DE1207486B - Kuehlkoerper fuer Rotorblechpakete oder Kommutatoren fluessigkeitsgekuehlter Maschinen - Google Patents

Description

• Kühlkörper für Rotorblechpakete oder Kommutatoren flüssigkeitsgekühlter Maschinen Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für Rotorblechpakete oder Kommutatoren flüssigkeitsgekühlter elektrischer Maschinen, der mit Ausnehmungen zum Hindurchleiten von Flüssigkeit versehen und zwischen dem aktiven Teil des Rotors oder Kommutators und der Rotorwelle angeordnet ist.
• Bei einem bekannten Motor ist am Umfang der Rotorwelle eine schraubenförmige Nut vorgesehen. Der Umfang der Rotorwelle ist mit einer deformierbaren Dichtungsschicht umkleidet, die sich auch an die schraubenförmige Nut anpaßt. über dem Rotor ist eine weitere Dichtungsschicht angeordnet, die die Nut nach außen abschließt, so daß ein schraubenförmiger, allseitig umschlossener Kühlkanal entsteht. Der bekannte Motor wird dadurch hergestellt, daß zwischen die beiden deformierbaren Dichtungsscheiben, die aus Blattmetall oder Polyäthylenblättern bestehen, ein Druckmittel eingeleitet wird, das die Dichtungsschichten eng an die Rotorwelle bzw. die Bohrung des Blechpaketes preßt. Zur Herstellung eines solchen Motors ist eine aufwendige Einrichtung nötig. Auch hat die dünne Dichtungsschicht eine nur geringe Wärinekapazität, die eine gleichmäßige Verteilung der Wärme auf die Kühlflüssigkeit nicht erlaubt.
• Bekannt sind auch Motoren, bei denen innerhalb der Blechpakete Kühlrohre angeordnet sind. Die Herstellung einer so gekühlten Maschine ist verhältnismäßig schwierig, da einmal im Blechpaket die nötigen Durchbrüche vorgesehen und zum anderen die Kühlrohre in das Paket eingebaut werden müssen.
• Ferner sind Konstruktionen bekannt, bei denen innerhalb eines einstückig ausgebildeten Rotors Kühlkanäle angeordnet sind. Solche Ausführungen aber können wirtschaftlich nur durch Gießen, hergestellt werden. Das Herstellen durch spanabhebende Verformung wäre sehr umständlich und teuer, wenn es sich überhaupt durchführen ließe.
• Durch die Erfindung soll ein Kühlkörper der eingangs genannten Gattung so ausgebildet werden, daß die Wärme aus dem zu kühlenden Blechpaket an einem verhältnismäßig dicken, die Wärme leicht aufnehmenden Körper abgeführt wird. Trotz Verwendung eines solchen dicken Bauteils soll eine einfache und billige Herstellung möglich sein.
• Der erfindungsgemäße Kühlkörper ist dadurch gekennzeichnet, daß der zugleich als Nabe des Rotorpaketes oder des Kommutators dienende Kühlkörper aus einem rohrförmigen Körper, der auf die zylindrische Außenfläche einer Nabenbüchse aufgeschrumpft ist, besteht, und daß in der Innenfläche des Kühlkörpers nach innen zu offene nutartige Kanäle für das Kühlmittel angebracht sind, die durch die Mantelfläche der Nabenbüchse dichtend verschlossen werden.
• Eine Maschine mit einem solchen Kühlkörper ist leicht herstellbar, da die Sitzflächen am Kühlkörper und an der Nabenbüchse durch Drehen schnell und genau hergestellt werden können. Die Wärme wird über ein großes Metallvolumen zur Kühlflüssigkeit transportiert. Die Wärmeleitung zum Kühlmittel hin ist nicht durch Verbindungsstellen unterbrochen, da die Kühlflüssigkeit den Kühlkörper unmittelbar berührt, so daß eine gute Wärmeübertragung vorhanden ist. Infolge der verhältnismäßig großen Dicke des Kühlkörpers kann dieser auch eine gute Wärmeverteilungsfunktion ausüben, so daß die Wärme gleichmäßig auf das Kühlmittel übertragen wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 teils im Schnitt eine Gesamtansicht einer rotierenden elektrischen Maschine (Gleichstrom-Motor), F i g. 2 schematisch das Kühlsystem am Rotor der Maschine nach F i g. 1 und F i g. 3 im Schnitt den Kommutator der Maschine. F i g. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, eine Gleichstrommaschine mit Flüssigkeitskühlung -gemäß der Erfindung. 11 ist der Stator, 12 der Rotor und 13 der Kommutator mit der Bürstenbrücke.
• In F i g. 2 ist die Kühlung des Rotorpaketes gezeigt. Innerhalb der Rotorbleche 20 ist ein zylindrischer Teil 21 aus beispielsweise nicht korrodierendem Material, wie Messing, rostfreiem Stahl, Kupfer od. dgl. angebracht. Der Zylinder 21 ist- auf die innen liegenden Teile des Rotors aufgeschrumpft. Im Zylinder oder in den zylindrischen Teilen 21 sind schraubenförmige oder parallele Nuten 23 vorgesehen, die durch Drehen, Pressen, Präzisionsgießen od. dgl. geformt sind. Bei Verwendung paralleler Nuten kommunizieren diese zweckmäßigerweise miteinander. Man kann die spiralförmigen Nuten 23 mit einer der Ausdehnung der Kühlfläche entsprechenden Steigung und Breite anordnen, sowie bei Schraubenform auch mit einem oder mehreren Eingängen. Der Zu- und Ablauf der Kühlflüssigkeit erfolgt zweckmäßigerweise durch zum Mittelpunkt des Rotors, beispielsweise zur Rotorwelle 25 führende Kühlflüssigkeitskanäle, und die Kühlflüssigkeit wird mittels Pumpen durch die Kühlflüssigkeitskanäle transportiert. Die Pumpe kann entweder innerhalb oder außerhalb des Maschinenkörpers angeordnet werden und entweder für das ganze Kühlsystern gemeinsam oder nur für einen bestimmten Teil des Kühlsystems vorgesehen sein. Wie aus der Anordnung der Kühlflüssigkeitskanäle in F i g. 2 hervorgeht, wird die Wärme vom Rotorblech auf ein relativ großes Volumen im Körper 21 verteilt und wird in der Hauptsache in die Kühlflüssigkeitskanäle 23 übergehen, ehe sie die Rotornabe erreicht. Hierdurch wird die Kühlwirkung vorteilhaft gleichmäßig auf den ganzen inneren Umfang des Rotorblechpaketes verteilt.
• F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Kommutator mit seinen Kommutatorlamellen 26. Diese sind in bekannter Weise zwischen Druckringen 27, 28 befestigt. Die dazwischenliegende Isolation 29 kann, wie bekannt, bei solchen Maschinen aus Glimmer oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Lamellen werden innen von einem elektrisch isolierenden, aber wärmeleitenden Material 30, wie Silikongummi, Silikon-Gel oder irgendeiner Quarz enthaltenden Füllmasse usw. isoliert. Innerhalb der Füllmasse 30 ist ein zylindrischer Körper 31 mit einem oder mehreren Kühlkanälen 32 angeordnet, der im wesentlichen dasselbe Aussehen und dieselbe Zusammensetzung wie die zylindrischen Körper mit den Kühlkanälen 21, 23 für die Kühlung der Rotorbleche 20 und der angrenzenden Teile hat. Der Zu- und Ab- lauf des Kühlmittels ist bei 33 und 34 gezeigt. Der Zylinder 31 ist auf die Nabe 35 aufgeschrumpft. Der Zylinder kann in kleinere Teile aufgeteilt sein. Die Einzelteile, aus denen der Zylinder zusammengesetzt ist, kann aus zylindrischen Abschnitten bestehen. Auch an zwei Seiten durch Schraubenflächen begrenzte Einzelteile können angewendet werden. In Richtung gegen die Lamellen kann man die Zylinder mit nach außen gerichteten Flanschen oder anderen Vorsprüngen zwecks Schaffung einer größeren Kühlfläche anordnen. Diese Flansche können zweckmäßig zwischen entspiechenden Flanschen 36 der Kommutatorlamellen liegen. Durch diese Anordnung wird - eint größere Kühlfläche gewonnen. Vie Füllmasse 30, -die zwischen den beiden Flanschanordnungen liegt, muß wie erwähnt isolieren und gleichzeitig ein guter Wärmeleiter sein. Die Anordnung solcher Füllmassen ist an sich bekannt.
• Wegen der großen Kontaktflächen ist im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 der Wärmeübergang zum Kühlkörper und somit die Kühlwirkung besonders intensiv.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Kühlkörper für Rotorblechpakete oder Kommutatoren flüssigkeitsgekühlter elektrischer Maschinen, der mit Ausnehmungen zum Hindurchleiten von Flüssigkeit versehen und zwischen dem aktiven Teil des Rotors oder Kommutators und der Rotorwelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zugleich als Nabe des Rotorpaketes oder des Kommutators dienende Kühlkörper (21; 31) aus einem rohrförmigen Körper, der auf die zylindrische Außenfläche einer Nabenbüchse aufgeschrumpft ist, besteht und daß in der Innenfläche des Kühlkörpers nach innen zu offene nutartige Kanäle (23; 32) für das Kühlmittel angebracht sind, die durch die Mantelfläche der Nabenbüchse dichtend verschlossen werden.
2. 2. Kühlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und/oder Ableitkanäle (33, 34) der Kühlflüssigkeit für die Kanäle (23, 32) des Kühlkörpers ganz oder teilweise radial zur Wellenmitte hin verlaufen. 3. Kühlkörper nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmig verlaufenden Kanäle (23, 32) mehrere Zu- und/oder Ableitkanäle haben. . 4. Kühlkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kühlkörpern (31) und den Kommutatorlamellen (26) in an sich bekannter Weise eine elektrisch isolierende und gleichzeitig wärmeleitende Masse (30) angeordnet ist. 5. Kühlkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle durch schraubenförinige oder parallele ringförmige, vorzugsweise durch Drehen hergestellte Nuten gebildet sind. 6. Kühlkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus Stahl oder einem nicht korrodierenden Material besteht. 7. Kühlkörper nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit vorzugsweise axial verlaufenden, nach außen gerichteten Kühlflanschen od. dgl. versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 236 800, 296 301, 516 474;