DE2238562C3

DE2238562C3 - Electric machine with liquid-cooled rotor shaft

Info

Publication number: DE2238562C3
Application number: DE19722238562
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Auinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1972-08-04
Publication date: 1977-06-30

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit flüssigkeitsgekühlter Läuferwelle zur Abführung von im Läuferblechpaket entstehender Wärme, wobei die Kühlflüssigkeit durch spiralförmig angeordnete, zumThe invention relates to an electrical machine with Liquid-cooled rotor shaft for dissipating heat generated in the laminated rotor core, whereby the Cooling liquid through spirally arranged, for

ίο Umfang hin durch ein Rohr abgeschlossene Kühlkanäle strömt, , .ίο Cooling channels closed off by a pipe around the circumference flows,,.

Eine derartige elektrische Maschine ist aus der FR-PS 20 66 652 bekannt. Das die Kühlkanäle nach außen abschließende Rohr trägt die Lager und besteht deshalbSuch an electrical machine is from the FR-PS 20 66 652 known. The pipe that closes off the cooling channels to the outside carries the bearings and therefore exists

aus hochfestem Stahl mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit, auf dem das aus entsprechend relativ schlecht wärmeleitendem Eisen bestehende Läuferblechpaket in an sich bekannter Weise verdrehungssicher befestigt ist. Maßnahmen zur fliehkraftsicheren wärmeleitendenMade of high-strength steel with relatively low thermal conductivity, on which the result is relatively poor heat-conducting iron existing laminated rotor core is attached in a manner known per se so that it cannot rotate. Measures for centrifugal safe thermally conductive

ω Verbindung sind dabei nicht vorgesehen.ω connection are not provided.

Es ist aus der DT-PS 7 16 266 bekanntgeworden, in nicht näher bezeichneter Weise das Läuferbfechpaket aus Eisen in guter Wärmeleitverbindung auf einem die Läuferwelle aus Stahl eng umgebenden Material, wie Kupfer, Silber, Aluminium oder deren Legierungen, anzuordnen. Das Wärmeleitrohr soll die vom Läufer kommende Wärme zu den Enden der Welle abführen, W) Strahlungskörper und Ventilatorflügel zur Wärmeabfuhr vorgesehen sind. Da das Läuferblechpaket selbstIt has become known from DT-PS 7 16 266, in an unspecified manner, to arrange the rotor fech package made of iron in a good heat-conducting connection on a material such as copper, silver, aluminum or their alloys that closely surrounds the rotor shaft made of steel. The heat conduction tube is supposed to dissipate the heat coming from the rotor to the ends of the shaft, W) radiation body and fan blades are provided for heat dissipation. Since the rotor core itself

3& ^:keine besonderen Wärmeleitkörper enthält und außer einem engen Sitz des Läuferblechpaketes auf dem Wärmeleitrohr keine gesonderten Maßnahmen zur Wärmeubergangserleichterung zwischen Läuferblechpaket und Wärmeleitrohr vorgesehen sind, muß wegen3 & ^{: contains} no special heat conducting bodies and apart from a tight fit of the laminated rotor core on the heat conduction tube, no special measures to facilitate heat transfer between the laminated rotor core and heat conduction tube are provided

der betriebsmäßig fliehkraftbedingten Aufweitung mit Spaltbildung ein erheblicher Teil der entstehenden Wärme über die umgebenden Lufträume abgeführt werden, die einen wesentlich schlechteren Wärmeübergang als metallische Wärmeleitkörper haben.the operational centrifugal force-related expansion with gap formation a considerable part of the resulting Heat can be dissipated via the surrounding air spaces, which results in a significantly poorer heat transfer have as metallic heat conductors.

Ein anderer als der oben geschilderte Sitz des LäuferbJechpaketes auf dem die Läuferwelie umgebenden Wärmeleitrohr ist auch nicht aus der US-PS 34 41 757 zu entnehmen, bei der die gut wärmeleitenden Läuferwelie im Bereich der Lager und des Läuferblechpaketes mit einer festeren Muffe aus Stahl umgeben ist. Somit sind die Wärmeübergangsstellen zwischen dem Läuferblechpaket und der Muffe, d. h. gerade zwischen schlechter wärmeleitenden Werkstoffen vorhanden, die einen geringeren Effekt als im erstgenannten Falle ergeben. Other than the above-described seat of LäuferbJechpaketes on which the Läuferwelie surrounding heat pipe is not to be taken from the US-PS 34 41 757, wherein the highly thermally conductive Läuferwelie in the region of the bearing and the rotor core is surrounded with a more rigid sleeve made of steel . The heat transfer points between the laminated rotor core and the sleeve, that is to say between materials with poor thermal conductivity, are thus present, which result in a smaller effect than in the first-mentioned case .

Es ist zwar aus der DT-AS J 5 38 819 die Anordnung von im Läufer und/oder Ständerblechpaket abstandsweise zwische/igefügten gesonderten Wärmeleitfiächen jaus besser wärmeleitendem Material als Eisen bekanntgeworden, jedoch ohne spezielle Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmeübergangs zur Läuferwelle hin, da hier die Wärmeabfuhr hauptsächlich über Kühlkanäle im Läuferblechpaket erreicht werden soll. Durch die besagten Wärmeleitfiächen mit wesentlich besserer Wärmeleitfähigkeit als das übliche Dynamoblech oder mechanisch hochfeste Sonderbleche wird die resultierende Wärmeleitfähigkeit des gemischten Blechpaketes wesentlich erhöht gegenüber reinen Eisenblechpaketen. Ein ähnlicher Weg der Wärmeabfuhr aus einem Läuferblechpaket besteht bei einer aus der DT-PS 8 69 241 bekanntgewordenen Einrichtung darin, die von der Kühlluft bestrichene Oberfläche des aktiven Eisens durch Aufbringen von dünnen Schichten ausAlthough it is described in DT-AS J 5 38 819, the arrangement of the runner / or stator core and distance as betwee / igefügten separate Wärmeleitfiächen jaus better heat-conducting material than iron become known, but without specific measures to improve the heat transfer to the rotor shaft, because here the Heat dissipation is to be achieved mainly via cooling channels in the rotor core. The thermal conductivity of the mixed laminated core is significantly increased compared to pure iron laminated cores due to the aforementioned thermal conductivity surfaces with significantly better thermal conductivity than the usual dynamo sheet or mechanically high-strength special sheets. A similar way of dissipating heat from a laminated rotor core in a device known from DT-PS 8 69 241 consists in applying thin layers to the surface of the active iron on which the cooling air is applied

geschmolzenen, gut wärmeleitenden Metaller wie Aluminium oder Kupfer in der Wärmeleitfähigkeit zum umgebenden Luftraum aber nicht zur Läuferwelle hin zu verbessern, > »>»sm molten, highly thermally conductive metals such as aluminum or copper improve the thermal conductivity to the surrounding air space but not to the rotor shaft, >»>» sm

Aus der DT-AS 16 13 265, insbesondere Fie 3 « flüssigkeitsgeküblter Läufer einer elektrischen Maschi-' pe bekannt, bei der die Aufgabe gestellt ist die Kühlflüssigkeit innerhalb der nach mechanischen Gesichtspunkten konzipierten Läuferwelle in solcher Weise zu führen datt eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung über das ganze Läuferblechpaket erzielt wird. Die einstückige Läuferwelle hat in das Läuferblechpaket hineinragende rippenartige Fortsätze. Diese bekannte, vorwiegend nach mechanischen Gesichtspunkten bemessene kammartige Läuferblech- κ befestigung führt zu radiaien und axialen Stoßfugen zwischen den Läuferblechen und der Läuferwelle. Die sich unter dem Fliehkrafteinfluß vergrößernden radialen Stoßfugen beeinträchtigen im Betrieb den Wärmeübergang. Zwischen der starren Läuferwelle mit ihren rippenartigen Fortsätzen und den nachgiebigen Läuferblechen ist im Hinblick auf die axialen Stoßfugen eine gleichmäßige mechanische Verspannung der Läuferbleche über die Paketlänge nicht möglich, so daß eine weitere Beeinträchtigung des Wärmeübergangs unver- z₅ meidlich ist. Die mitsamt den Fortsätzen einstückige Läuferwelie stellt dabei keinen Wärmeleitkörper im vorliegenden Sinne mit wesentlich höherer Wärmeleitfähigkeit als Eisen oder Stahl dar.Known from DT-AS 16 13 265, in particular Fie 3 «liquid-cooled rotor of an electrical machine, in which the task is to guide the cooling liquid within the rotor shaft, which is designed according to mechanical aspects, rather than as uniform a temperature distribution as possible over the whole rotor core is achieved. The one-piece rotor shaft has rib-like extensions protruding into the laminated rotor core. This known, comb-like rotor plate fastening, which is primarily dimensioned according to mechanical aspects, leads to radial and axial butt joints between the rotor plates and the rotor shaft. The radial butt joints, which increase under the influence of centrifugal force, impair the heat transfer during operation. Between the rigid rotor shaft with its rib-like projections, and the compliant rotor laminations uniform mechanical clamping of the rotor laminations about the packet length is not possible with respect to the axial butt joints, so that further deterioration of the heat transfer z unver- ₅ is in averting. The rotor shaft, which is one-piece together with the projections, does not represent a heat-conducting body in the present sense with a significantly higher thermal conductivity than iron or steel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln in betriebsmäßig sicherer Weise eine gleichmäßigere Wärmeverteilung innerhalb des kühlkanallosen Läüferblechpaketes sowie ein auch im Betrieb verbesserter Wärmeübergang vom Läuferblechpaket zur « gekühlten LäuferweUe erreicht wird.The invention is based on the object of creating an electrical machine in which with simple Means in an operationally safe manner a more even distribution of heat within the cooling ductless Rotor lamination stack as well as an improved heat transfer from the rotor lamination stack to the « cooled runner speed is achieved.

Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Rohr ein aus unmagnetischem, gut wärmeleitendem Metall bestehendes Wärmeleitrohr ist, das fliehkraftsicher wärmeleitend mit in axialen Abständen in dem Läuferblechpaket angeordneten, aus unmagnetischem, gut wärmeleitendem Metall bestehenden Wärmeleitflächen verbunden ist, und daß das mit den Wärmeleitflächen bestückte Läuferblechpaket von Endplatten eingefaßt und durch axiale Zugbolzen zusammen und in Eingriff mit dem Wärmelcitrohr gehalten ist und/oder zwischen den Wärmeleitflächen und dem Umfang des Wärmeleitrohres axial erstreckte, fliehkraftsichere Wärmeverbindungen (Wärmeleithülse! Wärmeleitkörper) aus unmagnetischem, gut wärmeleitendem Metall angeordnet sind.This object is achieved in an electrical machine of the type mentioned according to the invention solved that the tube is made of non-magnetic, good heat conducting metal existing heat conduction tube, the centrifugally safe, thermally conductive with axially spaced apart in the laminated rotor core non-magnetic, highly thermally conductive metal existing heat conducting surfaces is connected, and that with The laminated rotor core fitted to the heat conducting surfaces is framed by end plates and with axial tension bolts is held together and in engagement with the heat conduction tube and / or between the heat conducting surfaces and the circumference of the heat conduction pipe, axially extending, centrifugal force safe heat connections (heat conduction sleeve! Heat conducting body) made of non-magnetic, highly thermally conductive metal are arranged.

Die in an sich bekannter Weise durch die Wärmeleitflächen im Läuferblechpaket erhöhte resultierende Wärmeleitfähigkeit des Läuferblechpaketes und die erhöhte Wärmeleitfähigkeit des um die Läuferwelle angeordneten, gekühlten Wärmeleitrohres kommt erst durch die erfindungsgemäße fliehkraftsichere Wärmeleitverbindung beider Teile voll zur Wirkung, da der Wärmefluß vom Läuferblechpaket zum Wärmeleitrohr gerade im Betrieb sichergestellt ist und die Wärme aus dem direkt gekühlten Wärmeleitrohr in ausreichendem Maße sehne!! abgeführt wird.The resulting increased in a manner known per se due to the heat conducting surfaces in the laminated rotor core Thermal conductivity of the laminated core and the increased thermal conductivity of the rotor shaft arranged, cooled heat conduction pipe only comes through the centrifugal force-safe heat conduction connection according to the invention Both parts are fully effective, as the heat flow from the laminated rotor core to the heat pipe is ensured precisely during operation and the heat from the directly cooled heat pipe in sufficient Dimensions tendon !! is discharged.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung läßt sich insbesondere bei Läufern ohne axiale Zugbolzen dadurch erreichen, daß das Läuferblechpaket aus unterschiedlichen Läuferblechteilpaketen besteht und mindestens jedes zweite zwischen je zwei Wiirmeieitfläehen liegende Läuferblechteilpaket eine größere Wellenbohrung als die unmittelbar« auf dem Wärmeleitrohr sitzenden Wärmeleitflächen aufweist, und der dadurch gebildete Ringraum mit einer auf dem Wärmeleitrohr sitzenden, an den Wärmdeitflächen anliegenden, die WärmeverWndung bildenden Wärmeleithülsö ausgefüllt ist.A particularly advantageous embodiment of the invention can be achieved, in particular with rotors without axial tension bolts, in that the laminated rotor core consists of different laminated rotor core assemblies and at least every second core laminated core located between two heat transfer surfaces has a larger shaft bore than the heat conducting surfaces sitting directly on the heat conduction tube, and the The annular space thus formed is filled with a heat conduction sleeve which sits on the heat conduction pipe and rests against the heat conduction surfaces and forms the heat distribution.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, wiederum insbesondere bei Läufern ohne axiale Zugbolzen, gelingt dadurch, daß das Läuferblechpaket an seiner Wellenbohrung mit am Umfang verteilt angeordneten axial erstreckten Randausnehmungen versehen ist, in die mit den Wärmeleitflächen und dem Wärmeleitrohr in Wärmekontakt stehende, die Wärmeyerbindungen bildende Wärmeleitkörper (Hartlot, Rundstäbe, Flachstäbe) eingefügt sind.Another advantageous embodiment of the invention, again in particular for rotors without an axial Draw studs are achieved in that the laminated rotor core is distributed along the circumference of its shaft bore arranged axially extending edge recesses is provided in which with the heat conducting surfaces and the Heat conduction tube in thermal contact, the thermal bonds forming heat conduction bodies (hard solder, Round bars, flat bars) are inserted.

