DE1266866B

DE1266866B - Gasgekuehlter Schleifring fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE1266866B
Application number: DE1962S0079867
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heribert Frenken
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-06-09
Filing date: 1962-06-09
Publication date: 1968-04-25
Also published as: CH410152A

Description

Gasgekühlter Schleifring für elektrische Maschinen Der Ausbildung von Schleifringen für elektrische Maschinen großer Leistung werden durch die Erwärmung der Schleifringe infolge Reibung und elektrischer Übergangsverluste Grenzen gesetzt. Um die Strombelastbarkeit der Schleifringe zu erhöhen, kann man - wie bekannt - eine Kühlung der Schleifringe vorsehen. Bei einem bekannten System wird die Kühlung derart getroffen, daß die Schleifringoberfläche zur Bildung von Kanälen durch Ringsegmente außen abgedeckt und ein gasförmiges Kühlmittel mittels eines Lüfters durch die erwähnten Kanäle über die Schleifringoberfläche gesaugt wird. Ein derartiges System ist jedoch grundsätzlich wenig befriedigend, weil sich erhebliche Komplikationen durch die Anbringung der Abdeckungen ergeben, da zwischen den Abdeckungen die Bürsten und Bürstenbolzen vorgesehen werden müssen.
Bei einer anderen bekannten Schleifringanordnung wird eine Kühlung dadurch ermöglicht, daß auf der der Schleifringoberfläche abgewandten inneren Seite der Schleifringe Kühlkanäle vorgesehen sind, durch welche mittels seitlich oder in der Mitte der Schleifringe angeordneter Lüfter ein gasförmiges Kühlmittel hindurchgeführt wird.
Ein derartiges System ist insofern unbefriedigend, als die Kühlung gerade an der der Schleifringfläche abgewandten Seite erfolgt. Bei einer derartigen Anordnung werden Schleifringoberfläche sowie Bürsten nicht unmittelbar von dem Kühlmittel berührt; sie können daher eine höhere Temperatur annehmen. Ein weiterer Mangel dieser bekannten Anordnung liegt darin, daß das Kühlmittel auch nicht zur Abführung des Bürstenstaubes herangezogen werden kann.
Bei einem anderen Schleifringkühlsystem mit Innenkühlung der etwa trapezförmig ausgebildeten Schleifringkörper wird eine Kühlung dadurch ermöglicht, daß innerhalb der Schleifringfläche ein rillenförmiger Kanal vorgesehen ist, in den weitgehend radial angeordnete, den Schleifringkörper durchdringende Kühlkanäle einmünden. Bei dieser Anordnung wird über die genannten Kühlkanäle, die wie Lüfterschaufeln eine Förderwirkung ausüben, das gasförmige Kühlmittel durch den Schleifring hindurchgetrieben, daß es in der Mitte der Schleifringe aus dem rillenförmigen Kanal abströmen kann. Auch ein derartiges System ist für Schleifringe großer axialer Erstreckung unzureichend, weil in wesentlichen Teilen der Schleifringe eine wirksame unmittelbare Kühlung der Schleifringoberfläche und der Bürsten fehlt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Schleifringkühlsystem für Maschinen großer Leistung zu schaffen, das eine wesentlich wirksamere Kühlung ermöglicht und eine bedeutende Erhöhung der Strombelastbarkeit derartiger Schleifringe zu erzielen gestattet.
Ausgehend von einem Schleifring mit Gaskühlung, bei dem ein gasförmiges Kühlmittel über weitgehend radial verlaufende Kanäle durch den Schleifringkörper hindurchströmt und die Kanäle am Umfang verteilt in ein rillenförmiges.Kanalsystem zur Gasableitung am Schleifringumfang einmünden, wird gemäß der Erfindung die Anordnung derart getroffen, daß das Ableitkanalsystem durch in axialer Richtung sich über die ganze Schleifringlänge erstreckende, nebeneinanderliegende schraubenförmige Rillen gebildet ist und die genannten schraubenförmigen Rillen mit am Umfang verteilten achsparallel verlaufenden, sich über die Länge des Schleifringkörpers erstreckenden Verteilungskanälen in Verbindung stehen, die im Inneren des Schleifringkörpers angeordnet sind und in die weitgehend radial angeordnete Zuführungskanäle einmünden.
Hierbei können gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Verteilerkanäle durch achsparallele Bohrungen gebildet werden, welche die schraubenförmigen Rillen am Umfang der Schleifringoberfläche anschneiden.
Die Verteilerkanäle können vorzugsweise als Sacklochbohrungen ausgebildet und an der offenen Seite, von der die Bohrungen in die Schleifringkörper geführt sind, durch die Stromableitung ermöglichende Stromleitungsringe abgeschlossen sein.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Zeichnung erläutert werden, deren F i g. 1 und 2 in Ausschnitten einen erfindungsgemäß ausgebildeten Schleifring wiedergeben.
In F i g. 1 bedeutet 1l einen Hohlwellenteil, 2 eine darauf sitzende Schleifringträgerbüchse. Auf dieser ist unter Einschaltung einer Isolierung 3 der Schleifringkörper 4 befestigt. In dem Schleifringkörper sind über den Umfang verteilt weitgehend radial angeordnete, von innen geführte Bohrungen, die Zuführungskanäle 15 bilden, vorgesehen. Diese Bohrungen münden in achsparallel in den Schleifringkörper eingeführte, ebenfalls am Umfang verteilte Verteilerkanäle 14 in Form von Sacklochbohrungen. 13 sind in der Schleifringfläche eingedrehte Nuten oder Rillen von Schraubenform.
Wie F i g. 2 näher erkennen läßt, schneiden die Verteilerkanäle 14 die Rillen oder Nuten 13 in der Schleifringoberfläche bei 14 a an. Die Verteilerkanäle 14 sind auf ihrer offenen Seite durch Stromzuleitungsringe 12 mit den Ableitungen 11 abgeschlossen.
Man erkennt, daß bei der vorgesehenen Anordnung die weitgehend radialen Bohrungen als Zuführungskanäle 15 für das Gas und die abgeschlossenen Sacklochbohrungen als Verteilerkanäle 14 für das gasförmige Kühlmittel wirken, das über die Länge des Schleifringes über die schraubenförmigen Rillen 13 verteilt austreten kann.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, die Strombelastbarkeit der Schleifringe wesentlich zu erhöhen, weil die an den Schleifringen durch Reibung und Stromübergang eintretende Verlustwärme unmittelbar am Ort des Entstehens über die ganze Schleifringoberfläche verteilt abgeführt wird. Wesentlich ist hierbei, daß auch unmittelbar eine Kühlung der an der Schleifringoberfläche anliegenden Bürsten durch das durch die Rillen 13 abgeleitete Kühlgas eintritt, wobei gleichzeitig durch die Gasströmung sich etwa bildender Bürstenstaub weggetragen wird.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung noch dadurch aus, daß das vorgesehene Schleifringkühlsystem sich in überaus einfacher Weise durch einfache Bearbeitungsvorgänge, wie Bohren und Einschneiden der schraubenförmigen Rillen, herstellen läßt.

