DE632854C - Oberflaechengekuehlte elektrische Maschine - Google Patents

Description

Ih der Elektrotechnik werden häufig geschlossene Maschinen verwendet, um das Eindringen von Staub und Verunreinigungen in das Maschineninnere zu verhindern. Um bei derartigen Maschinen eine Abfuhr der Verlustwärme zu erzielen, wird häufig über die Oberfläche mit Hilfe eines von der Maschine angetriebenen Lüfters ein Luftstrom geblasen, welcher die Kühlung der Maschine bewirkt.

Da sich ergeben hat, daß bei gewöhnlichen oberflächengekühlten elektrischen Maschinen zwar der Ständer der Maschine verhältnismäßig günstig gekühlt wird, dagegen die Abkühlung des Läufers verhältnismäßig schlecht ist, hat man auch bereits Maschinen gebaut, bei denen im Innern ein Kühlluftstrom umgewälzt wird, der die im Läufer entstehende Verlustwärme an die Außenfläche der Maschine abführt. Es sind auch bereits Maschinen bekanntgeworden, bei denen ein besonderer aus Kühlelementen, Rohren o. dgl. bestehender Rückkühler vorgesehen ist, durch den einerseits der Innenluftstrom der Maschine hindurchfließt und der andererseits vom Außenluftstrom der Maschine bespült ist. Bei einer bekanntgewordenen Maschinenbauart wird der Rückkühler für den Innenluftstrom der Maschine durch eine Reihe von Kühlrohren gebildet, die zwischen an dem ' Maschinengehäuse vorgesehenen Kühlrippen liegen und in das Maschinengehäuse derart eingegossen sind, daß sie die beiden Stirnkammern der Maschine miteinander verbinden. Gewissermaßen sind bei dieser bekannten Maschine die Kühlrippen für den Ständer und der Luftkühler für den Innenluftstrom ineinandergeschachtelt.

Diese bekannte Maschinenbauart ist verhältnismäßig ungünstig insofern, als die Herstellung des Maschinengehäuses mit den eingegossenen Kühlrippen große Schwierigkeiten bereitet. Das gesamte Gehäuse kann nur als Gußstück hergestellt werden, dessen Herstellung wegen der vor dem Guß in die Form einzulegenden fertigen Rohre erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Auch in kühltechnischer Hinsicht ist die bekannte Anordnung nicht besonders günstig, weil die Kühlrippen sich^ in erheblichem Umfang auf Teile des Maschinengehäuses erstrecken, die von dem der Erwärmung unterworfenen Ständereisenpaket weit entfernt sind, so daß sie auch wenig zur Wärmeabfuhr beitragen können, während andererseits im Bereich des Eisenblechpaketes selbst die von den Kühlrippen gebildete Kühlfläche infolge der zwischen den Rippen vorhandenen Rohre stark begrenzt ist.

Weiter ist eine Maschinenkonstruktion mit einem besonderen Rückkühler für den Innenluftstrom bekanntgeworden, bei der der Rückkühler an der Stirnseite der Maschine in dem Lagerschild angeordnet ist. Bei der bekannten

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl-Ing. Dr. Herbert Weißheimer in Nürnberg.

Maschine werden sowohl der durch das Innere der Maschine kreisencle" Luftstrom wie der durch den Rückkühler geführte Außenluft-.

"strom durch nebeneinanderliegende Kanäle"-am Umfang des Ständers geführt, derart, äa&,

das Ständergehäuse teilweise direkt durS^j

den Außenluf tstrom, teilweise' durch den rücli'- '*· gekühlten Innenluftstrom gekühlt wird.

Da bei dieser bekannten Anordnung also ίο die Wärmeabfuhr von dem das Blechpaket enthaltenden Ständergehäuse nur teilweise durch den Außenluftstrom' erfolgt, ist die Ständerkühlung verhältnismäßig ungünstig. . Außerdem weist die bekannte Anordnung noch den Nachteil auf, daß der Lagerschild ein kompliziertes Gußstück darstellt, das verschiedene Gruppen von Kühlkanälen aufweist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht noch darin, daß es praktisch unmöglich ist, dem Maschinenlüfter einen großen Durchmesser zu geben, der die.Erzeugung eines hohen statischen Druckes gestattet.

