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Belüftung von gekapselten Stromwendermaschinen Einerseits ist es bekannt,
Bahnmotoren in der Weise zu belüften, daß die Kühlluft auf der vom Stromwender abgewandten
Seite der Maschine eintritt, in axialer Richtung die Maschine durch= strömt, über
den Stromwender geführt wird und schließlich auf der Seite des Stromwenders die
Maschine verläßt. Diese Belüftung besitzt den Nachteil, daß der Stromwender und
die Bürsten nur von bereits vorgewärmter Luft bestrichen werden. Andererseits ist
es auch bereits bekanntgeworden, die Kühlluft auf der Seite des Stromwenders der
Maschine zuzuführen, über den Stromwender weiterzuleiten und nach Kühlung des Läufers
auf der vom Stromwender abgewandten Seite der Maschine austreten zu lassen. Hierbei
wird Kohlebürstenstaub in das Maschineninnere geblasen, wo er sich an unzugänglichen
bzw. nicht zu beobachtenden Stellen absetzen und zu Überschlägen führen kann.
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Es ist weiterhin bekannt, die Stromwenderfahnen als Lüfterflügel auszubilden,
wobei gleichzeitig der den Stromwender umgebende Raum durch die Stromwenderfahnen
und durch die zwischen diesen liegende Isolierung gegenüber dem Läufer abgeschlossen
wird. Unter Verwendung dieser an sich bekannten Ausbildung der Stromwenderfahnen
sieht nun die Erfindung eine Kühlluftführung für gekapselte Stromwendermaschinen
vor, die die eingangs erwähnten Nachteile vermeidet. Gemäß der Erfindung gelangt
die Kühlluft mindestens teilweise auf der Seite des Stromwenders in die Maschine;
die Kühlluft wird dann durch die als
Lüfterflügel ausgebildeten
Fahnen über den Stromwender hinweg und wieder radial aus der Maschine nach außen
befördert. Auf diese Weise wird einerseits eine gute Kühlung des Stromwenders und
der Fahnen erreicht und andererseits verhindert, daß Bürstenstaub in die Maschine
gelangt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung tritt ein Teil der Kühlluft
auf der vom Stromwender abliegenden Seite der Maschine in diese ein, strömt innerhalb
des aktiven Teiles des Läufers bis zum Stromwender, wird hierauf um I8o° umgelenkt
und durch den aktiven Teil des Läufers geführt. Damit gelingt es in besonderem Maße,
den einzelnen Maschinenteilen kalte Luft zuzuführen. Äußerst wirksam kann die Belüftung
dann werden, wenn zusätzlich Kühlluft dem Ständerrücken und hierauf den Ständerwickelköpfen
zugeführt wird, wonach sie nach außen gelangt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Gemäß Fig. I wird ein Teil der Kühlluft auf der vom Stromwender abliegenden Seite
der Maschine eingeblasen, durchströmt den Läufer I zwischen der Innenfläche des
Blechpaketes 2 und der Welle 3 bis zum Stromwender 4, an dessen dem Läufer zugewandter
Stirnseite er um I8o° umgelenkt wird. Da die Luft innerhalb des aktiven Teiles des
Läufers zuströmt, gelangt sie nunmehr noch verhältnismäßig kalt in die Kanäle im
Blechpaket des Läufers. Dieser wird daher gut gekühlt. Nach Durchströmen der Läuferkanäle
tritt die Kühlluft auf der vom Stromwender abliegenden Seite der Maschine aus. Ein
zweiter Kühlluftstrom wird durch die Öffnungen 5 auf den Rücken des Ständers 6 geblasen.
Von hier aus durchströmt die Kühlluft den Raum zwischen Ständer und Gehäuse 7 und
bestreicht die Wicklungsköpfe 8 der Ständerwicklung, worauf sie an beiden Stirnseiten
des Ständers durch Öffnungen 9 im Gehäuse nach außen gelangt. Ein dritter Kühlluftstrom
tritt durch Öffnungen Io im dem Stromwender benachbarten Lagerschild II in den Raum
um den Stromwender in die Maschine ein. Von dort wird sie von den als Lüfterflügel
ausgebildeten Kommutatorfahnen I2 an den Wicklungsköpfen des Ständers vorbeibefördert
und strömt durch die gleichen Öffnungen 9 ins Freie, durch die der vom Ständerrücken
kommende Luftstrom nach Bestreichen der dem Stromwender benachbarten Wicklungsköpfe
abströmt. Mit besonderem Vorteil werden kegelförmige Führungsbleche I3, 14 und I5
vorgesehen, durch die die gewünschte Luftführung erzwungen wird. Die Ausbildung
der Stromwenderfahnen als Lüfterflügel kann beispielsweise folgendermaßen geschehen:
Gemäß Fig.2 sind in vorzugsweise regelmäßigen Abständen Fahnen I6 in axialer Richtung
gegenüber den Nachbarfahnen verbreitert. Auch die zwischen, z. B. auf die doppelte
Breite, vergrößerten Fahnen liegenden Fahnen I7 und I8 können zur Vergrößerung der
Kühlfläche unterschiedliche Breiten erhalten. Ferner ist es auch möglich, zur Herstellung
der Lüfterflügel die Fahnen I9 nach Fig. 3 mit U-förmigem Querschnitt auszuführen,
indem z. B. in die zunächst rechteckig hergestellten Fahnen Schlitze :2o, beispielsweise
durch Einfräsen, eingearbeitet werden. Wie vor allem- die Fig. 2 und 3 erkennen
lassen, bilden die Fahnen mit ihren nicht als Lüfterflügel wirkenden Teilen gemeinsam
mit der dazwischenliegenden Isolation eine volle ringförmige Wand, die den den Stromwender
umgebenden Raum gegenüber dem Läufer abschließt und demnach verhindert, daß die
vom Stromwender und den Bürsten kommende Luft und damit Bürstenstaub ins Maschineninnere
gelangt.
