DE616902C - - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 8. AUGUST 1935

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

ΛΙ 616902 KLASSE 21 di GRUPPE 55 ei

S 108518 VUlb\2id^x Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: τι. Juli 1935

Siemens-Schuckertwerke Akt.-Ges. in Berlin-Sieraensstadt Kühlanordnung für Läufer völlig geschlossener elektrischer Maschinen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. März 1933 ab

Die Erfindung bezieht sich auf geschlossene elektrische Maschinen, bei denen im Innern zur Verbesserung der Wärmeabgabe ein Luftstrom umgewälzt wird und bei denen gegebenenfalls auch über die äußere Ummantelung ein oder zwei Kühlluftströme geblasen werden können.

Um bei Maschinen dieser Art im Innern des Maschinengehäuses eine geregelte Luftströmung zu erzielen, hat man bereits vorgeschlagen, innerhalb der Maschine einen Lüfter anzuordnen, der zum Umwälzen der eingeschlossenen Luftmenge dient. Die Luftführung wurde z. B. bei einer bekannten Maschine derart vorgesehen, daß durch den neben dem Eisenkörper des Läufers angeordneten Lüfter die Luft durch axiale Kanäle im Läufer und in der Nabe angesaugt wird. Nach dem Austritt aus dem Lüfter strömt die Luft in den Wickelkopfraum auf der Lüfterseite, gelangt durch weitere axiale Kanäle im Ständereisen in den Wickelkopfraum, welcher an der dem Lüfter abgewandten Maschinenseite liegt, und strömt von dort wieder den Läuferkanälen zu. Diese Anordnung erweist sich in vielen Fällen insofern als wenig vorteilhaft, als der Ständer, aus dem die Verlustwärme zum großen Teil unmittelbar durch den Maschinenmantel abgeführt werden kann, wesentlich besser gekühlt ist als der Läufer.

Um nun eine gleichmäßigere Erwärmung sowohl des Ständers wie des Läufers zu erzielen, hat man eine Anordnung vorgeschlagen, bei der die Kühlluft abwechselnd in verschiedene Richtungen lediglich durch axiale Kühlkanäle im Läufer strömt, so daß sie im wesentlichen den Läufer und die Ständerwickelköpfe der Maschine kühlt. Bei dieser Anordnung wird die Kühlluft durch Lüfter-Hügel bewegt, die an beiden Stirnseiten des Läufers dem einen Teil der Kühlluftkanäle unmittelbar zugeordnet sind. Die Lüfterflügel besitzen dabei eine taschenähnliche Ausbildung.

Auch bei dieser bekannten Maschine wird eine verhältnismäßig unzureichende Kühlung erzielt, was auf den ungünstigen Strömungsverhältnissen in den Stirnräumen, an den Lüfterflügeln und den Stoßverlusten beim Eintritt der Luft in den Läufer beruht.

Gemäß der Erfindung wird bei einer (gegebenenfalls auch mantelgekühlten) geschlossenen elektrischen Maschine, bei der der geschlossene Ständer keine Luftführungskanäle aufweist und bei der der Läufer durch abwechselnd in verschiedenen Richtungen durch axiale Kanäle geführte, von Lüftern an den Stirnseiten des Läufers bewegte umlaufende Luftströme gekühlt wird, eine wesentliche Verbesserung dadurch erzielt, daß die an beiden Stirnseiten der Maschine angeordneten Lüfter in ihrem Nabenteil mit an die Kühlkanäle des Läufereisens sich anschließenden Gruppen von versetzten, voneinander getrennten Kanälen versehen sind, von denen die Kanäle der einen Gruppe für die Zuführung der Kühlluft zu den Lüfterschaufeln, die Kanäle der anderen Gruppe als Rückleitung für die

von den Lüftern geförderte Luft zu den Läuferkanälen dienen. Dabei können infolge geeigneter Ausbildung der in den Lüftern bzw. Lüfternaben vorgesehenen Kanäle die Stoßverluste gering gehalten werden, so daß eine wesentlich intensivere Luftströmung innerhalb der Maschine ermöglicht wird.

