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Die Erfindung betrifft allgemein einen Elektromotor und
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insbesondere einen Elektromotor mit einem integrierten Kühlgebläse.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor zu
schaffen, der im Betrieb wirksam gekühlt wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Flektromotor
mit einem verbesserten %entrifuc3alkiihlventilator zu schaffen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, einen Elektromotor für
hohe Beanspruchung, insbesondere für Werkzeuge in hartem Einsatz zu schaffen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert; in der %zeichnung zeigt: Fig. 1 einen schematischen Tä'ngsschnitt
durch einen herkömmlichen Elektromotor mit einem Kühlventilator, Fig. 2 eine Schnittdarstellung
ähnlich Fig. 1 durch einen erfindungsgemäßen Elektromotor, Fig. 3 eine Vorderansicht
des Ventilators, wie er in dem Elektromotor nach Fig. 2 Verwendung findet, Fig.
4 einen Schnitt durch den Ventilator nach Fig. 3, Fig. 5 eine Rückansicht des Ventilators
nach Fig. 3, Fig. 6, 7 und 8 Ansichten ähnlich Fig. 3, 4 bzw. 5 einer ersten Abwandlung
des erfindungsgenäßen Ventilators,
Fig. 9, 10 und 11 Darstellungen
ähnlich Fig. 3, 4 bzw. 5 einer zweiten Abwandlung des verbesserten Kühlventilators,
und Fig. 12, 13 und 14 Darstellungen ähnlich Fig. 3, 4 bzw. 5 einer dritten Abwandlung
des verbesserten Kühlventi lators.
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Vor der Beschreibung der Erfindung wird anhand Fig. 1 ein herkömmlicher
Elektromotor mit einem bekannten Kühlventilator beschrieben Der Elektromotor 10
mit einem herkömmlichen Kühlventilator 12 in Fig. 1 umfaßt ein rohrförmiges Gehäuse
14, in dem zentrisch ein Anker 16 eingesetzt ist. Zur Übersichtlichkeit sind die
Stützeinrichtungen oder Lager für den Anker 16 in dem Gehäuse 14 nicht dargestellt;
der Anker 16 ist in den Stützeinrichtungen oder Lagern um seine, mit der des Gehäuses
14 zusammenfallende Achse drehbar gehalten. Um den Anker 16 sind Polschuhe 18 angeordnet,die
auf nicht gezeigte Weise mit dem Gehäuse 14 eng verbunden sind. Jeder Polschuh 18
trägt eine Feldspule 20, die im eingeschalteten Zustand ein Magnetfeld erzeugt.
Die Welle 22 des Ankers 16 erstreckt sich in Fig. 1 nach links bis zu dem nicht
gezeigten Abtriebsrad und an ihr ist in der Nähe des Ankers 16 der Kühlventilator
12 befestigt. Es handelt sich hier um einen Zentrifugalventilator mit einer Nabe
12a, die gleichzeitig die zylindrische Endwand (nicht bezeichnet) und eine Vielzahl
von Ventilatorflügeln 12b trägt, die an der Nabe 12a befestigt sind. Ähnlich wie
in Fig. 3 und 5 sind die Ventilatorflügel 12b im wesentlichen mit jeweils gleicher
Winkelverschiebung gegeneinander um die Achse der Welle 22 angeordnet und sie erstrecken
sich im wesentlichen in radialer Richtung an der Endwand der Nabe 12a, so daß sich
eine symmetrische Anordnung in Bezug auf die Achse der Welle 22 ergibt.
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Die Flügel 12b sind leicht gekrümmt und bilden so Flügel mit radial
gerichteter Spitze. Eine Ringführungsplatte 24 ist mit ihrer Außenumfangskante an
der Inncnwnd des Gehäuses 14 zwischen dem Ventilator 12 und dem aus den Polschuhenl8
und den Feldspulen 20 gebildeten Stator befestigt.
