DE481855C

DE481855C - Radial verzahnter Laeufer fuer elektrische Maschinen mit axialen Kuehlkanaelen in den Zaehnen

Info

Publication number: DE481855C
Application number: DEL56541D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Laszlo
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1922-10-08
Filing date: 1922-10-08
Publication date: 1929-08-31

Description

Radial verzahnter Läufer für elektrische Maschinen mit axialen Kühlkanälen in den Zähnen Radial verzahnte Läufer für elektrische Maschinen mit axialen Kühlkanälen in- den Zähnen wurden bisher so ausgeführt, daß einerseits die Breite der Zahnwurzeln so bemessen wurde, daß die Wurzel alle mechanischen Beanspruchungen aushalten konnte, und anderseits so, daß die Zähne auf dem Wege von der Zahnwurzel bis zur Zahnkrone eine Breite erhielten, die mindestens der Breite der Zahnwurzel gleich war und deren Grenze durch die zulässige Induktion in den Zähnen bestimmt wurde. Diese Art der Bemessung der Zahnbreite führt aber zu Maschinen, die noch nicht genügend ausgenutzt werden. Fällt z. B. der (Querschnitt an der Zahnwurzel in Hinsicht auf die Festigkeit größer aus, als in Hinsicht auf die zulässige Induktion notwendig ist, so sind Eisenmassen in den Zähnen vorhanden, die in Hinsicht auf die zulässige Induktion und Festigkeit in den einzelnen Zahnquerschnitten überflüssig sind und außerdem die Beanspruchung der Zahnwurzeln erhöhen. Diese Nachteile sollen vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird der Zahnrumpf entsprechend einem Träger gleicher Festigkeit ausgebildet, wodurch dieser den geringstmöglichen Raum einnimmt. Die mathematisch genaue Form von Trägern gleicher Festigkeit wird durch Exponentialkurven dargestellt, die jedoch praktisch durch ein radial nach außen hin ablaufendes gleichschenkliges Trapez, also durch eine radial nach außen hin sich entsprechend verjüngende Zahnform, genau genug angenähert wird.
Genau so wichtig ist das Herabmindern des Raumbedarfes für die Nutenverschlußstücke und für den Abschluß der Kühlkanäle gegen den Luftspalt. Die bisher bekannten Konstruktionen enthalten in diesen Teilen des Läuferquerschnitts manche überflüssige Eisen-oder Metallmassen, welche nicht nur selbst den Raum einer besseren Verwendung entziehen, sondern durch die Mehrbelastung der Zähne auch diese auf Kosten des Wicklungsquerschnitts und Kühlkanals wachsen lassen. Dies ist durch -die für diesen Zweck bisher übliche Formgebung des Nutenverschlusses - trapezförmige Keile - bedingt. Da die Wicklung in ihrer ganzen Breite bei herausgezogenen Keilen in die Nuten von oben eingefädelt wird, dürfen die Zahnköpfe gegen die sonstige Nutbreite keine Verengung aufweisen. Die trapezförmigen Keile müssen also erheblich über die Nutbreite hinaus in die Zahnköpfe hineinragen, damit sie die Eigenzentrifugalkraft und diejenige der eingelegten Läuferwicklung auf die Zähne übertragen können. Hierbei werden die Zahnköpfe beträchtlich eingekerbt und, falls axiale Kühlkanäle in den Zähnen liegen, starke Richtungsänderungen ihres mechanischen Kräfteflusses hervorgerufen. Um dies zu vermeiden, müssen bei den bisher bekannten Konstruktionen an diesen Stellen zusätzliche Eisenquerschnitte belassen werden. Reben diesen sind meistens aber auch noch andere überflüssige Eisenmassen stehengeblieben, deren Entfernung viel zu umständlich. oder sogar unmöglich ist.
