DE6607245U

DE6607245U - Gekapselter elektromotor mit fluessigkeitskuehlung

Info

Publication number: DE6607245U
Application number: DE19676607245
Authority: DE
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1967-07-05
Filing date: 1967-07-05
Publication date: 1971-02-11

Description

Gekapselter Elektromotor mit Flüssigkeitskühlung

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem gegen die äußere Atmosphäre abgedichteten Läufer und einem als Gehäuse dienenden Ständer, der Kühlflüssigkeit aufnehmende Kanäle aufweist, die als zweigängige, von einer mit dem Gehäuse dicht verbundenen Hülse überdeckte Gewindenuten ausgebildet sind.

Bei solchen, beispielsweise aus der britischen Patentschrift 1 050 071 bekannt gewordenen Elektromotoren ist der Zu- und Ablauf der Kühlflüssigkeit unbefriedigend gelöst insofern, als besondere Rohrleitungen am als Gehäuse dienenden Ständer vorzusehen sind, die eine Abdichtung des im Gehäuse gelagerten Läufers gegenüber der Atmosphäre erschweren.

Es ist auch bekannt, den Ständer eines derartigen Elektromotors mit einem Doppelmantel zu versehen. Die Kühlflüssigkeit wird durch im Doppelmantel des Gehäuses angeordnete besondere Führungswände zu einem wendeiförmigen Umlauf gezwungen. Zur Wärmeübertragung vom Läufer auf die Kühlflüssigkeit dient die Innenluft, die, von einem Ventilator in

-2-

3ev/egung gesetzt, konzentrische Reihen von die Führungswände durchsetzende Kühlrohre durchströmt. Der Zufluß der Kühlflüssigkeit erfolgt entweder über zwei Anschlußstutzen in der Mitte des spiralförmigen Blechpaketes in zwei von einer V/and getrennten GehUusehälften oder bei durchgehendem Gehäuse über einen Stutzen. Der Abfluß erfolgt entweder an beiden Enden oder an einem Ende des Gehäuses.

Der Doppelmantel des Gehäuses und die von Kühlrohren durchsetzten FUhrungswände sind konstruktiv sehr aufwendig, sie benötigen viel Raum und sind verhältnismäßig schwer, auch ist die Herstellung Una die Montage der Bauteile kompliziert Und teuer.

Die Ausbildung von Kühlkanälen ist hei luftgekühlten Elektromotoren einfacher. Hier wird in der Regel das Motorgehäuse an seiner inneren Mantelfläche in axialer Richtung von einem eingängigen, schraubenförmigen Kanal durchsogen, der von einem das Ständerblechpaket haltenden Rahmen abgedeckt ist. An beiden Stirnseiten schließen zylindrische Deckel, die Lagerschalen für die Läuferwelle aufweisen, den Motor nach außen hin ab und weisen je eine Durchflußoffnung für den Zu- und Abfluß der Kühlluft auf. Der Läufer selbst ist stirnseitig von zwei vfeiteren Blechkappen abgedichtet. Ein auf der Läuferwelle sitzendes Ventilatorrad saugt Kühlluft •von außen an und drückt sie durch die wendeiförmigen Kanäle an Richtung Auslaßöffnung, um die Betriebswärme des Elektromotors abzuführen (US-Patentschrift 1 60I 531)·

Infolge der großen, zur Kühlung des Motors nötigen Luftmengen sind auch diese Einrichtungen schwer und sperrig, ganz abgesehen davon, daß zur Kühlung Außenluft vorhanden sein muß, was nicht immer der Fall ist. Dies gilt insbesondere in der Raumfahrttechnik. Hier sind nicht nur die besonderen Anforderungen zu beachten, die ein Betrieb im Vakuum mit sich

bringt, vor allem ist hier ¹SUf geringen Raumbedarf und geringes Gewicht bei großer Zuverlässigkeit zu achten. Da ferner die Stückzahlen sehr gering sind, sollte auch der Fertigungsaufwand für solche Motoren gering sein.

Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, einen flüssigkeitsgekühlten Elektromotor raumsparend so auszubilden, daß seine das Kühlmedium aufnehmenden Kanäle einfach und kost&nSpärenä herstellbar und derart angeordnet sind, daß eine sichere Abdichtung gegenüber Vakuum bei stark schwankenden Temperaturen mit einfachen Mitteln möglich ist, also einen Elektromotor zu schaffen, der insbesondere für den Einsatz in der Raumfahrt besonders gut geeignet ist.

Ausgehend von einem Elektromotor mit einem gegen die äußere Atmosphäre abgedichteten Läufer und einem als Gehäuse dienenden Ständer, der Kühlflüssigkeit aufnehmende Kanäle aufweist, die als zweigängige, von einer mit dem Gehäuse dicht verbundenen Hülse überdeckte Gewindenuten ausgebildet sind, •ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ..beiden letzten Gänge über eine Ringnut ineinanderlaufen und daß die beiden ersten Gänge in je ein in einer Ebene liegen-„des Ringnutstück führen, die jeweils über Durchflußöffnungen mit Anschlußstutzen kommunizieren, welche in den etwa in der 'Ebene der Ringnutstücke liegenden Füßen des Gehäuses angeordnet sind. Hierbei weisen die als Gewindenuten ausgebilde- -25 ten Kühlkanäle einen rechteckigen Querschnitt auf.

Auf diese verblüffend einfache Weise gelingt es, ohne großen Aufwand einen gekapselten, flüssigkeitsgekühlten Elektromotor kleiner Abmessungen zu schaffen, der leicht und äußerst robust sowie einfach und sicher gegen Vakuum abdichtbar ist.

