DE1924558B2 - Anschlusseinrichtung zur zufuehrung der kuehlfluessigkeit zu uebereinanderliegenden hohlleitern einer wicklung einer elektrischen maschine - Google Patents

Description

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. ein Ansi-hlußrohr zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zur Ständerwicklung einer elektrischen Maschine zu

Bei flüssigkcitsgekühlten elektrischen Maschinen 50 schaffen, bei der die einzelnen Hohlleiter gegeneinmuß die Kühlflüssigkeit von den außerhalb oder ander isoliert bleiben und somit im Wickelkopf der innerhalb des Maschinengehäuses liegenden Teilen Maschine verdrillt werden können, damit die aufdes Kiihlkreislaufes den Hohlleitern der Wicklung tretenden Verluste beim Betrieb der Maschine nicht zugeführt bzw. aus ihnen wieder abgeführt werden. zu groß werden.

Dazu dienen besondere, mit den meist übereinander 55 Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus angeordneten Hohlleitern verbundene Ansehluß- von einer aus der britischen Patentschrift 911 170 rohre. . , . bekannten Anschlußeinrichtung mit einem Anschluß-

So ist es aus der britischen Patentschrift'9JM Ί 70 rohr zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zu übereinbekannt, als derartige Kühlflüssigkeitszuführung zu andeiiiegenden Hohlleitern einer Wicklung einer übereinanderliegenden Hohlleitern einer Wicklung 60 elektrischen Maschine mit einer geschlossenen und einer elektrischen Maschine ein Anschlußrohr zu einer an eine KühlHüssigkeitszuleitung angeschlosvenvcnden, das auf einer Stirnseite geschlossen und scnen Stirnseite und mit auf seiner Mantelfläche auf der anderen Stirnseite an eine Kühlflüssigkeits- entsprechend der Anzahl der anzuschließenden zuleitung angeschlossen ist. Dieses Anschlußrohr hat Hohlleiter übereinanderliegenden seitlichen ersten auf seiner Mantelfläehe entsprechend der Anzahl der 65 öffnungen, die jeweils über Verbindungsröhrchen anzuschließenden Hohlleiter übereinanderliegcnde mit entsprechenden zu den Hohlleitern führenden seitliche erste Öffnungen, die jeweils über Verbin- zweiten öffnungen flüssigkeitsdicht verbunden sind, dungsröhrchen mit entsprechenden zu den Hohllei- Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei

Verwendung der Anschlußeinrichtung bei einer Ständerwicklung mit verdrillten Wicklungsstäben, deren zu verschiedenen Wicklungsstäben gehörige Hohlleiter jeweils stirnkopfseitig über eine metallische Schalthiilse verbunden sind, das Anschlußrohr aus Metall besteht und an die seitlichen ersten öffnungen des Anschlußrohres und die zweiten öffnungen, die in den Schalthülsen angeordnet sind, kurze metallische erste und zweite Rohrstutzen anschließen, die jeweils an dem Anschlußrohr bzw. an den Schalthülsen befestigt sind, und jeder an das Anschlußrohr anschließende erste Rohrstutzen über ein Verbindungsröhrchen aus Keramik mit dem korrespondierenden mit der Schalthülse in Verbindung stehenden zweiten Rohrstutzen verbunden ist, wel-

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verlötet Nt.

Pi.-ses zur Kühlflüssigkeitszuführung dienende Ansehlußrohr besteht aus einfachen ^eilen. deren fliissigkeitsdichle Verbindung untereinander keine Schwierigkeiten bereitet, zumal die Isolierstrecke als Keramikrohr ausgebildet ist. das zwischen zwei kurzen metallischen Rohrstutzen eingelötet ist. Gerade Kcramikrohrteile lassen sich aber in einfachster Weise flüssigkeitsdicht mit metallischen Rohrstutzen verlöten, und die Keramik widersteht gut der beim Löten auftretenden Hitze. Die Abmessunaen dieser Einzelteile sind so klein wie möglich gehalten, reichen aber aus. um eine elektrische Isolierung zwir.clien dem Anschlußrohr und den jeweiligen Schalthülsen zwischen zwei Hohlleitern zweier verschiedener Wicklungsstäbe zu bilden. Dadurch ist ein Kur/schließen der Hohlleiter zu den Enden der Wicklungsstäbe vermieden, was zusätzliche Verluste hervorrufen würde. Man kann also die Veidrillunu tier Hoh"eitcr bzw. Hohlleitergruppen auch in den Wickelkopf ausdehnen. Außerdem kann eine derartig ausgebildete Kühlflüssigkeitszuführung ohne Schwierigkeit jeder beliebigen vorhandenen Zahl von Hohlleitern in den Wicklungsstäben angepaßt werden.

