DE702994C

DE702994C - Geschlossener Drehstrommotor mit Kurzschlusslaeufer und ringscheibenartigen Kuehlrippen zum Einzelantrieb der Rollen von Walzwerksrollgaengen

Info

Publication number: DE702994C
Application number: DE1937N0040896
Authority: DE
Inventors: Hermann Nehlsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-06-29
Filing date: 1937-06-29
Publication date: 1941-02-25

Description

Die Motoren zum Einzelantrieb der Rollen von Walzwerksrollgängen müssen wegen der erforderlichen Unterbringung unter dem Plattenbelag meist mit Außendurchmessern ausgeführt werden, die kleiner sind als der Durchmesser der anzutreibenden Rollen. Zum Antrieb der Rollen kommen mit Rücksicht auf Betriebsicherheit und Wartungsbedürfnis nur geschlossene Drehstrommotoren mit Kurzschlußläufern in Betracht.

Beim Anfahren und insbesondere beim Abbremsen und beim Umkehren der Drehrichtung werden in den Läufern dieser Motoren, unabhängig davon, ob die Rollen un-

ig mittelbar oder durch Übersetzungsgetriebe angetrieben werden, erhebliche Energiemengen in Wärme umgesetzt. Sie entsprechen dem doppelten Betrag der für das Beschleunigen und das Abbremsen aller zu bewegenden Massen aufgewandten Energie. Zu der hierdurch verursachten ungewöhnlich großen Verlustwärme kommt oft auch noch der Wärmestrom, der sich von dem durch das Walzgut erhitzten Rollgang durch den Lagerschild auf den Rollenmotor überträgt, mit dem dieser meistens an den Rollgangsrahmen angeflanscht ist. Hierdurch wird insbesondere das Lager in dem Flanschschild gefährdet. Darüber hinaus gelangt der W^Tärmestrom aber auch in den Motor selbst und steigert die bereits durch die Verlustwärme bedingte Erhitzung des Motors leicht bis auf eine solche Höhe, daß die Ständerwicklung und das Fett im Lager zerstört werden.

Die in einem Rollenmotor mit gegebenem Hochlaufmoment im Läufer in Wärme umgesetzte Energie kann je nach Betriebsart des Rollganges in weiten Grenzen wechseln. Es können Verhältnisse bezüglich der zu bewältigenden Massen und bezüglich der Anfahr- und L'mkehrhäufigkeit vorliegen, bei denen

die im. Lauf er erzeugte Wärmemenge selbst über die durch Kühlrippen wesentlich vergrößerte Oberfläche des Motors ohne besondere Hilfsmittel nicht mehr abgeführt werden kann. In solchen Fällen muß entweder zur Belüftung der Oberfläche des !Motors gegriffen werden oder bei ganz ungewöhnlichen thermischen Beanspruchungen zur Durchzugsbelüftung. In anderen Fällen ist die ίο thermische Beanspruchung wieder so niedrig, daß der durch die Wärme des !Motors erzeugte natürliche Luftstrom schon genügt, um die fortlaufend entstehende Verlustwärme abzuführen.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine solche geschlossene Ausführung des Rollenmotors. dal.i bei demselben sämtliche Kühlarten zur Abführung der Verlustwärnie und zur Eindämmung eines von außen kommenden W ärmestromes nach Bedarf verwendet werden können, und zwar unter Benutzung der gleichen Bauelemente. Weiter scliliel.lt die Erfindung in sich die Ausführung des Motors an der Lrzeugungsstelle in einer solchen Art, daß bei den im Walzwerk arbeitenden Motoren von einer Kühlart in eine andere übergegangen werden kann, ohne daß der Betrieb irgendeine Unterbrechung erleidet.

Der Rollenmotor nach der Erfindung erhält ein Gehäuse mit den bekannten ringscheibenartigen Kühlrippen, welche eine wirksame Abkühlung auch bei natürlichem Luftstrom ergeben. Die Belüftung der Oberfläche des Motors oder die Durchzugsbelüftung erfolgt von einem Kanal aus, der auf der unteren Seite des Motorgehäuses angeordnet ist, und zwar derart, daß von ihm aus die Kühlluft leicht nach Bedarf zu den verschiedenen λ\ ärmequcllen und zu den Lager-Schilden geleitet werden kann.

