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Lüftungsanordnung für den Kommutator elektrischer Maschinen Bei der
Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Kommutatormaschinen fürGleic'h-oder für Wechselstrom
1>ilidet die wirksame Kühlung des Kommutators eines der wichtigsten Probleme. Die
natürliche Kühlung, die durch die Rotation des Kommutators entsteht, reicht bei
weitem nicht. Man muß vielmehr die Luft künstlich an die einzelnen Stellen des Kommutators,
an denen die Wärme erzeugt wird, heranführen. Es wurden zu diesem Zweck bereits
Anordnungen vorgeschlagen, bei denen die Kühlluft dem Kommutator von allen Seiten
radial zuströmt und dann am Kommutator in axialer Richtung entlang fließt und so
den Kommutator kühlt. Der Kommutator ist zu diesem Zweck von einem Gehäuse umgeben,
3cin Kühlluft von außen zugeführt wird. Die Erfindung hat die Erkenntnis zur Voraussetzung,
daß die atn Kommutator entstehende Wärme nicht nur durch ein Bestreichen der Kommutatoroberfläche
mit KühILuft abgeführt werden kann, daß vielmehr ein beträchtlicher Teil dieser
Wärme durch Kühlung der Bürsteneinrichtung, insbesondere der Führungskästen für
die Kohlebürsten, abgeführt werden kann. Um nun die Kühlluft besonders wirksam an
diese Führungskästen für die Kohlebürsten heranzubringen und so einen um so größeren
Teil der Verlustwärme in die Kühlluft zu überführen, soll erfindungsgemäß bei derartigen
Lüftungsanordnungen, bei denen die Kühlluft dem Kommutator radial zuströmt und dann
axial längs der Kommutatorober-fläche abfließt, durch Leitanordnungen
mindestens
ein Teil der radial zuströmenden Kühlluft gezwungen werden, entlang den Seitenflächen
der Bürsten zum Kommutator zu fließen. Während bisher eine geregelte Luftführung
am, Bürstenhalter noch nicht vorhanden war, soll nunmehr die Kühlluft am Bürstenhalter
in bestimmter für die Abführung ,der Verlustwärme besonders wirksamer Weise geführt
werden.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. i zeigt einen Querschnitt durch den Kommutator
mit den drei Bürstenhaltern 1, 2 und 3. Fig. 2 zeigt einen Seitenriß zur Fig. i,
wobei gemäß den eingezeichneten Pfeilen die gesamte Kühlluft am Kommutator ,in axialer
Richtung zu dem kommutatorseitigen Lagerschild4 abströmt. An den einzelnen Bürstenhaltern
gleiten die Kohlebürsten 5 in Führungskästen 6. Die Bürstenhalter sind nun derart
-aus-gebildet, daß die .radial von außen kommende Kühlluft gezwungen wird, an den
Seitenwänden der Führungskästen entlang zur Kommutatoroberfläche zu strömen. Zu
diesem Zweck bilden -die Seitenwände der Führungskästen mit am übrigen Bürstenhalter
angebrachten Wänden 7 düsenartige Spalte, durch die die Kühlluft hindurch muß. Damit
die Kühlluft zu diesem Wege gezwungen ist, ist außerdem der Raum zwischen den benachbarten
Bürstenhaltern und unmittelbar über dem Kommutator durch Trennwände von dem übrigen
den Kommutator umgebendenLuftzuführungsraum abgetrennt. Diesem Zweck dienen die
aus Isolierstoff bestehenden Platten 8, die an den Wänden 7 der Bürstenhalter befestigt
sind. An jedem Bürstenhalter ist nach beiden Seiten je einederartige Isolierplatte
befestigt. Die beiden zwei benachbarten Bürsten angehörigen Isolierplatten übergreifen
einander an der Grenzstelle labyrinthartig. Wie aus den eingezeichneten Pfeilen
der Fig. i zu ersehen ist, wird die von außen kommende Kühlluft, nachdem sie die
düsenartigen Spalte an den Führungskästen durchströmt hat, nunmehr gezwungen, unterhalb
der Isolierplatten am Kommutator in axialer Richtung entlang zu streichen und so
auch dien Kommutator wirksam zu kühlen.
