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ELEKTRISCHE ivIASCHINE MIT LUFTKÜHLUNG Die erfindung bezieht sich
auf den Elektromaschinenbau, insbesondere auf elektrische Maschinen mit LufftkiiMlung,
die beispielsweise als Generatoren für Automobiltransportmittel verwendet werden,
und betrifft insbesondere die Verbesserung der Kühlung der Konstruktionselemente
der erwähnten elektrischen Maschinen.
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Es sind allgemein elektrische Maschinen mit Luftkählü bekannt, die
einen in Lagerschilden befestigten Ständer mit Wicklung und einen Läufer, dessen
Welle durch die Bohrungen in den erwähnten Lagerschilden hindurchgeht, besitzt.
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Die Kühlung der erwähnten elektrischen Maschine erfolgt durch den
Luftstrom, der mit Hilfe eines Ventilators in das
Innere der Maschine
über die Öffnungen in einem der Lagerschilde geleitet wird, den Luftspalt, der von
dem Ständer und Läufer gebildet wird, passiert und in die Umgebtingsluft über die
Öffnungen in dem anderen Lagerschild herausgeschleudert wird. Außerdem sind in den
Lagerschilden Lüftungskanäle parallel zur Längsachse der Maschine vorhanden, über
welche zusätzlich Luft angesaugt wird. Die über die Kanäle eintreffende Luft trägt
zur Kühlung der stirnseitigen Teile der Ständerwicklung bei.
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Der Nachteil dieser Kühlungsart ist die geringe Wirkssakeit der Ständerwicklungskühlung,
da der Hauptteil der Kühlluft durch den recht kleinen,von dem ständer und Läufer
gebildeten Luftspalt> dessen aerodynamischer Widerstand recht groß ist, hindurchgeht.
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Zweck der Erfindung ist es, die erwähntenMängel zu beseitigen.
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Der Erfindaug liegt die Aufgabe zugrunde, eine luftgekühlte elektrische
Maschine zu entwickeln, die es gestattet, die Wirksamkeit der Kühlung der stirnseitigen
Ständerwicklungsteile und der in einen der Lagerschilde eingebauten Elemente der
Steuerschaltung zu erhöhen, ohne die Abmessungen zu andern und die Konstruktion
der elektrischen Maschine komplizierter zu machen.
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Dies wird dadurch erreicht, daß bei der erfindungsgemaßen luftgekuhlten
elektrischen Maschine die Längslüftungskanäle an der inneren zylindrischen Fläche
der Lagerschilde
gemäß der Erfindung oberhalb der stirnseitigen
Teile schräg zur Längsachse der Maschine angeordnet und miteinander oberhalb des
StänderJoches verbunden sind, wodurch die Intensität der Kühlung der stirnseitigen
Ständerwicklungsteile erhöht wird.
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Die erwähnten Lüftungskanäle kann man miteinander über eine Ringkammer
verbinden, die durch das Ständeråoch und ein an den äußeren zylindrischen Flächen
der erwähnten Lagerschilde angeordnetes Ringgehäuse gebildet wird.
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Zweckmäßi-erweise sind die Lüftungskanäle in dem einen tmfangsrichtung
Lagerschild in v gegenüber den Kanälen im anderen Lagerschild versetzt. Dies vergrößert
den Weg des Luftstromes innerhalb der Ringkammer und die SSfektivität der Wärmeabgabe
an das Ständerjoch und an das Ringgehäuse0Außerdem werden zur Vermeidung einer Umlenkung
des Luft stromes beim Austritt aus den Kanälen des einen Lagerschildes und Eintritt
in die Kanäle des anderen Lagerschildes zweckmäßigerweise die Seitenfläcnen der
Lüftungskanäle uslter einem Winkel zur Längsachse der eiähnten Maschine ausgeführt.
Der erwähnte Winkel muß der Versetzung der Kanäle am Unfang der Lagerschilde entsprechen.
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Die gemäß der wrfindung.ausgeführte elektrische Maschine löst erfolgreich
die obengenannten Aufgaben; bei einer solchen Ausführung der elektrischen Maschine
kühlt der zwangsläufige Luftstrom die Oberfläche des Läufers und Ständers, die stirnseitigen
Teile
der Ständerwicklung.
