DE3409687C1

DE3409687C1 - Cooling rib arrangement for shafts in machines, in particular electrodynamic machines

Info

Publication number: DE3409687C1
Application number: DE19843409687
Authority: DE
Inventors: Wolf-Rüdiger Dr.-Ing. 3360 Osterode Canders
Original assignee: Piller Anton GmbH and Co KG
Current assignee: Piller Anton GmbH and Co KG
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1984-03-16
Publication date: 1985-06-27

Abstract

Cooling rib arrangement, in particular for shafts in electromagnetic machines, having a plurality of spaced plate-shaped cooling ribs, the central hole of which is provided with an inner flange. The inner flange is designed as a cone which tapers towards its free end and is provided on its inner side, in the area adjoining the free end, with a cylindrically shaped portion. Provided on the other side of the cooling rib arrangement is a thrust collar, which is provided with an internal taper corresponding to the external taper of the inner flange. Means are furthermore provided by which the cooling ribs can be pressed together with their inner flanges in the axial direction. <IMAGE>

Description

Unteransprüche.Subclaims.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. The invention is illustrated in the drawing, for example and described in detail below with reference to the drawing.

F i g. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Kühlrippenanordnung. F i g. 1 shows a first embodiment of a cooling fin arrangement.

F i g. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform. F i g. 2 shows a second embodiment.

In F i g. 1 ist ein Ende einer Welle 2 dargestellt, die in einem Abstand vom Wellen ende 4 mit einer Anschlagschulter 6 versehen ist. Der Endabschnitt der Welle ist mit einem Außengewinde 8 versehen. In Fig. 1 is shown one end of a shaft 2, which is in a Distance from the shaft end 4 with a stop shoulder 6 is provided. The end section the shaft is provided with an external thread 8.

Auf dem Wellenende ist eine Kühlrippenanordnung 10 angeordnet, die hier durch drei Kühlrippen 12, 12' und 12" beispielhaft wiedergegeben ist. Die Kühlrippen sind plattenförmig ausgebildet und können beispielsweise mit Löchern 14 versehen sein, die der Luftführung dienen. Die Kühlrippen sind weiter mit einem zentralen Loch versehen, an das angrenzend die Kühlrippen mit einem Innenbördel 16 versehen sind. Dieser Innenbördel 16 ist als Konus ausgebildet, der sich zum freien Ende des Innenbördels hin verjüngt. Angrenzend an das freie Ende 18 des Innenbördels ist auf dessen Innenseite angrenzend an das freie Ende ein zylindrisch ausgebildeter Abschnitt 20 mit einer Länge a vorgesehen, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß die Kühlrippen mit leichtem Spiel auf die Welle aufschiebbar sind. A cooling fin arrangement 10 is arranged on the shaft end, which is shown here by way of example by three cooling fins 12, 12 'and 12 ". The cooling fins are plate-shaped and can be provided with holes 14, for example that are used to guide the air. The cooling fins are further with a central one Provided a hole to which the cooling fins are provided with an inner bead 16 adjacent are. This inner flange 16 is designed as a cone which extends to the free end of the inner eyelet is tapered. Adjacent to the free end 18 of the inner flange is on the inside adjacent to the free end of a cylindrical shape Section 20 is provided with a length a, the diameter of which is chosen so that the cooling fins can be pushed onto the shaft with slight play.

Der Konuswinkel a ist so gewählt, daß der halbe Konuswinkel gleich dem Selbsthemmungswinkel ist oder etwas größer ist als dieser. Die Kühlrippen sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mit ihren Innenbördeln zusammensteckbar, und zwar so, daß jeweils der Innenbördel einer Kühlrippe, beispielsweise 12' und 12" den Innenbördel der benachbarten Kühlrippe untergreift. The cone angle a is chosen so that half the cone angle is equal the self-locking angle or is slightly larger than this. The cooling fins are As can be seen from Fig. 1, can be plugged together with their inner flange, namely as follows, that in each case the inner eyelet of a cooling fin, for example 12 'and 12 ", the inner eyelet the adjacent cooling fin engages under.

Dabei liegen die Innenbördel jeweils mit dem zylindri-The inner eyelets lie with the cylindrical

schen Abschnitt 20 an der Welle an.rule section 20 on the shaft.

Für die in der beschriebenen Weise ausgebildeten Kühlrippen sind Spannmittel vorgesehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist hier ein Druckring 22 vorgesehen, der mit einem Innenkonus 24 versehen ist, dessen Konuswinkel dem Konuswinkel der Innenbördel der Kühlrippen entspricht. Dieser Druckring 22 liegt gegen den Wellenabsatz 6 an und übergreift außen den Innenbördel der Kühlrippe 12. For the cooling fins designed in the manner described are Clamping means provided. In the embodiment according to FIG. 1, there is a pressure ring 22 is provided, which is provided with an inner cone 24, the cone angle of which The cone angle of the inner flange corresponds to the cooling fins. This pressure ring 22 is located against the shaft shoulder 6 and on the outside engages over the inner flange of the cooling fin 12.

