DE3933067C2 - - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
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- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
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Description
Die Erfindung betrifft einen zwangsgekühlten Elektromotor
mit einem Stator, einem Rotor und Lagerschilden sowie einem
Lüfter für höhere Schutzarten als IP 23.
Elektrische Normmotoren in den einzelnen Schutzarten, z.B.
IP 23 oder IP 54 (DIN 40 050) sind baulich sehr
unterschiedlich ausgeführt. Das bedeutet, daß für jede
Motorbauart eigens für sie bestimmte Bauteile erzeugt und
bevorratet werden müssen. Der Hintergrund dieser
unterschiedlichen Bauausführung ist, daß je nach Schutzart
abweichende Führungen der Kühlluft zu beachten sind. Bei den
höheren Schutzarten sind spannungsführende Maschinenteile
gegenüber Fremdkörper oder Wassereinbruch zu schützen, so
daß nicht mehr genügend Kühlluft an die Wickelköpfe der
Spulen im Stator herankommt. Man wählt für diese höheren
Schutzarten daher häufig die Ausführung mit Kühlrippen am
Außenumfang. Durch einen an eine Stirnseite des Motors
angebauten Lüfter wird Kühlluft in axialer Richtung durch
die zwischen den Rippen gebildeten oben offenen Kanäle
geführt, wobei allerdings das Kühlergebnis am Anfang und
Ende des Motors sehr unterschiedlich ist. Durch die oben
offenen Kühlkanäle streicht die Kühlluft nur auf einem Teil
der Länge über den Gehäusemantel und kühlt diesen, während
zunehmend in axialer Gehäuserichtung die Kühlluft nach oben
aus den Kanälen entweicht und das Ende des Motorgehäuses
nicht mehr ausreichend gekühlt wird. Bei den niederen
Schutzarten saugt
oder drückt der an eine Stirnseite des Motors angesetzte
Lüfter durch Öffnungen in dem Lagerschild, das an dem dem
Lüfter abgewandten Axialende des Motors angeordnet ist,
Umgebungsluft und fördert diese in axialer Richtung durch
die freien Räume in dem Motor. Beispiele für die
unterschiedliche bauliche Gestaltung von herkömmlichen
Normmotoren zeigen die Fig. 1 und 2. Fig. 1 zeigt dabei
einen Elektromotor niedriger Schutzart, z.B. IP 23, und
Fig. 2 einen Normmotor höherer Schutzart, z.B. IP 54. Wie
ohne weiteres erkennbar ist, sind die Gehäuseausführungen
beider Normmotor-Typen sehr unterschiedlich.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, im Interesse
einer Standardisierung für Elektromotoren niedriger und
auch höherer Schutzart gleichgestaltete Gehäuse und Mittel
vorzusehen, die eine intensive Kühlung für höhere
Schutzarten ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß
Elektromotoren der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen,
die gekennzeichnet sind durch lösbare dichtende Abdeckungen zum
Schutz der elektrischen Teile, wie der Wickelköpfe in den Stirnräumen des Motors
zwischen der Stirnseite des Ständerblechpaketes und den
Lagerschilden, welche die Räume mit den elektrischen Teilen
vor den durch strömendes Kühlmedium gekühlten Räumen
dichtend trennen.
Bevorzugt hat die Abdeckung die Form eines Topfes, Ringes
oder einer Ringscheibe und kann Kühlrippen besitzen.
Das Ständerblechpaket kann ferner radial vergrößert sein und
mehrere durchgehende Axialbohrungen enthalten.
Weiterhin kann der Motor ohne Gehäuse derart ausgeführt
sein, daß topfförmige Lagerschilde am Ständerblechpaket
direkt befestigt sind, wie es z.B. aus DE-OS 15 38 900
bekannt ist.