Nach der Erfindung wird eine wesentlich vorteilhaftere Ausbildung von oberflächengekühlten elektrischen Maschinen, bei denen die 'Ständerverlustwärme im wesentlichen an Kühlrippen des Gehäuses, die Lauferverlustwärme an besonderen, vom Innenluftstrom der Maschine durchflossenen Kühlefelementen abgeführt werden, dadurch erzielt, daß das Maschinengehäuse in dem Bereich, in dem es das Eisenblechpaket eng umschließt, lediglich mit Kühlrippen versehen ist, um die im Ständerblechpaket entstehende Wärme abzuleiten, während seitlich neben den Kühlrippen zwischen diesen und dem Lagerschild allein die Kühlelemente für die Rückkühlung des Innenluftstromes auf einer oder beiden Maschinenseiten angeordnet werden.

Bei der Ausbildung von Maschinen nach der Erfindung werden die erwähnten Nachteile der bekannten Maschinen vermieden.

Ein besonders vorteilhafter Zusammenbau der Maschine ergibt sich dadurch, daß der Kühler auf einem vorzugsweise zwischen Lagerschild und Ständergehäuse angeordneten, einsetzbaren Zwischenteil vorgesehen ist. Vor dem Zusammenbau der Maschine kann dann der Kühler auf dem Zwischenteil befestigt werden, woraufhin der Zwischenteil zusammen mit dem Kühler an die Maschine angebaut wird. Überdies kann der Zwischenteil mit dem Kühler nachträglich an ein normales Maschinenmodell zwecks Erhöhung . der Kühlwirkung angebaut werden. In diesem Fall befinden sich die Luftein- und -austrittsöffnungen auf dem Zwischenstück. Die Luft-. eintrittsÖffnungen in den Kühler sind beispielsweise an die Druckseite eines Ventilators angeschlossen. Die Luftaustrittsöffnungen.aus dem Kühler liegen etwa über den Wicklungsköpfen der Maschine.

Der Kühler kann aus zwischen Ein- und pAustrittsÖffnungen vorgesehenen Kühltaschen !er Kühlrohren bestehen, in denen dieKühleine Umlenkung von ungefähr i8o°

Jifit eine Umlenkung von ungefähr i8o er-Sfährt. Es ist aber auch die Anordnung anderer Kühlgefäße möglich.

Befindet sich der Kühler auf der entgegengesetzten Maschinenseite wie der Außenlüfter, so braucht bei der Ausbildung des Kühlers keine allzu große Rücksicht auf die Ablenkung der über den Ständerrücken geblasenen Außenkühlluft genommen werden. Zweckmäßig ist es jedoch, die Kühlflächen dieses Kühlers schräg zur Maschinenachse verlaufen zu lassen, wodurch eine verhältnismäßig große, von der Außenluft bestrichene Kühlfläche erzielt wird.

Befindet sich der Kühler auf der Seite des Außenlüfters, so werden in ihm Durchtrittsöffnungen vorgesehen, deren Querschnitt dem Querschnitt der Kanäle zwischen den Rippen der Maschine entspricht. Besonders zweckmäßig ist es, die Kühltaschen des Kühlers in ihrem Querschnitt ungefähr gleich dem der Rippen des Motors auszubilden.

Ohne das Wesen der-Erfindung zu beeinträchtigen, können auch zwei Kühler vorge- go sehen sein, von denen der eine auf der einen Maschinenseite, der andere auf der anderen Maschinenseite angeordnet· wird.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert Werden. ■

In Fig. ι ist eine Maschine gemäß der Erfindung im Längsschnitt,

in Fig. 2 im Querschnitt an der Stelle A-A der Fig. 1 dargestellt.

Fig. 3 zeigt den den Kühler tragenden Zwischenteil von oben gesehen in einer Ebene ausgebreitet.

Das Ständergehäuse 1 ist mit Rippen 2 versehen, zwischen denen der Aüßenkühlluftstrom 3 hindurchgebläsen wird. Der Außenkühlluftstrom wird durch den auf der einen Maschinenseite angeordneten Ventilator 4 angetrieben. Auf der anderen Seite der Maschine zwischen dem Ständergehäuse 1 und dem Lagerschild 5 ist der Zwischenteil 6 vorgesehen, auf dem der Kühler 7 angeordnet ist. Der Kühler besteht, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, aus einzelnen auf dem Zwischenteil aufgeschweißten, vorzugsweise aus Blech bestehenden Kühltaschen, in die durch Eintrittsöffnungen 70 der Innenkühlluftstrom 8 eintritt und durch etwa über den Wicklungsköpfen 9 angeordneten Austrittsöffnungen ι ο wieder austritt. Zur Umwälzung des Innenkühlluftstromes 8 ist der Lüfter 11 vorgesehen, der die Innenluft durch die hohl ausgebildete Maschinenwelle 12 ansaugt und sie in den

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Kühler 8 drückt. Nach Bespülen der Wicklungsköpfe 9 wird die Innenkühlluft durch die Durchtrittsöffnungen im Läuferinnern zu den anderen Wicklungsköpfen 13 geführt. In dem diese Wicklungsköpfe enthaltenden Raum ist¹ die mit der Maschinenwelle umlaufende Leitwand 14 vorgesehen.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei Innenlüftern und zwei je auf einem Zwischenteil angeordneten, zwischen Lagerschild und Ständergehäuse vorgesehenen Kühlern. Um keine Behinderung des vom Außenlüfter 4 über die Rippen 2 des Ständergehäuses ι geblasenen Außenkühlluftstromes 3 durch den auf dieser Seite auf dem Zwischenteil 15 angeordneten Kühler 16 hervorzurufen, besitzt der Kühler 16 gleichen Querschnitt wie die Ständerrippen. Auf der anderen Maschinenseite ist auf dem Zwischenteil 17 der Kühler 18 vorgesehen. Dieser Kühler ist in Fig. 5 von oben gesehen in einer Ebene ausgebreitet dargestellt. Wie ersichtlich, sind die Kühlflächen der Kühltaschen schräg zur Maschinenachse angeordnet. Dadurch wird eine verhältnismäßig große Kühlfläche und eine sanfte Umlenkung des Außenkühlluftstromes erzielt. Zum Antrieb der Innenkühlluft bei der Maschine gemäß Fig. 4 sind die ■ beiden Innenlüfter 19, 20 vorgesehen. Wie ersichtlich, ergeben sich verhältnismäßig kurze Innenkühlluftströme 21, 22.

Die Erfindung ist in ihrer Anwendung keineswegs auf Wechselstrommaschinen beschränkt, sie kann ebensogut auch für Gleich-Strommaschinen Anwendung finden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Oberflächengekühlte elektrische Maschine, bei der die Ständerverlustwärme im wesentlichen an Kühlrippen des Gehäuses, die Läuferverlustwärme an besonderen Kühlerelementen, die vom Innenluftstrom der Maschine durchströmt sind, abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinengehäuse (1) in dem Pereich, in dem es das Eisenpaket eng umschließt, lediglich mit Kühlrippen (2) versehen ist, um die im Ständerblechpaket entstehende Wärme abzuleiten, während seitlich neben den Kühlrippen zwischen diesen und dem Lagerschild (5) allein Kühlerelemente (7) für die Rückkühlung des Innenluftstromes auf einer oder beiden Maschinenseiten angeordnet sind.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (7) auf einem vorzugsweise zwischen Lagerschild (5) und Ständergehäuse (1) angeordneten einsetzbaren Zwischenteil (6) befestigt ist.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Kühler für den Innenluftstrom mit Kanälen versehen sind, welche sich an die Kanäle zwischen den Rippen des Ständergehäuses ansehließen.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnungen (70) in den Kühler an die Druckseite eines Ventilators angeschlossen sind und die Luftaustrittsöffnungen (10) aus dem Kühler etwa über den Wicklungsköpfen (9) der Maschine angeordnet sind.
5. 5. Maschine nach Anspruch 1 oder folgende, bei der ein Kühler für den Innenluftstrom nur auf der einen Seite der Maschine vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur auf der einen Seite der Maschine ein Innenlüfter (11) vorgesehen ist und die Hin- und Rückführung der Innenkühlluft zu der anderen Maschinenseite durch das Maschineninnere, insbesondere durch Durchtrittsöffnungen im Läufer, erfolgt.
6. 6. Maschine nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflächen insbesondere desjenigen Kühlers, der auf der entgegengesetzten Seite wie der Außenlüfter an der Maschine angeordnet ist, schräg zur Maschinenachse verlaufen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen