DE2125270B2 - Kühleinrichtung einer elektrischen Maschine mit Lagerträgern - Google Patents

Description

licher Neigung in bezug auf die Lagerachse an- über die Wickelköpfe geblasen und durch öfg

geordnet sind, wobei der Abschnitt mit den Kühi- des Ständergehäuses wieder nach außen befördert

lufteintrittsöffnungen (10) einen größeren und wird. Bei dieser bekannten Anordnung wird die

der Abschnitt mit den Kühlluftaustrittsöffnungen Kühlluft sofort beim Durchtritt durch die Offnungen

(11) einen kleineren Winkel mit der Maschinen- 25 im Lagerschild in den Raum weiterbefordert, in dem

achse einschließen (Fig. 1 und 2). die Wicklungen vorgesehen sind Der eigenJiche Ro-

3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, torraum wird nicht belüftet d. h. die Rotorendfladadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (18) chen werden von der Kuhlluft nicht bestrichen und des Lagerträgers (3) zwischen den Kühlluftein- die im Rotor entstehende Warme wird nicht abgetrittsöffnungen (10) und den Kühlluftaustrittsöff- 30 führt (deutsche Offenlegungsschnft 1 538 VW).
nungen (11) balgartig ausgebildet ist (Fig. 3). Ähnliches gilt auch für eine weitere bekannte Be-

4. Kühleinrichtung einer elektrischen Maschine lüftung für Elektromotoren, bei der die auf der Welle nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit an den aufgesetzten Lüfterflügel die Luft von außen durch Stirnseiten des Rotors angeordneten Kühlflügeln, öffnungen in den Lagerschilden über die Lager hindadurch gekennzeichnet, daß der Lagerträger (3) 35 weg in den Motorinnenraum ansaugen und sofort geden Kühlflügeln angepaßt ist (Fig. 3). gen die Wicklungen blasen. Von dort gelangt die

5. Kühleinrichtung nach einem der An- Luft über weitere öffnungen m den Lagerschilden sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wieder nach außen. Eine Kühlung des Rotors ist Kühllufteintrittsöffnungen (10) und die Kühlluft- auch hier nicht gegeben, denn die radialen Scheiben, austrittsöffnungen (11) mit Leitflächen ausgestat- 40 an denen die Lüfterflügel befestigt sind, halten die tetsind. Kühlluft vom Rotor ab (französische Patentschrift

6. Kühleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch 967 315).

gekennzeichnet, daß die Leitflächen aus abge- Schließlich ist noch eine Lüfteranordnung für

schrägten Führungsblechen an den Kanten der einen gehäuselosen Elektrokleinmotor bekanntge-

Kühlluftöffnungen (Ϊ0,11) bestehen. 45 worden, bei dem zu beiden Seiten der Motors Lüfter-

7. Kühleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch flügel außerhalb des Lagerschilds, jedoch innerhalb gekennzeichnet, daß die Leitflächen durch nach des durch die Wicklungskopf begrenzten Raumes innen oder außen abgebogenen Lappen (23, 24) angeordnet sind. Auch bei diesem bekannten Motor des zur Bildung der Kühlluftöffnungen (10, 11) erfolgt keine Kühlung des Rotorinnenraumes, außerzu entfernenden Materials gebildet sind. 50 dem deckt der Lüfter das Rotorlager so weit ab, daß

die Kühlluft lediglich an den äußeren Rand des Lagerschilds gelangen kann, die Lager werden also

nicht gekühlt. Bei dieser bekannten Lüfteranordnung

besteht durch die außerhalb der Lagerschilde an-

55 geordneten ungeschützten Lüfterflügel die Gefahr,

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine daß vorstehende Teile oder andere Gegenstände er-

Kühleinrichtung einer elektrischen Maschine mit faßt und mitgerissen werden (deutsche Auslegeschrift

Lagerträgern, die kappenartig ausgebildet, mit Kühl- 1286199).

