.

Der Lagerschild mit dem Zentrifugallüfter ist damit weitgehend an ein selbständiges Zentrifugalgebläse mit Spiralgehäuse angeglichen; die Luftleistung gegenüber den bekannten Lüfteranordnungen in Motoren ist erhöht, die Beschränkung der Luftausblasöffnungen auf einen Teilumfang ist hinsichtlich der Belüftung nicht mehr nachteilig. Durch die unterschiedliche Ausführung und Größe und unregelmäßige Anordnung der Ausblasöffnungen als auch der zentralen Ansaugöffnungen am Lagerschild ist das Luftgeräusch trotz der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit vermindert. Man erhält ein angenehmes Geräuschbild, ein leichtes Rauschen, ohne sirenenartige Töne. Diese Wirkung wird noch gefördert, wenn der Lagerschild zuden in einem Kreisring angeordneten zentralen Ansaugöffnungen hin kegelig ausgeführt wird.The end shield with the centrifugal fan is largely on a self-contained centrifugal fan with a scroll casing adapted; the air performance compared to the known fan arrangements in engines, the restriction is increased the air outlet openings on a partial circumference is not in terms of ventilation more disadvantageous. Due to the different design and size and irregular Arrangement of the exhaust openings as well as the central suction openings on the end shield the air noise is reduced despite the increased flow velocity. Man receives a pleasant sound image, a slight hissing noise, without siren-like tones. This effect is further promoted when the end shield is enclosed in a circular ring arranged central suction openings is designed to be conical.

Zur vereinfachten Ausführung der Lagerschilde bei gegenüber dem Motorkörper oder Motormantel größerem Durchmesser des zylindrischen Ansatzes, insbesondere bei Flanschlagerschilden, wird weiter vorgeschlagen, die Ausblasöffnungen zum Motor hin über den Rand des zylindrischen Ansatzes auszudehnen, gegebenenfalls auch den Ansatz nicht zylindrisch, sondern kegelig zu gestalten. Dadurch entfäfft die durch die Ausblasöffnungen sonst notwendige Teilung der Gießform, und der Lagerschild läßt sich besser entforinen. Bei verhältnismäßig langen Motoren mit Kühlluftkanälen zwischen dem Ständerblechpaket und dem Gehäusemantel kann an beiden Seiten ein Lagerschild mit Zentrifugaflüfter aufgesetzt werden, wobei dann der Gehäusemantel Lufteinströmöffnungen in Längsmitte zu erhalten hat.To simplify the design of the end shields in relation to the motor body or motor jacket with a larger diameter of the cylindrical extension, especially with Flange shields, it is also proposed, the exhaust openings to the engine to extend over the edge of the cylindrical approach, possibly also the Approach not cylindrical, but conical. This eliminates the through the blow-out openings otherwise necessary division of the mold, and the end shield can be deforined better. With relatively long engines with cooling air ducts between the stator core and the housing shell can be a bearing plate with a centrifugal fan can be placed on both sides, whereby then the housing jacket has to have air inflow openings in the longitudinal center.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung prinzipiell dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die eine Hälfte eines Motors mit einem Zentrifugallüfter, F i g. 2 einen Lagerschild in axialer Draufsicht, F i g. 3 und 4 Abwicklungen des zylindrischen Ansatzes mit in Form und Anordnung verschiedenen Ausblasöffnungen, F i g. 5 den Aufbau eines Zentrifugallüfters nach Art eines Zentrifugalgebläses und F i g. 6 einen Flanschmotor mit beidseitig angeordneten ZentrifugaBüftern.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown in principle. It shows F i g. 1 one half of a motor with a centrifugal fan, F i g. 2 shows a bearing plate in an axial plan view, FIG. 3 and 4 developments of the cylindrical extension with blow-out openings different in shape and arrangement, FIG . 5 shows the structure of a centrifugal fan in the manner of a centrifugal fan and FIG. 6 a flange motor with centrifugal fans on both sides.

Auf den Motormantel 1 des Motors mit dem Ständer 2 und dem Läufer 3 ist der Lagerschild 4 mit der Nabe 5 und dem zylindrischen Ansatz 6 mit seinem Zentrierrad 7 aufgesetzt. Der Lagerschild 4 hat unmittelbar um die Nabe 5 die kreisringförmige Luftdurchtrittsöffnung 8, die durch die unregelmäßig verteilten Stege 9 in ungleiche Segmente und damit unterschiedlich große Öffnungen aufgeteilt ist. Auf die Welle 39 des Motors ist von außen das Zentrifugallüfterrad 10 mit seinen Schaufeln 11 aufgesetzt. Der Außenrand 12 der Schaufeln verläuft abge#-schrägt, so daß sich ein im Querschnitt vergrößerter Ringkanal 13 ergibt.The end shield 4 with the hub 5 and the cylindrical extension 6 with its centering wheel 7 is placed on the motor casing 1 of the motor with the stator 2 and the rotor 3. The end shield 4 has the circular air passage opening 8 directly around the hub 5 , which is divided by the irregularly distributed webs 9 into unequal segments and thus openings of different sizes. The centrifugal fan wheel 10 with its blades 11 is placed on the shaft 39 of the motor from the outside. The outer edge 12 of the blades runs beveled, so that an annular channel 13 with an enlarged cross-section results.

Zur günstigen Luftführung aus dem Motor zum Lüfter ist der Lagerschild 4 zum Außenrand der Durchtrittsöffnung 8 und zu den Schaufeln 11 hin sich kegelig verengend gestaltet. Die Ausblasöffnungen 14 im zylindrischen Ansatz 6 sind hier nur nach einer Seite auf einem Teil des Umfanges angeordnet.For favorable air routing from the motor to the fan, the end shield 4 is designed to taper conically towards the outer edge of the passage opening 8 and towards the blades 11. The exhaust openings 14 in the cylindrical extension 6 are arranged here on only one side on a part of the circumference.

Nach F i g. 3 wechseln längliche, in Umfangsrichtung angeordnete Ausblasöffnungen 15 mit senkrecht dazu liegenden öffriungen 16 ab.According to FIG. 3 , elongated blow-out openings 15 arranged in the circumferential direction alternate with openings 16 lying perpendicular to them.

Nach F i g. 4 hingegen sind quer zur Umfangsrichtung liegende, schlitzförmige Ausblasöffaungen 17 mit verschiedener Breite unregelmäßig verteilt.According to FIG. 4, on the other hand, slot-shaped blow-out openings 17 with different widths lying transversely to the circumferential direction are distributed irregularly.

Nach F i g. 5 ist mit den Schaufeln 18 das Zentrifugallüfterrad angedeutet. Im zylindrischen Ansatz 19 des Lagerschildes sind die Ausblasöffnungen 20. Entgegen der durch den Pfeil 21 angegebenen Drehrichtung,des Lüfterrades nimmt die Wandstärke des zylindrischen Ansatzes 19 bis zu den Ausblasöffnungen 20 zu, so daß sich in Drehrichtung ein von den Zentrifugalgebläsen her bekannter, sich erweiternder Luftführungskanal 36 ergibt. Zur Geräuschminderung ist bei den Ausblasöffnungen 20 von der Wandverstärkung aus eine auch den Wirkungsgrad noch verbessernde Zunge 22 zur Ableitung des Kühlluftstromes an das Zentrifugallüfterrad herangeführt.According to FIG. 5 , the centrifugal fan wheel is indicated with the blades 18. In the cylindrical extension 19 of the end shield are the exhaust openings 20. Contrary to the direction of rotation indicated by the arrow 21, the fan wheel increases the wall thickness of the cylindrical extension 19 up to the exhaust openings 20, so that a known from the centrifugal blowers widening Air duct 36 results. In order to reduce noise, a tongue 22, which also improves the efficiency, is brought up from the wall reinforcement at the blow-out openings 20 for diverting the cooling air flow to the centrifugal fan wheel.