Claims

Patentansprüche: 1. Gasgekühlter Schleifring für elektrische Maschinen, bei dem ein gasförmiges Kühlmittel über weitgehend radial verlaufende Kanäle durch den Schleifringkörper hindurchströmt und die Kanäle am Umfang verteilt in ein rillenförmiges Kanalsystem zur Gasableitung am Schleifringumfang einmünden, dadurch gekennzeichnet, daß das Ableitkanalsystem durch in axialer Richtung sich über die Schleifringlänge erstreckende, nebeneinanderliegende schraubenförmige Rillen (13) gebildet ist und die schraubenförmigen Rillen (13) mit am Umfang verteilten achsparallel verlaufenden, sich über die Länge des Schleifringkörpers (4) erstreckenden Verteilungskanälen (14) in Verbindung stehen, die im Inneren des Schleifringkörpers (4) angeordnet sind und in die weitgehend radial angeordnete Zuführungskanäle (15) einmünden.
2. Gasgekühlter Schleifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkanäle (14) durch achsparallele Bohrungen gebildet sind, welche die schraubenförmigen Rillen (13) des Ableitkanalsystems anschneiden.
3. Gasgekühlter Schleifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkanäle (14) als Sacklochbohrungen ausgebildet sind und an der offenen Seite durch Stromzuleitungsringe (12) abgeschlossen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 964 971, 496 818; deutsche Auslegeschrift Nr. 1026 844.