DE1924558C - Anschlußemnchtung zur Zu fuhrung der Kühlflüssigkeit zu über einanderliegenden Hohlleitern einer Wicklung einer elektrischen Maschine - Google Patents

Description

2 Anschlußeinrichtung nach Anspruch 1, da- Hohlleitern.

durch gekennzeichnet, daß das Verbindungsröhr- Ferner ist es aus der schweizerischen Patentschrift

chen (15) aus Keramik auf einer Stirnseite einen 423 959 bekannt, die Hohlleiter verschiedener Wick-

nach innen gerichteten Flansch (16) aufweist. lungsstäbe untereinander durch aufgeschobene me-

3 Anschlußeinrichiung nach Anspruch 1, da- 40 tallische Schalthülsen zu verbinden, so daß die Kühldurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite flüssigkeit gleich zwei Stäben gemeinsam zugeleitet des Verbindungsröhrchens (15) aus Keramik ein wird. Die Zuführung der Kühlflüssigkeit erfolgt aber mittiger Vorsprung (17) vorhanden ist. bei dieser bekannten Anordnung mit Hilfe einer

getrennt von den Schalthülsen angeordneten Kam-45 mer, velche alle Hohlleiter der Wicklungsstäbe kurz-

^hließt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Anschlußrohr zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zur Ständerwicklung einer elektrischen Maschine zu

Bei llüssigkeitsgekühlten 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 'ufdes 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 Anschluß- von einer aus der britischen Patentschrift 911 170 rohre. bekannten Anschlußeinrichtung mit einem Anschluß-

So isl es aus der britischen Patentschrift 9 Il 170 rohr zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zu übereinbekannt, als derartige Kühlflüssigkeitszuführung zu anderliegenden Hohlleitern einer Wicklung einer übereinanderliegenden Hohlleitern einer Wicklung 60 elektrischen Maschine mit einer geschlossenen und einer elektrischen Maschine ein Anschlußrohr, zu einer an eine Kühlflüssigkeitszuleitung angescluosverwenden, das auf einer Stirnseite geschlossen und senen Stirnseite und mit auf seiner Mantelfläche auf der anderen Stirnseite an eine Kiihlflüssigkeits- entsprechend der Anzahl der anzuschließenden zuleitung angeschlossen ist. Dieses Anschlußrohr hat Hohlleiter übereinanderliegenden seitlichen ersten auf seiner Mantelfläche entsprechend der Anzahl der 65 öffnungen, die jeweils über Verbindungsröhrchcn anzuschließenden Hohlleiter übereinanderliegende mit entsprechenden zu den Hohlleitern führenden seitliche erste öffnungen, die jeweils über Verbin- zweiten öffnungen flüssigkeitsdicht verbunden sind, dungsröhrchcn 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 Schalthülse 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 Verbindungsröhrehen aus Keramik mit dem korrespondierenden mit der Schalthülse in Verbindung stehenden zweiten Rohrstutzen verbunden ist, welches Verbindungsröhrchen mit den Rohrstutzen verlötet ist.

Dieses zur Kühlflüssigkeitszuführung dienende Anschlußrohr besteht aus einfachen Teilen, deren flüssigkeitsdichte Verbindung untereinander keine Schwierigkeiten bereitet, zumal die Isolierstrecke als Keramikrohr ausgebildet ist, das zwischen zwei kurzen metallischen Rohrstutzen eingelötet ist. Gerade Keramikrohrteile lassen sich aber in einfachster Weise flüssigkeitsdicht mit metallischen Rohrstutzen verlöten, und die Keramik widersteht gut der beim Löten auftretenden Hitze. Die Abmessungen dieser Linzelteile sind so '.dein wie möglich gehalten, reichen aber aus, um eine elektrische Isolierung zwischen dem Anschlußrohr und den jeweiligen Schalthü'.ien zwischen zwei Hohlleitern zweier verschiedener Wicklungsstäbe zu bilden. Dadurch ist ein Kurzschließen der Hohlleiter zu den Enden der Wicklungsstäbe vermieden, was zusätzliche Verluste hervorrufen würde. Man kann also die Verdrillung der Hohlleiter 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.! bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiclc näher erläutert.

F i g. 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 H-II in Fig. 1. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen des zwischen den Schalthülsen und dem Anschlußrohr liegenden Verbindungsröhrchens aus Keramik.

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

F i g. 1 zeigt zwei Wicklungsstäbe I und 2 einer elektrischen Maschine, deren Hohlleiter 3 bzw. 4 jeweils zu zweit nebeneinander liegend angeordnet sind. Zur Verbindung der Wicklungsstäbe 1 und 2 miteinander und zur Zuführung des Kühlwassers dienen gemäß der Erfindung ausgebildete Anschluß-

rohre 6 einer Anschlußeinrichung 5. Damit die Verdrillung der Hohlleiter an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Wicklungsstäben 1 und 2 durchgeführt werden kann, werden zwei Anschlußeinrichtungen 5 (5' und S" in F i g. 2) zur Verbindung der

ίο 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 Anschlußeinrichtung S besteht im wesentlichen aus dem eigentlichen metallischen Anschlußrohr 6 das auf einer Stirnseite geschlossen ist und auf der anderen eine Anschlußar»"itur 7 für die Zuleitungen des Kühlwasserkreislaufs aufweist. Auf

der Mantelfläche des Anschlußrohres 6 sind hintereinanderliegend Öffnungen 8 vorgesehen. Die Anzahl der Öffnungen 8 entspricht der Anzahl der in jedem Wicklung stab 1 und 2 in einer Reihe übereinanderliegenden Hohlleiter 3 oder 4. Jede dieser Öffnun-

gen 8 ist von einem kurzen metallischen Rohrstutzen 9 umgeben, der flüssigkeitsdicht 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 Kupier, und verbinden jeweils das Ende eines Hohlleiters 3 des einen Wicklungs Stabes 1 mit dem Ende sines 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 Schalthülse 10 flüssigkeitsdicht verlötet.

Jede Schalthülse 10 hat eine seitliche runde Öffnung 11, an die ein kurzer Rohrstutzen 12 fiüssigkeitsdicht befestigt ist. Die Innenbohrung 13 des Rohrstutzens 12 steht also über die Öffnung 11 mit der Innenbohrung 14 der Schalthülse 10 und mithin mit der Innenbohrung der Hohlleiter 3 bzw. 4 in Verbindung.

Der Rohrstutzen 12 hat einen kleineren Durchmesser als der Rohrstutzen 9 und ist in diesen eingeführt wobei allerdings ein zwischengeschaltetcs Verbi'idungsröhrchen 15 die Rohrstutzen 9 und 12 voneinander trennt. Das Verbindungsröhrchen 15 besteht aus Keramik und hat auf einer Stirnseite einen kleinen Flansch 16, der zwischen dem Ende des Rohrstutzens 12 und dem Anschlußrohrö angeordnet ist. Auf diese Weise ist die leitende Schalthülse 10 von dem Anschlußrohr 6 mit Hilfe des Verbindiingsröhrchens 15 aus Keramik isoliert. Die fliissigkeitsdiclite Verlötung zwischen dem Verbindungsröhrchen

15 aus Keramik und dem Rohrstutzen 9 einerseits und dem Rohrstutze.: 12 andererseits läßt sich in einfacher Weise herstellen.

Zur Verdrillung werden an der vorne liegenden Anschlußeinrichtung 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 zweiter Stelle liegende Hohlleiter 42 des Wick-

luiigsstabes 2 mit dem an dritter Stelle liegenden Hohllciter 33 des anderen Wicklungsstabes 1, usw. jeweils durch eine Schalthülse 10 miteinander verbunden. Entsprechend, aber aus F i g. 1 nicht ersichtlich, werden an der hinteren Anschlußeinrichtung 5" der rechts außenliegende Hohlleiter der hinteren Reihe, der neben dem Hohlleiter 31 liegt, des Wicklungs-Stabes 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 dorn 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 Hohlleitcr 37' der hinteren Reihe des Wicklungsstabes 1 verbunden. Desgleichen verbindet man üen in der vorderen Reihe des Wicklungsstabes 1 verbleibenden Hohlleiter 31 über eine Schalthülse 10 des hintercn 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' länger 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 liegenden 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 mil einem Anschlußrohr 5 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 Anschlußcinrichtungcn 5 angeordnet sind, wird von dort das Kühlwasser wieder dem äußeren Kühlkrcislauf zugeführt.

Die Einzelteile jeder Anschlußeinrichtung 5, d. h. die Anschlußrohrc 6, die Rohrstutzen 9 und 12, die Schalthülsen 10 und die Verbindungsröhrchcn 15 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 noimalerweise die Hohlleitercnden untereinander verbindet.

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

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 äußeren Mantelfläche zueinander auf

as Abstand. Dieser mittige Vorsprung 17 kann, wie in Fig. 4 gezeigt, auch fehlen, da beide Rohrstutzen 12 und 9 jeweils mit dem Verbindungsröhrchen 15 verlötet sind und somit ihren Abstand zueinander nicht verändern können. F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Verbindungsröhrchen 15 auf der Außenseite der beiden Rohrstutzen 12 und 9 angeordnet ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird also ein Anschlußrohr für die Kühlflüssigkeitszulcitungen eines Kühlkreislaufes zu den Hohlleitern von Ständerwicklungsstäben einer elektrischen Maschine geschaffen, das aus einfachen Teilen aufgebaut ist und ohne Schwierigkeiten mit wenig Aufwand hergestellt werden kann. Durch die besondere Ausbildung und insbesondere durch die Isolierung zwischen dem gemeinsamen Anschlußrohr für die Kühlflüssr'eit und den jeweils getrennten Schalthülsen für die elektrische Verbindung zwischen den Hohlleitern wird erreicht, daß trotz der gemeinsamen Kühlflüssigkeitszuführung die innerhalb der Wicklungsstäbe vorgenommene Verdrillung nicht an den Verbinduugs stellen, zwischen zwei Wicklungsstäben kurzgeschlos sen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 924 55 ι 2 tern führenden zweiten Öffnungen flüssigkeitsdicht Patentansprüche: verbunden sind. Diese bekannte Anordnung dient zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zu der auf dem

1. Anschlußeinrichtung mit einem Anschluß- Rotor der elektrischen Maschine befindlichen Errohr zur Zuführung der Kühlflüssigkeit zu über- 5 regerwicklung. Das Anschlußrohr besteht aus Isohereinanderliegenden Hohlleitern eir.sr 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 schlüßrohr selbst die Isolierstrecke bildet, muß ein schließenden Hohlleiter übereinanderliegenden gewisser Abstand zwischen den seitlichen Öffnungen seitlichen ersten Öffnungen, die jeweils über Ver- eingenalten werden. Dies bereitet keine Schwierigbindungsröhrchen mit entsprechenden zu den keiten, wenn es sich, wie bei der bekannten >v;iord-Hohlleitern führenden zweiten Öffnungen flüssig- nung, um die Kühlflüssigkeitszuführung für die Erkeitsdicht verbunden sind, dadurch gekenn- 15 regerwicklung handelt, würde aber bei einer Überzeich η e t, daß bei Verwendung der Anschluß- tragung auf eine Ständerwicklung infolge der einrichtung bei tiner Ständerwicklung mit ver- Vielzahl der dort übereinanderliegenden Hohlleiter drillten Wicklungsstäben, derer, zu.verschiedenen dazu führen, daß das mit ihnen zu verbindende Ar-Wicklungsstäben (z. B. 1, 2) gehörige Hohlleiter schlüßrohr sehr lang wird und somit die einzelnen (3, 4) jeweils stirnkopfseitig über eine metallische 20 Hohlleiter a 'gefächert werden müßten.
Schalthülse (10) verbunden sind, das Anschluß- Aus den »Soviet Inventions Illustrated«, Section

rohr aus Metall besteht und an die seitlichen Nr. II, Febr. 1963, Seiten Cp 15Ί6 Nr. 149 825 is', ersten Öffnungen (8) des Anschlußrohres (6) und es weiterhin bekannt, d <ß in der Kühlflüssigkeitszudie 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 da" die jeweils an dem Anschlußrohr bzw. an den Isolierrohr selbst die Isolierstrecke und muß daher Schalthülsen befestigt sind, und jeder an das entsprechend lan- sein. Außerdem ist es nicht Anschlußrohr (6) anschließende erste Rohr- flüssigkeitsdicht mit den benachbarten metallischen stutzen (9) über ein Verbindnngsröhrchen (15) 30 Teilen verlötet, sondern nur mit Hilfe von Quetscli aus Keramik mit dem korrespona.erenden mit dichtungen abgedichtet. Eine derartige Abdichtung der Schalthülse in Verbindung stehenden zwei- erfordert viel Platz und ist daher nur einsetzbar, ten Rohrstutzen (12) verbunden ist, welches Ver- wenn es sich um eine einzige Kühlflüssigkeitszufühbindungsröhrchen mit den beiden Rohrstutzen rung handelt und nicht um viele, auf engem Raum (9, 12) verlötet ist. 35 nebeinanderüegende, getrennte ZmJhrungen zu