Bei Maschinen mit Dämpferstäben und durch Nutkeile verschlossenen Nuten im Läuferblechpaket können die Maßnahmen nach der Erfindung gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes so getroffen sein, daß die W^rmeleitflächcn mn dem Dämpferstäben und mit den metallischen unmagnetischen Nutkeilen einen Dämpferkäfig bilden.On machines with damper rods and slot wedges closed grooves in the rotor core, the measures may be taken so according to a further embodiment of the invention the subject of the invention is that the W ^ rmeleitflächcn mn the damper rods and form a damper cage with the metallic non-magnetic slot wedges.

Vorteilhafte Abänderungen der vorgenannten Maßnahmen sind Gegenstand zusätzlicher Unteransprüche.Advantageous modifications of the aforementioned measures are the subject of additional subclaims.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand einiger in der Zeichnung vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend erläutert. Es zeigtFurther details of the invention are shown in simplified form on the basis of some in the drawing Exemplary embodiments explained below. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil des Läufers,1 shows a longitudinal section through part of the rotor,

- F i g. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand nach ■Fig. 1, - F i g. 2 shows a cross section through the object according to ■ Fig. 1,

Fig.3 einen Längsschnitt durch ein Detail des Läufers,3 shows a longitudinal section through a detail of the rotor,

F i g. 4 bis 6 Querschnitte durch besondere Ausgestaltungen der Wärmekontakte zwischen Läuferblechpaket und Wärmeleitrohr.F i g. 4 to 6 cross-sections through special designs of the thermal contacts between the rotor core and heat pipe.

Gemäß F i g. 1 und 2 ist auf der hohlen Läuferwelie 1 am Umfang eine schraubenförmige Kühlnut 3 angebracht, die in der Mitte der Läuferwelle einen in die vom Kühlmittel gefüllte Bohrung der Läuferwelle mündenden Kühlmittelzufluß 2 aufweist. Die Läuferwelle 1 ist von einem eng anliegenden Wärmeleitrohr 5 umgeben, das mit der Kühlnut 3 einen spiralförmig verlaufenden Kühlkanal bildet, der an beiden Enden in Kühlmitteiauslässe 4 mündet. Auf dem Wärmeleitrohr 5, das aus Kupfer, Messing, Bronze oder einem anderen entsprechend gut wärmeleitenden Werkstoff gefertigt ist, sitzt das Läuferblechpaket 6 eng anliegend. Es wird in an sich bekannter Weise durch stirnseitige Endplatten 7 und durch nicht dargestellte axiale Zugbolzen zusammengehalten, so daß die Läuferbleche 12 und die in Abständen dazwischen liegenden Wärmeleitflächen 11 durch Reibschluß an einer radialen gegenseitigen, den Wärmekontakt zum Wärmeleitrohr 5 beeinträchtigenden Relativbewegung auch bei hoher Drehzahl gehindert sind. Außerdem wird der Wärmeausgleich quer zur Blechebene erleichtert und dadurch die resultierende Wärmeleitfähigkeit der Läuferblechpakete erhöht. Die Läuferbleche 12 haben etwa die doppelte Stärke wie die aus wesentlich besser wärmeleitendem Werkstoff bestehenden Wärmeleitflächen 11, die im übrigen von gleicher Form wie jene sind. Je nach der materialabhängigen Wärmeleitfähigkeit der Läuferbleche (bis nahezu 50 W/mK bei üblichen Dynamoblechen, etwa 18 W/mK bei Dynamoblech IV und etwa !2 W/mK. bei hochfesten Sonderblechen aus 14CrMoV69) ist in mehr oder minder großenAccording to FIG. 1 and 2 , on the circumference of the hollow rotor shaft 1, a helical cooling groove 3 is attached which, in the center of the rotor shaft, has a coolant inflow 2 opening into the coolant-filled bore in the rotor shaft. The rotor shaft 1 is surrounded by a tightly fitting heat conduction tube 5 which, together with the cooling groove 3, forms a spiral cooling channel which opens into coolant outlets 4 at both ends. On the heat conduction tube 5, which is made of copper, brass, bronze or another material with a correspondingly good thermal conductivity, the laminated rotor core 6 sits tightly. It is held together in a manner known per se by end plates 7 and by axial tension bolts, not shown, so that the rotor plates 12 and the heat-conducting surfaces 11 located at a distance between them by frictional engagement with a radial mutual relative movement impairing the thermal contact with the heat-conducting tube 5, even at high speed are prevented. In addition, the thermal equalization across the plane of the sheet is facilitated and the resulting thermal conductivity of the laminated core is increased. The rotor laminations 12 are approximately twice as thick as the heat-conducting surfaces 11, which are made of a much better heat-conducting material and are otherwise of the same shape as those. Depending on the material-dependent thermal conductivity of the rotor sheets (up to almost 50 W / mK with conventional dynamo sheets, about 18 W / mK with Dynamo sheet IV and about! 2 W / mK. With high-strength special sheets made of 14CrMoV69) is in more or less large

/Abständen, die Anordnung;..der Wärmeleitflächen 41 vorzusehen.;Jm ,Hinblick ,aükdaSibehbestimmter axialer jliänge .der^BlechpaketejZur yeirffigung stehende aktive /(Eisenvolumen spilidef<Anteilisöjcher Wärmeleitflächen {nicht ZU; ,hpcn>sein. Da die !Erwärmung durch die 'vauftfetemjj^/ Distances, the arrangement; .. of the heat-conducting surfaces 41 provide.; Jm, regarding, aükdaSibeh determined axial jlength of the sheet metal stacks active to be confirmed / (Iron volume spilidef <proportion of heat conducting surfaces {not TO; , hpcn> be. Since the! Warming by the 'vauftfetemjj ^

liünterschiecllichiist, könrien'sowohl im Läuferblechpaket iials auch im Ständerblechpaket die⁵ Wärmeleitfiachen !entsprechend ungleichmäßig und wie in F i g. 1 angedeutet, etwa in der Mitte des Blechpaketes, wo üblicherweise die höchste Erwärmung (Heizpunkt) auftritt, im gBereich 14 die Wärmeleitflächen in kürzeren Abständen ^voneinander angeordnet werden. ^{If there is a difference, the 5} heat-conducting surfaces in both the laminated rotor core and the laminated stator core can be correspondingly uneven and as shown in FIG. 1 indicated, approximately in the middle of the laminated core, where usually the highest heating (heating point) occurs, in the area 14 the heat conducting surfaces are arranged at shorter distances ^ from one another.

Die in engem Wärmekontakt mit dem Wärmeleitrohr _,.5 stehenden Wärmeleitflächen 11 geben ihre Wärme, ebenso wie die Läuferbleche 12, an das von innen «gekühlte Wärmeleitrohr 5 ab. Wenn als Kühlmittel z. B. ÜKühlöl vorgesehen ist, kann dieses in an sich bekannter iWeise von den Kühlmittelauslässen 4 durch Fliehkraft ,auf an den Endplatten 7 befestigte ringförmige Kühlölverteiler 8 gelangen und wird von diesen radial nach außen auf die Wickelköpfe IO der in Wicklungsnuten 24 untergebrachten Läuferwicklung 26 geschleudert. Die Wickelköpfe 10 sind mechanisch durch mit dem Läuferblechpaket 6 bündig abschließende stirnseitige Endkappen 9 fliehkraftgesichert.The heat-conducting surfaces 11, which are in close thermal contact with the heat pipe _,. 5, give off their heat, just like the rotor plates 12, to the heat pipe 5 cooled from the inside. If the coolant z. B. ÜKühlöl is provided, this can be known per se from the coolant outlets 4 by centrifugal force , arrive at the ring-shaped cooling oil distributor 8 fastened to the end plates 7 and become radially from these thrown outward onto the end windings IO of the rotor winding 26 accommodated in the winding grooves 24. The end windings 10 are mechanically through end faces that are flush with the laminated rotor core 6 End caps 9 secured by centrifugal force.

Wenn gemäß Fig.2 die Wicklungsnuten 24 mit Nutkeilen 27 aus elektrisch gut leitendem unmagnetischem Material, z. B. aus Aluminiumlegierung, geschlossen sind, können diese und gegebenenfalls in Dämpfernuten 23 eingebrachte Dämpferstäbe 25 aus Kupfer oder anderem unmagnetischen Werkstoff mit den Wärmeleitflächen 11 einen elektrisch gut wirksamen Dämpferkäfig bilden, der zusätzlich den Wärmeausgleich in Richtung quer zur Blechebene begünstigt.If according to Figure 2 the winding slots 24 with slot wedges 27 made of electrically good conductive non-magnetic Material, e.g. B. made of aluminum alloy, these can and optionally in damper grooves 23 introduced damper rods 25 made of copper or other non-magnetic material with the Heat conducting surfaces 11 form an electrically effective damper cage, which also provides heat compensation favored in the direction transverse to the plane of the sheet.

Eine in Hinblick auf die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften von Läuferblechen und aus Blechen bestehenden Wärmeleitflächen gegebenenfalls erforderliche Reibschlußverbindung oder andere gesonderte Maßnahmen zur Wärmekontakterhaltung kann entfallen, wenn die Wärmeleitflächen aus einseitig auf Läuferbleche aufgebrachten dünneren Metallschichten bestehen, z. B. aus aufgedampften Silber- und Kupferschichten. Wegen der wesentlich geringeren Stärke solcher Metallschichten können eine größere Anzahl von Wärmeleitflächen im Blechpaket untergebracht werden als solche in Blechform.One with regard to the different mechanical properties of rotor laminations and from Sheet metal existing heat conducting surfaces, if necessary, required frictional connection or other separate Measures to maintain heat contact can be omitted if the heat conducting surfaces are on one side Runner plates are applied thinner metal layers, z. B. made of vapor-deposited silver and copper layers. Because of the much lower thickness of such metal layers, a larger number of heat conducting surfaces are accommodated in the laminated core as such in sheet metal form.

Das nachträgliche Aufbringen solcher dünnen Metallschichten erfordert jedoch einen entsprechend apparativen Aufwand, wogegen aus Blenden bestehende Wärmeleitfiachen in gleicher Weise wie Läuferbleche bzw. Ständerbleche mit den gleichen Werkzeugen und Maschinen hergestellt werden können. Günstiger ist es daher, wenn man die dünnen Wärmeleitflächen noch vor dem Stanzen auf die Läuferbleche aufbringt, z. B. gleich beim Walzen der Bleche (Plattieren) oder auch auf galvanischem Weg. Ein gesondertes Einfügen der Wärmeleitfiachen beim Schichten der Blechpakete istThe subsequent application of such thin metal layers, however, requires appropriate equipment Effort, whereas heat conducting surfaces consisting of panels in the same way as rotor plates or stator plates can be produced with the same tools and machines. It is cheaper therefore, if you apply the thin heat conducting surfaces to the rotor sheets before punching, e.g. B. directly when rolling the sheets (plating) or by electroplating. A separate insertion of the Thermal conductors when layering the laminated cores

