DE2109547C3 - Durchzugsbelüftete elektrische Maschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine durchzugsbelüftete elektrische Maschine, vor deren Lufleintrittsöffnungcn ein Kasten zum Auffangen und Umlenken der Kühlluft ungeordnet ist, der einen großen Querschnitt aufweist, sich über einen wesentlichen Teil der axialen Lange der Maschine erstreckt und auf seiner den Lufteintrittsöffnungen der Maschine abgewandten Seite in der Seitenwand grolle Zugangsöffnungen für die Kühlluft enthalt. Eine derartige Anordnung ist aus der DT-PS 2 43 208 bekannt, bei welcher die Grundplatte einer elektrischen Maschine praktisch als Kasten ausgebildet ist, in dem ein Filter liegt, das von der für die Kühlung der elektrischen Maschine angesaugten Kühlluft durchströmt werden -nuß. Die Kühlluft wird dabei, wenn sie das Filter durchtritt, von Fremdkörpern, wie Staub, gereinigt. Es handelt sich bei der bekannten Anordnung um eine stationäre elektrische Maschine, so daß nicht zu erwarten ist, daß die angesaugte Kühlluft außer Staub andere Verunreinigungen enthält.

Weiterhin ist in der DTPS 3 81 609 eine elektrische Maschine beschrieben, deren Gehäuse so ausgebildet ist, daß die auf einer Stirnseite angesaugte Kühlluft erst am Rücken des Blechpaketes entlanggeführt wird, ehe sie von der anderen Stirnseite her ins Maschineninnere eintritt. Um die Kühlluft von mitgeführten Fremdkörpern zu reinigen, wird sie hinter dem Ventilator und im Bereiche des Blechpaketriickens durch mehrfachen Richtungswechsel und Querschnittsänderungen durch abwechselnd am Blechpaketrücken und am Gehäusemantel quer zur Kühlluftströmung angeordnete Stege zur Abscheidung der Hauptbestandsteile an mitgeführten Fremdkörpern gezwungen. Die abgeschiedenen Fremdkörper setzen sich am Rücken des Blechpaketes ab. Sie verbleiben also im Innern der Maschine. Daher ist es notwendig, von Zeit zu Zeit die Maschine zur Reinigung ;cu öffnen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe eines vor den Lufteintrittsöffnungen einer elektrischen Maschine angeordneten Kastens die zu der Maschine geführte Kühlluft nicht nur von Verunreinigungen, wie Staub, sondern auch noch von Wasser zu befreien, wie dies bei nicht stationär angeordneten elektrischen Maschinen, nämlich elektrischen Fahrmotoren, notwendig ist.

Diese Aufgabe wird bei einer durchzugsbelüfteten Maschine der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kasten seitlich zu einem elektrischen Fahrmotor liegt und daß innerhalb des Kastens im Bereich zwischen den Zugangsöffnungen und der zu den Lufteintrittsöffnungen des Fahrmotors führenden öffnung scharfkantige Bleche angeordnet sind und daß der Boden des Kastens in der Nähe der Bleche liegende Abflußöffnungen enthält.

Der Kasten zur Reinigung der Kühlluft liegt durch die seitliche Anordnung zum Fahrmotor in einem Bereich, wo die durch das Fahrzeug vom Boden aufgewirbelten Tropfen des Spritzwassers zum Teil bereits wieder zurückgefallen sind, so daß von vornherein die in den Kasten eintretende Kühlluft weniger Spritzwasser enthält, als wenn die Öffnungen unterhalb des Fahrmotors lägen. Im Innern des Kastens strömt nun die Kühlluft über mehrere scharfkantige Bleche, hinter deren scharfer, frei stehender Kante ein quer durch den Luftstrom reichender Wirbel entsteht. Da im Zentrum dieses Wirbels ein starker Unterdruck herrscht, werden dort Staub, Wassertropfen und andere Partikeln angesammelt und fallen infolge der Schwerkraft zum Boden des Kastens. Dort befinden sich aber gerade in der Nähe der Bleche mehrere Abflußöffnungen, so daß die angesammelten Partikeln aus dem Kasten herausfallen können. Dieses Herausfallen der Verunreinigungen aus dem Kasten wird mich dadurch unterstützt, daß sich die Vibration des elektrischen Fahrmotors während des Betriebes auf den Kasten überträgt, so daß die ausgeschiedenen Partikeln auf dem Boden des Kastens nicht zur Ruhe kommen können, sondern den Abflußöffnun-

gen zugeführt werden. Man erreicht auf diese Weise eine wirkungsvolle Reinigung der Kühlluft, ohne daß die dabei abgeschiedenen Verur.:einigungen, wie Staub oder Spritzwasser, innerhalb des Kastens bleiben und dann doch allmählich in die Maschine gelangen können.