Gegen die von hier aus gesehen letzte Kühlrippe 12" liegt eine Druckscheibe 26 an, die mit einem Innengewinde versehen ist und auf den Gewindeabschnitt 8 aufschraubbar ist. Zwischen der Druckscheibe 26 und der Kühlrippe 12' kann eine Zwischenscheibe angeordnet sein. Die Druckscheibe 26 bzw. die Zwischenscheibe können weiter mit einem Vorsprung versehen sein, der in den durch den Innenbördel der Kühlrippe 12" gebildeten Innenkonus eingreift und diese Kühlrippe zusätzlich zentriert. A pressure disk lies against the last cooling rib 12 ″, as seen from here 26, which is provided with an internal thread and can be screwed onto the threaded section 8 is. An intermediate disk can be placed between the pressure disk 26 and the cooling rib 12 ' be arranged. The pressure disk 26 or the intermediate disk can continue with be provided with a protrusion, which is in the by the inner flange of the cooling fin 12 " formed inner cone engages and this cooling rib is also centered.

Durch Anziehen der Druckscheibe 26 werden die Kühlrippen mit ihren Innenbördeln gegeneinander und gegen die Welle 2 verspannt, und zwar so, daß sie dann unter Vorspannung mit ihren zylindrischen Abschnitten 20 gegen die Welle anliegen. Auf diese Weise wird ein unmittelbarer metallischer Kontakt zwischen den Innenbördeln der Kühlrippen und der Welle sowie den Innenbördeln der Kühlrippen erzielt. By tightening the pressure disk 26, the cooling fins with their Inner crimps clamped against each other and against the shaft 2, in such a way that they then rest under bias with their cylindrical sections 20 against the shaft. In this way there is a direct metallic contact between the inner beads the cooling fins and the shaft as well as the inner flanges of the cooling fins achieved.

Die einzelnen Kühlrippen bestehen aus Metallblechen mit hohem Wärmeleitwert, insbesondere aus einer Cu-Legierung. Es können aber auch Al-Legierungen verwendet werden. Der Konuswinkel a wird so gewählt, daß a/2 geringfügig. über dem Bereich der Selbsthemmung liegt. The individual cooling fins consist of metal sheets with a high thermal conductivity, in particular made of a Cu alloy. However, Al alloys can also be used will. The cone angle a is chosen so that a / 2 is slightly. over the area the self-locking lies.

Wie ohne weiteres ersichtlich, lassen sich mit den erfindungsgemäß ausgebildeten Kühlrippen Kühlrippenanordnungen mit einer beliebigen Anzahl von Kühlrippen zusammenstellen. Hierfür ist dann jeweils ein entsprechend langer Abschnitt zur Aufnahme der Kühlrippen auf dem Wellenende vorzusehen. Abstandsdifferenzen lassen sich durch Zwischenringe ausgleichen, die entweder zwischen dem Spannring 22 und dem Absatz 6 der Welle oder zwischen der Druckscheibe 26 und der letzten Kühlrippe oder zwischen beiden angeordnet werden, wobei die jeweilige Länge der Zwischenringe die Lage der Kühlrippenanordnung in Achsrichtung auf der Welle bestimmt. As can be seen without further ado, according to the invention formed cooling fins cooling fin arrangements with any number of cooling fins put together. A correspondingly long section is then available for this To accommodate the cooling fins on the shaft end. Leave differences in distance compensate by intermediate rings that are either between the clamping ring 22 and the paragraph 6 of the shaft or between the thrust washer 26 and the last cooling fin or be arranged between the two, the respective length of the intermediate rings determines the position of the cooling fin arrangement in the axial direction on the shaft.

Die beschriebene Kühlrippenanordnung kann auch leicht demontiert werden. Nach Abnehmen der Druckscheibe 26 können die einzelnen Kühlrippen abgezogen werden. The cooling fin arrangement described can also be easily dismantled will. After removing the pressure disk 26, the individual cooling fins can be removed will.