Im folgenden sei die Erfindung noch an Hand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausfiihrungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht auf zwei Wicklungsstabenden, deren Hohlleiter untereinander durch gemäß der Erfindung ausgebildete Anschlußrohre verbunden sind;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IMI in Fig. 1. Die Fig. 3. 4 und 5 /eigen verschiedene Alisführungsformen des zwischen den Schalthülsen und dem Anschlußrohr liegenden Verbindungsröhrchens aus Keramik.

Die Ständerwicklung einer elektrischen Maschine soll durch Wasser gekühlt werden, das die einzelnen Wicklungsstäbc direkt durchfließt. Zu diesem Zweck besteht jeder Wicklungsstab aus einer Vielzahl von Hohlleitern, die jeweils innerhalb eines Stabes zu zweit ncbeneinanderlicgend angeordnet und verdrillt sind. Es muß nnn jeder Hohlleiter mit den in der Figur nicht dargestellten Zuführungsleitungcn des Kühlwasserkreisläufe·; verbunden werden. Außerdem müssen jeweils die Enden der Hohlleiter zweier Wicklungsstäbe miteinander elektrisch verbunden werden, ohne daß dabei die vorgenommene Verdrilhing der Hohlleiter aufgehoben wird.

Fig. I zeigt zwei Wicklungsstäbe 1 und 2 einer elektrischen Maschine, deren Hohlleiter 3 bzw. 4 je-

vveils /u zweit nebeneinander liegend angeordnet sind. Zur Verbindung der Wicklungsstäbe 1 und 2 miteinander und zur Zuführung des Kühlwassers dienen gemäß der Erfindung ausgebildete Anschlußrohre 6 einer Anschlußeinrichung 5. Damit Jie Verdrillung der Hohlleiter an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Wicklungsstäben 1 und 2 durchgeführt werden kann, werden zwei Anschlußeinrichtungen 5 (5' und 5" in Fig. 2) zur Verbindung der Wicklungsstäbe 1 und 2 benutzt, von denen jeweils eines nur die in einer Reihe übereinanderliegenden Hohlleiter 3 des Wicklungsstabes 1 mit den in einer Reihe übereinanderliegenden Hohlleitern 4 des anderen Wicklungsstabes 2 verbindet

Jede Anschiußeinrichtung 5 besteht im wesentlichen aus dem eigentlichen metallischen Ansciilubrohr 6 das auf einer Stirns·. ^;te geschlossen ist und auf der anderen eine Ansculußarmatur 7 für die Zuleitungen des Kühlwasserkreislaufs aufweist. Auf der Mantelfläche des Anschlußrohres 6 sind hintereinanderliegend Öffnungen 8 vorgesehen. Die Anzahl de- Öffnungen 8 entspricht der Anzahl der in jedem Wicklungsstab 1 und 2 in einer Reihe übereinanderliegenden Hohlleiter 3 oder 4. Jede dieser Öffnungen 8 ist von einem kurzen metallischen Rohrstutzen 9 umgeben, der MüssigLeitsdicht an das Anschlußrohr 6 angelötet ist.

Außerdem gehören zu der Anschlußeinrichtung 5 noch eine der Anzahl der jeweils in einer Reihe übereinanderliegenden Hohlleiter 3 und 4 entsprechende Anzahl von rechteckigen Schalthülsen 10. Die Schalthülen 10 bestehen aus einem leitenden Material, insbesondere Kupfer, und verbinden jeweils das Ende eines Hohlleiters 3 des einen Wicklungsstabes ' mit dem Ende eines Hohleiters 4 des anderen Wicklungsstabes 2. Dadurch sind die beiden Hohlleiter 3 und 4 elektrisch in Reihe geschaltet. Die Enden der Hohlleiter 3 bzw. 4. die von ihrer Isolierung befreit sind, werden dazu mit der metallischen Schalthiilse 10 flüssigkeitsdicht verlötet.