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Da bei Bahnmotoren der Lufteintritt auf der Seite des Stromwenders
nicht am ganzen Umfang gleichmäßig, sondern nur vorwiegend oben und auf der der
Treibradachse gegenüberliegenden Seite geschehen kann, ergibt sich ohne besondere
Vorkehrungen eine ungleichmäßige Verteilung des Kühlluftstromes über den Stromwender.
Das kann weitestgehend vermieden werden, wenn am Lagerschild ein Ringraum 2I geschaffen
wird, der durch den Lagerschild selbst, ein zylindrisches Blech 22, ein ringförmiges
Blech 23 durch den Bürstenhalterträger 24 und durch den Stromwenderkörper 25 gebildet
wird. Der Spalt 26, durch den die Luft aus dem Ringraum in den den Stromwender umgebenden
Raum gelangt, ist -exzentrisch gestaltet. Er hat seine geringste Breite auf- der
diametral gegenüberliegenden Maschinenseite. Zwischen diesen beiden Stellen nimmt
die Größe des Spaltes vorteilhaft stetig zu. Im vorliegenden. Fall ist die Größe
des Spaltes an den Öffnungen Io mit S1 angegeben. Außerdem ist die Größe des Spaltes
S2, wie sie sich auf der in der Zeichnung nicht dargestellten diametral gegenüberliegenden
Seite ergeben würde, mit S2 eingetragen.
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Zur Verbesserung der Luftführung über die Stromwen deroberfläche können
zwischen den Bürstenhaltern Abschlußwände 27 oder Wandteile angeordnet werden, mit
deren Hilfe Kanäle gebildet werden, die außerdem durch die Bürstenhalter und die
Stromwenderoberfläche begrenzt werden.
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In Fig. I sind die Luftwege durch Pfeile angedeutet.
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Die Fig. 4 bis 6 lassen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung
teilweise erkennen. Hierbei zeigt die Fig. 5 einen Schnitt entlang der Ebene A-B
der Fi,g. q. und die Fig. 6 und 7 einen entsprechenden Schnitt durch abgewandelte
Formen. In allen Fällen sind alle Fahnen auf einem Teil ihrer Dicke in axialer Richtung
verbreitert. Bei der Ausführung nach Fig. 5 sind die Fahnen 28 im mittleren Teil,
bei dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel die Fahnen 29 nur auf einer Seite in axialer
Richtung verbreitert. Der Übergang von der Lamelle zurr Fahne erfolgt dabei vorzugsweise
allmählich:, z. B. durch eine Ausrundung 3o. Damit wird ein Festsetzen von Verunreinigungen,
z. B. Kohlenstaub, vermieden. Die verbreiterten, als Lüfterflügel wirkenden Teile
31 bzw. 32 der Fahnen. können mit diesen aus -einem Stück bestehen. In diesem Fall
werden die Fahnen zur Bildung der Lüfterflügel vor oder nach dem Zusammenbau, z.
B. durch .
Fräsen, teilweise dünner gemacht. Die Teile 3I bzw. 32
können jedoch auch nachträglich an den normal ausgeführten Fahnen, insbesondere
durch Hartlötung oder Schweißung, befestigt sein. Gemäß Fig. 7 sind einseitig verbreiterte
Fahnen 33 spiegelbildlich zueinander angeordnet.
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An Stelle aller Fahnen kann auch nur ein Teil hiervon in der an Hand
der Fig. 4 bis 7 beschriebenen Weise ausgeführt sein. In entsprechender Weise können
auch bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung alle oder nur ein Teil der Fahnen
einen U-förmigen Querschnitt besitzen, also als Lüfterflügel ausgeführt sein. Ist
nur ein Teil .der Fahnen als Lüfterflügel ausgebildet, dann sind diese vorzugsweise
in regelmäßigen Abständen über den Umfang verteilt.