Erwähnt sei, daß es an sich bekannt ist, den Nabenteil des Lüfters sowie die die Lüficrschaufeln tragenden Wandteile bei Lüftern als Luftführungskanäle auszubilden, die sich an die Luftkanäle in den Läufern der elektrischen Maschine anschließen.

Bei den bekannten Anordnungen wird jedoch die Luft stets derart geführt, daß sie in den Läuferkanälen in einer Richtung dem Lüfter zuströmt.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Fig. ι zeigt einen Schnitt durch einen geschlossenen, mantelbelüfteten Kurzschlußankermotor mit einem gemäß der Erfindung gekühlten Läufer.

Fig. 2 stellt einen Teilquer schnitt durch die Maschine nach der Linie X-X der Fig. 1 in etwas größerem Maßstab dar.

Fig. 3 zeigt eine ähnlich ausgebildete Maschine. Mit ι ist die Welle der Maschine bezeichnet, auf welcher das Läufereisenpaket 2 befestigt ist. 3 bedeutet die Käfigwicklung.

Das Ständereisenpaket 4 ist in dem Gehäuse 5 befestigt; 6 bedeutet die Ständerwickelköpfe.

Das Läufereisen 2 ist mit axialen' Kühliuftkanälen 7 versehen, durch welche abwechselnd in entgegengesetzter Richtung Kühlluft durch den Läufer gesogen wird. Zur Bewegung der Kühlluft dienen zwei Lüfter 8_ß und 8_&. Diese Lüfter sind derart ausgebildet, daß sie mit zwei Gruppen von Kühlkanälen 9 und 10 (vgl. auch Fig. 2) versehen sind. Die Kanäle 9 und 10 sind über den Läuferumfang verteilt so angeordnet, daß sie an einzelne Kühlkanäle bzw. Kühlkanalgruppen des Läufers 2 angeschlossen sind, welche die Kübiluft in -verschiedener Richtung durchströmt. Die Kühlkanäle 9 sind unmittelbar an die Schaufelsysteme 1 r der Lüfter angeschlossen. Die Kühlkanäle 10 dagegen sind nach oben offen; sie ermöglichen es der aus dem Schaufelsystem der Lüfter austretenden Luft, welche zunächst die Wikkelköpfe 6 des Ständers durchströmt, wieder in die Kühlkanäle der Läufers einzutreten, ohne daß größere Stoßverluste infolge der Umlenkung der Luft hervorgerufen werden. Durch geeignete Ausbildung der Kanäle 10 und 9 bzw. der diese Kanäle trennenden Wand hat man es in der Hand, besonders günstige Strömungsverhältnisse zu erzielen.

Die beiden Lüfter 8„ und S_b sind gegenüber dem Läuferkörper gegeneinander versetzt, so daß jeweils ein Kühlkanal bzw. eine Gruppe von Kühlkanälen 7 auf der einen Seite an einen Kanal 9, auf der anderen Seite an einen Kanal 10 der Lüfter angeschlossen ist.

Durch die im Innern der völlig geschlossenen Maschine kreisende Luft wird die in den aktiven Teilen der Maschine entstehende Verlustwärme an die Gehäuseteile der Maschine, insbesondere die Stirndeckel 12, oder an die Teile 13 des Gehäusemantels 5 abgegeben. Die in dem Ständereisen 4 entstehende Verlustwärme geht infolge Wärmeleitung zum größten Teil direkt zu dem Gehäusemantel 5 über.

