DE263023C

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Publication number: DE263023C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

— M 263023 — KLASSE 21 d. GRUPPE- M 263023 - CLASS 21 d. GROUP

Kühlkanälen.Cooling channels.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1.4. November 1912 ab.Patented in the German Empire from 1.4. November 1912.

Bei elektrischen Maschinen erreicht man eine besonders wirksame Kühlung, wenn man die Kühlluft von radialen Luftschlitzen her, die in erforderlicher Anzahl im wirksamen Eisen angeordnet sind, in achsiale, gleichfalls im wirksamen Eisen liegende Kühlkanäle leitet und von dort wiederum in radialer Richtung wegführt. Eine solche Führung der Kühlluft ist z.B. in der Patentschrift 204998 beschrieben,In the case of electrical machines, you can achieve particularly effective cooling if you the cooling air from radial air slots, the required number in the effective Iron are arranged in axial cooling channels, which are also located in the effective iron and from there in turn leads away in the radial direction. Such guidance of the cooling air is described e.g. in patent specification 204998,

ίο nach welcher die radialen Einströmungsluftschlitze gegen den Luftspalt zwischen Ständer und Läufer abgeschlossen sind, so daß für das Einströmen und Ausströmen der Kühlluft getrennte radiale Luftschlitze vorgesehen sind.ίο after which the radial inflow air slots against the air gap between the stator and rotor are closed, so that for the inflow and outflow of the cooling air separate radial louvers are provided.

Bezüglich obiger Patentschrift ist auch schon vorgeschlagen worden, die achsialen Kühlkanäle unmittelbar an der Wicklung entlangzuführen, so daß durch diese besondere Lage der achsialen Kühlkanäle die Kühlwirkung noch weiter gesteigert wird. Ferner ist vorgeschlagen worden, hierbei den Abschluß der Eintrittsluftschlitze derart vorzunehmen, daß die Eintrittsluftsehlitze auch dem Austritt der Kühlluft dienen, jedoch ßo, daß die Kühlluft vorher einen achsialen Weg zurücklegen muß. Diese Ausführungsform hat jedoch den Nachteil, daß durch die notwendigerweise bis an die Wicklung herantretenden Abschlußstücke eine unerwünschte Unterbrechung der längs der Wicklung geführten achsialen Kühlkanälc erfolgt, so daß eine unmittelbar durchgehende Luftbewegung durch den achsialen Kühlkanal von den Stirnseiten der Maschine her unmöglich gemacht ist.With regard to the above patent specification, the axial cooling channels have also been proposed directly along the winding, so that the cooling effect due to this special position of the axial cooling channels is increased even further. It has also been proposed to conclude the Make inlet air slots in such a way that the inlet air slots are also the outlet of the Serve cooling air, but ßo that the cooling air must cover an axial path beforehand. However, this embodiment has the disadvantage that through the terminating pieces that necessarily come up to the winding an undesired interruption of the axial cooling ducts guided along the winding occurs, so that a direct continuous air movement through the axial cooling duct from the front sides of the machine is impossible is made.

In der Patentschrift 246153 ist ferner eine Anordnung zur Kühlung umlaufender Feldmagnete beschrieben, bei welcher die die Spulenhalterfüße aufnehmenden Nuten im Läuferkörper radial tiefer sind, als es der Spulenhalterfuß bedingt, so daß sie als Zuführungskanäle für die Kühlluft zu den radialen Lüftungsschlitzen dienen.In the patent specification 246153 there is also an arrangement for cooling rotating field magnets described in which the spool holder feet receiving grooves in the rotor body are radially deeper than the bobbin holder base requires, so that they act as supply channels for the cooling air to the radial ventilation slots to serve.

Vorliegende Erfindung geht von den soeben genannten Patentschriften aus und ist eine weitere Verbesserung derselben.The present invention is based on the patent specifications just mentioned and is one further improvement of the same.