Wie z. B. aus CH 4 06 396 bekannt, können die topfförmigen
Lagerschilde mit dem Ständerblechpaket mittels
Schraubenbolzen, die durch einzelne der Axialbohrungen im
Ständerblechpaket hindurchgesteckt sind, miteinander und mit
dem Ständerblechpaket verspannt sein. Diese Teile können
aber auch verschweißt werden.
Die radiale Vergrößerung des Ständerblechpakets, die an
sich z.B. aus der DE-PS 8 73 718 bekannt war, ermöglicht die
Unterbringung von axialen Kühlkanälen, die für alle Bauarten
gute Kühlbedingungen auf der gesamten Länge des
Motors schaffen. Der Fortfall des eigentlichen
Ständergehäuses und die Möglichkeit, die topfförmigen
Lagerschilde für beide Maschinenseiten identisch
auszubilden, ergibt eine gute Möglichkeit, die Vielfalt
der Bauteile drastisch zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung ist es möglich mit der o.g. Reduzierung
der Bauteile Motoren der Schutzart IP 23 durch einfache
zusätzliche lösbare Abdeckungen zum Schutz der elektrischen
Teile, vor allem der Wickelköpfe des Ständers, für eine
höhere Schutzart herzurichten. Diese Abdeckungen können
die Form von Töpfen, Ringen oder Ringscheiben besitzen und
sind in den Stirnräumen des Motors zwischen den Stirnseiten
des Ständerblechpakets und den Lagerschilden eingesetzt.
Die Berührungsflächen sind gemäß der jeweiligen
Anforderungen bei aggressiver Atmosphäre Feuchtigkeit,
Fremdkörper usw. abgedichtet. Das Gehäuse oder die
Gehäuseteile können dann für alle Schutzarten gleich sein.
Die topfförmigen Lagerschilde können an beiden Seiten und
zusätzlich oben mit Anbauflächen für den Klemmenkasten und
das Leistungsschild versehen sein. Je nach Zugänglichkeit
kann dann der Klemmenkasten und das Leistungsschild an einer
beliebigen der drei Seiten angebracht werden.
Die unterschiedliche Länge des Ständerblechpakets bei den
Elektromotoren unterschiedlicher Schutzart kann entweder
durch einen zusätzlichen Gehäuse-Distanzring oder mehrere
Löcher bzw. Langlöcher für die Befestigungsschrauben im
Gehäusefuß kompensiert werden.
Die erfindungsgemäße Bauausführung eines Elektromotors
bietet unabhängig von seiner Schutzart folgende Vorteile:
- - die wesentlichen Inaktivteile können für Motoren unterschiedlicher Schutzart verwendet werden. Durch diese Standardisierung können Fertigungskosten sowie Lagerhaltungskosten in nicht unerheblichem Maße eingespart werden;
- - die Kühlung aller Motoren gleich welcher Bauart wird beträchtlich intensiviert; woraus die Möglichkeit für eine Reduzierung der Lüfterleistung, aber auch eine Verringerung der Luftgeräusche resultiert;
- - der Wärmeübergang vom Blechpaket an die Kühlluft erfolgt bei fehlendem Gehäuse direkt und nicht wie bisher auf dem Umweg über das Gehäuse;
- - die durch magnetische Anregungen verursachten Geräusche werden durch die Verstärkung des Joches im Ständerblechpaket gemildert und können sich nicht radial auf frei schwingende Gehäuseteile (Gehäusemantel, Stege, Kühlrippen u.a.) fortpflanzen;
- - durch das Fehlen des Gehäusemantels im Mittelabschnitt des Motors wird Gewicht eingespart, wenn die radiale Vergrößerung des Ständerblechpaketes über eine axiale Paketverkürzung aufgrund der intensiveren Kühlung kompensiert wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Elektromotors jeweils in teilweise
geschnittener Seitenansicht dargestellt, anhand deren die
Erfindung näher erläutert wird. Es zeigen
Fig. 1 einen Elektromotor in der Ausführung als
luftgekühlter Drehstrommotor, wie er z.B. für die
Schutzart IP 23 gewählt wird,
Fig. 2 den Längsschnitt eines herkömmlichen Normmotors etwa
der Schutzart IP 44,
Fig. 3 einen Elektromotor in der Ausführung als
luftgekühlter Drehstrommotor, wie er z.B. für die
Schutzart IP 23 gewählt wird, jedoch mit zusätzlicher
kappenförmiger Abdeckung der Wickelköpfe für höhere
Schutzart als IP 23;
Fig. 4 den Längsschnitt eines herkömmlichen Normmotors etwa
der Schutzart IP 44. Die radialen Gehäuseöffnungen
sind zum Schutz der Wickelköpfe durch
Ringabdeckungen geschlossen.
Fig. 5 die erfindungsgemäße Ausführung eines Motors für
niedrige und höhere Schutzarten mit Sauglüftung und
Topfabdeckung der Wickelköpfe;
Fig. 6 eine andere erfindungsgemäße Ausführung für Motoren
niedriger und höherer Schutzart mit Drucklüftung und
Ringabdeckung der Wickelköpfe.
Gemäß Fig. 1 besteht der luftgekühlte Drehstrommotor, z.B.
der Schutzart IP 23, aus dem Ständerblechpaket 1, den Spulen
2 im Stator mit den beidseitig über die Enden des
Ständerblechpakets 1 hinausragenden Wickelköpfen 3 und dem
konzentrisch im Stator angeordneten Rotor 4, der
Lüfterflügel 5 zur Intensivierung der Kühlung der
Wickelköpfe 3 an seinen axialen Enden besitzt.
Stator und Rotor sind vom Gehäuse 6 umgeben. An den
gegenüberliegenden axialen Enden des Gehäuses 6 sind die
Lagerschilde 7 angeflanscht, in denen Öffnungen 8, 9 zum
Ein- und Austritt von Kühlluft in bzw. aus dem Inneren des
Gehäuses 6 vorgesehen sind. Die Kühlluft wird durch einen an
einem Ende des Gehäuses 6 auf die Welle 10 des Rotors 4
aufgesetzten Sauglüfter 29 durch das Innere des Gehäuses 6
gesaugt. Der Weg der Kühlluft durch das Innere des Gehäuses
6 ist durch Pfeile 13 markiert. Leitbleche 14 sorgen dafür,
daß die Wickelköpfe 3 von Luft umströmt werden.
Am Motorengehäuse angeformt sind Füße 11 mit Löchern für den
Durchtritt von Schrauben zur Befestigung des Motors auf dem
Fundament und eine Öse 12 zum Einsetzen eines Kranhakens.
Für höhere Schutzart als IP 23 sind nach Fig. 3 die
elektrischen Teile des Motors, insbesondere die Wickelköpfe
3, durch eine lösbare Abdeckung abgeschirmt. Die lösbare
Abdeckung hat bei der Ausführung nach Fig. 3 die Form einer
Kappe 20. In den beiden Stirnräumen des Motors erstreckt
sich eine Kappe 20 zwischen dem Lagerschild 7 und dem
Ständerblechpaket 1. Die Pfeile 15 kennzeichnen die
Luftzirkulation innerhalb des nach außen durch die Kappen 20
abgeschlossenen Raums. Die durch den Sauglüfter 29 bewegte
Kühlluft wird aus der Umgebung durch die Öffnungen 8 in den
Motor gesaugt und strömt in axialer Richtung um die Kappe 20
durch den zwischen dem Ständerblechpaket 1 und Gehäuse 6
gebildeten Ringkanal in Pfeilrichtung 13.
Infolge der die elektrischen Teile abdeckenden Kappen 20
läßt sich der gleiche Motor auch für höhere Schutzarten als
IP 23 betreiben. Bei der Ausführung nach Fig. 4 kann der
gleiche Motor durch alleiniges Einsetzen eines Rings 21, der
die Radialöffnungen 25 im Gehäuse 6 dicht verschließt, für
höhere Schutzarten als IP 23 eingesetzt werden.