Die Verwendung der Erfindung ibt vor allem bei durchzugsbelüfteten elektrischen Fahrmotoren vorteilhaft, die in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordnet sind. Da der Kasten jeweils seitlich von der Maschine liegt, insbesondere auf beiden Seiten der Maschine, wird nur der sonst nicht ausgenutzte freie Raum seitlich des Fahrmotors von dem Kasten eingenommen, ohne daß die axiale Länge der Maschine vergrößert wird.

Es empfiehlt sich, die Höhe der im Innern des Kastens angeordneten scharfkantigen Bleche so zu wählen, daß sie die gewünschte Verwirbelung der Luft hervorrufen, ohne den Luftdurchirittsquerschnitt zu sehr einzuschränken. Die Höhe dieser Bleche, die auch unterscniedlich sein kanu, wird im allgemeinen angenähert ein Vierteil bis die Hälfte der Höhe des Kastens betragen. Steht eine ausreichende Kastenhöhe zur Verfugung, so empfiehlt es sich weiterhin, mehrere Bleche zueinander versetzt und in der Höhe verschoben anzuordnen. Dadurch wird die Zahl der wirksam werdenden frei stehenden Kanten der Bleche vergrößert, die Wirbelung wesentlich verstärkt und die Abscheidung der Fremdkörper verbessert. Es ist weiterhin darauf zu achten, daß die Tiefe des Kastens im Bereich der Bleche möglichst groß ist, so daß die scharfen Kanten, welche die Verwirbelung hervorrufen, möglichst lang sind. Dies kann auch durch einen schrägen Verlauf der frei stehenden Kanten der Bleche gegenüber dem Kastenboden erreicht werden, wobei die Schrägung auch unterschiedlich sein kann.

Die Abscheidung der sich in der Nähe der Bleche ansammelnden Fremdkörper durch die Abflußöffnungen im Kastenboden kann noch dadurch unterstützt werden, daß der Boden des Kastens zumindest bis zu den Blechen in Längsrichtung geneigt verläuft. Da der Kasten am Gehäuse der elektrischen Maschine befestigt ist, vibriert er während des Betriebes der Maschine, und durch die Neigung des Bodens werden die sich auf ihn absetzenden Fremdkörper den Abflußöffnungen zugeführt. 1st so der Boden zu den Blechen und der Lufteintrittsöffnung der Maschine hin ansteigend ausgebildet, so wird auch auf diese Weise ein Ansammeln der sich ablagernden Fremdkörper und eventuell eine Verstopfung zwischen den Blechen vermieden.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand des in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch den seitlich an einer durchzugsbelüfteten elektrischen Maschine befestigten Kasten;

F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht des Kastens.

Eine durchzugsbelüftete elektrische Maschine 1, die als Fahrmotor unter den Wagenboden einer Straßenbahn in Längsrichtung liegend befestigt ist. hat auf ihrer Stirnseite öffnungen 2 für den Eintritt der Kühlluft. Vor diesen Lufteintrittsöffnungen 2 ist ein entsprechend geformter Luftkanal 3 gesetzt, der seinerseits eine seitlich liegende öffnung 4 für den Eintritt der Kühlluft aufweist, so daß suiuit die Kühlluft der Maschine 1 von der Seite her zugeführt wird. Vor diese seitlichen öffnungen 4 ist nun ein sich seitlich neben der elektrischen Maschine 1 fast über ihre gesamte axiale Länge lang erstreckender Kasten 5 gesetzt, der einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweist und große Zugangsöffnungen 6, durch welche die Kühlluft, die von dem nicht dargestellten Lüfter der Maschine 1 angesaugt wird, in das Innere des Kastens 5 einströmt Die Zugangsöffnungen 6 sind sehr groß, so daß der Kasten 5 zunächst einmal für die angesaugte Kühlluft als Beruhigungskasten wirkt.

Da sich die elektrische Maschine 1 unter dem Boden eines Straßenbahnwagens in Nähe des Erdbodens befindet, ist die durch die Zugangsöffnungen 6 angesaugte

ίο Kühlluft manchmal stark mit Staub oder auch Spritzwasser verunreinigt. Diese Verunreinigungen dürfen nicht ins Maschineninnere gelangen. Der vor die Lufteintrittsöffnungen 2 bzw. 4 der Maschine gesetzte Kasten 5 ist daher in besonderer Weise so ausgebildet, daß Verunreinigungen zum größten Teil aus der Kühlluft abgeschieden werden, bevor diese durch die öffnung 4 strömt.

Zu diesem Zweck bestehen zunächst einmal die Zugangsöffnungen 6 aus vielen durch Ausstanzen der Kastenseitenwand entstandenen nebeneinanderliegenden kiemenartigen öffnungen 7, durch welche die Kühlluft in dem durch einen Pfeil dargestellten Sinn einströmt. Diese kiemenartigen öffnungen 7 sind senkrecht ausgerichtet, so daß sie für von dem Wagenboden herabtropfendes oder vom Erdboden her aufwirbelndes Spritzwasser verhältnismäßig schwer zu überwinden sind. Dadurch läuft bereits ein großer Teil der Wassertropfen von der Seitenwand des Kastens 5 ab und gelangt nicht zusammen mit der Kühlluft ins Kasteninnere. Dort wird die Luft zunächst umgelenkt, wobei sich schon ein Teil des Wassers und der Staubtröpfchen aus der Kühlluft abscheiden und durch die im Bereich der Zugangsöffnungen 6 angebrachten Abflußöffnungen 8 im Kastenboden herausfallen.