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Diese5(Kühlsystem ist dermaßen wirksam, daß es gestattet, in beträchtlichem
Maße die Benutzung von aktiven Materialien bei gegebenen Abmessungen des Genäuses
zu erhöhen.
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Zum besseren Verständnis des Erfindungswesens folgt nachstehend eine
eingehende Beschreibung einer vorzugsweisen Ausführungsvariante e der erfindungsgemäßen
elektrischen Maschine ne mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen: Fig.
1 - den Längsschnitt durch die erfindungsgemäße elektrische Maschine; Fig. 2 - die
Verteilung des Luftstromes in den Lüftungs kanälen der erwähnten Maschine.
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Die in Fig. 1 gezeigte elektrische Maschine besteht aus einem Ständer
1, in den die Wicklungen 2 verlegt sind, und einem Läufer 3, der an der Welle 4
innerhalb des Ständers angeordnet ist. Die Welle 4 ist in rLagerschilden 6 und 7
untergebrachten Lagern 5 drehbar gelagert. Der Ständer 1 wird mechanisch an die
Lagerschilde 6 und 7 befestigt.
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In den Lagerschilden 6 und 7 sind an deren zylindrischen Innenfläche
längsgerichtete Lüftungskanäle 8 eingearbeitet, die schräg zur Längsachse der Maschine
verlaufen. Die Lüftungskanäle 8 sind miteinander über eine Ringkammer 9 verbunden,
welche durch das Joch des Ständers 1 und ein auf die äueren zylindrischen Teile
der Lagerschilde 6 und 7 aufgesetzts Ringgehäuse 10 gebildet wird.
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Außenseite des Lagerschildes 7 sitzt auf der Welle 4 ein Ventilator
11 mit Flügeln 12 und einer Buchse 13.
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An dem anderen Lagerschild 6 sind Elemente 14 der Steuerschaltung
angeordnet, die durch das Gehäuse 15 mit nach innen 16 gebördelten Schlitzen#zum
Leiten des Kühlluftstromes auf die Elemente 14 der Steuerschaltung abgedeckt sind.
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Zur Verlängerung des Luftstromweges innerhalb der Ringkammer 9 sind
die im Lagerschild 6 ausgeführten Lüftungskanäle 8 am Umgang gegenüber den im Lagerschild
7 ausgeführten Lüftung kanälen versetzt.
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Umlenkung Außerdem sind zur Vermeidung einer v des BuStstromes beim
Austritt aus, den Lüftungskanälen 8 die Seitenflächen (H) der erwähnten Kanäle 8
unter einem Winkel α (Fig.2) zur Längsachse der Maschine ausgeführt. Der Winkel
α entspricht der Versetzung der Lüftungskanäle 8 am Umfang der Lagerschilde
6 und 7.
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Die Kühlung der elektrischen Maschine geschieht auf folgende Art.
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Beim Rotieren des Läufers 3 mit dem auf der Welle + sitzend den Ventilator
11 wird die Kühlluft in die Leitschlitze 16 von Gehause 15 eingesaugt, wobei sie
die Elemente 14 der Steuerschaltung kühlt und über Luftungsöffnungen 17 des Lagerschildes
6 in das Innere der Maschine gelangt. Weiterhin wird der Luftstrom in zwei Richtungen
verteilt.
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Ver eine Teil des Luftstromes passiert den Luftspalt, wobei er die
innere Fläche des Ständers und Läufers kühlt.
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Der andere Teil des Luftstromes wird auf die stirnseitigen Teile
der Wicklung 2 des Ständers 1 gerichtet , durchströmt die schrägen Lüftungskanäle
8 des Lagerschildes 6, die Ringkammer 9, die Lüftungskanäle 8 des Lagerschildea
7 und wird über die LüStungsöffnungen 18 in die Umgebungsluft herausgeschleudert.
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Beim Umspülen der stirnseitigen Wicklungsteile an der einen Staaderseite
wird die Luft erwärmt, dann in der Ringkammer abgekühlt indem sie die Wärme an Ständerjoch
und Ringgehäuse abgibt. Die abgekühlte Luft wird über die Lüftungskanäle auf die
stirnseitigen Wicklungsteile auf der anderen Ständerseite gerichtet und verläßt
dann die Maschine über die Lüftungsöffnungen 18 des Lagerschildes 7.