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ELEKTRISCHE MASCHINE MIT AUBENKÜHLUNG Die vorliegende Erfindung betrifft
das Gebiet der Elektrotechnik, insbesondere elektrische maschinen, und zwar elektrische
maschinen mit Außenkühlung.
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Allbekannt ist eine elektrische Maschine mit Außenkühlung, die ein
Gehäuse init äußeren Längsrippen, Lagerschilde und einen Führungsmantel enthält.
Die Lagerachilde sind an den Stirnseiten des Gehäuses angeordnet und weisen Lager
auf, in denen der Läufer der elektrischen Maschine drehbar befestigt wird.
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Der Fürhungsmantel wird am lagerschild auf einer der Stirnseiten
des Gehäuses der elektrischen Maschine und auf der Läuferwelle der elektrischen
maschine zwischen dem Führungsmantel und den entsprechenden Lagerschild ein Lüfter
angeordnet.
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Im Betrieb der elektrischen Maschine gelangt die Luft aus der Umgebung
durch ein Schutzgitter in den Zwischenraum zwischen dem Führungsmantel und dem entsprechenden
Lagerschild, woraus sie dem Außenteil des Gehäuses zugeführt wird un(1, inden sie
längs des letzteren strömt, die elektrische Maschine abkühlt.
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Der mantel dieser bekannten elektrischen Maschine wird aus Stahlblech
im Ziehverfahren mit anschließendem Stanzen des Schutzgitters hergestellt.
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Hierbei wird das Schutzgitter mit einer Dicke gleich
oder
sogar unterhalb der Wanddicke des Fhhrungsmantels ausgeführt.
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hin solcher Führungsmantel, in dem das Schutzgitter nur zur Luftentnahme
dient, beteiligt sich eigentlich keineswegs am aerodynamischen Prozeß der Ausbildung
und Verteilung der durch das Schutzgitter strömenden läuft.
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Dies hat einen niedrigen Belüftungsfaktor und daher eine unzureichend
wirksame Abkühlung der elektrischen Maschine zur Folge. Zu den Nachteilen der beschriebenen
bekannten Konstruktion der elektrischen Maschine mit Außenkühlung zahlen auch eine
unzureichende Steifigkeit des Führungsmantels sowie sein wenig fertigungsgerechtes
Herstellungsverfahren.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Wirksamkeit der Kühlung
der elektrischen Maschine mit Außenkühlung durch Beseitigung der der bekannten elektrischen
Maschine mit Außenkählung eigenen Nachteile zu erhöhen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das genannte Ziel durch
Änderung der Konstruktion des Führungsmantels zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer elektrischen Maschine
mit Außenkühlung, die ein Gehäuse mit äußeren Längsrippen enthält, das stirnseitig
durch Lagerschilde
abgeschlossen ist, an deren einem seitens des
Lüfters ein Führungsmantel mit einem Schutzgitter befestigt ist, das genannte an
der Stirnseite des Führungsmantels befindliche Schutzgitter gemäß der Erfindung
verdickt ausgeführt ist, damit es nach innen und (oder) nach außen vorsteht, und
sämtliche Bauelemente des Schutzgitters weisen im Querschnitt das Profil eines gleichschenkligen
Dreiecks mit einem spitzen, nach außen zeigenden Winkel im Eckpunkt auf.
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Zweckmäßig ist, daß die Dicke des Schutzgitters ungefähr gleich der
dreifachen Wanddicke des Führungsmantels ist und daß das Schutzgitter in Bezug auf
den letzteren nach innen und außen gleichmäßig vorsteht, während der spitze Winkel
im Eckpunkt des Profils sämtlicher Baueelemente des Schutzgitters 4 bis 5° beträgt.
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Bei der elektrischen Maschine mit nur einer Drehrichtung ist es sinnvoll,
auf der Innenfläche des Führungsmantels Rippen auszuführen, die vom Schutzgitter
her auf das Gehause zu verlaufen und in Drehrichtung des Lüfters derart gekrümmt
sind, daß das an Gehäuse befindliche Ende jeder Rippe in Bezug auf das am Schutzgitter
befindliche Ende derselben Rippe um einen dem Abstand zwischen den anliegenden Rippen
gleichen Abstand versetztz ist.
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Zweckmäßig ist, den Führungsinantel mit dem Schutzgitter aus einem
Kunststoff auszuführen.
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Die vorliegende elektrische Maschine mit Außenkühlung wird durch
erhöhte Kühlleistung mit sich daraus ergebendan Vorteilung erhöhte Betriebszuverlässigkeit
und verbesserte Betriebsbedingunge, Steigerung der Überlastungsfähigkeit Ermöglichung
einer Verringerung der Abmessungen sowie des Verbrauches von Konstruktionswerkstoffen
und Aktivmaterialien u.ä.
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gekennzeichnet.
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Nachstehend soll eine eingehende Beschreibung einer konkreten Variante
der konstruktiven Ausführung der erfindungs gemäßen elektrischen Maschine mit Außenkühlung
unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen angeführt werden. Es zeigt Fig. 1 die
erfindungsgemäße elektrische Maschine mit Außenkühlung, zum Teil im Längsschnitt;
Fig. 2 den Schnitt 1I-II der Fig. 1; Fig. 3 die Ansicht des Pührungsmantels, von
innen (der obere Teil der Zeichnung) und von außen (der untere Teil der Zeichnung);
Fig. 4 den Schnitt IV-IV der Fig. 3.
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Als Beispiel wird eine elektrische Maschine mit Außenkühlung und
einer Drehrichtung betrachtet. Diese Maschine weist
einen Konsolträger
1 (Fig.l) auf, an dem ein Gehäuse 2 mit Längsrippen 3 angeordnet ist. Im Gehäuse
2 ist ein durch ein Lagerschild 5 abgeschlossener, bewickelter Ständer 4 montiert.
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Am Lagerschild 5 ist mittels Schrauben 6 ein Führungsmantel 7 befestigt.
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An der Stirnseite des Führungsmantels 7 gibt es ein Schutzgitter
8. Als Bauelemente des Schutzgitters 8 treten Radialstege 9 (Fig. 3) und Kreisstegef
10 auf, die die jeweiligen Öffnungen 11 bis 13 begrenzen, durch die die Luft aus
der Umgebung in das Innere des Führungsmantels 7 (Sig.l) einströmen kann. All diese
oben genannten Bauelemente des Schutzgitters (Radialstege 9 und Kreisstege 10 )
weisen im Querschnitt das Profil eines gleichschenkligen Dreiecks mit einem nach
außen zeigenden spitzen Winkel im Eckpunkt auf.
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Bei der beschriebenen konkreten Variante der konstruktiven Ausführung
der elektrischen Maschine beträgt der genannte spitze Winkel im Eckpunkt des Profils
sämtlicher Bauelemente des Schutzgitters 4 bis 5°. Die Dicke des Schutzgitters 8
(Sig.l) ist gleich der dreifachen Dicke der Wand des Führungsmantels 7. Hierbei
tritt das Schutzgitter 8 gleichmäßig nach innen und außen bezüglich des Führungsmantels
7 vor.
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Diese- Ausführung des Schutzgitters setzt die aerodynamischen Widerstände
beim Luftsaugen beträchtlich herab und trägt zur verminderung von Ventilat ionsgeräuschen
bei.
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Der Leiter 14 ist zwischen dem bagerschild 5 und dem
Führungsmantel
7 anueordnet. Er ist am Sunde der Welle 15 des Läufers 16 starr befestigt. Ein im
Lagerscnild 5 eingebautes Kugellager 17 ist seitens des Lüfters 14 durch einen Deckel
18 abgeschlossen.
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Der Führungsmantel 7 weist bei der beschriebenen Variante der elektrischen
Maschine mit einer Drehrichtung im Innern Rippen 19 (Fig.2) auf, die die Festigkeit
des Führungsmantels 7 erhöhen und eine geordnete Bewegung des von außen durch das
Schutzgitter längs der Rippen 3 des Gehäuses 1 kommenden Luftstromes bei der Arbeit
der elektrischen Maschine gewährleisten.
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Die Zahl der Rippen 19 entspricht der Zahl der Rippen 3 des Gehäuses
2. Diese Rippenl9 verlaufen in Richtung weg vom Schutzgitter und sind im Drehsinn
das Lüfters derart verbogen, daß das eine am Gehäuse befindliche Ende jeder Rippe
in Bezug auf das andere an Schutzgitter befindliche Ende derselben Rippe um einen
dem Abstand zwischen den anliegenden Rippen gleichen Abstand versetzt ist.
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Das Profil (Sig.4) der Rippen 19 des Führungsmantels entspricht dem
Profil der L Längsrippen 3 des Gehäuses 2.
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Beim Zusammenbau der elektrischen Maschine wird der Führungsmantel
7 derart angeordnet, daß die Rippen 19 des Führungs mantels 7 an die entsprechenden
Rippen 3 des Gehäuses 2 anstoßen und deren Foi'tsetzung darstellen. Hierbei bilden
sich zwischen den anliegenden Rippen 19 und den an sie anstobenden entsprechenden
Rippen 3 Durchgangskanäle zum Durchlauf der
Kühlluft aus.
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Im Betrieb der elektrischen Maschine wird die ruft unter der Wirkung
von durch den Lüfter 14 erzeugten Fliehkräften durch das Schutzgitter 8 eingesogen,
in Richtung der Innenfläche der Wände des Führungsmantels 7 verdichtet und strömt
durch die Rippen 3 am Gehäuse.
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Dank dem Schallabsorptionsvermögen von Kunststoffen (vom Typ Polyäthylen,
Kapron, Polypropylen u.ä.), aus denen der Führungsmantel hergestellt ist, werden
der Rauschpegel und die Vibration der elektrischen Maschine bei deren Arbeit herabgedrückt.
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Die angeführte Beschreibung bezieht sich auf eine konkret e Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, die für die Arbeit mit einer Drehrichtung
ausgelegt, als Elektroantrieb für Mechanismen mit einer Drehrichtung (Lüfter, Verdichter,
Pumpen usw.) vorgesehen ist.
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Die für die Arbeit mit Zweirichtungsmechanismen bemessenen elektrischen
Maschinen, die sowohl in einer als auch in der anderen Drehrichtung laufen können,
sind im wesentlichen genauso, wie oben beschrieben, aufgebaut, und unterscheiden
sich lediglich dadurch, daß der Führungsmantel 7 bei diesen elektrischen Maschinen
keine Rippen 19 aufweist.