DE7313982U

DE7313982U - Cooling air guiding device for an electrical machine

Info

Publication number: DE7313982U
Application number: DE7313982U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1973-09-06

Description

Ktihlluftführungsvorrichtung für eine elektrische MaschineCooling air guide device for an electrical machine

Die Neuerung betrifft eine Kühlluftführungsvorrichtung für eine elektrische Maschine mit axial aus den mi\, um die Maschinenwelle verteilt angeordneten stirnseitigen Luftöffnungen versehenen haubenartigen Lagerschilden ragenden V/ellenlagern mit vergrößerten Kühloberflächen und innerhalb mindestens eines Lagerschildes koaxial zur Maschinenwelle angeordnetem Lüfter. Insbesondere bei größeren elektrische Maschinen für höhere Drehzahlen reicht die Eigenkühlung der als Gleitlager ausgebildeten Wellenlager vielfach nicht mehr aus, um die entstehende Lagerwärme ausreichend nach außen abzuführen, so daß aufwendige Lagerkonstruktionen mit rückgekühlten Druckölanordnungen erforderlich sind. Zur Verbesserung der Luftkiihlung wird vielfach die kalte Außenluft vom Lüfter über das außen liegende Wellenlager angesaugt, wozu vorzugsweise jedem der beiden Wellenlager ein Lüfter zugeordnet wird und sich somit Maschinen in der sogenannten Gegenbläserausführung ergeben, bei der die beiden Luftströme der beiden Lüfter voneinander getrennt in entgegengesetzter Längsrichtung über den Ständer- bzw. Maschinenrücken fließen. Die von dem oder den Lüftern durch die stirnseitigen Luftöffnungen von außen angesaugte kalte Außenluft überstreicht dabei aber nur zu einem verhältnismäßig geringen Teil und mit geringer Geschwindigkeit die Wellenlageroberflache, was in Fällen hoher Maschinenausnutzung zur alleinigen Wärmeabfuhr der Wellenlager nicht ausreicht, so daß eine zusätzliche ölkühlung vorgesehen werden muß.The innovation relates to a cooling air guide device for an electrical machine with front air openings distributed axially out of the middle and around the machine shaft provided hood-like end shields protruding V / ellenlager with enlarged cooling surfaces and arranged within at least one bearing plate coaxially to the machine shaft Fan. In the case of larger electrical machines for higher speeds in particular, the self-cooling of the plain bearing is sufficient trained shaft bearings are often no longer sufficient to adequately dissipate the resulting bearing heat to the outside, so that complex bearing constructions with recooled pressurized oil arrangements are required. To improve air cooling the cold outside air is often drawn from the fan via the outside shaft bearings sucked in, for which purpose a fan is preferably assigned to each of the two shaft bearings and themselves thus machines in the so-called counter-blower version result, in which the two air flows of the two fans from each other flow separately in opposite longitudinal directions over the back of the stand or machine. The one or the other Fans sucked in from the outside through the front air openings However, cold outside air only passes over a relatively small part and at low speed the shaft bearing surface, which in cases of high machine utilization for the sole purpose of dissipating heat from the shaft bearings is not sufficient, so that additional oil cooling must be provided got to.

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Beeinträchtigung der Luftkühlung der Maschine und ohne Vergrößerung der Lüfter die Luftkühlung der Wellenlager so zu verbessern, daß gesonderte Lagerkühlmaßnahmen entfallen können.The innovation is based on the task without impairing the air cooling of the machine and without increasing the Fan to improve the air cooling of the shaft bearings so that separate bearing cooling measures can be omitted.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt gemäß der Neuerung dadurch, daß an der Außenseite des Lagerschildes ein die stirnseitigen Luftöffnungen in radialer und axialer Richtung überdeckender, bis höchstens zur äußeren Stirnfläche des Wellenlagers reichender und dieses mit Abstand umgebender Lufttrichter angeordnet ist.The solution to the problem is achieved according to the innovation in that a on the outside of the end shield frontal air openings in the radial and axial direction overlapping, reaching at most to the outer end face of the shaft bearing and surrounding it at a distance Air funnel is arranged.

Der Lufttrichter, der die axialen Abmessungen der Maschine unverändert beläßt, zwingt die angesaugte kalte Außenluft allseitig über die ganze Oberfläche des Wellenlagers mit erhöhter Geschwindigkeit und bewirkt somit eine wesentliche Verbesserung des Kühleffektes.The air funnel, which leaves the axial dimensions of the machine unchanged, forces the cold outside air that is sucked in on all sides over the entire surface of the shaft bearing at increased speed and thus causes a substantial Improvement of the cooling effect.

Bei den verwendeten Lüftern wird das nach außen durch die Luftöffnungen abgestrahlte Geräusch vielfach als zu laut empfunden, wogegen bei den bekannten Maschinenausführungen mit freibleibenden Luftöffnungen keine wirksame Abhilfe möglich ist.With the fans used, the noise radiated outwards through the air openings is often considered to be too loud felt, whereas with the known machine designs no effective remedy is possible with air openings that remain free is.

Der besagte Mißstand läßft sich bei der Kühlluftausführung nach der Neuerung aber wirksam und mit einfachen Mitteln dadurch beseitigen, daß die Innenseite des Lufttrichters mit schalldämpfendem Material bedeckt ist.The said deficiency can be solved with the cooling air design after the innovation but effectively and with simple means eliminate that the inside of the air funnel with sound-absorbing material is covered.

Der größte Teil des vom Lüfter durch die stirnseitigen Luftöffnungen nach außen abgestrahlten Lüftergeräusches trifft auf die schalldämpfende Auskleidung, wird dort zum Teil in eine andere Energieform übergeführt und nur ein geringer Teil kann zwischen Wellenlager und Lufttrichter als reflektierter und stark verringerter Schall nach außen gelangen, so daß eine beträchtliche Herabsetzung des Geräuschpegels allein auf dieseMost of the air flow from the fan through the front air openings outwardly radiated fan noise hits the sound-absorbing lining, where it is partly in Another form of energy transferred and only a small part can be reflected between the shaft bearing and the air funnel as reflected and greatly reduced sound to the outside, so that a considerable reduction in the noise level on this alone

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Weise erreichbar ist. Gegebenenfalls können zusätzliche Dämpfungsmaßnahmen vorgesehen werden, z.B. die Innenseiten der haubenartigen Lagerschilde mit Schnlldämpfungsmaterial bedeckt sein.Way is achievable. If necessary, additional damping measures can be provided, e.g. the inside the hood-like end shields with quick damping material be covered.

Der Vorteil des Gegenstandes der Neuerung besteht in der nachträglichen Anbringung eines solchen Lufttrichters an den Lagerschilden, insbesondere wenn der Lufttrichter aus mindestens zwei segmentartigen Teilen besteht, die miteinander und mit dem Lagerschild lösbar befestigt sind.The advantage of the subject of the innovation consists in the subsequent attachment of such an air funnel to the End shields, especially if the air funnel consists of at least two segment-like parts that are connected to each other and are releasably attached to the end shield.

Weitere Einzelheiten sind an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Neuerung nachfolgend näher erläutert. Es zeigtFurther details are shown on the basis of one shown in the drawing Embodiment of the innovation explained in more detail below. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Wellenlager mit Lagerschild und
Fig. 2 eine Vorderansicht des Gegenstandes nach Pig. 1.Fig. 1 shows a longitudinal section through a shaft bearing with end shield and
Figure 2 is a front view of the Pig article. 1.

Von der als Gegenbläser ausgebildeten elektrischen Maschine ist das aiigedeutete S tänder gehäuse 1 an beiden Stirnseiten mit haubenartigen Lagerschilden 2 abgedeckt, von denen nur der eine dargestellt ist. Am Umfang des Ständergehäuses verteilte Kühlrohre 3 sind segmentweise in bekannter Art zusammengefaßt und abweohselnd mit dem einen bzw. anderen Lagersehildinnenraum 4 verbunden. Die jeweiliger, anderen Kühlrohre münden in nur Über umfangsseitige Luftauslässe 5 offene Ringräume 6 innerhalb der Lagerschilde 2. Das Innere von Ständer und Läufer ist durch Ringscheiben 7 abgedeckt, die die Maschinenwelle 8 dicht umschließen und am Ständergehäuse befestigt sind. Zwischen der Ringscheibe 7 und der Stirnseite des Lagerschildes 2 ist ein Lüfter 9 auf der Maschinenwelle 8 eingeordnet, der von einem kegelstumpfförmigen Blechkonus 22 umfaßt ist, der die stirnseitigen Luftöffnungen 10 einrahmt und die angesaugte Luft auf die Lüfterflügel zwingt. Die Luftöffnungen 10 sind durch Schutzgitter 11 abgedeckt.Of the electrical machine designed as a counter-blower, the stand housing 1 indicated is at both ends covered with hood-like end shields 2, only one of which is shown. Distributed around the perimeter of the stand housing Cooling tubes 3 are combined in segments in a known manner and alternating with one or the other bearing shield interior 4 connected. The respective other cooling tubes open into air outlets 5 that are only open on the circumferential side Annular spaces 6 within the end shields 2. The interior of the stator and rotor is covered by annular disks 7, the the machine shaft 8 tightly enclose and attached to the stator housing. Between the annular disk 7 and the end face of the end shield 2, a fan 9 is arranged on the machine shaft 8, which is supported by a frustoconical sheet metal cone 22 is included, which frames the front air openings 10 and forces the sucked air onto the fan blades. The air openings 10 are covered by protective grids 11.

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Die Stirnseite des Lagerschildes 2 ist über Radialrippen 12 mit dem Gehäuse des Wellenlagers 13 fest verbunden, das in bekannter Weise mit achsparallelen Kühlrippen versehen ist und axial aus der Stirnseite nach außen vorragt. Das Wellenlager 13 ist in radialer und axialer Richtung von einem Luft trichter H umgeben, der an der Außenseite des Lagerschildes 2 befestigt ist und die LuftÖffnungen 10 einschließt. An sei ner verjüngten äußeren Stirnseite schließt der Lufttrichter axial mit der äußeren Stirnfläche des Wellenlagers ab und umgibt dieses allseitig im Abstand. Die angesaugte kalte Außenluft wird in Pfeilrichtung über das Wellenlager geführt ' ■ und in den Innenraum des Lagerschildes gesaugt und von dort in die Kühlrohre gedrückt.The end face of the end shield 2 is firmly connected to the housing of the shaft bearing 13 via radial ribs 12, which is shown in FIG is provided in a known manner with axially parallel cooling fins and protrudes axially outward from the end face. The shaft bearing 13 is surrounded in the radial and axial directions by an air funnel H on the outside of the end shield 2 and includes air vents 10. To be The tapered outer end of the air funnel closes axially with the outer end face of the shaft bearing and surrounds this on all sides at a distance. The cold outside air drawn in is guided over the shaft bearing in the direction of the arrow '■ and sucked into the interior of the end shield and from there pressed into the cooling tubes.

Der Lufttrichter besteht auc zwei segmentartigen Teilen Ha, Hb, die bei 15 miteinander verbunden sind. Zur Geräuschdämpfung - bis zu 7 dB (A) erreicht - ist die Innenseite des Lufttrichters H mit schalldämpfendem Material 21 ausgekleidet. Zur Durchführung stab- oder rohrförmiger Hilfsvorrichtungen 16, 17, 18, 19 für das Wellenlager (Lagerölzu- und -abführrohre, Temperaturfühler, ölablaßrohr) weist der Lufttrichter H samt Auskleidung 21 Durchlässe 20 auf, die so angebracht und ausgeführt sind, daß die Kühlluftführung und Geräuschdämpfung nicht merklich beeinflußt wird.The air funnel also consists of two segment-like parts Ha, Hb, which are connected to one another at 15. For noise reduction - Up to 7 dB (A) reached - the inside of the air funnel H is lined with sound-absorbing material 21. To implement rod-shaped or tubular auxiliary devices 16, 17, 18, 19 for the shaft bearing (bearing oil supply and -Discharge pipes, temperature sensors, oil drain pipe) the air funnel H including the lining 21 passages 20, which are attached and designed so that the cooling air duct and Noise attenuation is not noticeably affected.

4 Schutzansprüche
2 Figuren4 claims for protection
2 figures

Claims

Cooling air guiding device for an electrical machine with hood-like hoods provided axially from the end-face air openings distributed around the machine shaft "LagerschiIdeη protruding shaft bearings with enlarged Cooling surfaces and a fan arranged coaxially to the machine shaft within at least one end shield, characterized in that on the outside of the bearing plate (2) the front air openings (10) in radial and axial direction overlapping, reaching at most to the outer end face of the shaft bearing (13) and this is arranged at a distance surrounding Li? - ^ funnel (H) is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inside of the air funnel (H) is covered with sound-absorbing material (21) '.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the air funnel (H) consists of at least two segment-like Parts (Ha, b), which are releasably attached to each other (15) and to the end shield (2).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that at least one of the parts (Ha, b) at least one Has passage (20) for rod-shaped or tubular auxiliary devices (16, 17, 18, 19) for the shaft bearing (13).