dann vermieden.. Ä/Jfthen avoided .. Ä / Jf

Wenn axiale Zugbolzen aus/konstruktiven 'Gründen^ nicht vorgesehen -werden können, ist eine. ander|3jg Möglichkeitvzur Sicherung.einer guten :Wärrriekpirtakt|'p fabgabe zwischen iWärmeieitflächen und WärmeleU; |j 2rphr durch Maßnahmen nach den F^i g.'3ibis 6:gegeben^g Gemäß^F i g; 3l:sind^hierzu |Läuferbfeche t mitÄieJ||| • scm'ediichen WellenbbhVüngeri ^ vorgesehen,'*w'ob*ei;ii stramm auf dem Wärmeleitrohr 5 sitzende Läuferbleche ίο 12 jeweils zu einem Teilpaket zusammengefaßt sind, die stirnseitig an ebenfalls am V/ärmeleitrohr 5 anliegende Wärmeleitflächen 11 angrenzen, an deren anderen Stirnseiten die ebenfalls zu jeweils einem Teilpaket zusammengefaßten Läuferbleche 13 angrenzen. Die Läuferbleche 13 haben eine größere Wellenbohrung als der Aufiendurchmesser des Wärmeleitrohres 5, so daß ein Ringraum bleibt, der mit einer auf dem Wärmeleitrohr stramm sitzenden Wärmeleithülse 15 ausgefüllt ist, die stirnseitig an den Wärmeleitflächen 11 anliegt. Die μ Wärmeleithülse 15 kann in ihren radialen Abmessungen nachgiebig sein, wenn sie aus unmagnetischem Kupferoder Messingband gerollt und mit den Wärmeleitflächen 11 durch gut wärmeleitendes Hartlot 16 verbunden ist. Die Metallbänder können auch nach dem Paketieren und Pressen des Läuferblechpaketes in die Ringräume eingelegt und hartverlötet werden, wonach die Wellenbohrung des fertigen Läuferblechpaketes auf das Endmaß abgedreht wird.If axial tension bolts cannot be provided for structural reasons, then a. Another | 3jg possibility of securing a good one: heat release rate between the heat transfer surfaces and heat energy; | j 2rphr by measures according to F ^ i g.'3ibis 6: given ^ g according to ^ F ig; 3l: are ^ for this | runners fencing t with ÄieJ ||| • scm'ediichen WellenbbhVüngeri ^ provided, '* w'ob * ei; ii rotor plates ίο 12 sitting tightly on the heat conduction tube 5 are each combined into a partial package, which at the front adjoin heat conduction surfaces 11, which are also adjacent to the V / arm conduction tube 5, at the others Front sides adjoin the rotor plates 13, which are also combined to form a partial package. The rotor plates 13 have a larger shaft bore than the outer diameter of the heat conduction tube 5, so that an annular space remains which is filled with a heat conduction sleeve 15 which sits tightly on the heat conduction tube and which rests on the end face of the heat conduction surfaces 11. The μ heat-conducting sleeve 15 can be flexible in its radial dimensions if it is rolled from non-magnetic copper or brass tape and connected to the heat-conducting surfaces 11 by hard solder 16 which is a good conductor of heat. The metal strips can also be inserted into the annular spaces and hard-soldered after the laminated rotor core has been packaged and pressed, after which the shaft bore of the finished laminated rotor core is turned to the final dimension.

Anstelle einer Wärmeleithülse und unterschiedlichen Läuferblechen kann eine fliehkraftsichere Wärmekontaktgabe gemäß F i g. 4 dadurch erreicht werden, daß alle die gleiche Wellenbohrung aufweisenden Läuferbleche und Wärmeleitflächen des Läuferblechpaketes 6 eng auf dem Wärmeleitrohr 5 sitzen und am Umfang der Wellenbohrung gleichmäßig verteilt angeordnete, beispielsweise halbkreisförmige axial erstreckte Randaus nehmungen J7 aufweisen, die mit Wärmeleitkörpern 20 ausgefüllt sind. Die Wärmeleitkörper 20 können Stäbe entsprechender Querschnittsform sein oder aus eingefüllten und erstarrtem Hartlot bestehen.Instead of a thermal sleeve and different rotor sheets, a centrifugal force-safe thermal contact can be used according to FIG. 4 can be achieved in that all rotor plates having the same shaft bore and heat conducting surfaces of the laminated rotor core 6 sit tightly on the heat pipe 5 and on the circumference of the Shaft bore evenly distributed, for example, semicircular axially extending edge have openings J7 which are filled with heat conductors 20. The heat conducting body 20 can rods corresponding cross-sectional shape or consist of filled and solidified hard solder.