Abweichend von der Ausführungsform nach F i g. 1 kann im Bereich des zylindrischen Abschnittes 20 der Innenbördel statt einer glatten zylindrischen Fläche auch ein Gewinde, insbesondere Feingewinde vorgesehen werden. Die einzelnen Kühlrippen werden dann auf ein entsprechendes Gewinde auf der Welle aufgeschraubt, wobei zusätzlich der Druckring 22 vorgesehen sein kann. Dieser Druckring kann sich wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 gegen eine Schulter 6 auf der Welle 2 anlegen. Der Druckring 22 kann aber auch angrenzend an den Konusabschnitt mit einem zylindrischen Abschnitt versehen sein, der in gleicher Weise wie die Innenbördel der Kühlrippen mit einem Innengewinde versehen sein kann, so daß der Druckring 22 dann an beliebiger Stelle im Bereich des Gewindeabschnittes festlegbar ist. Die Verspannung erfolgt dann dadurch, daß die einzelnen Kühlrippen soweit auf das Gewinde aufgeschraubt werden, daß zwischen dem Innenkonus des Druckringes 22 bzw. den Innenkonen der Innenbördel der einzelnen Kühlrippen eine entsprechende Vorspannung erzeugt ist. Notwithstanding the embodiment according to FIG. 1 can be in the area of the cylindrical portion 20 of the inner eyelet instead of a smooth cylindrical one A thread, in particular a fine thread, can also be provided on the surface. The single ones Cooling fins are then screwed onto a corresponding thread on the shaft, wherein the pressure ring 22 can also be provided. This pressure ring can as in the embodiment according to FIG. 1 against a shoulder 6 on the shaft 2 invest. The pressure ring 22 can also be adjacent to the cone section with a cylindrical section, which is in the same way as the inner eyelet the cooling ribs can be provided with an internal thread, so that the pressure ring 22 can then be fixed at any point in the area of the threaded section. the Bracing then takes place in that the individual cooling fins touch the thread as far as possible be screwed that between the inner cone of the pressure ring 22 and the inner cones the inner bead of the individual cooling fins generates a corresponding preload is.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 mit der Kühlrippenanordnung 28 entspricht die Ausbildung der Kühlrippen 30, 30' und 30" der Ausbildung der Kühlrippen 12, 12' und 12", wie sie vorstehend unter Bezug auf F i g. 1 beschrieben ist. Es ist auch hier ein Druckring 32 vorgesehen, der mit einem Innenkonus außen den konischen Innenbördel 34 der Kühlrippe 30 übergreift. Es ist weiter eine Druckscheibe 36 vorgesehen, die gegen die Rückseite der letzten Druckscheibe anliegt. Abweichend von der Ausführungsform nach F i g. 1 ist hier die Welle 38 ohne Absatz ausgebildet. Die Verspannung der Kühlrippen, durch die diese unter Vorspannung zur Anlage an der Oberfläche der Welle 38 kommen, wird hier durch Spannbolzen 40 erzeugt. Zur Aufnahme der Spannbolzen, von denen eine entsprechende Anzahl über den Umfang verteilt anzuordnen ist, ist der Druckring 32 mit einem flanschartigen Ansatz 42 mit Bohrungen 44 versehen und auch die Druckscheibe 36 ist mit einem entsprechend größeren Durchmesser und Bohrungen 46 versehen. Der Spannbolzen 40 liegt mit einem Bolzenkopf 48 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gegen die Spannscheibe 36 an. Auf das Gewindeende des Spannbolzens 40 ist eine Mutter 50 aufgeschraubt, die gegen den Flansch 42 des Spannringes 46 anliegt. Die Verspannung erfolgt durch Anziehen der Mutter 50. Zum Durchführen der Spannschrauben 40 durch die Kühlrippen 30, 30' und 30" sind in den Kühlrippen zusätzliche Öffnungen vorzusehen, falls sie nicht durch ohnehin zur Luftführung vorgesehene Öffnungen hindurchgeführt werden können. In the embodiment according to FIG. 2 with the cooling fin arrangement 28 corresponds to the design of the cooling fins 30, 30 'and 30 ″ to the design of the cooling fins 12, 12 'and 12 "as described above with reference to Fig. 1. Es a pressure ring 32 is also provided here, which with an inner cone outside the conical The inner flange 34 of the cooling fin 30 engages over. A thrust washer 36 is also provided, which rests against the back of the last thrust washer. Deviating from the embodiment according to FIG. 1 here the shaft 38 is formed without a shoulder. The tension of the Cooling fins through which they are pretensioned to rest on the surface of the shaft 38 come, is generated here by clamping bolts 40. To accommodate the clamping bolts, of which a corresponding number is to be distributed over the circumference the pressure ring 32 is provided with a flange-like extension 42 with bores 44 and The pressure disk 36 is also of a correspondingly larger diameter and has bores 46 provided. The clamping bolt 40 lies with a bolt head 48 in the case of the one shown Embodiment against the clamping disk 36 on. On the threaded end of the tensioning pin 40, a nut 50 is screwed on, which is screwed against the flange 42 of the clamping ring 46 is applied. The bracing takes place by tightening the nut 50. To carry out the Tensioning screws 40 through the cooling fins 30, 30 'and 30 "are additional in the cooling fins Provide openings if they are not already provided for air ducting Openings can be passed.

