DE314521C - - Google Patents

Description

Die in neuerer Zeit immer mehr gesteigerte Leistung der elektrischen Maschinen und die hiermit verbundene hohe spezifische Beanspruchung des Materials haben es notwendig gemacht, auch die Kühlung der Maschinen nach Möglichkeit .zu steigern. Während man früher mit entweder rein achsialer oder rein radialer Führung der Kühlluft auskam, mußte man in neuerer Zeit immer mehr

ίο dazu übergehen, beide Arten der Luftführung ' zu vereinigen und außerdem die Anordnung möglichst so zu treffen, daß eine größere Anzahl einander nicht beeinflussender Teilluftströme mit genau vorgeschriebenem Wege durch die Maschine entstand. So zeigt beispielsweise die Patentschrift 219465 eine Anordnung zur Kühlung elektrischer Maschinen, bei der schon eine weitgehende Unterteilung der Kühlluft in einzelne Teilluftströme bei genau vorgeschriebenem Weg für letztere durchgeführt ist. Die Durchführung dieser Kühleinrichtung ist aber an eine Voraussetzung geknüpft, die in manchen Fällen un-■ erwünscht sein kann. Es müssen nämlich die radialen Lüftungsschlitze¹ im wirksamen Eisen in zwei Gruppen, getrennt werden, nämlich die Einströmschlitze, durch die die Frischluft in die Maschine nur eintritt und in die Ausströmschlitze, durch welche die warme Abluft die Maschine verläßt, nachdem sie die achsialen Kühlkanäle im wirksamen Eisen durchströmt hat. Hierzu kommt, daß die Einströmschlitze an denjenigen Stellen, an welchen sich am Umfang die Ausströmkammern befinden, durch besondere Abschlußstücke verschlossen werden müssen, um 'ein . vorzeitiges Entweichen der Kühlluft zu verhüten. Durch diese .Abschließungen entstehen aber innerhalb der Radialschlitze tote Räume, so daß die Kühlwirkung der Luft sich nicht auf alle Teile des wirksamen Eisens gleichmäßig verteilen kann. .

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Kühlung elektrischer Maschinen, und zwar des Ständereisens von solchen, bei der die erwähnten Nachteile vermieden sind, indem es durch geeignete Anordnung der Führungen für die Kühlluft ermöglicht wird, jeden der Radialschlitze sowohl für das Einströmen als auch für das Ausströmen der Kühlluft nutzbar zu machen. Dies wird durch die besondere Art des Einbaus der zur Luftführung gleichzeitig mitbenutzten Distanzstücke, die die Blechpakete des wirk- · samen Eisens im vorgeschriebenen Abstand halten, bewirkt.

Im nachfolgenden soJl die Erfindung an · Hand der Zeichnung beschrieben werden. Fig. ι stellt den oberen Teil des Ständers : einer elektrischen Maschine im Längsschnitt, Fig. 2 die Gesamtanordnung in zwei durch* verschiedene Ebenen gelegten Querschnitten dar,, während Fig. 3 ein Schema der *Luftführung durch einen Teil eines Blechpaketes des wirksamen Eisens in perspektivischer Darstellung zeigt. Mit 1 sind die Blechpakete des wirksamen Ständereisens der Maschine bezeichnet. Diese sind durch Distanzstücke 2 (s. Fig. 2 und 3) in bekannter Weise so in gewissen Abständen gehalten, daß

radiale Lüftungsschlitze 3 entstehen. Dicht oberhalb der Wicklung 4 sind die Blechpäkete von achsialen Lüftungskanälen 5 durchsetzt, die" von einem radialen Lüftungsschlitze bis zum benachbarten durchreichen. Das wirksame Eisen ist· in dem Gehäuse 6 gelagert, in dessen Innerem Kammern 7 angeordnet sind, deren jede nur einen bestimmten Sektor des Umfanges des Ständereisens bedeckt, während zwischen je zwei' derartigen Kammern je ein Sektor 8 frei bleibt, der mit dem Innenraum 9 des Gehäuses und durch diesen schließlich /mit dem Luftaustrittsschlot 10 oder anderen Luftaustrittsöffnungen, die um den Umfang verteilt sein können, in Verbindung steht. Die Stirnseiten des Maschinengehäuses sind durch die Stirnverschalungen, 11 in bekannter AVeise derart gegen die Außenluft abgeschlossen,- daß innerhalb dieser Stirnverschalungen Druckkammern 12 entstehen, von welchen aus die von den Luftbewegern der Maschine geförderte Kühlluft auf die einzelnen, Luftwege verteilt wird. ^ ' 1