In der Abb. 1 ist ein solcher Motor in der üblichen Ausführung als Flanschmotor im Längsschnitt und in der Abb. 2 im Schnitt senkrecht zur Motorachse dargestellt. Der Luftkanal 1. dem die Kühlluft durch den Anschlußstutzen 2 zugeführt wird, ist erfindungsgemäß auf der Unterseite des Motorgehäuses angeordnet, weil je nach Yenvendung des Motors bei besonders beschränkten Raumverhältnissen oftmals Kühlrippen und Flansche auf der Oberseite oder auf beiden Motorseiten abgeschnitten werden müssen, wie «lies durch strichpunktierte Linien in der Abb. 2 angedeutet ist. Der Luftkanal führt an der unteren Seite des Gehäuses entlang und mündet auf der Stirnseite der Gehäuseflansche. Lr steht außerdem bei 4 mit dem Raum zwischen der Stirnseite des Gehäuses und den Lagerschilden in Verbindung. Links von der Mittellinie der Abb. 1 und auf der rechten Seite der Abb. 2 ist die Ausführung des Gehäuses für Durchzugsbelüftung des Motors gezeichnet. Die durch den Stutzen 2 eingeblasene Kühlluft zieht, wie durch Pfeile angedeutet, den Kanal 1 entlang, hierbei die Ständerblech^ 3 kühlend, und tritt bei 4 in den Raum zwischen dem Lagerschild 5 und den Stirnseiten der Blechkörper des Ständers und des Läufers, von wo aus sie nach Aufnahme der Wärme der Wicklungsenden des Ständers und des Läufers sowie des Lagers durch die Öffnungen 6 im Lagerschild ins Freie tritt. Damit auch bei zeitweilig nicht belüftetem Motor kein aus der Luft niedersinkender Sinterstaub in das Motorinnere gelangen kann, sind diese öffnungen durch überstehende Dächer 7 geschützt. Die Luft kühlt nach dem Abziehen aus den Öffnungen 6 noch eine große Anzahl von radial verlaufenden Rippen, mit denen die beiden Flansche des Schildes untereinander in \ erbindung stehen, und führt dabei einen großen Teil tier vom heißen Rollgangsrahmen zum Motor strömenden Wärme ab, ehe diese das Gehäuse und das Lager erreicht.

Die rechte Seite der Abb. 1 und die linke Seite der Abb. 2 stellt die Ausführung des Gehäuses bei Außenbelüftung des Motors dar. In beide Seiten wände des Luftkanals 1 sind dabei zwischen den einzelnen Kühlrippen Locher 8 gebohrt, durch welche ein Teil der Kühlluft zwischen diese Rippen strömt. Durch ein auf der Unterseite des Gehäuses angebrachtes Führungsblech 9 wird die Kühlluft veranlaßt, den in den Abbildungen durch Pfeile angedeuteten Weg zu nehmen. Der Rest der Kühlluft tritt durch Löchern in den Flanschen des Gehäuses und der Lagerschilder auf die Außenseite des mit Kühlrippen 12 versehenen Lagerschildes 10. Durch das auf der unteren Seite des Schildes angebrachte Führungsblech 13 wird die Kühlluft gezwungen, den durch Pfeile angedeuteten Weg zu nehmen, wobei sie gleichzeitig auch das Lager des Motors wirksam umspült. Um den Fintritt der bei Außenbelüftung meist ungereinigten Kühlluft in das Motorinnere zu verhüten, wird die Öffnung 4 durch ein Sperrblech 14 verschlossen.