Nach der Erfindung wird ein und derselbe radiale Luftschlitz sowohl zur Einströmung als auch zur Ausströmung der Kühlluft benutzt, indem er in Ein- und Ausströmungsräume unterteilt wird. Durch diese Einströmungsräume wird der Kühlluft der Eintriit zum achsialen Kühlkanal, durch die Ausströmungsräume der Austritt aus letzterem in den Luftspalt zwischen Ständer und Läufer ermöglicht, ohne die Möglichkeit einer Luftbewegung im achsialen Kühlkanal von den Stirnseiten der Maschine her auszuschließen. Man hat es also in der Hand, die von den radialen Luftschlitzen her in die achsialen Kühlkanäle eingeführte Kühlluft durch einen unmittelbar von den Stirnseiten der Maschine her in die Kühlkanäle eingeführten Luftstrom zu unterstützen und ihr eine bestimmte Bewegungsrichtung zu geben.According to the invention, one and the same radial air slot is used for both inflow and also used for the outflow of the cooling air by dividing it into inflow and outflow spaces will. Through these inflow spaces the cooling air of the inlet becomes axial Cooling channel, through the outflow spaces the outlet from the latter into the air gap between Stator and rotor made possible without the possibility of air movement in the axial cooling channel excluded from the front of the machine. So you have it in your hand the cooling air introduced into the axial cooling channels from the radial air slots by one introduced into the cooling ducts directly from the front sides of the machine To support airflow and to give it a certain direction of movement.

(2. Außjge, ausgegeben am 3. Oktober l'iri-(2nd edition, issued on October 3rd l'iri-

Der Erfindung gemäß werden in die radialen Luftschlitze besonders gestaltete Führungsstücke bzw. besonders gebogene Führungsbleche so eingebaut, daß durch sie die radialen Luftschlitze in in der Umfangsrichtung nebeneinanderliegende Räume geteilt werden. Eine Gruppe dieser Räume vermittelt den Eintritt der Kühlluft von dem Zuführungskanal zu dem achsialen Kühlkanal und ist nach demAccording to the invention, specially designed guide pieces or particularly curved guide plates are installed in the radial air slots so that the radial Air slots are divided into adjacent spaces in the circumferential direction. One A group of these rooms mediates the entry of the cooling air from the supply duct the axial cooling channel and is after the

ίο Luftspalt zwischen Ständer und Läufer abgeschlossen, so daß der unmittelbare radiale Austritt der Kühlluft aus den radialen Luftschlitzen verhindert wird. Eine andere Gruppe dieser Räume ist nach dem Luftspalt zwischen Ständer und Läufer offen, nach dem Luftzuführungskanal aber abgeschlossen, so daß durch sie der Austritt der Kühlluft aus den achsialen Kühlkanälen erfolgt.ίο The air gap between the stator and rotor is closed, so that the direct radial exit of the cooling air from the radial air slots is prevented. Another group of these spaces is after the air gap between Stand and runner open, but closed after the air supply duct, so that through them the exit of the cooling air from the axial cooling channels takes place.

In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung ist die.In Figs. 1 to 3 of the drawing is the.

Kühleinrichtung gemäß vorliegender Erfindung beispielsweise an dem Läufer einer elektrischen Maschine erläutert. Fig. 1 -stellt einen Querschnitt durch den Läufer in Richtung der Schnittlinie A-B, Fig. 2 einen Längsschnitt in Richtung der Schnittlinie C-D und Fig. 3 links einen solchen in Richtung der Schnittlinie E-F dar, während die rechte Seite dieser Figur die Ansicht von oben zeigt.Cooling device according to the present invention explained, for example, on the rotor of an electrical machine. Fig. 1 shows a cross section through the runner in the direction of the section line AB, Fig. 2 shows a longitudinal section in the direction of the section line CD and Fig. 3 shows such a section on the left in the direction of the section line EF , while the right side of this figure is the view from above shows.

Den radialen Luftschlitzen α wird die Kühlluft von den Stirnseiten des Läufers her durch unter den Wicklungshaltern b angeordnete achsiale Kanäle c zugeführt. In den radialen Luftschlitzen α sind entsprechend der Erfindung besonders geformte, beispielsweise gegossene Führungsstücke bzw. besonders gebogene Führungsbleche d eingebaut. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführimgsbeispiel. wird die Teilung des radialen Lüftungsschlitzes in zwei Gruppen von Räumen in einfacher Weise dadurch erreicht, daß ein Blech von der ungefähren Form der die Wicklungshalterpakete bildenden Blechlamellen mit seinem oberen Teil am Wicklungshalterkopf des einen Pakets auf der ganzen Breite an-liegt, während in ähnlicher Weise der untere Teil am Fuß des anderen Pakets anliegt. Der dazwischenliegende Teil ist so verwunden, daß er auf seiner ganzen radialen Länge bis zum Fuß des Wicklungshälters schräg durch den radialen Lüftungsschlitz läuft, und zwar so, daß er mit der einen Längskante an dem einen, mit der anderen Längskante an dem anderen Wicklungshalterpaket auf der ganzen radialen Länge anliegt, wie dies in den Fig. 2 und 3 deutlich sichtbar ist. Es entsteht dann in jedem radialen Lüftungsschlitz eine Gruppe nach dem Wicklungshalterfuß und dem achsialen Luftzuführungskanal zu offener, nach dem Luftspalt zwischen Ständer und Läufer geschlossener Einströmungsräume e und eine Gruppe nach dem erwähnten Luftspalt zu offener, nach dem Wicklungshalterfuß aber geschlossener Ausströmungsräume f. Beide Räume stehen mit den an der Wicklung h entlanggeführten achsialen Kühlkanäleri g in Verbindung. Die Kühlluft tritt, wie die in Fig. 2 und 3 eingezeichneten Pfeillinien andeuten, aus dem achsialen Zuführungskanal c radial in die Einströmungsräume e ein, fließt ein Stück in achsialer Richtung durch den Kühlkanal g und tritt radial durch den Ausströmungsraum f des folgenden Luftschlitzes in den Luftspalt zwischen Ständer und Läufer aus.The cooling air is fed to the radial air slots α from the end faces of the rotor through axial channels c arranged under the winding holders b. According to the invention, specially shaped, for example cast guide pieces or specially curved guide plates d are installed in the radial air slots α. In the exemplary embodiment shown in the drawing. the division of the radial ventilation slot into two groups of spaces is achieved in a simple manner in that a sheet of the approximate shape of the sheet metal lamellas forming the winding holder stacks with its upper part on the winding holder head of one package rests over the entire width, while in a similar way the lower part rests against the foot of the other package. The part lying in between is so twisted that it runs obliquely through the radial ventilation slot over its entire radial length to the base of the winding holder, in such a way that it has one longitudinal edge on one side and the other longitudinal edge on the other winding holder packet on the the entire radial length is applied, as is clearly visible in FIGS. There is then in each radial ventilation slot a group according to the Wicklungshalterfuß and the axial air supply channel to open, closed by the air gap between stator and rotor Einströmungsräume e and a group according to the above-mentioned air gap to open, f after Wicklungshalterfuß but closed Ausströmungsräume. Both spaces are with the h guided along on the winding axial Kühlkanäleri g in connection. The cooling air enters, as indicated by the arrow lines in FIGS. 2 and 3, from the axial supply channel c radially into the inflow spaces e , flows a little in the axial direction through the cooling channel g and enters the radially through the outflow space f of the following air slot Air gap between the stator and rotor.

Man kann nun die auf der ganzen Länge der Wicklung entlanggeführten achsialen Kühlkanäle g dazu benutzen, der aus den radialen Einströmungsräumen kommenden Kühlluft eine von vornherein bestimmte Strömungsrichtung zu geben, indem man beispielsweise von einer Stirnseite der· Maschine zur anderen oder aber von beiden Stirnseiten nach der Mitte der Maschine Kühlluft mittels geeigneter Luftbeweger saugt oder drückt. Man kann z. B. auch nur einen Luftbeweger in der Mitte der Maschine anordnen, welcher die Luft von beiden Stirnseiten her durch die achsialen Kühlkanäle saugt. The axial cooling channels g , which run along the entire length of the winding, can now be used to give the cooling air coming from the radial inflow spaces a predetermined flow direction, for example by moving from one end of the machine to the other or from both end faces to the Center of the machine sucks or presses cooling air by means of suitable air movers. You can z. B. arrange only one air mover in the middle of the machine, which sucks the air from both ends through the axial cooling channels.

In der Zeichnung ist, wie die Pfeile andeuten, die oben erwähnte Strömung der aus den radialen Lüftungsschlitzen eintretenden Luft nur in einer Richtung angenommen. Man kann aber auch, wenn man der Luft eine einseitige Strömungsrichtung in den achsialen Kühlkanälen nicht vorschreibt, erreichen, daß sich die aus den Radialschlitzen kommende Luft nach beiden Seiten verteilt, wobei man die an und für sich vorhandene Ventilatorwirkung des Läufers allein benutzt.In the drawing, as the arrows indicate, the flow mentioned above is the off Air entering the radial ventilation slots is only accepted in one direction. But you can also, if you give the air a unidirectional flow direction in the axial Cooling channels does not prescribe, achieve that the coming from the radial slots Air is distributed to both sides, taking into account the fan effect that is present in and of itself used by the runner alone.

Es ist für das Wesen der Erfindung nicht von Bedeutung, daß die achsialen Kühlkanäle beiderseitig oder einseitig an den Spulenseiten entlangführen, sie können auch zwischen die in zwei oder mehr Teile unterteilte Wicklung verlegt werden oder irgendeine andere die Kühlwirkung begünstigende Lage besitzen. Je nach der Lage der Kühlkanäle zu der Lage der achsialen Luftzuführungskanäle ergibt sich die Gestaltung der in die radialen Luftschlitze eingebauten Führungsstücke. Das Wesen der Erfindung ist darin zu erblicken, daß die Führungsstücke derart eingebaut sind, daß durch sie die radialen Luftschlitze in in der Umfangsrichtung nebeneinanderliegende Räume, nämlich Einströmungs- und Ausströmungsräume geteilt werden, derart, daß in ein und demselben radialen Luftschlitz der Kühlluft einerseits der Eintritt von den Zuführungskanälen zum achsialen Kühlkanal und andererseits der Austritt aus letzterem in den Luftspalt zwischen Ständer und Läufer abwechselnd freigemacht oder abgesperrt wird,It is not important for the essence of the invention that the axial cooling channels Run along the sides of the spool on both sides or on one side, they can also be placed between the be laid in two or more parts or any other winding Have a cooling effect favorable location. Depending on the location of the cooling channels to the location the axial air supply channels result in the design of the radial air slots built-in guide pieces. The essence of the invention can be seen in the fact that the Guide pieces are installed in such a way that through them the radial air slots in Spaces adjacent to one another in the circumferential direction, namely inflow and outflow spaces are divided in such a way that in one and the same radial air slot of the cooling air on the one hand the entry from the supply channels to the axial cooling channel and on the other hand the exit from the latter into the The air gap between the stator and rotor is alternately cleared or closed off,

ohne daß hierdurch eine Unterbrechung des durchgehenden achsialen Kühlkanals erfolgt.without this causing an interruption of the continuous axial cooling channel.

Statt die Trennungsstücke in der in den Figuren angedeuteten Weise am Kopf bzw. Fuß der Wicklürigshalterpakete anliegen zu lassen und den dazwischenliegenden Teil zu verwinden, können auch Trennungsstücke angewandt werden, deren Ebene senkrecht oder nahezu senkrecht zur Stirnebene der Wicklungshalterpakete steht.Instead of the separation pieces in the manner indicated in the figures on the head or To let the foot of the Wicklürigshalterpakete rest and close the part in between twist, parting pieces can also be used, the plane of which is perpendicular or is almost perpendicular to the end plane of the winding holder stacks.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Kühleinrichtung für den Läufer einer elektrischen Maschine ausgeführt, doch steht dem nichts entgegen, die Erfindung unter sinngemäßer Abänderung der Gesamtanordnung auch für die Kühlung von Ständern anzuwenden. Die Führungsstücke würden dann, ähnlich wie dies beim Läufer zwischen den Wicklungshalterpaketen geschieht, zwischen den Zähnen des Ständereisens angeordnet.In the drawing, an example of the cooling device for the runner is an electric Machine executed, but nothing stands in the way of the invention under analogous Modification of the overall arrangement can also be used for cooling stands. the Guide pieces would then, similar to the case with the rotor, between the winding holder stacks happens, arranged between the teeth of the stator iron.

Die Lage der achsialen Luftzuführungskanäle ist für das Wesen der Erfindung ohne Bedeutung, sie können statt wie in der Zeichnung unterhalb der Zähne auch in diesen selbst oder an einer beliebigen anderen geeigneten Stelle angeordnet sein.The position of the axial air supply channels is for the essence of the invention without Meaning, they can also be placed below the teeth as shown in the drawing itself or be arranged at any other suitable location.

Es wird auch an dem Wesen der Erfindung nichts geändert, wenn man statt der in der Zeichnung beispielshalber angenommenen eingesetzten Zähne das wirksame Eisen in der üblichen Weise mit den Zähnen aus einem Stück herstellt.The essence of the invention is also not changed if, instead of the one in the The effective iron in the drawing, assumed teeth used as an example customarily made from one piece with the teeth.

Claims

Patent claim:
Cooling device for electrical machines with axial air supply ducts and with these continuous axial cooling ducts connected by radial ventilation slots, characterized in that specially designed guide pieces or specially curved guide plates are installed in the radial air slots so that through them the radial air slots in the circumferential direction adjacent spaces are divided, of which one group releases the entry of the cooling air from the axial supply channels to the axial cooling channels, but is closed after the air gap between the stator and rotor, so that it prevents the direct radial exit of the cooling air from the radial air slots, while another Group of spaces after the air gap between the stator and rotor open, but closed after the axial air supply channel, so that in addition to the axial cooling channels flowing through their entire length, directly from the end face In the cooling air flow introduced into the machine, some axial guidance of the cooling air entering the radial ventilation slots from the axial supply channel also takes place in the axial cooling channels.

1 sheet of drawings.