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so gedacht, daß die Einströmkammern 7 im Gehäuse durch entsprechende Ausbildung "des Gußkörpers selbst unter teilweiser Mitbenutzung der Versteifungsrippen entstanden sind. Es steht natürlich nichts im Wege, die Anordnung so auszuführen, daß diese Einströmkammern durch besonders in das Gußgehäuse eingebaute Führungen bzw. Kammern beispielsweise aus Blech oder anderem geeigneten Material hergestellt werden.

In diese Einströmkamniern 7 tritt die von den Luftbewegern geförderte Kühlluft aus den Druckkammern 12 an den Stirnseiten der Maschine ein und wird von dort, wie es durch die eingezeichneten Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist, auf die einzelnen Radialschlitze 3 zwischen den Blechpaketen 1 verteilt. Innerhalb der Radialschlitze ist der Luft durch die gleichzeitig als Luftführungen ausgebildeten Distanzstücke 2 der Weg genau vorgeschrieben. Bei dem in der Zeichnung dargestellten - Ausführungsbeispiel sind diese Distanzstücke, wie insbesondere die Fig. 2 und 3

50, zeigen, so ausgebildet, daß jedem der achsialen Lüftungskanäle die Kühlluft fast vollständig getrennt zugeführt wird. Wo. dies zweckmäßig erscheint, kann man natürlich die Distanzstücke auch so ausbilden, daß die Zuführung der Luft zu den einzelnen Achsialkanälen vollkommen getrennt erfolgt, wie man auch andererseits die Einrichtung so treffen kann, daß je ein durch die Distanzstücke gebildeter Luftzuführungskanal mehreren Achsialkanälen Luft zuführt. Wie die Fig. 2 und 3 der Zeichnung erkennen lassen, sind die Distanzstücke 2, die entweder aus Blechstreifen oder aus besonderen mit Rippen versehenen Guß- oder Preßstücken aus Metall oder beliebigem geeigneten Material bestehen können, innerhalb eines Radialschlitzes so angeordnet, daß sie alle vom Radius in einem bestimmten, überall im gleichen Sinne gerichteten Winkel abweichen, so daß sie alle irri gleichen Sinne schräg gegen den Radius gerichtet sind, während in dem nächstfolgenden Radialschlitz, die Distanzstücke zwar auch afle untereinander im gleichen Sinne schräg gegen den Radius aber im entgegengesetzten Sinne gerichtet sind wie,im..vorhergehenden Radialschlitz. Während die Fig. 3 die Ausbildung der Distanzstücke für einen Radialschlitz an einem bestimmten Ausführungsbeispiel in körperlicher Darstellung zeigt, ergibt sich aus der Fig. 2 für dasselbe Ausführungsbeispiel die gegenseitige Lage, der Distanzstücke in _t den aufeinanderfolgenden . Radialschlitzen in schematischer Darstellung. Die linke Hälfte der Fig. 2* zeigt einen Schnitt nach E-F (Fig. 1) durch den ersten Radialschlitz von der linken Stirnseite aus, während die rechte Hälfte einen solchen Schnitt nach G-H (Fig. 1) durch den zweiten Radialschlitz zeigt. In der unteren Hälfte der Fig. 2 sind nur die jeweilig dem geschnitenen Radialschlitz angehörenden Distanzstücke sichtbar, wobei deutlich erkenn- ' bar ist, daß die Distanzstücke auf der rechten Seite der Fig. 2, also im zweiten Radial-1 schlitz, die entgegengesetzte Schräglage zum Radius haben, als diejenigen auf der linken Hälfte der Fig. 2, also im ersten Radi.alschlitz. In der oberen Hälfte der Fig.· 2 sind ' auf beiden Seiten außer den im jeweilig geschnittenen Radialschlitz sichtbaren Distanzstücken auch die Distanzstücke des jeweilig nächstfolgenden Radialschlitzes einpunktiert, um zu zeigen, daß die Kühlluft, die beispielsweise auf der linken Seite der Fig. 2 aus der ganz oben gelegenen Einströmkammer 7 in zwei getrennten Strömen (s. die Pfeile) im ersten Radialschlitz in die Achsialkanäle 5 eintritt, nach 'dem Durchströmen derselben durch die Distanzstücke des zweiten Radialschlitzes, in zwei Strömen in den Austritts-Sektor 8 des Innenraumes 9 des Gehäuses geführt wird, um von dort duixh den Schlot 10 oder durch entsprechend angeordnete Öffnungen im Gehäuse aus der Maschine auszutreten. ' . ' In ähnlicher Weise treten aber aus der- , selben Einströmkammer 7 in den zweiten Radialschlitz zwei Luftströme (s. die punktierten Pfeile) ein, gelangen von dort in die beiden rechts benachbarten Achsialkanäle und ¹²Q treten nach Durchströmen derselben durch . den dritten Radialschlitz in den von der