Gegenstand der Erfindung ist weiter die gleichzeitige Belüftung des Rollenmotors in beiden beschriebenen Arten, also mit Durchzugs- und mit Außenbelüftung. Diese gemischte Belüftung empfiehlt sich bei axial sehr langen Motoren, um ein zu hohes Ansteigen der Temperatur der Ständerwicklung in der Motormitte zu verhüten. In diesem Fall läßt man einen Teil der zugeführten Kühlluft durch kleinere Löcher in den Seitenwänden des Luftkanals zwischen die Kühlrippen streichen, während man den andern Teil der Luft teils durch das Motorinnere

ziehen und teils auf die Außenseite der Lagerschilder treten läßt.

In der Ausführung des Motors für die zuerst beschriebene Durchzugsbelüftung kann derselbe auch ohne weiteres für Eigenbelüftung verwandt werden. Unter der Wirkung des Auftriebes der durch die Wärme in den Wicklungsenden erhitzten Luft kommt selbsttätig die gleiche Luftströmung zustande wie ίο bei der Durchzugsbelüftung, jedoch mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit, so daß diese Art der Belüftung nur für thermisch weniger hoch beanspruchte Motoren Verwendung finden kann. Bei noch kleineren Bean- !5 spruchungen des Motors kann ferner auf jede Lüftung verzichtet werden, wobei der Einblasestutzen und die Austrittsöffnungen einfach durch Bleche verschlossen werden.

Wie ausgeführt, gestattet es die Anordnung so des Luftkanals auf der unteren Seite des Motors mit ringscheibenartigen Kühlrippen, mit nur einem Gehäusemodell und einem Modell für jedes der beiden Lagerschilde auszukommen. Die i\rbeiten, die an diesen Stücken auszuführen sind, um den Motor für irgendeine Belüftungsart geeignet zu machen, beschränken sich ausschließlich auf das Bohren von Löchern bzw. auf das Verschließen ursprünglich vorhandener und auf das Anbringen von Luftführungsblechen. Hierdurch wird aber eine wesentliche Verbilligung in der Herstellung der Rollenmotoren erzielt.

Gegenstand der Erfindung ist es jedoch weiter, die Motoren mit allen erforderlichen Luftlöchern von vornherein zu versehen und dieselben durch Verschlußbleche so abzudecken, daß diese auch bei in Betrieb bleibenden Motoren leicht entfernt bzw. die Luftführungsbleche angebracht werden können. Diese Ausführungsart bietet den großen Vorteil, daß ein Rollgang, der zunächst nicht besonders hoch beansprucht wird, zunächst mit Motoren ohne besondere Belüftung betrieben werden kann. Bei später notwendig werdender Leistungssteigerung des Rollganges, z. B. beim Übergang zu höheren Blockgewichten, können dann die Rollenmotcren durch einfache Umänderungen der beschriebenen Art für die höhere thermische Beanspruchung leicht und ohne Betriebsunterbrechung geeignet gemacht werden.

Die Seitenwände des Luftkanals stellen im

übrigen eine sehr erwünschte Versteifung des Gehäuses der axial meist sehr langen Flanschmotoren dar, besonders in den Fällen, wo sie wegen Raummangels auf der oberen Seite beschnitten werden müssen. Es muß ferner immer damit gerechnet werden, daß sich der Plattenbelag über den Rollenmotoren aus irgendeinem Grund verschiebt und sich dabei mit der darauf ruhenden Last auf die Motoren auflegt und diese als Freiträger ungewöhnlich stark beansprucht, so daß diese Motoren gar nicht widerstandsfähig genug ausgeführt werden können. Der Luftkanal wird ferner vorteilhaft zur Verlegung der Verbindungsleitungen zwischen der Ständerwicklung und dem auf den Kanal gesetzten Klemmbrett verwendet.