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Um das richtige Stärkeverhältnis der Kühlung der Kommutatoroberfläche
und der Führungskästen zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, nur einen Teil der
insgesamten den Kommutator umstreichenden Kühlluft auch an dien Führungskästen entlang
streichen zu lassen. Zu diesem Zweck kann man die die Kommutatoroberfläche überdachenden
Trennwände .bzw. Isolierplatten 8 derart ausbilden, daß sie nur über einen Teil
der Kommutatorlänge reichen, über den übrigen Teil tritt dann d'ie radial von außen
zuströmende Kühlluft zum großen Teil unmittelbar an die Kommutatoroberfläche .heran
und gelangt dann infolge ihrer Umlenkung in axialer Richtung unter die durch Trennwände
überdächten Teile des Kommutators, wo sie sich mit der von den Bürstenhaltern kommenden
Kühlluft vereinigt. Fig. 2 zeigt diese Anordnung. Die Überdachungsisolierplatten
8 überdecken nur etwa '/a der Kommutatorlänge, während im linken Teil gemäß dem
eingezeichneten Pfeil 9 die Kühlluft unmittelbar an dieKommutatoroberfläche herankommt.
Die kleineren Pfeile veranschaulichen die von den Führungstaschen der Bürsten kommende
Kühlluft. Nach dem Verlassen des Kommutators gelangt die Kühlluft, nachdem sie einen
Mantel io durchstrichen hat, in Kanäle i i des Lagerschildes 4, wo sie in radialer
Richtung nach außen abströmt. Die Anordnung nach Fig. 2 ist dann besonders vorteilhaft,
wenn vermieden werden soll, daß mit Kohlenstaub beladene Luft in das Maschineninnere
strömt.
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Fig. 3 der Zeichnung, die ebenfalls einen Seitenriß darstellt, zeigt
eine Anordnung, bei der die die Kommutatoroberfläche abdeckenden Isolierplatten
7 über die beiden äußeren Teile der Kommutatorlänge reichen, während der mittlere
Teil nicht überdeckt ist, so daß hier die Kühlluft ähnlich wie der Kühlluftstrom
9 der Fig. 2 unmittelbar an die Kommutatoroberfläche heran kann und von da unterhalb
der Abdeckplatten 7 teils nach rechts, teils nach links am Kommutator entlang strömt.
Der rechte Teil dieser Kühlluft wird! wieder über den Lagerschild 4 abgeführt, der
linke Teil strömt in das Maschineninnere, wo er weitere Kühlwirkung an den Maschinenwicklungen
ausübt. Die Anordnung nach Fig.3 kann besonders hei langen Kommutatoren vorteilhaft
sein.
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Bei der Anordnung nach Fig. 4 der Zeichnung überdecken die Abdeckplatten
7 die gesamte Kommutatorlänge. Trotzdem fließt unterhalb dieser Abdedkplatten außer
der von den Führungskästen der Bürsten kommenden Kühlluft noch ein zusätzlicher
Kühlluftstrom, der durch den Pfeil 12 angedeutet ist. Dieser Kühlluftstrom kommt
ebenfalls radial von außen, er tritt jedoch am rechten Ende des Kom.mutators in
den Raum zwischen der Kommutatoroberfläche und den Abdeekplatten 7. Die gesamte
Kühlluft strömt dann bei 13 in das Maschineninnere. 14 ist eine ringförmige Trennwand)
zwischen dem Kommutator und dem Maschinenraum, an die die Abdeckplatten 7 unmittelbar
anschließen.
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Durch die Kühlanordnung der Erfindung wird eine wesentliche Erhöhung
der Leistung des Kommutators erzielt. Die Erfindung eignet sich daher insbesondere
für hoch ausgenutzte Kommutatormaschinen, wie dies beispielsweise Fahrzeugmaschinen
sind.