Schnittlinie C-D geschnittenen Ausströmsektor 8 und gelangen ,von dort durch das Gehäuseinnere 9 und den Schlot io ins Freie.

Verfolgt man in ähnlicher Weise die aus der obersten Einströmkammer 7 auf der rechten Hälfte der Fig. 2 kommende Kühlluft, so wird man feststellen, daß diese, wie die punktierten Pfeile andeuten, in .ganz ähnlicher Weise in zwei getrennten Strömen in die dem dritten Radialschlitz zugehörigen zwei Achsialkanäle eintritt und von dort im zweiten Radialschlitz in den links benachbarten Ausströmsektor .8 austritt. Ebenso treten aber aus der Einströmkammer 7 durch den Radialschlitz 3 zwei Luftströme durch Achsialkanäle 5 in den Radialschlitz 2 und von da in den von der Schnittlinie C-D geschnitt$nen Ausströmsektor 8.

Noch deutlicher ergibt sich die Luftführung aus dem in Fig. 3 perspektivisch dargestellten Schema für einen Teil eines einzelnen Blechpaketes. Eine nähere Erläuterung der Luftführung an Hand dieses Schemas erübrigt sich in Rücksicht auf das bereits über Fig. 2 Gesagte. Die Einströmkammern 7 sind der Deutlichkeit wegen weggelassen und nur die Stellen, an denen die Wandungen derselben auf dem Rücken des Blechpaketes aufliegen, durch punktierte Doppellinien gekenn-

zeichnet. . ,

Obwohl die Pfeile in Fig. 1 die Luftführung so ■ darstellen, als ob in einem Achsialkanal in sämtlichen Blechpaketen die Luftströmung durchweg die gleiche Richtung hätte, veranlaßt durch den von der Stirnseite her wirkenden Überdruck, muß dies nicht notwendigerweise der Fall sein. Es kann sich vielmehr die Luft auch je nach den Druckverhältnissen und den Widerständen so verteilen, daß ihr Eintritt in einen Einströmsektor des einen Radialschlitzes erfolgt und daß der Luftstrom sich dann auf die zugehörigen Achsialkanäle der beiden den Radialschlitz-begrenzenden Blechpakete verteilt und nach Durchströmen dieser Achsialkanäle durch je einen Ausströmsektor der beiden benachbarten Radialschlitze austritt. In Fig. 3 ist diese Luftverteilung für die vordersten, geschnitten dargestellten Achsialkanäle durch die Pfeile angedeutet.

In der Zeichnung ist die Anordnung ferner so dargestellt, daß der Eintritt der Kühlluft in die Einströmkammern 7 von den an den Stirnseiten der Maschine gelegenen- Druckräumen 12 her, der Austritt der warmen Ab-. ■ luft dagegen im mittleren Teil der Maschine durch den Schlot 10 erfolgt. Wo es zweckmäßig erscheint, kann man jedoch die Lüftführung auch umgekehrt ausführen, indem

Co man die Luft durch einen in der Mitte der Maschine gelegenen ringförmigen Kanal oder mehrere solche in achsialer Richtung über die-Maschine verteilte Kanäle den Einströmkammern 7 zuführt und den Austritt wie bei dem in ' der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel in die zwischen den Einströmkammern 7 gelegenen Sektoren oder nach den Stirnseiten der Maschine hin erfolgen läßt'.

■ Wie die Figuren der Zeichnung erkennen lassen, sind dig" als Luftführungen dienenden Distanzstücke 2 so ausgebildet, daß sie die vom Läufer abgeschleuderte Luft von der aus den Einströmkammern 7 in die Rädialschlitze eintretenden Luft vollkommen abschließen, so < daß eine Störung der letzteren durch die vom Läufer kommende Luft nicht eintreten kann. Dagegen findet die letztere zwischen je zwei mit den Einströmkammern 7 in Verbindung stehenden Luftführungen' einen ungehinderten Ausweg in die Ausströmsektoren und von da ins Freie·, wie dies die an der inneren Bohrung eingezeichneten Pfeile andeuten.

In der Zeichnung sind ferner die Achsialkanäle als oberhalb der Wicklungsnuten angeordnete besondere Kanäle dargestellt. Es kann aber auch, wo dies aus Platzgründen zulässig ist, die Anordnung, mit Vorteil so getroffen werden, daß statt oder außer diesen besonderen Kanälen die Wicklungsnuten in an sich bekannter Weise größer ausgeführt werden, als dies zur Aufnahme der Wicklung allein nötig wäre, so daß innerhalb ■ der Nut selbst achsiale Kühlkanäle entstehen. Selbstverständlich ist die Zahl, Lage und Form der 95 ' Kühlkanäle für den Gegenstand der Erfindung belanglos. Wo es notwendig erscheint, kann man die Zahl der Achsialkanäle vermehren, indem man statt der einen im Kreise angeordneten Reihe derselben, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, deren mehrere vorsieht. Andererseits kann man natürlich, wo die Erwärmung es zuläßt, die Anordnung auch so treffen, daß die Zahl der Achsialkanäle geringer ist, so daß also beispielsweise ein Achsialkanal den Bereich von mehreren Ständerzähnen zu kühlen hat. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner erkennbar, daß die Führung der Kühlluft in zwei benachbarten Paaren von Ach^ sialkanälen im Gegenstrom erfolgt. Dies ist .jedoch nicht wesentliche Bedingung für den ■ Erfindungsgegenstand, sondern man könnte durch zweckentsprechende Abänderung die Anordnung auch so treffen, daß die Luft- 115. ströme in benachbarten Achsialkanälen' in gleicher Richtung fließen. Ebenso kann man, statt die Achsialkanäle in Gruppen von je zwei zusammenzufassen, auch Gruppen von drei oder mehr Achsialkanälen bilden, die von einer gemeinsamen Einströmkammer mit Kühlluft versorgt werden, wie man auch um-

gekehrt, falls es zweckmäßig erscheinen sollte, jeder Einströmkammer ¹J- nur einen Achsialkanal zuordnen kann.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung ,zur Kühlung elektrischer Maschinen, bei denen die Kühlluft in die radialen Lüftungsschlitze des Ständereisens in der Richtung von außen nach innen eintritt, nach Durchfließen achsialer Lüftungskanäle '■ in den Blechpaketen durch benachbarte, in einer anderen Ebene gelegene Radialschlitze in der Richtung . von innen nach außen austritt und durch in. den Radialschlitzen angeordnete Distanzstücke derart geführt ist, daß letztere voneinander getrennte Führungskanäle für die Luft abgrenzen, von denen die Luftzuführungskanäle . mit bestimmte Sektoren des Umfanges des wirksamen Ständereisens umfassenden Einströmkammern in Verbindung stehen, während die Luftabführungskanäle in die übrigen, den Luftaustritt vermittelnden Sektoren des Gehäuseinnenraumes münden, dadurch ge-. kennzeichnet, daß die durch die Distanzstücke abgegrenzten Luftzu- und -abführ ungskanäle innerhalb eines jeden Radialschlitzes in der Umfangsrichtung aufeinanderfolgend einzeln oder gruppenweise derart miteinander abwechseln, daß in jedem Radialschlitz sowohl Eintritt als auch Austritt der Kühlluft erfolgt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Einströmkammern die den Radialschlitzen des wirksamen Eisens zuzuführende Kühlluft aus an den Stirnseiten des Maschinen- , gehäuses angeordneten Druckkammern zugeführt wird.
3. • 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß den Einströmkammern die Kühlluft aus zwischen den Stirnseiten des Maschinengehäuses angeordneten Druckkammern zugeführt wird.,
4. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmkammern und die zugehörigen Druckkammern durch zweckmäßige An-Ordnung von Trennwänden, gegebenenfalls unter Mitbenutzung von Versteifungsrippen, im Gehäuse selbst abgegrenzt werden.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmkammern und gegebenenfalls die Druckkammern durch besonderen Einbau von Fühi'ungsstücken in das Gehäuse hergestellt werden. ,

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,