Danach überströmt die Kühlluft mehrere, hier drei quer zur Strömungsrichtung ausgerichtete scharfkantige Bleche 9, deren Höhe ungefähr ein Drittel der Kastenhöhe beträgt. Die Bleche 9 sind so gegeneinander versetzt und verschieden hoch angeordnet, daß das mittlere Blech von der Kühlluft sowohl über- als auch unterströmt wird. Es hat dadurch zwei für die Abscheidung der Fremdkörper aus der Kühlluft wirksam werdende, frei stehende Kanten 10. An jeder frei stehenden Kante 10 der Bleche 9 dieser Oberkanten 10 entsteht nämlich bei dem Strömen der Kühlluft ein Wirbel, der quer durch den Luftstrom reicht und in dessen Zentrum starker Unterdruck herrscht, wodurch sich Staub, Wassertropfen und andere Fremdkörper, die in der Kühlluft enthalten sind, im Bereich dieses Wirbels ansammeln und auf dem Boden ablagern, in dem an dieser Stelle zahlreiche Abflußöffnungen 11 vorhanden sind. Durch die Schwerkraft fallen die somit ausgeschiedenen Fremdkörper durch die Abflußöffnungen 11 hindurch, so daß die Kühlluft gereinigt in das Maschineninnere gelangt. Der Querschnitt und die Zahl dieser Abflußöffnungen ist in geeigneter Weise auszuwählen. Die Tiefe des Kastens 5 ist außerdem im Bereich dieser Bleche 9 vergrößert, damit die Länge der frei stehenden Kanten 10 möglichst groß ist.

(10 Die Beseitigung der Fremdkörper durch diese Abflußöffnungen 11 bzw. 8 ist auch noch dadurch erleichtert, daß der Kasten 5 in nicht näher dargestellter Weise unmittelbar am Gehäuse der elektrischen Maschine 1 befestigt ist. Die während des Betriebes der eiektri-

'•5 sehen Maschine 1 auftretenden Schwingungen werden also auf den Kasten 5 übertragen, so daß die sich auf dem Boden des Kastens ansammelnden Fremdkörper nicht ruhig liegen bleiben können und so lange in Be-

wegung sind, bis sie durch eine der Abflußöffnungen It bzw. 8 herausfallen. Man kann den Kastenboden außerdem noch geneigt, insbesondere in Fahrrichtung geneigt ausführen, was die Entleerung des Kastens von den abgeschiedenen Fremdkörpern, wie Staub und Wassertropfen, noch weiterhin vereinfacht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Durchzugsbelüftete elektrische h: line, vor deren Lufteintrittsöffnungen ein Kask . zum Auffangen und Umlenken der Kühlluft angeordnet ist, der einen großen Querschnitt aufweist, sich über einen wesentlichen Teil der axialen Länge der Maschine erstreckt und auf seiner den Lufteintrittsöffnungen der Maschine abgewandten Seite in der Seitenwand große Zugangsöffnungen für die Kühlluft enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (5) seitlich zu einem elektrschen Fahrmotor

(I) liegt und daß innerhalb des Kastens (5) im Bereich zwischen den Zugangsöffnungen (6) und der zu den Lufteintrittsöffnungen (2) des Fahrmotors (1) führenden Öffnung (4) scharfkantige Bleche (9) angeordnet sind und daß der Boden des Kastens (5) in der Nähe der Bleche (9) liegende Abflußöffnungen

(II) enthält,

2. Durchzugsbelüftete elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der scharfkantigen Bleche (9) ungefähr ein Vierteil bis die Hälfte der Höhe des Kastens (5) beträgt.

3. Durchzugsbelüftete elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere scharfkantige Bleche (9) zueinander versetzt und in der Höhe verschoben angeordnet sind.

4. Durchzugsbelüftete elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Bleche (9) unterschiedlich ist.

5. Durchzugsbelüftete elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die frei stehenden Kanten (10) der Bleche (9) schräg zu dem Kastenboden verlaufen.

6. Durchzugsbelüftete elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Kastens (5) zumindest bis zu den Blechen (9) in Längsrichtung geneigt und zur Lufteintrittsöffnung (2) der Maschine (1) hin ansteigend ausgebildet ist.

7. Durchzugsbelüftete elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Kastens (5) im Bereich der Bleche (9) am größten ist.

8. Durchzugsbelüftete elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch im Bereich der Zugangsöffnung (6) Abflußlöcher (8) im Boden des Kastens (5) vorhanden sind.

9. Durchzugsbelüftete elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangsöffnungen (6) in der Seitenwand des Kastens (5) aus senkrecht ausgerichteten kiemenartigen öffnungen (7) bestehen.