Bei dem Flanschmotor nach F i g. 6 sind beide Lagerschilde 23, 24 durch zylindrischen Ansatz zur Aufnahme eines Zentrifugallüfterrades erweitert. Die Kühlluft wird durch die Öffnung 25 etwa in Längsmitte des Gehäusemantels eingesaugt. So ergibt sich bei sehr langen Motoren eine intensive Kühlung des Ständers 26 mit den Wickelköpfen 27, 28. Der zylindrische Ansatz 29 des Flanschlagerschildes 23 ist in seinem Durchmesser größer als der Durchmesser des Motormantels; er ist außerdem nicht mehr zylindrisch, sondern kegelig. Die Ausblasöffnungen 30 sind über den inneren Rand 31 des Ansatzes hinweggezogen. Dadurch wird die Gießfonn einfach und die Entformung leichter.In the case of the flange motor according to FIG . 6 , both end shields 23, 24 are expanded by a cylindrical extension to accommodate a centrifugal fan wheel. The cooling air is sucked in through the opening 25 approximately in the longitudinal center of the housing jacket. In the case of very long motors, this results in intensive cooling of the stator 26 with the end windings 27, 28. The diameter of the cylindrical extension 29 of the flange end plate 23 is greater than the diameter of the motor casing; it is also no longer cylindrical, but conical. The blow-out openings 30 are drawn over the inner edge 31 of the extension. This makes the mold easy and easier to demold.

Bei der Ausführung des Flanschlagerschildes kann meist auf eine besondere Abdeckhaube, entsprechend der Haube 32 beim Lagerschild 24, verzichtet werden. Vorteilhaft wird dann der Flansch 33 mit einer innenseitigen Ringnut 34 ausgeführt und die Grundplatte 35 des Zentrifugallüfterrades in ihrem Durchmesser entsprechend vergrößert, um einen hinreichenden Abschluß nach außen zu erzielen.When designing the flange end shield, a special covering hood, corresponding to the hood 32 on the bearing shield 24, can usually be dispensed with. The flange 33 is then advantageously designed with an annular groove 34 on the inside and the base plate 35 of the centrifugal fan wheel is correspondingly enlarged in its diameter in order to achieve a sufficient seal to the outside.

Claims

Claims: 1. A ventilated electric motor with an enlarged cylindrical part, provided with suction and exhaust openings bearing shield, in which a centrifugal fan is arranged, characterized in that the centrifugal fan with the bearing shield, which has central suction openings and only one-sided exhaust openings on the circumference , forms an annular channel widening in the circumferential direction towards the outlet openings and the suction and blow-out openings for the cooling air are designed differently in shape and / or are arranged unevenly.

2. Motor according to claim 1, characterized in that the air passage opening in the end shield (6) from the motor to the centrifugal fan is a circular ring (8) around the hub (5) which is divided into openings of different sizes by the webs (9). 3. Motor according to claim 2, characterized in that the bearing plate (6) to the annular opening (8) and to the centrifugal fan wheel (10) is designed conically narrowing. 4. Motor according to claim 1, characterized in that the outer edge (12) of the blades (11) of the centrifugal fan wheel (10) is set back and / or beveled to enlarge the cross section of the annular channel (13) relative to the circular edge of the base plate of the centrifugal fan wheel. 5. Motor according to claim 1, characterized in that the cylinder wall (19) increases in its wall thickness counter to the direction of rotation of the centrifugal fan wheel. 6. Motor according to claim 5, characterized in that a per se known tongue (22) to the outer edge of the blades (18) extends from the end of the reinforced point of the cylinder wall (19) at the exhaust openings (20). 7. Motor according to claim 1, characterized in that the exhaust openings (30) in the cylindrical extension of the end shield extend over the edge (31) facing the motor. 8. Motor according to claims 1 and 7, characterized in that the extension (29) is conical. 9. Motor according to claims 1 and 8, characterized in that on each side of the motor a bearing plate with a cylindrical or conical shoulder and a centrifugal fan wheel are placed and suction openings (25) are approximately in the longitudinal center of the housing shell. 10. Motor according to claim 1, characterized in -that the approach of the end shield is completed by a hood (32) . 11. Motor according to claim 1, characterized in that the base plate (35) of the centrifugal fan wheel runs with its edge in an annular groove (34) of the cylindrical or conical extension of the end shield or the flange. Considered publications: German Patent Nos. 165 330, 319 721, 933 161; German utility model No. 1763 858; Swiss patents No. 155 863, 250 995; USA .- 'Pat. No. 2,936,947.