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Wenn der Elektromotor 10 zum Betrieb eingeschaltet wird, dreht sich
der Anker 16 und nimmt den Kühlventilator 12 in derselben Richtung mit; es entsteht
ein Luftstrom, der in Richtung der in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile fließt, wodurch
der Stator, d.h. die Polschuhe 18 und die Feldwicklungen 20, gekühlt wird, bzw.
werden.
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Bei diesem Aufbau tritt jedoch leicht ein zu geringer Luftstrom in
dem Gehäuse 14 auf, da ein nicht vernachlässigbarer Freiraum C zwischen der Ringführungsplatte
24 und den Flügeln 12b des Ventilators 12 vorhanden ist. Dazu bewirkt die feststehende
Ringführungsplatte 24 an dem Gehäuse 14 einen nicht erwünschten laminaren Luftstrom
im Gehäuse 14.
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Aus diesen Gründen wird der Elektromotor 10 und insbesondere der Stator
nicht wirksam gekühlt. Diese Nachteile zu vermeiden ist das wesentliche Ziel der
Erfindung.
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Der Elektromotor 26 in Fig. 2 enthält zu diesem Zweck einen verbesserten
Kühlventilator 28. Die mit den gleichen Bezugszahlen wie beim Elektromotor 10 in
Fig. 1 bezeichncten Teile des Motors 26 in Fig. 2 werden nun nicht mehr beschrieben.
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In dem Elektromotor 26 nach Fig. 2 ist keine besondere Führungseinrichtung
an dem Gehäuse 14 befestigt. Statt der Führungsplatte 24 in Fig. 1 ist bei dem Elektromotor
26 nach Fig. 2 eine ringförmige Führungsplatte 30 mit dem Kühlventilator 28 verbunden.
Wie im Laufe der Beschreibung genauer erkannt wird, besitzt die ringförmige Führungsplatte
13 des Ventilators 28 eine Einrichtung, die einen turbulenten Luftstrom erzeugt,
an der dem aus Polschuhen 18 und Feldspulen 20 gebildeten Stator zugewendeten Seite.
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Der Kühlventilator 28 aus Fig. 2 ist in den Fig. 3 bis 5 im einzelnen
gezeigt. Die richtige Drehrichtung des Ventilators 28 ist durch Pfeile in den Fig.
3 und 5 angezeigt. Der Ventilator 28 ist gleichfalls ein Zentrifugalventilator mit
einer Nabe 28a, die gleichzeitig die nicht bezeichnete kreisförmige Endwand bildet,
sowie eine Vielzahl von Ventilatorblättern oder uftshaufcln 28b, die an der Nabe
28a befestigt sind. Die Anordnung der Ventilatorblätter oder Luftschaufeln 28b an
der Nabe 28a und der Endwand entspricht im wesentlichen der Anordnung der Ventilatorblätter
12b an der Nabe 12a in Fig. 1, jedoch stehen die radial äußeren Teile der Luftschaufeln
28b ein Stück über den Umfang der mit der Nabe 28a verbundenen kreisförmigen Endwand
hervor, wie am besten in Fig. 4 zu sehen. Die Ringführungsplatte 30 ist an den innenliegenden
(d.h. dem Stator zugewandten) Kanten der Luftschaufeln 28b koaxial zur kreisförmigen
Endwand an der Nabe 28a befestigt. Der Außendurchmesser der Ringführungsplatte 30
ist größer als der die radial äußersten Kanten der Luftschaufeln verbindende Umfangskreis,
wie sich aus den Fig. 3 und 4 ergibt. Zusätzlich sind eine Vielzahl von Stiften
32, die den Kühlluftstrom turbulent gestalten, mit Abstand voneinander an der Ringführungsplatte
30 befestigt. In Fig. 5 sind die Stifte 32 längs einer Kreislinie mit jeweils gleichem
Abstand angebracht, jedoch können diese Stifte auch ungeordnet an der Platte 30
angebracht sein und sie können unterschiedliche Längen besitzen.