Für den Einsatz in einem Raumflugkörper wird als Kühlmedium vorzugsweise öl verwendet, so daß der Elektromotor innerhalb

eines geschlossenen Systems einer Hydraulikanlage arbeitet, das Kühlmedium also gleichzeitig als Hydraulikflüssigkeit dient.

Da die Zufluß- und Abflußöffnungen des Kühlmedium auf der gleichen Seite des Elektromotors angeordnet sind, ist eine "leichte Montage bei den beschränkten Platzverhältnissen im Innern einer Rakete möglich und werden unnötig lange und Irnmnl i 7.1 ρτΊ-.ρ Rohr¹! pi hunffpn verrni

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeis;pieles im einzelnen beschrieben. Es zeigen

Figur 1 einen Schnitt durch einen flüssigkeitsgekühlten gekapselten Elektromotor gemäß der Erfindung und

Figur 2 einen Schnitt nach der Linie 2 - 2 in Fig* I.

Ein Elektromotor 1, bestehend aus einem Läufer 2 und einem Ständer 5, weist als Gehäuse 4 einen dickwandigen Hohlzylinder auf, dessen Stirnseite von deckeiförmigen Scheiben 6 und 7 vakuumdicht verschlossen sind; vgl. Fig. 1. Zu diesem; Zwek-■ ke sind zwischen Scheibe und flanschartiger Stirnseite des „Gehäuses jeweils Dichtringe 8 und 9 vorgesehen. Der Vollstän- ^:2o -digkeit halber sei erwähnt, daß die Scheiben 6 und 7 die ■X I nicht näher bezeichneten Lager für den Läufer aufweisen.

^i:- ¹In die äußere Mantelfläche des Gehäuses 4 sind Kühlkanäle 12 und 14 in Form von zweigängigen Gewindenuten eingearbeitet*, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die beiden letzten Gänge 12a und 14a laufen über eine Ringnut 15 ineinander, während die beiden ersten Gänge 12b und 14b in je ein in einer Ebene liegendes Ringnutstück 16, 17 münden; vgl. Fig. 2. Auf das Gehäuse 4 ist eine Zylinderhülse 18 mit Paßsitz aufgeschoben, die über an ihren Enden angeordnete Schweißnähte

♦ ■

19 und 2ο mit dein Gehäuse druckdicht verbunden ist, /\uf diese Weise sind die Ringnutstücke ΐβ und 17, die als Gewindenuten ausgeführten Kühlkanäle 12 und 14 und die Ringnut 15 überdeckt sowie die KUhlkanäle gegeneinander abgedichtet.

Mit den Ringnutstücken 1β und 1? sind als Zufluß 21 und als Abfluß 22 bezeichnete Bohrungen verbunden, die bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel durch am Gehäuse 4, etwa in ä?r Bbsns d§r Ringnutstücke befestigte FuSe 25 und 24 ins CProie münden. Um nicht dargestellte Zu- und Ableitungen bequem anbringen zu können, sind Anschlußstutzen 25 und 26 vorgesehen. Zwei weitere Füße 27 und 28 sind am entgegengesetzten Ende des Gehäuses angeordnet und bilden mit den vorgenannten Füßen die Standflächen für den Elektromotor.

Die vorstehend beschriebenen Gewindenuten bilden ein Kühlsystem für den Elektromotor in der Weise, daß eine über den Zufluß 21 eingeleitete Kühlflüssigkeit über den Kühlkanal 12 von links nach rechts in bezug auf Fig. 1 das Gehäuse 4 wendelförmig umströmt und über die Ringnut I5 und den Kühlkanal •14 das Gehäuse von rechts nach links in bezug auf Fig. 1 ebenfalls wendelförmig umströmt, um am Abfluß 22 auszutreten.

»Die zur Umwälzung der Kühlflüssigkeit, beispielsweise bei ^Verwendung des Elektromotors als Antriebsmittel für eine Hydraul ikpumpe in einem geschlossenen Hydrauliksystem eines -Raumflugkörpers ein Hydrauliköl, erforderliche Pumpe ist hi^ fda sie nicht zur Erfindung gehört, weder dargestellt noch be schrieben. Ebenso ist der Anschlußflansch für eine von dem Elektromotor angetriebene Hydraulikpumpe nicht näher dargestellt, lediglich der antreibende Wellenstumpf des Läufers 2 ist der Vollständigkeit halber mit 29 bezeichnet. Durch diesen Anschlußflansch wird auch die noch offene Seite des Elek tromotors vakuumdicht abgedichtet.

-SchutzansOrüche-

Claims

Schutzansprüche

1. Elektromotor mit einem gegen die äußere Atmosphäre abgedichteten Läufer und einem als Gehäuse dienenden Ständer, der Kühlflüssigkeit aufnehmende Kanäle aufweist, die als zweigängige, von einer mit dem Gehäuse dicht verbundenen Hülse überdeckte Gewindenuten ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden letzten Gänge (12a, 14?.) üter eine Ringnut (15) ineinanderlaufen und daß die beiden ersten Gänge (12b, l4b) in je ein in einer Ebene liegendes Ringnutstück (l6, I7) führen, die jeweils über Durchflußoffnungen (21, 22) mit Anschlußstutzen (25, 26) kommunizieren, welche in den etwa in der Ebene der Ringnutstücke (16, 17) liegenden Füßen (23, 24) des Gehäuses (4) angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß d.,e als Gewindenuten ausgebildeten Kühlkanäle (12, 14) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.