Es ist zwar bereits bekannt, zwecks Ycreinfachung der Lagerhaltung an der Erzeugungsstätte, Drehstrommotoren aus den gleichen Bauelementen für verschiedene Belüftungsarten zusammenzusetzen. Man hat zu dem Zweck das Gehäuse aber mit axial verlaufenden Kühlrippen versehen, zwischen die man nach Bedarf Kühlluft aus Kanälen schickt, die auf beiden Seiten des Gehäuses ringförmig um dieses führen. Durch Einbau von Sperrstücken kann der selbsterzeugte oder von außen zugeführte Luftstrom an den Wärmequellen des Motors vorbeigeleitet werden. Die Konstruktion des Motors ist dort jedoch so, daß diese Sperrstücke vor dem Einbringen der Ständerwicklung eingesetzt werden müssen und nachher ohne Gefährdung der Wicklung kaum mehr zu entfernen sind. Eine Änderung der Belüftungsart ist bei diesen Motoren nicht mehr möglich, wenn sie die Erzeugungsstätte verlassen haben, und sie ist auch gar nicht beabsichtigt. Der Motor nach der Erfindung unterscheidet sich aber dadurch vorteilhaft von dieser Bauart, daß der Übergang in eine andere Kühlungsart an der Verwendungsstelle selbst bei im Betrieb bleibendem Motor möglich ist, womit den oft wechselnden Anforderungen im Walzwerksbetrieb Rechnung getragen wird. Des weiteren ist bei der bekannten Motorbauform keinerlei Rücksicht auf Kühlung '00 der Lager und auf Abwehr eines von außen kommenden Wärmestromes genommen, die bei Rollenmotoren, die an den heißen Rollgang angeflanscht sind, unerlässig ist. Die axial verlaufenden Kühlrippen haben weiter ">5 den Xachteil, daß sie bei gleicher Gesamtoberfläche viel weniger Wärme abführen als die ringförmig angeordneten des Motors nach der Erfindung, wenn zur Kühlung der vollkommen geschlossenen Maschine nur der n<> natürliche äußere Luftstrom dienen soll, was bei wenig" beanspruchten Rollenmotoren häufig verlangt wird.

Es sind ferner, insbesondere bei großen Drehstromgeneratoren, Ausführungsarten angewendet worden, die gestatten, durch Umlegen von eingebauten Führungsblechen den Kühlluftstrom so zu leiten und in seiner Stärke so zu regeln, wie es die jeweiligen Belastungsverhältnisse und die Raumtemperatur des Maschinenhauses erfordern. Diese Konstruktionen beziehen sich jedoch nur auf

Durchzugsbelüftung· und tragen ebenfalls nicht der Kühlung der Lager und von außen kommenden Wärmeströmen Rechnung.

In der Ausbildung des Rollenmotors mit ringscheibenartigen Kühlrippen in der Art, daß von einem gleichzeitig Festigkeitsrücksichten dienenden Luftkanal auf der Unterseite aus jede beliebige Kühlungsart selbst bei in Betrieb bleibenden Motoren angewandt

ίο werden kann, die gleichzeitig auch noch von außen kommenden Wärmeströmen Rechnung trägt, ist das Wesen der Neuerung zu erblicken.

Die so aufgebauten Rollenmotoren können

'5 gleich vorteilhaft zum unmittelbaren Antrieb der Rollen als auch zum mittelbaren durch Übersetzungsgetriebe Verwendung finden.

Claims

Patentanspruch:

Geschlossener Drehstrommotor mit Kurzschlußläufer und ringscheibenartigen Kühlrippen zum Einzelantrieb der Rollen von Walzwerksrollgängen, dadurch gekennzeichnet, daß zur wahlweisen Benutzung der Durchzugsbelüftung, Außen- »5 belüftung und natürlichen Kühlung während des Betriebes von dem Motorgehäuse auf seiner Unterseite ein in der Achsrichrichtung am aktiven Eisen entlang führender, mit öffnungen gleichen Querschnittes 3» an den beiden Längs- und Stirnseiten versehener Kanal gebildet wird, durch den die von unten zugeführte Kühlluft durch Freigabe oder Verschließen der einzelnen öffnungen wahlweise zwischen die Kühlrippen, in die Wickelkopfräume, an die Außenseite der mit Kühlrippen versehenen Stirnschilde oder an alle Stellen gleichzeitig geleitet wird, wobei die Verschlußelemente der einzelnen öffnungen 4» so angebracht sind, daß bei in Betrieb bleibendem Motor der Übergang von eine Kühlungsart in eine andere durchgeführt werden kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen