DE2836903C3

DE2836903C3 - Geschlossene elektrische Maschine sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2836903C3
Application number: DE2836903A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr.Techn. 8500 Nuernberg Auinger; Arnold Dipl.-Ing. 8430 Neumarkt Heinisch; Rudolf Dr.-Ing. 8700 Wuerzburg Weppler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-08-23
Filing date: 1978-08-23
Publication date: 1981-02-19
Also published as: DE2836903B2; DE2836903A1; JPS5529299A; FR2434509B1; FR2434509A1; SE7906967L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine geschlossene elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Eine solche geschlossene elektrische Maschine ist aus der CH-PS 2 11 365 bekannt. Dort sind die dem Ständer benachbarten und mit endseitigen Tragringen tu einer Trageinheit verbundenen Kühlrohre nur zum Teil mit Rändern von Metalleisten linienförmig verschweißt, die nur an einem kleinen Teil des Ständerrückens aufliegen, so daß die Trageinheit relativ wenig steif ist Der bewickelte Ständer kann in die Trageinheit eingeschoben werden. Da der übrige Teil der dem Ständer benachbarten Kühlrohre überhaupt keine Berührung mit diesem hat, kann die Wärmeabfuhr vom Ständer zu den Kühlrohre η durch

ίο Wärmeleitung praktisch nicht stattfinden, sondern muß über ein Innenkühlmedium zu den von Außenluft durchströmten Kühlrohren erfolgen, wie dies auch bei der Kühlung des Läufers und der Wickelköpfe der Fall ist Wegen der Abführung der Ständer- und Läuferwär-

is me über das Innenkühlmedium an die Kühlrohre ist eine relativ große Menge an umzuwälzenden Innenkühlmedium erforderlich, was einen entsprechend großen 'Querschnitt der das Innenkühlmedium führenden inneren Kühlkanäle verlangt, so daß entsprechend große Reibungsverluste des Innenkühlmediums auftreten, die den Wirkungsgrad der in ihren Gesamtabmessungen relativ groß bauenden Maschine verschlechtern. Aus der AT-PS 170 537 ist eine geschlossene elektrische Maschine bekannt bei der ein als Wellblechmantel ausgebildeter Gehäuseblechmantel an seinen Wellentälern mit dem Umfang des Ständers verschweißt und stirnsp'tig mit Flanschen versehen ist die die Lagerschilde tragen. Der als tragender Teil dienende Gehäuseblechmantel steht an den Wellentälern in

μ linienförmigem Wärmekontakt mit dem Ständer, so daß nur ein unbedeutender Teil der Ständerwärme durch Wärmeleitung weitergeleitet werden kann. Der überwiegende Teil der Ständerwärme muß wie im vorgenannten Fall über das Innenkühlmedium durch einen Innenlüfter auf den Gehäuseblechmantel geleitet und von dort nach außen abgeführt werden, wozu über dessen Außenseite Außenluft durch einen Außenventilator gefördert wird
Eine ähnliche Maschine ist auch aus der AT-PS

«o 1 62 211 bekannt, bei der die am Stander anliegenden Wellentäler Öffnungen aufweisen, die den Ständer nach außen frei mit der Außenluft in Berührung kommen lassen. Mit der hierbei erreichbaren Verbesserung der Kühlwirkung wird aber der Nachteil in Kauf genom-

^4<> men. daß Feuchtigkeit und Schmutzpartikel der Außenluft in das Maschineninnere gelangen und dort zur Korrosion und Verschmutzung der Maschine führen können

Es sind /war au" der CH-PS 3 37 266 geschlossene

^w elektrische Maschinen mit Röhrenkühlung bekannt, bei der die von der Innenluft durchströmten, innerhalb der Maschine endenden und endseitig nach außen abge Sthlossenen. in das Maschineninnere mündenden Kühlrohre in Wärmekontakt mit dem Ständer gehalten sind.

^ Die Kühlrohre sind auf den durch gesonderte Tragrippen zusammengehaltenen Ständer nur an relativ kleinen Oberflächenabschnitten aufgeschweißt und an den von den Tragrippen gehaltenen Tragringen für die Lagerschiide abgestützt, so daß sie selbst keine

^hn tragenden Funktionen ausüben. Über die Schweißnähte kann nur ein unbedeutender Teil der Standerwarme durch Wärmeleitung an die Kühlrohre abgeführt werden, so daß die Außenluft noch zusätzlich über freie Teile des Ständerrückens geführt wird, was wiederum

^M zum Eindringen von Luftfeuchtigkeit in das Maschineninnere und zur Korrosion und Verschmutzung führen kann. Die Abdichtung der Kühlrohre nach außen und die Zu- und Abführung der Innenluft in die Kühlrohre ist

außerdem aufwendig und hinsichtlich der Dichtigkeit problematisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen, von Außenluft durchströmten Kühlrohren eine einfache Tragkonstruktion für den Ständer zu schaffen, die eine einfache und sichere Abdichtung des Innenraumes gegen die Außenluft ermöglicht und bei einfacher Befestigung am Ständer steif und gut wärmeleitend mit diesem verbunden ist, so daß eine geringere Menge an Innenkühlmedtum ausreicht, d. h. eine Maschine mit besserem Wirkungsgrad und kleineren Gesamtabmessungen erreicht wird.

Dies gelingt nach der Erfindung für eine Maschine nach dem Oberbegriff durch die Vereinigung aller Merkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruchesl.

Ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Maschine wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 angegeben.

Bei Ausbildung des Gehäuseblechmantels als Wellblechmantel ist es von Vorteil, zur Verbesserung der Wärmeabfuhr aus der Maschine die Wellentäler entweder mit den tragenden Kühlrohren wärmeleitend zu verbinden, oder die Wellentäler zwischen den tragenden Kühlrohren bis zur Oberfläche des Ständers reichen zu lassen und mit dieser wärmeleitend zu verbinden.

Zur Unterstützung der form- und kraftschlüssigen Verbindung der tragenden Kühlrohre mit den randseitigen Längsausnehmungen des Ständers können die tragenden Kühlrohre durch Spannbandagen mit dem Ständer lösbar verbunden sein.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt und nachfolgend näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine innengekühlte Maschine mit am Ständer befestigten Kühlrohren im Längsschnitt,

F i g. 2 den Gegenstand der F i g. 1 im Querschnitt (zur Hälfte),

F i g. 3 die Verbindung der Kühlrohre mit dem Ständer beim Gegenstand der F i g. 1 und 2,

Fig.4 die Befestigung der Kühlrohre am Ständer mittels Spannbandagen.

F i g. 5 eine oberflächenbelüftete Maschine mit einem als Wellblechmantel gestalteten Gehäuseblechmantel im Querschnitt (zur Hälfte),

F i g. 6 eine Montagevorrichtung.

Gleiche Teile sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet.

Das in den F i g. I bis ? gezeigte Ausführungsbeispiel für eine geschlossene innengekühlte Maschine weist einen durch am Umfang vprteilt angeordnete Ständerklammerstege 1/4 zusammengehaltenen, geblechten Ständer I mit einer Ständerwicklung IC auf. Die Ständerklammerstege \A ragen radial über die in axialen randseitigen Längsausnehmungen von teilkreisförmiger Kontur Id des Ständers passend eingefügten, endseitig offenen Kühlrohre 2 von rundem Querschnitt hinaus und stützen einen Gehäuseblechmantel 5 in der Mitte ab. der an den Rändern mit Tragringen 3 ^M verschweißt ist, die mit den von Außenluft durchströmt ten Kühlrohren 2 abdichtend und gut wärmeleitend verbunden sind. Der Ständer 1 trägt über sämtliche Kühlrohre 2 die Tragringe 3, an denen außer den Gehäuseblechmantel 5 auch die Lagerschilde 4 befestigt sind, die ihrerseits wiederum die Welle 6 mit dem Läufer 9, dem Innenlüfter 7 und dem Außenlüfter 8 halten. An einem der Tragringe 3 ist eine die Außenluft einlassende, den Außenlüfter 8 umgebende Lüfterhaube 10 gehalten, die die vom Außenlüfter 8 geförderte Außenluft durch die Kühlrohre 2 hindurch ins Freie fördert Der Innenlüfter 7 treibt die Innenluft im geschlossenen Kreislauf innerhalb des vom Gehäuseblechmantel, den Tragringen und den Lagerschilden begrenzten Innenraumes über den Ständerrücken zwischen den Kühlrohren 2 und durch nicht gezeigte axiale und/oder radiale Kühlkanäle im Ständer und/ oder Läufer in an sich bekannter Weise. Die Kühlkanäle 2 haben gemäß F i g. 3 eine im Winkeibereich α liegende vergrößerte Berührungszone mit engem Wärmekontakt zum Svänder 1 längs der Längsausnehmungen XB. Auf diese Weise ergibt sich eine forr.: jnd kraftschlüssige Verbindung des Ständers 1 mit den Ku jlrohren 2 und den Tragringen 3 und ein sehr intensiver Wärmeübergang vom Ständer zu den Kühlrohren.

In der Ausführung nach Fig.4 sind um die am Ständer 1 anliegenden Kühlrohre 2 zwei Spannbandagen 12, z. B. in Form von Spannbändern, Rohrschellen oder backenartig geteilten Manschetten gelegt und gespannt die den engen Wärmekontakt und die feste mechanische Verbindung dieser Teile sidiern.

In F i g. 5 ist eine Maschine mit außenbelüftetem Gehäuseblechmantel in Form eines Wellblechmantels 5' gezeigt bei dem die Tragringe 3 am Umfang bündig mit dem Gehäuseblechmantel 5' angeordnet sind. Der Gehäusebelchmantel 5' ist mit seinen Wellentälern an die tragenden Kühlrohre 2 punktgeschweißt

Anhand der F i g. 6 ist das Verfahren in Verbindung mit einem bewickelten Ständer 1 mit Kühlrohren 2 und Tragringen 3 erläutert Auf die Stirni lache eines Zentrierhohlkörpers 19 mit vorspringender Randabstützung 19/4 für den einen Tragring 3 wird nach Eimegen des Tragringes der bewickelte Ständer 1 mit seinen Randausnehmungen 10 in Eingriff mit den am besagten unteren Tragring 3 befestigten Kühlrohren 2 gebracht. Die in den Randausnehmungen 1B eingefügten Kühlrohre 2 werden durch einen aufklappbaren mehrteiligen Haltering 18, der in Richtung der Maschinenachse verschiebbar ist, an den Ständer 1 angepreßt und die freien Enden der Kühlrohre mit den öffnungen des oberen Tragringes 3 verbunden. Eine Richtwand 20 ist senkrecht zur Maschinenachse verstellbar und ermöglicht ein Ausrichten der Füße 3A

Nach dem Ausrichten aller besagten Teile werden die Kühl öhre mit beiden Tragringen 3 endgültig fest verbunden und danach nach öffnen und Entfernen des Halteringes 18 der Gehäuseblechmantel aufgebracht, der Läufer samt Welle eingesetzt dann die Lagerschilde aufgeschoben und mit den Tragringen verbunden und zum Schluß der Außenlüfter aufgesetzt und durch die mit dem Tragring verbundene Lüfterhaube abgedeckt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Geschlossene elektrische Maschine mit gleichmäßig achssymmetrisch um den Ständer angeordneten, von einem Gehäuseblechmantel mit radialem Abstand umgebenen und von Außenluft durchströmten Kühlrohren eines Wärmetauschers, die endseitig mit die Lagerschilde und den Gehäuseblechrnantel tragenden Tragringen zu einer über tragende Kühlrohre mit dem Ständer in Eingriff gehaltenen Trageinheit verbunden sind und ein Innenkühlmedium zumindest durch die Wickelkopfräume sowie über den Ständerrücken hinweg zwischen sämtlichen Kühlrohren innerhalb des vom Gehäuseblechmantel, den Tragringen und den Lagerschilden nach außen abgeschlossenen Innenraumes im Kreislauf gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle dem Ständer (1) benachbarten Kühlrohre (2) als tragende Kühlrohre unmittelbar in randseitige Längsausnehmungen (\B) des Ständers (1) von (leicher Kontur wie die der Kühlrohre passend «ingefügt und mit dem Ständer (1) unm.ttelbar Wärmeleitend form- und kraftschlüssig verbunden find.

2. Geschlossene elektrische Maschine nach Antpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Kühlrohre (2) mit den Wellentälern des als Wellblechmantel ausgebildeten Gehäuseblechman-IeIs (5') wärmeleitend verbunden sind.

3. Geschlossene elektrische Maschine nach Anipruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den tragenden kühlrohren (2) die Wellentäler des als Wellblechmantel ausgebildet, j Gehäuseblechman-IeIs bis zur Oberfläche des Ständers (1) reichen und mit dieser wärmeleitend verbun 'cn sind.

4. Geschlossene elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die !ragenden Kühlrohre (2) durch Spannbandagen (12) mit dem Ständer(1) lösbar verbunden sind.

5. Verfahren zur Herstellung einer geschlossenen elektrischen Maschine nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß auf einen den Ständer abstüttenden Zentrierhohlkörper mit stirnseitiger Rand abstützung für den einen Tragring zuerst dieser an die Randabstützung gebracht, danach der bewickelte Ständer an den Zentrierhohlkörper gelegt, anschlie Bend die Kühlrohre bestimmter gleicher Länge mit Ihren einen Endseiten in den Tragring eingefügt und durch einen äußeren geteilten Haltering in die Längsausnehmungen des Slanders gedrückt, sodann der andere Tragring auf die anderen Endseiten der Kühlrohre aufgeschoben wird, alsdann die mit dem Ständer form- und kraftschlüssig in Eingriff stehenden Tragringe fest mit den Kühlrohren verbunden werden und nach Entfernen des Halteringes das CJan/e vom Zentnerhohlkörper abgenommen und der Gehäuseblechmantel dichtend mit den Tragringen verbunden wird.