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Es sind drei abgewandelte Ventilatoren 28', 28" und 28"' jeweils in
den Fig. 6 bis 8, Fig. 9 bis 11 und Fig. 12 bis 14 dargestellt.
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Dabei sind bei der Abwandlung 28' in den Fig. 6 bis 8 die Stifte 32
aus den Fig. 3 bis 5 durch Rippen 34 ersetzt. Wie in Fig. 7 und Fig. 8 zu sehen,
sind die Rippen 34 an der Ringführungsplatte 30 so ausgebildet, daß sie sich allgemein
in radialer Richtung an der Ringführungsplatte 30 erstrecken.
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Vorzugsweise sind die Radialrippen 34 so ausqebildet, daß der die
radial äußerst liegenden Kanten der Rippen verbindende Umfangskreis kleiner als
ein die radial außenlieqenden Flächen des Stators verbindender Umfangskreis ist.
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Der abgewandelte Kiihlvcntilator 28" nach rig. 9 bis 11 enthält eine
Führungsplatte 30, in der eine Vielzahl von Nuten 36 ausgebildet sind. Fig. 11 zeigt,
daß die Nuten 36 sich von einem Innenumfang der Ringfiihrungsplatte 30 leicht yekriimmt
in Drehrichtung der Ringführuncjsplatte 30 nach außen erstrecken. Wie bei der ersten
Abwandlung 28' sind die gekriinmten Nuten 36 so ausgebildet, daß ein die Außenenden
der Nuten 36 verbindender Umfangskreis kleiner als der Umfangskreis des Stators
ist. Wenn erwünscht oder nötig, können in einer dritten Abwandlung 28"' des Kühlventilators
in der Führungsplatte 30 radial ausyerichte'e Nuten vorges<iler sein, wie es
durch die Nuten 38 dargestellt ist.
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Es hat sich gezeigt, daß die Kiihlwirkung eines mit einem Kühlventilator
28, 28', 28" oder 28"' ausgerüstoten Elektromotors 26 gegenüber der Ausführung nach
Fig. 1 stark verbessert ist. Dies ist einmal durch das Weglassen der mit dem Gehäuse
verbundenen Führungsplatte 24 in Fig. 1 aus dem zwischen dem Ventilator 28 und dem
Stator gebildeten Luftweg erreicht, wodurch ein erhöhter Luftstrom in dem Gehäuse
14 möglich ist, und ferner dadurch, daß die Stifte 32, die Rippen 34 bzw. die Nuten
36 oder 38 eine Störung des Luftstromes in den Luftdurchlaß hervorrufen, so daß
ein turbulenter Luftstrom in dem Gehäuse 14 erzeugt ist.
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Damit besteht die Verbesserung des erfindungsgemäßen Elektromotors
in einem verbesserten ZentrifugalKühlventilator 28, 28', 28", 28"', der eine Nabe
28a mit einem kreisförmigen Endwandabschnitt umfaßt, wobei an der Endwand eine Vielzahl
von Ventilatorflügeln oder Luftschaufeln 28b so anyebracht sind, daß sie sich allgemein
in Radialrichtung an dem kreisförmigen
Endwandabschnitt erstrecken
und eine ringförmige Führungsplatte 30 so an den innenliegenden Kanten der Ventilatorflügel
oder Luftschaufeln 28b angebracht ist, daß die Führungsplatte 30 konzentrisch zu
dem kreisförmigen Endwandabschnitt liegt und eine Einrichtung zur Erzeugung von
Turbulenz 32, 34, 36, 38 an der anderen Seite der ringförmigen Fü.hrunqsplatte 30
vorgesehen ist, um einen turbulenten Luftstrom in dem Gehause 14 des Elektromotors
bei einer Drehung der ringförmigen Führungsplatte zu erzeugen.
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