luftöffnungen versehen und mit ihrem Außenrand in- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühleinrichnerhalb der Wicklungsköpfe am Statorblechpaket be- 60 tung für eine elektrische Maschine mit Lagerträgern, festigt sind und in ihrer Bohrung ein Rotorlager auf- die kappenartig ausgebildet und mit ihrem Außennehmen. Eine derartige Kühleinrichtung einer elek- rand innerhalb der Wicklungsköpfe am Statorbleehtrischen Maschine mit Lagerträgern und mit an den paket befestigt sind und in ihrer Bohrung ein Rotor-Stirnflächen des Rotors angeordneten Kühlflügeln ist lager aufnehmen, zu schaffen, die die Kühlluft in alaus der USA.-Patentschriit 2 462 204 bekannt. 65 len wärmeerzeugenden und abstrahlenden Teilen der Bei dieser bekannten Kühleinrichtung weisen die Maschine, wie Rotorlager, Rotor und Wicklungen, Lagerträger auch öffnungen für die Kühlluft auf, je- vorbeiführt, wodurch eine wirksame Kühlung erzielt doch ist hier ein Kühlluftstrom, der von außen über wird.

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; Diese Aufgabe wird bei einer Kühleinrichtung stigung kann beispielsweise durch eine Klebscnicht : einer elektrischen Maschine der eingangs genannten oder Vergußmasse 5 erfolgen. Die in der zylin-Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in dem drischen Bohrung 6 des Lagerträgers 3 angeordneten ί Lagerträger nahe dem Rotorlager eine erste Gruppe Rotorlager 7 tragen die Rotorwelle 8 und den Roam Umfang gleichmäßig verteilter Kühllufteintritts- 5 tor 9. Die Lagerträger 3 sind mit zwei Gruppen von öffnungen und radial unterhalb der Ständerwick- Kühlluftöffnungen versehen, von denen die eine lungsköpfe eine zweite Gruppe am Umfang gleich- Gruppe von Kühllufteintrittsöffnungen 10 so nahe mäßig verteilter Kühlluftaustrittsöffnungen angeord- wie möglich am Rotorlager und die andere Gruppe net ist _von Kühlluftaustrittsöffnungen 11 im Bereich des ^ Zweckmäßigerweise werden nach einer Weiterbil- io Außenumfanges des Lagerträgers 3 und radial unterdung der Erfindung die beiden Gruppen von Kühl- halb der Ständerwicklungsköpfe 2 angeordnet ist. Iuftöffnungen auf kegeligen Abschnitten des Lager- Wenn der Motor läuft, wird die Luft, die sich in der trägers mit unterschiedlicher Neigung in bezug auf Rotorkammer 12 befindet, rotieren, wobei kühle die Lagerachse angeordnet, wobei der Abschnitt Luft aus der Umgebung durch die Kühllufteintrittsmit den Kühllufteintrittsöffnungen einen größeren 15 öffnungen 10 hereingesaugt und durch die Kühlluft- und der Abschnitt mit den Kühlluftaustrittsöffnun- austrittsöffnungen 11 wieder hinausgedrückt wird, so gen einen kleineren Winkel mit der Maschinenachse wie es durch die Pfeile 13 und 14 dargestellt ist. einschließen. Wenn die Kühlluft über den zylindrischen Mittelab-

Um die Kühlfläche des Lagerrrägers zu vergrö- schnitt 15 des Lagerträgers 3 hinwegstreift, wird die-

ßern, kann nach einer Weiterbildung der Erfindung 20 ser gekühlt. Wenn infolge Rotation die Kühlluft

der Abschnitt des Lagerträgers zwischen den Kühl- durch die Kühlluftaustrittsöffnungen 11 hinausge-

lufteintrittsöffnungen und den Kühlluftaustrittsöff- drückt wird, streicht die Luft direkt über und durch

nungen balgartig ausgebildet werden. In gleicher die Ständerwicklungsköpfe 2 und kühlt auch diese.

Weise ist es möglich, in den Fällen, in denen an den Da die Ständerwicklungsköpfe 2 außerhalb des

Stirnseiten des Rotors Vorsprünge, Kühlflügel 25 Lagerträgers 3 angeordnet sind, wird der Kühlluft-

od. dgl. angeordnet sind, den Lagerträger diesen strom in der Rotorkammer 12 nicht durch irgend-

Vorsprüngen anzupassen, um den Zirkulationseffekt welche Teile des Motors gestört oder gestoppt,

der Luft zu erhöhen. In Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt des

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden Lagerträgers nach Fig. 1 dargestellt. Der kappenar-

die Kühllufteintrittsöffnungen und die Kühlluftaus- 30 tige Lagerträger3 ist abgewinkelt, d.h. er weist zwei

trittsöffnungen mit Leitflächen für die Kühlluft aus- Abschnitte mit unterschiedlicher Konizität auf, einen

gestattet. Dies kann durch eine entsprechend geneigte Abschnitt mit geringerer Konizität im Bereich des

Ausbildung der — in Umfangsrichtung liegenden — Außenumfanges des Lagerträgers 3 und einen Ab-

Kanten der Kühlluftöffnungen oder durch die An- schnitt mit größerer Neigung in bezug auf die Lager-

ordnung von abgeschrägten Führungsblechen oder 35 achse in der Nähe der Bohrung 6 des Lagerträgers 3.

entsprechend geformten Lappen an diesen Kanten Der Rotor 9 des Motors ist an den Stirnseiten 16 mit

geschehen. Vorsprüngen 17 versehen, die in den Raum des ab-

Durch diese erfindungsgemäße Kühleinrichtung gewinkelten Lagerträgers 3 eingreifen. Diese Vorwird die Kühlluft an allen wärmeerzeugenden und sprünge 17 sind in gewissen Formen bei Rotoren für abstrahlenden Teilen der Maschine einschließlich der 40 Kurzschlußläufertypen oder bei gegossenen Rotoren Wicklungen vorbeigeführt. Dieser gezielte Kühlluft- vorhanden, bei denen diese Vorsprünge durch die strom wird durch einen geringen Aufwand erzielt, vorstehenden Angußstellen gebildet werden. Durch wobei die Lagerträger in ihrer Form verhältnismäßig die Vorsprünge 17 am Rotor 9 wird die Wirkung der einfach ausgebildet sind, so daß eine einfache und Luftrotation noch verstärkt. Im Lagerträger 3 sind wenig aufwendige Fertigung gewährleistet ist. Durch 45 die Kühllufteintrittsöffnungen 10 in dem Abschnitt die erfindungsgemäße Kühleinrichtung ist eine maß- mit der größeren Neigung in bezug auf die Lagerliche Vergrößerung des Motors nicht erforderlich. achse in der Nähe der Aufnahmebohrung 6 für das Das Geräuschniveau wird ebenfalls nicht erhöht. Rotorlager 7 und die Kühlluftaustrittsöffnungen 11

Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung und wei- in dem Abschnitt mit der geringeren Neigung am

tere Merkmale der Erfindung sollen nachstehend an 50 Außenumfang des Lagerträgers 3 vorgesehen. Der

Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter Aus- Verlauf der Kühlluft von außen durch den verhält-

führungsbeispiele näher beschrieben werden. In nismäßig kleinen Rotorraum 12 und an den Ständer-

F i g. 1 ist ein schematischer Längsschnitt eines wicklungsköpfen vorbei oder durch diese hindurch Elektromotors mit kappenartigen Lagerträgern, die ist durch die Pfeile 13 und 14 markiert. Die Kühlgemäß der Frfindung gestaltet sind, dargestellt; 55 luftaustrittsöffnungen 11 sind so angeordnet, daß sie

F i g. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsbeispiele des die Luft an den Ständerwicklungsköpfen vorbei, um

Lagerträgers im vergrößerten Maßstab; diese herum und zwischen den Ständerwicklungsköp-

Fig.4 ist eine teilweise perspektivische Ansicht fen und den Lamellen des Ständers hindurchführen,

eines Motors mit getrennt gewickelten Statorpolen Durch den natürlichen Verlauf von innen, d. h. vom

und mit einer Kühleinrichtung gemäß der Erfindung, 60 Zentrum nach außen, wird eine wirksame Kühlung

Fig.5 bis 14 zeigen Einzelheiten der Kühlluftein- der Wickluügen des Motors erreicht, gleichzeitig

trittsöffnungen und Kühlluftaustrittsöffnungen. wird auch der das Rotorlager tragende Abschnitt 15

Der Elektromotor nach Fig. 1 besteht im wesent- des Lagerträgers3 und die Stirnfläche 16 des Rotors

liehen aus dem Statorblechpaket 1 mit den Ständer- wirkungsvoll durch die Luft gekühlt,
wicklungen2. Die Lagerträger3 sind mit ihren am 65 Fig.3 zeigt eine abgewandelte Form des Lager-

Außenumfang der Lagerträger angeordneten Zentrier- trägers 3. Der Abschnitt 18 zwischen den beiden

ansätzen 4 radial innerhalb der Ständerwicklungs- Gruppen von Kühlluftöffnungen ist hier balgartig köpfe 2 am Statorblechpaket 1 befestigt. Diese Befe- ausgebildet. Dies ermöglicht eine gewisse axiale Ver-

setzung des Rotorlagers 7, während die Kühlober- Der Lagerträger nach F i g. 5 biis 7 weist einen zy-

fläche des Lagerträgers 3 vergrößert, und ein verbes- lindrischen Abschnitt 15 auf, der das Rotoirlager7

serter Zentrifugaleffekt bei den äußeren Kühlluftaus- aufnimmt. Fi g. 6 zeigt eine (teilweise) Draufsicht auf

trittsöffnungen 11 erreicht wird. Die Pfeile 13 und diesen Lagerträger mit den Kühllufteintrittsöffnun-

14 zeigen auch hier, wie die Kühlluft in die Rotor- 5 gen 10 und den zwischen zwei Kühllufteintrittsöff-

kammer hinein und aus dieser herausgeführt wird und nungen 10 befindlichen Stegen 21. F i g. 7 zeigt einen

wie die Ständerwicklungsköpfe vom Kühlluftstrom Schnitt durch eine Kühllufteintriittsöffnung 10 mit

überstrichen werden. zwei Stegen 21. Die Stege 21 sind, wie aus F i g. 7 er-

Fig.4 zeigt eine teilweise perspektivische Ansicht sichtlich, schaufelartig verwunden, so daß die Kühl-

eiaes Zweipolmotors, bei dem die beiden Pole 19 io luft, wie durch den Pfeil 22 dargestellt, eingeleitet

von den Ständerwicklungen 2 umgeben sind, wäh- wird.

rend der Rotor9 in den Lagerträgern3 gelagert ist Die Fig.8,9 und 10 zeigen einen ähnlichen Motore dieser Art ebenso wie andere Maschinen mit Lagerträger aus Blech. Um einen verbesserten Eingetrennt gewickelten Polen weisen — ähnlich wie ström- bzw. Ausströmeffekt zu erzielen, sind Teile Ständer von Synchronmotoren — zwischen den Po- 15 der Stege 21 nach innen oder außen abgebogen (23 len in axialer Richtung länp des Rotors verlaufende und 24). Diese Zungen oder Lappen 23, 24 werden offene Abschnitte auf. Bei diesen Motortypen kann durch Ausklinken des zur Bildung der Kühllufteinder erfindungsgemäße Kühleffekt der Ständerwick- trittsöffnungen 10 aus dem Lagerträger herausgearlungen dann nicht erzielt werden, wenn die Kühlluft beiteten Materials hergestellt. Den beiden Ausbilzwischen den Lagerträgern und den offenen Ab- ao dungsformen in den F i g. 5 bis 7 und 8 bis 10 ist geschnitten des Ständers ausströmt. Gemäß der vorlie- meinsam, daß diese mit wenig Aufwand herzustellen genden Erfindung ist der Lagerträger 3 mit einer sind. Die den Steuerungseffekt des Lagertriigers auf Gruppe von im Mittelabschnitt angeordneten Kühl- die Kühlluft ausübenden Teile können durch eine lufteintrittsöffnungen 10 versehen, durch welche der Herstellungsmethode erzielt werden, die sehr einfach Luftstrom 13 eingesaugt wird. Diese Luft wird durch 45 ist.

innerhalb der Ständerwicklungsköpfe2 angeordnete Die Fig. 11, 12 und 13 zeigen, wie die Kühlluft-

Kühlluftaustrittsöffnungen 11 an die Ständerwick- öffnungen in einem Lagerträger aus Kunststoff aus-

Iungsköpfe2 geführt, so daß die ausströmende Kühl- geführt sein können. Die Kanten 25 der Stege 21, die

luft 14 die Temperatur der Wicklungen herabsetzt. geneigt sind, haben einen gewissen Anstellwinkel ge-

Um zu verhindern, daß der Kühleffekt durch am Ro- 30 genüber der angesaugten Luft, so daß diese durch die

tor 9 zwischen den Polen austretende Luft verringert Kühlluftöffnungen 10 hineingeleitet werden kann,

wird, ist der Lagerträger 3 an dieser Stelle mit einem wie es durch den Pfeil dargestellt ist.

die Endfläche des Rotors9 umschließenden Ansatz Fig. 14 schließlich zeigt, wie die Richtung der

20 versehen. Die Luft, die nun zwischen dem Lag«- Kühlluft und die Kühlwirkung noch durch einen

träger 3 und dem Rotor 9 austreten kann, stellt somit 35 Lappen 23 im Bereich der Kanten der Kühlluftein-

nur noch einen vernachlässigbar kleinen Teil der trittsöffnungen verbessert werden kann. Natürlich

Kühlluft dar. können ähnliche Abschnitte auch innerhalb des

In den Fig. 5 bis 14 sind Einzelheiten über die Lagerträgers vorgesehen werden.

Gestaltung der Kühllufteintrittsöffnungen und Kühl- Selbstverständlich ist es möglich, die hier für die

luftaustrittsöffnungen dargestellt. Hierbei wurde der 40 Kühllufteintrittsöffnungen beschriebenen Maßnah-

Einfachheit halber jeweils nur ein Teilschnitt des men auch bei den Kühlluftaustrittsöffnungen anzu-

Lagerträgers dargestellt. wenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

die Lager hinweg in den durch die Lagerträger abge £Β5Α£ SSTSJS

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mit Lagerträgern, die kappenartig ausgebildet, 5 außen geleitet

mit Kühlluftöffnungen versehen und mit ihrem nicht gewünscht weil

Außenrand innerhajb der Wicklungskopfe am führungί^^

Statorblechpaket befestigt sind und in ihrer Bon- xopfe nach

rung ein Rotorlager aufnehmen, dadurch ge- sollen. Die Öffnungen in ^Jff^S^Si

kennzeichnet, daß in dem Lagerträger (3) 10 iüer nur ^..^l^Ztf^t^onZm^a^

nahe dem Rotorlager (7) eine erste Gruppe am der Atmosphäre, abgrfcapsdtm »Jto^im und1 dem

Umfang gleichmäßig verteilter Kühliufteintritts- ebenfalls abgeschossenen Raum der die Wicklungen

öffnungen (10) und radial unterhalb der aufninmt, dar. Eme mttri^Ah^rte K^-

StänderwickJungsköpfe eine zweite Gruppe am hing des Rotors, der-WicMungskope und^der Ro or-

Umfang gleichmäßig verteUter Kühlluftaustritts- 15 lager ist bei d-eser bekannten Kühleinrichtung mcht

öffnungen (11) angeordnet ist. gegeben.