Die Lagerschilde 7 sind als Gußteile (Lagerschildtöpfe)
ausgeführt. Die Lagerschildtöpfe auf der Antriebsseite und
auf der Lüfterseite sind im Interesse der höheren
Teilestandardisierung gleich ausgeführt.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 sind beide Wickelköpfe 3,
die über die Stirnseiten des Ständerblechpakets 1 vorragen,
für Elektromotoren höherer Schutzart als IP 23 wieder durch
eine Kappe 20 abgedeckt. Die Kappe 20 erstreckt sich
zwischen dem Lagerschild 7 und der gegenüberliegenden
Stirnseite des Ständerblechpakets 1, wobei an beiden
Berührungsflächen 22, 23 Dichtungen eingelegt sind.
Anstelle des Sauglüfters 29 in Fig. 5 kann auch ein
Drucklüfter 30 gemäß Fig. 6 eingesetzt werden, in dem der
Kühlluftstrom 13 in umgekehrter Pfeilrichtung 13 verläuft. Nach
Fig. 6 wird die höhere Schutzart als IP 23 erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Wickelköpfe und elektrischen Teile
zwischen Lagerschild 7 und Ständerblechpaket 1 durch
Ringe 21 abgedeckt sind, die wiederum an den Kontaktflächen
22, 23 durch eingelegte Dichtungen gegenüber der äußeren
Kühlluft abgedichtet sind. Die identischen Lagerschilde 7 in
Fig. 6 weisen nur im äußeren Randbereich Öffnungen 8 für den
Ein- und Austritt der Kühlluft auf.
Das Gehäuse besteht aus zwei die Lagerschilde 7 bildenden
Teilen, die auf Umfangspaßflächen 18 an den axialen Enden
des Ständerblechpakets aufgeschoben und mit diesen
verbunden sind. Zum Verbinden der Lagerschilde 7 mit dem
Ständerblechpaket 1 werden Schraubenbolzen 19 verwendet,
die durch einzelne der Axialbohrungen 17 im Ständerblech
paket hindurchgesteckt sind.
An den Lagerschilden 7 sind Anbauflächen 24 an drei um 90°
gegeneinander versetzten Seiten, zwei seitlich und eine
oben, für den Anbau eines Kemmenkastens oder eines
Leistungsschildes vorgesehen.
Claims (7)
1. Gekühlter Elektromotor mit einem Stator, einem Rotor
und Lagerschilden sowie einem Lüfter für höhere
Schutzarten als IP 23,
gekennzeichnet durch lösbare
dichtende Abdeckungen zum Schutz der elektrischen Teile,
wie der Wickelköpfe (3), in den Stirnräumen des
Elektromotors zwischen der Stirnseite des
Ständerblechpaketes (1) und den Lagerschilden (7).
2. Elektromotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Abdeckungen die Form einer Kappe (20) eines Ringes (21) oder
einer Ringscheibe haben.
3. Elektromotor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß an den
Abdeckungen Kühlrippen angeformt sind.
4. Elektromotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Ständerblechpaket (1) radial vergrößert ist und mehrere
durchgehende Axialbohrungen (17) enthält.
5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse aus zwei die Lagerschilde (7) bildenden Teilen
besteht, die auf Umfangspaßflächen (18) an den axialen
Enden des Ständerblechpaketes (1) aufgeschoben und mit
diesem verbunden sind.
6. Elektromotor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagerschilde (7)
mittels Schraubenbolzen (19), die durch einzelne der
Axialbohrungen (17) im Ständerblechpaket (1)
hindurchgesteckt sind, miteinander und mit dem
Ständerblechpaket (1) verspannt sind.
7. Elektromotor nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagerschilde (7) identisch ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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DE3933067C2 true DE3933067C2 (de) | 1991-10-24 |
Family
ID=25873082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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