Jede Schalthiilse 10 hat eine seitliche runde Öffnung 11. an die ein kurzer Rohrstutzen 12 flüssigkeitsdicht befestigt ist. Die Innenbohrung 13 des Rohrstutzen·. 12 steht al· α über die Öffnung 11 mit der Innenbohrung 14 der Schalthiilse 10 und mithin mit der Innenbohrung der Hohlleiter 3 bzw. 4 'n Verbindung.

Der Rohrstutzen 12 hat einen kleineren Durchmesser als der Rohrstutzen 0 und ist in diesen eingeführt, wobei allerdings ein zvischengeschultetes Ve-rbindungsröhrchen 15 die Rohrs;ut/en 9 und 12 voneinander trennt. Das Verbindungsröhrchen 15 besteht aus Keramik und hat auf einer Stirnseite einen kleinen Fla·.sch 16. dei zwischen dem Ende des Rohrs'.ulzens 12 und dem Anschlußrohro angeordnet ist. Auf diese Weise ist die leitende Schalthiilse 10 von dem Anschlußrohr 6 mit Hilfe des Verbindungsröhrchens 15 aus Keramik isoliert. Die flüssigkeitsdichte Verlötung zwischen dem Verbindungsröhrchen 15 aus Keramik und dem Rohrstutzen 9 einerseits und dem Rohrstutzen 12 andererseits läßt sich in einfacher Weise herstellen.

Zur Verdrillung werden an der vorne liegenden Anschiußeinrichtung 5' der außen in der vorderen Reihe liegende Hohleiter 41 des einen Wicklungsstabes 2 mit dem an zweiter Stelle liegenden Hohlleiter 32 des anderen Wicklungsstabes 1. danach der an zweite · Stelle liegende Hohlleiter 42 des Wick-

lungsstabes 2 mit dem an dritter Stelle liegenden Hohlleiter 33 des anderen Wicklungsstabes 1, usw. jeweils durch eine Schalthülse 10 miteinander verbunden. Entsprechend, aber aus Fig. 1 nicht ersichtlich, werden an der hinteren Anschlußeinrichtung 5" der rechts außenliegende Hohlleiter der hinteren Reihe, der neben dem Hohlleiter 31 liegt, des Wicklungsstabes 1 mit dem an zweiter Stelle der hinteren Reihe, neben dem Hohlleiter 42 liegenden Hohlleiter des Wicklungsstabes 2; der neben dem Hohlleiter 32 liegende hintere Hohlleiter des Wicklungsstabes 1 mit dem neben dem Hohlleiter 43 liegenden hinteren Hohlleiter des Wicklungsstabes 2 usw. jeweils über Schalthülsen 10 miteinander verbunden. Der auf diese Weise in der vorderen Reihe des Wicklungsstabes 2 übrigbleibende Hohlleiter 47 wird nun über eine Hülse 10 des vorderen Anschlußrohres 5' mit dem Hohlleiter 37' der hinteren Reihe des Wicklungsstabes 1 verbunden. Desgleichen verbindet man den in der vorderen Reihe des Wicklungsstabes 1 verbleibenden Hohlleiter 31 über eine Schalthülse 10 des hinteren Anschlußrohres 5" mit dem Hohlleiter 41' in der hinteren Reihe des Wicklungsstabes 2. Dadurch wird ein Wechsel der Höhenlagen der miteinander verbundenen Hohlleiter und mithin eine Verdrillung erzielt.

Zur Erleichterung dieser Verdrillung ist jeweils der an dem oberen oder unteren Ende der Anschlußeinrichtung 5 liegende, mit der Schalthülse 10 verbundene Rohrstutzen 12' langer als die anderen mit den Hülsen 10 verbundenen Rohrstutzen 12 ausgeführt. Die dadurch hervorgerufene versetzte Anordnung der Schalthülsen 10 erleichtert die Verbindung zwischen den beiden jeweils in verschiedenen Reihen zweier Wicklungsstäbe Hegenden Hohlleitern (31 mit 41' bzw. 37' mit 47).

Für jede Verbindung zwischen zwei Wicklungsstäben 1 und 2 mit jeweils in zwei Reihen angeordneten Hohlleitern 3 bzw. 4 sind also zwei Anschlußeinrichtungen 5 erforderlich. Obwohl die Verbindung der einzelnen Hohlleiter untereinander elektrisch getrennt erfolgt, wird das Kühlwasser den mit einem AnschlußiohrS verbundenen Hohlleitern gemeinsam zugeführt. Das Kühlwasser fließt von dem äußeren Kühlkreislauf in das Anschlußrohr 6 und durch die Öffnungen 8 und die Innenbohrungen 13 der Rohrstutzen 12 in das Innere der Schalthülsen 10 und somit in das Innere der mit dieser Schalthülse 10 verbundenen beiden Hohlleiter 3, 4, die in verschiedenen Wicklungsstäben 1, 2 liegen. Da am anderen Ende jedes Wicklungsstabes weitere entsprechende /\nschlußeinrichtungcn 5 angeordnet sind, wird von dort das Kühlwasser wieder dem äußeren Kühlkreislauf zugeführt.

Die Einzelteile jeder Anschlußeinrichtung 5, d. h. die Anschlußrohre 6, die Rohrstutzen 9 und 12, die Schalthülsen 10 und die Verbindungsröhrchen 15

ίο können flüssigkeitsdicht miteinander verlötet sein, bevor sie mit den entsprechenden Enden der Hohlleiter verbunden werden. Diese Hohlleiterendcn werden dann in die Schalthülsen 10 so eingelötet, wie man normalerweise die Hohlleiterenden untereinander verbindet.

In den F i g. 3 bis 5 sind unterschiedliche Ausführungsformen des die elektrische Isolierung zwischen den Teilen des Anschlußrohres bildenden Verbindungsröhrchens 15 dargestellt. In Fig. 3 hnbcr

ao die Rohrstutzen 9 und 12 den gleichen Durchmesser Sie liegen zueinander in Reihe und das Verbindungsröhrchen 15 aus Keramik ist in sie hineingesteckt und hält sie durch einen mittigen Vorsprung 17 auf seiner riißeren Mantelfläche zueinander aul

as Abstand. Dieser mittige Vorsprung 17 kann, wie ir Fig. 4 gezeigt, auch fehlen, da beide Rohrstutzer 12 und 9 jeweils mit dem Verbindungsröhrchen If verlötet sind und somit ihren Abstand zueinandci nicht verändern können. Fig. 5 zeigt ein Ausfüh

rungsbeispiel, bei dem das Verbindungsröhrchen ί£ auf der Außenseite der beiden Rohrstutzen 12 und S angeordnet ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird also eir Anschlußrohr für die Kühlflüssigkeitszuleitunger

eines Kühlkreislaufes zu den Hohlleitern von Stan derwicklungsstäben einer elektrischen Maschine ge schaffen, das aus einfachen Teilen aufgebaut ist unc ohne Schwierigkeiten mit wenig Aufwand hergestell werden kann. Durch die besondere Ausbildung unc

insbesondre durch die Isolierung zwischen dem ge meinsamen Anschlußrohr für die Kühlflüssigkeit unc den jeweils getrennten Schalthülsen für die elek trische Verbindung zwischen den Hohlleitern wire erreicht, daß trotz der gemeinsamen Kühlflüssigkeits

zuführung die innerhalb der Wicklungsstäbe vorge nommene Verdrillung nicht an den Verbindungs stellen zwischen zwei Wicklungsstäben kurzgeschlos sen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

tern führenden zweiten Öffnungen flüssigkeitsdicht Patentansprüche: verbunden sind. Diese bekannte Anordnung dient zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zu der auf dem

1. Anschlußeinrichtung mit einem Ansehluß- Rotor der elektrischen Maschine befindlichen Errohr zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zu über- 5 regerwicklung. Das Anschlußrohr besteht aus isoliereinanderliegenden Hohlleitern einer Wicklung stoff, so daß durch die getrennten, gegeneinander einer elektrischen Maschine mit einer geschlos- isolierten Rohrzuführungen zu den einzelnen Winsenen und einer an eine Kühlflüssigkeitszuleitung düngen der Erregerwicklung ein Kurzschluß der angeschlossenen Stirnseite und mit auf seiner Windungen untereinander vermieden ist. Da das AnMantelfläche entsprechend der Anzahl der anzu- io seifußrohr selbst die Isolierstrecke bildet, muß ein schließenden Hohlleiter übereinanderliegenden gewisser Abstand zwischen den seitlichen Öffnungen seitlichen ersten Öffnungen, die jeweils über Ver- eingehalten werden. Dies bereitet keine Schwierigbindungsröhrchen mit entsprechenden zu den keiten, wenn es sich, wie bei der bekannten Anord-Hohlleuern führenden zweiten Ottnungen nussig- nung. um aie rvuiiiiiubbigKcti^uruinunj; ru. ai«. r-ikeitsdieht verbr, -den sind, dadurch gekenn- 15 regerwicklung handelt, würde aber bei einer Überzeichne t. daB bei Verwendung der Ansehluß- tragung auf eine Ständerwicklung infolge der einrichtung bei einer Ständerwicklung mit ver- Violzahl der dort übereinanderliegenden Hohlleiter drillten Wicklungsstäben, deren zu verschiedenen dazu führen, daß das mit ihnen zu verbindende An-Wicklungsstäben (z. B. 1, 2) gehörige Hohlleiter schlußrohr sehr lang wird und somit die ein/einen (3, 4) jeweils stirnkopfseitig über eine metallische 20 Hohlleiter aufgefächert werden müßten.
Schalthülse (10) verbunden sind, das Ansehluß- Aus den »Soviet Inventions Illustrated«. Section rohr aus Metall besteht und an die seitlichen Nr. H, Febr. 1963. Sjiten Cp 15/16 Nr. 149 825 ist ersten Öffnungen (8) des Anschlußrohres (6) und es weiterhin bekannt, daß in der Kühlflüssigkeitsz.udie zweiten Öffnungen (11), die in den Schalt- führung zu der Erregerwicklung einer elektrischen hülsen (10) angeordnet sind, kurze metallische 25 Maschine ein in radialer Richtung verlaufendes erste und zweite Rohrstutzen (9, 12) anschließen, Isolierrohr angeordnet ist. Auch hier bildet das die jeweils an dem Ans^hlußrc hr bzw. an den Isolicrrohr selbst die Isolierstrecke und muß daher Schalthülsen befestigt sind, und jeder an das entsprechend lang sein. Außerdem ist es nicht Anschlußrohr (6) anschließende erste Rohr- flüssigkeitsdicht mit den benachbarten metallischen stutzen (9) über ein Verbindungsröhrchen (15) 30 Teilen verlötet, sondern nur mit Hilfe von Quetschaus Keramik rrit dem korrespondierenden mit dichtungen abgedichtet. Eine derartige Abdichtung der Schalthülse in Verbindung stehenden zwei- erfordert viel Platz und ist daher nur einset/bar. ten Rohrstutzen (12) verbunden ist, welches Ver- wenn es sich um eine einzige Kühlflüssigkeitszut'iilibindungsröhrchen mit den beiden Rohrstutzen rung handelt und nicht um viele, auf engem R;:m;:i (9, 12) verlötet ist. 35 nebeinanderliegende, getrennte Zuführungen /u

2. Anschlußeinrichtung nach Anspruch 1, da- Hohlleitern.

durch gekennzeichnet, daß das Verbindungsröhr- Ferner ist es aus der schweizerischen Patcntschri.t

chen (15) aus Keramik auf einer Stirnseite einen 423 959 bekannt, die Hohlleiter verschiedener Wieknach innen gerichteten Flansch (16^λ aufweist. lungsstäbe untereinander durch aufgeschobene me-

3. Anschlußeinrichtung nach Anspruch 1, da- 40 tallis.che Schalthülsen zu vtibinden, so daß die Kiüi!- durch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite flüssigkeit gleich zwei Stäben gemeinsam zugeleitet des Verbindungsröhrchens (15) aus Keramik ein wird. Die Zuführung der Kühlflüssigkeit erfolgt ah.r miltiger Vorsprung (17) vorhanden ist. bei dieser bekannten Anordnung mit Hilfe einer

getrennt von den Schalthülsen angeordneten Kam-45 mer. weiche alle Hohlleiter der Wicklungsstähe kurzschließt.