Erfindungsgemäß werden die vorerwähnten Mängel durch die Anwendung an sich bekannter parallelflankiger, längsgerippter Verschlußstücke für die Wicklungsnut behoben. Irn Gegensatz zu den trapezförmigen Keilen ist die tangentiale Breite dieser Verschlußstücke nur unwesentlich größer als diejenige der Nut, obwohl diese, herausgezogen; ebenfalls die volle Nutbreite zur Einführung der Läuferwicklung freigeben und die übertragung der betrachteten Zentrifugalkräfte auf die Zähne praktisch ohne jegliche Richtungsänderung bewirken. Weiterhin ermöglichen sie bei gabelförmiger Ausbildung der Zähne sowohl die leichte mechanische Entfernung überflüssiger Eisenteile des Zahnquerschnitts wie auch, wegen der geringeren Auflageentfernung als bei trapezförmigen Keilen, die Verminderung der sonstigen Keilhöhe und somit auch der Abschlußstücke der Kühlkanäle, folglich auch die durchgehende Verminderung der Breite des Zahnrumpfes. Diese vorteilhafte Vergrößerung des Wicklungsquerschnitts und der Kühlkanäle auf Kosten überflüssiger Eisen- und Nutenkeilquerschnitte erhöht die elektrische Leistungsfähigkeit eines Läufers gegenüber den bisher bekannten ähnlichen Konstruktionen urn etwa 15 bis 2o Erfindungsgemäß erhalten die Zähne Kühl-.kanäle, die den ganzen Zahn durchsetzen und die Form eines nach innen abfallenden gleichschenkligen Dreieckes oder Trapezes besitzen.
In der Zeichnung sind in Abb. i verschiedene allgemein anwendbare -,#£usführungsbeispiele des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt. Die Wicklungsnuten a find durch die parallelflankigen, längsgerippten Abschlußstücke b verschlossen, die die eigene Zentrifugalkraft und jene der Wicklung auf die Zähne c übertragen. Die gabelförmig geteilten Zähne c sind als Träger gleicher Festigkeit ausgebildet, ihre Querschnitte verjüngen sich dementsprechend nach außen hin. Sie umschließen den Kühlkanal d, der mit ebenfalls parallelflankigen und längsgerippten Abschlußstücken e vom Luftspalt getrennt ist. Zwecks Vergrößerung des Kühlkanals und zwecks Verringerung der die Zähne belastenden Zentrifugalkräfte können diese Abschlußstücke etwas niedriger als die Nutenverschlußstücke b und von innen ausgehöhlt wie e' ausgeführt werden: Anwendungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens vornehmlich für aus geschichteten Blechen oder Platten aufgebaute Läufer zeigt schematisch Abb. z. Die Abweichung der Ausführungen von den vorher beschriebenen besteht ausschließlich darin, daß die Abschlußstücke der Kiihlkanäle c bzw. e' hier durch zweckmäßige Bearbeitung der Bleche oder Platten mit stehengebliebenen Teilen f derselben ersetzt werden, die ebenfalls. niedriger als die Nutenverschlußstücke und von innen ausgehöhlt sein können.
Die @erfrndungsgemäße Nutung wird für jede Art radial verzahnter elektrischer Maschinen mit gleichem Vorteil verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Radial verzahnter Läufer für elektrische Maschinen mit axialen Kühlkanälen in den Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Nuten und Kühlkanälen stehenbleibenden Zahnwände zur weitesten Einschränkung der Zahnquerschnitte entsprechend Trägern gleicher Festigkeit nach außen hin verjüngt sind.
2. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wicklungsnuten durch parallelflankige Nutenverschlußstücke gegen den Luftspalt abgeschlossen sind.
3. Läufer nach -Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne gabelförmig ausgebildet sind, wodurch in radialer und axialer Richtung den ganzen Zahn durchsetzende, im wesentlichen dreieckige oder trapezförmigc Kühlkanäle entstehen.
4. Läufer nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle die Unterkante (h) der Nutenverschlußstücke radial nach außen hin überragen.
Läufer nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Kühlkanäle durch parallelflankige Abschlußstücke gegen den Luftspalt abgeschlossen sind.
6. Läufer nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle zum Teil in den Abschlußstücken liegen.