Abweichend können in dem Flansch 42 bzw. der Druckscheibe 36 auch Gewindebohrungen vorgesehen sein, in die die Spannschraube mit ihrem Gewindeende einschraubbar ist. Notwithstanding, in the flange 42 or the thrust washer 36 can also Threaded bores can be provided, into which the clamping screw with its threaded end can be screwed in.

Die Länge der Befestigungsbolzen 40 ist jeweils von der Anzahl der Kühlrippen abhängig. The length of the fastening bolts 40 is each of the number of Cooling fins dependent.

Eine Kühlrippenanordnung, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, läßt sich an beliebiger Stelle eines zylindrischen Abschnittes einer Welle anordnen. Die Kühlrippenant ordnung ist in gleicher Weise demontierbar wie die Kühlrippenanordnung nach Fig. 1. A cooling fin arrangement as shown in FIG. 2 is shown, leaves can be arranged anywhere on a cylindrical section of a shaft. The cooling rib arrangement can be dismantled in the same way as the cooling rib arrangement according to Fig. 1.

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Claims

Claims: 1. Cooling fin arrangement for shafts in machines, especially for shafts in electro-dynamic machines with a plurality of attached at an axial distance from each other on the shaft, protruding from the shaft plate-shaped cooling fins, each with a central hole with a shaft surrounding inner eyelet are provided, d a d u r c h marked that the inner eyelet (16) is designed as a cone tapering towards its free end that the Inner bead on its inside adjacent to its free end with a cylindrical formed section (a) corresponding in diameter to the shaft diameter is provided that the cone angle (a) is the same for all inner eyelets that means (8, 26; 40) are provided with which the cooling fins with their nested Inner flanges are compressible in the axial direction, and that one of these means Pressure ring (22,32) belongs to the one corresponding to the outer cone of the inner eyelet Inner cone is provided, and with this against the inner flange of the one, axially outer Cooling rib of the cooling rib arrangement this rests across.

2. cooling fin arrangement according to claim 1, characterized in that on the pressure ring (22, 32) opposite side of the cooling fin arrangement a Pressure disc (26, 36) is provided, which against the adjacent to the inner eyelet radial section of the cooling rib (12 ", 30") adjacent to the thrust washer and that clamping elements acting between the pressure ring and the pressure disc are provided.

3. cooling fin arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that that on the shaft (4) for the pressure ring (22) a stop (6) and for the one with one Internally threaded thrust washer (26) is provided with a threaded section (8).

4. cooling fin arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that that tensioning screws (40) are provided between the pressure ring (22) and the pressure disc (26) which are passed through openings in the radial area of the cooling fins.

5. cooling fin arrangement according to claim 1, characterized in that the cone of the inner bead (16) is formed with an angle (a) which is equal the self-locking angle or slightly larger than this

6. Cooling fin arrangement according to claim 1, characterized in that the cylindrical section of the inner flange is provided with an internal thread and that a corresponding external thread on the shaft is provided.

The invention relates to a cooling fin arrangement for shafts in machines, especially electro-dynamic machines according to the generic term des Claim 1.

In known cooling fin arrangements of the type mentioned, the inner eyelets are the cooling fins are cylindrical and have a height that is desired Corresponds to the distance between the cooling fins. Such cooling ribs are attached to a hub, which is then pushed onto the shaft of the machine.

It is also known in tubular convector radiators that Cooling fins with their cylindrical inner eyelet under pretension directly onto the Slide open the heating pipe.

It is also known a convector heater in which the cooling fins have conical inner eyelets which are inserted into one another and thus a support tube form.

For axial bracing of the support tube, between two pressure plates, each of which bear against the radial cooling fins on the pipe ends, tension bolts are provided. Connection bodies for these pipes are fitted with fittings with the corresponding inner flanges Indoor resp.

Provided outer cones. In the fully assembled radiators are subsequently Liner pipes are used, which are brought into contact with the support pipe by expansion and to be soldered to this (US-PS 19 60941).

The object of the invention is to create a cooling fin arrangement, with which it is possible to directly with the cooling fins under prestress over a large area to bring the shaft into contact and hold on it.

This object is achieved according to the invention in that the inner flange is designed as a cone tapering towards its free end that the inner bead on its inside adjacent to the free end with a cylindrical shape Section is provided that on one side of the cooling fin arrangement, a pressure ring is provided with an inner cone corresponding to the outer cone of the inner flange is provided, and that means are provided with which the cooling fins with their Inner flanges are compressible in the axial direction.

Appropriate configurations are the subject of