Anstelle von halbkreisförmigen Randausnehmungen 17 können schwalbenschwanzförmige Randausnehmungen 18 gemäß F i g. 5 vorgesehen sein, in die von einer Stirnseite des Läuferblechpaketes 6 her entsprechend geformte Flachstäbe als Wärmeleitkörper 22 eingeschlagen werden, so daß auch bei einer fliehkraftmäßig bedingten Aufweitung des Läuferblechpaketes 6 ein Wärmekontakt der Wärmeleitkörper 20 bzw. 22 mit dem Wärmeleitrohr 5 erhalten bleibt. 50 Entsprechend F i g. 6a werden die dem Wärmekontakt dienenden Randausnehmungen 19 in fertigungstechnisch günstiger Weise durch zunächst geschlossene Bohrungen im Blechpaketrücken gebildet, in die wärmeleitende Rundstäbe als Wärmeleitkörper 21 55 eingepreßt werden. Erst nachträglich wird gemäß F i g. 6b die Wellenbohrung auf das Maß des Wärmeleitrohres 5 zu den Wärmeleitkörpern 21 zustande kommen.Instead of semicircular edge recesses 17, dovetail-shaped edge recesses can be used 18 according to FIG. 5 can be provided, in the corresponding from one end face of the laminated rotor core 6 Shaped flat bars are hammered in as a heat conducting body 22, so that even with a centrifugal force Due to the expansion of the laminated rotor core 6, there is thermal contact between the heat conducting bodies 20 and 22, respectively the heat pipe 5 is retained. 50 According to FIG. 6a are the thermal contact serving edge recesses 19 in a manufacturing technology favorable manner by initially closed Bores are formed in the back of the laminated core, into which the heat-conducting round rods act as heat-conducting bodies 21 55 are pressed in. Only afterwards is it shown in FIG. 6b the shaft bore to the dimension of the heat pipe 5 to the heat conductors 21 come about.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claims;

\, Electrical machine with liquid-cooled rotor shaft for dissipating heat generated in the laminated rotor core, the cooling liquid flowing through cooling ducts arranged in a spiral and closed off to the circumference by a tube, characterized in that the tube is a heat conduction tube (5) made of non-magnetic, highly thermally conductive metal is, which is thermally conductive with centrifugal force connected with axially spaced in the rotor core (6), consisting of non-magnetic, highly thermally conductive metal, and that the with the heat conductive surfaces (11) equipped rotor core (6) of end plates (7) framed and held together and in engagement with the heat conduction tube (5) by axial tension bolts and / or between the heat conduction surfaces (11) and the circumference of the heat conduction tube (5) axially extending, centrifugal force-safe heat connections (heat conduction sleeve 15; heat conduction body 20; 21; 22) are made of non-magnetic, highly thermally conductive metal .

2. Machine according to claim 1, characterized in that the laminated rotor core (6) consists of different There is laminated rotor core and at least every second one between two V / sleeves (11) lying laminated rotor core (13) has a larger shaft bore than the one directly on it the heat conducting pipe (5) seated heat conducting surfaces

- (11), and the annular space formed thereby with one seated on the heat conduction tube and resting against the heat conduction surfaces, the heat conduction connection forming thermal sleeve (15) is filled.

3. Machine according to claim, characterized in that the Wärmeleithttlse (15) is rolled from a highly thermally conductive metal strip which is connected to the end faces of the Wärmeleitfiächen (ti) protruding over the rotor laminations (13).

4. Maschini? according to claim 1, characterized in that the laminated rotor core (6) is provided at its shaft bore with axially extending edge recesses (17, IS, 19) distributed around the circumference, into which thermal contact is made with the heat-conducting surfaces (11) and the heat-conducting tube (5) standing heat conducting bodies (hard solder 20; round rods 21; flat rods 22) forming the thermal connections are inserted.

5. Machine according to claim *, characterized in that the edge recesses (19) are formed as a heat conducting body from bores filled with pressed-in round rods (21) by subsequent removal of the shaft bore to the dimension of the heat conduction tube (5).

6. Machine according to claim 4, characterized in that that the edge recesses (17) when the laminated rotor core is seated on the heat pipe (5) (6) are filled as a heat conducting body with hard solder (20)

7. Machine according to claim 4, characterized in that that the edge recesses (18) are dovetail-shaped and as heat conducting bodies are equipped with pressed-in tarpaulin rods (22).

8. Machine according to one of claims 1 to 7 with damper rods and closed by Nutk ^ ile Grooves; in the laminated rotor core, characterized in that the heat conducting surfaces (11) with the Damper rods (27) form a damper cage.