Die Abführung der Verlustwärme, von dem Gehäuse erfolgt durch die beiden Lüfter 14, die zu beiden Seiten der Maschine neben dem Gehäusedeckel 12 angeordnet sind. Durch diese Lüfter 14 werden durch die öffnungen 15 in den Lagerdeckeln Kühlluftströme angesaugt und über die Gehäusedeckel 12 sowie den äußeren Gehäusemantel 5 geblasen. Zur Erhöhung der Kühlwirkung sind dabei Rippen 16 an dem äußeren Gehäusemantel 5 angeordnet, wodurch die für die Wärmeabfuhr in Betracht kommende Kühlfläche bedeutend erhöht wird. Diese Rippen sind dabei so angeordnet, daß sie Kühlkanäle bilden, die abwechselnd an den verschiedenen Seiten der Maschine offen sind, so daß also auch an diesen Rippen die äußere Kühlluft abwechselnd in verschiedener Richtung verläuft.

Besonders vorteilhaft ist es, bei der beschriebenen Maschine die Schaufeln der Lüfter 8_fl, 8_Ö und 14 so auszubilden, daß die Kühlluft von den Lüftern gegen die Gehäusedeckel 12 geblasen wird, so daß ein besonders intensiver Wärmeaustausch an den Gehäusedeckeln 12 stattfindet. Dies kann ohne weiteres dadurch erzielt werden, daß die Außen- und Innenlüfter nach den Stirndeckeln der Maschine zu offen sind und daß den Lüfterschaufeln ein keilförmiger Querschnitt gegeben wird, so daß auch derartige Lüfter ohne weiteres bei Maschinen mit verschiedenen Drehrichtungen anwendbar sind.

Es sei erwähnt, daß es selbstverständlich auf die Form der Kühlkanäle 7 in dem Eisenpaket 2 des Läufers nicht ankommt. Diese können entweder zylindrisch ausgebildet sein, wie im! oberen Teil der Fig. 2 dargestellt ist, sie können aber auch länglich sein, wie der untere Teil dieser Figur zeigt. Es sind auch noch andere Formen der Kühlkanäle möglich.

Auch brauchen die Kühlkanäle 9 und 10 nicht unmittelbar neben der Welle 1 angeordnet zu sein.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Luftführung derart erfolgt, daß die Luft durch die unmittelbar neben dem Läufereisen angeord-

neten Lüfterschaufeln in radialer Richtung ausgeblasen wird und nach Umlenkung an den Stirndeckeln vorbei in radialer Richtung, auf die Welle zu gerichtet, zu den Kanälen io zurückströmt. Bei dieser Ausbildung der Lüfter 8_a bzw. 8_& kann erzielt werden, daß die im Innern der Maschine kreisenden Luftströme im Gegenstrom zu den außen über die Stirndeckel der Maschine geblasenen Luftströme geführt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Innenbelüftete, geschlossene elektrische Maschine, die gegebenenfalls auch eine Mantelkühlung haben kann, bei der der geschlossene Ständer keine Luftführungskanäle aufweist und bei der der Läufer durch abwechselnd in verschiedener Richtung durch axiale Kanäle geführte, von Lüftern an den Stirnseiten des Läufers bewegte umlaufende Luftströme gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die an beiden Stirnseiten der Maschine angeordneten Lüfter (8_a, 8_&) in ihrem Nabenteil mit an die Kühlkanäle (9, 10) des Läufereisens sich anschließenden Gruppen von versetzten, voneinander getrennten Kanälen versehen sind, von denen die Kanäle der einen Gruppe für die Zuführung der Kühlluft zu den Lüfterschaufeln, die Kanäle der anderen Gruppe als Rückleitung für die von den Lüftern geförderte Luft zu den Läuferkanälen dienen.
2. 2. Maschine nach Anspruch τ, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Stirnseiten der Maschine angeordneten Lüfter vollständig gleich ausgebildet und versetzt angeordnet sind, derart, daß die einzelnen Kühlkanäle bzw. Kühlkanalgruppen des Läufers abwechselnd an der einen Seite an die die Luft zu den Lüfterschaufeln führenden Kanäle, an der anderen Seite an die zur Rückführung der Luft zum Läufer dienenden Kanäle angeschlossen sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen