DE2158384A1 - ROLLER BEARING-COOLED ELECTRIC MACHINE OF A LOCKED DESIGN - Google Patents

ROLLER BEARING-COOLED ELECTRIC MACHINE OF A LOCKED DESIGN

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DE2158384A1
DE2158384A1 DE2158384A DE2158384A DE2158384A1 DE 2158384 A1 DE2158384 A1 DE 2158384A1 DE 2158384 A DE2158384 A DE 2158384A DE 2158384 A DE2158384 A DE 2158384A DE 2158384 A1 DE2158384 A1 DE 2158384A1
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roller bearing
bearing
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Josef Huhn
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Schorch GmbH
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Schorch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00—Cooling of bearings
    • F16C37/007—Cooling of bearings of rolling bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
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    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1672—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • H02K9/12—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing wherein the cooling medium circulates freely within the casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Description

Wälzlagergekühlte elektrische Maschine geschlossener Bauart Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine geschlossener Bauart mit einer in einem von einem Lagerträger aufgenommenen Wälzlager gelagerten Welle, einer von einem über Lüfter geförderten Kühlluftstrom durchflossenen RU¢kkühlvorrichtung zur Rückkühlung des inneren Kühlluftkreislaufs der Maschine und einer Yorrichtung zur Kühlung des Wälzlagers mittels eines zwangsläufig transportierten Kühlluftstroms, bei der der das Wälzlager kühlende Kühlluftstrom über das Wälzlager unterhalb einer das Wälzlager mit Luftabstand gegen (:en Lager träger angeordneten und die Wolle umfassenden Abdeckung geführt ist. Roller bearing-cooled electrical machine of the closed type The invention refers to a closed type electrical machine with one in one A shaft supported by a bearing support, one of a shaft above Cooling air flow through fan-assisted cooling device for recooling the internal cooling air circuit of the machine and a device for cooling the Rolling bearing by means of an inevitably transported cooling air flow, in which the the rolling bearing cooling air flow over the rolling bearing below a the rolling bearing with air gap against (: en bearing supports arranged and covering the wool is led.

Bekanntlich unterliegen die Wälzlager elektrischer Elaschinen im Betrieb Erwärmungen, die es unter bestimmten Voraussetzungen erforderlich machen, die Lager zu kühlen. Es ist deshalb bekannt, die betroffenen Wälzlager durch fließendes Schmieröl laufend im Betrieb zu kühlen. Die dazu erforderlichen Vorrichtungen verlangen einen relativ hohen Aufwand, der sich nicht an allen Maschinen rechtfertigt.As is known, the rolling bearings of electrical machines are subject to operation Warming, which makes it necessary under certain conditions, the bearings to cool. It is therefore known that the rolling bearings affected by flowing lubricating oil to cool continuously during operation. The devices required for this require one relatively high effort, which is not justified on all machines.

Es ist deshalb zur Reduktion des Aufwandes bereits eins elektrische Maschine der eingangs näher bezeichneten Bauart vorgeschlagen worden, bei der das in einer Öffnung des Lagerschildes angeordnete Wälzlager eine Fett schmierung aufweist und mit seinem Lagerschild dem kühlenden Einfluß eines' t*angsläufig transportierten Kühlluftstroms in der Weise unterworfen ist, daß das Wälzlager auf der Innenseite des Lagerschildes mit Luftabstand mitteln einer gegen die Welle und das Lagerschild ab; gedichteten Abdeckung abgedeckt ist und das Lagersehild unter der Abdeckung sowie unterhalb und oberhalb der Welle gelegen.It is therefore already an electric one to reduce the effort Machine of the type described in detail has been proposed in which the in an opening of the bearing plate arranged roller bearing has a grease lubrication and with its bearing plate the cooling influence of a 't * feared transported Cooling air flow is subjected in such a way that the rolling bearing on the inside of the end shield with an air gap averaging one against the shaft and the end shield away; sealed cover is covered and the bearing shield under the cover as well as below and above the shaft.

Luttungslöcher aufweiset.Has ventilation holes.

Der von der Abdeckung abgedeckte Raum wird dabei bei horizontal gelegener Motorwelle infolge einer Kaminwirkung im Inneren dieses Raumes laufend gelüftet und das so abgedeckte Wälzlager damit in bestimmten Fällen ausreichend gekühlt. Gleichzeitig wird verhindert, daß das Wälzlager durch die Strahlungswärme aus der Richtung des aktiven Teils der Maschine und durch die erwärmte Luft des inneren Kühlluftkreislaufs der Maschine weiter aufgeheizt wird.The space covered by the cover is placed horizontally Motor shaft continuously ventilated as a result of a chimney effect inside this room and the roller bearing covered in this way is therefore adequately cooled in certain cases. At the same time it is prevented that the roller bearing by the radiant heat from the Direction of the active part of the machine and through the heated air of the inside Cooling air circuit of the machine is further heated.

Die Anwendung dieser Wälzlagerkühltechnik ist indessen auf Maschinen mit horizontal angeordneter Motorwelle bes'diränkt und unterliegt darüber hinaus mit steigender Elotorleistung gewissen Einschränkungen, die nicht unter allen Umständen eine ausreichende KUhlung sicherstellen.The application of this rolling bearing cooling technology is, however, on machines bes'diränkt with horizontally arranged motor shaft and is also subject to with increasing elotor power, certain restrictions, which are not in all circumstances ensure adequate cooling.

In Verbesserung solcher Anordnungen wird deshalb der vorliegenden Erfindung entsprechend eine elektrische Maschine geschlossener Bauart des eingangs näher bezeichneten Aufbaus vorgeschlagen, die sich erfindungsgemäß dadurch kennzeichnet, daß die Abdeckung das Wälzlager der Welle mindestens auf einer Seite des Lagerträgers umfaßt und der von der Abdeckung umfaßte Raum über Zu- und Abluftöffnungen sowie eine Zuluftleitung an den Kühlluftstrom der Rückkühlvorrichtung angeschlossen ist.In improving such arrangements, therefore, the present Invention according to an electrical machine of the closed type of the opening proposed in more detail construction, which is characterized according to the invention that the cover the roller bearing of the shaft at least on one side of the bearing bracket includes and the space covered by the cover via supply and exhaust air openings as well a supply air line is connected to the cooling air flow of the recooling device.

An der Erfindung entsprehenden elektrischen Maschinen findet eine intensive Belüftung der unmittelbaren Umgebung des Wälzlagers statt und sichert so auch bei höheren Maschinenleistungen die erforderliche Wälzlagerkühlung. Dabei werden ebenfalls die umständlichen Maßnahmen, die mit einer Flüssigkeits kühlung durch Schmieröl verbunden sind, vermieden. Auch sind die Kühlmaßnahmen unter Anwendung relativ einfacher technischer hilfsmittel, die den Aufbau der maschine im wesentlichen nicht beeinflussen, ausführbar.On the invention corresponding electrical machines find a intensive ventilation of the immediate vicinity of the rolling bearing instead of and thus ensures the necessary roller bearing cooling even with higher machine outputs. This also includes the cumbersome measures that are required with a liquid cooling connected by lubricating oil, avoided. The cooling measures are also in use relatively simple technical aids that essentially build the machine not affect, executable.

Die anllegenden Zeichnungen erläutern bevorzugte Ausführungsbeispiele.The attached drawings explain preferred exemplary embodiments.

Fig.1 erläutert die erfindungsgemäßen }nßnahmen auf der Antriebsseite einer röhrengekühlten Asynchronaschine mit Käfigläufer.1 explains the measures according to the invention on the drive side a tube-cooled asynchronous machine with a squirrel cage.

Fig.2 erläutert die erfindungsgemäßen Maßnahmen in modifizierter Form an dem Wälzlager einer gleichartigen Maschine.2 explains the measures according to the invention in a modified form on the roller bearing of a similar machine.

In Fig. 1 bezeichnet 1 das Lagerschild der Maschine, deren aktiver Teil durch den inneren Kühlluftstrom eines inneren otorkülluftkreislaufs gekühlt wird. Dieser Kühlluftkraislauf wird mittels zweier mit der Welle 2 der Maschine im Inneren des Maschinengehäuses umlaufender Lüfter umgewälzt und über ein Röhrenrückldihlersystem 3, dessen Kühlrohren sich entlang der Welle 2 im radialen Abstand von ihr und um sie herum zwischen den beiden Stirnwänden der Maschine erstrecken.In Fig. 1, 1 denotes the end shield of the machine, the more active Partly cooled by the internal cooling air flow of an internal otorkülluftkreislaufs will. This Kühlluftkraislauf is by means of two with the shaft 2 of the machine Circulating fan circulates inside the machine housing and via a tube return valve system 3, the cooling tubes of which extend along the shaft 2 at a radial distance from it and around they extend around between the two end walls of the machine.

Das Rückkühlersystem 3 wird mittels eines äußeren mit der Maschinenwelle 2 umlaufenden Lüfters, der sich auf der Seite der einen Stirnwand der Maschine befinde, mit Kühlluft gespeist. Die erwärmte Kühlluft tritt auf der Seite des Lagerschildes 1 gegebenenfalls über geeignete Schalldämpfer (nicht dargestellt) aus dem Röhrenkühlsytem aus. Die Welle 2 ist mittels eines Wälzlagers 4, das von der Nabe 5 des Lagerschildes 1 aufgeordneten wird, in einer Öffnung des Lager schildes gelagert. Das Wälzlager 4 ist in üblicher Weise mit Fett geschmiert und durch einen äußeren Lagerdeckel 6 und einen inneren La6erdeckel 7 nach außen abgedeckt. Mit 8 ist eine aus Kunststoff gefertigte, ringscheibenförmig ausgebildete Abdeckung bezeichnet, die mit einer zentralen Ausnehmung die Welle 2 mit einet engen Luftspalt umfaßt. Ihr äußerer Rand 9 ist mit der inneren Oberfläche des Lagerschildes 1 im radialen Abstand vom Wälzlager 4 über eine Klebverbindung luftdicht verbunden.The dry cooler system 3 is connected to the machine shaft by means of an external one 2 rotating fan, which is located on the side of one end wall of the machine, fed with cooling air. The heated cooling air occurs on the side of the end shield 1 if necessary via suitable silencers (not shown) from the tube cooling system the end. The shaft 2 is by means of a roller bearing 4 from the hub 5 of the end shield 1 is ordered, stored in an opening of the bearing shield. The roller bearing 4 is lubricated in the usual way with grease and through an outer bearing cap 6 and an inner La6erdeckel 7 covered to the outside. With 8 one is made of plastic Manufactured, annular disk-shaped cover referred to with a central recess includes the shaft 2 with a narrow air gap. Your outer edge 9 is with the inner surface of the end shield 1 at a radial distance from the roller bearing 4 connected airtight via an adhesive bond.

Mit 10 ist eine Luftleitung bezeichnet, die auf der Außenfläche des Lagerschildes l angeordnet die Abluftöffnungen 11 des Röhrenkühlsystems 3 mitt einer Zuluftöffnung i2 im Lagerschild 1 verbindet. Die unter der Abdeckung 8 angeordnete Zuluftöffnung 12 verbindet die Abluftöffnungen 11 des Röhrenkilhlsystems 3 mit dem von der Abdeckung 8 und der inneren Oberfläche des Lagerschildes 1 abgeschlossenen Raum 13, sodaß der aus den Öffnungen 11 einzelner Röhren des ndckkdhlersystems 3 aus tretende Teil des gesamten $Rückkühluftstrom durch diesen Raunt hindurch und über eine Abluftöffnung 14 im Lagerschild 1 in die Atmosphäre austreten kann.With 10 an air line is referred to, which on the outer surface of the Bearing plate l arranged the exhaust openings 11 of the tube cooling system 3 with a Air inlet opening i2 in the end shield 1 connects. The arranged under the cover 8 Inlet air opening 12 connects the exhaust air openings 11 of the tubular cooling system 3 with the completed by the cover 8 and the inner surface of the end shield 1 Space 13, so that from the openings 11 of individual tubes of the cooler system 3 outgoing part of the total recooling air flow through this Whispers through and through an exhaust air opening 14 in the end shield 1 into the atmosphere can.

Zur Erhöhung der Kühlwirkung sind sowohl die Oberfläche des inneren Lagerdeckels 7 als auch die unterhalb der Abdeckung 8 gelegenen Teile der inneren Oberfläche des Lagerschildes l mit Kühlrippen 15 bzw. 16 versehen, die sich in geeigneter Verteilung um die Welle 2 herum erstrecken.To increase the cooling effect are both the surface of the interior Bearing cover 7 as well as the parts of the inner located below the cover 8 Surface of the end shield l provided with cooling fins 15 and 16, which are in a suitable Distribution around the shaft 2 extend.

In Fig. 2, deren der Fig. 1 entsprechende Bauteile die Bezugszeichen der Fig.1 aufweisen, ist die Anordnung derart getroffen, daß die aus dem Kühlluftstrom des Riickkühlersystems 3 abgezweigte KUhlluft über die Zuluftleitung 10 in den Raum 13 einfließt und danach aus diesem Raum über Abluftöffnungen 14 A austritt, die die Lagernabe 5 des Wälzlagers 4 konzentrisch zur Welle 2 und um den Umfang der Welle herum verteilt durchsetzen.In FIG. 2, the components corresponding to FIG. 1 have the reference numerals 1, the arrangement is made such that from the cooling air flow of the back cooler system 3 branched off cooling air via the air supply line 10 into the room 13 flows in and then exits this room via exhaust air openings 14 A, which the bearing hub 5 of the roller bearing 4 concentric to the shaft 2 and around the circumference of the Enforce wave distributed around.

Die Erfindung ist nicht an die erläuterten Ausführungsbeispiele gebunden. Insbesondere ist möglich, die zur Lagerung der Welle vorgesehenen Wälzlager, bei denen es sich auch um Kombinationswälzlager handeln kann, beiderseits der Wälzlager mittels einer auf den beiden Seiten des Lagerschildes vorgesehenen Abdeckung abzudecken und den so gebildeten Kühlluftraum, der durch das Lagerschild in zwei Teile getrennt wird, an den Kühlluftstrom der Rd.ckkilhlvorrichtung anzuschließen.The invention is not bound to the exemplary embodiments explained. In particular, it is possible to use the roller bearings provided for mounting the shaft which can also be combination rolling bearings, on both sides of the rolling bearings to be covered by means of a cover provided on both sides of the end shield and the cooling air space formed in this way, which is separated into two parts by the end shield to connect to the cooling air flow of the return cooling device.

Auch ist es möglich, den von der Abdeckung abgedeckten Kühlluftraum nicht in Reihenschaltung zum Kühlluftpfad des RUckkühlersystems anzuordnen sondern ihn Aber eine geeignete Zuluftleitung mit einer Anzapfung des Kühlluftpfades zu rerbinden und ihn so gegebenenfalls mit nicht erwärmter Kühlluft zu versorgen. In der Reihenschaltung des Kühllufttraums 13 kann der Kühlluftraum sowohl am Ende als auch am Anfang des Kühlluftpfades des Rückkühlersystems gelegen sein.It is also possible to use the cooling air space covered by the cover not to be arranged in series to the cooling air path of the recooler system but But a suitable supply air line with a tap on the cooling air path to it and to supply it with unheated cooling air if necessary. In the series connection of the cooling air space 13, the cooling air space can both at the end as also be located at the beginning of the cooling air path of the recooling system.

5 Ansprüche5 claims

Claims (5)

Ansprüche Elektrische Maschine geschlossener Bauart mit einer in einem von einem Lagerträger aufgenommenen Wnlzlager gelawerten Welle, einer von einen über Lufter geförderten Kühlluftstrom durchflossenen Rückkühlvorrichtung zur Rückkuhlung des inneren Kühlluftkreislaufs der Maschine und einer Vorrichtung zur Kühlung des Wälzlagers mittels eines zwangsläufig transportierten Kühlluftstroms, bei der der das Wälzlager kUilende Kühllufstrom über das Wälzlager unterhalb einer das Wälzlager mit Luftabstand gegen den Lagerträger angeordneten und die Welle umfassenden Abdeckung geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (8) das Wälzlager (4) der Welle (2) mindestens auf einer Seite des Lagerträgers (i) umfaßt und der von der Abdcclcung umfaßte Raum (13) über Zu- und Abluftöffnungen (12,14; 14A) sowie eine Zuluftleitung (10) an den Kühl luftstrom der Rückkühlvorrichtung (3) angeschlossen ist. Claims Electric machine of closed design with an in a roller bearing supported by a bearing bracket, one of a cooling air flow through which a flow of cooling air flows to the Recooling the internal cooling air circuit of the machine and a device for Cooling of the rolling bearing by means of an inevitably transported cooling air flow, in which the cooling air flow cooling the roller bearing over the roller bearing below a the roller bearing is arranged at a distance from the bearing bracket and encompassing the shaft Cover is guided, characterized in that the cover (8) is the roller bearing (4) the shaft (2) comprises at least one side of the bearing bracket (i) and the The space (13) encompassed by the cover via inlet and outlet air openings (12, 14; 14A) and a supply air line (10) connected to the cooling air flow of the recooling device (3) is. 2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn net, daß das Wälzlager (4) der Welle (2) auf der dem Elotorinneren zugewandten Seite des Lagcrträgers (1) mittels der Abdeckung (8) abgedeckt und der von ihr abgedeckte Raum (13) über Öffnungen (12,54; l4A) des Lagerträgers mit der Zuluftleitung (so) und der Atmosphäre verbunden ist.2. Electrical machine according to claim 1, characterized in that that the roller bearing (4) of the shaft (2) on the side facing the inside of the elotor of the bearing carrier (1) covered by the cover (8) and the one covered by it Space (13) via openings (12,54; 14A) of the bearing bracket with the air supply line (see above) and connected to the atmosphere. 3. Elektrische Maschine nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (4) unterhalb der Abdeckung (g) mittels eines mit Kühlrippen (15) versehenen Deckels (7) abgedeckt ist.3. Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that that the roller bearing (4) below the cover (g) by means of a with cooling fins (15) provided lid (7) is covered. 4. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (8) im radialen Abstand vom Wälzlager (4) mit dem Lagerträger (1) verbunden und unterhalb der Abdeckung gelegene Teile des Lagerträgers nit Kühlrippen (16) versehen sind.4. Electrical machine according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the cover (8) at a radial distance from the roller bearing (4) with connected to the bearing bracket (1) and parts of the bearing bracket located below the cover are provided with cooling fins (16). 5. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftöffnungen (14A) die das Wälzlager (4) aufnehmenden Nabe (5) des Lagerträfgers (1) konzentrisch zum Wälzlager durchsetzen (Fig.2).5. Electrical machine according to one of claims 2 to 4, characterized characterized in that the exhaust air openings (14A) receiving the roller bearing (4) Push through the hub (5) of the bearing bracket (1) concentrically to the roller bearing (Fig. 2).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19820111A1 (en) * 1998-05-06 1999-11-11 Asea Brown Boveri Generator that can be driven according to suction cooling principle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19820111A1 (en) * 1998-05-06 1999-11-11 Asea Brown Boveri Generator that can be driven according to suction cooling principle

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